Language selection

Search

Patent 2225782 Summary

Third-party information liability

Some of the information on this Web page has been provided by external sources. The Government of Canada is not responsible for the accuracy, reliability or currency of the information supplied by external sources. Users wishing to rely upon this information should consult directly with the source of the information. Content provided by external sources is not subject to official languages, privacy and accessibility requirements.

Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2225782
(54) English Title: ACIER ET PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE PIECE EN ACIER MISE EN FORME PAR DEFORMATION PLASTIQUE A FROID
(54) French Title: STEEL AND PROCESS FOR MANUFACTURING A STEEL PART SHAPED BY COLD WORKING
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C22C 38/14 (2006.01)
  • C21D 8/00 (2006.01)
  • C21D 8/06 (2006.01)
  • C22C 38/00 (2006.01)
  • C22C 38/32 (2006.01)
(72) Inventors :
  • PICHARD, CLAUDE (France)
(73) Owners :
  • ASCOMETAL
(71) Applicants :
  • ASCOMETAL (France)
(74) Agent: NORTON ROSE FULBRIGHT CANADA LLP/S.E.N.C.R.L., S.R.L.
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(22) Filed Date: 1997-12-17
(41) Open to Public Inspection: 1998-06-30
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
96 16254 (France) 1996-12-31

Abstracts

English Abstract

Steel for the manufacture of a steel part shaped by cold working, with chemical composition including, by weight, 0.03% C 0.16%; 0.5% Mn 2%; 0.05% Si 0.5%; 0% Cr 1.8%; 0% Mo 0.25%; 0.001% Al 0.05%; 0.001% Ti 0.05%; 0% V 0.15%; 0.0005% B 0.005%; 0.004% N 0.012%; 0.001% S 0.09%; where applicable, up to 0.005% calcium, up to 0.01% tellurium, up to 0.04% selenium, up to 0.3% lead; the remainder being iron and impurities resulting from manufacture, the chemical composition of the steel conforming to, among other things, the relations Mn + 0.9 x Cr + 1.3 x Mo + 1.6 x V 2.2% and Al + Ti 3.5 x N. Process for manufacturing a steel part shaped by cold working and the part obtained.


French Abstract


Acier pour la fabrication d'une pièce en acier mise en forme par
déformation plastique à froid, dont la composition chimique comprend, en poids:
0,03 % ~ C ~ 0,16 %; 0,5 % ~ Mn ~ 2 %; 0,05 % ~ Si ~ 0,5 %; 0 % ~ Cr ~
1,8%; 0% ~ Mo ~ 0,25%; 0,001% ~ AI ~ 0,05%; 0,001% ~ Ti ~ 0,05%; 0%
~ V ~ 0,15 %; 0,0005 % ~ B ~ 0,005 %; 0,004 % ~ N ~ 0,012 %; 0,001 % ~ S ~
0,09 %; éventuellement jusqu'à 0,005 % de calcium, jusqu'à 0,01 % de tellure,
jusqu'à 0,04 % de sélénium, jusqu'à 0,3 % de plomb; le reste étant du fer et desimpuretés résultant de l'élaboration, la composition chimique de l'acier
satisfaisant, en outre les relations: Mn + 0,9 x Cr +1,3 x Mo + 1,6 x V ~ 2,2 % et
AI + Ti ~ 3,5 x N. Procédé pour la fabrication d'une pièce en acier mise en forme
par déformation plastique à froid et pièce obtenue.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


13
Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un
droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme suit:
1 - Acier pour la fabrication d'une pièce en acier mise en forme par
déformation plastique à froid caractérisé en ce que sa composition chimique
comprend, en poids:
0,03% ~ C ~ 0,16%
0,5% ~ Mn ~ 2%
0,05% ~ Si ~ 0,5%
0% ~ Cr ~ 1,8%
0% ~ Mo ~ 0,25%
0,001% ~ AI ~ 0,05%
0,001% ~ Ti ~ 0,05%
0% ~ V ~ 0,15%
0,0005% ~ B ~ 0,005%
0,004% ~ N ~ 0,012%
0,001% ~ S ~ 0,09%
- éventuellement jusqu'à 0,005 % de calcium, jusqu'à 0,01 % de tellure, jusqu'à
0,04% de sélénium, jusqu'à 0,3 % de plomb,
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, la composition
chimique de l'acier satisfaisant, en outre les relations:
Mn + 0,9 x Cr + 1,3 x Mo + 1,6 x V ~ 2,2%
et
AI + Ti ~ 3,5 x N
2 - Acier selon la revendication 1 caractérisé en ce que sa composition
chimique est telle que:
0,06% ~ C ~ 0,12%
0,8% ~ Mn ~ 1,7%
0,1% ~ Si ~ 0,35%
0,1% ~ Cr ~ 1,5%
0,07% ~ Mo ~ 0,15%
0,001% ~ AI ~ 0,035%
0,001% ~ Ti ~ 0,03%
0% ~ V ~ 0,1%
0,001% ~ B ~ 0,004%
0,004% ~ N ~ 0,01%
0,001% ~ S ~ 0,09%
- éventuellement jusqu'à 0,005 % de calcium, jusqu'à 0,01 % de tellure, jusqu'à
0,04 % de sélénium, jusqu'à 0,3 % de plomb,
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.

