FR2524001A1 - COOLING PROCESS MINIMIZING DEFORMATION OF METALLURGICAL PRODUCTS - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE REFROIDISSEMENT MINIMISANT LES DEFORMATIONSCOOLING METHOD MINIMIZING DEFORMATIONS
DES PRODUITS METALLURGIQUESMETALLURGICAL PRODUCTS
Cette invention est relative à un procédé de refroidissement économi- This invention relates to an economical cooling process
que de produits métallurgiques qui minimise les déformations de ceux- metallurgical products which minimizes the deformations of those
ci, tout en préservant leurs propriétés d'emploi. ci, while preserving their employment properties.
Le refroidissement des produits métallurgiques intervient dans un grand nombre d'opérations telles que la coulée et solidification, après The cooling of metallurgical products is involved in a large number of operations such as casting and solidification, after
la transformation à chaud sur divers outils (laminoirs, presses à fi- hot processing on various tools (rolling mills, presses,
ler, etc) ou-encore dans le cas de la trempe métallurgique. ler, etc.) or-again in the case of metallurgical quenching.
Pour des raisons de productivité (en particulier pour le refroidisse- For reasons of productivity (especially for cooling
ment des produits en continu au défilé), et/ou de qualité métallurgique products continuously at the parade), and / or metallurgical
(solidification, trempe), il est souvent nécessaire que ces refroidis- (solidification, quenching), it is often necessary that these coolers
sements soient effectués avec des vitesses élevées, par exemple par pulvérisation d'eau sous forte pression ou pulvérisation biphasique (aireau) On sait que la densité de chaleur extraite des produits peut atteindre 1 à 5 MW/m 2 pour des débits d'eau de l'ordre de 20 kg/m 2 sec, High velocities, for example high-pressure water spraying or two-phase spraying (air-melting). It is known that the heat density extracted from the products can reach 1 to 5 MW / m 2 for the order of 20 kg / m 2 sec,
soit 1200 l/m 2 minute.that is 1200 l / m 2 minute.
Cependant, ces procédés présentent les inconvénients suivants However, these methods have the following disadvantages
a) la pulvérisation d'eau à fort débit (> 2000 l/m 2 min) et sous for- (a) high-volume water spraying (> 2000 l / m 2 min) and under
te pression (p > 1,5 M Pa ou 15 bar) entraîne des consommations d'eau importantes et nécessite des équipements onéreux (surpresseur de pressure (p> 1.5 M Pa or 15 bar) leads to high water consumption and requires expensive equipment (booster pump).
très forte capacité).very strong capacity).
De plus, elle n'est pas adaptée au refroidissement des produits min- Moreover, it is not suitable for cooling the min-
ces, notamment à celui des tôles ou bandes minces en alliages légers car la force d'impact du jet entraîne des déformations importantes de ces produits; b) dans la pulvérisation pneumatique d'eau et d'air sous pression, ces these, in particular to thin sheets or strips of light alloys because the impact force of the jet causes significant deformation of these products; (b) in the pneumatic spraying of water and pressurized air, these
deux fluides sont introduits simultanément dans les buses à pulvéri- two fluids are introduced simultaneously into the spray nozzles.
sation pneumatique à faible débit d'eau, ou séparément par soufflage d'air comprimé en sortie de buse de pulvérisation mécanique d'eau, low-flow pneumatic system, or separately by blowing compressed air at the outlet of the mechanical water spray nozzle,
à débit élevé.high flow rate.
La pulvérisation pneumatique présente l'inconvénient d'être onéreuse en raison du prix des buses (dix fois plus élevé que celui des -2- Pneumatic spraying has the disadvantage of being expensive because of the cost of nozzles (ten times higher than
buses mécaniques) et du coût élevé d'investissement et de fonction- mechanical nozzles) and the high cost of investment and
nement des compresseurs d'air De plus, ce système est dangereux à cause des risques d'éclatement des conduites d'air comprimé et est In addition, this system is dangerous because of the risk of bursting compressed air
excessivement bruyant.excessively noisy.
