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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX ALLIAGES A BASE DE CUIVRE, ET A LA
PRODUCTION DE CEUX-CI.
La présente invention a trait aux alliages dans lesquels le cuivre est l'élément prépondérant, et qui contiennent du nickel et du zinc.
Les demandeursont constaté que l'addition de cadmium, faite dans certaines proportions, aux alliages renfermant du nickel et du zinc dans cer- taines proportions, permet non seulement l'amélioration de la résistance à la corrosion,mais également l'obtention de valeurs élevées de dureté, de ré- sistance à la traction et d'allongement par le travail mécanique et le recuit requis, et encore qu'un grand nombre de tels alliages répondent d'une manière satisfaisante à un ou des traitements thermiques subséquents et à un travail mécanique additionnel pour accroître plus encore la dureté et la résistance à la traction sans réduction excessive de la valeur d'allongement.
Des alliages perfectionnés selon la présente invention comprennen- nent 4 à 22,5% de nickel, 4 à 22,5% de zinc, 0,5à 3,5 % de cadmium et pas moins de 55 % de cuivre, la quantité de nickel n'étant de préférence, ni in- férieure aux 4/5, ni supérieure aux 5/4 de la quantité de zinc et, en tous cas, n'excédant pas deux fois la quantité de-zinc.
La ductilité peut encore être améliorée par une addition de fer de 0,01 à 2,50 % Les pourcentages des éléments d'alliages indiqués dans la description.et les revendications, sont donnés en référence au poids. '
D'autres métaux peuvent être ajoutés dans les buts décrits dans les publications et ouvrages de métallurgie: par exemple, du plomb peut être ajouté pour améliorer la faculté d'usinage; du rhodium peut être ajouté com- me hydrophobe, et d'autres métaux peuvent être ajoutés pour-accroître le dur- cissement et la ténacité.
Des alliages suivant l'invention, ayant une riche coloration d'or et un beau lustre, et dont-la texture leur permet d'acquérir un poli de de-
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gré élevé, comprennent du cuivre et les métaux additionnels suivants, savoir :
EMI2.1
<tb> nickel <SEP> 4,00 <SEP> à <SEP> 8,00 <SEP> % <SEP>
<tb>
EMI2.2
zinc , oo à 8, oo $
EMI2.3
<tb> cadmium <SEP> 1,25 <SEP> à <SEP> 2,25 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> fer <SEP> 0,01 <SEP> à <SEP> 1,00%
<tb>
EMI2.4
<tb> nickel <SEP> 6,00 <SEP> %
<tb>
<tb> zinc <SEP> 5,90 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> cadmium <SEP> 1,75%
<tb>
<tb> fer <SEP> 0,20%
<tb>
Le.
couleur varie naturellement suivant la composition, et l'on produit des alliages présentant une agréable couleur et un lustre analogue à l'argent, et de texture leur permettant d'acquérir un degré élevé de poli, en obtenant une haute résistance à la corrosion, en utilisant du nickel et du zinc avec leurs valeurs les plus élevées des gammes des teneurs maxima mentionnées plus haut, c'est-à-dire des alliages consistant en cuivre avec les métaux additionnels suivants :
EMI2.5
<tb> nickel <SEP> 15,00 <SEP> à <SEP> 22,50 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> zinc <SEP> 15,00 <SEP> à <SEP> 22,50 <SEP> % <SEP>
<tb>
EMI2.6
cadmium 1, 75 à 2,75%
EMI2.7
<tb> fer <SEP> 0,01 <SEP> à <SEP> 1,00%
<tb>
Un alliage préféré (ci-après dénommé alliage "B") rentrant dans les limites dont il vient précisément d'être question, est constitué par du cuivre et les métaux additionnels suivants :
EMI2.8
<tb> nickel <SEP> 17,45 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> zinc <SEP> 19,00 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> cadmium <SEP> 2,25 <SEP> %--
<tb>
<tb> fer <SEP> 0,30 <SEP> % <SEP>
<tb>
Les alliages perfectionnés peuvent être coulés par les méthodes ordinaires. Ils peuvent être produits, par exemple, suivant le procédé dé- crit et revendiqué dans le brevet anglais 455,434 , exempts d'inclusions, soufflures et autres défauts.
Dans le processus de fusion des alliages, il est désirable d'é- viter les courants d'air inutiles dans le voisinage du métal fondu, en par- ticulier pendant le versage ou coulée. Les alliages perfectionnés peuvent être produits sous forme de feuille, bande, tube, tuyau, fil, barre, tige et autres formes, et une diversité d'objets ou articles peuvent.en être con- fectionnés ou usinés, par exemple par étirage à froid ou à chaud, et matri- gage, pressage, forgeage, découpage, perçage, forage et tournage. Un grand nombre de ces alliages sont capables de prendre une trempe de ressort et peuvent être brasés ou soudés par soudure tendre ou autre.
Après coulée, les alliages peuvent être travaillés mécanique- ment, par exemple laminés dans le cas de tôles jusqu'à atteindre l'épais- seur désirée. Un recuit est alors exécuté après chaque travail mécanique, à une température comprise entre 775 C et 880 C, l'alliage étant refroidi à l'air à partir de cette température. Alternativement, l'alliage peut être extrudé à travers des matrices.