14
3 - Acier selon la revendication 2 caractérisé en ce que sa composition
chimique est telle que:
Ni ~ 0,25 %
Cu ~ 0,25 %
4 - Acier selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce
que sa composition chimique est telle que:
P ~ 0,02 %
5 - Procédé pour la fabrication d'une pièce en acier mise en forme par
déformation plastique à froid caractérisé en ce que:
- on approvisionne un demi produit en acier selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4,
- on lamine à chaud le demi produit après l'avoir réchauffé à une température
supérieure à 940°C et on termine le laminage à une température comprise entre
900°C et 1050°C afin d'obtenir un produit laminé,
- on trempe le produit laminé directement dans la chaude de laminage, de façon àlui conférer une structure essentiellement bainitique,
- éventuellement, on découpe un lopin dans le produit laminé,
- et on met en forme par déformation plastique à froid le lopin ou le produit laminé
pour obtenir la pièce ayant ses caractéristiques mécaniques finales.
6 - Procédé pour la fabrication d'une pièce en acier mise en forme par
déformation plastique à froid caractérisé en ce que:
- on approvisionne un demi produit en acier selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4,
- on lamine à chaud le demi produit afin d'obtenir un produit laminé,
- on trempe le produit laminé après l'avoir réchauffé au dessus du point AC3, defaçon à lui conférer une structure essentiellement bainitique.
- éventuellement, on découpe un lopin dans le produit laminé,
- et on met en forme par déformation plastique à froid le lopin ou le produit laminé
pour obtenir la pièce ayant ses caractéristiques mécaniques finales
7 - Procédé pour la fabrication d'une pièce en acier mise en forme par
déformation plastique à froid caractérisé en ce que:
- on approvisionne un demi produit en acier selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4,
- on lamine à chaud le demi produit afin d'obtenir un produit laminé,
- éventuellement, on découpe un lopin dans le produit laminé,
- on met en forme par déformation plastique à froid le lopin ou le produit laminé
pour obtenir la pièce,

- et on trempe la pièce après l'avoir réchauffée au dessus du point AC3, de façon
à lui conférer une structure essentiellement bainitique et ses caractéristiques
mécaniques finales.
8 - Pièce en acier mise en forme à froid caractérisée en ce qu'elle est
constituée d'un acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, en ce quela striction Z de l'acier est supérieure à 45 % et en ce que la résistance à latraction Rm de l'acier est supérieure à 650 MPa.
9 - Pièce selon la revendication 8 caractérisée en ce que la résistance à la
traction Rm de l'acier est supérieure à 1200 MPa.
10 - Pièce selon la revendication 8 ou la revendication 9 caractérisée en ce
qu'elle a une structure essentiellement bainitique.
11 - Produit sidérurgique laminé à chaud caractérisé en ce qu'il est
constitué d'un acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et en ce qu'il
a une structure essentiellement bainitique.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


CA 0222~782 1997-12-17
1 ASC 96/10
ACIER ET PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE PIECE EN ACIER MISE
EN FORME PAR DEFORMATION PLASTIQUE A FROID
L'invention est relative à un acier et un procédé pour la fabrication d'une
pièce en acier mise en forme par deformation plastique à froid.
De nombreuses pièces en acier, et en particulier des pièces de mécanique
à hautes caractéristiques, sont fabriquées par forge à froid ou frappe à froid, et
plus généralement par déformation plastique à froid de lopins d'acier laminé à
chaud. L'acier utilisé a une teneur en carbone comprise entre 0,2 % et 0,42 % (en
poids). Il est allié soit au chrome, soit au chrome - molybdène, soit nickel -
chrome, soit au nickel - chrome - molybdène, soit, enfin, au manganèse - chrome,de façon à être suffisamment trempant pour permettre d'obtenir après trempe une
structure martensitique, structure nécessaire pour obtenir après revenu les
caractéristiques mécaniques souhaitées qui sont d'une part une résistance à la
traction élevée, d'autre part une bonne ductilité. Pour pouvoir être mis en forme à
froid, I'acier doit, au prealable, être soumis à un traitement thermique de
globulisation ou "d'adoucissement maximal" consistant en un maintien à
température supérieure à 650 ~C pendant un temps long pouvant atteindre
plusieurs dizaines d'heures. Ce traitement confère à l'acier une structure
perlitique globulisée, facile à déformer à froid. Cette technique présente
I'inconvénient, notamment, de nécessiter trois traitements thermiques, ce qui
complique les fabrication et augmente les coûts.
Le but de la presente invention est de remédier a cet inconvénient en
proposant un moyen pour fabriquer, par mise en forme par déformation plastique
à froid, une pièce de mécanique en acier à hautes caractéristiques, sans qu'il soit
nécessaire de faire ni un traitement thermique de globulisation ou
d'adoucissement maximal ni un traitement thermique de revenu.
A cet effet, I'invention a pour objet un acier pour la fabrication d'une pièce
en acier mise en forme par déformation plastique à froid dont la composition
chimique comprend, en poids:
0,03% < C < 0,16%
0,5 % < Mn < 2 %
0,05% < Si < 0,5%
0% < Cr < 1,8 %
0 % c Mo < 0,25 %
0,001 % < Al < 0,05 %
0,001 % < Ti < 0,05 %
o % < V < 0,15 %
0,0005 % < B < 0,005 %
0,004 % < N < 0,012 %

