RÉSUMÉ

Bref aperçu des caractéristiques de l’acier de base du fer blanc, de sa définition, de sa mesure et de ses influences.

INTRODUCTION

Comme on le sait, le fer-blanc est un matériau formé par une feuille d’acier recouverte d’étain sur ses deux faces. Cet acier est d’une épaisseur uniforme, et susceptible de rouiller sans la protection de l’étain. Cette tôle d’acier présente certaines caractéristiques essentielles pour le fer blanc et a une influence décisive sur la fabrication des emballages. Les principales sont les suivantes :

Type (qualité) – Degré de raffinement chimique de l’acier

Surface : Low box et Sita – Mesure de la surface du film

Dureté – Degré de dureté

Jauge – Epaisseur de la feuille

Taille de la lame – Travail – Découpage – Tolérance

Direction du grain – Orientation du roulement

Finition de surface – Différentes finitions

Dans ce travail, nous allons développer chacun de ces facteurs

TYPE (GRADE)

Le degré de raffinement chimique de l’acier, c’est-à-dire sa composition, était établi dans le four d’élaboration de l’acier. Trois types de fer blanc, identifiés comme « L », « MR » et « MC », sont utilisés pour la fabrication des conteneurs.

Le fer-blanc de type « L » a une faible teneur en métalloïdes (phosphore). Le type « MR » est de teneur moyenne, dont la trempe ou la dureté est essentiellement acquise lors de l’opération de laminage. Le type « MC » a une teneur en phosphore moyenne à élevée, plus élevée que les deux autres types. Le durcissement de ces derniers est essentiellement obtenu par des variations de la teneur en phosphore, bien que l’opération de laminage ait également une influence. Parmi les trois types, le plus utilisé est de loin le « MR ».

Les quantités de carbone, de magnésium, de silice et de soufre sont très similaires dans les trois types de fer blanc. Ces éléments, s’ils sont à la limite des tolérances maximales, peuvent influencer les caractéristiques de l’acier et ses performances. La présence de cuivre est plus faible dans le grade « L », ce qui entraîne une plus grande résistance à la corrosion. Ce type a également une plus faible proportion de phosphore, ce qui lui confère une plus grande malléabilité relative, ce qui lui permet d’être embouti. Cette haute résistance à la corrosion rend ce type de fer blanc très adapté aux produits acides tels que les fruits et légumes.

L’augmentation de la quantité de phosphore augmente sa dureté pendant le processus de laminage, mais au contraire, comme nous l’avons déjà indiqué, elle réduit sa résistance à la corrosion. C’est pourquoi, lorsque vous souhaitez obtenir des valeurs moyennes et suffisantes de dureté et de résistance à la corrosion, le type « MR » est le plus couramment utilisé. Dans l’article « HOJALATA », publié sur ce site web, il est détaillé mais des particularités sur les types de base d’acier.

MESURES DE SURFACE

Plusieurs types d’unités sont utilisés sur le marché pour mesurer le fer blanc, qui correspondent essentiellement à ceux de son acier de base, puisque l’influence de l’étamage sur les dimensions finales est négligeable. Il y en a essentiellement trois : la base box américaine, la base box européenne et la sita. La boîte de base est une unité de mesure de surface propre à l’industrie du fer blanc. Deux types de boîtes de base sont utilisés dans le commerce international du fer blanc : américain et européen.

Boîte de base américaine

C’est une unité basée sur la surface de 112 feuilles mesurant 14″ x 20″ dont le produit – la surface – est de 31 360 pouces carrés (217,78 pieds carrés) équivalent à 20,23 mètres2 Ce système est dérivé du quintal anglais couramment utilisé à l’époque du développement initial du fer blanc dans ce pays.

Boîte de base européenne

C’est une unité de mesure basée sur 100 feuilles de dimensions 14″ x 20″, soit 18,06 m2 équivalent à 28 000 pouces carrés. Il s’agit d’une variante de la boîte américaine, qui passe à 100 feuilles au lieu de 112.

1 cas de base européen = 0,8928 cas de base américain

Sita :

Unité de mesure du fer blanc également par surface, égale à 100 m2. Son nom vient de « System International Tinplate Area ». Équivalent à 4 943 cas de base américains ou 5 537 cas de base européens.

Comme la moyenne de toutes les feuilles est généralement différente de 14″ x 20″ et que le nombre de feuilles par liasse est différent de 112 ou 100, les unités de mesure réelles utilisées sont 31 360 pouces carrés (cas de base américain), 18,06 m2 (cas de base européen) et surtout 100 m2 (sita).

Au niveau lexical, les lots de 112 ou 100 feuilles de toutes tailles et épaisseurs sont appelés « paquets ». Les feuilles sont fournies par lots de plusieurs paquets cerclés sur des palettes en bois. Ce type de cargaison est appelé « vrac ». Un lot peut être composé de 8, 10, 12, 15, voire 20 paquets.

