FR2709689A1 - Process for the surface forming of a metal sheet, rolling-mill rolls for implementing the process, and sheet obtained - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé de formage superficiel d'une tôle métallique, notamment en acier, pour obtenir des caractéristiques de surface différentes sur les deux faces opposées de la tôle. The subject of the present invention is a method of surface forming a metal sheet, in particular steel, to obtain different surface characteristics on the two opposite faces of the sheet.
L'invention a également pour objet une cage de laminoir pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et la tôle obtenue. The invention also relates to a rolling mill stand for implementing the method according to the invention and the sheet obtained.
On connaît depuis longtemps les différentes étapes de fabrication des tôles minces en acier, c'est-àdire des tôles d'acier dont l'épaisseur n'excède pas 1,5 mm. The various stages of manufacturing thin steel sheets have been known for a long time, that is to say steel sheets the thickness of which does not exceed 1.5 mm.
De manière classique, les tôles d'acier issues du laminage à chaud sous la forme de bobines sont d'abord décapées, puis laminées à froid dans un train de laminoir appelé tandem, constitué de quatre ou cinq cages, ou dans un laminoir réversible. Conventionally, the steel sheets from hot rolling in the form of coils are first pickled, then cold rolled in a rolling mill called tandem, consisting of four or five stands, or in a reversible rolling mill.
Après avoir subi une réduction d'épaisseur, par exemple de 70 %, les tôles d'acier sont ensuite soumises à un recuit destiné, d'une part à recristalliser les grains desdites tôles et, d'autre part, à rétablir la limite d'élasticité de la tôle à une valeur faible. After having undergone a reduction in thickness, for example by 70%, the steel sheets are then subjected to an annealing intended, on the one hand to recrystallize the grains of said sheets and, on the other hand, to restore the limit d elasticity of the sheet at a low value.
Les dernières étapes de la fabrication des tôles d'acier consistent à leur faire subir une opération de laminage appelée skin-pass et éventuellement à les revêtir. The final stages in the manufacture of steel sheets consist in subjecting them to a rolling operation called skin-pass and possibly in coating them.
Toutefois, selon le type de revêtement, comme par exemple le revêtement de zinc au trempé, celui-ci peut être déposé avant l'opération de skin-pass. However, depending on the type of coating, such as the zinc dip coating, it can be deposited before the skin-pass operation.
L'opération de skin-pass est par exemple effectuée dans un laminoir de type quarto et a pour but, d'une part, de conférer aux tôles une certaine microgéométrie de surface et, d'autre part, d'ajuster les caractéristiques mécaniques des tôles. The skin-pass operation is for example carried out in a quarto type rolling mill and aims, on the one hand, to give the sheets a certain surface microgeometry and, on the other hand, to adjust the mechanical characteristics of the sheets.
La microgéométrie de surface de la tôle, c'està-dire la configuration géométrique d'une couche superfi cielle déformée de la tôle, est obtenue par transfert à ces tôles de la microgéométrie de surface des cylindres de travail entre lesquels passe la tôle. The surface microgeometry of the sheet, that is to say the geometric configuration of a deformed surface layer of the sheet, is obtained by transferring to these sheets the surface microgeometry of the working rolls between which the sheet passes.
Cette couche superficielle comporte en particulier des micro-aspérités et des zones en creux à l'échelle microscopique dont la répartition, la taille, la forme et l'amplitude caractérisent la microgéométrie de surface. This surface layer comprises in particular micro-asperities and hollow areas on a microscopic scale whose distribution, size, shape and amplitude characterize the surface microgeometry.
On connaît aujourd'hui différents procédés de création d'une microgéométrie de surface déterminée sur des cylindres de travail d'un laminoir : rectification de la surface des cylindres, ou gravage de cette surface par grenaillage, par faisceau laser, par faisceau d'électrons ou par électroérosion donnant lieu à une microgéométrie de surface de morphologie spécifique dans chacun des cas précités. Various methods are now known for creating a surface microgeometry determined on working rolls of a rolling mill: rectification of the surface of the rolls, or etching of this surface by shot blasting, by laser beam, by electron beam or by electroerosion giving rise to a surface microgeometry of specific morphology in each of the aforementioned cases.
La morphologie de la microgéométrie de surface de la tôle est donc définie par le procédé d'usinage de la surface de travail des cylindres entre lesquels on réalise le formage superficiel de la tôle, indépendamment de ses caractéristiques géométriques pouvant se traduire par des paramètres quantitatifs tels que la rugosité. The morphology of the surface microgeometry of the sheet is therefore defined by the method of machining the working surface of the rolls between which the surface shaping of the sheet is carried out, independently of its geometric characteristics which can result in quantitative parameters such as than roughness.
On sait également que la microgéométrie de surface d'une tôle d'acier conditionne le succès d'opérations ultérieures effectuées chez le client utilisateur de cette tôle, comme par exemple l'emboutissage et la mise en peinture ainsi qu'un certain nombre de propriétés d'emploi telles que la résistance à la corrosion, à l'abrasion et au frottement, la brillance et l'aptitude à l'attaque chimique. It is also known that the surface microgeometry of a steel sheet conditions the success of subsequent operations carried out at the customer's use of this sheet, such as for example stamping and painting as well as a certain number of properties. such as resistance to corrosion, abrasion and friction, gloss and ability to attack chemically.
