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1: Brocédéa de fabrication des #%àlliàges légers daJ.uminiUI11H . pour l'obtention. de:: câbles oit fila à ,haute résistance mécanique et à gravide canductibilitâ élec- trique".
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La présente invention est relativae 'une part' aux procédés pour l'obtention des ".alliages' légers d'alu- mirnura à haute résistance et grande conductibilité- électri- que et, d'autre part, aux procèdes de fabrication.pour ob- tenir des produits fînis, plus spécialement des ù4hiea, :Cils électriques ou analogues, constitué'A, à. l'aide, de' ces allia- ges.
Elle a pour buts surtout' de rendre tels. les pro- duits obtenus. à l'aide des alliages du genre en question qu'ils aient des qualités mécaniques- meilleures sans nuire à. leur cond.uctibilité-, électrique,.
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Elle consistes, principalemnt9 à. constituer lexis alliages du genre en question en adjoignant â.17.;Ltami.n.; préalablement épuré, du cérium ou tout autre. métel dé-xi-
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vant des minerais du cérium tel que lanthane, yttrium, didy- ne, erbium @@ terbium, etc., d ans des proportions de 3 à 10% en poids.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres, dispositions qui s'utili- sent de préférence en même temps et dont il sers. plus expli- citernent parlé ci-après, notamment en une autre disposition -- exclusivement relative, celle-ci, aux procédés de fabri- cation de câbles homogènes en alliages légers d'aluminium de haute résistance et utilisés plus spécialement commecon- ducteurs d'électricité -- consistant à constituer les câbles du genre en question en bi-métal homogène, l'Orne desdits cê- bles- étant en un alliage aluminium-cérium ou analogue et la partie restante en un autre alliage léger d'aluminium à ré- sistance élevée et de grande dureté Brinell..
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application ainsi que certains modes de réalisation desdi- tes dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce- à titre, de produits industriels nouveaux., les produits obtenus. à l'aide des. procédés comportant application desdi- tes. dispositions., ainsi que les éléments et appareillages spéciaux- propres à la réalisation de ces. procédés.
Et elle pourra., de toute façon, être bien compri- se à l'aide du complément de description qui suit, lequel complément est, bien entendu, donné surtout à titre d'in- dication. @ @ Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application ainsi que ceux des modes. de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'obtenir ces genres d'alliages légers d'aluminium, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On épure, d'abord, les lingots d'aluminium tels qu'obtenus par les procédés de métallurgie qui contiennent du fer et du silicium en quantités variables ainsi que des @
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traces de cryolithe déposées entre les cxiataux'd*alutnî.nium:
pendant l'électrolyse du métal, cette épuration se faisant
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une température d'environ 1,0000 C. et en. introduisant dans la charge un fondant composé par des parties égales de borax et de chlorure de calcium fondu et sachet ce :tondant étant finement broyé et uniformément réparti dans,. la char- ge en raison, de 3% en poids de celle-ci, le fusion ayant
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lieu autant que passible à l'abri de 11"air.
On introduit dans 1'alumini.uznx ainsi épurée d.u. cérium dont la teneur peut varier de 3 a. 1.0%' en poids. Au. lieu de cérium, on peut utiliser seuls au en. mélange tous
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les métaur dérivant des minerais de aërium., tels que. le lanthane, le 'diâyn.e, -1lyttr:Lum,, ller-biumï., le terbium, etc.
Leall:Lae,e ainsi obtenu, d"'ïsu fer et &11 silicium, qui empêchent une condvictïb,ilïtéirgxliry de la. cxyali.te qui rend. le produit très Go;rxodable pessiede. des propriétés. mcnicuea Luab2-eELe, notamment une,,'résistande élevée à la ruptune, un aoefficient - d'"alZtirigement r élevé et une résilience suffisante pour permettre. un grand.'nombre.- de 'torsions ou pliages sans amener la rupture.,D6autre. bart,, la conductibilité électrique d*un te-1 allïagé, malgré la présence de. ces métaux, incorporéa à l'alumâ.nium9 se' rap- proche sensiblement de celle. de l'aluminium.pUE. Cet allia- ge este en outres moins corrodable que tous: week'alliages connus dalumi.nia ailicâ.um,-3magnésitm oualum:niura.-c.-i.vre.
