CH317545A

CH317545A - Procédé de préparation d'alliages à base de magnésium

Info

Publication number: CH317545A
Authority: CH
Inventors: Claude Jessup Alfred; Thomas Petch James Henry
Original assignee: Magnesium Elektron Ltd
Priority date: 1953-04-09
Filing date: 1954-03-05
Publication date: 1956-11-30

Description


  Procédé de     préparation        d'alliages        à,base    de magnésium    Le présent brevet se rapporte à un procédé  de préparation d'alliages à base de magnésium.  



  On a déjà proposé, au brevet anglais No  532143, de faire des alliages à base de     magné-          sium        contenant        de        0,1        %    à 2     %        de        cérium,          de        1,1        %    à     12        %        de        zinc,        éventuellement        en-          tre        0,

  3        %        et        0,8        %        de        manganèse,        de        l'alu-          minium        en        quantité        non        supérieure    à 1     %        et          au        moins        0,

  05        %        de        fer.        Ces        alliages        n'ont        ce-          pendant,    jusqu'à présent, pas eu de succès dû  point de vue de leur utilisation industrielle,  quoiqu'ils aient d'excellentes propriétés méca  niques. En continuant l'étude d'alliages de ce  genre, on a constaté que les propriétés méca  niques d'objets moulés en ces alliages ou en  des alliages d'une composition assez semblable  varient dans de larges limites, et qu'une raison  de cet inconvénient réside dans des irrégula  rités de formation du grain.

   Il a été trouvé qu'il  faut, pour surmonter cette     difficulté,    contrôler  la manière dont le fer est introduit dans l'al  liage.  



  Le procédé selon la présente invention,  pour la préparation d'alliages à base de     ma-          gnésium        contenant    2 à 8     %        de        zinc,        0,3    à 2     %     d'un ou plusieurs métaux des terres rares et       0,1    à 2     %        de        manganèse,

          est        caractérisé        en       ce que l'on introduit dans une masse fondue  comprenant au moins le magnésium de base  une faible quantité de fer au moyen d'un al  liage préformé de fer avec un ou plusieurs des  métaux des premiers genres de métaux     d'alliage     susmentionnés : zinc et métaux des terres rares.

    Si, en     effet,    du fer est     introduit    à l'aide d'un  tel alliage préformé ou durcisseur dans le ma  gnésium à l'état fondu et que ce dernier est  alors coulé de la manière ordinaire, les objets  moulés présentent régulièrement un     grain    fin  associé avec d'excellentes propriétés mécani  ques.     L'alliage    a des grains de dimensions beau  coup plus petites qu'un alliage de même com  position produit sans l'aide de- ce durcisseur,  et conserve cette finesse de grain quand on le  refond et le coule à nouveau.     _,     Pour mettre en     aeuvre    l'invention, on peut  procéder comme suit:

   On fond du zinc et  .l'amène à une     température    de 750o - 800o C,       après        quoi        on    y     ajoute    5 -     10        %        de        tournures     d'acier doux. Comme le zinc tend à se volati  liser à cette température, il est préférable d'en  couvrir la     surface    avec un     flux.    La masse fon  due est maintenue à cette température pendant  environ une demi-heure, en agitant de temps à  autre, puis on la coule en 'blocs.

   Le durcisseur  ou alliage préformé ainsi obtenu contient 5 -      7     %        en        poids        de        fer.        On        forme        alors        un        alliage     à base de magnésium contenant la quantité vou  lue de manganèse et     chauffe    cet alliage à une  température d'environ. 7500 C. La quantité vou  lue de métal de terre rare, avec une     quantité          suffisante    du durcisseur est alors introduite dans  la masse fondue à l'aide d'un panier perforé.

    On fait monter la température de la masse fon  due jusqu'à environ 8000 C, et après avoir  agité pendant quelques minutes, on     effectue    la  coulée.     L'alliage    final contient environ 0,05 0/0  de fer.    L'alliage préformé de zinc et de fer     con-          tient        de        préférence        de    1 à     10        %        de        fer,        mais     on peut aussi employer avec succès un alliage  contenant de plus grandes quantités de fer.

    L'alliage préformé de métal des terres rares et  de fer peut contenir 50 0/0 ou plus de fer.    L'adjonction du fer de la façon décrite     ci-          dessus    est nécessaire pour assurer de façon  constante un grain fin et de bonnes propriétés  mécaniques ; elle a par contre le désavantage  qu'elle tend à donner à     l'alliage    une plus faible  résistance à la corrosion. Cette tendance peut  cependant être réduite par addition de béryl  lium. La manière la plus usuelle pour ajouter  du béryllium aux alliages à base de magnésium  consiste à le faire à l'aide d'un durcisseur béryl  lium-aluminium.

