<Desc/Clms Page number 1>
Procédé pour le placage de métaux.
On a déjà proposé de recouvrir des pièces métalli- ques, par exemple des pièces de fer, de couches d'acier inoxy- dable (acier au chrome-nickel) en appliquant un revêtement de nickel ou d'alliage de nickel sur une des faces d'une mince tôle de cet acier, après quoi on plaçait cette tôle, la face revêtue de nickel tournée vers le bas, sur la pièce à plaquer, et on soumettait ensuite le doublon à une pression dans un four porté à une température élevée.
Le but de ce traitement est d'amener la couche de nickel ou d'alliage de nickel à réunir entre eux les deux métaux entre lesquels elle est située, en formant un alliage par diffusion, et d'établir ainsi entre la pièce métallique et la tôle de placage une liaison mécanique suffisamment résistante pour permettre à la
<Desc/Clms Page number 2>
pièce métallique plaquée de subir un traitement mécanique tel que le laminage, l'étirage, le pliage ou un traitement méca- nique analogue, à chaud ou à froid, sans que la tôle de pla- cage s'en détache. Toutefois, quand cet alliage doit se former par diffusion, une température très élevée est nécessaire, et comme certains aciers au chrome-nickel, lorsqu'on les chauffe à des températures élevées,
subissent des changements chimi- ques et physiques tels que leur aptitude à résister aux acides et à la rouille est plus ou moins affaiblie, le procède pré- cité est inapplicable pour plaquer une pièce métallique avec de l'acier résistant à la rouille ou aux acides.
Suivant la présente invention, pour exécuter le pro- cédé de placage consistant à chauffer sous forte pression le doublon constitué par la pièce métallique et la tôle de pla- cage, on emploie du cuivre comme métal de revêtement formant la couche de liaison. Toutefois, si les matières constituant la pièce métallique et la tôle de placage sont susceptibles d'être endommagées par la pénétration du cuivre lorsqu'on les chauffe sous pression, on intercale entre le revêtement de cuivre et ces matières un revêtement de métal ou d'alliage métallique qui protège contre l'influence nuisible du cuivre la matière des éléments à réunir et qui convient pour former par diffusion avec ces matières et avec le cuivre, lorsqu'on les chauffe sous pression, un alliage apte à résister à un traitement déformant ultérieur,
cet alliage étant formé à une température qui ne compromet pas les qualités mécaniques et physiques des éléments à réunir.
Pour plaquer d'acier au chrome (acier inoxydable) une pièce de fer, on peut conformément à l'invention, garnir d'abord les deux éléments, de préférence par galvanoplastie, d'un revêtement de nickel ou autre métal ayant des qualités analogues, puis d'un revêtement de cuivre. Lorsqu'on superpose
<Desc/Clms Page number 3>
alors les deux éléments de manière que les revêtements de cuivre soient en contact, et qu'on chauffe le doublon sous pression, une température notablement moins élevée que lors- qu'on emploie une simple couche intermédiaire de nickel, suf- fit pour produire la liaison des deux couches de cuivre et aussi pour former des alliages par diffusion - au moins aux limites entre le cuivre et le nickel.
Si - comme c'est le cas pour un revêtement galvanoplastiquede nickel - le revête- ment de nickel adhère déjà fermement tant à la pièce métal- lique, qui peut être une plaque de fer, qu'à la tôle de pla- cage, la couche intermédiaire constituée de cuivre ou d'al- liage de cuivre-nickel assure une liaison si ferme entre la tôle de placage et la pièce métallique, qu'il devient direc- tement possible de soumettre la pièce composée à des traite- ments mécaniques de tous genres, tant à froid qu'à chaud.
Malgré ces traitements mécaniques, la liaison des éléments est maintenue, étant donné que la couche intermédiaire a une plus grande ductilité que le fer et l'acier ou qu'un alliage de fer-nickel.
Dans tous les cas, toutefois, la température requise pour former l'alliage par diffusion entre le cuivre et le nickel est si peu élevée qu'elle ne peut guère compromettre les qualités de la tôle d'acier. Par exemple, pour une pres- sion d'environ 1 kilogramme par millimètre carré un chauffage à environ 1000 C. pendant 2 à 3 heures est suffisant.
Un chauffage sous une pression correspondante peut aussi être employé dans le cas de paquets constitués de plusieurs pièces métalliques et de tôles de placage, de la manière connue. Des tôles de placage peuvent être appliquées sur une ou sur les deux faces de la pièce métallique. Dans le procédé conforme à l'invention, il n'est point nécessaire d'employer des enveloppes protectrices en tôle pour empêcher
<Desc/Clms Page number 4>
l'oxydation, de . sorte que le procédé de placage est notable- ment simplifié.
