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Description


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  Alliage aluninium-ciiivre--qilagnésiitm. 



   La présente invention concerne un alliage à base   d'alumi-   nium comprenant plus de 0,1 et moins de 3,5 % de cuivre, de 0,2 
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 jusqu'à S,5 ( de magnésium, ce ,1 jusau'à 1, 5 - de silicium, et de. 



  0 à 1,5% de manganèse. De tels alliages sont dénommés dans la .technique,   dépares   leurs composants principaux, des alliages alu- 
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 h1Ínium-cuivre-i'nagnéSIilun. L'alliage suivant ? 'invention est parti-   culièrent   approprié à la fabrication de pièces mécaniques par matriçage à chaud et se   prte   bi en, en outre,, à un usinage par tournage,, fraisage.,   etc. ,   par   enlèvement   de cop eaux. 
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  L5ii.ivention est basée sur la remarque qu'une, bonne apti- tude à former des copeaux est due à la présence dans l'alliage de composants qui forment, avec l'aluminium à l'état liquide, une ,,discontinuité de mélange. Dans le même but, l'alliage suivant 
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 l'invention comporte encore des métaux tels que, par exemple, le cadmium, le sodium, le potassium et l'arsenic. Ces métaux addition- nels peuvent, toutefois, être remplacés également par des composés métalliques tels que, par exemple Mg3Bi2,Mg3Sb2, Mg3As2, etc. en combinaison, éventuellement, avec l'un ou plusieurs des métaux additionnels préci tés.

   La totalité de ces matières additionnelles ne doit pas dépasser, en général, 8   %,   la quantité   particulièrement   favorable des métaux dénommés étant de 1à 3,5%, pris déparément ou en diverses combinaisons entre eux. Avec un tel rapport quanti-   tatif,   on est sûr que, après la solidification de l'alliage, les composants qui forment une discontinuité de mélange, avec l'alumi-   ni un   à l'état liquide, sont contenus dans l'aluminiun à l'état   d'émulsion   formée par des gouttes. 



   Dans les alliages suivant   l'invention,   il est en ou- tre essentiel que les métaux additionnels se présentent dans un état de division particulièrement fin et uniforme. En   réalité,   ce n'est pas le seul fait de leur présence mais encore leur état de division qui joue un rôle essentiel pour que l'alliage se détache bi en en copeaux. Cet état de division agi t en outre, au point de vue de la possibilité de déformation de l'alliage suivant l'in- vention, de telle sorte que celui-ci se trouve   parfaitement   dé- formable à froid età chaud. En ceci, il diffère justement des alliages dans lesquels les métaux additonnels sont distribués irrégulièrement et sous la forme de masses plus grandes.

   Cet état de division poussé des composants ne se mélangeant pas   complè-   tement avec l'aluminium à l'état liquide est obtenu par l'addi- tion d'autres métaux qui sont complètement miscibles, à l'état liquide, tant avec les composants qui ne se mélangent pas   complè-   tement avec l'aluminium qu'avec l'aluminium lui-même et forment, de préférence, des mélanges eutectiques avec le cadmium, le so- dium, le potassium et l'arsenic. A ces métaux, appartient par exem-   ?,le   l'étain dont la quantité peut aller jusqu'à 6,4 %.      

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   Comme autre métal additionnel, on peut mentionner le zinc qui peut être présent dans des quantités allant jusqu'à 5%. Par conséquent, l'alliage suivant l'invention comporte encore, en plus des composants ci -dessus mentionnés, les composants sui vants: jjus- qu'à environ 8   %,   et de préférence de 1 à 3,5 % d'un ou plusieurs des métaux qui ne sont pas comlètement miscibles avec l'alliage de base à l'état liquide, comme par exemple le cadmium, le sodium, le potassium et l'arsenic, éventuellement jusqu'à 6, 4 % d'étain et éventuellement jusqu'à 5% de zinc. 



   Des études approfondies sur les inter-actions de la matière et de l'outil pendant l'usinage par enlèvement de copeaux ont permis de déterminer que c'est précisément le point de fusion plus bas de la phase servant à raccourcir les copeaux qui est d'une impor- tance primordiale pour l'enlèvement des copeaux. On sait en effet oue, pendant cet usinage, les surfaces en contact de l'outil et de la pièce à usiner sont portées à des températures très élevées dont la valeur dépend justement de la manière et des conditions de l'u- sinag e.

   On estime, en général, que, dans les conditions usuelles de travail avec des -alliages à base d'aluminium se prêtant à l'usinage par   enlèvement   de copeaux, les élévations de température sont de l'ordre de 100 à 300    C.   La bonne aptitude de l' alli ag e suivant l'invention à se détacher sous forme de copeaux doit être attribuée, comme on l'a également reconnu, au fait que la formation de copeaux qui. cassent court pendant l'usinage, résulte de l'incorporation d'une phase à point de fusion bas qui, à la. température existant sur l'outil, se trouve déjà fondue.