Or, les exigences des clients, notamment dans l'industrie automobile, conduisent les sidérurgistes à produire par exemple des tôles d'acier qui possèdent simultanément de bonnes aptitudes à la mise en forme et un bon aspect après la mise en peinture. However, the requirements of customers, especially in the automotive industry, lead steelmakers to produce, for example, steel sheets which simultaneously have good formatting skills and a good appearance after painting.
Jusqu'à présent, il était connu, notamment dans le cas des tôles pour l'industrie automobile, d'imprimer sur chacune des faces principales d'une tôle d'acier une microgéométrie de surface de même morphologie correspondant à un compromis afin de permettre une mise en forme aisée et de conférer un bon aspect après la mise en peinture de ladite tôle. Until now, it was known, in particular in the case of sheets for the automotive industry, to print on each of the main faces of a steel sheet a surface microgeometry of the same morphology corresponding to a compromise in order to allow easy shaping and imparting a good appearance after painting said sheet.
Par exemple, on introduit une tôle mince en acier entre deux cylindres de travail d'une cage de laminoir qui présentent des microgéométries de surface ayant une même morphologie, obtenues par grenaillage de leur surface et, lors du passage de ladite tôle entre lesdits cylindres, on imprime sur chacune des faces principales de cette tôle une microgéométrie de surface correspondant à celle de la surface des cylindres. La morphologie de cette microgéométrie de surface est donc identique sur les deux faces de la tôle. La microgéométrie de surface imprimée peut être décrite comme se composant d'aspérités ou pics, de plateaux, de creux ou vallées, plus ou moins hauts et plus ou moins étalés. La caractérisation de cette microgéométrie de surface est réalisée à partir d'un relevé profilométrique ou profil. Ce profil est filtré en cours d'enregistrement au moyen d'un filtre passe-haut réduisant l'amplitude des ondulations dépassant le seuil de filtrage à 75 % de sa valeur dans le profil après filtrage ; par exemple, le seuil de filtrage est choisi à 2,5 mm. L'étalement vertical de ce profil peut être représenté par la répartition de sa profondeur relativement à une ligne de référence donnée. Suivant la normalisation française (AFNOR E05.015/017/052), cette ligne de référence (Ox) est la droite menée parallèlement à la direction générale du profil et passant par ses points supérieurs. Sur l'axe des ordonnées (Oz), tracé perpendiculairement en O à Ox, sont portées les profon deurs du profil. L'écart du profil de rugosité par rapport à la ligne de référence Ox peut être considéré comme une variable aléatoire. Dans ce cas, l'ensemble des écarts ou profondeurs forme une certaine distribution statistique. For example, a thin steel sheet is introduced between two working rolls of a rolling mill stand which have surface microgeometries having the same morphology, obtained by shot blasting of their surface and, during the passage of said sheet between said rolls, a surface microgeometry corresponding to that of the surface of the cylinders is printed on each of the main faces of this sheet. The morphology of this surface microgeometry is therefore identical on the two faces of the sheet. The microgeometry of the printed surface can be described as consisting of asperities or peaks, plateaus, hollows or valleys, more or less high and more or less spread out. The characterization of this surface microgeometry is carried out from a profilometric or profile survey. This profile is filtered during recording by means of a high-pass filter reducing the amplitude of the ripples exceeding the filtering threshold to 75% of its value in the profile after filtering; for example, the filtering threshold is chosen at 2.5 mm. The vertical spread of this profile can be represented by the distribution of its depth relative to a given reference line. According to French standardization (AFNOR E05.015 / 017/052), this reference line (Ox) is the straight line run parallel to the general direction of the profile and passing through its upper points. On the ordinate axis (Oz), drawn perpendicularly in O to Ox, the depths of the profile are plotted. The deviation of the roughness profile from the reference line Ox can be considered as a random variable. In this case, the set of deviations or depths forms a certain statistical distribution.
On calcule ainsi la position de la ligne moyenne du profil c'est-à-dire l'espérance mathématique de la distribution des profondeurs, le critère Ra c'est-à-dire l'écart moyen arithmétique de la profondeur par rapport à la ligne moyenne, le critère Sk c'est-à-dire le rapport du moment centré d'ordre 3 par rapport à la ligne moyenne de la profondeur sur l'écart-type de cette distribution élevé à la puissance 3. On calcule aussi un nombre de pics supérieurs à une dénivellation donnée, exprimé par unité de longueur. Son comptage nécessite un franchissement de seuil appelé seuil de coupure de part et d'autre de la ligne moyenne qui est usuellement de 0,625 pm. Dans le cas présent, la microgéométrie de surface peut être décrite par un critère Ra compris entre 0,01 et 5 um et un nombre de pics au seuil de coupure de 0,625 um d'au moins 20 par cm.We thus calculate the position of the mean line of the profile, i.e. the mathematical expectation of the depth distribution, the criterion Ra, i.e. the arithmetic mean deviation of the depth from the mean line, the criterion Sk that is to say the ratio of the centered moment of order 3 with respect to the mean line of the depth over the standard deviation of this distribution raised to the power 3. We also calculate a number of peaks greater than a given drop, expressed per unit of length. Its counting requires crossing a threshold called the cut-off threshold on either side of the mean line which is usually 0.625 μm. In the present case, the surface microgeometry can be described by a criterion Ra of between 0.01 and 5 μm and a number of peaks at the cutoff threshold of 0.625 μm of at least 20 per cm.