De plus, avec des vitesses de refroidissement élevées, les produits sont le siège d'un niveau de contraintes internes élevées s'ils sont épais, ou de déformations très importantes s'ils sont minces, ces deux effets étant néfastes: In addition, with high cooling rates, the products are the seat of a high level of internal stresses if they are thick, or very large deformations if they are thin, these two effects being harmful:
Les déformations ou distorsions des produits refroidis imposent sou- Deformations or distortions of cooled products often
vent leur redressage ou leur remise en forme à l'aide de moyens puissants tels que presses, planeuses à rouleaux, bancs de traction, straightening or shaping them with powerful means such as presses, roller planing machines, traction benches,
etc opérations qui, à leur tour, induisent dans ceux-ci des con- operations which, in turn, induce in them
traintes internes néfastes, par exemple, distorsions lors d'un usi- harmful internal stresses, for example, distortions in a factory
nage chimique ou mécanique ultérieur. subsequent chemical or mechanical
L'utilisation de dispositifs spéciaux limitant ou supprimant les dis- The use of special devices limiting or eliminating
torsions lors du refroidissement, par exemple, lors de la trempe, torsions during cooling, for example during quenching,
tels que cadres, brides, trempe sous presse, etc est d'une certai- such as frames, flanges, press quenching etc. is of course
ne efficacité, mais cependant limitée car, de toute façon, et malgré toutes les précautions prises, le niveau de contraintes internes not effective, but however limited because, in any case, and despite all the precautions taken, the level of internal stresses
reste élevé.remains high.
La méthode selon l'invention, qui élimine, ou du moins, minimise ces distorsions, consiste à refroidir le produit métallurgique avec un mode The method according to the invention, which eliminates, or at least minimizes, these distortions, consists in cooling the metallurgical product with a
de refroidissement différent entre approximativement deux moitiés adja- different cooling between approximately two adjacent halves
centes de sa surface extérieure, chacune d'elles s'étendant selon le of its outer surface, each extending along the
sens long ou le plan principal du produit, quand il(s) existe(nt). long direction or the main plane of the product, when it (s) exists (s).
Ainsi, pour une barre rectangulaire, on applique un refroidissement différent entre les deux faces latérales adjacentes du produit et les Thus, for a rectangular bar, a different cooling is applied between the two adjacent lateral faces of the product and the
deux faces opposées Pour un tube ou une barre cylindrique, on appli- two opposite sides For a tube or a cylindrical bar,
que un refroidissement différent entre les deux surfaces hémi-cylin- that a different cooling between the two semi-cylindrical surfaces
driques opposées de la surface latérale Pour une tôle ou une bande, opposing driques of the lateral surface For a sheet or a strip,
on applique un refroidissement différent entre ses deux faces opposées. a different cooling is applied between its two opposite faces.
Bien sûr, la méthode est généralisable aux autres produits métallurgi- Of course, the method is generalizable to other metallurgical products.
ques matricés, filés, forgés ou moulés pourvu qu'ils ne soient pas stamped, spun, forged or molded provided they are not
auto-bridés par leur forme et/ou leurs dimensions lors durefroidisse- self-restrained by their shape and / or their dimensions during cold weather
ment. -3- Le refroidissement différencié peut être assuré par divers moyens tels que: is lying. Differentiated cooling can be provided by various means such as:
dans le cas d'un refroidissement par immersion dans un milieu refroi- in the case of immersion cooling in a cooling medium
disseur par enduction de la moitié environ de la surface externe par un revêtement constitué d'un produit isolant ou nettement moins con- ducteur de la chaleur que l'alliage à refroidir (exemples: placage acier/alliage d'Al, poteyage isolant et réfractaire); dans le cas du refroidissement par aspersion ou pulvérisation, par arrosage différent des deux moitiés du produit, celui-ci étant coating by coating about half of the external surface with a coating of an insulating product or with a significantly lower heat conductivity than the alloy to be cooled (eg: steel / Al alloy plating, insulating and refractory powders) ); in the case of cooling by spraying or spraying, by different watering of the two halves of the product, the latter being
immobile ou non (au défilé) ?Parrosagc différencié fles deux moi- stationary or not (at the parade)? Parrosagc differentiated the two my-
tiés est réalisé par la différence de nature, de composition, de pression, de températurede débit surfacique et/ou de vitesse d'impact du fluide d'arrosage ou bien par une différence de l'état de surface des deux moitiés considérées (exemple: surface brute et décapée, surface revêtue ou non d'un enduit peu ou pas conducteur de la chaleur, etc) is caused by the difference in nature, composition, pressure, surface flow temperature and / or impact velocity of the coolant or by a difference in the surface condition of the two halves considered (eg raw and etched surface, surface coated or uncoated with little or no heat-conducting coating, etc.)
