LU82031A1 - METHOD FOR MANUFACTURING MACHINE THREAD PARTICULARLY FOR COLD STRIKING - Google Patents
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- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
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Description
I, 1 v BL - 2797/EM/BM C 2005/7912.I, 1 v BL - 2797 / EM / BM C 2005/7912.
| CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE,| METALLURGICAL RESEARCH CENTER -CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif - vereniging zonder winstoogmei à BRUXELLES (Belgique).Non-profit association - vereniging zonder winstoogmei in BRUXELLES (Belgium).
Procédé de fabrication de fil machine particulièrement pour frappe à froid.Wire rod manufacturing process particularly for cold stamping.
La présente invention est relative à un procédé de fabrication de fil machine - de façon avantageuse, le fil machine ainsi fabriqué, est utilisé pour la confection de pièces pour frappe à froid et plus particulièrement de boulons à haute résistance.The present invention relates to a wire rod manufacturing process - advantageously, the wire rod thus manufactured, is used for the manufacture of parts for cold stamping and more particularly of high strength bolts.
Pour une certaine catégorie de pièces métalliques à haute résistance, le procédé de fabrication habituellement mis en oeuvre jusqu'à présent est le suivant : -k / y r ! - 2 - i l i [ - laminage à chaud de fil machine, | - décapage, | - tréfilage ou étirage, - frappe à froid, - traitement thermique, : - parachèvement.For a certain category of high-resistance metal parts, the manufacturing process usually implemented up to now is as follows: -k / y r! - 2 - i l i [- hot rolling of wire rod, | - pickling, | - drawing or drawing, - cold stamping, - heat treatment,: - finishing.
I Dans ce procédé, le fil machine est constitué en un acier qui doit avoir la composition chimique voulue et une microstructure permettant le tréfilage et la frappe à froid ultérieurs.I In this process, the wire rod is made of a steel which must have the desired chemical composition and a microstructure allowing the subsequent drawing and cold stamping.
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Le traitement thermique confère à la pièce frappée à froid ses propriétés mécaniques finales ; ce ' traitement comprend en général une trempe suivie d'un i revenu.The heat treatment gives the cold-pressed part its final mechanical properties; this treatment generally comprises quenching followed by tempering.
Ce traitement thermique est nécessaire à cause i du fait que le fil machine disponible actuellement ne peut pas présenter en même temps les propriétés de résistance et de ductilité requises pour obtenir les produits en question.This heat treatment is necessary due to the fact that the wire rod currently available cannot at the same time have the strength and ductility properties required to obtain the products in question.
» ' La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de fil machine possédant à la fois ces deux | propriétés de résistance et de ductilité sans qu'il soit j nécessaire de soumettre ce fil à un tel traitement thermique i ' Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : M a) le fil à traiter est soumis à une température comprise ! entre 950°C et 1050°C et à l'état austénitique, lorsqu’il quitte la dernière caqe du laminoir, i I b) on abaisse la température du fil jusqu'à 800-950°C, par i t exemple par traitement à l'eau, !! 4The present invention relates to a wire rod manufacturing process having both of these two | resistance and ductility properties without it being necessary to subject this wire to such a heat treatment. The process which is the subject of the present invention is essentially characterized in that it comprises the following stages: M a) wire to be treated is subjected to a temperature included! between 950 ° C and 1050 ° C and in the austenitic state, when it leaves the last shell of the rolling mill, i I b) the temperature of the wire is lowered to 800-950 ° C, for example by treatment with the water, !! 4
i . Ai. AT
!t ;« - 3 - 5 , f i c) on pose ensuite ce fil sous forme de spires non concentriques, sur un convoyeur dont la vitesse est réglable entre 0,1 et 1,2 m/sec., d) à une certaine distance de l'endroit où le fil a été posé sur le convoyeur, on le soumet à une trempe au moyen soit de jets d'eau, laminaires ou non, soit d’écrans d'eau i ayant une largeur au moins égale au diamètre des spires, soit encore de jets d'eau finement pulvérisée (brouillard) tels que décrits dans le brevet belge n° 853.821 du demandeur, e) les spires sont alors collectées sous forme d'une bobine compacte à une température comprise entre 100°C et 300°C, le trajet entre les lieux de trempe et de reformation de la bobine étant suffisant pour sécher le fil.! t; "- 3 - 5, fic) this wire is then laid in the form of non-concentric turns, on a conveyor whose speed is adjustable between 0.1 and 1.2 m / sec., d) at a certain distance from the place where the wire was laid on the conveyor, it is subjected to quenching by means of either water jets, laminar or not, or water screens i having a width at least equal to the diameter of the turns, or even finely sprayed water jets (mist) as described in Belgian patent n ° 853.821 of the applicant, e) the turns are then collected in the form of a compact coil at a temperature between 100 ° C and 300 ° C, the path between the places of quenching and reformation of the coil being sufficient to dry the wire.
