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Publication number: BE335861A
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Description


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  Perfectionnements aux alliages de cuivre, 
La présente invention concerne la fabrication d'alliages dans lesquels le cuivre est le constituant principal et essentiel et elle a pourbut de fournir   de semblables   alliages pouvant être sou- mis à un traitement thermique avec comme résultats des modification utiles de leurs propriétés physiques et mécaniques. 



   L'invention consiste \ produire des alliages de cuivre destinés à un traitement thermique en alliant le ouivre, comme constituant principal, à une petite proportion de silicium, avec du nickel, du cobalt, du chrome ,ou du fer, 
L'addition de silicium, avec   l'un   quelconque des métaux mention- nés ci-dessus, forme d'après ce que   l'on   suppose, un siliciure ayant la propriété   de posséder-'des   degrés différents de solubilité dans le   cuivre \   haute température et \   baisse   température,   proprié-   té qui donne à 1'alliage sa capacité de subir   :le   traitement 

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 thermique.

   Les siliciures de nickel, de cobalt, de fer et du chrome étant durs et résistants, interviennent pour améliorer les propriétés de   l'alliage   moyennant un traitement thermique approprié* 
L'invention porte également sur les nouveaux alliages produits par le procédé ci-dessus. 



   Lorsque le nickel est le métal ajouté, les meilleures propor- 
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 tions sont comprises entre 1 et 10 % de nickel, et 0,35 et 2, 5 de silicium. 



   Lorsque le cobalt est le métal ajouté, les meilleures propor- 
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 tions sont comprises entre 0, 4 et 3,5 % de cobalt, et 0,1 et 0,6 % de silicium. 



   Lorsque le chrome est le. métal ajouté, les meilleures   propor-   
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 tions sont comprises entre 0, 3 et z de chrome, et 0,1 et o,S5 % de silicium. ter-s-qu- chrome est lo, métal ajoute, les meilleures propor- tions sont comprises entre 0,S et de .-chrome, et 0,1 et 0,55 $ oilioiumt Lorsque le fer est le métal ajouté, les meilleures proportions sont comprises entre 0,, 5 et 3 % de fer, et 0,1 et 1,5 % de silicium. 



   Le mode de traitement thermique des alliages mentionnés est pratiquement identique dans chaque cas. L'alliage sous la forme coulée ou forgée est   porta' 16   une température variant entre 750 et 1000 c Cet maintenu pendant un temps approprié qui varie d'une 
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 heure a. la température la plus élevée, à plusieurs jours à la tem- pérature la plus basse. Une températurede 750 et même   de'800 1   a toutefois été trouvée tout IL fait insuffisante pour des alliages durcis par des siliciures de chrome et de fer. La meilleure tempé- rature laquelle il n'y a pas encore de développement excessif de grains ni de danger de fondre   1* alliage   a été, d'après les essais, 
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 de 900 â 940 2 C.

   Apres un traitement thermique a cette température, l'alliage est refroidi rapidement dans l'huile ou dans l'eau. Ce refroidissement l'adoucit pour autant que la quantité totale des additions dissoute dans les cristaux de cuivre solide ne soit pas 

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 suffisamment grande pour les durcir considérablement. Le second traitement thermique peut être accompli à n'importe quelle tempe-  rature entre 250 et 600  C pour les   alliages   contenant du chrome, du cobalt, et du nickel. Pour le fer, les conditions sont un peu différentes et une température   de 6002   est celle qui est réelle- ment nécessaire aucun durcissement sensible ne se produisant par exemple a 500 o.

   La durée du second   traitement   thermique varie suivant la température et l'opération peut être achevée en une heu- re a 500 o   ou \.     600 s   pour le   fer )   ou bien elle peut nécessiter 48 heures à 350 o, plus est basse   la,     température   du second trai- tement thermique, plus sont grandes les ductilités, tandis qu'une température plus élevée, rend l'opération de durcissement beaucoup plus avantageuse au point de vue industriels Au-dessus de   5002,   l'alliage commence \ se recuire si on lui laisse suffisamment de temps,

   ce qui peut être expliqué par l'hypothèse que les   siliciu-   res précipités commencent à former des grains trop grands pour être utiles au durcissement!   Après   qu'une température de 620  a été atteint, le durcissement maximum ne peut pas être obtenu du tout, si rapide que soit le   traitement;,   car le recuit s'effectue avec une vitesse considérable*. Des alliages ayant subi un traite- ment thermique a cette température montrent toujours un précipité clairement visible à l'intérieur des   grains   de la solution solide, les granules   individuelles du précipité   atteignant une dimension d'environ 0,0005mm. 