En particulier, il a été constaté, de façon surprenante, que le refroi- In particular, it has surprisingly been found that the cooling
dissement unilatéral par aspersion ou pulvérisation classique de la moitié de la surface du produit, celle-ci étant préalablement enduite d'un revêtement isolant ou mauvais conducteur de la chaleur, conduisait unilateral spraying by conventional spraying or spraying of half of the surface of the product, the latter being previously coated with an insulating or bad heat-conducting coating,
à des vitesses de refroidissement élevées des produits minces sans dis- at high cooling rates of thin products without
torsion notable Le fluide de refroidissement généralement utilisé est essentiellement constitué d'eau, éventuellement additionnée de certains noticeable twist The cooling fluid generally used consists essentially of water, possibly with certain
adjuvants (anticorrosion, antimoussant, etc). additives (anticorrosion, antifoam, etc.).
Le revêtement peut être effectué à un stade quelconque de la gamme de The coating may be carried out at any stage of the range of
fabrication, antérieur au refroidissement pourvu que celui-ci reste ad- manufacture, prior to cooling provided that it remains
hérent et conserve son efficacité au colirs de la gamme (par exemple, le and remain effective in the range (for example, the
produit peut être revêtu avant le chauffage de mise en solution qui pré- product can be coated before the solution heat
cède la trempe).give up the quenching).
Il est préférable, dans tous les cas, que l'arrosage se fasse par la It is preferable, in all cases, that the watering is done by the
partie inférieure des produits, le sens long de ceux-ci étant sensible- the lower part of the products, the long meaning of these products being
ment horizontal.horizontally.
Comme indiqué, le procédé s'applique principalement, mais non exclusi- As indicated, the process applies primarily but not exclusively
-4- vement aux produits métallurgiques longs (fils, barres, tubes, prof iléê) ou plats (bandes, tôles, méplats) de relativement faibles dimensions -4- to long metallurgical products (wires, bars, tubes, prof iléê) or flat (strips, sheets, flats) of relatively small dimensions
transversales ou épaisseurs.transverse or thicknesses.
Pour l'Al et les alliages d'aluminium, l'épaisseur des produits plats For Al and aluminum alloys, the thickness of flat products
est, de préférence, inférieure ou égale à 15 mm (ce qui correspond sen- is preferably less than or equal to 15 mm (which corresponds to
siblement à un diamètre de 30 mm pour une barre ronde pleine). sibly to a diameter of 30 mm for a solid round bar).
Pour le cuivre et les alliages de cuivre, l'épaisseur est,de préférence, For copper and copper alloys, the thickness is preferably
inférieure ou égale à 35 mm (ou à un diamètre de 70 mm environ). less than or equal to 35 mm (or a diameter of approximately 70 mm).
Pour les aciers ou les alliages ferreux, l'épaisseur est, de préférence, For steels or ferrous alloys, the thickness is preferably
inférieure ou égale à 8 mm (ou à un diamètre de 15 mm environ). less than or equal to 8 mm (or a diameter of about 15 mm).
On considérera que deux produits ont des sections transversales équiva- Two products shall be considered to have equal cross-sections
lentes si le rapport surface latérale extérieure/volume est le méme. slow if the ratio of external surface area to volume is the same.
La méthode s'applique particulièrement bien à la trempe des alliages The method is particularly applicable to quenching alloys
d'Al à haute résistance pour lesquels les-caractéristiques d'emploi (ré- high-strength Al compounds for which the
sistance mécanique et/ou à la corrosion) ne sont pratiquement pas modi- mechanical resistance and / or corrosion) are practically unchanged.
fiées par rapport à la trempe classique, avec, cependant, des déforma- compared to traditional quenching, with, however, distortion
tions très faibles.very low levels.
