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RÉSUMÉ
L’utilisation principale du zinc et de ses alliages est la protection de l’acier contre la corrosion, notamment par galvanisation. La mise en forme est aussi un procédé d’importance non négligeable. Les procédés actuels de première transformation font souvent appel à des processus continus : coulée continue horizontale de plaques minces et laminage en bande à chaud pour les produits plats, coulée continue de produits ronds suivie de laminage, puis de tréfilage, pour les fils. Les procédés de deuxième transformation font appel à des techniques plus classiques utilisées aussi pour les autres métaux.
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Ronald RACEK : Ingénieur de l’École centrale de Paris - Docteur ès sciences - Chef du département Gestion de projets à la société Umicore France
INTRODUCTION
L’utilisation principale du zinc et de ses alliages est la protection de l’acier contre la corrosion, notamment par le procédé de galvanisation.
Néanmoins, la mise en forme est un procédé d’importance non négligeable, particulièrement en Europe et plus précisément en France.
Le procédé prépondérant est le laminage, en majeure partie de produits plats, essentiellement pour des utilisations dans le bâtiment, à savoir la couverture, la façade et l’évacuation des eaux pluviales, marché en légère croissance depuis des décennies.
Les particularités des processus de mise en forme du zinc et de ses alliages, par rapport à d’autres métaux d’usage courant, découlent d’une part de sa structure cristalline hexagonale, qui a pour conséquence une forte anisotropie des propriétés physiques et mécaniques, d’autre part du fait que la température de transformation est toujours proche de la température de fusion.
Les procédés actuels de première transformation font appel de plus en plus systématiquement à des processus continus : coulée continue horizontale de plaques minces et laminage en bande à chaud pour les produits plats, coulée continue de produits ronds suivie de laminage, puis de tréfilage, pour les fils.
Les procédés de deuxième transformation, en revanche, font appel à des techniques plus classiques utilisées aussi pour les autres métaux.
Enfin les traitements de surface de produits laminés plats sont en développement sensible depuis deux décennies.
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Conclusion
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4. Seconde transformation
Compte tenu de la température de fusion relativement basse du zinc et de ses alliages courants, on peut distinguer deux grandes catégories de transformations : la transformation à froid pour laquelle le produit se trouve à une température proche de la température ambiante (10 à 30 oC) et la transformation à chaud ou à tiède où la température du produit est supérieure à 100 oC soit avant déformation, soit par suite de l’échauffement dû à une mise en forme à grande vitesse.
4.1 Seconde transformation à chaud
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Le filage inverse par choc est largement utilisé dans le monde pour la fabrication de godets de piles salines à partir de produits laminés épais.
Les alliages à base d’addition de plomb et de cadmium (0,1 à 1 % Pb, 0,01 à 0,08 % Cd) ou de plomb et de manganèse (0,05 à 0,3 % Pb, 0,04 à 0,06 % Mn), laminés à chaud à des épaisseurs comprises entre 2 et 8 mm, sont ensuite découpés en pastilles rondes ou hexagonales (appelées pions ou flans dans les industries d’autres métaux). Les pastilles alimentent des presses mécaniques horizontales ou verticales à excentriques ou à genouillère, dont la cadence peut atteindre 300 coups /min.
L’épaisseur du fond de godet est d’environ 0,6 mm, celle de la paroi latérale 0,35 mm, la modification de section relative (S – s )/S où S est la section de la pastille, s celle du produit filé, peut atteindre 95 %.
Le temps de déformation, de l’ordre de 0,04 s sur les presses rapides, conduit à un échauffement important du godet (250 à 300 oC à la sortie de la presse) et l’effort maximal peut atteindre 200 kN en début de filage.
Pour diminuer l’effort de filage, les pastilles sont en général préchauffées à l’entrée de la presse vers 50 à 100 oC et lubrifiées avec un mélange d’huile, de talc et de graphite.
Nota :le lecteur se reportera à la référence [18].
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Seconde transformation
ANNEXES
Le marché mondial du laminé pour le bâtiment (environ 90 % de la consommation totale) est d’environ 300 000 t/an, en progression annuelle de 2 %. La production et la consommation varient très fortement d’un pays à un autre, surtout en fonction des traditions héritées des deux siècles précédents.
L’Europe occidentale est largement dominante, mais on constate une forte croissance de la consommation sur de nouveaux marchés, notamment l’Europe de l’Est, l’Amérique du Nord et l’Asie.
La France occupe une position forte, avec une production d’environ 100 000 t/an et une consommation de l’ordre de 70 000 t/an.
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