FR2809780A1 - Rivet de serrage en alluminium - Google Patents
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Abstract
La présente invention met à disposition un rivet de serrage en aluminium, avec lequel : lorsqu'on pose le rivet pour un matage et un assemblage, sans formation d'un avant-trou sur les plaques d'aluminium, il ne se produit ni fissuration, ni flambage, ni grippage, ou analogue; il est possible de matir et assembler des plaques d'aluminium avec une grande efficacité et de manière sûre; les possibilités de recyclage sont très bonnes; et, de plus, il est possible d'alléger les produits. Le rivet est constitué d'un alliage d'aluminium série 6000 selon la norme japonaise JIS (Japanese Industrial Standard), et a une tête et une tige, où la dureté Hv superficielle de la tige est de 135 ou plus.
Description
La présente invention concerne un rivet de serrage en aluminium, qui
permet le matage et l'assemblage de plaques d'aluminium avec une grande efficacité, ainsi qu'une simplification du recyclage et un allégement des produits, même si le rivet est constitué du même matériau que les
plaques d'aluminium.
Jusqu'ici, un rivet de serrage utilisé pour le matage et l'assemblage de plaques d'aluminium était généralement constitué d'acier ou d'acier inoxydable afin de garantir la résistance d'assemblage et d'empêcher le flambage du rivet de serrage lui-même lors de la pose du rivet. Cependant, le rivet de serrage constitué d'acier ou d'acier inoxydable présente certains problèmes: dont le fait qu'il se produit souvent une fissuration des plaques d'aluminium lorsque le rivet est posé, au moment de l'assemblage de plaques d'aluminium sans formation d'un avant-trou, du fait que la dureté du rivet est plus grande que celle des plaques d'aluminium et que la différence est grande; et le fait qu'il se produit souvent une corrosion électrique et une déviation dues à une différence de coefficient de dilatation thermique,
du fait que différentes séries de métaux sont utilisées.
Ces dernières années, du fait de la grande demande de recyclage des matières premières, et du point de vue de la simplification de la distinction au moment de la mise au rebut, on cherche de plus en plus à effectuer des matages et assemblages à l'aide de rivet qui sont constitués du même matériau que les plaques d'aluminium; cependant, un assemblage effectué à l'aide d'un rivet traditionnel en aluminium peut présenter un problème selon lequel la
résistance mécanique est insuffisante.
De plus, pour assembler des plaques d'aluminium qui sont constituées d'un alliage JIS série 6000, certaines expériences ont été tentées, dans lesquelles on a utilisé des rivets en aluminium, qui sont constitués d'un alliage JIS série 2000 et d'un alliage JIS série 7000, susceptibles de subir un traitement thermique; cependant, ils n'ont aucune utilité pratique du fait des problèmes de corrosion dus à une
différence de potentiel.
Afin de résoudre ledit problème de corrosion électrique, l'utilisation d'un rivet en aluminium qui est constitué du même alliage JIS série 6000 peut être considérée; cependant, la dureté Hv du rivet en aluminium qui est constitué du même alliage JIS série 6000 n'étant que d'environ 110 à 120, il est impossible d'effectuer le rivetage et l'assemblage sans former un avant-trou, et, même si le trou préalable est formé, on est confronté au problème selon lequel le rivet lui-même se casse du fait que la résistance du rivet est plus faible que
la résistance de l'opération.
L'objet de la présente invention consiste à mettre à disposition un rivet de serrage en aluminium, avec lequel: lorsqu'on pose le rivet pour un matage et un assemblage, sans former un avant-trou sur les plaques d'aluminium, il ne se produit ni fissuration, ni flambage, ni grippage, ou analogue; il est possible de matir et assembler des plaques d'aluminium avec une grande efficacité et de manière sûre, les possibilités de recyclage sont très bonnes; et, de plus, il est possible d'alléger les produits d'automobiles, etc. Dans la présente invention, la revendication I concerne un rivet de serrage en aluminium, qui est constitué d'un alliage d'aluminium JIS série 6000, o l'expression "alliage d'aluminium JIS série 6000" correspond à un alliage d'aluminium série AI-Mg-Si, prescrit dans les normes industrielles japonaises JIS (Japanese Industrial Standard) dont les normes JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 et JIS 6151; dans les normes américaines ASTM sur les alliages d'aluminium série 6000, dont les normes ASTM 6061 et ASTM 6063; dans les normes allemandes DIN sur les
alliages d'aluminium série 6000, dont les normes EN AW-
6061 et EN AW-6063; et dans les normes internationales (ISO), dont les alliages AIMglSiCu et AIMgO,7Si, et qui a une tête et une tige, o la dureté Hv superficielle de la tige est de
ou plus.
