ressort corde à piano

[phil135]

bonjour
je m’intéresse à la réalisation de petits ressorts en corde à piano, mais en mode pur amateur
c'est à dire que je n'ai pas de four de traitement thermique, je n'ai pas de moyen pour examiner le grain de l'acier, et si j'ai besoin de 1 ou 2 ressorts je ne veux pas mettre 25 essais ratés à la poubelle

l'aspect enroulement , sur un mandrin spécifique ou sur un tournevis, je vois assez bien
je pars sur l'idée de mandrins que je ferai au tour pour l'occasion

mes questions sont plutôt autour des traitements: je voudrais une recette qui marche avec assez de certitude pour la ressortir () une fois par an sans tâtonner

si à la fin de l'enroulement, je veux que le ressort reste au diamètre du mandrin, est-ce que je peux le chauffer à la lampe à souder (température de flamme 1700°C) dans l'idée de le relaxer complétement ?
si ça marche ça m'éviterait de tâtonner sur le diamètre d'enroulement
ensuite il faudra une trempe je pense ... eau ? eau salée ? huile de colza ? huile moteur ?

ensuite pour le recuit, mon seul appareil a température contrôlée est un four de cuisine qui plafonne à 275°C (d’après son affichage)
je met "à fond" et "longtemps" ou c'est plus subtil genre 250°C et 25 minutes ?
ensuite trempe eau ? huile ? ou refroidissement lent ?

 

[rebarbe]

Salut Phil

La corde à piano est bien pratique car justement elle ne nécessite pas de traitement thermique.
Tu vas sans doute acheter une bobine, tu auras donc de quoi faire quelques essaies.
Je tourne mes ressorts sur des queues de forets, ce sont de petits ressorts.
Quelle sera la taille de ton ressort et quelle sera la section de ta corde à piano?

 

[ramses76]

Bonjour,
j'ai fait quelques ressorts au tour à partir de cordes à piano. On peut se passer de traitement thermique mais le ressort sera difficile à enrouler autour du mandrin et manquera surtout d'élasticité et de raideur .
Je commence par recuire la corde à piano pour réduire son élasticité. Il suffit de la porter au rouge avec la lampe à souder et de la refroidir lentement. Puis, j'enroule la corde autour d'un mandrin de diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur du ressort (c'est là toute la difficulté car la corde recuite garde une certaine élasticité).
Je préchauffe ensuite un espace entre 3 briques qui me sert de mini-four ouvert. Je dépose le ressort sur la surface de brique chauffée au rouge, ce qui permet de le porter à la température de trempe ( 850°C environ) par conduction en évitant la combustion du fil d'acier au contact de la flamme. Je trempe à l'huile puis je fais le revenu immédiatement après en remettant le ressort dans une zone moins chaude du mini-four dont je contrôle la température au thermomètre à infrarouge.
Avec un peu d'expérience, on peut se passer du thermomètre pour contrôler les températures de trempe et de revenu.

Cdlt

 

[kiki86]

bonsoir
la corde a piano est an acier C85
trempe a l'eau 850-875°
revenu : couleur bleu soit environ 310° a l'air

 

[JeanYves]

Bsr ,

Normalement il n'est pas necessaire de re-tremper de la corde à piano .
Elle l'est deja ! , mais pas tres dur , pour quelle puisse etre travaillée à froid .

Generalement un revenu à 250 -300 °c suffit à supprimer les tensions provoquées par la formation du ressort .

Si cela devait se faire , un tel acier ne se trempe pas à l'eau ! , et si on veut une pièce propre on utilise de l'huile propre .

 

[kiki86]

bsr
pour JeanYves
le liquide de refroidissement, eau ou huile dépend des aciéristes

 

[JeanYves]

Bsr ,

Eh bien donne la fiche technique et on verra bien !! ??

 

[kiki86]

Bsr ,

Eh bien donne la fiche technique et on verra bien !! ??

puisque tu es le seul a tout savoir
-C 85 - C 110 -(Aciers extra durs) Trempe à l'eau, c'est l'acier à outils
sous Gogol " la sidérurgie"
maintenant tu peux remettre en cause les docs aciéristes : tu peux les rechercher
sous 5 consultations 1 seulz donne une trempe à l'huile : le privilège du nombre
ce n'est pas parce que toi tu as vu traiter a l'huile que c'est la bonne méthode

 

[JeanYves]

La corde à piano c'est de l'acier XC75 ...80 , c à d contenant env 0.8 % de carbone
et un tel acier ne se trempe pas normalement à l'eau .

