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RÉSUMÉ
Cet article traite essentiellement de la fabrication de produits plats par laminage : plaques, tôles et feuilles en aluminium. Ces « demi-produits » sont en général retransformés chez les clients. Les technologies de laminage et de finition, ainsi que les outils, sont similaires à ceux utilisés pour d'autres métaux. Le laminage de l'aluminium possède cependant des spécificités comme sa finition en feuilles très minces (quelques mm) ou en tôles de très forte épaisseur (200 mm). Sans reprendre les fondamentaux du laminage, sont décrites ici les principales étapes de fabrication d'une tôle, depuis l'élaboration de l'alliage en four et la coulée des plaques, jusqu'aux opérations de finition comme le planage ou le recuit final, en passant par les deux stades importants que sont le laminage à chaud et le laminage à froid.
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Patrick DENEUVILLE : Expert de Recherche chez Alcan CRV - Ingénieur École Nationale Supérieure des Techniques Avancées - Docteur habilité à diriger des recherches
INTRODUCTION
L’aluminium et ses alliages sont utilisés principalement dans des applications qui requièrent allégement, esthétique, et/ou durabilité. Ses principales qualités se résument à travers :
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la légèreté (densité ∼ 2,67) associée à une large gamme de propriétés mécaniques (du plus mou au très dur) ;
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la brillance et un aspect clair ;
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la bonne résistance à la corrosion.
L’étendue de la gamme des alliages et de leurs propriétés en fait un matériau de choix pour de nombreuses applications.
Cet article traite essentiellement de la fabrication de produits plats : plaques, tôles et feuilles en aluminium. Ce sont des « demi-produits » qui, en général, sont retransformés chez les clients.
Le laminage d’aluminium permet également d’obtenir, comme pour les autres métaux, des ronds ou des profilés. Le principe de fabrication est le même, mais avec des cylindres de géométrie adaptée au profil visé.
En Europe, par exemple, la demande de produits plats en aluminium représente, en 2008, 4,8 millions de tonnes contre 0,5 million pour les profils obtenus par laminage (essentiellement du fil qui sera ensuite tréfilé).
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5. Laminage à froid
La technologie et les outils sont, en beaucoup de points, similaires à la configuration du laminage à chaud. Nous n'y reviendrons donc pas. Dans ce paragraphe, nous nous concentrerons sur les aspects spécifiques du laminage à froid qui sont principalement :
-
le laminage de bobines froides ;
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les problèmes de qualité des produits finis : planéité, surface, épaisseur ;
-
la lubrification à l'huile entière.
5.1 Procédure de laminage
5.1.1 Laminage à froid classique
Nous appelons laminage à froid « classique » les cas de laminage où les cylindres, qui fléchissent sous l'effort de laminage, ne se touchent pas sur les bords de table (typiquement épaisseurs supérieures à 50-100 µm).
Nous verrons qu'en feuille mince les raisonnements sont différents, car les cylindres se touchent sur les bords.
-
Après le laminage à chaud, les bobines sont stockées, pour se refroidir, dans des silos ou dans les ateliers. Elles y attendent d'avoir atteint la température ambiante. Le refroidissement s'opère, soit par conduction et ventilation naturelle, soit par ventilation forcée à l'aide de ventilateurs soufflant dans l'axe de la bobine. Le temps d'attente peut représenter plusieurs jours. Ce qui immobilise le métal et allonge le délai de fabrication.
On a signalé au § 4.2 des configurations de refroidissement immédiat juste après le laminage à chaud (piscine). Dans ce cas les bandes sont reprises dans la foulée par un laminoir à froid puis bobinées.
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À l'entrée d'un laminoir à froid, le métal est donc le plus souvent à température...
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Laminage à froid
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SCHEY (J.) - Tribology in Metalworking : friction, lubrication and wear - Editor American Society for Metals (1983).
-
(2) - ROBERTS (W.L.) - Cold rolling of steel - Editor M. Dekker (1978).
-
(3) - ROBERTS (W.L.) - Hot rolling of steel - Editor M. Dekker (1983).
-
(4) - ROBERTS (W.L.) - Flat processing of steel - Editor M. Dekker (1988).
-
(5) - Visual Quality attributes of aluminum sheet and plate - QCA-1 the Aluminum Association.
-
(6) - GINZBURG (V.B.) - High-Quality steel rolling - Theory and practice Editor M. Dekker (1993).
-
(7) - Tension leveller operations on...
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