La revendication 2 concerne le rivet de serrage en aluminium, selon la revendication 1, qui est obtenu par pressage à froid d'un fil rond laminé constitué d'un alliage d'aluminium JIS
série 6000.
Les revendications 3 et 4 concernent le rivet de serrage en
aluminium, selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la profondeur de la couche de durcissement d'une tige est
comprise entre 0,01 et 0,30 mm.
Les revendications 5 et 6 concernent le rivet de serrage en
aluminium, selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une couche de durcissement est formée sur une surface de tige, ayant subi un pressage à froid, par formation d'une irrégularité dont la direction longitudinale 4 est parallèle à la
direction axiale.
Les revendications 7 et 8 concernent le rivet de serrage en
aluminium, selon la revendication I ou 2, dont la tige a une dureté ayant une structure en deux couches, dont la dureté
Hv du coeur de la tige est d'environ 110 à 120.
Les revendications 9 et 10 concernent le rivet de serrage en
aluminium, selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la forme depuis la périphérie de la tête jusqu'à la tige est une
forme courbe.
La figure 1 est une vue de face présentant le rivet de serrage en aluminium, selon la présente invention la figure 2 est une vue présentant une forme d'irrégularité réalisée sur la surface de la tige du rivet de serrage en aluminium, selon la présente invention; la figure 3 est un schéma d'opérations présentant le matage et l'assemblage par le rivet de serrage en aluminium; la figure 4 est une vue présentant une position de mesure de la dureté superficielle du rivet de la première forme de réalisation; la figure 5 est une vue présentant une position de mesure de la dureté en fonction de la profondeur par rapport à la surface du rivet de la première forme de réalisation la figure 6 est une vue présentant une position de mesure de la dureté intérieure du rivet de la première forme de réalisation; la figure 7 est une vue présentant une position de mesure de la dureté superficielle du rivet de la deuxième forme de réalisation; la figure 8 est une vue présentant une position de mesure de la dureté en fonction de la profondeur par rapport à la surface du rivet de la deuxième forme de réalisation; la figure 9 est une vue présentant une position de mesure de la profondeur de creux du rivet de la deuxième forme de réalisation; la figure 10 est une vue présentant une position de mesure de la dureté intérieure du rivet de la deuxième forme de réalisation; la figure 11 est un graphique présentant la relation entre la charge et l'allongement; et la figure 12 est un graphique présentant la relation entre la
contrainte et l'allongement.
Nous allons maintenant expliquer des formes de réalisation du rivet de serrage en aluminium selon la présente invention,
par référence aux dessins.
Le rivet de serrage en aluminium (1) de la présente invention est intégralement constitué d'un alliage d'aluminium JIS série 6000, et, comme on le voit sur la figure 1, il comprend une tête en forme de disque (2) et une tige (3), qui est étirée depuis le bas de ladite tête (2) et qui se présente comme une colonne. De plus, la forme de col entre la périphérie de la tête (2) et la tige (3) est une forme courbe (une forme arquée), ce qui permet d'effectuer un matage d'une manière
aisée et sûre.
L'expression "alliage d'aluminium JIS série 6000" correspond à un alliage d'aluminium série AI-Mg-Si, prescrit dans les normes industrielles japonaises JIS (Japanese Industrial Standard) dont les normes JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 et JIS 6151. Les normes JIS 6061 et JIS 6063 étant de préférence utilisées pour la présente invention, et la norme JIS 6061 étant tout particulièrement utilisée. En outre, I'alliage d'aluminium utilisé pour le rivet de serrage en aluminium de la présente invention est de préférence dans les normes américaines ASTM sur les alliages d'aluminium série 6000, un alliage selon les normes ASTM 6061 et ASTM 6063; dans les normes allemandes DIN sur les alliages d'aluminium série 6000, un alliage selon les normes EN AW-6061 et EN AW-6063; et dans les normes
internationales (ISO), un alliage AIMglSiCu ou AIMgO,7Si.