Ces alliages aluminium-cérium, destinés plua, spëm- cialement pour constituer des. câbles, électriques, peuvent être laminés à chaud et tréfilés dans les- mêmes- conditions. que les, câbles, en aluminium pur. Leur résistance mécanique augmente avec la teneur en cérium au analogue,.et est pour 2%
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de cérium et 98% d'aluminium plus de 50%,plu'la élevée que. celle d'un câble en aluminium pur, aléis que la conduot,ibï- lité. électrique d'un câble ainsi constitué ne diminue pres- que pas.
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Ces câbles peuvent être constitués entièrement en un tel alliage, toutefois, dans le cas où l'on veut obtenir un de ces. produits qui. tout en étant homogène, possède une résistance et une dureté Brinell plus élevées autour d'une âme plus tendre, plus ductile avec un nombre satisfaisant de pliages et tors.ions et le tout d'une grande conductibi- lité électrique, on constitue ces câbles en un bi-métal, l'âme de ces câbles étant'en aluminium-cérium ou analogue et la, partie périphérique en un alliage léger d'aluminium tel que' l'aluminium-silicium-magnésium ou aluminium-cuivre.
Pour obtenir-de tels câbles, en bi-métal, on peut procéder comme suit:
Dans une lingotière ordinaire, de dimensions appre priées aux. cannelures du laminoir qu'on possède, on fixe, avant de couler le lingot dans la. lingotière, une barre ayant la longueur de la lingotière, cette barre étant préa- lablement coulée. en un alliage aluminium-cérium, et, ensui- te, laminée ou non, d'un diamètre plus petit que le diamètre de la lingotière et ayent un volume correspondant par exem- ple à 20% ou davantage de celui de la lingotière.
On fixe cette barre chaude et décapée suivant l'axe longitudinal de la lingotière, entre une cavité centrale ménagée dans le ga- let du fond ou dans la lingotière même,si elle ne comporte pas de galets, et un point fixe de ladite lingotière pour @ maintenir cette barre pendant la coulée du lingét, en un / alliage aluminium-silicium-magnésium ou aluminium-cuivre entourant ladite barre, alliage dans lequel l'élément addi- tionnel tel que le magnésium, le silicium ou le cuivre n'en- tre que dans des proportions relativement faibles, mais tel- les. que cet alliage durcit par la trempe.
A titre d'exemple, on peut utiliser un alliage à base d'aluminium contenant 0,5% de magnésium, 0,5% de sili- cium et 0,5% de bore. La présence du bore rend l'alliage aluminium-magnésium-silicium ou l'alliage aluminium-cuivre
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moins attaquable à la corrosion que. l'aluminium pur et donne plus de résistance au câble par écrouissage, tout en,ne nui- sant pas à sa. conductibilité électrique. @
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Les deux métal aonsàLtuant, la..a$:1Üe..se. sQ1.1de.nt entre aux lors de la coulée et à. la sortie de. la- lingotière9 l'ensemble eut lamine- à chaud jusqu'au, moment du. le dLamètre est plus ou. moins, égal à 15 mm. On so,umet. lac pièce G-tins:L o.b- 'tenue a. un traitement thermique propres lui. donner la maxi- .
Bium de dureté â2' sans donner lieu à.. aucurie disso.lution csxaatériatique aux alliages d'aluminium contenant, du magné- sium-silici ou du cuivre-magnésium, cette dissolution se produisant à la température ambiante, après que la. trempe à été faite à des températures déterminées.
Le durcissement à. la, température ambiante, après trempe sans. dissolutions, nécessite un chaufiag.e à des tempé- ratures. relativement élevées voisines. de 600 C. A cette température, les alliages susdits se. désagrègent et devien- nent cassants, à quoi on remédie en constituant le.. partie
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centrale du o'4!ble en un alliage aluminium-cérium ou. analo-, gue, ayant un p,oint de solidification plus élevé que les autres.
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Les'opérations, auxquelles sont aoumi.a- les. ctbieà en bi-métal, au cours, de leur fabrication,, facilnt le traitement thermique et réduisent au minimum les. déchets.
Après le traitement thermique, on procède au tré- filage et le diamètre du câble fini que l'on veut obtenir détermine les dimensions en section transversale de la. pièce laminée.En général on interrompt le laminage quand la pièce a un diamètre environ quatre fois. plus grand que. celui, du câble final à ohtenir.
