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Procédé pour l'amélioration des propriétés résistantes,notamment de la limite de résistance à la compression d'objets en magnésium et en alliages de magn ésium.
Lors de la mise en forme à chaud du magnésium et de ses alliages,il a été remarqué que l'accroissement des propriétés résistantes produites par. la mise en forme s'étend en première ligne à la résistance à la traction au contraire de ce qui se passe avec d'autres métaux,tandis que l'amélioration des proprié tés élastiques à la compression et à la tossion,est proportion- nellement beaucoup plus fable.C'est ainsi que la résistance à la compression de ces métaux aprèsmise en forme normale à chaud, n'atteint qu'environ la moitié de la limitede la résistanceà la traction. Un renforcementsubséouent du magnésium et de ses
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alliages,mis en forme à chaud,peut cependant être obtenu par une conformation ultérieure à froid.
Il arrive cependant dans ce cas que,si la valeur absolue des résistances à la traction et à la com- pression est accrue,le rapport de la limitede résistance à la traction! la limite de la résistance à la compression demeure cependant stationnaire.
La limite de résistance à la torsion elle aussi qui, en général pour les métaux n'est qu'environ la moitié de la résistance àla traction,se tient,pour du magnésium ou ses alliages mis en forme à chaud dans des conditions normal es, au maximum au quart de la limite de résistance à la traction,et ce rapport lui-même ne peut être amené,par une conformation ultérieure à froid,à celui qu: existe pour d'autres mét aux.
- Il est désirable,pour un grand nombre d'applications technique; du magnésium et de ses alliages,d'obtenir une amélioration de cette différence désavantageuse entre la. limiter de résistance à la traction d'une part et certaines autres propriétés résistantes spécialement la limite de résistance à la compression.
Dans la mise en forme à chaud du magnésium et de ses alliages, mise en forme qui a lieu en général à des températures comprises entre 200 et 500 o,la rapidité de la Mise en forme est en général, pour des raisons industrielles,calculée aussi élevée que cela est possible sans altérer la cohésion de la matière.
La vitesse de mi- se en forme la plus grande que l'on obtient dans chaque cas et qui est la plus avantageuse du point de vue industriel dépend de la température de mise en forme et des propriétés plastiques de l'al- liage mis en oeuvre. Il. y a avantage,dans le procédé ordinaire, marcher à la plus grande vitesse possible de mise en forme pour l'alliage considéré température appropriée ,en réglant le dispo- sitif ou la machine à son rendement maximum.
La plus grande vites- alors utilisée pour le mécanisme de mise en forme se possible de mise en forme/en.question,sans cependant qu'il y ait bris de la pièce à traiter (par exemple la vitesse la plus grande d'éjection de barres hors de la matrice de la presse) est appelée anormale? dans ce qui suit :
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Conformément à l'invention,on peut tout d'abord obtenir l'amélioration désirée du rapport des propriétés résistantes en réalisant la mise en forme à une vitesse très inférieure à la vitesse normale de conformation, et de préférence inférieure à la moitié de cette dernière.
Une autre manière d'opérer, qui peut être utilisée avec le même succès,consiste en ce que l'on abaisse la température de la matière, mise en forme à une vitesse appro- priée qui peut particulièrement être la vitesse normale,en même temps que prend fin 'action des forces extérieures qui réalisent la mise en forme,cette température étant telle qu'il ne peut plus se produire une modification du réseau cristallin en dimen- sion et en disposition. Ce refroidissement du métal peut être o- péré avev de l'eau froide ou chaude,de l'huile,de l'air comprimé ou un autre moyen analogue,auquel cas. par exemple lors du tra- vail de la presse à barres,le fluide de refroidissement est amené au voisinage le plus immédiat de l'orifice de sortie de la matrice.
Dans ce qui suit l'application du procédé est mise en lumière au moyen d'exemples de fabrication de pièces profilées par écoulement de métal au moyen de presses à filer. Il y a 1 ieu toutefois de faire remarquer que les possibilités du procédé d'étendent à tout genre de mise en forme à chaud,en particulier aussi à l'estampage ,à la forge,à l'étirage et au laminage.
EXEMPLES:
1) Au moyen d'une presse à filer,on fabrique à une tempéra- ture de 450 une barre ronde de 25 m/m de diamètre,en magnésium pur.La vitesse d'écoulement qui,suivant la définition ci-dessus devrait être considérée comme normale fut de 110 m/m par secon- de. A froid,la limite de résistance à la traction de la matière se révèle être de 15 kg. m/m2 et La limite de résistance à la compression de kg.m m2 La limite de résistance a la torsion était de 2,9kg m/m2.
