DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

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J E u r o p a i s c h e s à

Patentamt

European Patent Office © Numéro de publication: 0 1 5 7 7 5 4 Office européen des brevets

METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGY Association sans but lucratif, Vereniging zonderwinstoogmerk Rue Montoyer, 47, B-1040 Bruxelles (BE)

@ Date de publication de la demande: 09.10.85

Bulletin 85/41 © Inventeur: Crahay, Jean Rene, Ster, 334,

B-4878 Francorchamps (BE)

@ Mandataire : Lacasse, Luoien Emile et al, CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES Abbaye du

@ Etats contractants designes : AT DE FR GB IT NL SE Val-Benoit 1 1 , rue Ernest Solvay, B-4000 Liege (BE)

@ Procédé d'amélioration de l'état de surface d'un cylindre.

Pour améliorer l'état de surface d'un cylindre, on traite la surface dudit cylindre au moyen d'un faisceau corpuscu- laire polarisé que l'on focalise de façon à former des microperforations dans ladite surface. Le cylindre et le faisceau sont en mouvement l'un par rapport à l'autre, ce qui entraîne une déformation des microperforations, et le faisceau est polarisé selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction du mouvement responsable de la déformation des microperforations.

On améliore ainsi l'isotropie de la rugosité contrôlée de la surface.

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La p r é s e n t e i n v e n t i o n c o n c e r n e un p r o c é d é d ' a m é l i o r a t i o n d e l ' é t a t de s u r f a c e d ' u n c y l i n d r e à l ' a i d e d ' u n f a i s c e a u c o r - p u s c u l a i r e f o c a l i s é , t e l q u ' u n f a i s c e a u l a s e r . Ce p r o c é d é s ' a p p l i q u e en p a r t i c u l i e r aux c y l i n d r e s d e l a m i n o i r ou aux c y - l i n d r e s u t i l i s é s d a n s l e s i n s t a l l a t i o n s de r e c u i t c o n t i n u d e b a n d e s d ' a c i e r .

On s a i t que l ' é t a t de s u r f a c e , et en p a r t i c u l i e r la r u g o s i t é des c y l i n d r e s de l a m i n o i r i n f l u e n c e t r è s f o r t e m e n t la q u a l i t é s u p e r f i c i e l l e des t ô l e s m é t a l l i q u e s . Une r u g o s i t é a p p r o p r i é e p e r m e t d ' é v i t e r le c o l l a g e des s p i r e s d ' u n e b a n d e d ' a c i e r l o r s du r e c u i t en b o b i n e ; e l l e a g i t é g a l e m e n t sur l ' a p t i t u d e au f o r m a g e et au r e v ê t e m e n t des t ô l e s .

On a d é j à c h e r c h é à r e m p l a c e r la r u g o s i t é a l é a t o i r e des c y - l i n d r e s , q u ' e l l e s o i t n a t u r e l l e ou o b t e n u e par e x e m p l e p a r g r e n a i l l a g e , par une r u g o s i t é c o n t r ô l é e d o n t la d i s t r i b u t i o n p o u r r a i t ê t r e m a î t r i s é e p l u s a i s é m e n t .

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I l a é t é p r o p o s é a n t é r i e u r e m e n t , n o t a m m e n t dans le b r e v e t b e l g e N ° 8 8 0 . 9 9 6 , d ' e f f e c t u e r des m i c r o p e r f o r a t i o n s à la s u r -

f a c e d e s c y l i n d r e s , au moyen d ' u n f a i s c e a u l a s e r , de p r é f é - r e n c e i n t e r m i t t e n t , q u i p r o v o q u e une d e s t r u c t i o n l o c a l i s é e , p a r f u s i o n , de la m a t i è r e c o n s t i t u a n t la s u r f a c e .