Lorsque le refroidissement est assuré par pulvérisation ou aspersion à When cooling is provided by spraying or spraying at
l'aide de buses, il est important que les zones d'impact des jets cou- With the help of nozzles, it is important that the impact zones of the
vrent l'ensemble de la surface refroidie du produit, soit directement, the entire cooled surface of the product, either directly,
soit indirectement par ruissellement, rebonds, etc Les défits sur- or indirectly through runoff, rebounds, etc. The above-mentioned
faciques d'eau restent inférieurs à 200 oltm min et, de préférence, 800 lmi min; les buses sont placées à une distance inférieure à 15 cm de la surface de produit, et la pression d'injection est in Fdrieure è Water facials remain below 200 microns and preferably 800 microns; the nozzles are placed at a distance of less than 15 cm from the product surface, and the injection pressure is in
1,5 M Pa ( 15 bars), et de préférence, i M Pa ( 10 bars). 1.5 M Pa (15 bar), and preferably 1 M Pa (10 bar).
Le procédé suivant l'invention offre, par rapport aux méthodes de re- The process according to the invention offers, compared to the methods of
froidissement classiques, les avantages suivants Produits minces (voir dimensions ci-dessus): conventional cooling, the following advantages Thin products (see dimensions above):
absence de distorsions notables ou meilleure planéité (ou rectitu- absence of significant distortions or better flatness (or
de) et contraintes résiduelles faibles après refroidissement; -5élimination ou simplification des opérations de planage, dressage ou de) and low residual stresses after cooling; -5 elimination or simplification of planing, dressing or
remise en forme ultérieure (par exemple: traction ou compression con- subsequent fitness (eg traction or compression
trôlée des alliages d' Ai avant revenu ou maturation). controlled alloys of Ai before recapture or maturation).
Pour les produits de dimensions quelconques; conservation des propriétés optimales (résistance mécanique, tenue à la corrosion) à l'état d'utilisation; For products of any size; preservation of optimum properties (mechanical resistance, corrosion resistance) in the state of use;
diminution des consommations ou volumes de fluide de refroidisse- decrease in consumption or volumes of cooling fluid
ment mises en jeu;put into play;
meilleure fiabilité ou répétabilité des opérations de refroidisse- better reliability or repeatability of cooling operations
ment;is lying;
possibilité de contrôle et de modulation des vitesses de-refroidis- possibility of control and modulation of cooling speeds
sement des produits.products.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins et exemples sui- The invention will be better understood with the aid of the following drawings and examples.
vants: La figure 1 représente une vue en bout de produits ( 1) (a) barre rectangulaire (e) cornière (côté intérieur) (b) barre ronde (f> cornière (côté extérieur) (c) tôle (g) profilé en T (d) tube cylindrique (h) profilé quelconque munis ou non d'un revêtement isolant ( 2), sur environ la moitié de Fig. 1 shows an end view of products (1) (a) rectangular bar (e) angle (inner side) (b) round bar (f> angle (outer side) (c) sheet (g) profiled in T (d) cylindrical tube (h) any profiled with or without an insulating coating (2), about half of
leur surface extérieure et refroidi soit à l'aide de buses de pulvéri- their outer surface and cooled by means of spray nozzles.
sation ( 3), soit par immersion dans un milieu refroidisseur ( 4) contenu (3), either by immersion in a cooling medium (4)
dans un bac ( 5).in a bin (5).
La figure 2 représente les caractéristiques de déformation après re- Figure 2 shows the deformation characteristics after
froidissement: flèche (f) et tuile (t), d'un produit nlat rectangulai- cooling: arrow (f) and tile (t), of a rectangular nlat product
re, initialement plan.re, initially plan.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Trois tôles de dimension 400 x 400 x 10 mm en alliages d'aluminium ( 7075) , ont été trempées par immersion verticale dans l'eau froide ( 200 C) ou chaude ( 600 C) après mise en solution de 4 h à 4700 C en four Three plates of dimension 400 x 400 x 10 mm in aluminum alloys (7075), were dipped by vertical immersion in cold water (200 C) or hot (600 C) after dissolution of 4 hours at 4700 C in the oven
à air ventilé.ventilated air.
