Qu’est-ce que le tréfilage, le tréfilage et la fabrication de tubes ?

Tréfilage, tréfilage et fabrication de tubes

Dans la métallurgie, le tréfilage et le tréfilage de tubes consistent à étirer un matériau métallique ou plastique ou même du verre à la forme souhaitée dans des produits continus tels que des fils et des tubes. Laissez-nous discuter plus en détail de ce processus de travail des métaux en détail.

Tréfilage, tréfilage et fabrication de tubes

Processus de tréfilage

Le tréfilage est un processus simple. Dans ce processus, des tiges en acier ou en métaux et alliages non ferreux sont tirées à travers des filières coniques ayant un trou au centre. L’angle inclus du cône est maintenu entre 8 et 24°. Au fur et à mesure que le matériau est tiré à travers le cône, il subit une déformation plastique et subit progressivement une réduction de son diamètre. Dans le même temps, la longueur est augmentée proportionnellement. Le processus est illustré dans la figure suivante.

processus de tréfilage
  • Les matrices ont tendance à s’user rapidement en raison du frottement continu du métal qui y est tiré.
  • Par conséquent, ils sont fabriqués à partir de matériaux très durs comme l’acier allié, le carbure de tungstène ou même le diamant.
  • En un seul passage, la réduction de la section transversale obtenue est d’environ 25 à 30 %.
  • Ainsi, dans une usine de tréfilage, le fil doit passer à travers plusieurs filières de diamètre progressivement réduit pour obtenir la réduction de diamètre requise.
  • Cependant, au fur et à mesure que le fil passe à travers les matrices et subit une déformation plastique, il s’endurcit.
  • Sa résistance augmente et sa capacité à subir davantage de déformations plastiques diminue.
  • Par conséquent, pendant toute la durée du fil, de temps en temps, il doit être chauffé (et refroidi) pour supprimer l’effet d’écrouissage.
  • Ce processus est appelé « recuit en cours ».
  • L’objectif est de rendre le matériau souple et ductile à nouveau afin que le processus d’étirage puisse se dérouler en douceur.
  • Les tiges métalliques à tirer dans les fils doivent être propres.
  • Si nécessaire, ils sont décapés dans un bain acide pour dissoudre la couche d’oxyde présente en surface.
  • Son extrémité avant est ensuite effilée pour pouvoir passer à travers le trou de la filière qui est fermement maintenue dans la machine à tréfiler.
  • Le fil est étiré à l’aide de plusieurs bobines motorisées ou de tambours rotatifs.
  • Lors du tréfilage, une grande quantité de chaleur est générée en raison du frottement entre le fil machine et la filière.
  • Pour réduire la friction, du savon sec ou un lubrifiant synthétique est utilisé.
  • Mais malgré la réduction du frottement, les matrices et les tambours peuvent devoir être refroidis à l’eau.
  • Le matériau préféré pour les filières est le carbure de tungstène mais pour le tréfilage de fil fin, l’utilisation de filières rubis ou diamant est préférée.
  • Les machines d’étirage peuvent être disposées en tandem afin que le fil étiré par la filière précédente puisse être collecté (sous forme de bobine) en quantité suffisante avant d’être introduit dans la filière suivante pour une nouvelle réduction de diamètre.
  • Lorsque le diamètre devient plus petit, la vitesse linéaire de tréfilage est augmentée.

La principale variable dans le processus de tréfilage est

  1. Ratio de réduction
  2. Angle de matrice
  3. Friction

Un mauvais contrôle de ces paramètres entraînera des défauts dans le matériau étiré. Les défauts comprennent la fissuration centrale (comme dans l’extrusion et pour les mêmes raisons) et la formation de rayures ou de plis longitudinaux dans le matériau.

Processus d’étirage de tubes

Le processus d' »étirage » décrit ci-dessus peut également être utilisé pour l’étirage de tubes. L’étirage de tubes ne signifie pas fabriquer un tube à partir d’une matière première solide. C’est allonger un tube en réduisant son diamètre. Diverses dispositions utilisées pour l’étirage des tubes sont illustrées dans la figure suivante.

processus de dessin de tube
La méthode (a) est la plus couramment utilisée. Méthode
(b) utilise un mandrin flottant qui s’ajuste à la bonne position en raison de son contour étagé.
  • La méthode illustrée dans la figure (a) ci-dessus est la méthode la plus couramment utilisée pour l’étirage de tubes. Un banc d’étirage de tubes classique est utilisé.
  • La méthode illustrée dans la figure (b) ci-dessus utilise un mandrin flottant.
  • La méthode illustrée dans la figure (c) ci-dessus utilise une longue tige circulaire pour contrôler la taille de l’alésage du tube.
  • La méthode illustrée dans la figure (d) ci-dessus n’utilise ni mandrin ni barre et le contrôle de la taille de l’alésage est difficile.

Processus de fabrication de tubes

Les tubes et les tuyaux sont requis en grande quantité par les industries du monde entier. Les tubes sont essentiellement de
deux types.

  • Tubes sans soudure (sans aucun joint)
  • Tubes avec joints sur toute la longueur

Tubes sans soudure sont fabriqués par des procédés tels que la coulée, l’extrusion ou le laminage.

Tubes avec joints sont fabriqués par soudage. Habituellement, le joint de soudure est réalisé par un procédé de soudage par résistance électrique. ces tubes sont appelés tubes ERW.

  • La taille d’un tube ou d’un tuyau est indiquée par la taille de son alésage en mm.
  • Étant donné que les besoins en tubes sont si importants, un procédé de laminage spécial appelé procédé de perçage rotatif Mannesmann a été développé.
  • Dans ce processus, une billette ronde chauffée avec son extrémité avant, au centre de laquelle un petit trou de guidage a été poinçonné ou percé, est poussée longitudinalement entre deux grands rouleaux coniques, comme illustré dans la figure suivante.
processus de fabrication de tubes
  • Les rouleaux tournent dans le même sens et leurs axes sont inclinés à des angles opposés d’environ 6° par rapport à l’axe de la billette.
  • Au fur et à mesure que la billette est attrapée par les rouleaux et est mise en rotation, leur inclinaison provoque l’entraînement du matériau vers l’avant.
  • Le petit jeu entre les rouleaux force le matériau à se déformer en une forme elliptique.
  • En raison des forces de compression, les contraintes de traction secondaires commencent à agir dans une direction perpendiculaire à la direction des contraintes de compression.
  • Le trou de guidage percé/poinçonné au centre de la billette se déchire.
  • Cette action est assistée par un mandrin convenablement placé.
  • Au fur et à mesure que la billette avance et continue de tourner, l’action de déchirure se propage sur toute la longueur de la billette.
  • Le résultat est un tube sans soudure grossièrement formé de section transversale elliptique.
  • Ce tube sans soudure grossièrement formé est en outre laminé dans un « laminoir à bouchons ».
  • Les opérations finales de « bobinage » et de « calibrage » sont en outre menées sur les tubes de refroidissement pour améliorer la taille et la finition des tubes.

Conclusion

Nous avons discuté du processus de tréfilage et du dessin et de la fabrication de tubes avec le schéma de principe. Nous avons également discuté des autres travaux métalliques tels que l’extrusion, le laminage, le moulage et le soudage. faites-nous savoir ce que vous pensez de cet article dans la section des commentaires ci-dessous.