Ce p r o c é d é c o n n u p e r m e t de c o n f é r e r à la s u r f a c e du c y l i n d r e une r u g o s i t é r e m a r q u a b l e m e n t r é g u l i è r e et r e p r o d u c t i b l e s o u s la f o r m e de m i c r o - c r a t è r e s p r é s e n t a n t la d i s t r i b u t i o n v o u l u e . La r u g o s i t é o b t e n u e p e u t c e p e n d a n t ê t r e a f f e c t é e d ' u n e c e r - t a i n e a n i s o t r o p i e , en r a i s o n de la forme et du p r o f i l d e s m i c r o - c r a t è r e s . La f o r m e de ces m i c r o - c r a t è r e s p e u t en e f f e t

s ' é c a r t e r s e n s i b l e m e n t de la forme c i r c u l a i r e et p r e n d r e u n e f o r m e o v a l e p l u s ou m o i n s p r o n o n c é e ; c e t t e d é f o r m a t i o n e s t v r a i s e m b l a b l e m e n t due au d é p l a c e m e n t r e l a t i f du c y l i n d r e e t de l ' é m e t t e u r l a s e r , a i n s i q u ' à la v i t e s s e de ce d é p l a c e m e n t . I l en r é s u l t e é g a l e m e n t une d é f o r m a t i o n du p r o f i l t r a n s v e r s a l des m i c r o - c r a t è r e s , q u i ne p r é s e n t e p l u s la s y m é t r i e de r é - v o l u t i o n s o u h a i t a b l e pour g a r a n t i r l ' i s o t r o p i e de la r u g o s i t é .

Pour r e m é d i e r à c e t i n c o n v é n i e n t , on p o u r r a i t e n v i s a g e r d e s u p p r i m e r le m o u v e m e n t r e l a t i f des d i v e r s o r g a n e s p e n d a n t l a d u r é e de f o r m a t i o n de c h a q u e m i c r o - c r a t è r e . Une t e l l e s o l u - t i o n p o s e r a i t c e p e n d a n t d i v e r s p r o b l è m e s d ' o r d r e m é c a n i q u e ,

s u s c e p t i b l e s d ' a v o i r des r é p e r c u s s i o n s d é f a v o r a b l e s sur l a p r é c i s i o n et la r é g u l a r i t é des m i c r o p e r f o r a t i o n s .

La p r é s e n t e i n v e n t i o n p o r t e p r é c i s é m e n t sur un p r o c é d é p e r - m e t t a n t de r e m é d i e r aux i n c o n v é n i e n t s p r é c i t é s s a n s d o n n e r ) l i e u aux p r o b l è m e s q u i v i e n n e n t d ' ê t r e é v o q u é s .

Le p r o c é d é q u i f a i t l ' o b j e t de la p r é s e n t e i n v e n t i o n , d a n s l e - q u e l on t r a i t e la s u r f a c e du c y l i n d r e au moyen d ' u n f a i s c e a u c o r p u s c u l a i r e f o c a l i s é de f a ç o n à f o r m e r des m i c r o p e r f o r a t i o n s 5 d a n s c e t t e s u r f a c e e s t e s s e n t i e l l e m e n t c a r a c t é r i s é en ce q u e

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l ' o n u t i l i s e un f a i s c e a u c o r p u s c u l a i r e p o l a r i s é .

S u i v a n t une m o d a l i t é p a r t i c u l i è r e m e n t i n t é r e s s a n t e de m i s e e n o e u v r e du p r o c é d é de l ' i n v e n t i o n , on u t i l i s e un f a i s c e a u c o r - p u s c u l a i r e p o l a r i s é s e l o n un p l a n s e n s i b l e m e n t p e r p e n d i c u -

l a i r e à la d i r e c t i o n du m o u v e m e n t r e s p o n s a b l e de la d é f o r m a - t i o n des m i c r o p e r f o r a t i o n s .

L o r s q u e l e s m i c r o p e r f o r a t i o n s s o n t d é f o r m é e s d a n s une d i r e c - t i o n p a r a l l è l e à l ' a x e du c y l i n d r e , on u t i l i s e un f a i s c e a u p o l a r i s é s e l o n un p l a n p e r p e n d i c u l a i r e à c e t a x e . Au c o n t r a i - re, l o r s q u e l e s m i c r o p e r f o r a t i o n s s o n t d é f o r m é e s dans' une d i - r e c t i o n p e r p e n d i c u l a i r e à une g é n é r a t r i c e du c y l i n d r e , on u t i -

l i s e un f a i s c e a u p o l a r i s é s u i v a n t un p l a n c o n t e n a n t ou p a r a l - l è l e à c e t a x e .

