FR2826609A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A LIGHT ALLOY RIM, AND IMPROVED LIGHT ALLOY RIM, FOR A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un procédé de réalisation de jantes en alliage léger, notamment alliage d'aluminium, en particulier pour des véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'invention propose un procédé de réalisation d'une jante qui présente des propriétés améliorées à la fois en termes de légèreté et de résistance mécanique, ainsi qu'une nouvelle jante présentant ces propriétés améliorées. The present invention relates to a process for producing light alloy wheels, in particular aluminum alloys, in particular for motor vehicles. More particularly, the invention provides a method of producing a rim which has improved properties both in terms of lightness and strength, and a new rim having these improved properties.
Etat de la technique
La plupart des jantes en alliage léger sont de nos jours réalisées monobloc par moulage, en utilisant le plus fréquemment une technique de remplissage du moule par le bas en basse pression, ou plus rarement par le haut en gravité. State of the art
Most light alloy wheels are nowadays made in one piece by molding, most frequently using a technique of filling the mold from below in low pressure, or more rarely by the top in gravity.
Ces deux techniques de remplissage présentent l'inconvénient de contraindre à piloter la solidification de l'alliage formant la jante tout au long de celle-ci et sur des distances importantes. Ainsi, typiquement, lors d'un remplissage en basse pression, la solidification doit être pilotée depuis le crochet de jante intérieur jusqu'au centre de la jante, au milieu de la face avant (située en partie basse du moule) au niveau de laquelle s'effectue le remplissage par le métal liquide en basse pression et où se termine la solidification. These two filling techniques have the disadvantage of constraining to drive the solidification of the alloy forming the rim throughout it and over long distances. Thus, typically, during a filling at low pressure, the solidification must be controlled from the inside rim hook to the center of the rim, in the middle of the front face (located in the lower part of the mold) at the level of which the liquid metal is filled at low pressure and the solidification is completed.
Un tel pilotage de la solidification est relativement peu problématique pour des jantes de petit diamètre (typiquement jusqu'à 15 pouces) ; il devient en revanche beaucoup plus délicat pour des jantes de diamètre supérieur, en raison de l'accroissement correspondant de la masse de métal. Un tel accroissement Such control of the solidification is relatively problematic for small diameter rims (typically up to 15 inches); on the other hand, it becomes much more delicate for rims of greater diameter, because of the corresponding increase in the mass of metal. Such an increase
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entraîne en effet un ralentissement des cadences de moulage et une plus grande difficulté à éviter les défauts de moulage du type retassure. indeed causes a slowing down of the molding rates and a greater difficulty in avoiding molding defects of the shrinkage type.
Par ailleurs, les styles de jantes qui se développent fortement de nos jours sont les jantes de type dit full face selon la terminologie anglosaxonne, c'est-à-dire dont la face avant ne possède pas le retrait habituel par rapport au crochet extérieur de jante, mais vient au contraire approcher voire tangenter ce crochet de jante, ce qui crée une masse importante sous l'appui du pneumatique. Moreover, the styles of rims that are developing strongly nowadays are so-called full-face rims according to English terminology, that is to say whose front does not have the usual withdrawal from the outer hook of rim, but instead comes close to even tangent this rim hook, which creates a large mass under the support of the tire.
La Figure la des dessins montre en demi-section axiale l'allure d'une telle jante full face Ja, la masse importante Ma précitée. Par comparaison, la Figure lb montre en demi-section axiale opposée l'allure d'une jante plus classique Jb. Figure la of the drawings shows in axial half-section the appearance of such a full-face rim Ja, the important mass Ma supra. By comparison, Figure lb shows in opposite axial half-section the appearance of a more conventional rim Jb.
L'existence de cette masse Ma, difficile à solidifier rapidement, est préjudiciable non seulement à l'ensemble du procédé de production, car les cadences sont ralenties, mais également à l'allégement-toujours recherché car c'est l'un des atouts essentiels des jantes en alliage léger-car la structure de moule utilisée ne permet pas d'éviter ces masses importantes sous l'appui du pneumatique. The existence of this mass Ma, difficult to solidify quickly, is detrimental not only to the entire production process, because the rates are slowed, but also relief-still sought because it is one of the strengths essential light alloy wheels-because the mold structure used does not prevent these large masses under the support of the tire.
