Laminage

Le laminage est une opération mécanique qui consiste à réduire l’épaisseur d’un métal en le faisant passer entre deux rouleaux d’acier polis appelés cylindres. Il s’agit d’une déformation à froid qui permet d’obtenir des fils ou des plaques de dimensions précises. En bijouterie, cette technique est utilisée pour préparer la matière avant la fabrication d’un bijou.

Le laminoir est constitué de plusieurs éléments essentiels : deux cylindres en acier trempé et polis, une manivelle qui permet la rotation, une vis de réglage pour ajuster l’écartement entre les cylindres, et un châssis solide qui maintient l’ensemble.

Types de laminage

Le laminage à plat, aussi appelé laminage de plané en France et au Québec, sert à obtenir des plaques de métal d’épaisseur régulière. 

Le laminage de fil permet de réduire la section d’un fil à la coche (fil de section carrée avec les 4 coins coupés). Il est souvent utilisé avant de passer à l’étape de la filière.

Enfin, le laminage texturé permet de décorer la surface du métal. En intercalant un motif, comme un tissu, une dentelle ou une feuille entre les rouleaux, on imprime une texture sur le métal.

Préparation de la matière

• Recuire le métal pour le rendre malléable ;
• Nettoyer et dégraisser la surface pour éviter toute marque sur les rouleaux ;
• Éliminer absolument tout résidu de borax vitrifié, qui abîmerait les rouleaux ;
• Vérifier la propreté des rouleaux (sans marque, ni saleté) ;
• Mesurer l’épaisseur initiale du métal pour suivre la réduction.

Procédure pour laminer

• Pendant le laminage, il faut réduire l’épaisseur progressivement, en ne dépassant jamais une réduction de max 0.05 et 0.10 mm par passage et selon le type de métal laminé. 
• Recuire le métal très régulièrement car en devenant de plus dur, il peut se casser, se fissurer. Compter un recuit à chaque fois que vous divisez par deux l’épaisseur. Par exemple pour une plaque de 5mm, recuire à 2,5mm puis 1,25mm puis 0,625mm etc…
• Mesurer au pied à coulisse après chaque passage pour suivre l’avancée de la déformation.
  Cela permet aussi de bien observer le travail et faire des ajustements sur la manière de procéder selon les besoins. 
• Accompagner la plaque en la maintenant dans la position souhaitée à l’entrée et à la sortie du laminoir, le plus longtemps possible, pour éviter une déformation non désirée.
• En laminant par passes de 1,5 dixième de millimètre, la plaque s’élargit d’environ 0,5 mm par mm de longueur.

Défauts courants et corrections

La plaque fait des vagues

• S’arrêter 5 centièmes avant la cote souhaitée.
• Faire un recuit.
• Resserrer le laminoir des 5 centièmes restants.
• Laminer avec une rotation de 90° de la plaque pour faire passer les plis entre les rouleaux.

La plaque s’arque à plat

• Peut indiquer que les rouleaux ne sont pas parallèles.
• La partie plus fine est davantage écrasée et donc plus allongée.
• Cela peut être volontaire (ex. : douille conique) ou involontaire.
• Si la courbure est non souhaitée : redresser sur l’enclume en tapant au maillet, puis recuire avant de reprendre le laminage.
• Afin d’éviter toute déformation non désirée, laminer la plaque en la changeant de sens régulièrement, de cette manière, même si les rouleaux ne sont pas parallèles, la déformation va s’appliquer de la même manière de chaque côté.

Besoin d’allonger la plaque tout en l’élargissant

Laminer de biais, en alternant le sens symétriquement à chaque passage.

Plaque trop large

Signe d’un mauvais laminage préalable (élargissement excessif), il est possible, mais rarement souhaitable, de laminer sur la tranche. Si nécessaire, laminer en coinçant la plaque dans les rouleaux de fil à la coche, qui vont permettre de maintenir la perpendicularité.

Ailettes sur le fil à la coche

Lorsque le fil à la coche est laminé et que l’écartement entre les rouleaux est trop réduit par rapport à la passe précédente, c’est-à-dire qu’il y a une différence excessive entre l’épaisseur initiale et finale, des ailettes peuvent se former sur les bords du fil.

Ces ailettes, même très discrètes, doivent être éliminées immédiatement à la lime avant de poursuivre le travail.

Dans le cas contraire, elles risquent de se replier sur la matière lors des passages suivants, ce qui peut entraîner la formation d’une couche fragile qui s’arrachera ultérieurement, laissant un trou ou un défaut visible dans le métal.

Il est donc essentiel de contrôler systématiquement le fil à la coche après chaque passage au laminoir, en portant attention à la présence éventuelle de ces ailettes, même infimes.

Principe de déformation

À l’intérieur du métal : les plans de glissement

Quand un métal est laminé, les atomes glissent les uns par rapport aux autres le long de plans préférentiels appelés plans de glissement.

Ces plans existent dans chaque grain du métal. Mais tous les grains ne sont pas orientés de la même manière. Certains permettent un glissement facile dans la direction de laminage, d’autres moins.

Au fur et à mesure des passes au laminoir, les grains s’allongent et leur structure s’organise progressivement dans la direction du travail. Cela signifie que le métal devient de plus en plus «préparé» à se déformer dans cette direction et de moins en moins dans les autres.

Ce que cela implique à l’atelier

Lorsqu’on lamine toujours dans la même direction :

• Le métal devient plus dur à cause de l’écrouissage.
• Il reste souple dans la direction du laminage.
• Il devient fragile dans les directions perpendiculaires.

Les grains se comportent comme des fibres dans un tissu : tirer dans leur sens les met en tension, mais tirer perpendiculairement les «casse».

Pourquoi il ne faut pas changer la direction de laminage sans recuit

Changer la direction du laminage (par exemple à 90°) sans avoir recuit le métal force les atomes à glisser dans une direction où cela n’est plus possible.

Conséquences :

• Les plans de glissement sont déjà saturés de dislocations ;
• Les grains sont orientés selon l’ancienne direction de travail ;
• Le métal ne peut plus se déformer correctement ;
• Des fissures, déchirures ou cassures peuvent apparaître.

À quoi sert le recuit dans ce contexte

Le recuit permet de :

• Supprimer les dislocations internes ;
• Reformer des grains neufs, ronds, orientés aléatoirement ;
• Rendre au métal sa capacité à se déformer dans toutes les directions.

En résumé

Lorsqu’on lamine un métal, on lui «apprend» à se déformer dans une direction.

Si on le force à changer de direction sans recuit, il «résiste», se bloque et finit par casser.

Le recuit lui permet d’oublier l’ancienne direction et de repartir sur de bonnes bases.