   Le tableau suivant montre la composition et les propriétés d1 alliages typiques des quatre groupes Il montre également l'ampli tude maxima du refroidissement qui peut être avantageusement donné à chacun des alliages mentionnés. 

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  Propriétés des alliacés cuiTre-siliciam (fer, chrome, cobalt, nickel) sous, la forme forcée. 



  1. Alliage contenant : 98,7 ", cuivre, 1,1 % Cr, 0? 2 y6 Si. 



   Refroidi de Traité a Etiré supplé
930 C après   5002C   après mentairement laminage   refrodis-   avec 60% de à chaud. sement. contraction    Brinell.   45 115 145 
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 Scléroscope. 7 20 25 Limite propor'tionne1.1e,kg/an 285 1550 4600 Limite dt éJ.asticité,kglcni2 570 2120 5000 Résistance à la traCtion,kg/cm2 2550 3550 5950 Allongement, sur San...' z 25 % 9 % Conductibilité électrique % . 50 80 .", 78 II. Alliage contenant : 98 f 0 9 Cu, 1,6 %fie. fla Si. 



  Refroidi de Traité la Etiré supplé 
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 9J502Ç' après 6Q0SC après mentairement   laminage   refroidis- avec 15% de   }.. chaud.:   sèment, contraction. 



    Brinell   45 90 135 
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 Scléro soop e. - 8 15 25 Limite proportionnelle 355 2120 4600 Limite   dtélasticité.   710 , 2450 5300 
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 Résistance 'a, la traction. 2700 4225 6350 Allongement sur 5tn. #- 50 jus 27 <f  10 Conductibilité électrique % . 20 52 50 III. Alliage contenant 9; 5 Cu! 2,0 coe 0,5 % Si 
Refroidi de Traité à Etiré   supplé     9302C   après   5002C   après   mentairement   laminage refroidis- avec 30% de à chaud. sèment, contraction Brinell 45 155 165 
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 Sciéroscopet 10 28 32 Limite proportionnelle 500 5550 5300 Limite d'élasticité. 920 4225 6350 Résistance à la traction. 2950 6000 7400 
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 Allongement sur 5cm. 45% 18 ?S 8 Conductibilité électrique % . 18 6 60 î  z IV.

   Alliage contenant } 95,0 CU, 3,2 Ni, 0,8 rJ, Si. 



  Refroidi de Traita Etiré supplé 93t3 -C -ars 600StC¯3près mentairement laminage refroidis- avec 15% de   chaud.   sèment. contraction Brinell 50 190 205 
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 Stéroscope. - 12 38 41 Limite proportionnelle 710 4225 7750 Limite d'élasticité. 1065   5300   8850   Résistance Il   la traction 3800   8320   9950 
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 Allongement sur 5 cm 40 1 6 i Conductibilité électriqu e % 40% 13% 41 

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De 1' avis de   l'inventeur,

     les   .alliages   de ces groupes peuvent trouver un grand nombre   d'applications.    L'alliage   cuivre-chrome- silicium peut par exemple   atteindra   une grande résistance   mécani-   que et une conductibilité élevée et   il   est par conséquent   suscep-   tible d'être employé pour les   transmissions   électriques de force motrice, notamment pour les lignes de trolley,   etc..  Les   alliages   cuivre- fer-silicium et ouivre-cobalt-silicium peuvent atteindre une résistance mécanique   beaucoup   plus élevée tandis que la   conduc     tibilité   reste encore aux environs de 60 %, ce qui est également acceptable pour,

  certaines constructions électriques.   liane   les alliages   cuivre-nickel-silicium   qui n'ont pas plus de 40 % de con- ductibilité peuvent   être   employés   comme     conducteurs   dans certaines conditions \ cause de leur résistance   mécanique   assez élevée.