CA 0222~782 1997-12-17
0,001% < S < 0,09%
- éventuellement jusqu'à 0,005 % de calcium, jusqu'à 0,01 % de tellure, jusqu'à
0,04 % de sélénium, jusqu'à 0,3 % de plomb,
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration. La composition
chimique de l'acier satisfaisant, en outre les relations:
Mn+0,9xCr+1,3xMo+1,6xV>2,2%
et
Al + Ti > 3,5 x N
De préférence, la composition chimique de l'acier est telle que:
0,06% < C < 0,12 %
0,8 % < Mn < 1,7 %
0,1% < Si < 0,35%
0,1 % < Cr < 1,5%
0,07% < Mo < 0,15%
0,001 % < Al < 0,035 %
0,001 % < Ti < 0,03 %
0% < V < 0,1 %
0,001 % < B < 0,004 %
0,004 % < N < 0,01 %
0,001 % < S < 0,09 %
- éventuellement jusqu'à 0,005 % de calcium, jusqu'à 0,01 % de tellure, jusqu'à
0,04 % de sélénium, jusqu'à 0,3 % de plomb,
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Il est préférable que les teneurs en impuretés ou éléments résiduels soient,
simultanément ou séparément, telles que:
Ni < 0,25 %
Cu < 0,25 %
P < 0,02%
L'invention concerne également un procédé pour la fabrication d'une pièce
en acier mise en forme par déformation plastique à froid qui comporte pour seul
traitement thermique, une trempe. Le terme "trempe" est utilisé, ici et dans toute
la suite, au sens large, c'est à dire qu'il s'agit d'un refroidissement suffisamment
rapide pour obtenir une structure qui n'est pratiquement pas ferrito-perlitique et
qui n'est pas non plus essentiellement martensitique.
Outre la trempe, le procédé consiste à laminer à chaud un demi produit en
acier pour obtenir un produit laminé à chaud, éventuellement à découper un lopindans le produit laminé à chaud, et à mettre en forme par déformation plastique àfroid le lopin ou le produit laminé.

CA 0222~782 1997-12-17
La trempe, qui est destinée à conférer à la pièce une structure
essentiellement bainitique, peut être effectuée aussi bien avant qu'après la mise
en forme a froid. Lorsqu'elle est effectuée avant la mise en forme à froid, la
trempe peut être réalisee aussi bien directement dans la chaude de laminage
qu'après austénitisation par réchauffage au dessus de AC3 Lorsqu'elle est
effectuée après la mise en forme à froid, la trempe est - réalisée après
austénitisation par réchauffage au dessus de AC3.
L'invention concerne, enfin, une pièce en acier obtenue par mise en forme
à froid constituée d'un acier selon l'invention, telle que la striction Z de l'acier soit
o supérieure à 4~ %, de préférence supérieure à 50 %, et la résistance à la traction
Rm supérieure à 650 MPa, et même, pour certaines applications, supérieure à
1200 MPa. En général, et c'est souhaitable, la pièce a une structure
essentiellement bainitique, c'est à dire, constituée de plus de ~0 % de bainite.L'invention va maintenant être décrite plus en détails et illustrée par les
exemples qui suivent.
La composition chimique de l'acier selon l'invention comprend, en % en
poids:
- de 0,03 % à 0,16 %, et, de préférence, de 0,06 % à 0,12 % de carbone pour
obtenir une importante aptitude à l'écrouissage lors de la mise en forme à froid,
20 éviter la formation de gros carbures défavorables à la ductilité, et permettre
d'effectuer une mise en forme à froid sans qu'il soit nécessaire de réaliser un
recuit de globulisation ou d'adoucissement maximal;
- de 0,5 % à 2 %, et, de préférence, de 0,8 % à 1,7 % de manganese, pour
assurer une bonne coulabilité, obtenir une trempabilité suffisante et les
2~ caractéristiques mécaniques souhaitées;
- de 0,05 % à 0,5 %, et, de préférence, de 0,1 % à 0,35 % de silicium, elément
nécessaire pour assurer la désoxydation de l'acier, en particulier lorsque la teneur
en aluminium est faible, mais, qui, en trop forte quantité, favorise un durcissement
préjudiciable à l'aptitude à la mise en forme à froid et à la ductilité;
30 - de 0 % à 1,8 %, et, de préférence, de 0,1 % à 1,~ % de chrome pour ajuster la
trempabilité et les caractéristiques mécaniques au niveau souhaité pour les
pièces, sans dépasser une valeur qui durcirait trop l'acier à l'état brut de laminage
ou conduirait a la formation de martensite préjudiciable à l'aptitude à la mise en
forme à froid et à la ductilité;
35 - de 0 % à 0,25 %, et, de préférence, de 0,07 % à 0,15 % de molybdène pour, en
synergie avec le bore, assurer une trempabilité homogène dans les diverses
sections de la pièce;

