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Les découvertes métallurgiques récentes,dans le domaine de cer- tains types'd'aciers alliés ,de fonte grise ou d'alliage de magnésium,ont montré que le fait d'ajouter en alliage de petites quantités de métaux des terres rares, par exemple sous la forme du métal mixte au cérium du aommer- ce, produit des effets métallurgiques ou techniques inhabituels.
Tandis que l'addition aux groupes d'alliages ou métaux mention- nés est connue, il était admis jusqu'ici que, pour les alliages à base de cuivre, on n'obtiendrait aucun effet nouveau par des additions de métal mix- te au cérium..En conséquence,pour tous les alliages à base de cuivre, que l'on trouve dans le commerce ou qui se sont introduits dans la technique,on:- travaille sans addition de métal mixte au cérium.
Des recherches très poussées ont permis de découvrir cette chose surprenante que la valeur de surface ,l'homogénéité, la coulabilité et l' aptitude à se conformer à froid ou à chaud d'alliages de cuivre,en parti- culier de ceux,qui ont une teneur en cuivre de plus de 50% et qui contien- nent les additions usuelles d'étain;
de zinc, d'aluminium,d'antimoine,de phosphore, et d'alliages contenant du phosphore, de zirconium, de plomb, de nickel, de manganèse, de silicium, de cobalt seul ou en mélange,peuvent être améliorées de façon tout-à-fait remarquable par addition , à l'alliage à l'état liquide,d'une quantité allant jusqu'4 5% de métal mixte au cérium, tel quel ou sous forme d'un alliage préalable contenant le métal mixte.
De tels alliages contenant du métal mixte conviennent de façon remarquable à la fabrication de paliers, de.pièces d'appareillage et d' appareils pour les industries chimique et électrique.
Dans le domaine étendu des alliages au cuivre contenant du plomb, tels qu'on les emploie en particulier comme métaux dp coussinets, il est connu que, dans le moulage au sable, on obtient fréquemment des surfaces dé mauvais aspect, grenues, ce qui provient des @ du plomb en sur- face au cours de. la solidification.Il faut usiner la surface pour faire dis- paraître ces traces, ce qui entraîne des frais supplémentaires.Comme le ressuage du plomb en surface réduit la teneur en plomb que l'on désirait et l'homogénéité de l'alliage moulé, il s'ensuit en outre dans bien des cas une diminution de la qualité.
Les couches superficielles riches en plomb, qui ont été enlevées par usinage, peuvent être réintroduites dans la fabri- cation par nouvelle fusion et purification, si bien qu'il n'y a pas de perte de métal,mais des frais supplémentaires correspondant 9. la nouvelle fusion.
On évite ces inconvénients, suivant l'invention,par le fait que des alliages au cuivre contenant du plomb, du type des bronzes au plomb connus,à deux ou plusieurs constituants, sont additionnés de métal mixte au cérium dans une proportion comprise entre 0,01 et 3%, de préférence entre 0,2 et 0,5%.L'effet spécifique jusqu'ici inconnu de ce composant d'alliage est que les pièces moulées prennent une surface unie et homogène, qui ne présente pas les défauts décrits ci-dessus.Les données ci-après sont un exemple des effets obtenus.
Si dans les conditions techniques habituelles, on moule un alliage à 3% de zinc, 2,5% de nickel) 15% de plomb, le reste étant du cuivre,en sable vert,les pièces fabriquées de cette manière ont une surface grenue, irrégulière , riche en plomb, ce qui entraîne des frais @ @ @ nettoyage des pièces et de récupération du métal.Si , à l'encontre, ajoute à l'alliage 0,3% de cérium, on obtient, dans les mêmes conditions de mou- lage et pour la même composition d'alliage, des surfaceabsolument lisses et homogènes, qui dispensent d'un .usinage.
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Les autres propriétés physiques et mécaniques,telles que dureté, aptitude au martelage et aptitude au glissement,sont conservées et sont même améliorées par l'addition du métal mixte.
Dans les alliages au cuivre contenant de l'aluminium, du type des bronzes d'aluminium connus, l'addition de métal mixte au cérium, dans les limites indiquées, produit une amélioration sensible de la coulabilité par augmentation de la fluidité du métal.L'extension de l'emploi de ces bronzes d'aluminium,relativement bon marché, se heurtait jusqu'ici à leur mauvaise coulabilité.Cet inconvénient est écarté par l'addition de métal mixte au cérium et cela de façon tout à fait surprenante.
Daps les bronzes au plomb binaires,également,l'addition de peti- tes quantités de métal mixte produit un effet sensible, qui se traduit par une amélioration du comportement à la coulée et de la distribution homogène du plomb.Le ressuage du plomb mentionné plus haut dans le cas d'alliages de cuivre contenant du plomb, destinés à la fabrication de paliers, auquel ,on s'efforçait de parer, mais avec peu de succès, par trempe à l'eau de la pièce sitôt prise, est entièrement évité et l'on obtient des surfaces de pièces coulées qui n'ont pratiquement besoin d'aucun usinage.D'autres:
amélïorations imprévisibles sont obtenues par l'addition de métal mixte,dans les limites mentionnées à des alliages au cuivre plastiques, du type des alliages de laiton et des alliages de laiton spéciaux largement répandus dans la technique.,Ici l'effet d'amélio- ration produit par l'addition de métal mixte, en quantités allant jusqu'à 3%, se traduit par une amélioration marquée de l'aptitude à la conformation à froid et à chaud par laminage,par compression à la barre ou moyens semblables.
Les alliages rouges de fonderie, très largement répandus sont également améliorés de façon sensible, du point de vue technologique.par l'addition, à l'alliage, d'un métal mixte, ainsi que des recherches poussées l'ont montré. En dehors d'une uniformisation des propriétés techniques,on obtient une meilleure coulabilité.
Sous le nom de métal mixte au cérium, on entend un mélange métallique qui, en dehord du cérium, comme constituant principal,contient les quantités habituelles de lanthane et d'autres métaux de terres rares.
Toutefois,dans le but proposé suivant l'invention,ce qui convient le mieux, ce sont des métaux mixtes très purs, dans lesquels la teneur en fer ne dépasse pas 2%.
On a, il est vrai, déjà entrepris des recherches microscopiques sur les systèmescuiyre-lanthane, mais les publications faites à ce sujet ne dépassent pas le stade des considérations purement scientifiques.On a éga- lement vérifié l'influence des métaux des terres rares sur la tenue du cuivre à chaud et l'on a établi qu'une petite addition de cérium au cuivre pur accroît la rapidité d'dxydatidn du cuivre.Il ressort en outre de la littérature technique que des électrodes de soudure et analogues,qui ont comme constituant principal le cuivre et qui ne contiennent que de petites quantités d'autres additions d'alliage,parmi lesquelles, entre autres,des métaux de terres rares,doivent,lors de la, fabrication,
être recuites spécia- lement pour avoir déjà la dureté qu'elles prennent en servide après usage.De tels alliages n'ont cependant rien à faire avec les alliages qui sont décrits ici.