S u i v a n t l ' i n v e n t i o n , on r è g l e le d e g r é de p o l a r i s a t i o n du d i t f a i s c e a u de f a ç o n à r é d u i r e ou à s u p p r i m e r la d é f o r m a t i o n d e s m i c r o p e r f o r a t i o n s .

S e l o n une p r e m i è r e v a r i a n t e , on a j u s t e le d e g r é de p o l a r i s a - t i o n du d i t f a i s c e a u en f o n c t i o n du t a u x de d é f o r m a t i o n d e s m i c r o p e r f o r a t i o n s .

S e l o n une a u t r e v a r i a n t e , on a j u s t e le d e g r é de p o l a r i s a t i o n du d i t f a i s c e a u en f o n c t i o n de la v i t e s s e du m o u v e m e n t r e s - p o n s a b l e de la d é f o r m a t i o n des m i c r o p e r f o r a t i o n s .

Le p r o c é d é de l ' i n v e n t i o n p e r m e t de m o d i f i e r la d i s t r i b u t i o n d e l ' é n e r g i e sur la s e c t i o n du f a i s c e a u , de f a ç o n à f o r m e r

des m i c r o p e r f o r a t i o n s de forme c i r c u l a i r e et de p r o f i l s y - m é t r i q u e .

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I l en r é s u l t e une i m p o r t a n t e a m é l i o r a t i o n de l ' i s o t r o p i e d e la r u g o s i t é . Par un r é g l a g e a p p r o p r i é de l ' i n t e n s i t é d u f a i s c e a u , i l p e r m e t é g a l e m e n t d ' a g i r sur la p r o f o n d e u r d e s m i c r o p e r f o r a t i o n s et s u r le v o l u m e du b o u r r e l e t f o r m é a u -

t o u r de c e l l e s - c i .

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1. P r o c é d é d ' a m é l i o r a t i o n de l ' é t a t de s u r f a c e d ' u n c y l i n d r e , dans l e q u e l on t r a i t e la s u r f a c e du d i t c y l i n d r e au moyen d ' un f a i s c e a u c o r p u s c u l a i r e f o c a l i s é de f a ç o n à f o r m e r d e s m i c r o - p e r f o r a t i o n s dans la d i t e s u r f a c e , le d i t c y l i n d r e

et le f a i s c e a u é t a n t en m o u v e m e n t l ' u n par r a p p o r t à l ' a u t r e , c a r a c t é r i s é en ce que l ' o n u t i l i s e un f a i s c e a u c o r p u s c u l a i r e p o l a r i s é .

2. P r o c é d é s u i v a n t la r e v e n d i c a t i o n 1, c a r a c t é r i s é en ce q u e l ' o n u t i l i s e un f a i s c e a u p o l a r i s é s e l o n un p l a n s e n s i b l e m e n t p e r p e n d i c u l a i r e à la d i r e c t i o n du m o u v e m e n t r e s p o n s a b l e d e d é f o r m a t i o n s des m i c r o p e r f o r a t i o n s .

3. P r o c é d é s u i v a n t l ' u n e ou l ' a u t r e des r e v e n d i c a t i o n s 1 e t 2, c a r a c t é r i s é en ce que l ' o n r è g l e le d e g r é de p o l a r i s a t i o n du d i t f a i s c e a u de f a ç o n à r é d u i r e ou à s u p p r i m e r la d é f o r - m a t i o n des m i c r o p e r f o r a t i o n s .

4. P r o c é d é s u i v a n t la r e v e n d i c a t i o n 3, c a r a c t é r i s é en ce q u e l ' o n a j u s t e le d e g r é de p o l a r i s a t i o n du d i t f a i s c e a u en f o n c - t i o n du t a u x de d é f o r m a t i o n des m i c r o p e r f o r a t i o n s .

5. P r o c é d é s u i v a n t la r e v e n d i c a t i o n 3, c a r a c t é r i s é en ce q u e l ' o n a j u s t e le d e g r é de p o l a r i s a t i o n du d i t f a i s c e a u en f o n c - t i o n de la v i t e s s e du m o u v e m e n t r e s p o n s a b l e de la d i t e d é -

f o r m a t i o n des m i c r o p e r f o r a t i o n s .