Différents métaux peuvent être employés, tant pour la pièce métallique que pour les tôles de placage. Dans tous les cas, toutefois, grâce au fait qu'un revêtement de cuivre est appliqué sur le revêtement de nickel, la température requise pour former l'alliage,par diffusion est moins élevée qu'il ne faudrait pour former un tel alliage entre du nickel et du fer. Par suite, le procédé est aussi avantageux dans des cas où on ne court pas le risque que les métaux employés soient endommages par un chauffage excessif. Du fait que l'alliage par diffusion se forme à une température relative- ment peu élevée, il est possible de plaquer des ouvrages faits en un métal très mince.
Dans le cas d'ouvrages qu'on doit laminer ou étirer après placage, le fait que l'ouvrage initial est déjà mince présente l'avantage qu'il suffit de quelques phases de travail pour donner à l'ouvrage les di- mensions finales requises. De cette façon, on simplifie le travail de façonnage et, en outre, il y a moins de déchets que lorsqu'on emploie un ouvrage initial plus :épais. Dans beaucoup de cas, la perte de matière au cours du laminage est due à ce que les deux métaux qui constituent l'ouvrage pla- que diffèrent quant à leur ductilité, de sorte que lors du laminage un métal est aplati dans une plus notable mesure que l'autre et qu'il se produit un "glissement". Ceci se manifeste par le fait qu'un métal fait saillie au-delà de l'autre à l'extrémité du produit 'laminé, et il faut trancher comme dé - chet la partie faisant saillie.
La quantité de ce déchet augmente avec l'épaisseur de l'ouvrage initial et le nombre d'opérations de laminage auxquelles il faut le soumettre avant que l'épaisseur voulue soit atteinte.
Un autre avantage de ce que l'ouvrage initial est mince réside en ce que des tôles minces qu'on veut superposer
<Desc/Clms Page number 5>
et chauffer sous pression, pour produire un placage, peuvent être serrées l'une sur l'autre plus intimement que ce n'est le cas avec des tôles plus épaisses. Les surfaces des tôles qu'on veut réunir entre elles ne sont jamais absolument égales, mais des tôles minces s'adaptent entre elles, sous pression, plus facilement que des tôles épaisses, et par conséquent la liaison produite à l'aide de l'alliage formé par diffusion est plus uniforme et plus résistante.
Les couches de nickel et de cuivre doivent être aussi minces que possible afin que l'alliage par diffusion à former à l'aide des deux couches puisse s'étendre dans les deux couches aussi loin que possible. Dans le cas de fer ou d'acier, la présence d'une couche de nickel intermédiaire entre le cuivre et le fer ou l'acier présente l'avantage d'empêcher la pénétration du cuivre dans le fer ou l'alliage de fer et d'obvier à.l'influence nuisible qui en résulte pour les qualités de ces métaux.
Au lieu de nickel ,on peut employer d'autres métaux (tels que l'argent) ayant des qualités analogues, comme pre- mière matière de revêtement pour les deux éléments à réunir.
Comme matière pour la couche de placage, on peut employer du cuivre, du nickel, de l'aluminium et leurs allia- ges, ainsi que de l'acier au chrome (inoxydable), tandis que comme matière pour la pièce métallique à plaquer, on envisage principalement, en dehors du fer et de l'acier, le laiton ou des métaux analogues.
Ainsi, par exemple, pour plaquer d'aluminium une pièce de fer, on a trouvé avantageux de gar- nir la pièce de fer, en premier lieu, d'un mince revêtement galvanoplastique de nickel, argent ou métal analogue, recou- vert d'un mince revêtement de cuivre et d'étain, la tôle d'a- luminium n'étant toutefois garnie que d'un revêtement de cui- vre et d'étain. Même à une température relativement peu élevée,
<Desc/Clms Page number 6>
à laquelle l'aluminium est-capable de résister sous la pression appliquée, on forme par diffusion au moyen de ces minces couches de métal,un alliage qui répond à tous les desiderata mécaniques.
Lorsqu'on veut plaquer une pièce de fer avec du cuivre, du nickel ou leurs alliages, on peut garnir cette pièce d'un mince revêtement de laiton, de simili-or ou de métal analogue, tandis qu'on recouvre la tôle de placage d'un mince revêtement d'alliages de cuivre et d'étain, ou de cuivre et de aine. Si le métal de placage a une haute te- neur en cuivre, ce dernier métal peut être totalement' absent dans la couche intermédiaire et, par suite, il n'y a nul besoin d'appliquer un revêtement, quel qu'il soit, sur la tôle de placage.