Ensuite , tu fais ce que tu veux ! , mais tu ne le conseilles pas !!
parceque la pièce ou le fil d'acier risque de casser par la brutalite du refroidissement ....

Un doc Thyssen et autres ....

[div=none][arrow][/arrow][/div][div=none][arrow][/arrow][/div]

[div=none][arrow][/arrow][/div]

 

[phil135]

bon
je ne m'attendais pas à aussi vite autant de réponses
par contre je pensais que ça serait un peu plus consensuel que ça

pour avancer factuellement: vos avis sur la trempe à l'eau ou à l'huile , c'est suite à expérience personnelle ? avec quel mode opératoire ?

ce que cherche ici c'est des retours d'expériences vécues dans un contexte de bricolage amateur et en particulier un contrôle des températures assez approximatif

faire une recherche google pour pêcher des docs métallurgiques je suis tout à fait capable de le faire sans passer par le forum

 

[JeanYves]

Il n'est pas necessaire de tremper un ressort realisé à partir de corde à piano !!, mais faire un revenu de detente .

Sinon le mode operatoire de la trempe depend du moyen de chauffe , en simplifié on chauffe la pièce jusqu'a une certaine temperature , variable suivant la nuance d'acier et on la refroidit brutalement .

Il se produit des transformations dans l'acier au cours de ce traitement et notamment au refroidissement , il se trouve qu'il est beaucoup plus energique , plus rapide dans de l'eau que dans de l'huile , ce qui peut poser des pb , rupture , felure ( tapures ) ....[

 

[SULREN]

Bonjour,
Je mets mon grain de sel, histoire de provoquer « l’ire » des spécialistes….. étant donné que je ne le suis pas.
- On peut tremper un acier à l’eau si la pièce est épaisse mais à l’huile si elle est mince ou filiforme, parce que dans ce dernier cas on aurait une trempe trop dure à l’eau avec risque de tapures à l’intérieur du métal.

- Sans four il est difficile de chauffer de façon homogène un ressort. J’utilise aussi la technique des trois briques pour chauffer, mais ensuite pendant le transfert entre ce mini four et le bain de trempe un fil fin comme une corde à piano se refroidit très vite avant d’atteindre le liquide. Il y arrive à une température bien inférieure à celle qu’on s’est ingénié à obtenir à grand coup d’œil de « maître trempeur » et « de rouge cerise ». En réalité on fait surtout de la trempe à l’air.
Même en mettant le bain juste en dessous des trois briques, le temps de lâcher le chalumeau pour pousser le ressort et c’est râpé.

- Pour de petits ressorts en corde à piano il vaut peut-être mieux utiliser la corde à piano telle quelle, sans recuit ni revenu et faire des essais pour arriver au bon diamètre final.

Comme bricoleur je procède de la façon suivante :
- Je fais une fente en bout d’une tige de métal que je choisis comme mandrin.
- Je passe la corde à piano (nature) dans la fente et je serre ce mandrin (pas trop) à l’étau entre deux planchettes de bois tendre.
- Le mandrin dépasse des mors, d’un côté de l’étau et je le fais tourner pour enrouler le fil à spires jointives entre les deux planchettes. C'est beaucoup plus régulier que d'enrouler le fil sur une âme de tournevis.
- Le diamètre final des spires est supérieur à celui du mandrin bien sûr. Il faut tâtonner pour trouver le mandrin qui va bien.
- Je forme les extrémités du ressort, à froid. La corde à piano le permet comme l'a dit Jean-Yves.

 

[moissan]

la corde a piano est vendue trempé et revenue a une temperature assez forte pour ne pas etre trop dure et pouvoir etre enroulé a froid pour faire des ressorts : ça fait des ressort qui n'ont pas la resistance maximum : on peut faire un recuit pour enrouler plus facilement , et tremper et faire un revenu a temperature plus basse pour avoir un ressort meilleur qu'avec la corde a piano normal ... enfin meilleur si la trempe est reussie , ou pire si elle est raté

donc quand de la corde a piano enroulé a froid suffit il est inutile de se casser la tête a refaire un traitement thermique

mon truc pour faire des ressort : enrouler a spire jointive , puis passer entre les spire une barre du bon diametre pour lui donner le bon pas ... en commancant par le milieu du ressort et en s'aretant avant les bout pour laisser le dernier tour jointif

autre probleme : sur quelle barre faut il enrouler pour avoir le bon diametre ? faire un essai en enroulant sur une barre de diametre proche du but, mesurer et calculer le diametre de la barre qu'il faut

le difference de diametre entre la barre et le ressort obtenu n'est pas constante avec le diametre : c'est la difference de courbure qui est constante , donc l'inverse du diametre

donc pour une corde a piano donné 1/Dressort - 1/Dbarre = constante

et cette constante n'est pas quelquonque , c'est l'inverse du diametre ou l'on peut enrouler une corde a piano droite sans la plier , quelle redevienne droite ... le diametre ou l'on peut enrouler juste a la limite de la limite elastique

ce calcul avec les 1/D permet de mesurer la limite elastique facilement : de faire la difference entre une bonne corde a piano et un fil de fer