Les tôles A et B, non revêtues, ont été trempées dans des bacs d'eau à des températures respectivement égales à 200 C et 600 C. -6- The sheets A and B, uncoated, were soaked in tanks of water at temperatures respectively equal to 200 C and 600 C.
La t 8 le (C>aété trempée par irmmersion dans l'eau à 60 C après déca- T 8 was immersed in water at 60 ° C after decantation.
page des surfaces et revêtement d'une seule grande surface au moyen page surfaces and coating a single large area by means of
d'une couche continue isolante de faible effusivité thermique, cons- of a continuous insulating layer of low thermal effusivity,
tituée essentiellement d'un mélange de silicate de sodium en solu- essentially composed of a mixture of sodium silicate in solution
tion dans l'eau, de sulfate de baryum et d'oxyde de titane. Le tableau I ci-dessous donne les vitesses de trempe mesurées entre 400 et 250 C à 1, 5 mm sous chaque surface au moyen de thermocouples in water, barium sulphate and titanium oxide. Table I below gives the quenching speeds measured between 400 and 250 ° C. at 1.5 mm under each surface by means of thermocouples.
places au centre des grandes faces des t 8 les ainsi que les déforma- places in the center of the large faces of the t 8 as well as the distorted
tions macroscopiques mesurées après trempe (flèche maximum le long de l'axe horizontal tuiie maximum le long de l'axe vertical des t 8 les) macroscopic measurements measured after quenching (maximum deflection along the horizontal axis of maximum stress along the vertical axis of t 8s)
et les caractéristiques mécaniques de traction longitudinales à mi- and the longitudinal mechanical tensile characteristics at half
épaisseur au centre des t Cles, mesurées après revenu à l'état T 6 ( 24 h à 120 C On constate, en particulier, que la t Sle (C) trempée selon l'invention par refroidissement dissymétrique, est dotée à la fois des Thickness at the center of the tees, measured after recovery at the T 6 state (24 h at 120 ° C. It is found, in particular, that the t Si (C) quenched according to the invention by asymmetric cooling, is provided with both
caractéristiques mécaniques de traction équivalentes à celles des ta- mechanical characteristics of traction equivalent to those
les trempées le plus rapidement de façon symétrique dans l'eau froide the dipped most quickly symmetrically in cold water
(pratique actuelle) et de déformations de trempe nettement plus fai- (current practice) and significantly lower quenching deformations
bles que les autres t 18 les y compris la t 8 le (B) trempée symétrique- than the others t 18 including the t 8 the (B) symmetric quenching
ment avec des vitesses de refroidissement pourtant relativement lentes. with relatively slow cooling speeds.
TABLEAU ITABLE I
Repère Températ Etat des kit de trem-IDéformations Caractéristiques tôle ea ( C) surfaces e sous les lde trempe de traction Isurfaces Flèche Tuile état T 6 ( C/sec) f (mm)t(mm) Rpo,2 Rm A l (I Pa) (M Pa) % A 20:2 faces 165 I A 20 2 faces 165 + 17,1 -5,3 551 613 8,1 nues 185 l B 60 2 faces 86 -3,5 515 580 8,9 nues 93 C 60 1 face dé 8 llcapée l 89 1 face re + 1,2 -1, 2 547 612 8,3 vêtue | 17 l I i I Benchmark Temperature Condition of trem-IDeformations Characteristics sheet ea (C) surfaces under tensile stress Isurfaces Arrow Tile condition T 6 (C / sec) f (mm) t (mm) Rpo, 2 Rm A l (I) Pa) (M Pa)% A 20: 2 faces 165 IA 20 2 faces 165 + 17.1 -5.3 551 613 8.1 naked 185 l B 60 2 faces 86 -3.5 515 580 8.9 nude 93 C 60 1 face of 8 llcapee l 89 1 face re + 1.2 -1, 2 547 612 8.3 clothed | 17 l I i I
_ __ ___ __ __
-.7--.7-
EXEMPLE 2:EXAMPLE 2
Des tôles minces de dimension 630 x 350 x 2 mm (épaisseur totale) en alliage 7475 plaquées de 70 m d'alliage 7072 sur chaque face, ont été Thin sheets of dimension 630 x 350 x 2 mm (total thickness) in alloy 7475 plated with 70 m alloy 7072 on each face, were
trempées après mise en solution de 30 minutes à 475 C, soit par immer- soaked after being dissolved for 30 minutes at 475 C, either by immersing
sion verticale dans un bac d'eau à 18 C selon la pratique habituelle, soit par pulvérisation d'eau à 180 C sur la seule surface inférieure horizontale statique d'une tôle non revêtue, et d'une tôle revêtue sur sa seule surface inférieure d'une couche constituée du même revêtement vertical discharge in a water tank at 18 C according to the usual practice, either by spraying water at 180 ° C on the only static horizontal bottom surface of an uncoated sheet, and a sheet coated on its sole lower surface a layer made of the same coating
& base de silicate de sodium que dans l'exemple n 1. sodium silicate base as in example n 1.
