Procédé pour la préparation d'une matière métallique perfectionnée. La grille coulée est ensuite soumise à un traitement à chaud convenable prolongé comme décrit ci-dessus, afin qu'un objet ter miné, ayant des qualités perfectionnées soit produit.
Pour produire l'alliage plomb-antimoine employé dans l'exemple donné ci-dessus, sui vant la présente invention, il est nécessaire de déterminer le pourcentage d'antimoine soluble dans le plomb à la température nor male ambiante, ce qui peut être effectué sui vant une manière expérimentale bien connue.
De même, il est nécessaire de déterminer la solubilité de l'antimoine dans' le plomb à la température de fusion d'un mélange eutec- tique de ces ingrédients (le mélange eutec- tique de plomb et d'antimoine contient à peu près 130o d'antimoine), ce qui peut égale ment être déterminé. par essai avec l'aide d'un microscope suivant une manière bien connue.
La fig. 1 dont les ordonnées représentent les températures exprimées en degrés centi grades, tandis que les abscisses représentent le pourcentage d'antimoine dissous dans l'alliage, montre l'augmentation de la solu- bilité de l'antimoine dans le plomb pour les températures de 0 â 360 C.
Le traitement appliqué à la grille coulée consiste à porter l'ensemble de plomb et d'antimoine à une température voisine, et de préférence légèrement en dessous de celle dénommée sous le nom de point de fusion eutectique, c'est-à-dire la température à la quelle le passage de l'état solide à l'état liquide commence. L'ensemble se transforme alors en une solution d'antimoine, ou de composés de celui-ci, dans le plomb, et finalement à la température ordinaire, on ob tient une matière qui, quoique solide, a la même composition en pourcentage, est dans les mêmes conditions qu'à une température plus élevée.
De préférence une température de 240 C est utilisée, et la matière est maintenue à cette température assez long temps, par exemple pendant 72 heures, pour assurer que l'antimoine s'unisse au plomb en quantité correspondant à la quan tité maximale dans laquelle l'antimoine peut être en solution après resolidificatiori, c'est-à-dire environ 2,5 parties d'antimoine pour 97,5 parties de plomb. Si des quantités relativement moindres d'antimoine sont utili sées, une température quelque peu inférieure peut suffire, mais en général pour obtenir les meilleurs résultats, il faut réaliser ladite température. Le temps de chauffe varie avec la température réalisée.
Dans l'exemple en visagé, si la matière est maintenue à une température de 240' C pendant 72 heures, un alliage stable et homogène peut être ob tenu. Pour assurer à la matière les propriétés voulues, il convient de former, à cette étape du procédé, un alliage stable, parfaitement homogène, des éléments constitutifs et d'em pêcher leur séparation. Pour cela l'ensemble peut alors être refroidi brusquement dans l'eau, c'est-à-dire ramené à une température en-dessous de 100 C ou de préférence à la température ambiante. Dans le cas où les éléments constitutifs sont tels qu'ils entrent dans l'alliage et quittent celui-ci difficilement, la température de refroidissement peut varier quelque peu. Un temps suffisant est ensuite consacré au vieillissement.
La température de la ma tière pendant ce temps doit être maintenue assez basse pour empêcher tout effet préjudi ciable, et dans le cas considéré la tempéra ture doit être quelque peu au-dessous de <B>1000</B> C. Le temps consacré, au vieillissement dépend de la température utilisée, mais si la température ambiants est choisie, les chan gements nécessaires seront, pour tout but pratique, complétés au bout de 72 heures. On peut obtenir un degré de dureté maxi mum pour une composition voulue, si on assure un temps et une température de chauffe satisfaisante et si le refroidissement a lieu entre des températures déterminées.
Ce degré de dureté est maintenu en provo quant l'action de vieillissement pendant un temps suffisant, bien que cette action ait lieu à une température au-dessus de 100'1 C.
Dans le diagramme de la fig. 2, les or données représentent l'accroissement<B>dû</B> au traitement de la résistance à la traction en "poundsjt (0,454 kg) par pouce carré (6.45 cm2), tandis que les abscisses représentent le pourcentage d'antimoine entrant dans le composé. On voit l'accroissement que peut prendre la résistance à la traction de la ma tière pour un mélange ordinaire de plomb et d'antimoine dans les mômes proportions. Pour le diagramme de la fig. 3, les ordonnées représentent la résistance d'un alliage ordi naire à la traction en "pounds'@ par pouce carré, tandis que les abscisses représentent le pourcentage d'antimoine.
On voit que la résistance à la traction minimum pour un alliage contenant 2,25 ,\o d'antimoine est d'environ 7000 -r 4000 ou 11000 pouiids par pouce carré ou soit environ 770 kg par centi mètre carré. Donc la composition contenant la quantité maximum d'élément dissous, est celle ayant les caractéristiques les meilleures.
Cependant il semble qu'une variation de 20 % de la quantité de l'élément dissous ne pro voque pas une grande variation dans les résultats obtenus.
Pour déterminer le degré de dureté, le procédé d'essai Brinell, décrit dans le fas- cicule 11 du "U. S. Bureau of Standards" du 22 juillet 1912, peut être utilisé. Une ma tière ayant 2,25 parties d'antimoine et<B>97,75</B> parties de plomb offre une dureté de 28 dans un tel essai, tandis que la matière ob tenue en assemblant ces quantités suivant le procédé ordinaire offre une dureté de seule ment 8.
