IMPROVED DRAWING-QUALITY STEEL, PROCESS FOR MAKING SHEET METAL FOR DRAWING AND SHEET METAL THEREOF

ACIER A EMBOUTISSAGE AMELIORE, PROCEDE DE FABRICATION DE TOLES MINCES DESTINEES A L'EMBOUTISSAGE ET TOLE MINCE OBTENUE

Abrégé français

L'acier à emboutissabilité améliorée est
caractérisé en ce qu'il contient du carbone dans use
proportion inférieure à 0,015 %, du manganèse dans une
proportion de 0,15 à 0,25 % du soufre dans une proportion
inférieure à 0,012 % et de l'aluminium dans une
proportion inférieure à 0,014 %.
Cet acier est destiné à la fabrication de tôles
minces destinées à l'emboutissage, selon un procédé
comportant notamment les opérations suivantes :
- élaboration en convertisseur d'un acier ayant la
composition ci-dessus ;
- laminage à chaud entièrement en domaine
austénitique ;
- bobinage à une température supérieure à 650°C
- recuit continu, après laminage à froid, à une
température inférieure à 700°C.

Revendications

6
Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un
droit exclusif de propriété ou de privilège est reven-
diqué sont définies comme suit:
1) Procédé de fabrication de tôles minces en acier
destinées à l'emboutissage, caractérisé en ce qu'il
comporte notamment les opérations suivantes :
- élaboration en convertisseur d'un acier contenant
du carbone dans une proportion inférieure à 0,015 %, du
manganèse dans une proportion de 0,15 à 0,25 % du soufre
dans une proportion inférieure à 0,012 % et de
l'aluminium dans une proportion inférieure à 0,014 %, ces
proportions étant pondérales ;
- laminage à chaud entièrement en domaine
austénitique ;
- bobinage à une température supérieure à 650°C ;
- recuit continu après laminage à froid à une
température inférieure à 700°C.
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en
ce que la composition pondérale de l'acier est la
suivante :
- de 0,005 à 0;015 % de carbone ;
- de 0,15 à 0,25 % de manganèse ;
- de 0 à 0,014 % d'aluminium ;
- de 0 à 0,012 % de soufre
- de 0, à 0,00 % d'azote
le reste étant du fer.
3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en
ce que l'acier est élaboré en convertisseur avec
soufflage d'oxygène par le fond et avec soufflage
d'argon.
4) Produit en acier à emboutissabilité améliorée,
caractérisé en ce que la composition pondérale de l'acier
est la suivante :
- de 0,005 à 0,015 % de carbone ;
- de 0,15 à 0,25 % de manganèse ;

7
- de 0 à 0,014 % d'aluminium ;
- de 0 à 0, 012 % de soufre ;
- de 0, à 0,007 % d'azote
le reste étant du fer.
5) Tôle mince destinée à l'emboutissage,
caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé
selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.

Description

SOL 0211
L°invention concerne les aciers pour emballages
destinés à être emboutis. Plus particulièrement elle
concerne un procédé de fabrication de tôles en acier,
destinées à la fabrication par emboutissage par retreint
de boîtes ou récipients tels que des boîtes dïtes "boîtes
deux pièces", notamment des boîtes dites "DRD" (c'est-à-
dire obtenues par emboutissage-réemboutissage), ainsi que
le produit obtenu.
L'utilisation croissante du procédé d'emboutissage
dans la fabrication d'emballages métalliques nécessite le
développement de tôles d'acier de très faibles
épaisseurs, ou fers minces (fer-blanc ou fer chromé)
toujours plus performants du point de vue formabilité et
résistance mécanique de l'emballage, récipient ou boîte,
embouti.
Selon les techniques courantes actuelles, ces
produits sont habituellement obtenus par un procédé
comportant notamment une phase de recuit sur base.
Cependant l'emboutissabilité des produits ainsi
obtenus est insuffisante pour les mises en oeuvre les
plus sévères c'est-à-dire lorsque les fers doivent être
'très fortement déformés par emboutissage.
Ce problème est d'autant plus important que les
fers pour emboutissage tendent à avoir une épaisseur de
plus en plus faible. En effet 1°amélioration des
caractéristiques mécaniques des aciers pour emballage
autorise la fabrication de boîtes ou récipients de très
faible épaisseur sans nuïre à la tenue mécanique de ceux-
ci. Par contre ces épaisseurs faibles induisent des
contraintes particulières pour l'emboutissage de tels
fers, pour lesquels on recherche un coefficient
d'anisotropie élevé et un anisotropie plane faible.