Compte tenu des spécifications de plus en plus sévères exigées par les clients en ce qui concerne des propriétés d'emploi des tôles d'acier, il devient de plus en plus difficile, voire impossible de trouver une microgéométrie de surface, quelle que soit sa morphologie, qui soit optimale pour les applications envisagées dans lesquelles les caractéristiques de surface requises sur les deux faces de la tôle peuvent être différentes et incompatibles. In view of the increasingly stringent specifications demanded by customers with regard to the properties of use of steel sheets, it is becoming increasingly difficult, if not impossible, to find a surface microgeometry, whatever its morphology. , which is optimal for the envisaged applications in which the surface characteristics required on the two faces of the sheet may be different and incompatible.
La présente invention a pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé particulièrement efficace permettant de fabriquer des tôles métalliques parfaitement adaptées aux exigences des clients utilisateurs de tôles en ce qui concerne des propriétés d'emploi différentes sur chacune des faces principales desdites tôles. The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a particularly efficient method for manufacturing metal sheets perfectly adapted to the requirements of customers using sheets with regard to different properties of use on each of the faces. main of said sheets.
La présente invention a donc pour objet un procédé de formage superficiel d'une tôle métallique, notamment en acier, pour obtenir une microgéométrie de surface déterminée et des caractéristiques de surface différentes, sur chacune des faces opposées de la tôle, caractérisé en ce que le formage est réalisé de manière que les morphologies des microgéométries de surface formées sur les deux faces opposées de la tôle soient différentes. The present invention therefore relates to a method of surface forming a metal sheet, in particular steel, to obtain a determined surface microgeometry and different surface characteristics, on each of the opposite faces of the sheet, characterized in that the forming is carried out so that the morphologies of the surface microgeometries formed on the two opposite faces of the sheet are different.
En particulier, le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre, en faisant passer la tôle entre les surfaces de travail de deux cylindres d'une cage de laminoir, les surfaces de travail des cylindres comportant des microgéométries de surface ayant des morphologies différentes, de manière à produire par impression, sur les faces de la tôle, des microgéométries de morphologies différentes. In particular, the method according to the invention can be implemented by passing the sheet between the working surfaces of two rolls of a rolling mill stand, the working surfaces of the rolls comprising surface microgeometries having different morphologies , so as to produce by printing, on the faces of the sheet, microgeometries of different morphologies.
De préférence, les microgéométries des surfaces de travail des deux cylindres ayant des morphologies différentes sont obtenues par deux méthodes différentes d'usinage des surfaces de travail prises parmi les méthodes suivantes : grenaillage, rectification, gravage par électroérosion, gravage par faisceau laser, gravage par faisceau d'électrons. Preferably, the microgeometries of the working surfaces of the two cylinders having different morphologies are obtained by two different methods of machining the working surfaces taken from the following methods: shot blasting, rectification, electroerosion engraving, laser beam engraving, engraving by electron beam.
L'invention est également relative à une cage de laminoir pour le formage superficiel d'une tôle métallique comprenant deux cylindres horizontaux, parallèles entre eux, disposés en vis-à-vis comportant chacun une surface de travail pour le formage superficiel d'une des deux faces de la tôle ayant une microgéométrie de surface déterminée, caractérisée en ce que les microgéométries des surfaces de travail des deux cylindres présentent des morphologies différentes. The invention also relates to a rolling stand for the surface forming of a metal sheet comprising two horizontal cylinders, mutually parallel, arranged opposite each other comprising a working surface for the surface forming of one of the two faces of the sheet having a determined surface microgeometry, characterized in that the microgeometries of the working surfaces of the two cylinders have different morphologies.
De préférence, la cage de laminoir suivant l'invention comporte au moins deux cylindres dont les surfaces de travail présentent des microgéométries de surface ayant des morphologies différentes obtenues par deux méthodes différentes d'usinage des surfaces de travail prises parmi les méthodes suivantes : grenaillage, rectification, gravage par électroérosion, gravage par faisceau laser, gravage par faisceau d'électrons. Preferably, the rolling stand according to the invention comprises at least two rollers whose working surfaces have surface microgeometries having different morphologies obtained by two different methods of machining the working surfaces taken from the following methods: shot blasting, rectification, electroerosion etching, laser beam etching, electron beam etching.
L'invention est également relative à une tôle métallique présentant des caractéristiques de surface différentes sur ses deux faces opposées, caractérisée en ce que les deux faces opposées de la tôle comportent des couches superficielles déformées ayant des microgéométries de déformation présentant des morphologies différentes. The invention also relates to a metal sheet having different surface characteristics on its two opposite faces, characterized in that the two opposite faces of the sheet have deformed surface layers having deformation microgeometries having different morphologies.
