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RÉSUMÉ
Cet article traite essentiellement de la fabrication de produits plats par laminage : plaques, tôles et feuilles en aluminium. Ces « demi-produits » sont en général retransformés chez les clients. Les technologies de laminage et de finition, ainsi que les outils, sont similaires à ceux utilisés pour d'autres métaux. Le laminage de l'aluminium possède cependant des spécificités comme sa finition en feuilles très minces (quelques mm) ou en tôles de très forte épaisseur (200 mm). Sans reprendre les fondamentaux du laminage, sont décrites ici les principales étapes de fabrication d'une tôle, depuis l'élaboration de l'alliage en four et la coulée des plaques, jusqu'aux opérations de finition comme le planage ou le recuit final, en passant par les deux stades importants que sont le laminage à chaud et le laminage à froid.
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Patrick DENEUVILLE : Expert de Recherche chez Alcan CRV - Ingénieur École Nationale Supérieure des Techniques Avancées - Docteur habilité à diriger des recherches
INTRODUCTION
L’aluminium et ses alliages sont utilisés principalement dans des applications qui requièrent allégement, esthétique, et/ou durabilité. Ses principales qualités se résument à travers :
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la légèreté (densité ∼ 2,67) associée à une large gamme de propriétés mécaniques (du plus mou au très dur) ;
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la brillance et un aspect clair ;
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la bonne résistance à la corrosion.
L’étendue de la gamme des alliages et de leurs propriétés en fait un matériau de choix pour de nombreuses applications.
Cet article traite essentiellement de la fabrication de produits plats : plaques, tôles et feuilles en aluminium. Ce sont des « demi-produits » qui, en général, sont retransformés chez les clients.
Le laminage d’aluminium permet également d’obtenir, comme pour les autres métaux, des ronds ou des profilés. Le principe de fabrication est le même, mais avec des cylindres de géométrie adaptée au profil visé.
En Europe, par exemple, la demande de produits plats en aluminium représente, en 2008, 4,8 millions de tonnes contre 0,5 million pour les profils obtenus par laminage (essentiellement du fil qui sera ensuite tréfilé).
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4. Laminage à chaud
Les étapes opérationnelles qui correspondent à l’ensemble de l’opération « laminage à chaud » sont décrites dans la figure 9. Ce paragraphe est surtout consacré aux laminoirs et aux fours. En complément peuvent se greffer d’autres outils comme des cisailles d’extrémités dont nous ne parlons pas dans cet article.
4.1 Réchauffage des plaques
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L’objectif premier du réchauffage de la plaque est de l’amener à la température de laminage visée à l’entrée de l’ébaucheur (laminoir réversible à grande ouverture). Cette température se situe, selon l’alliage et le traitement thermique, entre 420 et 530 °C.
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Le séjour dans le four de réchauffage est aussi mis à profit pour opérer les traitements thermiques requis qui peuvent être selon les cas :
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un simple réchauffage pour atteindre la température visée de laminage ;
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une détente pour résorber les contraintes résiduelles dues à la solidification et, éventuellement, à des opérations de sciage ;
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une homogénéisation complète ou partielle : l’objectif est de rectifier certains défauts de coulée (dissolution des précipités, des eutectiques), d’homogénéiser la répartition des éléments d’addition et la taille des morphologies présentes. Il est nécessaire pour ce traitement d’atteindre des températures bien plus élevées que celles requises pour le laminage (480 à 650 °C) ;
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un adoucissement.
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La figure 10 donne un exemple typique de la courbe de température subie par un plateau. Les temps de séjour dans les fours peuvent devenir très significatifs : une dizaine d’heures pour un réchauffage, et jusqu’à 30-40 heures pour une homogénéisation (lorsque la vitesse de diffusion des éléments d’addition est lente).
Il est donc important de bien dimensionner les fours.
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Il existe deux grands modes de chauffage, ainsi que deux types de fours. Les deux procédés de chauffage sont :
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le...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SCHEY (J.) - Tribology in Metalworking : friction, lubrication and wear - Editor American Society for Metals (1983).
-
(2) - ROBERTS (W.L.) - Cold rolling of steel - Editor M. Dekker (1978).
-
(3) - ROBERTS (W.L.) - Hot rolling of steel - Editor M. Dekker (1983).
-
(4) - ROBERTS (W.L.) - Flat processing of steel - Editor M. Dekker (1988).
-
(5) - Visual Quality attributes of aluminum sheet and plate - QCA-1 the Aluminum Association.
-
(6) - GINZBURG (V.B.) - High-Quality steel rolling - Theory and practice Editor M. Dekker (1993).
-
(7) - Tension leveller operations on...
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