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Le tréfilage humide est un processus industriel de mise en forme à froid.

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Le tréfilage humide est un processus industriel de mise en forme à froid consistant à étirer un fil fin d’acier laitonné afin de réduire progressivement son diamètre grâce à son passage dans une succession de filières (cf. Figure 1. 1). L’ensemble des filières est immergé dans un bain de lubrifiant aqueux afin d’assurer le maintien d’un bon état de surface du fil métallique et de limiter l’échauffement provoqué par l’écrouissage du métal. Le diamètre est ainsi réduit de 1,8 à 0,3 mm pour les plus gros fils et de 1,14 à 0,2 mm pour les plus fins, en 18 à 20 passages dans les filières. La vitesse du fil à la sortie du dernier outil peut atteindre 16 m/s suivant le type de fil.

Les fils d’acier laitonnés, obtenus après tréfilage, sont assemblés et enroulés sur eux-mêmes pour former un toron, le « steelcord », qui constitue la carcasse des pneumatiques à structure radiale. Ces torons, inextensibles, supportent le poids de la voiture et permettent de maintenir une bonne surface de contact entre le pneu et le sol. Le revêtement en laiton, d’environ 2 µm avant le tréfilage humide et de 200 nm après, présente deux intérêts. D’une part, il permet d’assurer l’adhérence entre la gomme des pneumatiques et les fils d’acier. D’autre part, grâce à sa contrainte d’écoulement plastique, plus faible que celle de l’acier, il participe efficacement à la réduction du frottement et de l’usure des outils, tout en assurant le maintien d’un film lubrifiant. On verra également par la suite que le passage en solution d’ions zinc et cuivre divalents, issus de la dissolution de particules d’usure de laiton pendant le tréfilage, influe sur les performances de lubrification du bain.

Le tréfilage humide est un processus industriel de mise en forme à froid. dans OPERATIONS D'USINAGE. Drawing_fra

 

Figure 1. 1 : Schéma de principe d’une tréfileuse. Dans la section d’entrée, une bobine alimente la machine en fil. Ensuite, au niveau de la section de tréfilage, le fil est tréfilé jusqu’à sa taille finale grâce à son passage dans une série d’outils appelés filières. Le fil y est tracté par des cônes (les cabestans) qui transmettent la force nécessaire à l’étirement du fil par frottement. La section de tréfilage est complètement immergée dans le lubrifiant à base d’eau qui maintient la température du bain autour de 35-40°C. Puis, le fil tréfilé est enroulé sur une bobine dans la section de sortie.

La Figure 1. 2 présente les différentes parties d’une filière. La zone 1 représente le cône d’entrée qui correspond à la zone d’alimentation en lubrifiant. Celui-ci y est entrainé lorsque le fil avance dans la filière et une pression hydrodynamique y est générée par un effet de convergent. Elle Section d’entrée Section de sortie bobine d’entrée cônes 1er outil dernier outil bobine de sortie Section de tréfilage Chapitre 1 10 provoque une déformation élastique des solides et augmente jusqu’à atteindre la contrainte d’écoulement du matériau constituant le fil, au moment de son contact avec l’outil. La seconde zone débute à cet endroit : il s’agit de la zone de travail. Les pressions sont si fortes (de l’ordre du gigapascal) que le fil se déforme plastiquement et son diamètre est réduit progressivement. La troisième partie de la filière, la zone cylindrique, sert à maintenir le fil à son diamètre et à préserver la filière d’une usure prématurée. L’angle d’ouverture du cône de sortie (zone 4) est assez grand pour éviter d’endommager le fil au moment de sa sortie hors de la filière.

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Figure 1. 2 : Vue en coupe d’une filière avec un fil.

Chacune des zones d’une filière se caractérise par des conditions de pression qui lui sont propres. Le comportement tribologique de l’interface au niveau du fil et des filières dépend donc de la zone d’intérêt. Dans le cadre de cette thèse, nous cherchons à comprendre quels sont les mécanismes mis en jeu durant la mise sous pression du lubrifiant dans la zone 1. La partie suivante reprend quelques notions fondamentales sur la lubrification, utiles pour l’identification du régime de lubrification associé au cône d’entrée.

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2 Commentaires

  1. amazigh2002

    14 décembre 2016 à 23 h 33 min

    bonsoir j’espère que vous allez bien ?

    j’ai une question sur les lubrifiant
    quelle est le lubrifiant a utilisé pour le tréfilage de l’acier doux sur les tréfileuse émergé ?

    une autre question sur les filières
    quelle type de filières a utilisé sur les tréfileuses émergé pour le tréfilage d’acier doux de 2.3 mm a 1.1 mm ?

    dans l’attente d’une repense merci =)

    Répondre

    • JC-G

      18 décembre 2016 à 17 h 19 min

      Bonjour
      Pour faire suite à votre question nous ne pouvons que vous conseiller de vous rapprocher de la société Condat qui est le leader mondial des lubrifiants destinés aux opérations de tréfilage, laminage, tissage de fils et câbles en acier. http://www.condat.fr/services/assistance-technique/
      En effet vous faire une préconisation dans l’état actuel des informations serait hasardeux, car le choix d’un produit de tréfilage doit faire suite à une étude portant sur des paramètres précis, donc une étude au cas par cas.
      Merci de votre compréhension. Meilleures salutations.

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