On soulignera également que le moulage d'une jante monobloc présente l'inconvénient d'exiger des moules relativement complexes composés, comme représenté sur la Figure 2, d'une semelle S, d'un noyau supérieur NS et de chapes Cl et C2, la semelle définissant un chenal montant Ch pour l'alimentation en métal liquide sous basse pression. It should also be emphasized that the molding of a monobloc rim has the disadvantage of requiring relatively complex molds composed, as represented in FIG. 2, of a sole S, of an upper core NS and of screeds C1 and C2. the sole defining a rising channel Ch for the supply of liquid metal under low pressure.
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On notera pour terminer que l'utilisation d'un seul matériau, incontournable lors de la réalisation d'une jante monobloc, pose des problèmes en termes de résistance aux chocs et de comportement au test de cabossage, en particulier au niveau des crochets de jante, et il est alors nécessaire d'augmenter significativement l'épaisseur du matériau au niveau de ces crochets de jante. Note finally that the use of a single material, unavoidable when producing a monobloc rim, poses problems in terms of impact resistance and behavior in the test of wrecking, especially at the rim hooks , and it is then necessary to significantly increase the thickness of the material at these rim hooks.
On a déjà proposé également depuis de nombreuses années de réaliser des jantes en deux parties. L'idée générale consiste à mouler la face avant (face extérieure) de la jante par un procédé de moulage d'alliage léger classique, notamment en basse pression, et à réaliser la bande de roulement dans un alliage de corroyage. It has also been proposed for many years to make rims in two parts. The general idea is to mold the front face (outer face) of the rim by a conventional light alloy molding process, especially at low pressure, and to achieve the tread in a wrought alloy.
Cependant, les techniques utilisées aujourd'hui sont mal adaptées à ce type de produit. Ainsi la bande de roulement est réalisée par exemple par un soudage en bout ( butt welding selon la terminologie anglo-saxonne) avant d'être laminée, dans une approche similaire à celle des jantes an acier. Après réalisation de cette pièce, la face avant préalablement usinée est alors rapportée à cette bande de roulement. However, the techniques used today are poorly suited to this type of product. Thus the tread is made for example by butt welding (butt welding in the English terminology) before being rolled, in an approach similar to that of steel rims. After completion of this piece, the previously machined front face is then attached to this tread.
Cette technologie connue présente de multiples inconvénients. En premier lieu, la Demanderesse a pu mettre en évidence que le soudage en bout n'était pas aisément réalisable pour des alliages à durcissement structural (tels que des alliages Al-Si-Mg de série 6000, sujets à un durcissement par précipitation lors d'un traitement thermique de mise en solutiontrempe-revenu), mais ne pouvait l'être dans la pratique que pour des alliages sans durcissement structural (tels This known technology has many disadvantages. In the first place, the Applicant has been able to demonstrate that butt welding is not readily feasible for structurally hardened alloys (such as 6000 series Al-Si-Mg alloys which are subject to precipitation hardening during tempering-tempering heat treatment), but could be applied in practice only to alloys with no hardening (such as
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que les alliages de série 5000). Or ces derniers alliages présentent l'inconvénient d'avoir un potentiel de résistance faible, qui ne dépasse pas celui des alliages de moulage habituellement utilisés tels que l'alliage connu sous la désignation AS7G (alliage d'aluminium à 7% en poids de silicium et 0,3% en poids de magnésium). than the 5000 series alloys). However, these latter alloys have the disadvantage of having a low resistance potential, which does not exceed that of the usual molding alloys such as the alloy known as AS7G (aluminum alloy 7% by weight of silicon and 0.3% by weight of magnesium).
Par ailleurs, les investissements nécessaires à cette technologie sont très lourds, non seulement pour le soudage en bout mais également pour la mise en forme ultérieure par laminage sur galets. In addition, the investments required for this technology are very heavy, not only for butt welding but also for subsequent shaping by roll rolling.
