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Perfectionnements aux alliages de zinc exempts de cuivre.
La présente invention est relative à un alliage de zinc con- tenant de l'aluminium et du magnésium mais exempt de cuivre; et elle concerne, en outre et plus particulièrement, l'utilisation de cet alliage pour la constitution de pièces qui sont susceptibles d'être soumises à des basses températures, à des sollicitations par chocs ou coups.
Un alliage de zinc, exempt de cuivre, qui contient de l'alu- minium et du magnésium, est déjà connu, mais un tel alliage con- tient, contrairement à celui qui fait l'objet de l'invention, uni- quement 2 à 10% d'aluminium en même temps que 0,01 à 0,3% de ma- gnésium. Comme partie restante de l'alliage, on utilise dans ce cas un zinc, dans lequel la teneur totale en impuretés, constitu- ées par du plomb et du cadmium, ne dépasse pas 0,01%. On obtient ainsi un alliage de zinc qui se distingue par des propriétés fa- vorables de vieillissement.
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On a trouvé maintenant que l'on peut améliorer cet alliage, en ce qui concerne certaines de ses propriétés, par augmentation de sa teneur en aluminium. On constate, par exemple, qu'un accrois sement notable de la vitesse de pressage devient possible dans le cas où l'on soumet l'alliage à un pressage à Chaude Alors que l'on adopte, pour le boudinage de l'alliage de zinc connu, une vi- tesse de pressage d'environ 2 à 3 mètres minute, cette vitesse peut être augmentée jusqu'à environ 7 à 8 mètres/minute pour le nouvel alliage.
Un autre avantage du nouvel alliage réside, en outre, dans le fait qu'il présente des propriétés mécaniques particulièrement éle- vées. Les alliages, obtenus selon la présente invention, présen- tent à l'état pressé des résistances à la traction de 45 à 50 kg/mm2 pour un allongement de 10 à 5%.
L'invention a pour objet un alliage de zinc exempt de cuivre lequel contient 12 à 20 d'aluminium et 0,01 à 0,1% de magnésium avec, en outre, un zinc de grande pureté comme partie restante de l'alliage. De préférence on adopte une teneur de 15 à 20% pour l'aluminium et de 0,01 à 0,1% pour le magnésium. Un alliage de zinc particulièrement avantageux contient 15 à 16% d'aluminium et 0,01 à 0,1% de magnésium et, de préférence 0,05% de magnésium. Un Alliage avantageux, contenant 15% d'aluminium et 0,05 de magné- sium avec du zinc comme partie restante possède par exemple et à l'état pressé, une résistance à la traction d'environ 48 à 50 Kg/mm2 pour un allongement de 10 à 8%.
La partie restante de l'alliage est constituée par du zinc ayant une grande pureté et si possible par du zinc dont le degré de pureté est de 99,99%.
Un autre objet très important de l'invention et qui, par lui- même, présente un caractère inventif particulier, réside dans la proposition d'utiliser les alliages de zinc, ayant une constitution correspondant à celle conforme à l'invention, pour la fabrication
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de pièces qui sont susceptible d'être soumises, à des basses tem- pératures, à une sollicitation par chocs ou par coups.
On a fait cette constatation surprenante qu'un alliage de zinc, ayant une constitution conforme à celle faisant l'objet de l'invention, con- vient tout particulièrement à l'application dont question plus haut, malgré que, d'une part, ceci n'était pas à prévoir à cause de la structure hexagonale de cette matière et que d'autre part, les divers alliages de zinc ayant une autre constitution ne con- viennent pas à une application de ce genre.
Les alliages de zinc usuels perdent, au contraire leur ténacité aux basses températures jusqu'à un degré très prononcé ce qui se manifeste surtout par une chute rapide de leurs résistances à la flexion par choc*
Sur le diagramme ci-annexé - pour lequel on a indiqué en abscis ses les températures d'essais en degrés centigrades et en ordonnées la résistance à la flexion par choc en cm.kg/mm2 - on a montré la dépendance existant entre cette propriété et une chute de tempéra- ture pour plusieurs alliages de zinc. On a essayé, à cet effet, quatre alliages de zinc connus et dont les constitutions respecti- ves sont indiquées sur le tableau ci-dessous. A titre comparatif on a indiqué sub V, un alliage dont la constitution correspond à un mode de réalisation préféré de la présente invention.