Le procédé selon l'invention s'applique aux tôles minces en acier destinées à être livrées à un industriel exigeant des propriétés d'emploi spécifiques sur chaque face principale desdites tôles. The method according to the invention applies to thin steel sheets intended to be delivered to an industrial customer requiring specific use properties on each main face of said sheets.
Dans la plupart des cas, la tôle mince en acier est laminée à froid dans un laminoir tandem constitué de quatre ou cinq cages de laminoir ou dans un laminoir réversible, puis est soumise à traitement thermique de recuit. In most cases, the thin steel sheet is cold rolled in a tandem rolling mill consisting of four or five rolling mill stands or in a reversible rolling mill, then is subjected to annealing heat treatment.
Après ces opérations, on peut par exemple déposer sur la tôle mince en acier un revêtement de zinc par galvanisation à chaud et effectuer ensuite une opération de laminage appelée skin-pass dans une cage de laminoir selon l'invention afin d'ajuster les caractéristiques mécaniques de ladite tôle et de lui conférer une certaine microgéométrie de surface. After these operations, one can for example deposit on the thin steel sheet a zinc coating by hot galvanizing and then carry out a rolling operation called skin-pass in a rolling stand according to the invention in order to adjust the mechanical characteristics. of said sheet and to give it a certain surface microgeometry.
Il est également possible d'effectuer ltopéra- tion de skin-pass préalablement au dépôt d'un revêtement de zinc, celui-ci étant alors réalisé par électrodéposition. It is also possible to carry out the skin-pass operation prior to the deposition of a zinc coating, which is then produced by electrodeposition.
Une cage de laminoir selon l'invention (non représentée) comprend au moins deux cylindres de travail horizontaux, disposés de manière sensiblement parallèle et transversalement à la direction de laminage. Les cylindres de travail possèdent des microgéométries de surface de morphologies différentes qui peuvent être imprimées par différentes techniques. A rolling stand according to the invention (not shown) comprises at least two horizontal working rolls, arranged in a manner substantially parallel and transverse to the rolling direction. The working rolls have surface micro-geometries of different morphologies which can be printed by different techniques.
La morphologie de la surface des cylindres de travail est caractéristique de la technique qui a permis de l'obtenir et peut être obtenue par grenaillage, rectification, gravage par électroérosion, gravage au moyen d'au moins un faisceau laser ou gravage au moyen d'au moins un faisceau d'électrons. The morphology of the surface of the working rolls is characteristic of the technique which made it possible to obtain it and can be obtained by shot blasting, rectification, engraving by electroerosion, engraving by means of at least one laser beam or engraving by means of at least one electron beam.
La tôle mince en acier revêtue ou non est introduite entre les deux cylindres de travail de la cage de laminoir et, lors de l'opération de laminage, la microgéométrie de surface de morphologie donnée de chacun desdits cylindres est imprimée sur la face principale de ladite tôle située en regard, le taux d'impression dépendant du réglage par l'opérateur des différents paramètres de laminage. On peut ainsi obtenir suivant les conditions dans lesquelles est effectué le laminage produisant le formage superficiel de la tôle, une microgéométrie plus ou moins proche de celle du cylindre, sur la face de la tôle venant en contact avec la surface de travail du cylindre. The coated or uncoated thin steel sheet is introduced between the two working rolls of the rolling stand and, during the rolling operation, the surface microgeometry of given morphology of each of said rolls is printed on the main face of said sheet located opposite, the printing rate depending on the adjustment by the operator of the different rolling parameters. It is thus possible, according to the conditions under which the rolling, producing the surface forming of the sheet, to be obtained, a microgeometry more or less close to that of the cylinder, on the face of the sheet coming into contact with the working surface of the cylinder.
Les micro-aspérités du cylindre produisent des zones en creux sur la tôle et inversement les zones en creux produisent des aspérités. Les caractéristiques qualitatives de surface telles que la rugosité ou la répartition des aspérités suivant la surface de la tôle peuvent être rendues sensiblement équivalentes à celles des cylindres.The micro-asperities of the cylinder produce hollow areas on the sheet and conversely the hollow areas produce asperities. The qualitative surface characteristics such as the roughness or the distribution of the roughness according to the surface of the sheet can be made substantially equivalent to those of the cylinders.
Contrairement au préjugé de l'art antérieur, la
Demanderesse s'est aperçue de façon tout-à-fait inattendue que le laminage d'une tôle entre deux cylindres de travail dont les microgéométries de surface ont des morphologies différentes ne donne pas lieu au phénomène de broutage, c'est-à-dire une discontinuité du frottement entre la tôle et les cylindres conduisant à des discontinuités de hautes fréquences de la vitesse de laminage, et ne confère pas à ladite tôle un galbe trop important pouvant constituer un handicap pour les opérations ultérieures et/ou les applications envisagées par les industriels utilisateurs.Contrary to the prejudice of the prior art, the
The Applicant has noticed, quite unexpectedly, that the rolling of a sheet between two working rolls whose surface microgeometries have different morphologies does not give rise to the phenomenon of grazing, that is to say a discontinuity of friction between the sheet and the rolls leading to discontinuities of high frequencies of the rolling speed, and does not give said sheet a too great curve which can constitute a handicap for the subsequent operations and / or the applications envisaged by the industrial users.