CA 0222~782 1997- 12-17
- éventuellement, de 0 % à 0,15 %, et de préférence, moins de 0,1 % de
vanadium pour obtenir de hautes caractéristiques mécaniques (résistance à la
traction) lorsque celles-ci sont recherchées;
- de 0,0005 % à 0,005 %, et, de préférence, de 0,001 % à 0,004 % de bore pour
augmenter la trempabilité nécessaire;
- de 0 % à 0,05 %, et, de préférence, de 0,001 % à 0,035 % d'aluminium, et de
0 % à 0,05 %, et, de préférence, de 0,001 % à 0,03 % de titane, la somme des
teneurs en aluminium et en titane devant être supérieure ou égale à 3,5 fois la
teneur en azote, afin d'obtenir un grain fin nécessaire pour une bonne aptitude à
o la mise en forme à froid et une bonne ductilite;
- de 0,004 % à 0,012 %, et, de préférence, de 0,006 % à 0,01 % d'azote, pour
contrôler la taille du grain par formation de nitrures d'aluminium, de titane ou de
vanadium, sans former de nitrures de bore;
- plus de 0,001 % de soufre afin d'assurer un minimum d'aptitude a l'usinage pour
15 permettre d'effectuer des retouches finales sur les pièces, mais moins de 0,09 %
pour garantir une bonne aptitude à la mise en forme à froid; I'aptitude à l'usinage
combinée avec une bonne aptitude à la mise en forme par déformation plastique
à froid peut être améliorée soit par une addition de calcium jusqu'à 0,005 %, soit
par une addition de tellure jusqu'à 0,01 %, il est alors préférable que le rapport
20 Te/S reste voisin de 0,1, soit par une addition de selénium jusqu'à 0,05 %, il est
alors préférable que la teneur en sélénium reste voisine de la teneur en soufre,soit, enfin, par une addition de plomb jusqu'à 0,3 %, dans ce cas, la teneur en
soufre doit être réduite;
le reste est du fer et des impuretés résultant de l'elaboration.
Les impuretés sont, notamment:
- le phosphore, dont la teneur doit rester, de préférence, inférieure ou égale à0,02 % pour garantir une bonne ductilité pendant et après mise en forme à froid;- le cuivre et le nickel, considérés comme des résiduels, dont la teneur doit, de
préférence, rester inférieure à 0,25 % pour chacun.
Enfin, la composition chimique de l'acier doit satisfaire la relation:
Mn+0,9xCr+1,3xMo+1,6xV>2,2%
qui assure que la combinaison des teneurs en manganèse, chrome, molybdène et
vanadium permet d'obtenir les caractéristiques de résistance souhaitées et une
structure essentiellement bainitique.
Cet acier présente l'avantage d'avoir une très bonne aptitude à la
déformation plastique a froid et de permettre d'obtenir, sans qu'il soit nécessaire
de faire un revenu, une structure du type bainitique ayant une excellente ductilité
et de hautes caractéristiques mécaniques. En particulier, la ductilité peut êtremesurée par la striction Z qui est supérieure à 45 %, et même supérieure à 50 %.

