Le tirage de barres en acier simple est le processus de mise en forme d'une barre simple ou brute de plus grand diamètre en une barre de plus petit diamètre. En réalité, la barre simple de plus grand diamètre est étirée jusqu'à atteindre le diamètre souhaité. De plus, le tirage de barres est un processus de création de contraintes dans la barre, effectué pour augmenter sa résistance et sa solidité face aux forces de traction.

Le tirage de barres est réalisé à l'aide de machines modernes et avec une grande précision. La forme du moule de tirage peut être ronde, hexagonale (six faces), carrée (quatre faces), etc., selon son application. Après être passée à travers le moule, la barre brute prend la forme souhaitée, et après le processus, on l'appelle communément barre de transmission ou barre trans. Les produits comprennent différents types de barres trans (tirage à l'huile, polissage simple, polissage double ou meulage, avec roulements, etc.) ainsi que des barres hexagonales ou trans hexagonales et des barres carrées ou trans carrées, et des bandes trans.

Parmi les meilleures entreprises de tirage de barres à Téhéran, on peut citer Pars Tirage Précis, l'un des leaders de l'industrie du tirage de barres avec plus de 30 ans d'expérience, qui est toujours capable de tirer des barres et de produire différents types de barres de traction avec une très haute précision, en tenant compte des besoins de l'utilisateur et de la qualité d'exportation.

Le tirage de barres a différents types et variétés, et nous allons aborder les principaux, à savoir le tirage à chaud et le tirage à froid, ainsi que les avantages de chacun.

Tirage à chaud (Hot Rolling)

C'est un processus dans lequel la barre est soumise à une température élevée et à l'aide de machines spéciales, elle est mise sous tension.

Étapes du tirage à chaud

1- Chauffage initial : Au départ, les barres sont chauffées dans un four spécial à une température élevée d'environ 950 à 1050 degrés Celsius, ce qui permet de ramollir la barre et d'accélérer son processus de mise en forme.

2- Laminage à chaud : À la deuxième étape, les barres chauffées passent entre des rouleaux spéciaux de laminage. Ces rouleaux exercent une pression continue sur les barres, provoquant leur déformation et leur changement de taille. Ce processus peut être répété plusieurs fois jusqu'à ce qu'elles atteignent la forme et la taille souhaitées.

3- Refroidissement : Après le laminage, les barres sont rapidement refroidies. Ce processus peut se faire naturellement, à l'air libre, ou de manière contrôlée, en utilisant de l'eau et de l'air. L'accélération du refroidissement des barres augmente leur solidité.

Avantages du tirage à chaud

Flexibilité : Les barres produites par tirage à chaud ont plus de flexibilité et sont plus résistantes à la rupture.

Haute résistance : Ce type de tirage augmente la dureté et la solidité de la barre.

Accélération de la production : Dans le tirage à chaud, grâce à l'utilisation de températures élevées et de machines de laminage, le processus de production est rapide et conduit à une production en masse de barres.

Applications du tirage à chaud

Le tirage à chaud est utilisé dans de grands projets, tant dans le secteur de la construction que dans l'industrie, où des barres à haute résistance sont nécessaires. Par exemple, pour la construction de ponts, de tours, de barrages et d'autres structures résistantes et grandes.

Tirage à froid (Cold Drawing)

Le tirage à froid est un processus dans lequel la barre est soumise à une traction sans avoir besoin d'être chauffée, à température ambiante. Cette méthode est principalement utilisée pour produire des barres de petit diamètre avec une grande précision en termes de dimensions et de propriétés mécaniques spécifiques.

Étapes du tirage à froid

Nettoyage de la barre : Avant le tirage, la barre doit être nettoyée pour éliminer toute rouille, huile et impuretés de surface. Cela se fait par des méthodes chimiques ou mécaniques.

Tirage de la barre : Après le nettoyage, les barres sont passées à travers des machines de tirage spéciales via un moule. Cela réduit le diamètre de la barre et augmente sa longueur. Le processus de tirage peut se faire en une ou plusieurs étapes pour obtenir le résultat souhaité en termes de dimensions et de diamètre.

Détente : Après le tirage, la barre subit un traitement thermique pour éliminer les contraintes internes et améliorer ses propriétés mécaniques.

Avantages du tirage à froid

Surface lisse : Les barres tirées par cette méthode ont une surface plus lisse et plus uniforme, ce qui est l'une de leurs caractéristiques distinctives.

Haute précision dimensionnelle : La production de barres avec une grande précision en diamètre et en dimensions est l'une des applications spécifiques et sensibles du tirage à froid de barres.

Amélioration des propriétés mécaniques : Les barres tirées par la méthode à froid ont une haute résistance et dureté, et présentent une meilleure résistance aux forces mécaniques et externes.

Applications du tirage à froid

Ce type de barre a des applications variées dans différentes industries. Les industries automobile, de la machine et de la construction sont quelques-unes des industries qui utilisent des barres de traction.