Pour les industriels de l'automobile, une tôle mince en acier qui est destinée à être transformée en éléments de carrosserie d'un véhicule automobile doit, d'une part, présenter une bonne aptitude à la mise en forme et notamment à l'emboutissage et, d'autre part, posséder un aspect visuel correct après sa mise en peinture ce qui est difficilement conciliable. For the automotive industry, a thin sheet of steel which is intended to be transformed into bodywork elements of a motor vehicle must, on the one hand, have good formability and in particular stamping. and, on the other hand, have a correct visual appearance after being painted which is difficult to reconcile.
On va donner ci-dessous plusieurs exemples de réalisation du procédé suivant l'invention pour la production de tôles pour l'industrie automobile ou pour d'autres applications. Several embodiments of the process according to the invention will be given below for the production of sheets for the automotive industry or for other applications.
Exemple 1
Conformément à l'invention, on imprime simultanément, sur une face principale de la tôle, à l'aide du premier cylindre de travail dont la microgéométrie de surface a une morphologie grenaillée, la microgéométrie de surface de morphologie grenaillée correspondante, et sur la face principale opposée de ladite tôle, à l'aide du second cylindre de travail dont la microgéométrie de surface a une morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser, la microgéométrie de surface de morphologie correspondante obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser.Example 1
In accordance with the invention, one prints simultaneously, on a main face of the sheet, using the first working cylinder whose surface microgeometry has a shot-blasted morphology, the surface microgeometry of corresponding shot-blasted morphology, and on the face main opposite of said sheet, using the second working cylinder whose surface microgeometry has a morphology obtained by engraving by means of a laser beam, the surface microgeometry of corresponding morphology obtained by engraving by means of a beam laser.
La microgéométrie de surface du premier cylindre de travail ayant une morphologie obtenue par grenaillage présente une rugosité Ra avec un seuil de filtrage de 2,5 mm comprise entre 0,5 et 3,8 um, de préférence comprise entre 0,6 et 3 um et par exemple égale à 2,5 um. The surface microgeometry of the first working cylinder having a morphology obtained by shot blasting has a roughness Ra with a filtering threshold of 2.5 mm of between 0.5 and 3.8 µm, preferably between 0.6 and 3 µm and for example equal to 2.5 μm.
Cette microgéométrie de surface de morphologie de grenaillage présente un critère de rugosité Sk, compris entre O et 1,5, de préférence compris entre 0,3 et 0,8 et par exemple égale à 0,5, ainsi qu'un nombre de pics par cm compris entre 40 et 150, de préférence entre 50 et 100 et par exemple égal à 60, ce nombre étant évalué avec un seuil de 0,625 um de part et d'autre de la ligne moyenne. This surface shot peening microgeometry has a roughness criterion Sk, between 0 and 1.5, preferably between 0.3 and 0.8 and for example equal to 0.5, as well as a number of peaks per cm between 40 and 150, preferably between 50 and 100 and for example equal to 60, this number being evaluated with a threshold of 0.625 μm on either side of the mean line.
La morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser se traduit par des motifs réguliers de plateaux et de vallées qui permettent à l'huile de laminage de circuler facilement entre les plateaux favorisant ainsi des emboutissages difficiles. The morphology obtained by engraving by means of a laser beam results in regular patterns of plateaus and valleys which allow the rolling oil to circulate easily between the plateaus thus promoting difficult stampings.
La microgéométrie de surface de morphologie de type laser du second cylindre de travail présente, d'une part, une rugosité Ra avec un seuil de coupure de 2,5 mm comprise entre 0,5 et 4 um, de préférence comprise entre 1,5 et 3,5 um et par exemple égale à 3 um et, d'autre part, une rugosité Sk comprise entre O et 1,5, de préférence comprise entre 0,3 et 0,8 et par exemple égale à 0,5. The laser-type morphology surface microgeometry of the second working cylinder has, on the one hand, a roughness Ra with a cut-off threshold of 2.5 mm of between 0.5 and 4 μm, preferably between 1.5 and 3.5 μm and for example equal to 3 μm and, on the other hand, a roughness Sk of between 0 and 1.5, preferably between 0.3 and 0.8 and for example equal to 0.5.
Cette microgéométrie de surface est de nature déterministe de par son mode de gravage régulier. Elle se caractérisée par un nombre par cm2 de cratères formés par impact par le faisceau laser. Elle en possède entre 1000 et 2500 par cm2, et de préférence entre 1500 et 2000, par exemple plus de 1700. This surface microgeometry is deterministic in nature due to its regular etching mode. It is characterized by a number per crater of craters formed by impact by the laser beam. It has between 1000 and 2500 per cm2, and preferably between 1500 and 2000, for example more than 1700.
