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Tréfilage
Mise en forme de l’aluminium - Tréfilage et étirage
M652 v1 Article de référence

Tréfilage
Mise en forme de l’aluminium - Tréfilage et étirage

Auteur(s) : Rémi CHARPIGNY, Robert NOSSENT

Date de publication : 10 sept. 1997 | Read in English

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Auteur(s)

  • Rémi CHARPIGNY : Ingénieur développement à la société Cégédur Péchiney - paragraphe Tréfilage

  • Robert NOSSENT : Directeur Qualité société Aviatube - paragraphe Étirage

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INTRODUCTION

En tant que procédés, le tréfilage et l’étirage sont comparables. Ils consistent à déformer une ébauche au travers d’une filière. Le tréfilage est plus spécifique aux fils, l’étirage aux tubes et aux barres.

Le tréfilage comme l’étirage peuvent avoir plusieurs objectifs :

  • réduire à des dimensions plus faibles une ébauche filée ou laminée ; en effet, le filage ou le procédé CLC ne permettent pas d’obtenir directement de petits fils, de petites barres ou de tubes à parois minces ;

  • calibrer des produits filés de manière à réaliser des tolérances, dimensionnelles plus étroites que celles possibles par filage (cf. normes dans le fascicule Documentation) ;

  • augmenter les caractéristiques mécaniques des ébauches obtenues à chaud.

  • Les demi-produits obtenus par tréfilage sont destinés à des applications électriques et mécaniques. Le marché français des conducteurs électriques a été de 75 000 t en 1984, 79 000 t en 1985 et 77 000 t en 1986. On y trouve les câbles nus de transport d’énergie, les câbles isolés de distribution d’énergie ainsi que des câbles souples et de la filerie domestique. Les applications mécaniques regroupent des produits aussi variés que les rivets civils et aéronautiques, les aiguilles à tricoter ou le fil soudure. La palette de produits y est très large. En 1986, le marché européen des applications mécaniques avoisinait 18 000 t en 1983 ; aux États-Unis, il atteignait 60 000 t.

    Au niveau du cahier des charges, les fils pour applications mécaniques requièrent souvent une bonne ductilité associée à un niveau élevé de caractéristiques mécaniques ou à une bonne isotropie de déformation. Les conducteurs électriques nécessitent un compromis caractéristiques mécaniques‐résistivité électrique.

  • Les barres étirées sont utilisées essentiellement pour des applications mécaniques nécessitant un usinage (décolletage, filage par choc) ou sont destinées à la forge ou au matriçage.

    Les tubes étirés ont de nombreuses applications variées telles que les échangeurs thermiques pour l’automobile, les canalisations hydrauliques (aéronefs, matériel roulant), les équipements de loisir (cycles, ailes volantes, flèches d’arc, etc.). Ils nécessitent un aspect de surface soigné.

    Le marché européen des barres de décolletage était de 64 000 t en 1983 et 65 000 t en 1984.

    Le marché européen des tubes pour échangeurs thermiques (chauffage et refroidissement) pour l’automobile était pour les deux mêmes années respectivement de 3 000 t et 3 200 t.

    Le marché des ailes volantes et des véhicules motorisés ultralégers représentait en Europe, en 1984, 200 t.

    Le marché des flèches d’arc représente, aux États‐Unis en 1986, plus de 20 millions d’unités par an (» 500 t).

    Le lecteur pourra se reporter pour les généralités sur l’étirage et le tréfilage aux articles « Calibrage à froid des barres d’acier » et « Tréfilage de l’acier » dans ce traité.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m652

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1. Tréfilage

1.1 Fil machine

Le tréfilage utilise comme produit de départ le fil machine dont le diamètre varie de 7,5 à 20 mm. Il est obtenu à partir du métal liquide selon deux procédés différents. La figure 1 compare les étapes relatives au procédé conventionnel et au procédé CLC (coulée et laminage continus).

Le procédé CLC consiste à effectuer le laminage continu d’une ébauche obtenue par solidification de métal liquide dans la gorge d’une roue de coulée (figure 2).

La section de l’ébauche varie entre 1 000 et 4 000 mm2 (figure 3)

Les bobines de fil machine en aluminium et ses alliages disponibles sur le marché pèsent de 1 à 4 t. Elles servent de matières premières au tréfilage. Elles sont livrées, selon les alliages, soit brutes de fabrication, soit après avoir subi un traitement thermique, le plus souvent une homogénéisation ou une mise en solution suivie d’une trempe.

La charge à rupture de fil machine varie selon les alliages de 60 MPa (1 050 recuit) à près de 350 MPa (5 183 homogénéisé).

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1.2 Matériel

Les principaux types de tréfileuses sont :

  • les machines monopasses ;

  • les machines multiples (tréfileuses continues, tréfileuses à accumulation, tréfileuses à glissement).

Pour plus de détails sur ces machines, se reporter à l’article Tréfilage de l’acier dans ce traité .

Pour les fils fins, il existe une tréfileuse sans glissement permettant de tréfiler à grande vitesse l’aluminium jusqu’à 0,15 mm de diamètre, en partant d’un fil de 0,5 mm environ (Lutz et Krempp).

Le choix de la machine à tréfiler se fait en fonction de l’alliage...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - AYEL (J.) -   Lubrifiants. Propriétés et caractéristiques.  -  B5340. Traité Génie mécanique, nov. 1996.

  • (2) - DEVELAY (R.) -   Traitements thermiques des alliages d’aluminium.  -  M1290. Traité Matériaux métalliques, janv. 1986.

  • (3) - DEVELAY (R.) -   Mise en forme de l’aluminium.  -  Filage ou extrusion M651. Traité Matériaux métalliques, sept. 1997.

  • (4) - POTTELETTE (J.P.) -   Calibrage à froid des barres d’acier.  -  M3100. Traité Matériaux métalliques, mars 1999.

  • (5) - TRÉFILERIE DE CONFLANDREY -   Tréfilage de l’acier.  -  M645. Traité Matériaux métalliques, juil. 1996.

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