Tirage de barres ou extrusion de barres

Lorsque le métal est soumis à une force de traction à la sortie ou derrière le moule, le processus de mise en forme est appelé tirage ou extrusion.

La force nécessaire pour le tirage ou l'extrusion dépend de la réduction de la section transversale, de l'angle du cône du moule et du frottement. Après le fraisage, les barres sont prêtes pour le tirage. Les barres sont amenées à la section de tirage, et la pointe fraisée est facilement passée à travers le moule de tirage. Le dispositif de tirage, soutenu par un réducteur puissant avec un câble, saisit la pointe fraisée de la barre et, avec une grande force, oblige la barre de plus grand diamètre à passer à travers le trou du moule.

Par exemple, une barre laminée d'un diamètre d'environ 14 millimètres est convertie en une barre de 11,75 avec une tolérance de 0,01 millimètre. Le tirage de barres ou l'extrusion de barres réduit le diamètre de la barre et augmente sa longueur. Ainsi, plus le diamètre de la barre est réduit par rapport au diamètre initial, plus la barre étirée augmente en longueur.

Ce changement de longueur peut être calculé exactement selon le tableau ci-dessous. Ce tableau présente le poids d'un kilogramme de fer par mètre pour différents diamètres et dans trois sections circulaires, carrées et hexagonales.

Par exemple, une barre de diamètre 10 millimètres a un poids de 0,617 kilogramme par mètre selon le tableau, et lors de la conversion et du tirage en une barre de diamètre 8 millimètres, dont le poids par kilogramme par mètre est de 0,395, nous calculons comme suit : un mètre de barre de 8 millimètres pèse 0,395 kilogramme. Maintenant, combien de mètres de barre de 8 millimètres correspondent à 0,617 kilogramme ? 0,395 1 mètre de diamètre 8 0,617 Kg/m ? mètre de diamètre 8 1,56 = ? 0,56 mètre de changement de longueur.

Dans les cas où le tirage de sections non circulaires est souhaité, ou même dans les cas où des surfaces non géométriques et irrégulières sont envisagées, il est nécessaire de former le profil souhaité à des dimensions environ 15 % plus grandes que la taille finale avant le tirage, par le biais du formage à rouleaux ou du laminage à chaud.

Dans de tels cas, le calcul des angles d'entrée du moule de tirage et la prise en compte de la force de traction uniforme sur la section du profil sont très importants. Il faut garder à l'esprit qu'avant le tirage, il est généralement nécessaire d'effectuer un recuit approprié et d'éliminer les couches superficielles avant de procéder au tirage.

Pour certains métaux qui sont riches en carbone ou contiennent des éléments résistants, le processus de recuit doit également être effectué après le tirage afin de servir d'opération de redressage et éventuellement d'appliquer des meulages ou des usinages appropriés.

En général, dans les meilleures conditions et la méthode de tirage la plus optimale, la réduction de la section transversale ne doit pas dépasser 20 à 22 pour cent, bien que ces chiffres soient en pratique limités à environ 15 pour cent. Dans le tirage fin de sections circulaires, des diamètres d'un centième de millimètre peuvent également être tirés avec une précision exceptionnelle.

Préparation des métaux et tirage

Le tirage longitudinal des métaux est l'une des principales méthodes de préparation des métaux pour une utilisation industrielle. Dans cette méthode, l'angle du moule et ses dimensions déterminent la forme et la qualité du produit final. Le tirage est généralement effectué à température ambiante et sans avoir besoin de chauffer le métal, à l'exception du tirage du tungstène, qui est utilisé pour les filaments des lampes à incandescence.

Le tirage des métaux peut être effectué en plusieurs étapes sans avoir besoin de recuit, bien que le nombre de tirages et le degré de réduction de la section transversale dépendent directement du type de métal et des alliages utilisés.

Un des avantages notables du tirage à froid, qui a conduit à son expansion dans l'industrie, est la précision et l'uniformité de la surface après le tirage et la rapidité de production.

En plus des avantages mentionnés, pour certains métaux comme l'aluminium et le cuivre, la compression de la surface est nécessaire pour préparer les opérations suivantes, ce qui se fait par le biais du laminage ou du tirage, ou finalement par le laminage et le tirage.

Dans certains cas, même pour former et préparer la surface de plastiques spécifiques, et même pour un revêtement métallique sur un autre métal, appelé noyau, le tirage de barres est utilisé et a une application souhaitable et significative. Par exemple, pour le revêtement en cuivre sur une tige en fer pour un barrette de mise à la terre, le tirage à froid est utilisé.

Processus de tirage de barres | Frottement et lubrification appropriés entre le moule et la barre

Dans la mise en forme des métaux, les conditions de frottement entre le moule et la barre dépendent de facteurs tels que la force, la manière dont les propriétés finales de l'échantillon changent, la rugosité de la surface, etc.

Le matériau du moule de tirage doit être un alliage appelé tungstène, et pour la lubrification et le refroidissement lors du passage de la barre à travers le moule, de l'huile de tirage est utilisée.