Quand, par suite des propriétés des matières em- ployées ou de l'épaisseur de la pièce métallique ou de la ou des tôles de placage, il faut s'attendre à de notables dif- férences de ductilité entre la pièce métallique et la tôle de placage au cours du traitement déformant ultérieur, la couche intermédiaire constituée par l'alliage produit par diffusion est incapable de résister aux efforts qui en résultent, si cette couche se compose uniquement des revêtements minces usuels formés par galvanoplastie.
Dans ce cas, la couche intermédiaire n'a pas une section transversale suffisante - même si l'alliage par diffusion est extrêmement ductile - pour permettre à la matière, durant le laminage ou l'étirage, de se déplacer perpendiculairement à son -épaisseur dans une mesure correspondant à la différence de ductilités de la pièce métal- lique et de la tôle de plagage, sans que la couche intermédiai- re soit rompue.
Des conditions de ce genre se présentent, par exem- ple, quand une plaque de fer ou d'acier, ayant une épaisseur
<Desc/Clms Page number 7>
d'environ 30 mm, est plaquée d'une tôle d'acier au chrome épais- se d'environ 3 mm, et qu'on soumet cet ouvrage à différents traitements déformants. Dans ce cas, il ne suffit pas que la pièce métallique et la tôle de placage à superposer soient recouvertes chacune de minces couches galvanoplastiques de nickel et de cuivre, n'ayant que quelques millièmes de milli- mètre d'épaisseur, pour produire par chauffage sous pression une couche d'alliage par diffusion capable d'absorber les efforts créés au cours du laminage par suite de la différence de ductilité de ces éléments.
Suivant l'invention, la couche intermédiaire unissant la pièce métallique à la tôle de placa- ge, doit avoir une épaisseur suffisante pour permettre à la matière de se déplacer perpendiculairement à l'épaisseur sans détruire la couche intermédiaire au cours d'un laminage, d'un étirage ou d'un traitement déformant analogue, par suite des allongements différents - dus à l'épaisseur - de la pièce métallique et de la tôle de placage.
Afin de produire ces couches intermédiaires épais- ses, on pourrait former un dépôt galvanoplastique d'épaisseur correspondante. Toutefois, dans certains cas, la couche inter- médiaire doit être très épaisse si l'on désire se conformer aux conditions précitées ; en est ainsi, par exemple, quand on veut plaquer d'une tôle d'acier au chrome épaisse de 3 mm. une pièce métallique de 30 mm d'épaisseur. Dans ce cas, la couche intermédiaire doit avoir une épaisseur d'environ 1 mm, car l'expérience a montré que l'épaisseur de la couche intermédiaire doit être d'environ un tiers de celle de la tôle de placage.
Pour former une couche intermédiaire de l'épais- seur prescrite, des revêtements galvanoplastiques seraient cependant peu économiques, sans parler de la difficulté de les produire.
<Desc/Clms Page number 8>
Suivant l'invention, on ne donne que l'épaisseur habituelle aux revêtements de la pièce métallique et de la tôle de placage, mais avant de procéder au chauffage sous pression, on intercale entre les surfaces superposées de cette pièce et de cette tôle ou une plaque faite en un métal ou alliage destiné à former un alliage par diffusion avec les revêtements, qui en même temps possède les qualités mé- caniques requises et une ,épaisseur appropriée pour constituer, conjointement avec les revêtements, une couche ayant l'épais- seur nécessaire, du point de vue technique, pour produire une liaison capable de résister à un traitement déformant de l'ouvrage.
Des matières convenant très bien pour constituer la tôle intermédiaire sont : des alliages de cuivre et de zinc (simili-or, laiton ou alliages analogues) et des alliages d'argent et de cuivre. Si, dans l'exemple mentionné ci-dessus, la pièce métallique est garnie de revêtements de nickel et de cuivre, respectivement de 0,015 et 0,030 mm, et la tôle de placage est garnie de revêtements de nickel et de cuivre, res- pectivement de 0,005 et 0,15 mm, on peut employer une tôle intermédiaire de simili-or ayant une épaisseur d'environ 0,8 mm.
Dans le cas d'un ouvrage appelé à subir un recuit, la couche intermédiaire doit être constituée de manière à résister à ce recuit, et par conséquent la tôle intermédiaire doit avoir une température de fusion d'au moins 1000 à 1040 C.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.