CA 0222~782 1997-12-17
La résistance à la traction Rm est supérieure à 650 MPa et peut dépasser 1200
MPa. Ces caractéristiques peuvent être obtenues aussi bien lorsque la trempe esteffectuée dans la chaude de laminage avant mise en forme à froid, que lorsqu'elle
est effectuée après austénitisation par chauffage au dessus de AC3, avant ou
5 après mise en forme à froid.
Pour fabriquer une pièce mise en forme à froid, on approvisionne un demi-
produit en acier selon l'invention et on le lamine à chaud après réchauffage au
dessus de 940 ~C afin d'obtenir un produit laminé à chaud tel qu'une barre, une
billette, ou un fil machine.
o Dans un premier mode de réalisation, le laminage a chaud est terminé à
une température comprise entre 900 ~C et 1050 ~C et le produit laminé à chaud
est trempé directement dans la chaude de laminage par refroidissement à l'air
soufflé, à l'huile, au brouillard, à l'eau ou à l'eau additionnée de polymères, selon
sa section. Le produit ainsi obtenu est alors découpé en lopins, puis mis en forme
15 à froid, par exemple par forge à froid ou par frappe à froid. Les caractéristiques
mécaniques finales, obtenues directement après mise en forme à froid, résultent,notamment, de l'écrouissage engendré par l'opération de mise en forme à froid.
Dans un deuxième mode de réalisation, après laminage à chaud, soit le
produit laminé est trempé après austénitisation puis découpé en lopins qu'on met20 en forme par déformation plastique à froid, soit on découpe les lopin avant
d'effectuer la trempe puis la mise en forme à froid. Dans les deux cas,
I'austénitisation consiste en un chauffage entre AC3 et 970 ~C, et la trempe esteffectuée par refroidissement à l'air soufflé, à l'huile, au brouillard, à l'eau ou a
l'eau additionnée de polymères, selon la section du produit. Les caractéristiques
25 mécaniques finales, obtenues directement après mise en forme à froid, résultent,
notamment, de l'écrouissage engendré par l'opération de mise en forme. Dans ce
mode de réalisation les conditions de fin de laminage n'ont pas d'importance
particulière.
Dans un troisième mode de réalisation, I'opération de mise en forme à froid
30 est effectuée sur un lopin découpé dans le produit laminé à chaud et la trempe
est effectuée après mise en forme à froid. Comme dans le cas précédant, la
trempe est effectuée après chauffage entre AC3 et 970 ~C et par refroidissement
à l'air soufflé, à l'huile, au brouillard, à l'eau ou à l'eau additionnée de polymères.
Les conditions de fin de laminage n'ont pas, non plus, d'importance particulière.
L'invention destinée plus particulièrement à la fabrication de pièces de
mécanique, s'applique également à la fabrication de barres étirées à froid, de fils
tréfilés et de fils machine déroulés, I'étirage à froid, le tréfilage et le déroulage
étant des modes particuliers de mise en forme par déformation plastique a froid.Les barres étirées et les fils machine ou tréfilés peuvent être ecroûtés, rasés ou

CA 0222~782 1997-12-17
rectifiés de façon à présenter un état de surface exempt de défauts. Le terme
"pièce en acier mise en forme à froid" recouvre tous ces produits, et le terme
"lopin" recouvre, notamment, tout tronçon de barre ou fil; dans certains cas, les
barres ou fils ne sont pas découpés en lopins avant d'être mis en forme à froid.s L'invention peut, enfin, être utilisée pour fabriquer des barres prétraitées ou
des fils prétraités, ou plus généralement des produits sidérurgiques prétraités,destinés à être utilisés en l'état pour la fabrication de pièces par mise en formes à
froid sans traitement thermique supplémentaire. Ces produits sidérurgiques sont
trempés après laminage à chaud soit directement dans la chaude de laminage,
n soit après austénitisation, afin de présenter une structure essentiellement
bainitique (bainite ~ 50 %). Ils peuvent être écroûtés ou rasés pour présenter un
état de surface exempt de défauts.
L'invention va maintenant être illustrée par des exemples.
1 er exemple:
On a élaboré un acier conforme à l'invention dont la composition chimique
comprenait en poids:
C = 0,065 %
Mn = 1,33 %
Si = 0,34%
S = 0,003%
P = 0,014 %
Ni = 0,24 %
Cr = 0,92%
Mo = 0,081 %
Cu = 0,23 %
V = 0,003 %
Al = 0,02 %
Ti = 0,02 %
N = 0,008,%
B = 0,0035 %
remplissant donc les conditions:
Mn+0,9xCr+1,3xMo+1,6xV=2,27%>2,2%
et Al + Ti = 0,040% > 3,5 x N = 0,028%
Avec cet acier on a fabriqué des billettes qui ont été laminées à chaud
après réchauffage au dessus de 940 ~C pour former des ronds (ou barres) de
diamètre 16 mm, 25,5 mm et 24,8 mm.
1 ) ronds de 16 mm de diamètre:

CA 0222~782 1997-12-17
Le laminage des ronds de diamètre 16 mm a été terminé à 990 ~C et les
ronds ont été trempés dans la chaude de laminage dans les trois conditions
suivantes (conformes à l'invention):
A: refroidissement à la vitesse de 5,3~C/s équivalent à une trempe à l'air
5soufflé,
B: refroidissement à la vitesse de 26~C/s équivalent à une trempe à l'huile,
C: refroidissement à la vitesse de 140~C/s équivalent à une trempe à l'eau.
Les caractéristiques mécaniques avant mise en forme à froid des ronds
trempés et leur aptitude à la mise en forme par déformation plastique à froid ont
été évaluées par des essais de traction et par des essais de torsion à rupture àfroid (les résultats des essais de torsion sont exprimés en "nombre de tours avant
rupture de l'éprouvette"). Les résultats ont été les suivants:
Conditions deDureté du rondRésistance Striction Z Nombre detours
trempe avant torsion avant avant torsion (%) à rupture
(H~ torsion(MPa)
A 234 734 69 4,7
B 318 1001 73 5,2
C 350 1103 69 5
La dureté et la résistance à la traction, qui varient considérablement avec
les conditions de trempe, sont d'autant plus grandes que la vitesse de
refroidissement est élevée. Néanmoins, dans tous les cas, la ductilité et la
capacité de deformation à froid sont excellentes puisque la striction Z est toujours
sensiblement supérieure à 50 %, et le nombre de tours à rupture est toujours
nettement supérieur à 3.
Afin de déterminer les caractéristiques mécaniques qu'il est possible
d'obtenir sur des pièces fabriquées par mise en forme par déformation plastique à
froid à partir de ces mêmes ronds, on a effectué des essais de torsion-traction à
froid dont les résultats ont été les suivants:
Conditions deRésistance apresStriction après Augmentation de la
trempe 3 tours de torsion3 tours de torsion résistance apres 3 tours de
(MPa) Z (%) torsion
(%)
A 919 66 25%
B 1189 67 19%
C 1245 68 13%

CA 0222~782 1997-12-17
L'essai de torsion-traction à froid consiste à soumettre une éprouvette à 3
tours de torsion à froid pour simuler la mise en forme par déformation plastique,
avant d'effectuer un essai de traction à température ambiante. L'augmentation dela résistance, correspond à l'accroissement relatif de résistance entre l'état écroui
s (apres 3 tours de torsion) et l'état normal (avant les 3 tours de torsion).
Les résultats obtenus montrent que, même après une importante
déformation à froid (trois tours de torsion), la striction reste supérieure à 50 %, et
que la résistance à la traction peut dépasser 1200 MPa. La capacité
d'écrouissage, mesurée par l'augmentation de résistance apres déformation par
o torsion à froid, est élevée dans tous les cas.
2) Ronds de 25,5 mm de diamètre:
Les ronds de diamètre 25,5 mm ont été trempés avant mise en forme à
froid, après austénitisation à 950~C, dans les conditions suivantes (conformes àl'invention):
D: refroidissement à l'air soufflé (vitesse de refroidissement moyenne de
3,3~C/s entre 950 ~C et l'ambiante)
E: refroidissement à l'huile (vitesse de refroidissement moyenne de 22~C/s
entre 950 ~C et l'ambiante)
F: refroidissement à l'eau (vitesse de refroidissement moyenne de 86~C/s
entre 950 ~C et l'ambiante)
Les ronds ont été soumis à des essais de mise en forme par forgeage à
froid consistant en la mesure du Taux d'Ecrasement Limite (T.E.L.) par
écrasement de cylindres entaillés suivant une génératrice. Le Taux d'Ecrasement
Limite, exprimé en %, est le taux d'écrasement au-dessus duquel apparaît la
première fissure par forgeage à froid à la presse dans l'entaille pratiquée suivant
la génératrice du cylindre.
A titre de comparaison, le T.E.L. a été mesuré également sur un acier pour
forge à froid suivant l'art antérieur dont la composition était:
C = 0,37%
Mn = 0,75 %
Si = 0,25 %
S = 0,005 %
Cr = 1 %
Mo = 0,02 %
Al = 0,02 %
Cet acier suivant l'art antérieur avait été préalablement soumis à un recuit
de globulisation de la perlite pour le rendre apte à la déformation à froid.