Des variantes de cette technologie existent, et portent sur différents types de fixation entre la face avant et la bande de roulement, mais ces variantes ne résolvent pas les principaux problèmes évoqués ci-dessus, et en particulier le problème de la résistance mécanique de l'alliage utilisé pour la bande de roulement. Variants of this technology exist, and relate to different types of attachment between the front face and the tread, but these variants do not solve the main problems mentioned above, and in particular the problem of the mechanical strength of the alloy used for the tread.
Une autre technologie encore connue consiste à travailler à partir d'un flan circulaire qui est progressivement repoussé sur un mandrin pour réaliser une bande de roulement monobloc. Le fond du flan, inutile après formage de la bande de roulement, est alors découpé et perdu. On comprend que ceci rend le procédé extrêmement coûteux et économiquement inadapté au marché automobile de grande série. Another technology still known is to work from a circular blank which is progressively pushed on a mandrel to make a one-piece tread. The bottom of the blank, useless after forming the tread, is then cut and lost. It is understood that this makes the process extremely expensive and economically unsuitable for the automotive mass market.
Résumé de l'invention
La présente invention vise à proposer un procédé de réalisation d'une jante en alliage léger qui pallie ou tout au moins atténue les problèmes sus-mentionnés et qui permette d'obtenir une jante légère à un coût minimal, tout en gardant des propriétés mécaniques adéquates. Summary of the invention
The present invention aims at providing a process for producing a light alloy rim that overcomes or at least mitigates the above-mentioned problems and that makes it possible to obtain a light rim at a minimum cost while retaining adequate mechanical properties. .
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Ainsi la présente invention propose selon un premier aspect un procédé de fabrication d'une jante en alliage léger, tel qu'un alliage à base d'aluminium, pour véhicule automobile, la jante comprenant une face avant et une bande de roulement soudées l'une à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - moulage de la face avant avec un alliage léger, - fourniture d'une bande en alliage à durcissement structural soudable, - cintrage de cette bande pour lui donner une forme généralement cylindrique, - soudage des extrémités en vis-à-vis de la bande cintrée avec fusion de la matière de la bande, - mise en forme de la bande par rétreint et/ou repoussage, pour former la bande de roulement, et - soudage de la face avant et de la bande de roulement l'une avec l'autre. Thus, according to a first aspect, the present invention proposes a method for manufacturing a light alloy rim, such as an aluminum-based alloy, for a motor vehicle, the rim comprising a front face and a welded tread. one to the other, characterized in that it comprises the following steps: - molding of the front face with a light alloy, - supply of a weldable structural hardening alloy strip, - bending of this strip to give it a generally cylindrical shape, - welding of the ends vis-à-vis the bent band with melting of the material of the band, - shaping of the band by necking and / or repoussage, to form the tread, and - welding the front face and the tread with each other.
Des aspects préférés, mais non limitatifs de ce procédé sont les suivants : - l'opération de moulage de la face avant comprend la réalisation d'au moins un évidement de réduction de poids, venu de moulage. au moins un évidement se trouve d'un côté intérieur de la face avant. Preferred, but not limiting, aspects of this method are the following: the molding operation of the front face comprises the production of at least one weight reduction recess formed by molding. at least one recess is on an inner side of the front face.
- au moins un évidement se situe au voisinage d'une zone de liaison entre la face avant et la bande de roulement. - At least one recess is in the vicinity of a connecting zone between the front face and the tread.
- au moins un évidement s'ouvre dans une direction de démoulage de la face avant. - At least one recess opens in a demolding direction of the front face.
- l'étape de mise en forme de la bande est précédée d'une étape d'expansion de la bande, après soudage de ses extrémités l'une à l'autre. the step of shaping the strip is preceded by a step of expanding the strip after welding its ends to one another.
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- l'étape de mise en forme est précédée d'une opération de mise en solution au moins partielle et de trempe. the shaping step is preceded by an at least partial dissolution and quenching operation.
Selon un deuxième aspect, la présente invention propose une jante en alliage léger, tel qu'un alliage à base d'aluminium, pour véhicule automobile, la jante comprenant une face avant en alliage léger et une bande de roulement également en alliage léger soudées l'une à l'autre, caractérisée en ce que la bande de roulement est réalisée en alliage à durcissement structural soudable mis en forme. According to a second aspect, the present invention proposes a light alloy rim, such as an aluminum-based alloy, for a motor vehicle, the rim comprising a front face made of light alloy and a tread also made of light alloy welded to the vehicle. to one another, characterized in that the tread is made of shaped weldable hardening alloy.