Suivant une première modalité de l'invention, on règle les conditions de mise en oeuvre du procédé (notamment la température des spires au moment de leur dépôt sur le convoyeur et le temps de parcours dans l'air jusqu'à la trempe) de telle manière qu'au moment de la trempe, l'acier soit partiellement transformé.dans le domaine ferritique, la quantité en volume de ferrite étant comprise entre 95 % et 70 %.According to a first embodiment of the invention, the conditions for implementing the method are regulated (in particular the temperature of the turns at the time of their deposition on the conveyor and the time of travel in the air until quenching) of such so that at the time of quenching, the steel is partially transformed. in the ferritic field, the quantity by volume of ferrite being between 95% and 70%.
La valeur optimale des paramètres de température et de temps de parcours précités, dépend de la composition de l'acier et des propriétés finales désirées.The optimum value of the aforementioned temperature and travel time parameters depends on the composition of the steel and on the desired final properties.
, Suivant une deuxième modalité de l'invention, or effectue la trempe de telle manière que l'austénite restante (5 à 30 % en volume) soit transformée en martensite ou / bainite.According to a second method of the invention, gold performs the quenching so that the remaining austenite (5 to 30% by volume) is transformed into martensite or / bainite.
/ « * - 4 - t/ "* - 4 - t
La durée de trempe du fil et l'intensité du refroidissement sont réglées de telle façon que le fil sorte de cette opération à une température comprise entre 150°C et 3 50°C.The duration of the wire quenching and the intensity of the cooling are adjusted so that the wire leaves this operation at a temperature between 150 ° C. and 350 ° C.
Suivant une autre modalité de l'invention, on : limite la densité des spires sur le convoyeur à 25 spires | au mètre au maximum et on ajuste la longueur entre le dispo sitif de mise en spires non concentriques sur le convoyeur et le dispositif de trempe, ainsi que la vitesse du convoyeur en fonction de la vitesse de laminage et du temps de parcours désiré, dans le but de garantir pendant la trempe, l'homogénéité du refroidissement sur toute la largeur du tapis de spires.According to another embodiment of the invention, we: limit the density of the turns on the conveyor to 25 turns | to the maximum meter and the length between the non-concentric winding device on the conveyor and the quenching device is adjusted, as well as the speed of the conveyor as a function of the rolling speed and the desired travel time, in the purpose of guaranteeing during the quenching, the homogeneity of the cooling over the whole width of the belt of turns.
Le fil doit présenter à l'endroit où débute la trempe, une température aussi uniforme que possible. A cette fin, le long du parcours entre la tête de pose des spires sur le convoyeur et l'installation de trempe et en face des point de la nappe de spires correspondant à la densité maximale de -fil, on effectue un refroidissement sélectif au moyen d'une fine pulvérisation d'eau (brouillard).The wire must present at the point where quenching begins, as uniform a temperature as possible. To this end, along the path between the head for placing the turns on the conveyor and the quenching installation and opposite the points of the sheet of turns corresponding to the maximum density of the wire, selective cooling is carried out by means a fine spray of water (mist).
Les figures 1, 2 et 3 sont données à titre indicatif, mais non limitatif pour bien faire comprendre la présente invention.Figures 1, 2 and 3 are given as an indication, but not limiting in order to clearly understand the present invention.
La figure 1 représente schématiquement une installation conforme à l'invention.Figure 1 schematically shows an installation according to the invention.
La figure 2 est relative à un diagramme température - temps du cycle thermique suivant l'invention, appliqué dans un cas d'utilisation bien déterminé.FIG. 2 relates to a temperature-time diagram of the thermal cycle according to the invention, applied in a well-defined use case.
La figure 3 est une micrographie à grossissement i 500 du fil traité suivant le cycle thermique de la figure 2.FIG. 3 is a micrograph at 500 magnification of the wire treated according to the thermal cycle of FIG. 2.
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Suivant la figure 1, la ligne de traitement située à la sortie de la dernière cage de laminoir 1 comprend une rampe de refroidissement à l'eau 2 d'un type habituellement utilisé, une tête de pose 3 du fil en forme de spires non concentriques sur un convoyeur 4, un dispositif de trempe et à la sortie du convoyeur 4, une station de reformation de la bobine 6.According to Figure 1, the processing line located at the outlet of the last rolling stand 1 comprises a water cooling ramp 2 of a type usually used, a laying head 3 of the wire in the form of non-concentric turns on a conveyor 4, a quenching device and at the exit of the conveyor 4, a reel reformation station 6.