La pulvérisation était assurée sur toute la surface inférieure horizon-. Spraying was ensured over the entire lower horizon.
tale des toles par des buses à jets adjacents à cône plein, d'angle en- plates by adjacent cone jet nozzles
viron 60 , délivrant un débit surfacique de 145 l/mn/m 2 sous une pres- viron 60, delivering a surface flow of 145 l / min / m 2 under a pres-
sion de 3 bars ( 0,3 M Pa).3 bar (0.3 M Pa).
Le tableau II ci-dessous donne les déformations des toles après trempe, la conductivité électrique superficielle des toles cinq jours après trempe (qui est d'autant plus basse à l'état trempé-mri que la trempe est plus rapide), la vitesse de refroidissement moyenne des tôles dans l'intervalle critique de trempe ( 400 250 C) et les caractéristiques mécaniques sur éprouvettes de traction traitées par revenu à l'état Table II below gives the deformations of the plates after quenching, the surface electrical conductivity of the plates five days after quenching (which is all the lower in the tempered-mri state that the quenching is faster), the speed of average cooling of the sheets in the critical quenching range (400 250 C) and the mechanical characteristics on traction specimens treated by state-of-the-art
-T 76 ( 6 h à 1070 C + 16 h a 160 C) après décapage du revêtement et trac- -T 76 (6 h to 1070 C + 16 h at 160 C) after stripping the coating and trac-
tion contrôlée des toles avant revenu: Controlled control of the sheets before income:
TABLEAU IITABLE II
Mode de Revête Vit de re L'foria Ccnductivi Caractéristiques méca- Fashion of Coat Lifetime The Fora Ccnductivi Features
trempe ment froidisse f t té électr ques de tract Etat T 7 d ment)(m) (% IACS) Rp O,2 2 Rm A (M Pa) (M Pa) (%) Immirsion non 350 C/s 31 4 29,6 428 492 15,4 (tôles nues) quenching of cooling systems Electrical devices (Condition) T 7 d) (m) (% IACS) Rp O, 2 2 Rm A (M Pa) (M Pa) (%) Immersion no 350 C / s 31 4 29, 6,428,492 15.4 (bare sheets)
Pulvéri Face inf.Pulveri Face inf.
sation ânon re 54 C/s 2, 2 30,2 402 478 16,3 unilaté vêtue rale sur face in lce inf 2300 C/s 3, 2 29,6 432 495 15,7 férieure Fevêtue -8- On constate que les tôles trempées suivant l'invention présentent des déformations résiduelles notablement plus faibles que celles obtenues par trempe symétrique, tout en conservant des propriétés mécaniques sensiblement égales et bien que les débits surfaciques utilisés ici soient relativement faibles. saration 54 C / s 2, 2 30,2 402 478 16,3 one-sided clad face-to-face inf 2300 C / s 3, 2 29,6 432 495 15,7 Fevêtue -8- It can be seen that Tempered sheets according to the invention have substantially lower residual deformations than those obtained by symmetrical quenching, while retaining substantially equal mechanical properties and although the surface flow rates used here are relatively low.