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% <SEP> Al <SEP> Cu <SEP> % <SEP> Mg <SEP> Zn
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Alliage <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 0,5 <SEP> 0,03 <SEP> Reste
<tb>
<tb>
<tb> " <SEP> II <SEP> 0,2 <SEP> 4 <SEP> - <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> III <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 0,05 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> IV <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 0,03 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> " <SEP> V <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 0,05 <SEP> "
<tb>
Comme visible sur le diagramme, l'alliage V, à utiliser con- formément à la présente invention, se comporte en réalité d'une manière particulièrement favorable comparativement aux autres ty-
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pes d'alliages. Alors que les alliages I à IV présentent une chu- te importante de leur résistance à la flexion par choc en raison directe avec les températures,
la résistance à la flexion par choc de l'alliage V reste absolument indifférent la baisse de température.
Sur le tableau ci-après, on a indiqué par des chiffres les résultats des essais qui ont été faits avec les alliages en ques-
EMI4.1
tion à des températures de + 20 O, -2000 et -400.
Résistance à la flexion par choc en cm.kg/mm2 :
EMI4.2
<tb> +200 <SEP> 0 <SEP> -20 <SEP> 0 <SEP> -40 <SEP> 0
<tb>
EMI4.3
J ------- -lH-¯-¯..--' -¯J¯
EMI4.4
<tb> Alliage <SEP> 1 <SEP> 30 <SEP> 4 <SEP> 1
<tb>
<tb> " <SEP> Il <SEP> 30 <SEP> 1,5 <SEP> 0,9
<tb>
<tb> " <SEP> III <SEP> 25 <SEP> 10 <SEP> 4
<tb>
<tb> IV <SEP> 30 <SEP> 6 <SEP> 2
<tb>
<tb> " <SEP> V <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 25
<tb>
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--- fi -----, ----------------------
Les indications données plus haut correspondent à la manière dont se comportent les alliages à l'état pressé. On a constaté que les conditions sont analogues dans le cas où il s'agit de ma- tières coulées. Egalement dans ce cas les alliages à utiliser conformément à l'invention, sont supérieurs aux autres.
On a constaté qu'il est favorable, pour les alliages de zinc à utiliser dans le but envisagé, d'adopter une teneur minimum d'en- viron 12 pour l'aluminium; car pour cette teneur l'effet te@chni- que commence à se manifester d'une manière efficace. Comme limite supérieure le choix d'une teneur d'environ 20% en aluminium parait être avantageux car les alliages contenant des quantités plus éle- vées d'aluminium ne sont plus aussi tenaces mais ont au contraire, une tendance à devenir friables.
L'alliage contenant 20% d'alu- minium et dont la teneur en magnésium est de 0,05 avec comme par- tie restante du zinc, présente à +20 C une résistance à la flexion
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par choc d'environ 16 cm,àgln2, laquelle à -2000 correspond encore
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à 13 et à -40 C à 8 cm.kg/mm2. Les plus avantageux sont toutefois les alliages contenant 15 à 16% jusqu'à 20% d'aluminium.
L'invention protège bien entendu, également comme produits industriels nouveaux, les pièces, articles et objets constitués à l'aide des alliages établis selon l'invention.
Résumée
L'invention a pour objet des perfectionnements aux alliages de zinc exempts de cuivre, lesquels perfectionnements utilisés sé- parément ou en combinaison, consistent notamment à constituer les alliages du genre en question avec une teneur d'environ 12 à 20% en aluminium et de 0,01 à 0,1% en magnésium, le restant étant du zinc de grande pureté, par exemple de 99,99, la teneur en alumini étant par exemple comprise entre 15 à 20 voire entre 15 et 16% alors que la teneur en magnésium est par exemple de 0,05%.
L'in- vention vise plus particulièrement certains modes d'application - notamment celui où l'on utilise les alliages susdite à la fabri- cation de pièces, articles ou objets qui sont susceptibles d'être soumis, à des basses températures, à des sollicitations par chocs ou par coups - ainsi que certains modes de réalisation desdits perfectionnements; et elle vise plus particulièrement et ce à ti- tre de produits industriels nouveaux, les alliages du genre en question comportant application desdits perfectionnements, les ap- pareils et installations pour l'obtention de ces alliages ainsi que les pièces, articles et objets, plus spécialement ceux suscep- tibles d'être soumis à des sollicitations par chocs ou par coups à des basses températures, constitués à l'aide de ces alliages.