Des aspects préférés mais non limitatifs de cette jante sont les suivants : - sa face avant comprend au moins un évidement de réduction de poids, venu de moulage. au moins un évidement se trouve d'un côté intérieur de la face avant. Preferred but non-limiting aspects of this rim are the following: its front face comprises at least one weight reduction recess, coming from molding. at least one recess is on an inner side of the front face.
- au moins un évidement se situe au voisinage d'une zone de liaison entre la face avant et la bande de roulement. - At least one recess is in the vicinity of a connecting zone between the front face and the tread.
- au moins un évidement s'ouvre dans une direction de démoulage de la face avant. - At least one recess opens in a demolding direction of the front face.
- la jante possède deux crochets de jantes, dont l'un est formé au niveau de la face avant et dont l'autre est formé au niveau de la bande de roulement. the rim has two rim hooks, one of which is formed at the front face and the other of which is formed at the level of the tread.
Brève description des dessins
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation Brief description of the drawings
Other aspects, objects and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description of an embodiment.
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préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés. preferred thereof, given by way of example and with reference to the accompanying drawings.
Sur les dessins, outre les Figures 1 et 2 déjà présentées plus haut : la Figure 3a est une demi-vue de face d'une jante selon un exemple de réalisation de l'invention, la Figure 3b est une demi-vue en section axiale de la jante de la figure 3a, la Figure 4 est une vue en perspective d'une bande de roulement de la jante des Figures 3a et 3b, après deux premières étapes de cintrage et de soudage, et la Figure 5 illustre par trois sections transversales respectivement l'allure de la bande de roulement avant formage ultérieur, et les allures de la bande de roulement après deux opérations de mise en forme ultérieures. In the drawings, in addition to Figures 1 and 2 already presented above: Figure 3a is a half-front view of a rim according to an exemplary embodiment of the invention, Figure 3b is a half-view in axial section Figure 4 is a perspective view of a tread of the rim of Figures 3a and 3b, after two first stages of bending and welding, and Figure 5 illustrates in three cross-sections of the rim of Figure 3a; respectively the shape of the tread before further forming, and the paces of the tread after two subsequent shaping operations.
Description détaillée d'un mode de réalisation préféré
On va maintenant décrire un procédé permettant de réaliser une jante en alliage léger constituée d'une face avant, présentant de préférence tous les allégements qu'autorise le seul moulage de cette face avant, et notamment des allégements de masse sous les appuis pour le pneumatique. Cette face avant est soudée avec une bande de roulement réalisée selon une gamme permettant d'utiliser un alliage de corroyage à durcissement structural quelconque pour autant qu'il soit soudable. Detailed description of a preferred embodiment
We will now describe a method for producing a light alloy rim consisting of a front face, preferably having all the relief that allows the only molding of this front face, including weight relief under the supports for the tire. . This front face is welded with a tread made in a range to use a wrought alloy with any structural hardening as far as it is weldable.
Les Figures 3a et 3b des dessins illustrent une jante J réalisée selon l'invention en deux parties, à savoir une face avant 10 et une bande de roulement 20. a Figure 3 des dessins illustre le type d'allégement qui Figures 3a and 3b of the drawings illustrate a rim J made according to the invention in two parts, namely a front face 10 and a tread 20. a Figure 3 of the drawings illustrates the type of lightening that
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est réalisé de façon brute de moulage sur l'arrière de la face avant de la jante, en évitant, par rapport à la section monobloc de la figure la, de mouler le métal dans des zones 11 et 12 qui s'ouvrent, en sens parallèle à l'axe x-x, vers l'intérieur de la jante. is made in a rough manner on the back of the front face of the rim, avoiding, with respect to the one-piece section of FIG. 1a, molding the metal in zones 11 and 12 which open, in the opposite direction parallel to the axis xx, towards the inside of the rim.