 

[moissan]

- Sans four il est difficile de chauffer de façon homogène un ressort. J’utilise aussi la technique des trois briques pour chauffer, mais ensuite pendant le transfert entre ce mini four et le bain de trempe un fil fin comme une corde à piano se refroidit très vite avant d’atteindre le liquide. Il y arrive à une température bien inférieure à celle qu’on s’est ingénié à obtenir à grand coup d’œil de « maître trempeur » et « de rouge cerise ». En réalité on fait surtout de la trempe à l’air.
Même en mettant le bain juste en dessous des trois briques, le temps de lâcher le chalumeau pour pousser le ressort et c’est râpé.

chauffer un petit ressort pour le tremper est un probleme autant par le risque de le surchauffer que par le risque de le refroidir avant de le tremper : une solution est de le chauffer enroulé sur une barre , qui gardera la temperature entre le four et la trempe

 

[kiki86]

bonjour
il, existe aussi des ressort vendu au mètre ou il suffit juste de couper et faire les extrémités

 

[ramses76]

bonjour,

en fait, mon mini four est fait de six briques .. j'ai oublié de dire que je chauffe aussi le ressort autour d'une barre et que je chauffe en plus l'extrémité de la pince au rouge pour éviter le refroidissement entre le four et le bain de trempe, qui dans ce cas-là est à moins à 50 cm du four.
Autre retour d'expérience, il faut vraiment détremper la corde avant enroulement au tour pour des ressorts assez raides ( autour du mm de diamètre de corde) et de petit diamètre intérieur (5/8 mm) pour éviter la casse..

cdlt

[div=none][div=none]

[/div][/div]

 

[phil135]

sur cette photo, on a l'impression que le ressort est resté au diamètre du mandrin, c'est bien ça ?
c'est la corde à piano tu as passée au rouge ? tu parles bien d'une lampe à souder au butane genre plomberie ?


pour Moissan
la formule 1/ Dr - 1/ Db = cste a quelle précision ?
si je fait 2 3 essais avec un fil, et que je relève cette constante, est-ce que je peux espérer trois mois plus tard sur un nouveau diamètre obtenir le diamètre ressort voulu à 10% ou mieux ?
c'est vrai que ça m'éviterai une séquence détrempe - trempe "un peu" aléatoire

 

[JeanYves]

Bjr ,

Ce genre de "four" convient bien , c'est ce que je fais egalement pour de petites pièces .
Et si possible pour eviter les deboires de Sulren , il faut fixer le chalumeau ou utiliser un de ce genre .

C' est un "tous gazs " sur cette photo , il fonctionne au minimum avec du butane et de l'air comprimé .
Le plus difficile etant l'appreciation de la temperature par la couleur prise par l'acier .

[div=none][arrow][/arrow][/div][div=none][arrow][/arrow][/div][div=none][arrow][/arrow][/div][div=none][arrow][/arrow][/div][div=none][arrow][/arrow][/div]

 

[moissan]

la constante depand du diametre du fil et de sa limite elastique , donc il faut le mesurer sur la corde a piano que l'on va utiliser ... plus tard une autre corde a piano du même diametre n'aura pas forcement la même constante si elle est revenue a une temperature differente

j'utilise souvent ce principe de calcul pour cintrer des tube sur un gabarit en bois : j'essaie de cintrer sur un gabarit existant , plutot trop grand : je mesure la courbure obtenue , je calcule et je decoupe le bon gabari et c'est bon du premier coup sans tatonement

 

[JeanYves]

Je trouve cela bien scabreux !

Phil 135 , Quel Ø de corde à piano , veux tu utiliser ??

Jusqu'au Ø 1.5 env... , elle se travaille à froid , il n'est nullement necessaire de recuire , retremper etc ... !!

 

[gégé62]

Je cite mon expérience. Mais c'est exactement ce que dit,par exemple, Jean-Yves.

pour des ressorts en petit diamètre de fil: 0.5 à 2 mm par exemple, mais tout dépend aussi du diamètre d'enroulement...