Des câbles ainsi fabriqués pré.sentent une résis- tance d'environ 45 kgs par mmê avec un allongement de 4%.
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pour une densité, d'environ 2,70 Leur conductibillt'à électri- que par rapport au cuivre (conductibilité'; = 100) est, de 55.
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Apres être revenu: à une température d'environ 1800 C., 1a résistance à la rupture descend à 42 legs par mmê, l'allonge- ment augmente à 8% et la conductibilité électrique devient environ égale à 56.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce. qui précède, l'invention ne se limite aucunement à ceux de ses modes d'application, ainsi que ceux des. modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spéciale- ment été indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes..
Lors du dépôt de la présente demande, on a déposé deux.. échantillons- de fils constitués en un alliage eluminium- cérium avec une teneur en cérium de 3%, ces fils ayant res- pectivement des diamètres de 2,5 mm et 0,5 mm.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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1: Brocédéa for manufacturing #% light alloys daJ.uminiUI11H. for obtaining. of :: cables or spun to, high mechanical resistance and gravid electric canductibilitâ ".
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The present invention relates on the one hand to the processes for obtaining light alloys of aluminum with high resistance and high electrical conductivity and, on the other hand, to the manufacturing processes. - to hold finished products, more especially ù4hiea,: Electric eyelashes or the like, made up of, with the aid of these alloys.
Its main aims are to make such. the products obtained. using alloys of the kind in question they have better mechanical qualities without harming. their cond.ucibility-, electrical ,.
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It consists mainly of. constitute lexis alloys of the kind in question by adding â.17.; Ltami.n .; previously purified, cerium or any other. metel de-xi-
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In the case of cerium ores such as lanthanum, yttrium, didyne, erbium terbium, etc., in proportions of 3 to 10% by weight.
It consists, apart from this main provision, of certain others, which are preferably used at the same time and which are used. more explicitly mentioned below, in particular in another provision - exclusively relating, this one, to the processes for the manufacture of homogeneous cables in light alloys of high strength aluminum and used more especially as conductors of electricity - consisting in constituting the cables of the kind in question in homogeneous bi-metal, the Orne of said cables- being in an aluminum-cerium alloy or the like and the remaining part in another light aluminum alloy with high strength and great Brinell hardness.
It relates more particularly to certain modes of application as well as certain embodiments of the said provisions; and it relates more particularly still, and this by way of new industrial products, the products obtained. using. methods involving application of the said said. provisions., as well as the special elements and equipment specific to the realization of these. processes.
And it can, in any event, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, which complement is, of course, given above all by way of indication. @ @ According to the invention, and more especially according to that of its modes of application as well as those of the modes. of realization of its various parts, to which it seems that the preference should be given, proposing to obtain these kinds of light aluminum alloys, the procedure is as follows, or analogously.
First, the aluminum ingots as obtained by metallurgical processes which contain iron and silicon in varying amounts as well as
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traces of cryolite deposited between the cxiataux'd * alutnî.nium:
during the electrolysis of the metal, this purification taking place
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a temperature of about 1.0000 C. and in. introducing into the load a flux composed of equal parts of borax and molten calcium chloride and this bag: trimming being finely ground and uniformly distributed in ,. the load in an amount of 3% by weight thereof, the melt having
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held as far as possible away from 11 "air.
Is introduced into 1'alumini.uznx thus purified d.u. cerium, the content of which can vary from 3 a. 1.0% by weight. At. instead of cerium, one can use alone in. mix all
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metaurs derived from ores of aërium., such as. lanthanum, 'diâyn.e, -1lyttr: Lum ,, ller-biumï., terbium, etc.
Leall: Lae, e thus obtained, of ïsu iron and & 11 silicon, which prevent condvictïb, ilïtéirgxliry of. Oxyali.te which makes. The product very Go; rxodable weight. Of. Mechanical properties. ,, 'high resistance to breakage, high efficiency and resilience sufficient to allow. a large number of twists or bends without causing breakage. bart ,, the electrical conductivity of an alloyed te-1, despite the presence of. these metals, incorporated into the aluminum, approximate substantially to that. aluminum.pUE. This alloy is also less corrodible than all of the known alloys: dalumi.nia ailicâ.um, -3magnesitm oualum: niura.-i.vre.
