FR2470170A1 - PROCESS FOR PRODUCING METALLIC WIRES FOR REINFORCING RUBBER OBJECTS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF DE FABRICATION DE FILS D'ACIER POUR LE RENFORCEMENT D'OBJETS EN CAOUTCHOUC. IL S'AGIT D'UN PROCEDE SELON LEQUEL ON DEPOSE UNE COUCHE DE ZINC SUR UN FIL LAITONNE APTE AU TREFILAGE ET ENSUITE ON TREFILE LE FIL POUR L'AMENER AU DIAMETRE DESIRE, CARACTERISE PAR LE FAIT QU'ON DEPOSE UNE QUANTITE DE ZINC COMPRISE ENTRE 0,1 ET 1GRAMME PAR KILO D'ACIER ET QU'ON EFFECTUE LE TREFILAGE EN CONTINU AVEC L'OPERATION DE ZINGAGE. DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE COMPORTANT UNE CELLULE DE ZINGAGE DISPOSEE IMMEDIATEMENT EN AMONT D'UNE TREFILEUSE. S'APPLIQUE EN PARTICULIER A LA FABRICATION DE FILS D'ACIER POUR LE RENFORCEMENT DE PNEUMATIQUES.THE INVENTION CONCERNS A METHOD AND A DEVICE FOR MANUFACTURING STEEL WIRES FOR THE REINFORCEMENT OF RUBBER OBJECTS. THIS IS A PROCESS ACCORDING TO WHICH A LAYER OF ZINC IS DEPOSITED ON A BRASS WIRE SUITABLE FOR WIREDING AND THEN THE WIRE IS THREADED TO BRING IT TO THE DESIRED DIAMETER, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT A QUANTITY OF ZINC INCLUDED BETWEEN 0.1 AND 1 GRAM PER KILO OF STEEL AND THAT WE CARRY OUT THE WIRING IN CONTINUOUS WITH THE ZINC PLATED OPERATION. IMPLEMENTATION DEVICE INCLUDING A ZINC PLATED CELL ARRANGED IMMEDIATELY UPSTREAM OF A WALKER. APPLIES IN PARTICULAR TO THE MANUFACTURE OF STEEL WIRE FOR THE REINFORCEMENT OF TIRES.
Description
2 47 01702 47 0170
La présente invention concerne un procédé de fabrication de fils métalliques pour le renforcement d'articles en caoutchouc The present invention relates to a method for manufacturing metal wires for reinforcing rubber articles
tels que pneumatiques. Plus particulièrement elle concerne la fa- such as tires. More particularly, it concerns the
brication de fils d'acier revêtus.bonding of coated steel wires.
Pour le renforcement des articles en caoutchouc, on em- For the reinforcement of rubber articles, it is
ploie des fils d'acier recouverts d'une couche de laiton. Le lai- bends steel wires covered with a layer of brass. The lay-
ton a pour fonction principale d'assurer l'adhérence convenable your main function is to ensure proper adhesion
entre le caoutchouc et l'acier et il joue également un rôle im- between rubber and steel and it also plays an important role
portant lors du tréfilage. On utilise généralement un laiton com- bearing during drawing. Normally a brass is used
portant 60 % à 75 X de cuivre.carrying 60% to 75 X copper.
Des études ont montré que pour avoir une bonne adhérence, avec certains types de gommes, en particulier au vieillissement, il fallait un laiton comportant une couche plus riche en zinc en surface. Studies have shown that to have good adhesion, with certain types of gums, especially aging, it needed a brass with a layer richer in zinc surface.
On peut obtenir ce gradient de zinc de différentes façons. This zinc gradient can be obtained in different ways.
Par exemple par dépôt alterné sur le fil d'acier de couches de For example by alternately depositing on steel wire layers of
cuivre et de zinc, la dernière couche étant du zinc, puis thermo- copper and zinc, the last layer being zinc, then thermo
diffusion. Si la thermodiffusion n'est pas totale, on obtient une couche plus riche en zinc en surface. Un autre procédé, objet du brevet français 2 393 856 consiste à déposer sur le fil recouvert diffusion. If the thermodiffusion is not total, we obtain a layer richer in surface zinc. Another process, object of French Patent 2,393,856 is to deposit on the covered wire
d'un laiton de composition courante, une fine couche de zinc. a brass of current composition, a thin layer of zinc.
Après tréfilage, on obtient un laiton de composition non homogène, After drawing, a brass of non-homogeneous composition is obtained,
riche en zinc en surface.rich in zinc on the surface.
Avec un tel traitement, on obtient effectivement un bon With such treatment, one actually gets a good
comportement de l'adhérence au vieillissement. Cependant, ce pro- behavior of adhesion to aging. However, this
cédé présente des inconvénients. La présence d'une couche riche en zinc en surface provoque des perturbations au tréfilage. Le document cité déclare que le dépôt optimal de zinc est d'environ assigned has disadvantages. The presence of a layer rich in zinc surface causes disturbances to wire drawing. The cited document states that the optimal zinc deposit is approximately
0,06 g par kilo de fil et que des problèmes se produisent au tré- 0,06 g per kilogram of yarn and that problems occur
filage à partir de 0,1 g de zinc par kilo. Néanmoins, le document fait état d'un taux de dépôt de zinc pouvant aller jusqu'à x 10-5 mg par mm2 de surface d'application ce qui, pour le fil de plus petit diamètre mentionné dans le brevet, correspond à une spinning from 0.1 g of zinc per kilogram. Nevertheless, the document reports a zinc deposition rate of up to x 10-5 mg per mm 2 of application area which, for the smaller diameter wire mentioned in the patent, corresponds to a
quantité de 0,3 g par kilo.amount of 0.3 g per kilo.
