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République Tunisienne Université de Carthage * * Ministère de l’Enseignemen

République Tunisienne Université de Carthage *** *** Ministère de l’Enseignement Supérieur École Nationale d’Ingénieurs de Bizerte et de la Recherche Scientifique ACTIVITE EN MODE PROJET Présenté à L’École Nationale d’Ingénieurs de Bizerte Réalisés par : Seif Eddine HABBACHI Rayen LAABIDI Nawfel SALHI Mise en forme des tôles Année Universitaire : 2018/2019 Introduction générale Les procédés de mise en forme est l'une des technologies les plus vitales de l'industrie. Récemment, la demande de pièces en tôle de formes et de propriétés différentes a considérablement augmenté en raison du développement des industries modernes. Ce domaine implique un large éventail de processus permettant de fabriquer des pièces à des fins très diverses, et d’utiliser pratiquement l’intégralité des matières premières mises en œuvre. Cette recherche bibliographique introduit au préalable le domaine de mise en forme des toles, certains exemples des procédés les plus répandus et souligne les limites de l’emboutissage comme étude de cas de l’un de ces procédés. Le premier chapitre intitulé « mise en œuvre des toles » présente les différents matériaux dont se composent les toles et leurs types en donnant les caractéristiques de chacune. Le deuxième intitulé « les procédés et outillages » présente chacune de l’emboutissage, hydroformage, le pliage du côté outillage et déroulement. Le troisième intitulé « Limites du procédé de l’emboutissage » expose les principaux défauts dans les toles emboutissables et leurs origines. CHAPITRE 1 : Mise en œuvre des Tôles Introduction La norme française NFA40-001 (10-84) définit la tôle comme : « un produit plat laminé en laissant libre la déformation des rives, livré en feuilles planes, les rives étant brutes de laminage ou cisaillées ». Ce Produit de bonnes qualité, il est essentiel de connaître le caractéristiques formage ou aptitude au formage du matériau en feuille(tôles) dans les conditions dans lesquelles il est formé. La formabilité fait référence à la capacité d'une tôle être déformé dans une forme désirée tout en maintient l’intégrité structurelle sans déchirement, flambage et rides, éclaircies excessives. Les matériaux les plus courants pour le formage de feuilles inclure différents types de tôles d'acier, aciers inoxydable, aluminium et ses alliages et magnésium alliages. I. Matériaux 1. Aciers L’acier est un alliage métallique de couleur argentée contenant généralement plus de 98% de fer et du carbone en faibles proportions (généralement entre 0.002 et 0.5%). L’acier peut aussi contenir des petites quantités d’une série d’autres éléments chimiques tel le manganèse, le chrome, le silicium et le niobium, en modifiant légèrement la composition chimique et en contrôlant le cycle thermique pendant le laminage, il est possible de faire varier fortement les propriétés mécaniques de l’alliage.  Aciers à haute résistance avancés (AHSS) Qui sont une catégorie importante d'aciers en feuilles pour la réduction de poids dans l'industrie automobile, En outre, cet apte donner des contraintes de flux de divers alliages de tôle sous chargement biaxial basé sur le gonflement visqueux de pression (VPB), également appelé test de gonflement hydraulique  Aciers en feuilles à faible teneur en carbone Les aciers sont les matériaux en feuille les plus utilisés en raison de leur force relative, bon formabilité, et coût modéré. Ils fournissent également une large gamme de propriétés mécaniques, à partir de 200 MPa à des niveaux de résistance modérée 300 MPa avec une excellente ductilité des forces supérieures à 1400 N pour certains types de faible alliage et haute résistance Aciers (HSLA). Les tôles d’acier sont fournies sur une large gamme de compositions chimiques, mais la grande majorité sont des aciers non alliés à faible teneur en carbone choisis pour applications d'estampage, telles que les carrosseries d'automobiles. Les compositions chimiques sont 0,03 à 0,10% C, 0,15 à 0,50% de Mn, 0,035% de P (max) et 0,04% S (max).  La classification des tôles d'acier Cette classification peut être basée sur : - Compositions chimiques (carbone ordinaire, faible alliage, acier inoxydable, etc.) - Niveau de résistance requis (comme spécifié dans ASTM normes) - Méthode de finition (laminage à chaud, laminage à froid, etc.) Les aciers à faible teneur en carbone sont les plus couramment utilisés la tôle en raison de son faible coût et de sa bonne formabilité. a. Production Le fer utilisé pour faire de l’acier provient pour 60% de minerai que l’on réduit à l’aide de charbon dans les hauts-fourneaux. Les 40% restants proviennent du recyclage des ferrailles qui sont refondues principalement dans des fours électriques. L’acier est mis à nuance à l’aciérie avant d’être coulé en continu. Il est ensuite laminé sous forme de tôles, de