Procédé de fabrication de tôles minces destinées à l'emboutissage

Description

[0001] L'invention concerne les aciers pour emballages destinés à être emboutis. Plus particulièrement elle concerne un procédé de fabrication de tôles en acier, destinées à la fabrication par emboutissage par retreint de boîtes ou récipients tels que des boîtes dites "boîtes deux pièces", notamment des boîtes dites "DRD" (c'est-à-dire obtenues par emboutissage-réemboutissage), ainsi que le produit obtenu.

[0002] L'utilisation croissante du procédé d'emboutissage dans la fabrication d'emballages métalliques nécessite le développement de tôles d'acier de très faibles épaisseurs, ou fers minces (fer-blanc ou fer chromé) toujours plus performants du point de vue formabilité et résistance mécanique de l'emballage, récipient ou boîte, embouti.

[0003] Selon les techniques courantes actuelles, ces produits sont habituellement obtenus par un procédé comportant notamment une phase de recuit sur base.

[0004] Cependant l'emboutissabilité des produits ainsi obtenus est insuffisante pour les mises en oeuvre les plus sévères c'est-à-dire lorsque les fers doivent être très fortement déformés par emboutissage.

[0005] Ce problème est d'autant plus important que les fers pour emboutissage tendent à avoir une épaisseur de plus en plus faible. En effet l'amélioration des caractéristiques mécaniques des aciers pour emballage autorise la fabrication de boîtes ou récipients de très faible épaisseur sans nuire à la tenue mécanique de ceux-ci. Par contre ces épaisseurs faibles induisent des contraintes particulières pour l'emboutissage de tels fers, pour lesquels on recherche un coefficient d'anisotropie élevé et un anisotropie plane faible.

[0006] Dans le but d'obtenir ces caractéristiques l'invention a pour objet un procédé de fabrication de tôles minces en acier pour emballage à emboutissabilité amélioré, tel que revendiqué à la revendication 1.

[0007] Préférentiellement, l'acier est élaboré en convertisseur avec soufflage d'oxygène par le fond et avec soufflage d'argon.

[0008] L'invention a aussi pour objet une tôle mince en acier, destinée à l'emboutissage, obtenue par le procédé ci-dessus et revendiquée à la revendication 2.

[0009] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple.

[0010] On élabore en convertisseur du type LWS, c'est-à-dire avec soufflage d'oxygène par le fond, et avec soufflage d'argon, un acier de composition :

C = 11 10^-3 %

Mn = 187   "

P = 4   "

N = 4,5   "

Al = 8   "

S = 6   "

le reste étant du fer.

[0011] Cet acier n'est pas soumis à un dégazage sous vide.

[0012] Cet acier est ensuite coulé en continu de manière classique, puis laminé à chaud avec une température de fin de laminage de 870°, et bobiné à une température de 710°C.

[0013] Après laminage à froid jusqu'à une épaisseur de 0,23 mm, la tôle mince obtenue est soumise à un recuit en continu à une température inférieure à 700°C, par exemple 660°C, puis relaminée jusqu'à une épaisseur de 0,18 mm.

[0014] On notera que les teneurs en manganèse et en soufre sont optimisées pour garantir simultanément une bonne forgeabilité lors du laminage à chaud, et une bonne emboutissabilité de la tôle mince finalement obtenue. En effet, une réduction de la teneur en manganèse est favorable pour ce qui concerne la texture finale de la tôle, mais si cette teneur est trop faible, il peut se poser des problèmes de forgeabilité.

[0015] La teneur en carbone réduite, obtenue grâce à l'élaboration en convertisseur LWS avec soufflage d'argon, associée à un bobinage à haute température favorise l'emboutissabilité de la tôle mince finalement obtenue.

[0016] Par ailleurs la faible teneur en aluminium permet d'éviter sa précipitation lors du recuit, ce qui est également favorable pour l'emboutissabilité.

[0017] La combinaison de ces différents facteurs permet l'obtention d'une bonne emboutissabilité de la tôle mince, avec un recuit à basse température, laquelle est exigée pour un recuit continu de tôles très minces, dont l'épaisseur peut être inférieur à 0,20 mm. En effet les techniques actuelles de recuit continu ne permettent pas de traiter à haute température de telles tôles qui, sous l'effet de températures élevées et de la grande vitesse de défilement, risqueraient de fluer et former des plis, perturbant ainsi le processus de recuit et dégradant la qualité de la tôle.

[0018] Le tableau ci-dessous indique pour différentes compositions d'acier et conditions de laminage et bobinage à chaud les valeurs du coefficient d'anisotropie " r " et de la valeur de "ΔC" de la tôle mince obtenue après laminage à froid et recuit. La valeur "

" est déterminée par des essais de traction uniaxiale après recuit. La valeur "ΔC", qui exprime le niveau de cornes d'emboutissage, est mesurée par méthode magnétique après relaminage. Cette valeur est corrélée à la valeur de l'anisotropie plane "Δ

".