EXEMPLE 3:EXAMPLE 3
Nous avons trempé, par pulvérisation horizontale au défilé ou en stati- We sprayed horizontally at the parade or
que, des tôles de dimension 650 x 350 x 4 mm en alliage 2024 après mise that, sheets of dimension 650 x 350 x 4 mm alloy 2024 after setting
en solution de 30 minutes à 4950 C en four à air ventilé. in 30 minutes solution at 4950 C in a ventilated air oven.
L'installation de trempe comportait une fenêtre de trempe longue de The quenching plant had a quenching window long of
700 mm, constituée de rampes de pulvérisation situées de part et d'au- 700 mm, consisting of spray bars located on both sides of
tre d'un chariot destiné à supporter et translater les tôles avec une vitesse de passage modulable, de façon à simuler la trempe horizontale symétrique ou dissymétrique au défilé en sortie de four à passage Les buses de pulvérisation étaient constituées de pulvérisateurs en jets à trolley for supporting and translating the sheets with a flexible flow rate, so as to simulate the symmetrical or asymmetrical horizontal quenching at the exit at the outlet of the passage furnace The spray nozzles consisted of jet sprayers with
cône plein, d'angle 601 C, alimentés par un débit d'eau à 151 C pressu- solid cone, angle 601 C, fed by a flow of water at 151 C pressurized
risée à 6,5 bars Une tôle a été trempée par pulvérisation symétrique sur les deux faces non revêtues, selon la pratique habituelle Les at a pressure of 6.5 bar A sheet was spray-quenched symmetrically on both uncoated sides, in accordance with the usual practice.
autres tôles ont été trempées par pulvérisation unilatérale horizonta- other sheets were soaked by one-sided horizontal spraying
le sur la face inférieure avec le même débit surfacique avec ou sans poteyage de la surface à arroser par un revêtement isolant à base de the on the underside with the same surface flow with or without poteyage of the surface to be watered by an insulating coating based on
silicate de sodium.sodium silicate.
Le tableau III ci-dessous donne les conditions d'essai, les vitesses Table III below gives the test conditions, the speeds
de refroidissement moyennes mesurées entre 400 et 2500 C par therm O cou- average cooling temperatures measured between 400 and 2500 C per thermal O
ples au centre des tôles, les déformations des tôles après trempe (flèche longitudinale tuile transversale) ainsi que la sensibilité à ples in the center of the sheets, the deformations of the sheets after quenching (longitudinal arrow transverse tile) as well as the sensitivity to
la corrosion intergranulaire des tôles trempées et débarrassées du re- intergranular corrosion of hardened and stripped sheets
vêtement évaluée d'après le test d'immersion en solution de chlorure clothing as assessed by immersion test in chloride solution
de sodium et d'eau distillée selon la norme AIR 9048. of sodium and distilled water according to the AIR 9048 standard.
Voir tableau III ci-après -9-See Table III below -9-
TABLEAU IIITABLE III
Trempe 1 Symétr. sansTempering 1 Symmetry without
revite-revite-
ment o 10o 10
Unila-Unila-
térale s/face infér. Revêt. Nonlateral s / lower side. Takes. No
vit de Débit sur-debit life sur-
)assage facique d' (caisec) e a/mn/m 2) Face Face ) Facial assault of (caisec) ea / mn / m 2) Face Face
sup inf.sup inf.
1250 2501250 250
Unila-Unila-
térale i s/face | infer. Vit de refroid. (t C/sec) lateral i s / face | infer. Cool lives (t C / sec)
Défor-deform
matiois (mm) Sensibilité à lamatter (mm) Sensitivity to
corrosion inter-internal corrosion
granulaire Forte if+ 15 lt+ 2 On constate que la trempe dissymétrique au défilé de la tôle revêtue selon l'invention améliore à la fois les vitesses de trempe (x 2 env) et la résistance à la corrosion intergranulaire de l'alliage ainsi que It can be seen that the asymmetrical quenching of the coated sheet metal according to the invention improves both the quenching rates (× 2 ×) and the resistance to intergranular corrosion of the alloy, as well as
la planéité des toles tout en augmentant la productivité de l'installa- the flatness of the sheets while increasing the productivity of the installation.
tion (x 3) et en diminuant les consommations d'eau nécessaires (: 2 en- (x 3) and by reducing the required water consumptions (: 2
viron) par rapport à la trempe symétrique des toles nues. viron) compared to the symmetrical quenching of the bare sheets.
