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RÉSUMÉ
Le tréfilage utilise l’aptitude à la déformation plastique du métal. Ce procédé de transformation à froid consiste à faire passer le métal à travers un orifice calibré, la filière, sous l’action d’une traction continue. Avec l’expérience, les conditions d’élaboration des aciers au carbone utilisés pour le tréfilage ont été optimisées. Les propriétés mécaniques retenues sur fil tréfilé sont, plus généralement, celles de traction et, dans des cas particuliers, de dureté, de pliage alterné et de torsion. Le recuit (recristallisation ou globulisation) reste, la plupart du temps, nécessaire pour ajuster les caractéristiques finales, le revêtement métallique fait, quant à lui, barrière à la corrosion.
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André LEFORT : Responsable du groupe tréfilage au Centre de recherche des produits longs d’ArcelorMittal (AM) - Et la participation de Bertrand LAPOSTOLLE et Christian BOBADILLA pour une mise à jour de l’article du groupe d’ingénieurs des Tréfileries de Conflandey de même titre paru en 1996
INTRODUCTION
Connu depuis la plus haute antiquité, le tréfilage permet d’obtenir des fils métalliques de section et de forme bien déterminée.
Le principe du tréfilage est défini dans l’étymologie du mot, qui fait appel à deux notions : celle de « traction » et celle de « fil ». Il s’agit d’un procédé de transformation à froid consistant à faire passer le métal à travers un orifice calibré, appelé « filière » (qui peut être assimilée à un cône) sous l’action d’une traction continue.
Cette technique utilise l’aptitude à la déformation plastique du métal.
Les aciers utilisés pour le tréfilage sont obtenus par laminage à chaud à partir de nuances d’acier au carbone (micro-allié ou non) compris entre 0,03 et 0,92 % de carbone. Les conditions d’élaboration et les éléments d’alliage, les conditions de laminage à chaud et, surtout, de refroidissement sont optimisées de manière à préparer des microstructures parfaitement adaptées pour :
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faciliter la mise en forme du matériau et, plus particulièrement, limiter les ruptures lors de la transformation à froid ;
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assurer l’objectif recherché (souvent en termes de caractéristiques mécaniques) quant aux propriétés d’emploi du produit.
Les évolutions technologiques ont permis d’améliorer la qualité des produits et de maintenir la place des fils d’acier dans de très nombreuses applications. En effet, l’utilisation des fils tréfilés a gagné progressivement les divers secteurs de l’activité humaine et a constamment contribué à leur développement. L’exemple du fil pour précontrainte illustre ce propos et montre que le mariage béton/acier permet de réaliser des prouesses technologiques dans le domaine de la construction.
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1. Contexte actuel
Le tréfilage concerne près d’un million de tonnes d’acier en France.
Il y a plusieurs façons de classifier les fils issus du tréfilage. Nous proposons ici un classement par type de marché :
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Construction et bâtiment avec les armatures béton, le fil de précontrainte utilisé dans les ouvrages d’Art (figure 2), les fibres métalliques, le treillis soudé, les pointes, le grillage, etc.,
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Agriculture avec, bien entendu, les ressorts industriels, le fil pour palissage de la vigne ou des arbres fruitiers, les clôtures, etc.,
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Énergie avec les fils utilisés en armature des centrales nucléaires, les fils de forme pour armure de tuyaux offshore, les fils soudure, le fil scie des barreaux de silicium utilisé dans les panneaux solaires, etc.,
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Câbles utilisés pour la manutention et le « transport »,
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Automobile avec les ressorts, la tringlerie, les gaines, le fil carcasse radiale des pneumatiques ou steel cord, etc. ;
Dans certains cas, il pourra y avoir traitement thermique à un stade intermédiaire ou final (plus rarement sur fil machine) et traitement de surface le plus souvent en final. L’objectif du traitement thermique est d’adapter au mieux les caractéristiques mécaniques requises sur le produit final. Un traitement thermique intermédiaire est parfois réalisé pour régénérer la structure et permettre la réalisation de fils extra fins.
Nous rappelons que la surface du fil est préparée et débarrassée de toute trace d’oxydes et l’utilisation d’un lubrifiant approprié va permettre de réaliser l’opération plusieurs fois de suite et à grande vitesse (figure 1).
Les mécanismes de cette déformation et les lois de comportement sont examinés dans deux articles de ce traité ([M 45] et [M 6 007]).
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SIEBEL (E.) - * - . – Stahl u. Eisen, 66/67 (1947).
-
(2) - BONZEL (M.) - Le tréfilage de l’acier - Dunod, p. 132-63 (1958).
-
(3) - HUTTE - * - . – Taschenbuch für Eisenhuttenleute Hrsg. vom Akademischen Verein Düsseldorf (1961).
-
(4) - LE FLOCH (A.), FELDER (E.), LAPOSTOLLE (B.) - Conditions de travail des filières de tréfilage - ARMINES STA (1975).
-
(5) - DELILLE (J.), FLENDER (H.C.), FUNKE (P.), KNOCHE (H.J.), KRAUTMACHER (H.), LEPAND (H.), MARTIN (M.), MONTENS (A.), NUSSER (L.) - * - . – Verlagstahleisen MBH. Herstellung von Stahldraht (Fabrication du fil d’acier).
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(6) - HOFFMAN, SACHS - Introduction to the theory of plasticity for engineers - MacGraw-Hill (1953).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Fils et produits tréfilés en acier – Généralités – Partie 1 : Méthodes d’essai. - EN 10218-1 - 1994
-
Fils et produits tréfilés en acier – Généralités – Partie 2 : Dimensions et tolérances des fils. - EN 10218-2 - 1996
-
Système ISO de tolérances et d’ajustements. Partie 1 : base des tolérances, écarts et ajustement. - EN 20286-1 - 1993
-
Fils tréfilés ronds pour câbles d’usages courants en acier non allié et pour câbles en acier de gros diamètre – Spécifications. - ISO 2232 - 1990
-
Fils tréfilés pour câbles d’usages courants en acier non allié – Conditions de réception. - ISO 2701 - 1977
-
Matériaux métalliques – Essai de traction à température ambiante. - ISO 6892 - 1984
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