La figure 3b montre également le crochet de jante avant CJ1, formé au niveau de la face avant 10 à proximité des évidements 11, 12, et le crochet de jante arrière CJ2, formé au niveau de la bande de roulement 20. FIG. 3b also shows the front rim hook CJ1, formed at the front face 10 near the recesses 11, 12, and the rear rim hook CJ2, formed at the level of the tread 20.
Il est important de noter ici que le type de géométrie montré sur la figure 3b est susceptible d'être d'obtenu à l'aide de moules très simples, constitués par exemple de deux éléments, à savoir une semelle (c'est-àdire la partie inférieure du moule, réalisant la face avant de la jante avec son style choisi) et un noyau supérieur (réalisant la face arrière de la jante, et comportant des parties en saillie qui vont définir les zones d'allégement 11 et 12). It is important to note here that the type of geometry shown in Figure 3b is likely to be obtained using very simple molds, consisting for example of two elements, namely a sole (ie the lower part of the mold, realizing the front face of the rim with its chosen style) and an upper core (realizing the rear face of the rim, and having projecting parts that will define the lightening areas 11 and 12).
Puisque la face avant 10 et la bande de roulement 20 sont réalisées séparément, contrairement au procédé de moulage monobloc basse pression ou autre mentionné en introduction, il est possible ici de refroidir très violemment la périphérie de la face avant, et d'obtenir de ce fait une finesse de microstructure accrue et des propriétés au niveau du noyau de la jante qu'il n'est pas possible d'obtenir en moulant une jante complète monobloc, l'avantage étant d'autant plus sensible que le diamètre de la jante est grand. Since the front face 10 and the tread 20 are made separately, unlike the low-pressure monoblock molding method or other mentioned in the introduction, it is possible here to very violently cool the periphery of the front face, and to obtain from this makes an increased microstructure finesse and properties at the core of the rim that it is not possible to obtain by molding a complete monoblock rim, the advantage being all the more sensitive that the diameter of the rim is great.
A titre indicatif, on présente dans le tableau I ci-dessous les propriétés comparées d'une jante monobloc de 15 pouces moulée en basse pression conformément à l'art antérieur et d'une face avant seule, présentant le As an indication, Table I below shows the comparative properties of a 15-inch monobloc rim molded at low pressure according to the prior art and of a single front face, presenting the
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même style et également moulée en basse pression. Dans les deux cas, la température du métal dans le four était de 710oC, l'alliage utilisé était un alliage AS7G modifié avec 120 ppm de strontium, affiné au diborure de titane TiB2 et la vitesse de remplissage était de 7mbars/seconde. same style and also molded in low pressure. In both cases, the temperature of the metal in the furnace was 710 ° C., the alloy used was an AS7G alloy modified with 120 ppm strontium, refined TiB2 titanium diboride and the filling speed was 7mbars / second.
Après démoulage et ébavurage, on a appliqué aux deux pièces un traitement dit T6 comprenant les étapes suivantes : - mise en solution pendant 5 heures à 535 C, - trempe dans de l'eau à 50 C, - revenu pendant 3 heures 30 minutes à 160 C. After demolding and deburring, a so-called T6 treatment was applied to the two parts, comprising the following steps: dissolving for 5 hours at 535 ° C., quenching in water at 50 ° C. for 3 hours 30 minutes 160 C.
Les propriétés obtenues, mesurées selon les tests de traction normalisés NF sur des éprouvettes de traction prises dans les bras de la jante, sont indiquées dans le tableau I ci-après. The properties obtained, measured according to the standard tensile tests NF on tensile test pieces taken from the rim arms, are given in Table I below.
