Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Ning YU : Docteur ès Sciences - Responsable de Projets Recherche et Développement – Métal Câble S.A.
-
Jean‐Paul LE ROY : Chargé de Projets Recherche et Développement – Métal Câble S.A.
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le tréfilage est un procédé de mise en forme largement utilisé pour la fabrication de fils métalliques et fait déjà l’objet d’exposés dans ce traité [4] [5] [6]. Cet article a pour but de présenter les techniques propres au tréfilage des fils ultra‐fins en cuivre et en alliages cuivreux recouverts d’un revêtement métallique ou non, dont le diamètre est de l’ordre du centième de millimètre.
Les fils métalliques peuvent, en général, être classés en quatre catégories suivant leur diamètre (tableau 1). Les techniques de tréfilage (machine, outillage, conditions de tréfilage, etc.) diffèrent plus ou moins d’une catégorie à une autre. Dans le tableau 2 sont données, sans être exhaustives, les familles de fils ultra‐fins que l’on sait fabriquer aujourd’hui, ainsi que leurs applications. Le présent article se limite à la présentation de l’état technique actuel du tréfilage des fils ultra‐fins en cuivre et en alliages cuivreux revêtus ou non, essentiellement destinés aux applications électriques.
S’inscrivant dans le cadre de la miniaturisation et de l’allègement de composants électroniques dont l’impact économique et technologique sur les performances de matériels électroniques est considérable, le développement des câbles électriques miniatures a été, ces dernières années, une des principales tendances dans l’évolution technologique de la liaison électrique. Les fils métalliques constituant l’âme conductrice et la couche de blindage secondaire de ces câbles sont en cuivre ou en alliages cuivreux de diamètre compris entre 15 et 50 µm (plus fins qu’un cheveu humain : en moyenne 70 µm). Cela a engendré le développement des techniques de tréfilage propres à ce genre de fils extrêmement fins.
Outre l’aspect bimétallique dans le cas des fils revêtus 1, les particularités du tréfilage des fils ultra‐fins se traduisent par des évolutions techniques aussi bien dans les paramètres de l’opération que dans les éléments matériels tels que machine à tréfiler, outillage, dispositifs annexes et post‐traitement thermique 2. Aussi sont discutées en fin d’article les méthodes d’essai destinées à contrôler la qualité des fils tréfilés 3.
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Techniques spécifiques au tréfilage des fils ultra‐fins
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1. Aspects bimétalliques des fils
1.1 Âme du fil
Les conducteurs pour des câbles électriques sont en général en cuivre ou en aluminium en raison de la bonne conductivité de ces matériaux. Cependant, dans le cas de conducteurs miniatures composés de brins dont le diamètre est compris entre 15 et 50 µm, des alliages cuivreux ayant de meilleures propriétés mécaniques sont souvent nécessaires pour compenser la forte chute de la résistance mécanique due à la décroissance en diamètre. Différents alliages ont été étudiés et élaborés à cet égard. On peut citer parmi eux les alliages au béryllium, au cadmium et à l’étain. Dans le tableau 3 sont résumées la composition chimique, les caractéristiques mécaniques et électriques de ces alliages, ainsi que celles des métaux cuivre et aluminium. On constate que, par rapport au métal cuivre, les alliages ont une résistance mécanique sensiblement plus élevée à laquelle est liée la faisabilité du tréfilage. Ainsi, les alliages au cadmium et à l’étain peuvent être tréfilés jusqu’au diamètre de 25 µm, alors qu’au‐dessous de ce diamètre il faudrait utiliser les alliages à durcissement structural tels que les alliages au béryllium pour accomplir la tâche de tréfilage sans encombre [7].
HAUT DE PAGE1.2 Revêtement sur fil
Comme la plupart des conducteurs utilisés dans la conception et la construction de câbles électriques pour des technologies avancées, les conducteurs miniatures sont revêtus d’une couche métallique (argent, nickel, étain et étain‐plomb). Le revêtement se fait sur des ébauches soit par électrodéposition, soit par immersion au bain chaud [11]. L’âme en cuivre ou en alliages cuivreux ayant une bonne combinaison de caractéristiques mécaniques, électriques et thermiques, le revêtement lui confère les propriétés superficielles telles que la brasabilité et la tenue à l’oxydation que le métal de base ne possède pas, et ainsi assure une meilleure aptitude des conducteurs à la connexion.
Bien que le métal de base représente l’essentiel du volume du fil, et que l’épaisseur...
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Aspects bimétalliques des fils
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BERNOEFT (C.B.) - The fundamentals of wire‐drawing. - 126 p., The Wire Industry (Londres) (1961).
-
(2) - COLLINS (L.W.) - Nonferrous wire handbook. - Vol. 1, 417 p., The Wire Association International Inc., Grilford Connecticut, USA (1977).
-
(3) - TASSI (O.J.) - Nonferrous wire handbook. - Vol. 2, 405 p., The Wire Association International Inc., Grilford Connecticut, USA (1981).
-
(4) - Tréfileries de Conflandey - Tréfilage de l’acier. - M 645, traité Matériaux métalliques, juil. 1996, vol. MC2.
-
(5) - JAMET (M.), DOREMUS (Y.) - Mise en forme de l’aluminium - Laminage. - M 650, traité Matériaux métalliques, sept. 1997, vol. MC2.
-
(6) - TRAPIED (G.) - Mise en forme du cuivre et des alliages de cuivre. - M660, traité Matériaux...
Niehoff.
Henrich.
SAMP.
Soma.
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Balloffet.
Estèves P.D.T.
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