   Les alliages ouivre-chrome-silicium et cuivre-fer-silicium conviennent pour la tôlerie en   enivre,   par   exemple   pour les toitures et égale- ment pour la fabrication   d'appareils   chimiques, où une augmenta- tion sensible de résistance mécanique et de raideur,   en     particu-   lier avec une résistance plus élevé à   l'assure   est considérée com- me   très   avantageuse.

   Des alliages cuivre-nickel-silicium et cui- vre-cobalt-silicium peuvent être proposés pour les   mêmes     applica-   tions, mais en outre ils peuvent être employés avantageusement pour la fabrication des tubes de condenseur et de   différents   tu-   bages   en cuivre pour des applications diverses. 



   Le fil métallique en cuivre-nickel-silicium et en cuivre-co-   balt-silicium,   de petits   diamètres;   est considéré comme convenant pour la fabrication de cloue' de cuivre qui sont parfaitement'   ca-   pables de percer sans se courber une tôle de fer galvanisée de 1/2 mm   d'épaisseur.   Le procédé de traitement des alliages permet des variations assez   étendues.     Le   traitement à chaud et le trai- tement à froid, le laminage et   1* étirage, 'le     traitement a   chaud avec refroidissement brut et le   traitement \   chaud avec   refroidis-   sement lent peuvent être combinés de différentes manières. 



   Les alliages cuivre-nickel-silicium conviennent particulière- 

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 ment pour les pièces forgées et peuvent être employés pour les piè- ces forgées de pompes de mine, pour les arbres et pour différents cylindres employés dans l'industrie chimique et dans l'industrie de la teinture et de l'impression. Pour la résistance à la corro- sion, ils se comparent avec avantage à tous les autres alliages actuellement dans le commerce et ne peuvent être surpassés   même   par le métal Monel beaucoup plus   coûteux.

Claims

RESUME.

-0-0-0-0-0- L'invention a pour objet 1/ Un procédé de fabrication d'alliages contenant le cuivre comme constituant principal et susceptibles de subir une modification par un traitement thermique, avec comme résultat une amélioration de leurs propriétés mécaniques et physiques, consistant à allier le cuivre à du silicium et aussi à l'un ou l'autre des métaux cobalt, nickel, chrome ou fer.

2/ Un procédé du genre mentionné sous 1 , dans lequel le traite- ment thermique comprend un chauffage à 750-1000 C et un refroidis- sement rapide, suivi d'un réchauffage a 250 -600 et d'un refroi- dissement.

3/ Un procédé du genre mentionné sous 1 ou 2, dans lequel un cons- tituant supplémentaire ( par exemple le zinc ou l'étain ) est ajou- té au cuivre.

4/ Des alliages susceptibles d'être améliorés par un traitement thermique et contenant 1-10% de nickel, 0,25- 2,5% de silicium et le reste de cuivre.

5/ Des alliages susceptibles d'être améliorés par un traitement thermique et contenant 0,4- 2,5% de cobalt, 0,1- 0,6% de sili- cium et le reste de cuivre.

6/ Des alliages susceptibles d'être améliorés par un traitement thermique et contenant 0,3- 2% de chrome, 0,1-0,35% de sili- cium et le reste de cuivre.

7/ Des alliages susceptibles d'être améliorés par un traitement <Desc/Clms Page number 7> thermique et contenant 0,3-3% de fer, 0,1- 1,5 % de silicium et le reste de cuivre..

8/ Des alliages contenant du silicium sa même temos que du nickel du cobalt, du chrome et du fer, dans les proportions suivant les revendications 4-7, dans lesquels le restant est un laiton, un bronze ou un alliage analogue* Résumé suocinct.

-0-0-0-0-0-0- L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'alliages dans lesquels le cuivre est le constituait principal caractérisé en ce qu'on allie le cuivre avec une petite proportion de sili- cium et avec du nickel,, du cobalt du chrome ou du fer.