   La fusion de cette phase, qui agit encore comme '?casseur de copeaux" se produit, comme l'ont montré d'autres expériences, d'une manière   d'autant   plus sûre que les parti- cules incorporées dans l'alliage sont plus petites et que leur point de fusion est plus bas. Ces constatations ont conduit à la   thé@rie   générale suivante, qui d'ailleurs n'est pas limitée à la présente invention ni aux alliages à base d'aluminium destinée à être usinés sur des machines automatiques, mais qui s'applique à la production   @   

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 de tous matériaux en général destinés à être usinés sur des machines automatiques.

   On doit ajouter aux matériaux destinés à être usinés sur des machines automatiques des particules de corps insolubles dans l'alliage de base à l'état solide et se présentant, par consé- quent, sous la forme d'une deuxième phase de point de fusion aussi bas que   possible,   de sorte qu'aux températures créées normalement pendant la formation de copeaux sur les outils des machines automa- tiques, il se produise une fusion des particules de la deuxième phase, qui sont de préférence à un état de division aussi poussé que possible. 



   Ces constatations donnent également l'explication du fait que l' étain, tout en étant par lui-même soluble à l'état li - quide dans les alliages à base d'aluminium, agit, dans des alliages suivant l'invention, d'une manière efficace, en ce qui concerne le raccourcissement des copeaux.   En, effet,,   il entre dans l'alliage comme seconde phase, et ceci ,sous forme d'un mélange eutectique d'aluminium et d'étain fondant à 229 , qui se liquéfie aux   tempéra-   tures créées pendant l'usinage, en constituant une des raisons ou la raison de la formation des copeaux cassant court qui caractérisent   le-   alliages suivant l'invention. 



   L'alliage suivant l'invention présente la même aptitude à la formation de copeaux que le laiton de décolletage qu'il peut remplacer dans certains cas. Il   donne,   lorsqu'il est usiné au moyen d'outils qui enlèvent les copeaux une surface extérieure propre et brill ante. 



   L'alliage suivant l'invention durcit par trempe après chauffage à la température de 500 + 10 C. ainsi qu'il a été recon- nu, et encore à la température ambiante. La plus grande parti e du durcissement est obtenue déjà pendant les troi s premiers jours, tandis que, dans les troi s premières heures, on ne peut ap erce- voir aucun durcissement appréciable. On a toutefois trouvé que, même après une durée de durcissement de 28 jours, le   durcissement   

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 à froid n'est pas encore terminé. Les allongements restent, lors- qu'on durcit à froid, les mêmes qu'après trempe.

   Par contre, lors- que des alliages suivant l'invention,portés à l'incandescence et trempés,   sont ,   soumis au vieillissement à chaud à des températures de 150 à   200    C après déjà 12 heures d'exposition à 175 , on ob- tient une meilleure valeur de la limite élastique et de la résis- tance à la traction, tandis que si on dépasse cette durée d'ex- po si tion, il se produit une diminution de la résistance.   L' allonge-   ment à la rupture est fortement diminué par le durci ssenent à chaud, particulièrement au commencement de l'opération de vieillissement à cette température, et tend, si cette opération ¯est prolongée, vers une valeur limite. 



   Des résultats mécaniques particulièrement favorables sont apportés par des pièces en alliages suivant l'invention, obtenues dans des presses à filer qui, sans ébauchage préalable à froid, sont durcies à chaud et, en outre, éventuellement, vieillies à froid. 



   L'alliage suivant l'invention est   remarouable   tout par- ticulièrement par le fait aue l'usinage par enlèvement de copeaux sur des machines automatiques à grande vitesse donne un copeau qui   s'effrite   et des surfaces extérieures brillantes, et ceci dans les marnes conditions que le laiton de décolletage, connu sous le nom Ms   58.   En comparaison avec celui-ci, l'alliage suivant l'invention présente encore l'avantage essentiel qu'il se prête très bien à la fabrication de paliers. 



   Il est avantageux de procéder à la fabrication des alli a- ges suivant l'invention dans des fours à induction.

Claims

RESUME.

----------- L'invention a pour objet: 1 . Un alliage aluminium-cuivre-magnésium particulière- ment approprié à la fabrication de pièces mécaniques par matri- <Desc/Clms Page number 6> çage à chaud et qui se prte bien à un usinage par enlèvement de copeaux, cet alliage étant remarquable par la composition suivante de 0,1 à moins de 3,5 et, de quivre, de 0,2 jusqu'à 3,5% de magné- sium;

de 0,1 jkusqu'à 1,5 % de silicium, de 0 à 1,5 % de manganèse, de même au'un ou plusieurs autres métaux, lesquels ne sont pas com plètement miscibles avec l'alliage de base à l'état liquide, par exemple jusqu'à environ 8 % de cadmium, sodium, potassium et ar- senic,, ainsi ou'éventuellenent jusou'à 6,4 % d'étain, le reste étant constitué par 1 -aluminium -et ses Impuretés habi tuelles.

2 Alliage suivant 1 , remarquable en ce qu'il com- porte en outre jusqu'à 5 % de zinc 3 . Procédé de fabrication d'alliage suivant 1 et 2 , dans lequel cet alliage est obtenu dans des fours à induction.

4 . L'application de l'alliage suivant 1 à 3 , comme matière première pour la fabrication des paliers.