- corde à piano (existe aussi en inox si besoin)
- pas de traitement avant formage
- formage à froid, methode décrite par Sulren (#12) pour un ressort de tension à spires jointives, sinon avec gabarit, peu importe il s'agit de plier le fil pour obtenir la forme voulue.
- traitement de détensionnement par chauffage à 300°C pendant...un certain temps, fonction de la grosseur du fil. Pour du fil de 1 ou 1.5, 15 à 20 minutes suffisent.

Ce traitement supprime les contraintes internes qui existent forcément quand on a imposé une déformation permanente à l'acier. Si on le fait pas, ça marche aussi , mais....moins bien. Je m'explique, dès que le ressort sera soumis à un effort "moyen", il s'avachira, car les contraintes ainsi apportées à l'utilisation s'ajoutent à ces contraintes internes, du moins pour les fibres les plus sollicitées, donc on a vite dépassé la limite élastique.

Si on procède à 250°C, ce que permettent la plupart des fours de cuisine, il suffit d'attendre plus ça devrait encore marcher. Le traitement ne change rien à la structure de l'acier, sa durée doit être suffisante pour "relaxer" le métal, c'est tout. On peut le faire en 2 fois si on n'a pas attendu assez la première....ça c'est moi qui le dis, je le sens comme ça...

En fait on réalise une "relaxation" des contraintes, sur les ressorts au repos (important !!)
On peut comparer à du fluage sous contrainte.
Dans les deux cas on est à une température où les fibres du métal ne résistent plus aussi bien, les contraintes, qu'elles soient internes au départ ou imposées par un effort extérieur, ont tendance à s'effacer.
Mais en détensionnement, il ne se produit aucune déformation. La seule chose que j'ai trouvé après traitement, c'est l'impression que les ressorts sont devenus plus raides. Ça je ne l'explique pas...Mais c'est important pour moi, c'est un moyen de juger si le traitement est OK.

Pour ma part j'ai réutilisé un vieux four "Moulitruc" j'ai viré le thermostat, entouré le tout d'une bonne épaisseur de laine de roche, je monte à 500°C (pour d'autres utilisations). A 300°C déja ça refroidit vite dès qu'on entrouvre la porte, aussi j'ai "régulé" la température en tâtonnant avec l'ouverture de porte, ça marche suffisamment bien pour cet usage.

PS.
en rédigeant ce post, je pensais parler un peu plus de ces contraintes internes, montrer comment elles se forment dans le métal déformé puis relâché, dépassement du domaine élastique etc...
Mais je ne m'en sors pas suffisamment bien pour faire le topo. Autant ce qui se passe dans les fibres tendues est assez simple, surtout avec l'hypothèse que la contrainte de tension a un maximum égal à la limite élastique du métal, sans doute assez juste, autant ce qui a lieu dans les fibres comprimées est peut-être moins évident. Il faut ajouter à cela que si l'on forme un ressort de traction en l'enroulant sur un cylindre,
- pendant son formage on le déforme avec des contraintes de tension-compression ("on le plie"), c'est donc à priori dans ce sens que se trouvent les contraintes résiduelles.
- pendant qu'il travaille en ressort, le fil est soumis (principalement) à une torsion. (C'est d'ailleurs pour cela que dans le calcul de ressort G intervient et non pas E).

Du coup tout cela devient bien complexe, et je n'ai pas trop envie de m'y enliser....

Sans doute plus simple avec un ressort-lame. Mais bon....

 

[ramses76]

En réponse à Phil , j'utilise un chalumeau-décapeur électro-gaz au butane.
La barre qui traverse le ressort sur la photo n'est pas le mandrin utilisé. En pratique, j'ai fait un ressort de 6 mm de diamètre intérieur et 1,5 mm de diamètre de corde avec un mandrin de 5,5 mm avec de la corde préalablement recuite. Sans cette opération, la tension de la corde pour un enroulement serré autour d'un mandrin de ce diamètre est trop importante pour travailler sereinement et gare à la casse.. ça m'est arrivé et ça surprend quelque peu!

 

[Fred69]

J’utilise aussi la méthode décrite par Sulren (#12), sauf que pour faire des ressorts à spires non jointives j'utilise un axe au bon Ø (tâtonnement), je perce un trou coté mandrin pour passer la corde à piano,
la corde à piano passe également dans un trou d'une équerre fixée dans le porte outils,
je me sers de la vis mère avec le pas qui convient pendant le tournage (on en à déjà parlè, avec photos).
Revenu de détente 20' dans le four de la cuisine.

 

[JeanYves]

Oui avec la VM ça va assez bien !

