Comprendre le laminage : comment les procédés de laminoir façonnent le métal

Le laminage s'effectue sur un laminoir, à chaud ou à froid. Le laminoir comprend : deux ou plus cylindres de travail, cylindres d'appui, cages, moteur, volant, réducteur, accouplement. Cylindres lisses ou cannelés selon forme du produit.

Aujourd'hui : principe de fonctionnement et procédés du laminage en métallurgie.

Principe de fonctionnement du laminage

Intéressant mais requiert opérateur qualifié. Métal coincé entre cylindres rotatifs en sens opposés. Ecartement < épaisseur pièce. Métal comprimé tout en avançant par frottement aux interfaces. Après passage : épaisseur diminue, longueur et largeur augmentent.

Augmentation largeur négligeable. Allongement absolu = gain longueur. Épaisseur absolue = gain largeur. Diminution épaisseur = draft (réduction).

Cylindres lisses ou cannelés selon forme produit. Le métal change progressivement de forme au contact des deux cylindres.

Vidéo : fonctionnement machine de laminage

[Contenu vidéo]

Procédés sur machine de laminage

Cintrage par laminage (Roll bending)

Produit pièces cylindriques à partir de tôles/aciers. Procédé continu : longue bande métallique passe dans jeux de cylindres successifs pour pli incrémental. Idéal pour pièces longues ou grandes quantités.

Laminage plat (Flat rolling)

Forme basique : section rectangulaire entrée/sortie. Matière entre deux cylindres sens opposés, écartement < épaisseur initiale. Déformation → diminution épaisseur → allongement. Frottement interface pousse la matière.

Laminage d'anneaux (Ring rolling)

Type spécialisé de laminage à chaud augmentant diamètre d'anneau. Départ : anneau épais entre rouleau intérieur (galet) et rouleau entraîné extérieur. Rouleau entraîné presse l'anneau vers l'extérieur. Épaisseur paroi diminue, diamètre augmente. Applications : bandages ferroviaires, roulements, engrenages, fusées, turbines, avions, réservoirs sous pression, tuyaux. Structure de grain circonférentielle → meilleures propriétés mécaniques.

Laminage contrôlé (Controlled rolling)

Traitement thermomécanique intégrant déformation contrôlée et traitement thermique. Chauffage au-dessus recristallisation → traitements thermiques ultérieurs inutiles. Contrôle : grain fin ; taille, ténacité, nature, distribution phases (ferrite, perlite, austénite, bainite, martensite) ; précipitation ; ténacité. Surveillance extrême : composition/départ, températures étapes, niveaux déformation, refroidissement. Économique en énergie, meilleures propriétés mécaniques.

Laminage de forge (Forge rolling)

Laminage longitudinal réduisant section transversale d'une barre/billette chauffée entre deux segments de cylindres contraires. Optimise distribution matière pour forgeage en matrice ultérieur : meilleure utilisation matière, efforts réduits, meilleure qualité surface. Métaux forgables : billettes longues, distribution masse ciblée pour bielles, axes, vilebrequins, fusées de direction.

Caractéristiques du forge rolling :

• Productivité élevée, utilisation matière optimale
• Bonne qualité surface
• Durée vie outillage prolongée
• Outils petits, coûts faibles
• Propriétés mécaniques améliorées (flux de grain optimisé vs forgeage matrice seul)

Ces procédés couvrent les besoins industriels du simple cintrage au formage de précision haute performance.