CA 0222~782 1997-12-17
Les résultats obtenus ont été les suivants:
Acier Traitement Dureté HV Résistance Taux
thermique (MPa) d'Ecrasement
Limite %
Acier suivant D 249 793 52
I'invention E 303 954 52
F 355 1115 52
Acier suivantRecuit de 174 547 44
I'art antérieur glo~ulisation
Au vu des Taux d'Ecrasement Limite il apparaît que l'acier suivant
I'invention présente une aptitude à la mise en forme par forgeage a froid
sensiblement plus importante que l'acier suivant l'art antérieur, malgré une dureté
plus élevée, et ceci quel que soit le niveau de résistance, même si celui-ci estélevé (traitement F).
3) Ronds de 24,8 mm de diamètre:
Après laminage et avant mise en forme à froid, des ronds de 24,8 mm de
diamètre ont été trempés après austénitisation à 930 ~C dans les conditions
suivantes conformément à l'invention:
G: trempe à l'air soufflé
H: trempe à l'huile
Les ronds ainsi traités ont été forgés à froid pour fabriquer des fusees de
roues d'automobile dont les caractéristiques mécaniques obtenues étaient les
suivantes:
traitement Résistance (MPa~ Striction Z (%)
G 741 71
H 984 74
ll ressort de ces résultats que, quel que soit le traitement initial, la ductilité
obtenue sur pièce forgée a froid est très élevée (Z > 50%), et, ceci,
indépendamment du niveau de résistance.
Par ailleurs, dans les deux cas les ronds étaient tout-à-fait aptes à la mise
en forme par forgeage à froid puisque les pièces se sont révélées exemptes de
tout défaut tant interne qu'externe.
Avec d'autres ronds de 24,8 mm de diamètre (identiques aux précédents),
on a fabriqué les mêmes fusées par forgeage à froid des ronds bruts de laminage
en effectuant la trempe après l'opération de mise en forme à froid. La trempe a eté
effectuee à l'eau après austénitisation à 940~C.

CA 0222~782 1997-12-17
Dans ces conditions, les caractéristiques obtenues sur fusées étaient les
suivantes:
Rm = 1077 MPa
Z = 73%
Ces résultats montrent qu'avec l'acier suivant l'invention en effectuant une
trempe après forgeage à froid d'un rond brut de laminage à chaud, on peut obtenir
une très bonne ductilité (Z > 50%) malgré un niveau de résistance élevé. Par
ailleurs l'acier suivant l'invention s'est révélé parfaitement apte à la mise en forme
par forgeage à froid à l'état brut de laminage sans nécessiter de traitement
l0 préalable de globulisation comme cela est pratiqué avec les aciers selon l'art
antérieur, les fusées se sont, en effet, révélées exemptes de tout défaut tant
interne qu'externe.
A titre de comparaison, suivant l'art antérieur, on utilise pour fabriquer les
mêmes fusées, un acier de composition:
C = 0,195%
Mn = 1,25 %
Si = 0,25 %
S = 0,005 %
Ni = 0,25 %
Cr = 1,15%
Mo = 0,02 %
Cu = 0,2 %
Al = 0,02 %
Pour obtenir des caractéristiques mécaniques similaires à celles qui sont
obtenues avec l'invention, il est nécessaire d'utiliser la gamme de fabrication
suivante:
Recuit globulaire de l'acier pour le rendre apte a la mise en forme à froid.
~orgeage à froid des fusées.
. Trempe à l'huile de l'acier suivant l'art antérieur.
Revenu de l'acier suivant l'art antérieur.
2 ème exemple:
On a également fabriqué par frappe à froid des pieces mécanique en
utilisant les aciers 1 et 2 conformes à l'invention dont les compositions chimiques
2~ étaient en % poids:
Acier 1 Acier 2
C = 0,061 % 0,062 %
Mn = 1,6 % 1,57 %
Si = 0,28 % 0,29 %
S = 0,021 % 0,021 %

CA 0222~782 1997-12-17
11
P = 0,004 % 0,004 %
Ni = 0,11 % 0,11 %
Cr = 0,81 % 0,8%
Mo = 0,081 % 0,128 %
Cu = 0,2 % 0,2 %
Al = 0,028 % 0,025 %
Ti = 0,017 % 0,016%
V = 0,002 % 0,084 %
B = 0,0039 % 0,0038 %
N = 0,007 % 0,008 %
remplissant donc les conditions:
Pour l'acier 1:
Mn+0,9xCr+1,3xMo+1,6xV=2,43>2,2%
Al + Ti = 0,045% > 3,5 x N = 0,024%
Pour l'acier 2:
Mn+0,9xCr+1,3xMo+1,6xV=2,59>2,2%
Al + Ti = 0,041% > 3,5 x N = 0,028%
Conformément à l'invention, ces aciers ont été laminés à chaud sous forme
de barres de diamètre 28 mm. Après laminage et avant mise en forme à froid, les
o barres ont été soumises à un traitement de trempe à l'huile tiède à 50~C aprèsausténitisation à 950~C. Les barres ont été découpées pour obtenir des lopins à
partir desquels les pièces ont été mises en forme par frappe à froid au taux de
déformation de 60%. Les caractéristiques mécaniques obtenues sur les lopins
avant frappe à froid et sur les pièces après frappe a froid étaient les suivantes:
Acier Dureté tlVavant Rm de l'acier Rm surpièce Zsurpièce Augmentation
frappe à froid avant frappe aprèsfrappe à aprèsfrappe de Rm à la
à froid (MPa~ froid (MPa) à froid (%) frappe (%~
323 1019 1380 61 35
2 331 1038 1430 59 38
(~) = aptitude à l'écrouissage par mise en forme à froid.
Ces résultats montrent que la ductilité est élevee (Z > ~0%) malgré un taux
de déformation à froid tres important, ceci indépendamment du niveau de
résistance initial (avant frappe à froid) et final (après frappe à froid) de l'acier,
même si le niveau de résistance final est très élevé. Ils montrent également que la
capacité d'écrouissage, mesurée par l'augmentation de résistance à la frappe à
froid, est importante.
Par ailleurs, I'aptitude a la mise en forme par frappe à froid est excellente
25 puisque, malgré des niveau de résistance initiaux elevés et une forte déformation