Or, des essais complémentaires ont montré que les meilleurs résultats en adhérence ne sont obtenus que pour des quantités de zinc supérieures à 0, 1 g/kg et de préférence comprises entre 0,3 However, further tests have shown that the best adhesion results are obtained only for amounts of zinc greater than 0, 1 g / kg and preferably between 0.3
et 0,7 g/kg. Mais, dans ce cas, les problèmes au tréfilage de- and 0.7 g / kg. But, in this case, drawing problems
viennent très aigus et rendent cette opération tout à fait im- come very sharp and make this operation quite im-
possible industriellement.possible industrially.
D'autre part, on a remarqué, en particulier, pour des quantités de zinc omprises entre 0,1 et 0,3 g/kg et supérieures à ces valeurs, que les problèmes de tréfilage s'accentuent avec On the other hand, it has been noted, in particular, for amounts of zinc omitted between 0.1 and 0.3 g / kg and above these values, that drawing problems are accentuated with
la durée du stockage du fil avant tréfilage. Ainsi, les diffi- the duration of wire storage prior to wire drawing. Thus, the difficulties
cultés sont plus importantes lorsque le fil est tréfilé par exemple deux mois après zingage que lorsqu'il est tréfilé par exemple le même jour. L'explication que l'on donne à ce phénomène est qu'il se forme à l'interface laiton-zinc, par diffusion dans les conditions ambiantes, des couches de phases intermédiaires, fragiles, indéformables et qui même sous très faible épaisseur cults are more important when the wire is drawn for example two months after zincing that when drawn for example the same day. The explanation that we give to this phenomenon is that it is formed at the brass-zinc interface, by diffusion under ambient conditions, layers of intermediate phases, fragile, indeformable and which even under very thin
rendent le fil intréfilable dans des conditions industrielles. make the wire intractable under industrial conditions.
(Casses nombreuses, usure filière importante). Ce phénomène est (Many breaks, heavy die wear). This phenomenon is
d'autant plus marqué que la couche de zinc est importante. all the more marked as the zinc layer is important.
La présente invention se propose de fournir un nouveau procédé permettant de concilier à la fois une bonne tenue de l'adhérence au vieillissement et un tréfilage dans de bonnes The present invention proposes to provide a novel process for reconciling both good adhesion to aging and drawing in good
conditions industrielles.industrial conditions.
Elle concerne un procédé de fabrication d'un fil d'acier It relates to a method of manufacturing a steel wire
pour le renforcement d'articles en caoutchouc tels que pneumati- for reinforcing rubber articles such as pneumatic
ques selon lequel on dépose une couche de zinc sur un fil d'acier laitonné apte au tréfilage et on tréfile le fil pour l'amener au diamètre désiré caractérisé par le fait qu'on dépose une quantité de zinc comprise entre 0,1 g et 1 g par kilo de fil d'acier et that a layer of zinc is deposited on a brass wire suitable for drawing and the wire is drawn to bring it to the desired diameter characterized by the fact that a quantity of zinc of between 0.1 g and 1 g per kilogram of steel wire and
qu'on effectue le tréfilage en continu avec l'opération de zingage. the drawing is carried out continuously with the zinc-plating operation.
De préférence, la quantité de zinc déposée est comprise Preferably, the amount of zinc deposited is included
entre 0,1 et 0,6 g/kg d'acier.between 0.1 and 0.6 g / kg of steel.
L'application de zinc est effectuée de préférence par- The application of zinc is preferably carried out
dépôt électrolytique, lors du passage du fil dans un bain élec- electrolytic deposition, during the passage of the wire in an electric bath
trolytique approprié. On peut utiliser tous les types de bain connus en zingage: bain à base de cyanure, bain basique non cyanure, bain acide, bain au pyrophosphate, etc.. On utilise de trolytically appropriate. It is possible to use all types of bath known in galvanizing: cyanide bath, basic non-cyanide bath, acid bath, pyrophosphate bath, etc.
préférence des bains non toxiques. preferably non-toxic baths.
Le laitonnage s'effectue selon les méthodes habituelles The fermentation is done according to the usual methods
codéposition électrolytique, ou laitonnage par thermodiffusion. electrolytic coding, or thermodiffusion fermentation.
On utilise un laiton courant contenant 60 % à 75 7. de cuivre, la A standard brass containing 60% to 75% copper is used.
quantité déposée étant comprise entre 2 g/kg et 7 g/kg d'acier. quantity deposited being between 2 g / kg and 7 g / kg of steel.
Eventuellement, on peut effectuer un léger décapage avant zingage. Optionally, a slight etching can be carried out before zincing.
L'acier est un acier dur patenté couramment utilisé pour ce type d'application. Le diamètre des fils traités est de préférence compris entre 0,80 et 1,90 mm, mais peut aussi se situer en dehors Steel is a patented hard steel commonly used for this type of application. The diameter of the treated son is preferably between 0.80 and 1.90 mm, but can also be outside
de ces limites. Le tréfilage, qui a lieu en continu avec le zin- of these limits. Wire drawing, which takes place continuously with the zin-
gage, s'effectue dans les conditions normales en ce qui concerne tous les paramètres (vitesse,nombre de passes, nombre de filières, nature et forme des filières, lubrifiant.... etc..). La vitesse pledge, is performed under normal conditions with respect to all parameters (speed, number of passes, number of channels, nature and shape of the dies, lubricant .... etc ..). Speed
est de préférence comprise entre 10 et 25 m/s. is preferably between 10 and 25 m / s.
Le procédé peut être mis en oeuvre par un dispositif selon l'invention comprenant une cellule de zingage électrolytique associée à une tréfileuse. De préférence, selon l'invention, le dispositif comporte une cellule de zingage asservie à la marche de la tréfileuse. Selon le système d'asservissement, le courant The method can be implemented by a device according to the invention comprising an electrolytic zinc coating cell associated with a drawing machine. Preferably, according to the invention, the device comprises a galvanizing cell controlled by the progress of the drawing machine. According to the servo system, the current
électrique est établi, au démarrage, seulement lorsque la tréfi- electrical power is established at start-up only when the
leuse a atteint sa vitesse de marche normale; le circuit est leuse has reached normal walking speed; the circuit is
coupé automatiquement lorsque la tréfileuse s'arrête. cut automatically when the drawing machine stops.