La contrainte de frottement (Ƭ) est mesurée en unités de force par unité de surface de contact. La surface de contact est la frontière du métal déformé. Ainsi, la contrainte de frottement ou de résistance est la contrainte de cisaillement à cette frontière.

Le processus de tirage de barres | Le mécanisme de frottement est un phénomène complexe et dépend de nombreux variables tels que le matériau, la taille et le diamètre de la barre, la vitesse de déformation, la température et les conditions atmosphériques, etc.

Pour un lubrifiant spécifique, on utilise généralement trois modèles pour décrire son effet : hydrodynamique, lubrification de surface et lubrification hydrostatique.

Dans la lubrification hydrostatique, qui est courante dans la mise en forme des métaux, le lubrifiant est piégé sous forme de nombreuses petites poches à la surface de l'échantillon au moment du contact de l'outil avec l'échantillon.

Dans la déformation plastique du métal, la surface de la barre se tord et prend la forme de la surface du moule. Par conséquent, la surface réelle de contact est liée à l'adhérence spécifique de la surface de contact, et comme dans le cas de la déformation élastique, elle ne peut pas être négligée.

Le processus de tirage de barres, donc, le frottement dans la déformation plastique est nécessairement différent du frottement glissant dans les pièces de machine. Quoi qu'il en soit, des vitesses relatives élevées entre la pièce de travail et la surface de l'outil, accompagnées d'une forte pression, provoqueront la rupture du film de surface, permettant à une nouvelle surface d'entrer en contact avec la surface de l'outil.

Ainsi, le contact adhérent est facilité. Dans un tel cas, le métal en déformation ne glisse pas le long de la surface de l'outil, tout en supposant qu'il n'y a aucune glisse entre la pièce de travail (barre) et l'outil (moule) est également incorrect.

Pour un tel mécanisme complexe de frottement qui se produit généralement dans la mise en forme des métaux, le frottement est fonction du glissement et de l'adhérence. Ainsi, l'équation de cisaillement suivante est obtenue : [P+ AØ]µ = Ƭ

Pour former et dimensionner des barres et d'autres sections métalliques, il est nécessaire de les faire passer à travers un moule spécifique tout en respectant les conditions requises avant le tirage de la barre. L'un des processus de production les plus fondamentaux après le laminage à chaud des métaux est le tirage à froid pour préparer le métal à une utilisation dans l'industrie. Cette méthode, grâce à ses surfaces polies et précises, est couramment utilisée dans l'industrie.

En fait, la méthode initiale de réduction du diamètre du métal, en particulier pour les métaux précieux comme l'or et l'argent, a été pratiquée depuis longtemps par tirage, bien que de manière sporadique et basée sur des expériences personnelles dans des ateliers de bijouterie de manière spécialisée. Il est évident que ce niveau de production était très faible et limité aux besoins individuels, qui ont été courants pendant des années et ont répondu aux besoins de leur époque.

Le rôle du paramètre delta dans le processus de tirage de fil

Le paramètre delta est un paramètre important pour exprimer l'impact de la géométrie de la zone de déformation dans le processus de tirage de fil.

Δ représente le rapport de la taille de la zone de déformation perpendiculaire à l'axe de traction (h) à la taille de la zone de déformation parallèle à l'axe de traction (L) (h/L). Ce rapport est en fait le diamètre moyen dans la zone conique, divisé par la longueur de cette zone. h=h0-h1 et αL=h/2sin en fonction de l'angle demi-conique du moule (α) et de la réduction de la section transversale (r), on peut estimer la valeur de delta sous la forme de l'expression /r)][1+(1-r)1/2 ]2α [(où α est en radians et r est le pourcentage de réduction de la section transversale du fil divisé par 100.

Dans les processus de tirage traditionnels et habituels, les valeurs de delta se situent entre 2,5 et 3, tandis que dans le système de tirage moderne, cette valeur est inférieure ou égale à 1,5. En d'autres termes, plus l'angle du moule est faible et plus la réduction de la section transversale est importante, plus la valeur de delta diminue.

Le rôle important de delta peut être expliqué dans le processus de tirage de fil et son impact sur la prévention et la limitation des défauts de fissures au centre du fil (center-burst) et des fissures en forme de chevron (chevrons cracks), où des valeurs de delta égales ou inférieures à 1,5 minimisent la croissance des fissures en forme de chevron.

En général, de faibles valeurs de delta dans les processus de tirage de fil minimisent le travail supplémentaire nécessaire pour le processus de recuit, la pression du moule et l'usure du moule. De plus, lorsque la lubrification est bien effectuée, une faible valeur de delta peut réduire le coefficient de frottement.

La formule delta permet de combiner efficacement les effets de l'angle du moule et du degré de réduction de la section transversale, et avec des variations dans la réduction de la section transversale et l'angle du moule, de créer des conditions optimales pour le tirage de fil.

Un inconvénient des faibles valeurs de delta est qu'elles nécessitent des moules avec des noyaux plus longs, et le frottement augmente également dans les cas où les conditions de lubrification sont appropriées et critiques.

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