LU86784A1 - Cylindre de laminoir a rugosite amelioree et tole metallique produite au moyen dudit cylindre - Google Patents

Cylindre de laminoir a rugosite amelioree et tole metallique produite au moyen dudit cylindre Download PDF

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LU86784A1
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Luxembourg
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roller
bead
laser beam
microcrater
sheet
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Adolphe Bragard
Jacques Halleux
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Centre Rech Metallurgique
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Description

BL-4004/ml
......., 86 7 8 GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG
~ ®reve^ ^ Monsieur le Ministre dn 23 février 1987 ; ' J0^L de î’Économie et des Classes Mcnennes _ Service de la Propriété Intellectuelle
Tllredan,rlS................................... 1 Kg*) LUXEMBOURG
J3.8.SS j)eman(je de Brevet d’invention ·'· ....................._............................................................- ........................................................ (1) . I. Requête CENTRE DE RECHERCHES.METALLURGIQUES..-.....CENïRUM VOOR RESEARCH IN DE . ... (2) METALLURGIE, association sans but lucratif - vereniging zortder vinstoogmerk,.....47- rue..HQnt.Q.yex., .3 1040 Bruxelles,-Belgique................ - E.T.FREYLINGER & E.MEYERS ing. cons., en propr. _ind.^__46,_.rue du ... ( 3) .....C imet i ère.,......Luxembourg,--mandat aires------------------------------------------------ dépose(nt) ce________vingt-trois février, mil-neuf-cent -quatre vingt-sept____________________________ ( 4) à.........15,00.......heures, au Ministère de l’Économie et des ClassesMoyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l'obtention d’un brevet d’invention concernant: .....CYLINDRE.....DE LAMINOIR A RUGOSITE -AMELIOREE ET.....TOLE METALLIQUE.....PRODUITE ( 5) AU MOYEN DUDIT CYLINDRE._________________________________________________________________________________________________________________________________ 2. la description en langue ..............f rançaise .................de l’invention en trois exemplaires; 3. ...............une .............planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le 23 février 1987 5. la délégation de pouvoir, datée de . Bruxelles. ................................ le -20 février_1.987 ....
6. le document d'avant cause (autorisation); déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, quel’(es) inventeur(s) est (sont): ( 6j
Mr.......Adolphe.....BRAGARD.,......domicilié.....76, Chemin ..des......Crêtes.,.2B-4Q50 Esneux,.Belgique ...Mr , Jac ques HALLEUX, domic i li é 34 , rue Sur-l es Roche s, B-4540 VisérBe 1g i que revendiquelrit) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ( 7| ........................................................................ ................................I........................................................déposée(s) en (8)_____________________________/______________________________________________ le (9) ..................................................................................................................................................................----------------------------------------------------------------------------------------------------------- sous le N° (10).................................................................................................................................j......-............................................................................—..........................: __ au nom de 111)..............................................................................................................................j______________________________________________________________________________________________ ...
élit(élisent) domicile pour lui (elle) et. si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg.........................
.46, rue du cimetière,.....Luxembourg----------------------------------------------------------------------------------- (12) solIiciteQnt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées.
avec ajournement de cetje délivrance à...............drxr.huit_________________________________________________________________mois. (1? i
Le déposant /mandataire: r................— _______________________________________________________________________________________ ( 14 -
Jxf jj proc^s.verjjaj de j)£p5t
La susditeaemande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes. Service de la Propriété IntellectygUg^Luxembourg, en date du: 23 février 1987 / V \ Pt· le Ministre de l’Économie et des Classes Mo\ ennes.
à 15.00.......heures// Ud· i ! \ i Le chef du serviced^ ^propriété intellectuelle.
j- ' ' Aftsoor_yj; , ] _y;! /__ EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMb^Alfe*^? fafeKir )/ il j >ï\\y d liet "Dciten je cl ^'Lificsr d'adäihon5?Nwtai«***mctpal- à la demande de brevet principal No.........../au............“-Î2. inspire ir. nc-m. prénom. ptuV-sior..
1 -ί BL-4004/ml *« Mémoire descriptif déposé à l'appui d'une demande de brevet d'invention pour: CYLINDRE DE LAMINOIR A RUGOSITE AMELIOREE ET TÔLE METALLIQUE PRODUITE AU MOYEN DUDIT CYLINDRE.
Centre de recherches métallurgiques-Centrum voor research in de métallurgie, association sans but lucratif - vereniging zonder winstoogmerk, 47, rue Montoyer B- 1040 Bruxelles 4
1 T
» C 2393/8702.
CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM V00R RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique).
Cylindre de laminoir è rugosité améliorée et tôle métallique produite au moyen dudit cylindre.
La présente invention porte sur un cylindre de laminoir à rugosité améliorée ainsi que sur une tôle métallique produite au moyen dudit cylindre. Elle concerne plus particulièrement un cylindre de laminoir à froid destiné à conférer à une tôle d'acier une rugosité régulière qui lui assure un bon aspect après peinture et une bonne aptitude à l'emboutissage.
On sait que la surface d'une tôle d'acier présente un relief microscopique composé de vallées et de plateaux entre lesquels existe une différence de niveau pouvant atteindre quelques dizaines de micromètres. Ce relief constitue la rugosité de la surface de la tôle; il lui est appliqué par les cylindres de la dernière cage du laminoir à froid. La rugosité d'une face d'une tôle constitue donc la réplique en creux de la rugosité du cylindre avec lequel cette face s'est trouvée en con- î * - 2 -tact au cours du laminage final.
On connaît déjà, notamment par le brevet BE-A-870.609, un procédé pour améliorer les propriétés des tôles minces en acier. Ce procédé consiste à créer, au moyen d'un faisceau laser intermittent, une multitude de microcratères dans la surface d'un cylindre de laminoir. Ces microcratères sont entourés d'un bourrelet en relief formé par éjection hors du microcratère de la gouttelette de métal fondu par le faisceau laser et solidification rapide de celle-ci. Ces microcratères sont jointifs de sorte que leurs bourrelets dessinent un réseau de crêtes entourant une multitude de dépressions individuelles. Selon le brevet BE-A-870.609 précité, un microcratère présente une dimension, généralement un diamètre, comprise entre 30 et 250 micromètres dans le plan de la surface et une différence de niveau comprise entre 2 et 15 micromètres entre le fond de la dépression et le sommet du bourrelet.