Avantageusement, selon l'invention, l'alimentation en courant continu s'effectue, à partir du réseau alternatif, au Advantageously, according to the invention, the direct current supply is effected, from the alternative network, to the
moyen d'un redresseur à intensité régulée. Ce système est avan- medium of a regulated current rectifier. This system is
tageux par rapport au système à voltage constant. En effet, par le phénomène de polarisation, il se forme un dépôt à l'anode, lequel augmente la résistance du circuit. Si le voltage est tageux compared to the system with constant voltage. Indeed, by the polarization phenomenon, a deposit is formed at the anode, which increases the resistance of the circuit. If the voltage is
maintenu constant, l'intensité diminue en même temps que la résis- constant, the intensity decreases as resistance
tance augmente et la quantité déposée, qui est proportionnelle à l'intensité, diminue aussi. On a un dépôt irrégulier. Selon l'invention, l'asservissement et l'alimentation à intensité tance increases and the amount deposited, which is proportional to the intensity, also decreases. We have an irregular deposit. According to the invention, servo-control and power supply
constante entraînent un dépôt régulier, donc un produit régulier. constant result in a regular deposit, so a regular product.
Mais l'invention sera mieux comprise à l'aide des exem- But the invention will be better understood with the help of examples
ples et des figures ci-après, donnés à titre illustratif mais non limitatif - La figure 1 représente schématiquement un dispositif pour la ples and figures below, given by way of illustration but not limitation - Figure 1 schematically represents a device for the
mise en oeuvre du procédé selon l'invention. implementation of the method according to the invention.
- La figure 2 est un graphique montrant les avantages de l'inven- FIG. 2 is a graph showing the advantages of the invention
tion.tion.
- La figure 3 est un graphique de la variation de la composition du laiton, en fonction de la profondeur, pour des fils traités FIG. 3 is a graph of the variation of the composition of the brass, as a function of the depth, for treated threads
selon l'invention.according to the invention.
Le dispositif selon la figure 1 comprend principalement The device according to FIG.
une cellule de zingage électrolytique 1, et une tréfileuse 2 dis- an electrolytic galvanizing cell 1, and a drawing machine 2 dis-
posée en aval, représentée partiellement. La cellule de zingage 2 comprend un bac 3 contenant le bain qui est traversé par le fil F posed downstream, partially shown. The zinc-coating cell 2 comprises a tank 3 containing the bath which is crossed by the wire F
laitonné. Le fil laitonné est alimenté à partir d'une bobine four- brass. The brass wire is fed from a furnace coil
nisseuse 4. Le bain circule en circuit fermé au moyen d'une pompe 5 4. The bath circulates in closed circuit by means of a pump 5
à partir d'une cuve 6. Il est alimenté dans le bac 3 par le con- from a tank 6. It is fed into the tank 3 by the con-
duit d'arrivée 7 et il s'évacue aux deux extrémités du bac 3 par end of 7 and it evacuates at both ends of the tray 3 by
les conduits 8 et 9 qui le ramènent à la cuve 6. L'anode est cons- ducts 8 and 9 which bring it back to the tank 6. The anode is
titué par un panier 10 dans lequel on a déposé des pastilles de zinc, le fil F est relié à la cathode par l'intermédiaire des axes des roues de guidage 11 et/ou 12 situées à l'entrée et à la placed by a basket 10 in which zinc pellets have been deposited, the wire F is connected to the cathode via the axes of the guide wheels 11 and / or 12 located at the entrance and to the
sortie du bac 3. Le fil est tiré à travers le bac, par la tré- 3. The wire is pulled through the tray, through the trough
fileuse 2. A la sortie du bain, le fil zingué est rincé dans un bac 14. Le fil prénètre ensuite en continu dans la tréfileuse 2 dont on a seulement représenté deux filières 15 et deux cabestans de tirage 16. Le fil tréfilé dans les conditions habituelles est spinning machine 2. At the outlet of the bath, the galvanized wire is rinsed in a tray 14. The wire then continues continuously in the drawing machine 2, of which only two dies 15 and two drawing capstans 16 have been represented. The wire drawn in the conditions usual is
reçu sur tout support approprié non représenté. Le dispositif com- received on any appropriate support not shown. The device
porte en outre des moyens non représentés d'asservissement de la additionally carries means not shown to control the
marche de la cellule de zingage à la marche de la tréfileuse. walk of the galvanizing cell at the walking of the wire-drawing machine.
Selon ces moyens, la cellule de zingage se met en marche seulement According to these means, the galvanizing cell starts only
lorsque la tréfileuse a atteint sa vitesse normale de fonctionnement. when the drawing machine has reached normal operating speed.
Le fonctionnement de la cellule de zingage s'arrête en même temps The operation of the galvanizing cell stops at the same time
que la tréfileuse. Le dispositif comporte également des moyens. than the drawing machine. The device also comprises means.
non représentés, de type connu d'alimentation en courant à inten- not shown, of known type of power supply with inten-
sité régulée.Regulated.
Afin de mettre en évidence les avantages dé l'invention, une série d'essais a été réalisée, ils font l'objet des exemples suivants In order to highlight the advantages of the invention, a series of tests has been carried out, they are the subject of the following examples
Exemple 1 -Example 1 -
Cet exemple concerne des essais de tenue de l'adhérence This example relates to adhesion performance tests
au vieillissement.aging.