TEMPLE

La dureté ou la dureté relative de l’acier de base du fer blanc est le résultat cumulé d’une série de facteurs ou d’étapes : la composition de l’acier, les techniques de laminage, de recuit et de durcissement par skin-pass.

Le duromètre Rockwell est l’équipement standard pour déterminer la dureté de surface du fer blanc simple réduit, utilisé pour tester sa dureté. C’est un équipement universel qui utilise différentes pièces de rechange selon le matériau à mesurer, ce qui le rend adapté pour tester un grand nombre de types d’aciers et différentes épaisseurs.

Ce dispositif ne convient pas au fer blanc doublement réduit en raison de sa minceur et de sa grande dureté. Dans ce cas, un équipement d’essai de traction est utilisé, déterminant sa limite élastique comme une donnée comparable à la détermination de sa dureté.

La dureté du fer blanc est désignée par des lettres suivies d’un chiffre. Cette désignation varie selon que le fer-blanc est un fer-blanc à simple réduction ou à double réduction.

En cas de réduction simple, la lettre « T » est utilisée, suivie d’un nombre à deux chiffres. La lettre vient du mot « dureté », et les chiffres correspondent à la valeur moyenne de la gamme des duretés, mesurée sur l’échelle Rockwell HR 30 T, qui composent cette valeur. L’échelle atteint les valeurs et utilisations suivantes :

 

Gamme de codes de caractéristiques Exemples d’utilisation

dureté

T 50 45-52 Doux pour presser dans les glandes, les chutes

T 52 48-56 Emboutissage profond modéré Joints à friction

T 57 54-61 Capsules à usage général, capsule couronne

T 61 57-65 Utilisation générale de duretés plus élevées Couvertures et corps

T 65 61-69 Dur Peu utilisé

T 70 66-73 Très dur Peu utilisé

Dans le cas du fer blanc doublement réduit, le code européen de désignation est constitué des lettres « DR » (doublement réduit) et d’un nombre à trois chiffres qui coïncide avec la limite élastique de celui-ci exprimée en N/mm2. Le code américain utilise les mêmes lettres « DR » suivies d’un chiffre, correspondant au premier chiffre de la valeur de sa limite élastique exprimée en psi. Une valeur approximative de la dureté sur l’échelle Rockwell HR 30T peut être donnée, mais ne peut être considérée comme fiable. Le tableau de valeurs suivant peut être donné pour le double réduit :

Europe Amérique

Code Limite élastique Code Dureté approx. HR 30T

DR550 550 N/mm2 DR 8 (80.000psi) 73

DR620 620 N/mm2 DR 9 (90 000 psi) 76

DR660 655 N/mm2 DR 9M(95.000psi)º 77

DR690 690 N/mm2 DR 10 (100 000 psi) 80

CALIBRE

L’épaisseur du fer blanc est un paramètre qui ne présente aucune difficulté, il est déterminé par toute procédure valable pour vérifier l’épaisseur d’un produit métallique laminé, cela peut être par mesure directe ou par pesage.

Auparavant, le concept de « poids de base » était utilisé pour classer les matériaux en fonction de leur épaisseur, sur la base de la relation directe entre le poids et l’épaisseur égale dans les autres mesures de la feuille. Ce poids de base a été exprimé en livres par cas de base. Ce critère n’est plus utilisé, surtout en Europe.

MESURES DE SURFACE

Feuilles :

C’est la forme la plus classique d’approvisionnement en fer blanc. Il se présente sous forme de paquets de feuilles aux dimensions spécifiées dans la commande.

Pour déterminer les dimensions de la tôle à commander ou la largeur de la bobine, un calcul préalable doit être effectué en fonction de sa destination finale. S’il en est de même pour les corps de conteneurs, il faut déterminer par un calcul géométrique le développement de ceux-ci et faire une composition avec le nombre d’éléments que l’on veut obtenir par feuille, de là seront déduites les dimensions du rectangle. S’il est utilisé pour les couvercles, la répartition des découpes des disques sur la feuille est fonction de l’outil à utiliser, car il peut s’agir d’un poinçon simple, double ou multiple. Il suffira de résoudre un simple problème géométrique pour le déterminer.

Les dimensions de la feuille sont calculées pour donner suffisamment de matière sur les bords. C’est-à-dire qu’à la valeur théorique exacte nécessaire pour réaliser l’opération prévue, on ajoutera sur les quatre côtés un rognage ou un matériau supplémentaire d’une valeur comprise entre 1 et 3 millimètres par côté pour obtenir ses dimensions finales. Le but de ce rognage est de donner suffisamment de matière supplémentaire pour éviter la mauvaise coupe d’une ou plusieurs unités à obtenir de la feuille. Cette valeur peut être supérieure ou inférieure selon la précision et la qualité de coupe des ciseaux utilisés pour couper la feuille.