	Acier selon l'invention recuit en continu			Acier classique avec recuit base	Acier classique en recuit continu
	ex. 1	ex. 2	ex 3
Composition (en 10-3%)
C	10	11	7	60	43
Mn	167	187	231	310	271
P	6	4	6	11	8
N	4,5	4,2	4,2	5,5	4,5
Al	8	14	13	55	53
S	7	6	10	18	15
Température de fin de laminage (°C)	890	870	885	860	860
Température de bobinage (°C)	715	710	720	570	710
	1,65	1,62	1,61	1,61	1,30
ΔC	-0,18	-0,18	- 0,20	- 0,39	-0,35

[0019] On constate que par rapport aux aciers classique selon l'Art antérieur, le coefficient d'anisotropie de la tôle mince en acier selon l'invention est au moins aussi élevé, et surtout que l'anisotropie plane (corrélée à "ΔC") est considérablement réduite, ce qui correspond à une emboutissabilité nettement améliorée.

Revendications

1. Procédé de fabrication de tôles minces en acier pour emballage destinées à l'emboutissage, caractérisé en ce que, en vue d'obtenir des tôles minces d'épaisseur inférieure à 0,20 mm présentant un coefficient d'anisotropie

élevé et une anisotropie plane Δr faible, il comporte les opérations suivantes prises dans cet ordre:

- élaboration en convertisseur de préférence du type LWS avec soufflage d'argon, d'un acier contenant du carbone dans une proportion inférieure à 0,015%, du manganèse dans une proportion 0,15 à 0,25%, du soufre dans une proportion inférieure à 0,012% et de l'aluminium dans une proportion inférieure ou égale à 0,014%, ces proportions étant pondérales, le solde étant du fer et des impuretés habituelles inévitables; cet acier n'étant pas ensuite soumis à un dégazage sous vide,

- coulée en continu;

- laminage à chaud entièrement en domaine austénitique;

- bobinage à une température supérieure à 650°C;

- laminage à froid jusqu'à une épaisseur supérieure à l'épaisseur finale;

- recuit continu à une température inférieure à 700°C;

- relaminage jusqu'à l'épaisseur finale.

2. Tôle mince en acier pour emballage destinée à l'emboutissage, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon la revendication 1 et qu'elle présente un coefficient d'anisotropie

supérieur ou égal à 1,6 et une valeur Δ C, corrélée à l'anisotropie plane Δr, supérieure ou égale à -0,20.

Ansprüche

1. Herstellungsverfahren für dünne, zum Tiefziehen bestimmte Stahlbleche zur Verpackung, dadurch gekennzeichnet, dass es, um Dünnbleche mit einer Dicke unter 0,20 mm und einem erhöhten Anisotropiekoeffiziente

und einer schwachen ebenen Anisotropie Δr zu erhalten, folgende in dieser Reihenfolge durchzuführende Arbeitsgänge aufweist:

- Ausarbeitung in einem Konverter , bevorzugt vom Typ LWS , mit Einblasen von Argon , eines Stahls, der Kohlenstoff in einem Verhältnis unter 0,015%, Mangan in einem Verhältnis zwischen 0,15 bis 0,25%, Schwefel in einem Verhältnis unter 0,012% und Aluminium in einem Verhältnis unter oder gleich 0,014% enthält, wobei diese Verhältnisse gewichtet sind, der Rest Eisen und unvermeidliche übliche Verunreinigungen darstellt und ohne dass dieser Stahl anschließend einer Vakuumentgasung unterworfen wird;

- Stranggießen;

- Warmwalzen in völlig austenitischem Bereich;

- Aufrollen bei einer Temperatur, die 650°C übersteigt;

- Kaltwalzen bis zu einer Dicke, die über der Enddicke liegt;

- Kontinuierliches Ausglühen bei einer Temperatur unter 700°C;

- Wiederwalzen bis zur Enddicke.

2. Dünnes , zum Tiefziehen ,zur Verpackung bestimmtes, Stahlblech , dadurch gekennzeichnet, dass es durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wird und dass es einen Anisotropiekoeffizienten

über oder gleich 1,6 und einen mit der ebenen Anisotropie Δr korrelierten Wert ΔC über oder gleich -0,20 aufweist.

Claims

1. Process for manufacturing thin sheet made of packaging steel intended for drawing, characterized in that, for the purpose of obtaining thin sheet with a thickness of less than 0.20 mm, having a high anisotropy coefficient

and a low plane anisotropy Δr, it comprises the following steps, taken in this order:

- smelting, in a converter, preferably of the LWS type with argon blowing, of a steel containing carbon in a proportion of less than 0.015%, manganese in a proportion of 0.15 to 0.25%, sulphur in a proportion of less than 0.012% and aluminium in a proportion of less than or equal to 0.014%, these proportions being by weight, the balance being iron and the usual inevitable impurities, this steel then being subjected to vacuum degassing;

- continuous casting;

- hot rolling entirely within the austenitic range;

- coiling at a temperature above 650°C;

- cold rolling down to a thickness greater than the final thickness;

- continuous annealing at a temperature below 700°C; and

- rerolling down to the final thickness.

2. Thin sheet made of packaging steel intended for drawing, characterized in that it is obtained by the process according to Claim 1, and in that it has an anisotropy coefficient

of greater than or equal to 1.6 and a ΔC value, correlated to the plane anisotropy Δr, of greater than or equal to -0.20.