Le test d'adhérence s'effectue sur toron et se déroule de la façon suivante: On utilise une gomme A pour faire des nappes calandrées avec le toron à tester et on fait vieillir ces nappes pendant 5 semaines à 211C et à 65 % d'humidité relative, en atmosphère strictemenr régulée. Au temps "zéro" et chaque semaine, on fait un prélèvement de toron enrobé de caoutchouc et on le place dans une éprouvette d'adhérence normalisée selon la norme américaine The adhesion test is carried out on a strand and proceeds as follows: A gum is used to make calendered sheets with the test strand and these sheets are aged for 5 weeks at 211 ° C. and at 65 ° C. relative humidity, in a strictly controlled atmosphere. At the "zero" time and every week, a rubber-wrapped strand is taken and placed in a standard US adhesion test tube.
ASTM D 2229-73 réalisée elle-même en gomme A. On mesure l'adhé- ASTM D 2229-73 made itself in gum A. The adhesion is measured
rence par la méthode selon la norme ci-dessus. by the method according to the standard above.
Les résultats sont reportés sur le tableau 1 ci-après The results are shown in Table 1 below.
et sur le graphique selon figure 2, sur lequel le temps de vieil- and on the graph according to Figure 2, on which the old time
lissement T est porté en abcisses et l'adhérence exprimée en lissement T is worn in abscissae and the adhesion expressed in
décanewtons, en ordonnées.decanewtons, on the ordinate.
1 a Témoin - Le témoin est constitué par un toron de dénomination 4 x 0, 25 S 12,5, c'est-à-dire constitué par 4 fils de diamètre 0,25 mm retordus en S au pas de 12,5 mm. Le fil de diamètre 0,25 mm est obtenu par tréfilage d'un fil de diamètre 1,25 mm en acier dur patenté. Avant tréfilage, le fil de diamètre 1,25 mm a été revêtu d'une couche de laiton, à raison de 5,8 g de laiton par kilo de fil d'acier, laiton comprenant 66 X Cuivre et 34 % Zinc. Après tréfilage, on obtient un fil laitonné de diamètre 0,25 comporant 5 g/kg de laiton à 65,8 % de cuivre et 34,2 7. de zing. La perte de 0,8 '; en poids de laiton est une perte normale que l'on constate souvent au tréfilage. A partir de ce fil, on fabrique donc un toron 4 x 0,25 S 12,5 et on pratique 1 a - Indicator - The indicator consists of a 4 x 0, 25 S 12.5 strand, that is to say constituted by 4 0.25 mm diameter wires twisted in S at a pitch of 12.5 mm . The 0.25 mm diameter wire is obtained by drawing a 1.25 mm diameter wire of patented hard steel. Before wire drawing, the 1.25 mm diameter wire was coated with a brass layer, at the rate of 5.8 g of brass per kilo of steel wire, brass comprising 66 X copper and 34% zinc. After wire drawing, a brass wire 0.25 in diameter containing 5 g / kg of brass at 65.8% of copper and 34.2% of zinc is obtained. The loss of 0.8 '; in weight of brass is a normal loss that is often found in wire drawing. From this wire, we therefore manufacture a strand 4 x 0.25 S 12.5 and practice
le test d'adhérence sur ce toron.the adhesion test on this strand.
Les résultats sont reportés sur le tableau 1 ci-après et sur le graphique selon figure 2: courbe A. 1 b - On pratique le test d'adhérence ci-dessus sur un toron réalisé à partir d'un ler fil traité selon l'invention. Le fil de départ est identique à celui de l'exemple 1 a c'est-à-dire fil de diamètre 1,25 mm revêtu d'un laiton à 66 % de Cuivre et The results are shown in Table 1 below and on the graph according to FIG. 2: curve A. 1 b - The above adhesion test is carried out on a strand made from a first wire treated according to FIG. invention. The starting wire is identical to that of Example 1a, that is to say 1.25 mm diameter wire coated with a 66% brass and
34 % de Zinc à raison de 5,8 g de laiton par kilo de fil d'acier. 34% zinc with 5.8 g of brass per kilogram of steel wire.
Ensuite, selon l'invention, on applique un zingage sur le laiton, à raison de 0,15 g de zinc par kilo de fil d'acier. On obtient Next, according to the invention, zinc is applied to the brass at the rate of 0.15 g of zinc per kilogram of steel wire. We obtain
un fil avant entrée dans la tréfileuse comportant 5,95 g de re- a wire before entering the drawing machine having 5.95 g of re-
v':ement par kilo de fil d'acier et dont la composition moyenne est: 64,5 % Cuivre et 35,5 7. Zinc. Le fil est tréfilé en continu avec le zingage, dans les conditions de l'invention. On obtient un fil fin de diamètre 0, 25 mm revêtu de 4,8 g/kg d'un laiton de composition globale 65 % de Cuivre et 35 % de Zinc. A partir de ce fil, on fabrique un toron 4 x 0,25 S 1,25 comme dans l'exemple per kilogram of steel wire and the average composition of which is 64.5% Copper and 35.5%. Zinc. The wire is drawn continuously with zinc coating, under the conditions of the invention. A thin wire with a diameter of 0.25 mm coated with 4.8 g / kg of a brass of overall composition of 65% copper and 35% zinc is obtained. From this wire, a strand 4 x 0.25 S 1.25 is manufactured as in the example
1 a et on applique sur ce toron le même test d'adhérence. 1a and the same adherence test is applied to this strand.
Les résultats sont reportés sur le tableau 1 et sur le The results are shown in Table 1 and on the
graphique selon la figure 2: courbe B. On constate déjà une net- graph in Figure 2: curve B. There is already a clear
te amélioration de la tenue au vieillissement. improvement of the resistance to aging.
1 c - On pratique le test d'adhérence ci-dessus sur un 1 c - The adhesion test above is carried out on a
toron réalisé à partir d'un deuxième fil selon l'invention. strand made from a second wire according to the invention.