Cette ligne peut comprendre en outre un dispositif de refroidissement sélectif (non représenté) entre les endroits 3 et 5 pour assurer au fil une température aussi uniforme que possible quand il atteint le dispositif de trempe 5.This line can also include a selective cooling device (not shown) between locations 3 and 5 to ensure the wire as uniform as possible when it reaches the quenching device 5.
Suivant la figure 2, les ordonnées du diagramme représentatif du cycle thermique sont constituées par les températures moyennes de la section du fil et les abscisses sont constituées par le temps en secondes ou par la longueur de la ligne de traitement en mètres.According to FIG. 2, the ordinates of the representative diagram of the thermal cycle are constituted by the average temperatures of the section of the wire and the abscissae are constituted by time in seconds or by the length of the treatment line in meters.
Ce diagramme est relatif au traitement d'un fil de 5,5 mm, laminé à 75 m/sec., de composition suivante : C = 0,08 %, Mn = 0,8 %, Si = 0,15 %.This diagram relates to the processing of a 5.5 mm wire, rolled at 75 m / sec., Of the following composition: C = 0.08%, Mn = 0.8%, Si = 0.15%.
Le point 7 représente la température à la sortie du laminoir, soit 1000°C.Point 7 represents the temperature at the outlet of the rolling mill, ie 1000 ° C.
La ligne 7-8 représente le refroidissement primaire d'une durée de 0,2 seconde jusqu’à 850°C.Line 7-8 represents primary cooling lasting 0.2 seconds to 850 ° C.
A ce moment, le fil est dépose sur le convoyeur se déplaçant à une vitesse de 1 m/sec., la densité des spires non concentriques sur ce convoyeur étant de 20 par mètre.At this time, the wire is deposited on the conveyor moving at a speed of 1 m / sec., The density of the non-concentric turns on this conveyor being 20 per meter.
La ligne 8-9 est relative au parcours des spires du fil entre la tête de dépose sur le convoyeur et l'entrée dans le dispositif de trempe. La longueur de ce P,™ ... is SO B et » 0. .,ΡΡ. - »...Line 8-9 relates to the course of the turns of the wire between the depositing head on the conveyor and the entry into the quenching device. The length of this P, ™ ... is SO B and »0.., ΡΡ. - ”...
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r trempe est de 50 secondes. Pendant ce parcours, la température du fil est abaissée de 850°C à 600°C et le pourcen-I tage de ferrite formée avant trempe est de 88,5 %.r quenching is 50 seconds. During this course, the wire temperature is lowered from 850 ° C to 600 ° C and the percentage of ferrite formed before quenching is 88.5%.
Le tronçon 9-10 est relatif à la zone de trempe dont la longueur est de 0,57 m et la durée, pour la traverser | 0,57 sec. Le dispositif de trempe est composé de gicleurs air - eau à fine pulvérisation d'eau (brouillard) disposés ‘ de part et d'autre de la nappe de fil.Section 9-10 relates to the quenching zone, the length of which is 0.57 m and the duration for crossing it | 0.57 sec. The quenching device is composed of air-water nozzles with fine water spray (mist) arranged ‘on either side of the wire layer.
La zone 10-11 représente l'opération de séchage dont la durée est de 2 secondes (point 11 = 52,77 sec.).Zone 10-11 represents the drying operation, the duration of which is 2 seconds (point 11 = 52.77 sec.).
A la fin de cette opération, le fil est mis sous forme de bobine compacte et se refroidit à l'air jusqu'à la température ambiante.At the end of this operation, the wire is put into the form of a compact coil and cooled in air to room temperature.
Les propriétés obtenues sont les suivantes : - charge de rupture (R^) : 503 MPa - limite élastique (R^) : 282 MPa - allongement (A) : 25 %.The properties obtained are as follows: - breaking load (R ^): 503 MPa - elastic limit (R ^): 282 MPa - elongation (A): 25%.
Suivant la figure 3, la microstructure est constituée de 88,5 % de ferrite (plages blanches) et de 11,5 % de martensite sous la forme d'îlots de faible dimension répartis de façon homogène (plages noires).According to Figure 3, the microstructure consists of 88.5% ferrite (white areas) and 11.5% martensite in the form of small islands homogeneously distributed (black areas).
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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LU82031A LU82031A1 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | METHOD FOR MANUFACTURING MACHINE THREAD PARTICULARLY FOR COLD STRIKING |
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LU82031 | 1979-12-21 |
Publications (1)
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LU82031A1 true LU82031A1 (en) | 1981-07-23 |
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Family Applications (1)
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LU82031A LU82031A1 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | METHOD FOR MANUFACTURING MACHINE THREAD PARTICULARLY FOR COLD STRIKING |
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1979
- 1979-12-21 LU LU82031A patent/LU82031A1/en unknown
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