La dureté superficielle Vickers, Hv, de la tige (3) du rivet de serrage en aluminium (1) de la présente invention est de préférence de 135 ou plus, et plus particulièrement de 145 ou plus. La raison en est que, si la dureté Hv est inférieure à 135, la tige (3) subit souvent un flambage lorsque les plaques d'aluminium constituées d'un alliage d'aluminium JIS série 6000 sont poinçonnées. Par exemple, lorsqu'on essaye de poinçonner deux plaques d'aluminium, qui ont chacune une épaisseur de 1,5 mm et qui sont constituées du matériau extensible selon la norme JIS 6061, la tige (3) subit un flambage. Ledit rivet de serrage en aluminium (1), dont la dureté superficielle Vickers, Hv, de la tige est de 135 ou plus, peut être obtenu par pressage à froid d'un fil rond laminé
constitué d'un alliage d'aluminium JIS série 6000.
Concrètement, il peut être obtenu par le procédé comprenant les étapes qui consistent à exercer une force compressive dans la direction axiale sur le matériau obtenu par la découpe, à la mesure prescrite, d'un fil rond laminé constitué d'un alliage d'aluminium JIS série 6000, à obtenir la dureté souhaitée, puis à obtenir la forme de rivet souhaitée par
pressage à froid.
De plus, il peut également être obtenu par un autre procédé, dans lequel, après que le matériau a été comprimé dans une direction axiale et que la dureté souhaitée a été obtenue de la manière décrite ci-dessus, il est comprimé dans la direction diamétrale du diamètre extérieur du matériau, et la dureté souhaitée est obtenue sur la surface de la tige par formation d'une irrégularité dont la direction longitudinale est parallèle à la direction axiale, puis la forme souhaitée est donnée au rivet par pressage à froid. A ce propos, en ce qui concerne la formation de l'irrégularité sur la surface de la tige, on adopte de préférence une irrégularité ondulée et continue sur la circonférence, comme on le voit sur la figure 2, et la profondeur de la concavité est par exemple d'environ 0,2 mm, comme on le voit dans la forme de réalisation
suivante (tableau 7).
Dans le rivet de serrage en aluminium (1), qui est obtenu par ledit procédé: la dureté Hv superficielle de la tige (3) est de ou plus; et la dureté Hv du coeur est d'environ 110 à , c'est-à-dire que le rivet a une répartition de dureté en deux couches, o une couche de durcissement d'une certaine profondeur est formée sur la surface. Dans ce cas, la profondeur de la couche de durcissement de la tige (3) est de 0,01 à 0,05 mm, ce qui est relativement profond; cependant, il est préférable d'adopter ledit procédé dans lequel une irrégularité est formée sur la surface de la tige, car il est possible de former la couche de durcissement jusqu'à une plus grande profondeur à partir de la surface de la tige. Plus précisément, par exemple, lorsque la profondeur de la concavité est de 0,2 mm, la profondeur de la couche de durcissement à partir de la surface (convexe) sera comprise entre 0,21 et 0,25 mm, la profondeur de la couche de durcissement à partir de la surface est plus grande que dans le cas o aucune irrégularité n'est formée sur la surface. En outre, la profondeur de la couche de durcissement peut, dans
ce cas, être réglée à un maximum d'environ 0,3 mm.
D'après ce qui précède, si l'on forme un rivet de telle sorte que la dureté superficielle de la tige (3) soit élevée et que la dureté interne de celle-ci soit faible, on obtient un rivet
pouvant résister au flambage et permettant un matage aisé.
De plus, la résistance à la traction dans la direction axiale (c'est-àdire la direction verticale sur la figure 1) du rivet de serrage en aluminium (1) est de préférence de 200 MPa ou plus. La raison en est que, si la résistance à la traction est inférieure à 200 MPa, au moment o la force de traction s'exerce entre des matériaux assemblés, tels que deux plaques d'aluminium assemblées par le rivet (1), le rivet (1) se fracture facilement, et la force nécessaire pour un matage et un assemblage serré et certain des matériaux assemblés
est difficile à obtenir.
La résistance au cisaillement de la tige (3) du rivet de serrage en aluminium (1) (c'est-à-dire la résistance au cisaillement dans la direction horizontale sur la figure 1) est
de préférence de 260 MPa ou plus.
La raison en est que, si la résistance au cisaillement est inférieure à 260 MPa, au moment o la force de cisaillement s'exerce entre des matériaux assemblés, tels que deux plaques d'aluminium assemblées par le rivet (1), le rivet (1) se cisaille ou se casse facilement, et la force nécessaire pour un matage et un assemblage serré et certain des matériaux
assemblés est difficile à obtenir.
Comme on l'a vu ci-dessus, le rivet de serrage en aluminium (1) ayant une grande dureté et une grande résistance, selon la présente invention, dont le matériau est un alliage
d'aluminium, poinçonne les plaques d'aluminium et les matit.