La même matière fut amenée par pression sous forme d'une barre ronde du même genre,mais avec une vit sse d'écoulement extrêmement réduite,à savoir @ 5 m/m par seconde. Dans
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ce cas,on constate une limite de résistance à la torsion de 5,1 kg m/m2,tandis que la limite de résistance àla traction demeurait inchangée à 15 kg. m/m2 vis à vis de la matière précé- demment obtenue par pression.
2) Un alliage de magnésium à 6,5 % d'aluminium,! % de zinc, 0,3% de manganèse,avec les petites impuretés rencontrées dans les alliages de magnésium,fut amené à une température de 300 @ dans une presse à filer à la ferme d'une barre ronde de 25 m/m.
Par suite de la moindre plasticité de cet alliage,la vitesse nor- male d'écoulement était plus faible dans ce cas et ne comportait qu'environ 50 m/m sec. Pour la matière ainsi traitée,on trouve une limite de résistance à la traction de 22,5 kg. m/m2,une limi- te de résistance à la traction del4 kg. m/m2 et une résistance à la fatigue (épreuve de pliages répétés) de 12 kg. m/m2 .
Dans la mise en forme à chaud, suivant la présente invention, la vitesse de.mise en forme dut toutes autres choses égales d'ailleurs,de 10 m/m sec. La matière se vit conférer une limite de résistance à la traction de 22 kg m/m2 et une résistance aux flexions répétées de 16 kg. m/m2 ,tandis que la limite de résis- tance à la traction demeurait inchangée à 22 kg. m/m2 vis à vis de la matière mise normalement en forme.
3) On fabrique au moyen d'une presse à filer,une barre ronde de 25 m/m de diamètre en magnésium pur,l a température étant de 300 et la vitesse de pression de 130 m/M sec.
La matière obtenue révèle une limite de résistance à la traction de 16 kg. m/m2,une limite de résistance à la compression de 6,5 kg. m/m2 et une limite de résistance àla torsion de 3,7 kg. m/m2. le même essai,avec fort refroidissement au moyen d'eau,de la barre ronde sortant de la matrice,jusqu'à obtention d'une tempé- rature inférieure à 200 abonna une matière dont la limite de résistance à la traction resta encore inchangée à16 kg. m/m2 mais dont lalimite de compression fut relevée à 13 kg. m/m2 et la limite de résistance à la torsion 5,5kg m/m2.
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4) L'alliage de magnésium mentionné dans l'exemple 2 gut amené à la forme d'une barre ronde de 25 m/m de diamètre au moyen d'une presse à filer,à une température d'environ 350 Q, à une vitesse d'écoulement de 10 m/m sec. avec reiroidissement brusque concomittant de laberre aortant de la matrice. Cette matière présente alors une limite de résistance à la traction de 24,8 kg. m/m 2 et une limite de résistance à la compression de 24 kg. m/m2.
Le choix entre les deux modes opératoires indiqués se déter- mine suivant la section droite de la matière. En allant en augmentent dans l'échelle des sections à traiter,on en arrive naturellement à atteindre une limite à partir de laquelle le a refroidissement brusque n'est plus suffismment efficace,de sorte qu'il y a lieu d'adopter une mise en forme avec une vites se de beaucoup diminuée. On peut cependant,dans de tels cas, trouver avantage à combiner les deux modes opératoires,en ce sens que l'on diminue dans une forte proportion la vitesse de mise en forme par rapport à la normale et qu'en même temps on refroidit brusquement,immédiatement après,la mise en forme.
Le procédé de refroidissement brusque décritci-dessus n'a, ainsi que cela ressort de ce qui précède,rien de commun avec les procédés connus de trempe pour améliorer les métaux,car ces der- niers procédés ne sont utilisables qu'avec des alliages suscep- tibles d'être améliorés et parce que l'apparition de leurs ef- fets dépend principalement de la température à laquelle lesallia- ges sont chauffés,qui n'a en aucune face besoin d'être également la température de mise en forme.
Si l'on applique à de l'aluminium pur le procédé objet de la présente inventuon,de mise en forme à chaud,avec refroidisse- ment brusque immédiatement subséquent,il en résulte un relèvemen' de la résistance la traction,de la limite d'élasticité et de la limite de résistance la traction avec diminution simulta - née de l'allongement de la même manière que lors d'une mise en forme à froid, il est par suite possible au moyen dudit procédé, d'obtenir par exemple des tiges,des fils,des profilés ou autres pièces analogues,d'aluminium directement au sortir du disposi-
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tif de mise en forme, dans un état tel que,d'après l'état actuel de la technique,on ne pouvait obtenir que par un étirage subsé- quent à froid.
Tandis que l'application du procédé à l'aluminium peut donner ainsi uneffet analogue à celui qui est obtenu par la mise en forme à froid, on réalise par le présent procède, dans le cas du magnésium et de ses alliages,une amélioration d'un ordre entièrement différent,que l'on ne peut cas atteindre,par une mise en forme subséquenteà (froid.