Auparavant, un alliage de 90 % de plomb pour 101% d'antimoine présentait une résis tance à la traction qui n'était pas supérieure à 8000 pourrds par pouce carré ou soit environ 560 kg par centimètre carré, tandis qu'une dureté Micro-Brinell de 17 était obtenue.
Ces valeurs étaient considérés comme des maxi mums pour la série des alliages plomb- antimoine, ce qui démontre amplement l'avantage offert par l'alliage réalisé suivant le procédé décrit.
La relation entre l'accroissement de la résistance à la traction et la solubilité de l'antimoine dans l'alliage, c'est-à-dire les quantités d'antimoine dissoutes dans le plomb par rapport à l'accroissement de la tempéra ture, est montré sur la fig. 4 respectivement par la courbe pleine et la courbe pointillée. Dans chaque cas, les abscisses représentent le pourcentage d'antimoine, tandis que les ordonnées de gauche représentent la résis tance à la traction et les ordonnées de droite les températures en degrés centigrades.
L'alliage peut aussi être formé au moyen d'autres éléments tels que par exemple du plomb et de l'étain, de l'aluminium et du zinc, ou encore d'autres substances. La fig. 5 montre deux courbes pour l'alliage plomb étain, la courbe en trait plein indiquant la relation entre les unités Brinell pour la dureté (ordonnées) et les pourcentages d'étain (ab scisses), la ligne pointillée montrant la rela tion entre les degrés de températures centi grades (ordonnées) et les pourcentages d'étain (abscisses). Pour mesurer les vâleurs des degrés de dureté (unités Brinell), on a utilisé une bille d'un poids de 2 kg.
Les courbes de la fig. 6 se rapportent à un alliage alu minium zinc, les abscisses réprésentant les pourcentages du zinc, tandis que les ordonnées de gauche représentent le degré de dureté (uni tés Brinell) et les ordonnées de droite, les degrés de températuïe (centigrades).
La courbe pointillée montre qu'une solubilité maximum de 35 à 40 % de zinc est obtenue à la tem- pérature d'environ 4700 et que dans le voi sinage de cette température, un accroissement maximum de dureté d'environ 37 est réalisé.
Dans la fabrication des pièces par mou lage sous pression en coquille, un alliage de 38 0% de zinc et de 62 % d'aluminium peut être chauffé à environ 440 0 C pendant en viron sept heures, refroidi,, puis vieilli, cette dernière opération étant de préférence réalisée à une température inférieure à 100 0 C. Le vieilllissement doit, dans la plupart des cas être complété en 110 heures.
L'essai suivant le procédé Binell montre que l'alliage ainsi obtenu offre un degré de dureté de 130 uni tés, comparativement à un degré de dureté de 85 pour les alliages ordinaires et ana logues d'aluminium-zinc.
Bien qu'il n'ait été considéré jusqu'ici des composés binaires, le procédé décrit peut s'appliquer avantageusement à des composés ou alliages pseudo-binaires. Par exemple,- dans un alliage contenant du plomb, de l'antimoine et du cuivre, la présence de 0,1% de ce dernier métal permet d'accroître la quantité maximum admissible d'antimoine jusqu'à 3,
25 %. Le traitement est aussi appli- cable pour l'obtention d'une matière formée de deux éléments dont aucun des deux n'est soluble dans l'autre, mais où un composé est formé par la combinaison des deux dits élé ments, ce composé étant alors soluble dans l'un desdits éléments constitutifs.
Le degré de dureté -que présente la ma tière obtenue par le procédé décrit est assuré non par l'addition 'd'éléments étrangers aux combinaisons connues, mais plutôt par une modification aux relations existantes entre les éléments constitutifs.
Quand la solution désirée des éléments constitutifs a été produite, l'alliage peut tou- jours par la suite être amené à un état convenable cri le chauffant à une température suffisante en un temps relativement court, pourvu que sur ces entrefaites il n'ait pas été chauffé au-dessus de sa température de re- cristallisation.
Dans la fabrication de certains articles, il est parfois désirable ou nécessaire d'effec tuer certaines opérations sur la matière pen dant l'opération de chauffe. Dans ces cas, on a trouvé que le temps de chauffage peut être réduit considérablement.
cette réduction dépendant de la valeur et du caractère du tra vail à effectuer. Si, par exemple, un composé de 2,5 % d'antimoine et 97,5 % de plomb est chauffé à 2401 C et est alors laminé ou pi lonné, la solution stable recherchée est formée assez vivement de manière à ce qu aussitôt que l'opération a été achevée, l'article peut être refroidi.
Si le travail à haute tempéra ture n'est pas suffisant pour provoquer la solution, une chauffe additionnelle peut être nécessaire avant le refroidissement.
Un exemple d'une telle fabrication peut être donné par la formation d'un ruban en alliage de plomb. .Cet alliage, en proportion convenable, est chauffé à environ 2401 C, puis laminé sous forme de ruban pendant qu'il est chaud, ensuite il est refroidi et vieilli. Des grillages pour accumulateurs peu vent être obtenus par poinçonnage en traitant directement une feuille chauffée d'un alliage au plomb, ou bien la feuille chauffée peut être d'abord refroidie et l'opération de poin çonnage est effectuée soit avant, soit après que le degré de dureté maximum a été atteint.