Le fil de départ est identique à celui des exemples 1 a et 1 b. Ensuite, selon l'invention, on effectue un zingage, la quantité de zinc étant de 0, 5 g/kg de fil d'acier. On obtient avant entrée dans la tréfileuse, un fil comportant une quantité de revêtement de 6,3 g/kg, dont la composition globale est de 60,5 % de Cuivre et 39,5 % de Zinc. Le fil est tréfilé en continu avec le zingage, dans les conditions de l'invention. On obtient, après tréfilage, un fil fin de diamètre 0,25 mm, revêtu de 5,6 g/kg d'un laiton de composition globale 62 Z Cuivre. A partir de ce fil fin, on confectionne un toron 4 x 0,25 S 12,5 comme dans les The starting thread is identical to that of Examples 1a and 1b. Then, according to the invention, a zinc coating is carried out, the amount of zinc being 0.5 g / kg of steel wire. A wire having a coating quantity of 6.3 g / kg, the overall composition of which is 60.5% copper and 39.5% zinc, is obtained before entering the drawing machine. The wire is drawn continuously with zinc coating, under the conditions of the invention. After wire drawing, a thin wire with a diameter of 0.25 mm coated with 5.6 g / kg of a brass of overall composition 62 Z Copper is obtained. From this fine thread, a strand of 4 x 0.25 S 12.5 is made as in
exemples 1 a et 1 b et on applique le test d'adhérence. Examples 1a and 1b and the adhesion test is applied.
Les résultats sont reportés sur le tableau 1 et sur le graphique selon la figure 2: courbe C. On constate une importante amélioration de la tenue de The results are shown in Table 1 and in the graph in Figure 2: Curve C. There is a significant improvement in
l'adhérence au vieillissement.adhesion to aging.
Tableau 1 - Les exemples ci-dessus correspondent à des durées de Table 1 - The above examples are times of
stockage des nappes calandrées avant confection des pneumatiques. storage of the calendered sheets before making tires.
On constate que l'amélioration de la teneue de l'adhérence au vieillissement augmente avec la quantité de zinc appliquée en It is found that the improvement of the grip of aging adhesion increases with the amount of zinc applied in
surface.area.
La quantité de zinc appliquée en surface, avant tréfi- The amount of zinc applied to the surface prior to
lage, se mélange partiellement au laiton en cours de tréfilage, lage, partially mixes with brass during wire drawing,
par des phénomènes mécaniques et de thermodiffusion partielle. by mechanical phenomena and partial thermodiffusion.
On obtient un fil fini recouvert d'un laiton de composition non homogène, plus riche en zinc en surface, ainsi que.le montrent les analyses de surface faites en spectroscopie de photoélectrons A finished wire coated with a brass of inhomogeneous composition, richer in surface zinc, is obtained, as shown by the surface analyzes made in photoelectron spectroscopy.
ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis). ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis).
Le graphique selon la figure 3 donne en fonction de la profondeur: "profondeur pelage", la valeur du pourcentage atomique de cuivre mesuré à partir de pics d'intensité correspondant aux niveaux d'énergie électronique 2 p 3/2. L'analyse porte sur trois fils: fil témoin selon l'exemple 1 a, et fils selon les exemples The graph according to FIG. 3 gives, as a function of the depth: "peel depth", the value of the atomic percentage of copper measured from peaks of intensity corresponding to the levels of electronic energy 2 p 3/2. The analysis relates to three son: control wire according to Example 1a, and son according to the examples
1 b et 1 c.1 b and 1 c.
On constate - de façon générale pour les trois fils, la composition du laiton évolue selon la profondeur: la teneur en cuivre augmente avec la profondeur puis pratiquement se stabilise à partir de 500 environ, pour les fils traités selon l'invention, le laiton est-plus pauvre en Cuivre en surface: en rapprochant avec les résultats adhérence -en décanewtons daN It is found - generally for the three son, the composition of the brass evolves according to the depth: the copper content increases with the depth then practically stabilizes from about 500, for the son treated according to the invention, the brass is -More poor in Copper surface: closer to the results adhesion -in decanewtons daN
Sxemples Temps O 1 semaine 2 sem. 3 sem. 4 sem. 5 sem. Sxemples Time O 1 week 2 weeks 3 weeks 4 weeks 5 weeks
moin 38 21,2 18,2 16,2 17,3 17 1 b. 37 28.3 26 8 24,2 23.8f 21.2 1 c 36 j 32,8 31 308 30,4 306 d'adhérence ci-dessus, ceci confirme que la teneue de l'adhérence less 38 21.2 18.2 16.2 17.3 17 1 b. 37 28.3 26 8 24.2 23.8f 21.2 1 c 36 d 32.8 31 308 30.4 306 of adhesion above, this confirms that the grip of adhesion
au vieillissement augmente avec la teneur en zinc en surface. aging increases with the surface zinc content.
Exemple 2 -Example 2 -
Cet exemple a pour but de mettre en évidence le fait que la tréfilabilité du fil n'est pas affectée par le revêtement de This example is intended to highlight the fact that wire drawability is not affected by the coating of
zinc, lorsque, conformément à l'invention, on pratiqué le tréfi- when, in accordance with the invention, the
lage en continu avec le zingage.continuous with zinc coating.
2 a - Le fil témoin est le fil laitonné de diamètre 2 a - The control wire is the brass wire of diameter
1,25 mm, selon l'exemple 1 a, soumis à un tréfilage dans les con- 1.25 mm, according to Example 1a, subjected to a drawing in the con-
ditions habituelles pour obtenir un fil de diamètre final 0,25 mm. usual conditions to obtain a wire with a final diameter of 0.25 mm.
Le test consiste à mesurer le kilométrage de fil tréfilé avant de The test consists of measuring the mileage of wire drawn before
devoir changer les filières, compte tenu des tolérances habituel- to change the sectors, given the usual tolerances
les dans le diamètre du fil fini. Le kilométrage, pour le fil in the diameter of the finished wire. Mileage, for the wire
témoin, est exprimé par le chiffre de base 100. witness, is expressed as the basic figure 100.