Un grand nombre des alliages perfectionnés sont sensibles à, et peuvent être soumis à un autre traitement thermique à des températures plus basses pour accroître la dureté et la résistance à la traction, et cet autre traitement thermique peut être suivi d'un travail mécanique pour accroître plus encore les valeurs de ces caractéristiques.
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Cet autre traitement thermique consiste à chauffer à une tempé- rature allant de 600 à 750 C, suivi d'un refroidissement brusque à l'air.
Du travail mécanique, par exemple un laminage, peut être effectué entre le recuit et cet autre traitement thermique, bien que ceci ne soit pas essen- tiel. Cet autre traitement thermique est ci-après dénommé le traitement thermique primaire. Les températures inférieures, dans la gamme précitée de températures, permettent d'obtenir.de plus hautes résistances et ducti- lité avec de plus faibles allongements, et les températures les plus éle vées de la gamme donnent de grands allongements.
Alternativement, l'autre traitement thermique peut consister dans le dit traitement thermique primaire et un traitement thermique subséquent (ci-après dénommé le traitement thermique secondaire),qui consiste en un chauffage de l'alliage à une température entre 4000 et 4500C. suivi d'un re- froidissement à l'air. Ce traitement thermique secondaire donne de la téna- cité ,
Les alliages peuvent être mécaniquement travaillés, par exemple laminés, à une forme finie après'le traitement thermique primaire, mais une plus grande ténacité est obtenue lorsque les alliages ont été soumis aux traitements thermiques primaire et secondaire, chacun d'eux suivi d'un tra- vail mécanique.
L'application du traitement thermique primaire ou des trai- tements thermiques primaire et secondaire, ou de leurs travaux mécaniques subséquents, dépend de la composition exacte de l'alliage et des dureté, résistance à traction, ténacité et allongement à finalement obtenir.
Des essais comparatifs ont été effectués entre l'alliage "A" et un alliage ternaire consistant en 88 % de cuivre, 6 % de nickel et 6 % de zinc (ci-après appelé alliage "Z) qui a une couleur or et un bon lustre.
L'alliage "Z" peut être mécaniquement travaillé et recuit à une tempéra- ture de 450 à 750 C et lorsqu'il est réduit par un travail mécanique, par exemple un laminage, il durcit et atteint de bonnes valeurs de résistance à traction et d'allongement, mais il n'est pas sensible à un traitement ther- mique primaire ou secondaire.
Ces essais ont montré que l'alliage "A" à l'état complètement re- cuit possède une résistance à traction de 31,5 à 37,8 Kos/mm2, une dureté de 75 à 80 à la pointe de diamant, et un allongement de 50-60 % sur 50 mm, alors que les valeurs correspondantes pour l'alliage "Z" sont de: résistan- ce à traction 23,6 à 28,35 Kos/mm2; dureté à la pointe de diamant 62 à 70; et un allongement de 45-50 % sur 50 mm. L'alliage "A" a été laminé par les méthodes usuelles jusqu'à donner une résistance à traction de 70,87 à 78,75 Kos/mm2 et une dureté de 220-235 à la pointe de diamant, tandis que les va- leurs correspondantes pour l'alliage "Z" sont de 50,4 à 56,7 Kos/mm2, et 125-135 de dureté à la pointe de diamant.
Pour ces résistances et duretés, l'alliage "A" avait un allongement de 15-20 % sur 50 mm tandis que l'alliage "Z" avait un allongement de 7-10 % sur 50 mm. Dans le cas de l'alliage "A", la résistance à traction a été portée à 83,47 - 94,5 Kos/mm2 et la dureté à la pointe de diamant à 340 - 350 en soumettant l'alliage, après recuit, au traitement thermique primaire suivi de laminage, l'allongement diminuant à 8-10 % sur 50 mm. Après avoir été soumis au traitement thermique secondaire, l'alliage montre un accroissement de ténacité, et une ténacité plus grande encore est obtenue après un autre laminage.
D'une façon générale l'alliage "A" ne montre aucune tendance à la fissuration ni à la rupture des cristaux jusqu'après réduction de la feuille de plus des 65 % de son épaisseur initiale.
La feuille laminée et thermique traitée jusqu'à une résistance à traction de 83,47 - 94,5 Kos/mm2 se pliait à 180 autour d'une barre d'un diamètre égal à 2,5 fois son épaisseur, et après avoir été laminée et ther- miquement traitée jusqu'à un état demi-dur, elle se pliait à 180 autour d'une barre d'un diamètre égal à 1,5 fois seulement son épaisseur, sans si- gne de fendillement ou de pelage.
On a constaté que l'alliage "B" donne des résultats améliorés analogues, comparativement à un alliage ternaire consistant en 53 % de
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cuivre, 21 % de nickel et 26 % de zinc.
REVENDICATIONS.
1. - Un alliage comprenant 4 à 22,5 % de nickel, 4 à 22,5 % de zinc,0,5 à 3,5 % de cadmium et pas moins de 55 % de cuivre, la quantité de nickel n'excédant pas deux fois la quantité de zinc.