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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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2. Matériau de départ : le fil machine
2.1 Nuances d’acier utilisé
En règle générale, tous les aciers peuvent être transformés en fil par tréfilage. L’expérience conjointe des sidérurgistes et des tréfileurs a fait rechercher les caractéristiques optimales que doit avoir la matière première pour une bonne aptitude à la déformation à froid.
Comme il a été dit précédemment, les nuances utilisées couvrent toute la gamme des aciers au carbone contenant de 0,03 à 0,92 % de carbone.
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Dans cette gamme, très large, de teneur en carbone, on trouvera plus particulièrement des aciers :
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à bas carbone, généralement inférieur à 0,1 % où l’on recherchera des caractéristiques de résistance soit :
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très faibles, associées à des caractéristiques de ductilité élevée après tréfilage et recuit final. C’est le cas du muselet à champagne,
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moyennes, obtenues par écrouissage. C’est l’exemple des pointes, des fils utilisés dans l’électro-ménager, etc. ;
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à haute teneur en carbone, généralement supérieure à 0,6 % avec, comme objectif, une résistance élevée après tréfilage. Pour exemple : les câbles, les ressorts, le fil pour précontrainte, l’armature de pneumatique, etc.
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Dans la gamme des teneurs en carbone intermédiaires, on va retrouver deux types de fils :
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avec des caractéristiques mécaniques particulières, associées à une bonne ductilité résiduelle du fil tréfilé, et c’est soit le cas du fil agrafe, des fils qui seront ensuite laminés ou frappés à froid ; ceux qui seront trempés et revenus, comme par exemple les ressorts de soupape.
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En ce qui concerne les éléments d’alliage, on notera principalement ceux qui vont participer au durcissement, comme le manganèse, le chrome en affinant la perlite, ou le vanadium, le niobium, en créant des précipités. Également des éléments comme l’aluminium ou le bore qui serviront, par exemple, à piéger l’azote et éviter les problèmes de vieillissement, ou le silicium qui aura un effet important au niveau...
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BIBLIOGRAPHIE
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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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