Pour mes bricoles , au tour , je n'ai fait que des ressorts de traction .
Sinon , je me depanne souvent dans une caisse de ressort de recup , comme la visserie .

Et puis on trouve du ressort standard chez de nombreux distributeurs .

Au travail nous avions une machine (marque ??) pour faire divers petits ressort à boudin , le collegue qui s'en occupait s'arrachait les cheveux à chaque reglage pour la série !

 

[JeanYves]

Bsr ,

Pour info , toujours interessant !

 

[SULREN]

Bonsoir,
C'est pire que les anciennes machines transfert qui fabriquaient les blocs moteurs.
Il doit falloir de nombreuses heures pour assembler tous les blocs de la machine et les régler, en vue de faire un ressort de forme un peu complexe. Combien doit-elle ensuite en fabriquer pour amortir ce temps de préparation?
Merci pour le document.

Le futur sera de les fabriquer en impression 3D et de les tremper ensuite.
Une imprimante suffira.

 

[phil135]

pour la tempe à l'huile, quelle huile utilisez-vous ?

pour le recuit
j'ai bien entendu que la bonne température est 300/310°C, mais mon four ne dépassera pas 275°C donc je vais allonger la durée (?) jusqu'à 1 h ?
ensuite j’éteins le four et je laisse refroidir lentement ?

 

[ramses76]

bonjour Phil,

Ce que tu nommes recuit est le revenu. J'utilise de l'huile minérale pour moteur. Il faudrait que tu trouves la courbe de revenu du XC80.
J'ai trouvé par exemple celle du XC75 et la dureté ne semble pas beaucoup varier entre 250 et 300 °. Pour la durée, je chauffe une ou deux minutes et je laisse la pièce refroidir quelques minutes avec le four bien que seuls la température et le temps de maintien ont un effet sur le revenu des aciers, la vitesse de refroidissement n’a pas d’influence.

Cdlt

[div=none]

[/div] le

 

[gégé62]

j'ai bien entendu que la bonne température est 300/310°C, mais mon four ne dépassera pas 275°C donc je vais allonger la durée (?) jusqu'à 1 h ?
ensuite j’éteins le four et je laisse refroidir lentement ?

oui c'est ça, moins c'est chaud plus il faudra de temps, il faut au moins 250°C. Tu peux ensuite sortir tes pièces sans précaution, il n'y a pas de risque de trempe à ces températures là. La température max serait je crois de 400°C, à ne pas dépasser surtout pour les inox.

Merci @ jean-Yves pour cette très belle video de fabrication de ressorts. On y découvre comment sont faits les bouts, et on voit aussi que la forme n'est pas donnée par enroulement autour d'un mandrin, comme nous faisons nous les amateurs. Ils ne parlent pas du traitement thermique (enfin je crois qu'ils n'en parlent pas), mais il est bel et bien fait, obligatoire en milieu professionnel....

 

[moissan]

je n'avait jamais pensé a faire un revenu aux ressort formé a froid ... ça m'a même un peu choqué de voir cela proposé , dans le genre a quoi bon faire un revenu de plus si il n'y a pas de trempe ... mais puisque ça se fait ça doit bien servir

donc l'expliction est bonne dans le message precedente !

quand on enroule la corde a piano , on depasse la contrainte maximum : la limite elastique , mais on ne fait une deformation plastique que loin de la fibre neutre : compression sur le petit diametre et traction sur le grand diametre ... le voisinage de la fibre neutre est resté en deformation elastique ... donc l'ensemble de la matiere du ressort n'est pas d'accord : surtout qu'en utilisation d'une ressort helicoidal ce n'est pas une traction mais une torsion

faire un revenu ça diminue temporairement la limite elastique pour que des deformation plastique reduisent le desacord entre ce qui a été plastique ou pas pendant l'enroulement

chez moi quand je fait des ressort de compression vite fait il on droit a une double torture : flexion pour enrouler a spire jointive , puis torsion pour obtenir le bon pas en passant une tige entre les spires : je passe succesivement des tiges de plus en plus grosse jusqu'a avoir le bon pas ... il faudra que je fasse des essai pour voir ce qu'apporte un revenu

il faudrait connaitre la temperature de revenu d'origine de la corde a piano ... si ce revenu est trop bas la corde a piano est mauvaise pour enroulement a froid ... si il est trop haut elle est facile a enrouler mais , fait des ressort a resistance minable

avec les differentes corde a piano que j'ai acheté , j'ai deja constaté des grandes differences de resistance ... et je n'ai jamais eu d'information sur la matiere et la temperature de revenu