2 b - Le fil traité est le fil selon l'exemple 1 b, c'est-à-dire le fil selon 1 a revêtu de 0,15 g/kg de zinc. Il B) The treated yarn is the yarn according to Example 1b, i.e. the yarn 1 coated with 0.15 g / kg of zinc. he
esttréfilé en continu avec le zingage dans des conditions iden- is drawn continuously with zinc coating under
tiques au fil témoin 2 a. La longueur tréfilée avant changement ticks in control line 2 a. The length drawn before change
des filières, ramenée à la base 100 est de 120. dies, brought back to base 100 is 120.
2 c - Le fil traité est le fil selon l'exemple 1 e, c'est-à-dire le fil selon 1 a revêtu de 0,5 g/kg de zinc. Il 2 c - The treated yarn is the yarn according to Example 1 e, that is to say the yarn 1 coated with 0.5 g / kg of zinc. he
est tréfilé en continu avec le zingage dans des conditions iden- is drawn continuously with galvanisation under identical conditions.
tiques au fil témpoin 2 a. La longueur tréfilée avant changement ticks over the wire 2 a. The length drawn before change
des filières, ramenée à la base 100 est de 95. dies, brought back to base 100 is 95.
2 d - On utilise un fil qui a subi un traitement du type connu selon le brevet français 2 393 856. Le fil de départ est le 2 d - using a wire which has undergone a treatment of the type known from French Patent 2,393,856. The starting wire is the
fil laitonné selon l'exemple 1 a, revêtu de 0,35 g/kg de zinc. bristled wire according to Example 1a, coated with 0.35 g / kg of zinc.
Après zingage, le fil est stocké pendant 15 jours, puis tréfilé dans les mêmes conditions que le fil témoin 2 a. La longueur tréfilée avant changement des filières, ramenée à la base 100, After galvanizing, the wire is stored for 15 days, then drawn under the same conditions as the control wire 2 a. The drawn length before the change of the dies, brought back to the base 100,
est de 5 à 10. En outre, on constate que le fil est très irrégu- is 5 to 10. In addition, it is found that the thread is very irregular.
lier et que les casses sont fréquentes. Le tréfilage dans des to bind and that breaks are frequent. Wire drawing in
conditions industrielles ne peut être réalisé. industrial conditions can not be realized.
L'exemple 2 montre que, contrairement aux procédés connus, il n'y a pas de difficultés particulières de tréfilage ni d'augmentation des difficultés avec la quantité de zinc déposée Example 2 shows that, unlike the known processes, there are no particular drawing difficulties or increased difficulties with the amount of zinc deposited
en surface si, conformément à l'invention, on pratique le tréfi- on the surface if, in accordance with the invention, the
lage en continu avec le zingage. Par contre si, on tréfile, en continuous with zinc coating. On the other hand, if we draw, in
discontinu, conformément à l'art antérieur, on rencontre de gran- discontinuous, in accordance with the prior art, there are large
des difficultés de tréfilage qui vont croissant avec le taux de drawing difficulties which are increasing with the rate of
zinc déposé et la durée de stockage intermédiaire. zinc deposited and intermediate storage time.
Les exemples 1 et 2 pris conjointement mettent bien en évidence les avantages de l'invention: - aucune difficulté au tréfilage pour des dépôts de zinc allant jusqu'à 1 g/kg d'acier, - tenue de l'adhérence au vieillissement, nettement améliorée Examples 1 and 2 taken together clearly demonstrate the advantages of the invention: - no difficulty in drawing for zinc deposits up to 1 g / kg of steel, - holding the adhesion to aging, clearly improved
par rapport à l'art connu, grâce à des dépôts de zinc plus impor- compared to the known art, thanks to more important zinc deposits
tants: jusqu'à 1 g/kg d'acier.up to 1 g / kg of steel.
Exemple 3 -Example 3
Cet exemple a pour but de mettre en évidence, l'améliora- This example aims to highlight, improve
tion de la tenue de l'adhérence au vieillissement. maintenance of adhesion to aging.
Le test se déroule de la façon suivante Avec le fil à tester, on fabrique une nappe calandrée avec une gomme B. On confectionne des éprouvettes, chacune étant réalisée en découpant deux morceaux de ladite nappe, que l'on The test is carried out as follows: With the wire to be tested, a calendered sheet is produced with a rubber B. Test specimens are produced, each being made by cutting two pieces of said sheet, which is
place l'un sur l'autre, croisés à 900. On fait subir un vieillis- place one on top of the other, crossed at 900. An old
sement en étuve climatique à 350C et 98 7% d'humidité relative, in a drying oven at 350C and 98 7% relative humidity,
visant à reproduire des conditions de stockage sous climat tro- to reproduce storage conditions under
pical. On laisse vieillir les éprouvettes respectivement zéro, Pical. The specimens are aged respectively zero,
3, 6, 9, 15 jours au bout desquels on les vulcanise. Après vul- 3, 6, 9, 15 days after which they are vulcanized. After vul-
canisation, les deux morceaux de nappe sont séparés par arrache- cannulation, the two pieces of tablecloth are separated by
ment et on note de zéro à cinq en fonction du recouvrement de from zero to five depending on the recovery of
caoutchouc adhérent aux fils: cinq correspondant à un recouvre- rubber adhering to the threads: five corresponding to a covering
ment maximum et zéro à un recouvrement nul. maximum and zero at no recovery.
Le fil témoin est obtenu à partit d'un fil d'acier 1,25 - The control wire is obtained from a 1.25 steel wire -
de diamètre, revêtu de laiton à 65 7. de cuivre à raison de 4,7 g/kg. of diameter, coated with copper brass at a rate of 4.7 g / kg.