CA 02073131 2002-04-19
2
Dans le but d'obtenir ces caractéristiques
l'invention a pour objet un procédé de fabrication de
tôles minces en acier pour emballage à embautissabilitë
amélioré, caractérisé en ce qu'il comporte notamment les
opérations suivantes .
- - élaboration en convertisseur d'un acier contenant
du carbone dans une proportion inférieure à 0, 015 %, du
manganèse dans une proportion de 0,15 à 0,25 %, du soufre
dans une proportion inférieure à 0,0:12 % et de
l'aluminium dans une proportion inférieure à 0,04 %,
toutes ces valeurs étant pondérales ;
- laminage à chaud entièrement en domaine
austénitique ;
- bobinage à une température supérieure à 650°C ;
- recuit continu après laminage à froid à une
température inférieure à 700°C.
Préférentiellement, l'acier est élaboré en
convertisseur avec soufflage d'oxygène par le fond et
avec soufflage d'argon.
L'invention concerne aussi un produit en acier à
emboutissabilité améliorée , la composition étant la
suivante .
de 0,005 à 0,015 % de carbone ;
de 0,15 à 0,25 % de~manganèse ;
- de 0 à 0,014 ~ d'aluminium ;
' - de 0 à.0,012 % de soufre ;
- de 0 à 0,010 % de phosphore
- de 0 à 0,007 % d'azote
le reste étant du fer.
L'invention a aussi pour objet une tôle mince en
acier, destinée à l'emboutissage, obtenue par le procédé
ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront
dans la description qui va suivre, donnée uniquement à
titre d'exemple.

'ï
~J r~ ,:l .~,. ci ~-
3
On élabore en convertisseur du type LWS, c'est-à-
dire avec soufflage d'oxygène par le fond, et avec
soufflage d'argon, un acier de composition
C - 11 10-3
Mn = 187 "
p _ ~ n
N - 4,5 "
Al = 8 "
S - 6 "
le reste étant du fer.
Cet acier n'est pas soumis à un dégazage sous vide.
Cet acier est ensuite coulé en continu de manière
classique, puis laminé à chaud avec une température de
fin de laminage de 870°, et bobiné à une température de
710°C.
Après laminage à froid jusqu'à une épaisseur de
0,23 mm, la tôle mince obtenue est soumise à un recuit en
continu à une température inférieure à 700°C, par exemple
660°C, puis relaminée jusqu'à une épaisseur de 0,18 mm.
On notera que les teneurs en manganèse et en soufre
sont optimisées pour garantir simultanément une bonne
forgeabilité lors du laminage à chaud, et une bonne
emboutissabilité de la tôle mince finalement obtenue. En
effet, une réduction de la teneur en manganèse est
favorable pour ce qui concerne la texture finale de la
tôle, mais si cette teneur est trop faible, il peut se
poser des problèmes de forgeabilité.
La teneur en carbone réduite, obtenue grâce à
l'élaboration en convertisseur LWS avec soufflage
d'argon, associée à un bobinage à haute température
favorise l'emboutissabilité de la tôle mince finalement
obtenue.
Par ailleurs la faible teneur en aluminium permet
d'éviter sa précipitation lors du recuit, ce qui est
également favorable pour l'emboutissabilité.
La combinaison de ces différents facteurs permet
l'obtention d'une bonne emboutissabilité de la tôle

4
mince, avec un recuit à basse température, laquelle est
exigée pour un recuit continu de tôles très minces, dont
l'épaisseur peut être inférieur à 0,20 mm. En effet les
techniques actuelles de recuit continu ne permettent pas
de traiter à haute température de telles tôles qui, sous
l' effet de températures élevées et de la grande vitesse
de défi7.ement, risqueraient de fluer et former des plis,
perturbant ainsi le processus de recuit et dégradant la
qualité de la tôle.
Le tableau ci-dessous indique pour différentes
compositions d'acier et conditions de laminage et
bobinage à chaud les valeurs du coefficient d'anisotropie
" r " et de la valeur de "dC" de la tôle mince obtenue
après laminage à froid et recuit. La valeur "~'° est
déterminée par des essais de traction uniaxiale après
recuit. La valeur "b C", qui exprime le niveau de cornes
d'emboutissage, est mesurée par méthode magnétique après
relaminage. Cette valeur est corrélée à la valeur de
l'anisotropie plane "~r".
Acier Acier Acier
selon classiqueclassique
finvenrion
redt
cn
continu avec en recuit
recuit
base
_ COnItntl
CX-I1 cz;2 ex-3
Composition (en
IO-3.'.)'
2~
C 10 11 7 b0 43
Mn 167 187 231 310 271
p 6 4 6 11 g
N 4,S 4,2 4,2 S,S 4,S
A1 8 14 13 SS S3
S 7 6 10 18 1S
3 Tunp&aturc dc 890 870 885 860 ~ 860
0 fin dc laminage
Tcm ' tum de bobina71S 710 720 S70 710
c (C)
r l,bS 1,62 1,61 1,61 - 1,30
D G - 0,18- - 0,20- 0,39 - 0,35
0,
I8

t,
!.J w 4 ' ~ ~. . .,.
On constate que par rapport aux aciers classique
selon l'Art antérieur, le coefficient d'anisotropie de la
tôle mince en acier selon l'invention est au moins aussi
élevé, et surtout que l'anisotropie plane (corrélée à
"d C") est considérablement réduite, ce qui correspond à
une emboutissabilité nettement améliorée.