Suivant le mécanisme brièvement rappelé plus haut, une tôle laminée avec un tel cylindre présentera donc, en surface, un réseau de vallées communicantes qui entourent des plateaux individuels régulièrement répartis.
Ce réseau de vallées assure une bonne circulation et par conséquent une répartition homogène du lubrifiant utilisé par exemple pour une opération d'emboutissage de la tôle. Il est cependant apparu que si la pression de l'outillage devient trop forte, le lubrifiant est refoulé dans le réseau de vallées et il se produit des contacts directs entre le métal de l'outillage et le métal des plateaux de la surface de la tôle. Ceux-ci sont dès lors exposés à l’abrasion et à l'arrachement, ce qui entraîne un risque de dégradation de la surface de la tôle. En outre, l'insuffisance de lubrification accroît le risque de grippage lors de l'emboutissage.
Dans le cas des cylindres produits dans le procédé rappelé plus haut, on constate d'une part que les microcratères ont une forme sensiblement circulaire et d'autre part que le bourrelet qui les entoure ne présente pas une hauteur constante. Cette irrégularité est -* 1 i - 3 - due notamment au mouvement de rotation du cylindre et à l'action d'un jet d'oxygène qui rejette d'un seul côté une grande partie de la matière fondue. Le présent demandeur a proposé différents moyens pour supprimer cette irrégularité du bourrelet et pour accroître la profondeur du microcratère et l'adhérence du bourrèlët.De tels moyens sont notamment décrits dans le brevet LU-A-86.694.
La présente invention porte sur un cylindre de laminoir dont la surface présente unè rugosité qui est fondamentalement différente de celle qui a été décrite et réalisée jusqu'à présent.
Le cylindre de laminoir qui fait l'objet de la présente invention, dont la surface présente une multitude de microcratères formés à l'aide d'un faisceau laser intermittent, est caractérisé en ce que les microcratères sont munis d'un bourrelet sur une partie seulement de leur périphérie.
Selon l'invention, ledit bourrelet s'étend au maximum sur la moitié de la périphérie du microcratère correspondant.
Egalement selon l'invention, au moins 30 % du métal constituant ledit bourrelet sont situés à l'intérieur du microcratère auquel le dit bourrelet est associé.
Toujours selon l'invention, substantiellement la totalité du métal constituant ledit bourrelet est située à l'intérieur de la zone du cylindre échauffée par l'impulsion laser qui a donné naissance au microcratère correspondant.
Selon une caractéristique particulière du cylindre de l'invention, le bourrelet présente une largeur qui n'excède pas environ 100 micromètres et une hauteur qui ne dépasse pas 30 micromètres, celle-ci étant mesurée à partir de la surface initiale du cylindre.
* / - 4 - ·%
La présente invention porte également sur une tôle d'acier laminée avec un tel cylindre et dont la surface présente une multitude de creux uniformément répartis, chacun desdits creux entourant partiellement un plateau.
D'autres particularités et avantages de l'invention sont indiqués dans la description qui va suivre et qui fait référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 montre schématiquement, en plan et en coupe transversale un microcratère formé dans la surface d'un cylindre conforme à l'invention; et la figure 2 illustre schématiquement, également en plan et en coupe transversale, le motif imprimé dans la surface d'une tôle d'acier par un microcratère de la figure 1.
La figure 1 représente schématiquement un microcratère formé à la surface d'un cylindre de laminoir conforme à l'invention, par un faisceau laser intermittent réglé de manière appropriée. Le cylindre 1 est symbolisé par un axe de rotation 2, autour duquel il tourne. Sa surface est frappée par un faisceau laser intermittent, dont chaque impulsion provoque la formation d'un microcratère par un mécanisme à présent bien connu. On rappellera simplement qu'à son point d'impact, chaque impulsion provoque l'échauffement d'un certain volume de métal et, à l'intérieur de celui-ci, la fusion d'une gouttelette de métal. Ce métal fondu est rejeté radialement vers la périphérie de la zone échauffée, ou éventuellement au-delà de cette zone, où il forme un bourrelet qui se solidifie très rapidement.
Dans le cas présent, les conditions de l'opération sont réglées de telle façon que le métal fondu soit, en majeure partie, rejeté d'un seul côté. On obtient ainsi un bourrelet 3 qui entoure partiellement une dépression 4, l'ensemble de ces deux composants constituant un microcratère au sens de la présente invention. Dans cette figure 1, le trait interrompu 5 marque la limite de la zone fondue. On voit que le métal fondu est rejeté en partie hors de la zone fondue 5. Les conditions sont telles que le métal fondu adhère très bien à la surface chaude, et qu'il n'y a pas de fissure entre le pied du bourrelet 3 et la surface du cylindre. Par conséquent, le bourrelet ne risque pas "i i * i - 5 - « d'être arraché au cours du laminage d'une tôle. Pour une puissance du faisceau laser de l'ordre de 1,5 kW, le débit d'oxygène est réglé de telle sorte que le bourrelet s'étende au maximum sur un tiers de la périphérie du microcratère, la largeur L du bourrelet étant inférieure à 100 micromètres et sa hauteur h au maximum égale à 30 micromètres. Pour renforcer l'adhérence du bourrelet, 30 % du métal constituant ledit bourrelet doit se situer à l'intérieur du microcratère. Etant donné que cette même opération se répète à chaque microcratère, il en résulte que les bourrelets ne.sont pas jointifs. La surface du cylindre présente ainsi une multitude de pics 3 séparés par un réseau de vallées dont le fond est essentiellement constitué par l'ensemble des dépressions 4.
Au laminage, un tel microcratère imprime dans la surface d'une tôle le relief représenté schématiquement dans la figure 2 : le creux 3' correspond au bourrelet 3 et le plateau 4' correspond à la dépression 4. La tôle ainsi produite présente une multitude de creux 3' isolés, régulièrement répartis sur la surface de la tôle. Les dimensions de ces creux correspondent bien entendu à celles des bourrelets qui les ont formés.
Lors de l'emboutissage d'une telle tôle, le lubrifiant reste emprisonné dans ces creux d'où il ne peut normalement pas s'échapper. Si la pression de l'outillage sur la tôle est trop forte, la tôle tend à s'allonger et le lubrifiant est partiellement expulsé des creux situés dans la région concernée : il forme ainsi un film lubrifiant à l'endroit critique. Si au contraire, la pression de l'outillage sur la tôle est normale, la tôle glisse en entraînant le lubrifiant; celui-ci n'est donc pas raclé par l'outillage et il peut servir à une passe ultérieure plus critique.
Les creux pratiqués dans la tôle de l'invention peuvent être de très petites dimensions et être très serrés, tout en restant isolés. Le relief de la surface de la tôle devient ainsi très peu prononcé, ce qui contribue à améliorer l'aspect de la tôle après peinture.