Dans l'exposé ci-après, la rugosité Ra sera mesurée avec un seuil de filtrage de 2,5 mm et le nombre de pics par cm sera évalué avec un seuil de coupure de 0,625 um de part et d'autre de la ligne moyenne en ce qui concerne les microgéométries de surface créées par électroérosion, grenaillage et rectification. Les microgéométries de surface créées par gravage au moyen d'un faisceau laser ou d'un faisceau à électrons seront caractérisées par une rugosité Ra mesurée avec un seuil de filtrage de 2,5 mm et un nombre par cm2 de cratères formés par impact par le faisceau laser. In the description below, the roughness Ra will be measured with a filtering threshold of 2.5 mm and the number of peaks per cm will be evaluated with a cutoff threshold of 0.625 µm on either side of the mean line with regard to surface microgeometries created by EDM, shot blasting and rectification. The surface microgeometries created by etching using a laser beam or an electron beam will be characterized by a roughness Ra measured with a filtering threshold of 2.5 mm and a number per crater formed by impact laser beam.
Exemple 2
De manière analogue, pour l'automobile, on peut utiliser des tôles minces en acier ayant subi une opération de skin-pass dans une cage de laminoir dont l'un des cylindres de travail a une microgéométrie de surface de morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser et l'autre a une microgéométrie de surface de morphologie obtenue par électroérosion.Example 2
Similarly, for the automobile, thin steel sheets may have been used which have undergone a skin-pass operation in a rolling stand, one of the working rolls of which has a surface microgeometry of morphology obtained by etching by means of a laser beam and the other has a surface microgeometry of morphology obtained by electroerosion.
La microgéométrie de surface du cylindre de travail de morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser présente une rugosité Ra entre 0,5 et 4 ,um, de préférence comprise entre 1,5 et 3,5 ,um et par exemple égale à 3 um et possède un nombre de cratères par cm2 compris entre 1000 et 2500, de préférence compris entre 1500 et 2000 et par exemple supérieur à 1700. The surface microgeometry of the working cylinder of morphology obtained by engraving by means of a laser beam has a roughness Ra between 0.5 and 4, um, preferably between 1.5 and 3.5, um and for example equal at 3 μm and has a number of craters per cm 2 of between 1000 and 2500, preferably between 1500 and 2000 and for example greater than 1700.
La microgéométrie de surface du cylindre de travail de morphologie électroérodée présente une rugosité
Ra comprise entre 0,5 et 3,8 um, de préférence comprise entre 0,6 et 3 um et par exemple égale à 2 um et possède un nombre de pics par cm compris entre 40 et 150, de préférence compris entre 50 et 100 et par exemple supérieur à 60.The surface micro-geometry of the electroeroded working cylinder has a roughness
Ra between 0.5 and 3.8 µm, preferably between 0.6 and 3 µm and for example equal to 2 µm and has a number of peaks per cm between 40 and 150, preferably between 50 and 100 and for example greater than 60.
Chacun des cylindres de travail présente une microgéométrie de surface dont la rugosité Sk est comprise entre O et 1,5, de préférence comprise entre 0,3 et 0,8 et par exemple de 0,5. Each of the working rolls has a surface microgeometry whose roughness Sk is between 0 and 1.5, preferably between 0.3 and 0.8 and for example 0.5.
Exemple 3
On peut également utiliser pour l'automobile une tôle mince en acier ayant subi une opération de skin-pass dans une cage de laminoir dont l'un des cylindres de travail a une microgéométrie de surface de morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser, présentant une rugosité Ra comprise entre 0,5 et 4 um, de préférence comprise entre 1,5 et 3,5 pm et, par exemple égale à 3, une rugosité Sk comprise entre O et 1,5, de préférence comprise entre 0,3 et 0,8 et par exemple égale à 0,5 et possédant un nombre de cratères par cm2 compris entre 1000 et 2500, de préférence compris entre 1500 et 2000 et par exemple supérieur à 1700.Example 3
One can also use for the automobile a thin steel sheet having undergone a skin-pass operation in a rolling mill stand, one of the working rolls of which has a surface microgeometry of morphology obtained by engraving by means of a beam. laser, having a roughness Ra of between 0.5 and 4 μm, preferably between 1.5 and 3.5 μm and, for example equal to 3, a roughness Sk of between 0 and 1.5, preferably between 0.3 and 0.8 and for example equal to 0.5 and having a number of craters per cm2 of between 1000 and 2500, preferably between 1500 and 2000 and for example greater than 1700.
L'autre cylindre de travail a une microgéométrie de surface de morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau d'électrons, présentant une rugosité Ra comprise entre 0,5 et 3,8 pm, de préférence comprise entre 0,5 et 3 um. La rugosité Ra peut être comprise entre 1 et 2,5 um ou entre 2 et 3 um et par exemple égale à 2,5. The other working cylinder has a surface microgeometry of morphology obtained by etching by means of an electron beam, having a roughness Ra of between 0.5 and 3.8 µm, preferably between 0.5 and 3 um. The roughness Ra can be between 1 and 2.5 μm or between 2 and 3 μm and for example equal to 2.5.
Cette microgéométrie de surface présente également une rugosité Sk comprise entre O et 1,5, de préférence comprise entre 0,3 et 0,8 et par exemple égale à 0,5, et possède un nombre de cratères par cm2 compris entre 1000 et 2000, de préférence compris entre 1500 et 2000 et par exemple 1700. This surface microgeometry also has a roughness Sk of between 0 and 1.5, preferably between 0.3 and 0.8 and for example equal to 0.5, and has a number of craters per cm 2 between 1000 and 2000 , preferably between 1500 and 2000 and for example 1700.