Ce fil est tréfilé dans les conditions habituelles jusqu'au dia- This wire is drawn under the usual conditions until the dia-
mètre 0,25 mm. On obtient un fil de diamètre 0,25 mm revêtu d'un laiton à 64,5 % de cuivre à raison de 4 g/kg. On réalise un toron 4 x 0,25 S 12,5 à partir de ce fil comme dans les exemples précédents et on le soumet au test ci-dessus; on obtient les résultats suivants meter 0.25 mm. A 0.25 mm diameter wire coated with a 64.5% copper brass at a rate of 4 g / kg is obtained. A strand 4 × 0.25 × 12.5 was made from this wire as in the previous examples and subjected to the test above; we obtain the following results
Tableau 2 -Table 2 -
Jours 0 3 6 9 15 Note 5 3 1 0.0 On fait ensuite subir le test à un fil fabriqué par le Days 0 3 6 9 15 Note 5 3 1 0.0 The test is then subjected to a wire manufactured by the
procédé selon l'invention.process according to the invention.
Le fil de départ est un fil d'acier laitonné de diamètre 1,25 ms, la quantité de laiton est de 4,5 g/kg et sa composition The starting wire is a brass-plated steel wire with a diameter of 1.25 ms, the quantity of brass is 4.5 g / kg and its composition
69,5 % de cuivre et 31,5 % de zinc. Sur ce fil laitonné, on ap- 69.5% copper and 31.5% zinc. On this brass wire,
plique un zingage à raison de 0,4 g de zinc par kilo d'acier. Le fil après zingage et avant entrée dans la tréfileuse est revetu d'une quantité de laiton de 4,9 g/kg comportant globalement 63,8 Z Zinc plating at a rate of 0.4 g of zinc per kilogram of steel. The wire after galvanization and before entry into the drawing machine is coated with a quantity of brass of 4.9 g / kg comprising 63.8 Z globally
de cuivre. Le fil zingué est tréfilé en continu selon l'invention. of copper. The galvanized wire is drawn continuously according to the invention.
Après tréfilage, on obtient un fil laitonné de diamètre final 0,25 m, la quantité de laiton étant de 4,1 g/kg et sa-composition globale 7. de cuivre et 35 % de zinc. Ce fil est comis en toron 4 x 0,25 S 12,5, lequel est soumis au test décrit ci-dessus on obtient les résultats suivants After drawing, a brass wire of final diameter 0.25 m is obtained, the amount of brass being 4.1 g / kg and its overall composition 7. of copper and 35% of zinc. This wire is comis strand 4 x 0.25 S 12.5, which is subjected to the test described above we obtain the following results
Tableau 3 -Table 3 -
Jours 3 6 9 15 Note 5 5 5 5 4 On remarque un accroissement très important de la tenue Days 3 6 9 15 Note 5 5 5 5 4 We notice a very important increase of the behavior
de l'adhérence au vieillissement avec le fil fabriqué par le pro- adhesion to aging with the thread manufactured by the
cédé selon l'invention.assigned according to the invention.
Exemple 4 -Example 4 -
Il a également pour but de mettre en évidence, la tenue It also aims to highlight, holding
de l'adhérence au vieillissement. Il s'agit d'un test de vieillis- adhesion to aging. This is an aging test
sement en autoclave, en présence d'humidité, à 120*C pendant in an autoclave, in the presence of moisture, at 120 ° C
8 heures sous une pression d'environ 2 bars. L'adhérence est me- 8 hours under a pressure of about 2 bar. The adhesion is me-
surée selon la norme ASTM - D 2229-73 sur des éprouvettes réali- tested according to ASTM D 2229-73 on test specimens
sées avec une gomme C. Les témoins sont constitués par deux torons 4 x 0, 25 S 12,5 et 5 x 0,25 S 9,5 dont les fils ont été obtenus par tréfilage d'un The controls consist of two strands 4 x 0, 25 S 12.5 and 5 x 0.25 S 9.5, the strands of which were obtained by drawing a
fil d'acier laitonné de 1,25 mm de diamètre. Les tests sont ef- brass wire 1.25 mm in diameter. The tests are ef-
fectués sur des torons de construction identique aux témoins cons- made on strands of identical construction to the
titués par des fils obtenus par le même procédé que les fils des témoins avec, comme différence, l'application du zingage selon l'invention. Les résultats sont reportés sur le tableau suivant stitued by son obtained by the same method as the control son with, as a difference, the application of zinc coating according to the invention. The results are shown in the following table
(Tableau 4):(Table 4)
Dans ce tableau - la colonne "construction" donne la conformation des torons, - la colonne "laiton:fil AZ" concerne le fil laitonné Avant In this table - the column "construction" gives the conformation of the strands, - the column "brass: wire AZ" concerns the brass wire Before
Zingage et donne la quantité de laiton déposée en g/kg par rap- Zinc and gives the amount of brass deposited in g / kg
port à l'acier, et le pourcentage de cuivre dans ce laiton, - la colonne "addition Zn" donne la quantité de zinc déposée, en g/kg par rapport à l'acier, dans le cas de fils selon la demande, - la colonne "laiton: fil AT" donne la quantité de laiton après zingage et Avant Tréfilage et le pourcentage global de cuivre de ce laiton, - la colonne "laiton: toron" donne la quantité de laiton restant après tréfilage et le pourcentage global de cuivre de ce laiton, - dans la colonne "Adhérence" mesurée selon la norme ASTM D 2229-73, to the steel, and the percentage of copper in this brass, the column "Zn addition" gives the amount of zinc deposited, in g / kg with respect to the steel, in the case of son according to demand, the column "brass: wire AT" gives the quantity of brass after galvanizing and Before wire drawing and the overall percentage of copper of this brass, - the column "brass: strand" gives the quantity of brass remaining after drawing and the overall percentage of copper of this brass, - in the "Adherence" column measured according to ASTM D 2229-73,
A0 désigne l'adhérence initiale, avant passage en autoclave et- A0 denotes the initial adhesion, before autoclaving and
Aa l'adhérence après 8 h d'autoclave, exprimées en dae. At the adhesion after 8 hours of autoclave, expressed in dae.