Tableau I
Table I
<tb>
<tb> Eprouvette <SEP> Rm <SEP> (MPa) <SEP> RpO, <SEP> 2 <SEP> (MPa) <SEP> A <SEP> (%)
<tb> (1) <SEP> 278 <SEP> 220 <SEP> 5,5
<tb> (2) <SEP> 285 <SEP> 192 <SEP> 13,0
<tb>
(1) : Face avant de jante moulée monobloc (2) : Face avant moulée seule
Les meilleures propriétés obtenues pour la face avant moulée seule s'expliquent par une moindre présence de micro-retassures, découlant d'un refroidissement plus efficace de la périphérie de la face avant. Il en résulte <Tb>
<tb> Specimen <SEP> Rm <SEP> (MPa) <SEP> RpO, <SEP> 2 <SEP> (MPa) <SEP> A <SEP> (%)
<tb> (1) <SEP> 278 <SEP> 220 <SEP> 5.5
<tb> (2) <SEP> 285 <SEP> 192 <SEP> 13.0
<Tb>
(1): Molded monobloc rim front (2): Molded front only
The best properties obtained for the molded front alone can be explained by a smaller presence of micro-shrinkage, resulting from a more efficient cooling of the periphery of the front face. It results
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donc une microstructure améliorée qui est également favorable à la tenue en fatigue de la jante. therefore an improved microstructure which is also favorable to the fatigue resistance of the rim.
Pour ce qui concerne maintenant la bande de roulement, la gamme utilisée est la suivante : à partir d'une tôle d'ébauche réalisée en alliage léger, découpée à l'épaisseur voulue (typiquement de l'ordre de 3 à 4,5 mm pour des jantes de 15 à 17 pouces, une bande est réalisée en cintrant la tôle pour lui donner une forme cylindrique et en la soudant bout à bout par une technique de soudage illustrée sur la figure 4. Cette technique est de préférence une technique de soudage par faisceau d'électrons, sous vide ou non, ou encore une technique de soudage M. I. G. (métal/gaz inerte) et ses différentes variantes, soudage M. I. G. Tandem, soudage au Laser ou encore soudage combiné M. I. G./Laser. As regards the tread, the range used is as follows: from a blank sheet made of light alloy, cut to the desired thickness (typically of the order of 3 to 4.5 mm for rims of 15 to 17 inches, a strip is made by bending the sheet to give it a cylindrical shape and welding it end to end by a welding technique illustrated in Figure 4. This technique is preferably a welding technique by electron beam, vacuum or not, or a MIG welding technique (metal / inert gas) and its different variants, MIG Tandem welding, laser welding or MIG / Laser combined welding.
Ainsi, selon cette technique de soudage, on évite le recours à la technique classique dite de butt welding mentionnée en introduction, et l'on peut travailler avec une grande variété d'alliages à durcissement structural soudables. Thus, according to this welding technique, it avoids the use of the conventional butt welding technique mentioned in the introduction, and one can work with a wide variety of weldable structural hardening alloys.
La bande de roulement est ensuite soumise à une série d'opérations de mise en forme essentiellement par rétreint selon la succession suivante d'étapes : - élargissement préalable par expansion de la bande de roulement ; cette opération peut être réalisée sur un type quelconque d'expanseur connu, par exemple à segments ou encore à formes intérieures pressées l'une contre l'autre ; elle présente l'avantage, outre de faciliter la mise en forme ultérieure de la bande de roulement, de tester la qualité de sa soudure en bout avant toute opération ultérieure ; à cet égard, une mauvaise qualité The tread is then subjected to a series of shaping operations essentially by shrinkage according to the following succession of steps: - prior expansion by expansion of the tread; this operation can be carried out on any type of known expander, for example segments or internal shapes pressed against each other; it has the advantage, besides facilitating the subsequent shaping of the tread, to test the quality of its butt weld before any subsequent operation; in this respect, poor quality
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de soudure se révélera à ce stade par des fissures au droit de la zone soudée ; - obtention de la géométrie finale par une série d'étapes de rétreint telles qu'illustrées à titre d'exemple sur la Figure 5, en partant d'une forme droite selon une direction a-a ; ces opérations sont réalisées sur un mandrin en acier de géométrie adaptée et sur des machines classiques de formage par rétreint (ou en variante par repoussage). the weld will be revealed at this stage by cracks at the welded zone; obtaining the final geometry by a series of necking steps as illustrated by way of example in FIG. 5, starting from a straight shape in a direction a-a; these operations are carried out on a steel mandrel of suitable geometry and on conventional machines for forming by necking (or alternatively by spinning).