Exemple 4
Par ailleurs pour des applications telles que l'électroménager on peut utiliser des tôles d'acier inoxydables obtenues par le procédé de l'invention, ayant sur leurs faces principales opposées des microgéométries de surface de morphologies différentes. Ces morphologies différentes peuvent être obtenues par passage entre deux cylindres de travail d'une cage de laminoir dont l'un a une microgéométrie de surface de morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser et l'autre a une microgéométrie de surface de morphologie obtenue par rectification.Example 4
Furthermore, for applications such as household appliances, stainless steel sheets obtained by the process of the invention can be used, having on their opposite main faces surface microgeometries of different morphologies. These different morphologies can be obtained by passing between two working rolls of a rolling stand, one of which has a surface microgeometry of morphology obtained by engraving by means of a laser beam and the other has a surface microgeometry of morphology obtained by rectification.
La microgéométrie de surface de morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser se traduit par une rugosité Ra comprise entre 0,5 et 4 um, de préférence comprise entre 1,5 et 3 um et par exemple égale à 2, une rugosité Sk comprise entre 0 et 1,5, de préférence comprise entre 0,3 et 0,8 et par exemple de 0,5 et un nombre de cratères par cm2 compris entre 1000 et 2500, de préférence compris entre 1500 et 2000 et par exemple supérieur à 1700. The surface microgeometry of morphology obtained by engraving by means of a laser beam results in a roughness Ra of between 0.5 and 4 μm, preferably between 1.5 and 3 μm and for example equal to 2, a roughness Sk between 0 and 1.5, preferably between 0.3 and 0.8 and for example 0.5 and a number of craters per cm2 between 1000 and 2500, preferably between 1500 and 2000 and for example greater than 1700.
La microgéométrie de surface de morphologie rectifiée est caractérisée par une rugosité Ra comprise entre 0,01 et 0,6 um, de préférence comprise entre 0,1 et 0,5 um et par exemple égale à 0,1 um, une rugosité Sk comprise entre O et l, de préférence comprise entre 0,3 et 0,8 et par exemple supérieure à 0,5, un nombre de pics par cm compris entre 20 et 150, de préférence compris entre 20 et 100 et par exemple de 50. The surface microgeometry of rectified morphology is characterized by a roughness Ra of between 0.01 and 0.6 µm, preferably between 0.1 and 0.5 µm and for example equal to 0.1 µm, a roughness Sk of between 0 and 1, preferably between 0.3 and 0.8 and for example greater than 0.5, a number of peaks per cm between 20 and 150, preferably between 20 and 100 and for example 50.
Exemple 5
Dans une autre application qui est relative à la fabrication des shadow-masks pour télévision couleur, il était connu jusqu'à présent d'imprimer sur chacune des faces principales des tôles d'acier ou d'alliages notamment à base de fer et de nickel tels que l'"INVAR" destinées à la fabrication desdits shadow-masks une microgéométrie de surface de morphologie donnée et par exemple rectifiée dont la rugosité Ra était comprise entre 0,1 et 0,9 um et dont la rugosité Sk est généralement positive.Example 5
In another application which relates to the manufacture of shadow masks for color television, it was hitherto known to print on each of the main faces of steel sheets or of alloys in particular based on iron and nickel such as the "INVAR" intended for the manufacture of said shadow masks, a surface microgeometry of given morphology and for example rectified whose roughness Ra was between 0.1 and 0.9 μm and whose roughness Sk is generally positive.
Le procédé selon l'invention est particulièrement intéressant pour cette application qui nécessite des propriétés de surface différentes sur chacune des faces principales des tôles. The method according to the invention is particularly advantageous for this application which requires different surface properties on each of the main faces of the sheets.
En effet, sur une des faces principales de la tôle destinée à faire face à l'écran du poste de télévision, il est nécessaire d'avoir une microgéométrie de surface permettant d'optimiser le temps de mise sous vide lors du placage des plaques de photogravure sur la tôle enduite d'une couche photosensible, tandis que l'autre face principale qui est destinée à faire face au canon à électrons doit permettre une grande précision dans l'opération de gravure des trous du shadow-mask. Indeed, on one of the main faces of the sheet intended to face the screen of the television set, it is necessary to have a surface microgeometry making it possible to optimize the evacuation time during the plating of the plates. photogravure on the sheet coated with a photosensitive layer, while the other main face which is intended to face the electron gun must allow great precision in the engraving operation of the holes of the shadow-mask.
Classiquement, l'opération consistant à imprimer sur chacune des faces principales de la tôle une microgéométrie de surface de morphologie donnée identique, s'effectue dans un laminoir réversible où ladite tôle est laminée à froid suivant un certain nombre de passes de laminage et, à la dernière passe de laminage, on remplace les cylindres de travail par des cylindres de travail qui ont la microgéométrie de surface de morphologie donnée que l'on souhaite transférer sur la tôle. Conventionally, the operation consisting in printing on each of the main faces of the sheet a surface microgeometry of identical given morphology, is carried out in a reversible rolling mill where said sheet is cold rolled according to a certain number of rolling passes and, at the last rolling pass, the working rolls are replaced by working rolls which have the surface microgeometry of given morphology which it is desired to transfer to the sheet.