En d'autres termes, alors qu'aucun avant-trou n'est formé sur les plaques d'aluminium (Wl) (W2), comme on le voit par exemple sur les figures 3(A) et (B), lesdites plaques d'aluminium (Wl) (W2) sont tout d'abord poinçonnées par l'abaissement d'un poinçon (9), sans provoquer le flambage du rivet, puis une matrice (10) est inversée, puis, comme on le voit sur les figures 3(c) et (D), le matage et l'assemblage sont effectués par l'abaissement du poinçon (9), de manière très efficace. En outre, un orifice (10A) est aménagé sur la matrice (10), dans lequel la tige du rivet de serrage en aluminium (1) est insérée au moment du poinçonnage et par
lequel le rejet d'aluminium est éjecté.
En outre, les moyens de poinçonnage et de matage du rivet de serrage en aluminium selon la présente invention ne sont,
bien évidemment, en aucun cas limités auxdits moyens ci-
dessus. Par exemple, on utilise également des moyens de matage dans lesquels un appareil d'amenée automatique du rivet de serrage en aluminium, destiné à améliorer I'efficacité, est monté sur un dispositif de pose de rivet, qui effectue deux opérations, à savoir un matage après le poinçonnage, et avec lesquels, les pièces en oeuvre, telles que des plaques d'aluminium, ne sont pas poinçonnées par le rivet de serrage en aluminium, et le rivet est placé dans un avant-trou, puis un poinçon est enfoncé pour étendre la tige
sans casser la pièce en oeuvre.
De plus, un trou central, s'étendant depuis la tête jusqu'à la moitié de la tige, peut être formé sur le rivet de serrage en aluminium, dans les limites de la présente invention. Ladite moitié est facile à écarter et rouler par matage, et jouera le rôle d'une partie de matage par laquelle seront assemblés les
matériaux à assembler.
Nous allons maintenant décrire plus clairement l'effet de la présente invention, par des formes de réalisation et un exemple comparatif du rivet de serrage en aluminium selon la présente invention. On remarquera que la présente invention
n'est pas limitée aux formes de réalisation ci-après.
La première forme de réalisation du rivet de serrage en aluminium est constituée d'un rivet obtenu par les opérations suivantes: un fil à section circulaire laminé constitué d'un alliage d'aluminium JIS série 6061 est découpé à la longueur prescrite; une compression est exercée dans la direction axiale; la dureté souhaitée est obtenue; puis un rivet de serrage en aluminium est formé par pressage à froid, le rivet ayant une épaisseur de tête T de 0,5 mm, un diamètre de tige
de 5 mm, et une longueur de 7,27 mm.
La deuxième forme de réalisation du rivet de serrage en aluminium est constituée d'un rivet obtenu par les opérations selon lesquelles: après que le matériau, obtenu par découpe à la longueur prescrite d'un fil rond laminé constitué d'un alliage d'aluminium JIS série 6061, a été soumis à une compression dans la direction axiale et que la dureté souhaitée a été obtenue, une compression est exercée dans la direction diamétrale, et la dureté souhaitée est obtenue par formation d'une irrégularité ondulée et continue sur la surface de la tige, puis un rivet de serrage en aluminium, qui a les mêmes dimensions que celui de la première forme de
réalisation, est formé par pressage à froid.
Un exemple comparatif est constitué d'un rivet de serrage en aluminium (nom de produit: Alumisolidrivet 05 x 8, fabriqué par Fukui Byora Co, Ltd. ), qui a essentiellement les mêmes
dimensions que celui de la première forme de réalisation.
On mesure la dureté de la tige des rivets des première et deuxième formes de réalisation et de l'exemple comparatif à l'aide d'un instrument de mesure de dureté Vickers (Microhardness Tester MVK-H3, fabriqué par Kabushiki
Kaisha Akashi, charge 50 gf).
Les résultats des mesures sont consignés dans les tableaux 1
à 11 ci-après.
Le tableau 1 présente les résultats des mesures de dureté
superficielle du rivet de la première forme de réalisation.
Comme on le voit sur la figure 4, les points de mesure se trouvent, dans ce cas, respectivement à 0,7 mm, 1 mm, 1,2 mm, 1,7 mm, 2 mm, 2,2 mm et 2, 5 mm du bas de la tige, en montant vers la tête (la direction x sur la figure), en deux
endroits de la circonférence (N 1 et N 2).