De façon à bénéficier d'une aptitude optimale à la déformation propre aux alliages à durcissement structural, on travaille la bande de roulement dans les étapes de mise en forme ci-dessus de préférence à froid dans l'état dit T4 (mise en solution suivie d'une trempe) ou encore dans un état thermique correspondant à une mise en solution partielle, de façon à conserver un potentiel de durcissement structural ultérieur. In order to benefit from an optimum deformation aptitude specific to structurally hardened alloys, the tread is worked in the above forming steps, preferably cold, in the so-called T4 state (dissolution followed). quench) or in a thermal state corresponding to a partial dissolution, so as to maintain a potential for subsequent structural hardening.
Une fois ces opérations réalisées, la bande de roulement est soudée sur la face avant. De préférence, on utilise pour des raisons de poids une technique de soudage bout à bout telle que représentée sur la Figure 3b, le cordon de soudure étant indiqué en 30. D'autres techniques peuvent aussi être mises en oeuvre. En outre, pour assurer un bon positionnement mutuel de la face avant et de la bande de roulement, on peut prévoir un petit talon de centrage. Once these operations are completed, the tread is welded to the front face. Preferably, for reasons of weight, a butt welding technique as shown in FIG. 3b is used, the weld bead being indicated at 30. Other techniques may also be used. In addition, to ensure good mutual positioning of the front face and the tread, it is possible to provide a small centering heel.
Pour souder la face avant avec la bande de roulement, on peut utiliser les techniques de soudage classiques telles que soudage par faisceau d'électrons, soudage M. I. G. (métal/gaz inerte) et ses différentes variantes, soudage M. I. G. Tandem, soudage au Laser ou encore soudage combiné M. I. G./Laser. To weld the front face with the tread, we can use conventional welding techniques such as electron beam welding, MIG welding (metal / inert gas) and its various variants, MIG Tandem welding, laser welding or even MIG / Laser combination welding.
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Avantageusement, cette opération de soudage est précédée d'un léger usinage de la bande de roulement au niveau de la zone de soudage, ce qui permet d'obtenir une surface propre et dimensionnellement bien calibrée. Advantageously, this welding operation is preceded by a slight machining of the tread at the welding zone, which provides a clean surface and dimensionally well calibrated.
Dans un même esprit, un léger usinage de l'autre côté de la bande de roulement permet de garantir un bon aspect de surface et une excellente précision dimensionnelle. In the same spirit, a light machining on the other side of the tread ensures a good surface appearance and excellent dimensional accuracy.
L'homme du métier saura sans difficulté choisir les réglages de l'opération de soudage de façon à minimiser les déformations de la jante, pour ne pas avoir à réusiner la jante après cette opération. The skilled person will easily choose the settings of the welding operation so as to minimize deformation of the rim, so as not to have to re-grind the rim after this operation.
La jante est alors prête pour les opérations finales habituelles de traitement de surface, application de peinture et cuisson, puis contrôle. The rim is then ready for the usual final operations of surface treatment, application of paint and baking, then control.
A cet égard, l'obtention des caractéristiques mécaniques finales résulte de préférence d'un revenu réalisé simplement par l'opération de cuisson de la peinture appliquée sur la totalité de la jante (après soudage de la face avant avec la bande de roulement et après le traitement de surface), typiquement pendant 20 minutes à une température de l'ordre de 160 à 185 C. In this respect, the final mechanical characteristics are obtained preferably from an income produced simply by the baking operation of the paint applied to the entire rim (after welding of the front face with the tread and after surface treatment), typically for 20 minutes at a temperature of the order of 160 to 185 C.
Il est bien entendu possible en variante de réaliser un revenu de façon séparée de cette cuisson, et/ou de réaliser ce revenu sur la bande de roulement seule, avant soudage sur la face avant. Dans ce dernier cas, la face avant subit de son côté, le cas échéant, un traitement thermique propre tel que mise en solution et trempe. It is of course possible alternatively to achieve income separately from this cooking, and / or to achieve this income on the tread alone, before welding on the front. In the latter case, the front face undergoes on its side, if necessary, a clean thermal treatment such as dissolution and quenching.
On notera ici qu'il est préférable d'éviter une mise en solution et une trempe après l'opération de soudage de la bande de roulement sur la face avant, ceci It should be noted here that it is preferable to avoid dissolution and quenching after the operation of welding the tread on the front face, this
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pour éviter des déformations relativement importantes engendrées par la trempe, qui nécessiteraient un nouveau recuit de l'ensemble de la jante, et donc de la bande de roulement. to avoid relatively large deformations caused by quenching, which would require a new annealing of the entire rim, and therefore the tread.