Pour une telle application, on peut utiliser le procédé suivant l'invention ; on peut par exemple laminer une tôle mince en alliage fer-nickel entre deux cylindres de travail de la cage de laminoir réversible dont l'un a une microgéométrie de surface de morphologie rectifiée et l'autre a une microgéométrie de surface de morphologie électroérodée ou obtenue par gravage au moyen d'un faisceau d'électrons. La microgéométrie de surface de morphologie rectifiée se traduit par une rugosité Ra comprise entre 0,01 et 0,6 um, de préférence comprise entre 0,1 et 0,5 um et par exemple égale à 0,1 pm, une rugosité Sk comprise entre O et 1,5, et par exemple supérieure à 0,2 et un nombre de pics par cm compris entre 20 et 150, de préférence compris entre 20 et 100 et par exemple égal à 50. For such an application, the method according to the invention can be used; one can for example laminate a thin sheet of iron-nickel alloy between two working rolls of the reversible rolling mill stand, one of which has a surface microgeometry of rectified morphology and the other has a surface microgeometry of electroeroded or obtained morphology by etching using an electron beam. The surface microgeometry of rectified morphology results in a roughness Ra of between 0.01 and 0.6 µm, preferably between 0.1 and 0.5 µm and for example equal to 0.1 µm, a roughness Sk of between 0 and 1.5, and for example greater than 0.2 and a number of peaks per cm between 20 and 150, preferably between 20 and 100 and for example equal to 50.
La microgéométrie de surface de morphologie électroérodée présente une rugosité Ra comprise entre 0,5 et 3,8 um, de préférence comprise entre 0,6 et 2 um et par exemple égale à 1 um, une rugosité Sk comprise entre -1 et 0,5, de préférence comprise entre -0,8 et -0,3 et par exemple égale à -0,5 et possède un nombre de pics par cm compris entre 50 et 150, de préférence compris entre 50 et 100 et par exemple supérieur à 70. The surface micro-geometry of electroeroded morphology has a roughness Ra of between 0.5 and 3.8 µm, preferably between 0.6 and 2 µm and for example equal to 1 µm, a roughness Sk of between -1 and 0, 5, preferably between -0.8 and -0.3 and for example equal to -0.5 and has a number of peaks per cm between 50 and 150, preferably between 50 and 100 and for example greater than 70.
La microgéométrie de surface de morphologie obtenue par gravage du cylindre de travail au moyen d'un faisceau d'électrons est caractérisée par une rugosité Ra comprise entre 0,5 et 3,8 um et de préférence comprise entre 0,5 et 2 um. The surface microgeometry of morphology obtained by etching the working cylinder by means of an electron beam is characterized by a roughness Ra of between 0.5 and 3.8 μm and preferably between 0.5 and 2 μm.
La rugosité Ra peut être comprise entre 0,5 et 1,8 um ou entre 2 et 3 um. The roughness Ra can be between 0.5 and 1.8 µm or between 2 and 3 µm.
Cette microgéométrie de surface est également caractérisée par une rugosité Sk comprise entre -1 et 0,5, de préférence entre -0,8 et -0,3 et par exemple -0,5 et par un nombre de cratères par cm2 compris entre 800 et 2000, de préférence compris entre 800 et 1500 et par exemple supérieur à 1200. This surface microgeometry is also characterized by a roughness Sk of between -1 and 0.5, preferably between -0.8 and -0.3 and for example -0.5 and by a number of craters per cm2 between 800 and 2000, preferably between 800 and 1500 and for example greater than 1200.
Pour d'autres applications non décrites, on peut laminer une tôle mince en acier entre deux cylindres de travail d'une cage de laminoir dont l'un a une microgéométrie de surface de morphologie grenaillée et l'autre a une microgéométrie de surface de morphologie rectifiée ou obtenue par gravage au moyen d'un faisceau d'électrons ou électroérodée. For other applications not described, it is possible to laminate a thin steel sheet between two working rolls of a rolling mill stand, one of which has a surface microgeometry of shot-blasted morphology and the other has a surface microgeometry of morphology rectified or obtained by etching using an electron beam or electroeroded.
Pour d'autres applications encore, on peut laminer une tôle mince en acier entre deux cylindres de travail d'une cage de laminoir dont l'un a une microgéométrie de surface de morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau laser et l'autre a une microgéométrie de surface de morphologie obtenue par gravage au moyen d'un faisceau d'électrons. For still other applications, it is possible to laminate a thin steel sheet between two working rolls of a rolling mill stand, one of which has a surface microgeometry of morphology obtained by etching by means of a laser beam and the another has a surface microgeometry of morphology obtained by etching using an electron beam.
Dans les deux cas venant d'être cités, les microgéométries de surface de morphologie déterminée sont caractérisées par des valeurs de rugosités Ra et Sk et par un nombre de cratères par cm2 compris dans les fourchettes précédemment citées dans des cas de figure différents. In the two cases just mentioned, the surface micro-geometries of determined morphology are characterized by roughness values Ra and Sk and by a number of craters per cm2 included in the ranges previously mentioned in different cases.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2709689B1 (en) | 1995-12-08 |
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