CA 0222~782 1997-12-17
12
(60%) à froid, les pièces frappées à froid se sont révélées exemptes de défauts
tant internes qu'externes.
Ces exemples montrent que l'acier et les procédés suivant l'invention
permettent d'obtenir une très bonne ductilité (Z > 50%) par la fabrication d'unepièce mise en forme par déformation plastique à froid, sans qu'il soit nécessaire
d'effectuer un traitement coûteux de globulisation ni un traitement de revenu.
Cette ductilité élevée (Z > 50%) combinée à des caractéristiques mécaniques sur
pièces très élevées (Rm > 1200 MPa) peut être obtenue notamment grâce à
l'importante capacité d'écrouissage de l'acier. Enfin, la très bonne aptitude à la
mise en forme par forgeage ou frappe à froid s'observent même si le niveau de
résistance (ou de dureté) initial de l'acier et le taux de déformation à froid sont
élevés.

Representative Drawing

Sorry, the representative drawing for patent document number 2225782 was not found.

Administrative Status

2024-08-01:As part of the Next Generation Patents (NGP) transition, the Canadian Patents Database (CPD) now contains a more detailed Event History, which replicates the Event Log of our new back-office solution.

Please note that "Inactive:" events refers to events no longer in use in our new back-office solution.

For a clearer understanding of the status of the application/patent presented on this page, the site Disclaimer , as well as the definitions for Patent , Event History , Maintenance Fee  and Payment History  should be consulted.

Event History

Description Date
Inactive: IPC from MCD 2006-03-12
Inactive: IPC from MCD 2006-03-12
Inactive: IPC from MCD 2006-03-12
Application Not Reinstated by Deadline 2003-12-17
Inactive: Dead - RFE never made 2003-12-17
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 2003-12-17
Inactive: Abandon-RFE+Late fee unpaid-Correspondence sent 2002-12-17
Application Published (Open to Public Inspection) 1998-06-30
Inactive: IPC assigned 1998-04-29
Inactive: IPC assigned 1998-04-29
Inactive: First IPC assigned 1998-04-29
Classification Modified 1998-04-29
Inactive: Filing certificate - No RFE (French) 1998-03-25
Filing Requirements Determined Compliant 1998-03-25
Application Received - Regular National 1998-03-25

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2003-12-17

Maintenance Fee

The last payment was received on 2002-11-14

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
Registration of a document 1997-12-17
Application fee - standard 1997-12-17
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 1999-12-17 1999-11-18
MF (application, 3rd anniv.) - standard 03 2000-12-18 2000-11-29
MF (application, 4th anniv.) - standard 04 2001-12-17 2001-11-14
MF (application, 5th anniv.) - standard 05 2002-12-17 2002-11-14
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
ASCOMETAL
Past Owners on Record
CLAUDE PICHARD
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

To view selected files, please enter reCAPTCHA code :



To view images, click a link in the Document Description column. To download the documents, select one or more checkboxes in the first column and then click the "Download Selected in PDF format (Zip Archive)" or the "Download Selected as Single PDF" button.

List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

If you have any difficulty accessing content, you can call the Client Service Centre at 1-866-997-1936 or send them an e-mail at CIPO Client Service Centre.


Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Description 1997-12-16 12 568
Abstract 1997-12-16 1 24
Claims 1997-12-16 3 103
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 1998-03-24 1 118
Filing Certificate (French) 1998-03-24 1 165
Reminder of maintenance fee due 1999-08-17 1 114
Reminder - Request for Examination 2002-08-19 1 115
Courtesy - Abandonment Letter (Request for Examination) 2003-02-24 1 167
Courtesy - Abandonment Letter (Maintenance Fee) 2004-02-10 1 176