A titre d'exemple, on trouvera dans le tableau II ci-dessous les propriétés comparées d'une bande de roulement en creux de jante appartenant à une jante moulée monobloc telle que décrite dans la partie introductive de la présente demande, d'un diamètre de 15 pouces, réalisée en alliage de moulage AS7G, et d'une bande de roulement appartenant à une jante de même diamètre réalisée selon l'invention. La bande de roulement de la jante selon l'invention a été réalisée avec la succession d'étapes suivante : - découpe d'une tôle d'origine en alliage 6081 (désignation selon l' Aluminium Association américaine), d'une épaisseur de 4 mm, - cintrage en un cylindre, - soudage du cylindre par procédé M. I. G. tandem, - mise en forme ultérieure selon les étapes illustrées sur la Figure 5, pour obtenir une bande de roulement d'une épaisseur d'environ 3 mm en creux de jante (à proximité de la soudure 30) et d'une épaisseur de 4 à 4,5 mm dans la zone du crochet CJ2, - revenu à 185 C, pratiqué sur la seule bande de roulement avant son soudage sur la face avant. By way of example, Table II below gives the comparative properties of a hollow tread of a rim belonging to a monoblock cast rim as described in the introductory part of the present application, having a diameter 15 inches, made of alloy AS7G molding, and a tread belonging to a rim of the same diameter made according to the invention. The tread of the rim according to the invention was made with the following sequence of steps: - cutting of an original sheet metal alloy 6081 (designation according to the American Aluminum Association), a thickness of 4 mm, - bending into a cylinder, - welding of the cylinder by tandem MIG process, - subsequent shaping according to the steps illustrated in FIG. 5, to obtain a tread having a thickness of approximately 3 mm in the rim (near the weld 30) and a thickness of 4 to 4.5 mm in the area of the hook CJ2, - income at 185 C, performed on the sole tread before welding on the front.
Tableau II
Table II
<tb>
<tb> Eprouvette <SEP> Rm <SEP> (MPa) <SEP> RpO, <SEP> 2 <SEP> (MPa) <SEP> A <SEP> (%)
<tb> (1) <SEP> 269 <SEP> 203 <SEP> 4,5
<tb> (2) <SEP> 260 <SEP> 210 <SEP> 16,0
<tb> <Tb>
<tb> Specimen <SEP> Rm <SEP> (MPa) <SEP> RpO, <SEP> 2 <SEP> (MPa) <SEP> A <SEP> (%)
<tb> (1) <SEP> 269 <SEP> 203 <SEP> 4,5
<tb> (2) <SEP> 260 <SEP> 210 <SEP> 16.0
<Tb>
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(1) : Bande de roulement en creux de jante sur jante monobloc (2) : bande de roulement en creux de jante sur jante deux parties selon l'invention
Il résulte des tableaux I et II ci-dessus qu'une jante réalisée en deux parties conformément à la présente invention est capable de satisfaire sensiblement aussi bien qu'une jante monobloc à des cahiers des charges courants. (1): Tread recessed rim on one-piece rim (2): tread hollow rim on rim two parts according to the invention
It follows from Tables I and II above that a rim made in two parts according to the present invention is capable of satisfying substantially as well as a monoblock rim to current specifications.
Si maintenant l'on compare en termes de poids ces deux mêmes jantes de 15 pouces, on observe un gain de poids significatif ; concrètement, la roue monobloc de l'art antérieur va peser environ 7,9 kg, tandis que la jante en deux parties selon l'invention va peser environ 6,5 kg, soit un gain de poids de près de 20% ce qui est considérable. If now we compare in terms of weight these two same rims of 15 inches, we observe a significant weight gain; concretely, the one-piece wheel of the prior art will weigh about 7.9 kg, while the two-part rim according to the invention will weigh about 6.5 kg, a weight gain of almost 20% which is considerable.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et illustrée, et l'homme du métier saura y apporter de nombreuses variantes ou modifications. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described and illustrated, and the skilled person will be able to make many variations or modifications.
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