These aluminum-cerium alloys, intended more, especially to constitute. cables, electric, can be hot rolled and drawn under the same conditions. that the, cables, pure aluminum. Their mechanical strength increases with the cerium content of the analogue,. And is for 2%
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cerium and 98% aluminum more than 50%, the higher than. that of a pure aluminum cable, alien that the conduot, ibïlité. of a cable thus formed hardly decreases.
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These cables can be made entirely of such an alloy, however, in the case where it is desired to obtain one of these. products which. while being homogeneous, having a higher resistance and a Brinell hardness around a softer, more ductile core with a satisfactory number of bends and twists and the whole of a great electrical conductivity, these cables are made in a bi-metal, the core of these cables being in aluminum-cerium or the like and the peripheral part in a light aluminum alloy such as aluminum-silicon-magnesium or aluminum-copper.
To obtain such cables, in bi-metal, we can proceed as follows:
In an ordinary ingot mold, of suitable dimensions. grooves of the rolling mill that we have, we fix, before casting the ingot in the. ingot mold, a bar having the length of the ingot mold, this bar being previously cast. made of an aluminum-cerium alloy, and subsequently, rolled or not, of a diameter smaller than the diameter of the mold and have a volume corresponding, for example, to 20% or more of that of the mold.
This hot and pickled bar is fixed along the longitudinal axis of the ingot mold, between a central cavity formed in the bottom roller or in the ingot mold itself, if it does not include rollers, and a fixed point of said ingot mold for @ maintain this bar during the casting of the inget, in an aluminum / silicon-magnesium or aluminum-copper alloy surrounding said bar, an alloy in which the additional element such as magnesium, silicon or copper does not be only in relatively small proportions, but such. that this alloy hardens by quenching.
For example, an aluminum-based alloy containing 0.5% magnesium, 0.5% silicon and 0.5% boron can be used. The presence of boron makes the aluminum-magnesium-silicon alloy or the aluminum-copper alloy
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less susceptible to corrosion than. pure aluminum and gives more resistance to the cable by strain hardening, while not harming its. electrical conductivity. @
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The two metals at the same time, the..a $: 1Üe..se. sQ1.1de.nt enters aux during casting and at. the output of. the- ingot mold9 the whole had rolled hot until the moment of. the dLameter is plus or. less, equal to 15 mm. We so, umet. lake piece G-tins: L o.b- 'outfit a. own heat treatment. give the max.
Bium of hardness 2 'without giving rise to csxaaterial dissolution to aluminum alloys containing magnesium-silicon or copper-magnesium, this dissolution occurring at room temperature after the. quenching was done at determined temperatures.
Hardening to. the, ambient temperature, after quenching without. dissolutions, requires heating to temperatures. relatively high neighbors. of 600 C. At this temperature, the aforementioned alloys are. break up and become brittle, which is remedied by constituting the .. part
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central o'4! ble in an aluminum-cerium alloy or. analogous, having a higher solidification point than the others.
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The operations, to which are added. ctbieà in bi-metal, during their manufacture, facilitate heat treatment and reduce to a minimum. waste.
After the heat treatment, the wire drawing is carried out and the diameter of the finished cable which is to be obtained determines the dimensions in cross section of the. rolled part.In general, rolling is interrupted when the part has a diameter of about four times. bigger than. that of the final cable to be obtained.
Cables thus produced exhibit a strength of about 45 kgs per mm with an elongation of 4%.
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for a specific gravity of about 2.70 Their electrical conductivity with respect to copper (conductivity '; = 100) is 55.
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After tempering: at a temperature of about 1800 ° C., the tensile strength drops to 42 legs per mm, the elongation increases to 8% and the electrical conductivity becomes about 56.
As it goes without saying, and as it is moreover already clear from this. above, the invention is in no way limited to those of its modes of application, as well as those of. embodiments of its various parts having been more specially indicated; on the contrary, it embraces all the variants.
During the filing of the present application, two samples were filed of wires made of an aluminum-cerium alloy with a cerium content of 3%, these wires having diameters of 2.5 mm and 0, respectively. 5 mm.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.