poutrelles ou de fils. Une usine intégrée produit environ 4 à 6 millions de tonnes d’acier par an. b. Avantages de l’acier Propriétés mécaniques remarquables. - Caractéristiques ajustables en fonction de l’application : par exemple, la limite élastique peut varier d’un facteur 20 entre l’acier pour emboutissage profond (canettes) et le fil « steel cord » de la carcasse radiale des pneus. Avec un tel fil, s’il avait un diamètre de 2 mm, on pourrait soulever une masse de 1 tonne ! - Matériau magnétique. - Complètement recyclable sans perte de qualité. - Réserves minières quasiment inépuisables. - Prix assez bas. c. Inconvénients de l’acier • Corrosion : L’acier nu rouille, mais des solutions sont à présent disponibles comme les revêtements organiques (peinture) ou métalliques (galvanisation). La plupart des voitures sont ainsi garanties 12 ans contre la corrosion. Pour les applications les plus délicates on choisira l’acier inoxydable. • Densité élevée, mais ce « problème » est le plus souvent compensé par le niveau élevé des propriétés mécaniques qui permet d’utiliser des épaisseurs plus fines. Propriétés : • Densité : 7.85 g/cm³ • Point de fusion : 1500°C • Module de Young : ~200 GPa • Conductivité thermique : 90W.m-1. K-1 • Limite élastique : 100 à 4000 MPa 2. Cuivres et Alliages de Cuivre Le cuivre est un métal rougeâtre caractérisé par son excellente conductivité électrique et qui est donc surtout utilisé pour les câbles électriques. C’est un métal ductile et résistant à la corrosion, employé également en plomberie (tuyaux pour le gaz et l’eau) et en construction. Il tire son nom du latin Cuprum, lui-même dérivé de Cyprium, le nom latin de l’île de Chypre d’où il était extrait à l’époque. La production mondiale de cuivre s’élevait en 2004 à 14.6 millions de tonnes (3e métal le plus produit après le fer et l’aluminium). Les principaux pays producteurs de minerai sont le Chili et les États-Unis. a. Production Le cuivre métallique existe à l’état natif. Cependant, il est essentiellement présent dans la nature sous forme de composés et en particulier de sulfures comme la chalcopyrite (CuFeS2) et la chalcocite (Cu2S). Les minerais sont assez pauvres puisqu’ils contiennent généralement moins de 1% de cuivre. Après évacuation physique de la gangue on obtient un minerai enrichi à 25% environ. Ensuite, des traitements thermiques dans l’air permettent d’obtenir du cuivre métallique par réduction des sulfures. La pureté de ce cuivre est de 99% environ. Un raffinage supplémentaire par voie électrolytique permet d’atteindre des puretés de 99.99%. Les impuretés telles que l’or, l’argent et le platine qui sont insolubles dans l’électrolyte, sont bien évidemment récupérées. Après raffinage électrolytique, les blocs de cuivre peuvent être laminés sous forme de tôles ou tréfilés sous forme de fils. Le cuivre est vendu à l’état écroui (dur) ou à l’état recuit (malléable) b. Alliages de cuivre Il existe de nombreux alliages contenant du cuivre. Parmi ceux-ci, citons le laiton (alliage cuivre-zinc) et le bronze (alliage cuivre-étain). Ces alliages sont plus durs que le cuivre pur. Le laiton est beaucoup utilisé pour les instruments de musique et pour l’usinage de pièces de plomberie tandis que le bronze qui fût jadis très important (souvenez-vous de l’âge du bronze) est aujourd’hui essentiellement utilisé en sculpture. Exemples d’utilisation des alliages de cuivre Propriétés •Densité :8.96 g/cm³ •Point de fusion :1084°C •Module de Young : ~120 GPa •Résistivité :(20°C) 16.78 nΩ.m •Conductivité thermique : 400W.m-1. K-1 •Limite élastique :50 - 80 MPa (recuit) – 300-400 MPa (écroui). •Défaut : Faible résistance au fluage => il faut resserrer régulièrement les vis qui maintiennent les fils en cuivre (dans les disjoncteurs par exemple) afin d’éviter les mauvais contacts qui donnent lieu à des échauffements importants. 3. Alliages de magnésium Les alliages de magnésium sont des candidats importants pour matériaux structurels légers. Elles sont utilisées dans certaines applications de l'industrie automobile et les industries aérospatiales et pour les machines industrielles. Les alliages en feuille de magnésium sont difficiles à forme à la température ambiante, Cependant ils possèdent excellent comportement de formage à des températures élevées La température joue un rôle important dans la détermination les propriétés mécaniques, notamment résistance à la traction et limite d'élasticité des alliages de magnésium.  Facteurs influençant la formabilité Alliages du magnésium - Les contraintes d'écoulement sont influencées par la température de formage. - Les stress et les souches dépendent fortement de la température de formage. - Les températures élevées contribuent à améliorer ductilité et donc capacité de formabilité. 4. Alliages légers (alliage d’aluminium) L’aluminium est un métal de couleur argentée caractérisé par sa faible densité. uploads/s3/ rapport 15 .pdf