Claims (7)

1. Cylindre de laminoir dont la surface présente une multitude de microcratères formés à l'aide d'un faisceau laser intermittent, caractérisé en ce que les microcratères sont munis d'un bourrelet sur une partie seulement de leur périphérie.
2. Cylindre de laminoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bourrelet s'étend au maximum sur la moitié de la périphérie du microcratère correspondant.
3. Cylindre de laminoir suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins 30 % du métal constituant ledit bourrelet sont situés à l'intérieur du microcratère auquel ledit bourrelet est associé.
4. Cylindre de laminoir suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que substantiellement la totalité du métal constituant ledit bourrelet est située à l'intérieur de la zone du cylindre échauffée par l'impulsion laser qui a donné naissance au microcratère correspondant.
5. Cylindre de laminoir suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit bourrelet présente une largeur qui n'excède pas environ 100 micromètres et une hauteur qui ne dépasse pas environ 30 micromètres.
6. Tôle d'acier laminée à froid à l'aide d'un cylindre conforme à l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que sa surface présente une multitude de creux· uniformément répartis, chacun desdits creux entourant partiellement un plateau.
7. Tôle d'acier suivant la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits creux présentent une largeur qui ne dépasse pas environ 100 micromètres et une profondeur qui n'excède pas environ 30 micromètres.
LU86784A 1987-02-23 1987-02-23 Cylindre de laminoir a rugosite amelioree et tole metallique produite au moyen dudit cylindre LU86784A1 (fr)

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