Tableau 1
X N 1 N 2
0,7 135 142
1 134 138
1,2 135 138
1,5 138 134
1,7 139 136
2 136 137
2,2 135 141
2,5 137 139
Moyenne 136,1 138,1 Le tableau 2 présente les résultats des mesures de dureté en fonction de la profondeur par rapport à la surface du rivet de la première forme de réalisation. Comme on le voit sur la figure 5, les points de mesure se trouvent, dans ce cas, respectivement à 0,01 mm, 0,02 mm, 0,03 mm, 0,04 mm, et 0,05 mm (distance dans la direction x sur la figure) de la surface de la tige, en allant vers le coeur de la tige (la direction x sur la figure), et les mesures sont effectuées trois
fois pour chaque point.
Tableau 2
Résultat des mesures de la dureté en fonction de la profondeur par rapport à la surface X N 1 N 2 N 3 Moyenne 0 (surface) 142 138 134 138, 0
0,01 142 134 133 136,3
0,02 145 138 132 138,3
0,03 139 135 129 134,3
0,04 131 126 135 130,7
0,05 124 131 131 128,7
Le tableau 3 présente les résultats des mesures de dureté interne du rivet de la première forme de réalisation. A ce moment, lorsque, comme on le voit sur la figure 6(b), un point de la surface de la tige est pris comme origine (0, 0), la direction du coeur de la tige depuis l'origine est appelée la direction x et la direction perpendiculaire à ladite direction x est appelée la direction y, les points de mesure se trouvent, dans ce cas, respectivement à 0,1 mm, 0,175 mm, 0,28 mm, 0,33 mm, et 0,38 mm dans la direction x, comme on le voit sur la figure 6(a), et à 0 mm et 0,1 mm dans la direction y, sur une coupe transversale qui se trouve à 1, 5 mm du bas de
la tige en allant vers la tête.
Tableau 3
y \ x 0,1 0,175 0,28 0,33 0,38
0 130 130 131 124 131
0,1 132 123 128 128 125
De plus, le tableau 4 présente les résultats des mesures de
dureté de coeur du rivet de la première forme de réalisation.
En outre, les points de mesure sont les mêmes que ceux qui sont présentés sur la figure 6 (cependant, la direction y a juste une position), et les coordonnées (x, y) du tableau correspondent à la direction x et la direction y présentées sur
la figure 6.
Tableau 4 Dureté de coeur I y \ x I 2,3 2,5 2,7
0 123 125 121
Le tableau 5 présente les résultats des mesures de dureté
superficielle du rivet de la deuxième forme de réalisation.
Comme on le voit sur la figure 7, les points de mesure se trouvent, dans ce cas, respectivement à 0,7 mm, 1 mm, 1,2 mm, 1,7 mm, 2 mm, 2,2 mm et 2, 5 mm du bas de la tige, en montant vers la tête (la direction x sur la figure), en trois
endroits de la circonférence (N 1 à N 3).
Tableau 5
x N1 N 2 N 3
0,7 143 137 140
1 149 142 143
1,2 149 141 143
1,5 151 146 139
1,7 153 148 149
2 142 148 142
2,2 148 142 140
2,5 148 140 149
Moyenne 147,9 143,0 143,1 Le tableau 6 présente les résultats des mesures de dureté en fonction de la profondeur par rapport à la surface du rivet de la deuxième forme de réalisation. Comme on le voit sur la figure 8, les points de mesure se trouvent, dans ce cas, respectivement à 0,01 mm, 0,02 mm, 0,03 mm, 0,04 mm, et 0,05 mm (distance dans la direction x sur la figure) de la surface de la tige, en allant vers le coeur de la tige (la direction x sur la figure), et les mesures sont effectuées trois
fois pour chaque point.
Tableau 6
Résultat des mesures de la dureté en fonction de la profondeur par rapport à la surface x N 1 N 2 N 3 Moyenne 0 (surface) 149 143 144 145, 3
0,01 143 138 137 139,3
0,02 139 135 134 136,0
0,03 135 133 131 133,0
0,04 134 132 126 130,7
0,05 132 128 124 128,0
En outre, sur le rivet de la deuxième forme de réalisation, toutes les mesures de dureté ont été effectuées en des positions centrales (voir figure 7 et figure 8), entre des creux (concavités) de l'irrégularité formée sur la tige. A titre de référence, les résultats des mesures de la profondeur des creux (voir figure 9) du rivet de la deuxième forme de réalisation, en quatre points (quatre creux), sont consignés
dans le tableau 7.
