Comprendre le tréfilage :le processus de travail des métaux qui façonne des fils de haute qualité

Le tréfilage est un processus de travail des métaux qui réduit le diamètre d'un fil en le tirant à travers une filière conçue à cet effet. Généralement effectué à température ambiante, le tréfilage est différent de l’extrusion dans le sens où le fil est tiré à travers la filière plutôt que poussé. Bien que l'application la plus connue du fil tréfilé soit le câblage utilisé pour les réseaux électriques et de communication, il existe d'innombrables autres utilisations :les trombones, les ressorts, les rayons des pneus et le fil musical (les fils utilisés dans les violons, violoncelles et autres instruments à cordes) sont tous fabriqués à partir de fil tréfilé.

Le fil était à l'origine fabriqué en martelant du métal, tel que l'or et l'argent, en feuilles très fines, puis en découpant des tranches très fines dans les feuilles. Ces fines tranches étaient à nouveau martelées jusqu'à ce qu'elles soient suffisamment fines pour être utilisées comme bijoux ou pour être tissées dans des vêtements. Des preuves archéologiques suggèrent qu'environ 400 avant JC, les métallurgistes expérimentaient le tréfilage, fabriquaient des matrices brutes et y tiraient le fil à la main.

Jusqu'au milieu du XIXe siècle, le processus de tréfilage est devenu plus sophistiqué, à mesure que les artisans développaient différentes techniques, notamment l'utilisation de la machine à vapeur pour alimenter le processus de tréfilage proprement dit. Ils ont appris à lubrifier le fil à tréfiler, ce qui a réduit la quantité d'énergie nécessaire pour tréfiler le fil et amélioré légèrement la qualité. Cependant, la qualité du fil tréfilé a toujours été limitée par la qualité du métal à partir duquel il était fabriqué. Les métaux d’une pureté et d’une malléabilité incohérentes se briseraient régulièrement lorsqu’ils étaient étirés en fil. Les fils cassés devaient être épissés, un processus long qui entraînait une perte de qualité, ce qui constituait un problème critique pour des applications telles que les communications télégraphiques. La mauvaise qualité du fil tréfilé augmentait le temps nécessaire à la production et rendait le fil très coûteux.

Ce n'est qu'avec l'invention du procédé Bessemer à la fin des années 1850, qui produisait du métal de manière constante, que le tréfilage fut capable de produire du fil d'une qualité élevée et constante. Le métal versé des convertisseurs dans des moules appelés billettes n'est que légèrement refroidi, puis le processus de transformation en fil dans un laminoir à chaud commence, tirant parti de la chaleur résiduelle du procédé Bessemer. De grandes bobines de fil épais, appelées fil machine, pesant de 150 à 300 livres (68 à 136 kilogrammes), sont fabriquées au cours de ce processus.

Une fois que le fil machine a été nettoyé des impuretés de surface, l'extrémité est suffisamment effilée pour pouvoir passer à travers la matrice, qui elle-même est effilée avec l'ouverture d'un côté suffisamment large pour accueillir le fil machine, se rétrécissant jusqu'à 40 pour cent sur sa longueur. La pointe du fil machine conique est saisie fermement et tirée à travers, réduisant ainsi son diamètre. Le fil étroit est généralement enroulé autour d'un noyau, bien qu'il puisse parfois être passé à travers une filière plus petite pour poursuivre le processus de rétrécissement. Un fil épais peut être réduit en diamètre jusqu'à 40 pour cent en un seul passage ; un fil plus fin peut être réduit de 15 à 25 pour cent.

Pour produire les fils très fins utilisés dans les câbles téléphoniques et les câbles électriques toronnés, les fils sont étirés à travers des filières de plus en plus étroites. Une fois tréfilé, le fil est parfois soumis à un traitement supplémentaire, en fonction de son utilisation prévue. Par exemple, un processus appelé recuit, ou chauffage du produit fini à une certaine température pendant une période de temps définie, est effectué si le fil doit être flexible et souple. Le fil plus épais qui sera coupé en clous n'est pas recuit, mais sera souvent galvanisé ou recouvert de zinc pour éviter la rouille. Le fil utilisé dans les clôtures, comme le fil de fer barbelé, est généralement à la fois recuit et galvanisé.

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