EXEMPLE 4:EXAMPLE 4
Nous avons trempé par mise en solution de 1 et de longueur 600 mm pulvérisation mécanique au défilé à 25 cm/s, après h à 500 C, des cornières de section 50 x 50 x 5 mm We soaked by dissolving 1 and length 600 mm mechanical spraying with parade at 25 cm / s, after h at 500 C, angles of section 50 x 50 x 5 mm
en alliage d'aluminium 6061.made of 6061 aluminum alloy.
Deux cornières ont été trempées à l'eau à 18 C, soit par pulvérisation Two angles were soaked in water at 18 C, either by spraying
symétrique (sur leurs deux faces) ou unilatérale (sur leur face infé- symmetrical (on both sides) or unilateral (on their underside
rieure) au moyen de rampes de pulvérisation longitudinales à buses dis- by means of longitudinal spray nozzles with nozzles
tantes de 100 mm du sommet des cornières, de façon à refroidir directe- 100 mm from the top of the angles, so as to cool directly
ment l'ensemble de la cornière par les deux faces ou par la face infé- the entire angle on both sides or on the underside.
rieure seule, revêtue préalablement d'une couche uniforme de silicate -10de sodium (Na 20: 3,3 Si O 2) en solution dans l'eau à densité 1,08 only, pre-coated with a uniform layer of sodium silicate (Na 2 O: 3.3 Si O 2) in solution in 1.08 density water
(voir figure le).(see figure the).
Les buses donnaient des jets à cône plein, d'angle 601 C, avec un débit surfacique de 580 1/mn/m 2 sous une pression d'eau de 6 bars ( 0,6 M Pa). Le tableau IV ci-après donne les conditions d'essais ainsi que les vitesses de refroidissement et les déformations longitudinales moyennes (flèches) après trempe Les résultats montrent que la cornière trempée par pulvérisation unilatérale sur la surface revêtue selon l'invention, présente un meilleur compromis vitesse de refroidissement-rectitude que les cornières refroidies par refroidissement symétrique classique The nozzles gave full-cone jets of 601 ° C angle with a flow rate of 580 l / min / m 2 at a water pressure of 6 bar (0.6 M Pa). Table IV below gives the test conditions as well as cooling rates and mean longitudinal deformations (arrows) after quenching. The results show that the one-sided spray quenched angle on the coated surface according to the invention has a better compromised cooling-straightness speed as the angles symmetric cooling cooled angles
par pulvérisation au défilé ou par immersion. by spraying or immersion.
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TABLEAU IVTABLE IV
unilatérale sur la face in Non férieure eau C, 1,5 unilateral on the face in Nonfree water C, 1.5
0 2900 290
0,0 Pulvérisation i -t unilatérale sur la face in oui 30 0,6 O 580 227 0, 6 férieure eau C Immersion eau Non sans 232 2,5 C q- CD CD Ir. CMJ Lni g-12- 0.0 Unilateral spraying on the face in 0,680,27 0,66 lower water C Immersion water Not without 232 2,5 C q-CD CD Ir. CMJ Lni g-12-
Il est à remarquer que la vitesse critique de trempe du 6061 étant de - It should be noted that the critical quenching speed of 6061 is -
'C/sec environ, la pulvérisation unilatérale sans revêtement conduit à une rectitude parfaite sans altération des propriétés d'emploi Le revêtement permet d'augmenter notablement la productivité <x 3) avec des déformations de trempe encore acceptables. -13- Approximately C / sec. Unilateral uncoated spraying leads to perfect straightness without altering the properties of use. The coating can significantly increase productivity <x 3) with still acceptable quenching deformations. -13-
Claims (13)
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