Tableau 7
Résultats des mesures de la profondeur des creux Profondeur de creux 1 0, 200 Profondeur de creux 2 0,185 Profondeur de creux 3 0,215 Profondeur de creux 4 0,211 Moyenne 0,2028 Les tableaux 8 et 9 présentent les résultats des mesures de la dureté interne du rivet de la deuxième forme de réalisation. A ce moment, lorsque, comme on le voit sur la figure 10(b), un point de la frontière entre une arête et un creux, sur la surface de la tige, est pris comme origine (0, 0), la direction du coeur de la tige depuis l'origine est appelée la direction x et la direction perpendiculaire à ladite direction x est appelée la direction y, les points de mesure se trouvent, dans ce cas, respectivement à 0,1 mm, 0,175 mm, 0,28 mm et 0,33 mm dans la direction x, comme on le voit sur la figure (a), et à - 0,1 mm, - 0,02 mm, 0,07 mm, 0,17 mm, 0,27 mm, 0,37 mm, 0,4 mm, 0,56 mm et 0,74 mm dans la direction y, sur une coupe transversale qui se trouve à 1,5 mm du bas de la tige en allant vers la tête, et les mesures sont
effectuées pour deux arêtes (arête 1, arête 2) du même rivet.
Tableau 8
Arête 1 y \ x 0,1 0,175 0,28 0,33
- 0,1 126
0,02 125
0,07 125
0,17 121
0,27 123
0,37 133
0,4 128
0,56 131
0,74 131
Tableau 9
Arête 2 y \ x 0,1 0,175 0,28 0,33
- 0,1 121
- 0,02 125
0,07 121
0,17 127
0,27 125
0,37 131
0,4
0,56 124
0,74 122
De plus, le tableau 10 présente les résultats des mesures de
dureté de coeur du rivet de la deuxième forme de réalisation.
En outre, les points de mesure sont les mêmes que ceux qui sont présentés sur la figure 10 (cependant, la direction y a juste une position), et les coordonnées (x, y) du tableau correspondent à la direction x et la direction y présentées sur
la figure 10.
Tableau 10
Dureté de coeur y \ x 2,3 2,5 2,7
0,2 110 113 108
Le tableau 11 présente les résultats des mesures de dureté superficielle du rivet de l'exemple comparatif. Les points de mesure se trouvent, dans ce cas, respectivement à 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, et 2,5 mm dans la direction x, comme on
le voit sur la figure 4.
Tableau 1 1
x N 1 N 2
0,5 111 114
I 118 118
1,5 111 116
2 114 117
2,5 114 112
Moyenne 113,6 115,4 Le tableau 12 présente les résultats des mesures de dureté superficielle du rivet de l'exemple comparatif. Les points de mesure se trouvent, dans ce cas, à 0,1 mm dans la direction x, et respectivement à - 0,3 mm, - 0,2 mm, - 0,1 mm, 0 mm, 1 mm, 2 mm et 3 mm dans la direction y,
comme on le voit sur la figure 6.
Tableau 12
y \ x 0,1
- 0,3 119
- 0,2 117
- 0,1 119
O 119
1 114
2 115
3 113
De plus, le tableau 13 présente les résultats des mesures de dureté de coeur du rivet de l'exemple comparatif. En outre, les points de mesure sont les mêmes que ceux du rivet de la
première forme de réalisation.
Tableau 13 Dureté de coeur y\x 2,3 2,5 2,7
0,2 111 109 109
Essais comparatifs 1. Essai de compression Les rivets des première et deuxième formes de réalisation et de l'exemple comparatif sont comprimés dans la direction axiale, et chacune des résistance à la compression (limite apparente d'élasticité à la compression) est mesurée à l'aide d'une machine d'essai de compression MAX2000kgf (vitesse de charge: 30 mm/min), fabriquée par Aikou Engineering. En outre, la mesure est effectuée trois fois pour chaque rivet, et
la moyenne est calculée.
La figure 11 est un graphique présentant la relation entre la charge et l'allongement, et la figure 12 est un graphique présentant la relation entre la contrainte et l'allongement. En outre, la ligne en traits pleins, la ligne en pointillés et la ligne en traits mixtes du graphique présentent respectivement la première forme de réalisation, la deuxième forme de réalisation et l'exemple comparatif. De plus, les valeurs de charge et de contrainte à la limite apparente d'élasticité sont
consignées dans le tableau 14 et le tableau 15.