Ces dimensions finales sont les dimensions théoriques de l’ordre. Les aciéries leur ont généralement fourni des tôles surdimensionnées de 0 à 3 mm en longueur et en largeur, dans les tôles qu’elles découpaient. Cela permet de compenser d’éventuels décalages ou ondulations (bords courbés). Ces dépassements de moyenne sont appelés tolérances. Le métal supplémentaire qui limite la zone de travail de la tôle et qui n’est pas utilisé dans la fabrication des carrosseries ou des couvercles est destiné à la ferraille. Il est courant de profiter de ce surmesurage, en demandant des dimensions légèrement inférieures à celles théoriquement nécessaires, ce qui permet de réaliser une économie importante, comme par exemple la réduction de 1 mm. de largeur dans un grand lot signifie une réduction intéressante du coût.

Bobines :

À l’origine, l’industrie sidérurgique découpait toutes les tôles à des dimensions spécifiques dans une forme rectangulaire. Bien que ce système soit toujours en vigueur et que de nombreux petits métallurgistes commandent encore le fer blanc découpé et préparé en paquets, il est normal de transmettre les commandes aux aciéries en bobines et de procéder à la découpe chez le métallurgiste directement ou en faisant appel à un tiers. De cette façon, on obtient une meilleure utilisation du matériel.

Les dimensions de la bobine fournie par l’aciérie, c’est-à-dire la longueur et la largeur, sont contrôlées par les normes suivantes :

Longueur: la différence entre la longueur réelle et la longueur indiquée par le fabricant pour chaque bobine ne doit pas dépasser + 3%. La différence cumulée de toutes les longueurs réelles et des longueurs indiquées par le fabricant pour un lot de 100 bobines ou plus ne doit pas dépasser 0,1 %.

L’acheteur vérifie normalement la longueur totale de la bande en multipliant la longueur moyenne des tôles découpées dans la bobine par le nombre de tôles obtenues et en ajoutant les longueurs des autres parties de la bobine. La longueur moyenne des feuilles coupées est obtenue en mesurant au moins dix feuilles choisies au hasard avec une incertitude de 0,2 mm.

Largeur : Elle est initialement calculée en fonction de sa destination, la même que la largeur d’une feuille. La largeur de chaque feuille à partir de la bobine coupée doit être mesurée avec une incertitude inférieure à 0,5 mm. La largeur doit être mesurée au centre de la feuille et perpendiculairement à la direction du laminage, la feuille reposant sur une surface plane. La largeur moyenne ne doit pas être inférieure à la largeur demandée et ne doit pas la dépasser de plus de 3 mm.

SENS DU GRAIN

L’orientation directionnelle ou préférentielle du grain est liée à l’opération de laminage et de trempe. Les grains qui composent la structure du métal sont allongés dans le sens du laminage, cet allongement influence les propriétés de l’acier de base. Par exemple, elle a une influence considérable sur la formation de la bride du corps ou sur la formation du crochet du corps dans la fermeture. La direction du grain devient d’autant plus évidente que la température de la matière est élevée. Si la direction du grain peut influencer la qualité de l’emballage, il est nécessaire de le préciser à l’aciérie lors de la commande. Cela indiquera à quelle mesure de la tôle doit être parallèle, et cela marquera la direction du laminage de l’acier. Parfois, les gabarits de corps doivent avoir le grain parallèle à la longueur – à la base du récipient – c’est-à-dire dans une direction « circonférentielle » et sont donc désignés comme grain « C ». Si le grain doit être parallèle à la largeur du gabarit du corps, il sera parallèle à l’axe ou à la hauteur du conteneur et est connu sous le nom de fer blanc à grain « H ». Lorsque le fer-blanc est trempé à T 61 ou moins, le sens du grain ne se fait généralement pas sentir, et le grain « C » ou « H » peut être utilisé sans problème. Pour les temples hauts et surtout pour le fer blanc doublement réduit, il est impératif d’indiquer la direction du grain, car son influence est remarquable, dans le cas des gabarits pour les corps doit être obligatoirement le grain « C ». Il est également important de l’indiquer sur les couvercles de type à ouverture facile, la déchirure du couvercle étant facilitée dans le sens du grain, surtout s’il s’agit de couvercles de forme rectangulaire ou ovale. Dans le cas de récipients de forme rectangulaire, le fer-blanc doit toujours être à grain « C », quelle que soit la trempe utilisée, car il a une grande influence sur la formation des rebords dans les coins.

FINITION DE LA SURFACE

La surface de la tôle d’acier de base peut avoir différents degrés de lissage ou de rugosité, présentant différents types de finition de surface avant l’application de l’étain.

Ces qualités de finition dépendent des caractéristiques de surface des rouleaux de trempe (laminage de trempe ou skin-pass). Des rouleaux lisses et bien polis produiront une surface similaire sur la feuille. Une légère rugosité de celle-ci, réalisée par sablage, génère une feuille avec un certain degré de rugosité. Il existe différents degrés de finition. Afin de ne pas être répétitif nous n’entrerons pas dans leur classification, des détails à leur sujet peuvent être vus dans les ouvrages« HOJALATA » et« TRAITEMENT DE SURFACE DES HOJALATA » déjà publiés sur ce site.

 

 

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