èN ré go 0- N* Essai Construction Laiton: fil AZ Addi- Laiton: fil AT Laiton toron Adéhrence Zn g/kg 7% Cu t Oiis /k% Cu g/kg % Cu A A Zn o a èN go 0- N * Test Construction Brass: wire AZ Addi- Brass: wire AT Brass strand Adehrence Zn g / kg 7% Cu t Ois / k% Cu g / kg% Cu A A Zn oa
L,,. ... ...... _L ,,. ... ...... _
41 5,6 66,5 0 5,6 66,5 4,5 65,7 47,0 18,0 41 5.6 66.5 5.6 5.6.5 4.5 65.7 47.0 18.0
témoinwitness
[..,,,[.. ,,,
42 5 x 0,25 S 9,5 5,3 69,4 0,35 5,65 65 5,1 67 53,5 33,5 42 5 x 0.25 S 9.5 5.3 69.4 0.35 5.65 65 5.1 67 53.5 33.5
43 4,2 68,8 0,35 4,55 63,5 3,6 65,2 50,C 34,5 43 4.2 68.8 0.35 4.55 63.5 3.6 65.2 50, C 34.5
: -,; À -,,. ,<''.... _ _,:,;'": - ,; AT -,,. , <'' .... _ _,:,; '"
44 4,8 67,5 0 4,8 67,5 3,9 68 40,5 13 44 4.8 67.5 0 4.8 67.5 3.9 68 40.5 13
4 x 0,25 S.12,5.témoin4 x 0.25 S.12.5.request
4,2 68,8 0,35 4,55 63,6 3,9 65,5 43, 25 4.2 68.8 0.35 4.55 63.6 3.9 65.5 43, 25
ii i i j i iii i i j i i
COMMENTAIRESCOMMENTS
Sur le premier toron témoin 41, on constate une chute importante de l'adhérence entre l'adhérence initiale et après On the first control beam 41, there is a significant drop in adhesion between the initial adhesion and after
passage dans l'autoclave.passage in the autoclave.
Sur le toron 42, réalisé à partir de-fils traités selon l'invention, on constate que si l'adhérence au temps zéro est On the strand 42, made from treated yarns according to the invention, it can be seen that if the adhesion to zero time is
du même ordre que pour le toron 41, par contre la chute d'adhé- of the same order as for the strand 41, on the other hand the fall of
rence au vieillissement est bien plus faible. aging is much lower.
On peut faire les mêmes remarques pour le toron 45 com- We can make the same remarks for the 45 strand
paré au témoin 44.parried to witness 44.
On constate également une faible chute de l'adhérence There is also a slight drop in adhesion
pour le toron 43.for the strand 43.
Les exemples ci-dessus mettent bien en évidence les avan- The examples above clearly highlight the advantages
tages de l'invention laquelle permet d'avoir une tenue de l'adhé- embodiments of the invention which makes it possible to hold the adhesive
rence au vieillissement améliorée par rapport aux procédés connus, improved aging compared to known processes,
conjuguée à une bonne tréfilabilité. combined with good wire-drawing.
L'invention est applicable aux fils d'aciers pour le ren- The invention is applicable to steel wires for the purpose of
forcement d'articles en caoutchouc en particulier pour le renfor- forcing rubber articles, in particular to strengthen
cement de pneumatiques.of tires.
R E V E E D I C A T I 0 N SR E V E E D I C A T I 0 N S
l/ - Procédé de fabrication d'un fil d'acier pour le ren- l / - Method of manufacturing a steel wire for the purpose of
forcement d'articles en caoutchouc tels que pneumatiques, selon lequel on dépose une couche de zinc sur un fil laitonné apte au tréfilage, puis on tréfile le fil pour l'amener au diamètre dési- forcing rubber articles such as pneumatic, according to which a layer of zinc is deposited on a wire which is suitable for drawing, and then the wire is drawn to bring it to the desired diameter.
* ré, caractérisé par le fait qu'on dépose une quantité de zinc com-* re, characterized by the fact that a quantity of zinc is deposited
prise entre 0,1 et 1 gramme par kilo d'acier et qu'on effectue le between 0.1 and 1 gram per kilogram of steel and
tréfilage en continu avec l'opération de zingage. continuous drawing with the zinc plating operation.
2/ - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la quantité de zinc déposée est comprise entre 0,1 et 2 / - Process according to claim 1, characterized in that the amount of zinc deposited is between 0.1 and
0,6 gramme par kilo d'acier.0.6 grams per kilogram of steel.
3/ - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac- 3 / - Method according to one of claims 1 and 2, carac-
térisé par le fait que l'application de zinc est effectuée par dé- the fact that the application of zinc is carried out by de-
pôt électrolytique.electrolytic pot.
4/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, carac- 4 / - Method according to one of claims 1 to 3, carac-
térisé par le fait que le zingage est appliqué sur un fil laitonné made by the fact that the zinc coating is applied on a brass wire
dont la quantité de laiton est comprise entre 2 grammes et 7 gram- whose quantity of brass is between 2 grams and 7 grams
mes par kilo d'acier.my per kilogram of steel.
/ - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon / - Device for implementing the method according to
l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il one of claims 1 to 4, characterized by the fact that
comprend une cellule de zingage électrolytique disposée en amont comprises an electrolytic zinc coating cell arranged upstream
d'une tréfileuse.a drawing machine.
6/ - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la marche de la cellule de zingage est asservie à la 6 / - Device according to claim 5, characterized in that the operation of the galvanizing cell is slaved to the
marche de la tréfileuse.walking the drawing machine.
7/ - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'alimentation en courant électrique de la cellule de 7 / - Device according to claim 6, characterized in that the power supply of the cell of
zingage, est à intensité régulée. - galvanizing, is at controlled intensity. -
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