Tableau 14
Charge à la limite apparente d'élasticité (kN) Charge à la limite apparente d'élasticité
A B C
N Première forme Deuxième forme Produits de réalisation de réalisation classiques de l'invention de l'invention
1 7,4 7,7 6,3
2 7,4 8,1 6,4
3 7,5 7,8 6,6
Moyenn 7,4 7,8 6,4 e
Tableau 15
Contrainte à la limite apparente d'élasticité (MPa) Contrainte à la limite apparente d'élasticité
A B C
N Première forme Deuxième forme Produits de réalisation de réalisation classiques de l'invention de l'invention
1 377,0 404,5 334,1
2 374,5 427,3 336,7
3 382,0 410,8 349,6
Moyenn 377,9 414,2 340,1 e Comme il ressort clairement des résultats de l'essai de compression, les rivets de serrage en aluminium de la première forme de réalisation et de la deuxième forme de réalisation selon la présente invention ont une plus grande résistance à la compression que le rivet de l'exemple comparatif (produit classique), et le rivet de la deuxième forme de réalisation a une plus grande résistance à la
compression que le rivet de la première forme de réalisation.
2. Essai de traction et essai de cisaillement Des avant-trous sont formés sur deux pièces en oeuvre, qui sont chacune constituées d'une plaque de fer ayant une épaisseur de 1,5 mm. Les rivets de la première forme de réalisation et de l'exemple comparatif sont respectivement insérés dans lesdits trous, et les deux pièces en ceuvre sont
maties et assemblées.
La résistance à la traction et la résistance au cisaillement des rivets sont ensuite déterminées par mesure de la charge lorsque les rivets sont endommagés, sous l'effet d'une force de tension donnée et d'une force de cisaillement donnée appliquées sur les pièces en oeuvre maties, à lavitesse de 30 mm/min. Les tableaux 16, 17, 18 et 19 présentent respectivement les résultats de l'essai de traction de la première forme de réalisation, les résultats de l'essai de cisaillement de la première forme de réalisation, les résultats de l'essai de traction de l'exemple comparatif, et les résultats de l'essai de
cisaillement de l'exemple comparatif.
Tableau 16
Charge Résistance à la traction N (kgf) (MPa) (kgf/mm2)
1 408 214,0 21,8
2 397 208,3 21,3
3 400 209,9 21,4
4 422 221,4 22,6
424 222,4 22,7
Moyenne 410,2 215,20 21,96 Maxi 424 222,4 22,7 Mini 397 208,3 21,3 Ecart 27 14,2 1,4
i Tableau 17
Charge Résistance au cisaillement N (kgf) (MPa) (kgf/mm2)
1 528 277,0 28,3
2 529 277,5 28,3
3 497 260,7 26,6
4 508 266,5 27,2
513 269,1 27,5
Moyenne 515,0 270,18 27,57 Maxi 529 277,5 28,3 Mini 497 260,7 26,6 Ecart 32 16,8 1,7
Tableau 18
Charge Résistance à la traction NO (kgf) (MPa) (kgf/mm2)
1 367 183,3 18,7
2 372 185,8 19,0
3 356 177,8 18,1
4 340 169,8 17,3
381 190,3 19,4
Moyenne 363,2 181,37 18,51 Maxi 381 190,3 19,4 Mini 340 169,8 17,3 Ecart 41 20,5 2,1
Tableau 19
Charge Résistance au cisaillement No (kgf) (MPa) (kgf/mm2)
*1 521 260,2 26,5
2 549 274,2 28,0
3 501 250,2 25,5
4 514 256,7 26,2
514 256,7 26,2
Moyenne 519,8 259,57 26,49 Maxi 549 274,2 28,0 Mini 501 250,2 25,5 Ecart 48 24,0 2,4 Comme il ressort clairement des résultats des tableaux 16 à 19, le rivet de la première forme de réalisation a une meilleure résistance d'assemblage (résistance à la traction et résistance au cisaillement) que le rivet de l'exemple comparatif. Comme on l'a décrit ci-dessus, avec le rivet de serrage en aluminium, du fait que la dureté superficielle Hv est de 135 ou plus, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une machine à souder du type arme à feu, ni de perdre du temps à effectuer des avant-trous, il est possible de matir et d'assembler fermement des plaques d'aluminium en une courte durée, à lI'aide du rivet de serrage en aluminium, qui est constitué du même matériau que les plaques d'aluminium. De plus, du fait que les mêmes séries de matériaux sont utilisées, il est possible de résoudre le problème de corrosion électrique et le problème de déviation, dus à une différence de coefficient de dilatation thermique, et il est possible d'effectuer un assemblage de matériaux avec de très bonnes propriétés de recyclage, comme par exemple une simplification de la
distinction au moment de la mise au rebut.
En outre, du fait que le rivet de serrage en aluminium selon la présente invention a une très bonne résistance, même s'il est constitué de la même série de matériau que les plaques d'aluminium, il est possible d'empêcher la fissuration des plaques d'aluminium ainsi que le flambage du rivet de serrage au moment du poinçonnage et du matage, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des avant-trous, avec une amélioration possible de la certitude et de l'efficacité de l'opération. De plus, un allégement est possible par comparaison à l'acier et l'acier inoxydable, et l'effet du matage peut s'observer facilement à l'oeil nu, ce qui est
commode pour les contrôles de sécurité et analogue.
En outre, le grippage des plaques d'aluminium au moment du poinçonnage et du matage est faible, et il est possible d'effectuer un poinçonnage et un matage certains sans
rentrer les plaques.
De plus, du fait que la profondeur de la couche de durcissement de la tige est comprise entre 0,01 mm et 0,03 mm, il se produit rarement un flambage et un grippage sur les plaques au moment du matage. En outre, du fait que le rivet a une dureté en deux couches, o la dureté Hv du coeur de la tige est d'environ 110 à 120, il se produit
rarement un flambage et le matage se fait plus facilement.
De plus, du fait que l'irrégularité, dont la direction longitudinale est parallèle à la direction axiale, est formé sur la surface de la tige, par pressage à froid, la couche de durcissement est plus épaisse, la résistance à la compression est très bonne, et il est possible d'empêcher le flambage de
manière certaine.
De plus, du fait que la forme depuis la périphérie de la tête jusqu'à la tige est une forme courbe, il est possible de poser le rivet et d'effectuer un matage, d'une manière aisée et
certaine, sur des plaques.
Claims (10)
1. Rivet de serrage en aluminium, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un alliage d'aluminium JIS série 6000, o I'expression "alliage d'aluminium JIS série 6000" correspond à un alliage d'aluminium série AIMg-Si, prescrit dans les normes industrielles japonaises JIS (Japanese Industrial Standard) dont les normes JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 et JIS 6151; dans les normes américaines ASTM sur les alliages d'aluminium série 6000, dont les normes ASTM 6061 et ASTM 6063; dans les normes allemandes DIN sur les
alliages d'aluminium série 6000, dont les normes EN AW-
6061 et EN AW-6063; et dans les normes internationales (ISO), dont les alliages AlMglSiCu et AIMgO,7Si, et qui a une tête et une tige, o la dureté Hv superficielle de la tige est de
ou plus.
2. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est obtenu par pressage à froid d'un fil à section circulaire laminé constitué d'un alliage d'aluminium JIS série 6000, o l'expression "alliage d'aluminium JIS série 6000" correspond à un alliage d'aluminium série AI-Mg-Si, prescrit dans les normes industrielles japonaises JIS (Japanese Industrial Standard) dont les normes JIS 6061, JIS 6N01, JIS 6063, JIS 6101 et JIS 6151; dans les normes américaines ASTM sur les alliages d'aluminium série 6000, dont les normes ASTM 6061 et ASTM 6063; dans les normes allemandes DIN sur les alliages d'aluminium série 6000, dont les normes EN AW-6061 et EN AW-6063; et dans les normes internationales (ISO), dont les alliages AIMg1lSiCu et AIMgO,7Si.
3. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de la couche de
durcissement d'une tige est comprise entre 0,01 et 0,30 mm.
4. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 2, caractérisé en ce que la profondeur de la couche de
durcissement d'une tige est comprise entre 0,01 et 0,30 mm.
5. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de durcissement est formée sur la surface de la tige par pressage à froid, par formation d'une irrégularité dont la direction longitudinale est parallèle
à la direction axiale.
6. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une couche de durcissement est formée sur la surface de la tige par pressage à froid, par formation d'une irrégularité dont la direction longitudinale est parallèle
à la direction axiale.
7. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige a une dureté en deux couches,
o la dureté Hv du coeur de la tige est d'environ 110 à 120.
8. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige a une dureté en deux couches,
o la dureté Hv du coeur de la tige est d'environ 110 à 120.
9. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme depuis la périphérie de la tête
de la tige est une forme courbe.
tfe 29
10. Rivet de serrage en aluminium selon la revendication 2, caractérisé en ce que la forme depuis la périphérie de la tête
de la tige est une forme courbe.
I
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| JP3543267B2 (ja) | 2004-07-14 |
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Effective date: 20100129 |