   Cependant, nos recherches ont  montré que la présence d'aluminium augmente  beaucoup la     difficulté    d'obtenir de façon régu  lière un grain fin, de faibles dimensions. C'est  pourquoi l'adjonction de béryllium à     l'alliage     est de préférence effectuée dans des conditions  telles que l'alliage final renferme au plus 0,1 0/0  d'aluminium. Le béryllium peut être ajouté sous  forme d'un durcisseur ou alliage préformé con  sistant en un alliage de     béryllium    avec un ou  plusieurs des métaux suivants : le zinc et les  métaux des terres rares.     Il    peut aussi être ajouté  sous forme d'halogénure réductible.

   Si on le  désire, le     béryllium    peut aussi être contenu dans  le durcisseur renfermant le fer.         Il    est en outre désirable d'éviter la conta  mination de l'alliage par du silicium.    L'alliage obtenu par le procédé selon l'in  vention a, avantageusement, une composition  comprise dans les limites suivantes:  Zinc . . 2 à 8 0/0, de préférence 4 à 7 0/0 ;  Métaux des  terres rares 0,3 à 2,0 0/0, de préférence 0,4  à     1,25        %    ;  Manganèse. 0,1 à 2,0 0/0, de préférence 0,3  à     0,8        %    ;

         Béryllium    .     0,001        jusqu'à        0,05        %    ;       Aluminium.    0 à     0,1        %,        de        préférence        moins          de        0,03        %    ;

    Fer . . . 0,01 à 0,10/0, de préférence 0,03  à     0,07        %.       Il est préférable que les alliages dont la  teneur en zinc se trouve près de la limite su  périeure, aient aussi une teneur en métaux des  terres rares se trouvant près de la limite supé  rieure, et que les alliages avec une teneur en  zinc inférieure aient aussi de plus faiblies  teneurs en métaux des terres rares.  



  On utilise normalement les alliages prépa  rés par le procédé selon l'invention sous forme  de pièces moulées dans du sable ou sous pres  sion, après un traitement de dissolution par la  chaleur suivi d'un traitement de précipitation  par la chaleur. Ce traitement peut être effec  tué en substance comme exposé dans le brevet       NI,    532143 susmentionné. Il est préférable ce  pendant de refroidir la pièce moulée après le  traitement de dissolution, avant le traitement de  précipitation par la chaleur.

   Par exemple, avec       un        alliage        contenant    6     %        de        zinc,        0,7        %        de          métal        des        terres        rares,        et        0,5        %        de        manganèse,

       il est indiqué d'effectuer un     traitement    de dis  solution par la chaleur à une température de  440 - 4500 C pendant 16 heures, suivi d'un  trempage dans l'eau, après quoi les pièces mou  lées seront soumises à un traitement de préci  pitation par la chaleur à     150()    C pendant 50  heures.  



  Des barres d'essai faites en cet alliage selon  les exigences du cahier des charges No     B.S.L.     101, paragraphe 9.2, traitées par la chaleur      comme décrit ci-dessus,. ont présenté les pro  priétés mécaniques typiques suivantes  
EMI0003.0001     
  
    <I>Effort <SEP> de <SEP> Limite <SEP> Allongement</I>
<tb>  <I>traction <SEP> à <SEP> l'essai <SEP> de <SEP> résistance</I>
<tb>  <B>0,1'/,</B> <SEP> <I>à <SEP> la <SEP> traction <SEP> pour <SEP> cent,</I>
<tb>  <I>kg <SEP> par <SEP> cm2 <SEP> kg <SEP> par <SEP> cm2 <SEP> sur <SEP> .5 <SEP> cm</I>
<tb>  1730 <SEP> 2830 <SEP> 6,5       On peut compter sur les valeurs minima  suivantes  1570 2670 4    On a aussi constaté.

   qu'avec un traitement  par la chaleur tel que décrit, des barres d'essai  découpées d'un matériel de section épaisse con  servent de hautes     valeurs    à l'essai de traction.  Par exemple, des barres découpées d'une  pièce coulée de 22,57     cm2    de section ont donné  une valeur moyenne d'effort de traction à     l'es-          sai        0,1        %        de        1730        kg        par        centimètre        carré.     



       L'alliage        peut        contenir        jusqu'à    2     %        de        cad-          mium,    ainsi que les éléments suivants, en quan  tités n'excédant pas, pour chacun d'eux, envi  ron 0,5 0/0 : le thorium, le-plomb, l'argent, le  mercure et l'étain.  



  Les alliages obtenus par le procédé selon  la présente invention peuvent aussi être utilisés  à l'état façonné.

Claims

REVENDICATION I: Procédé de préparation d'alliages à base de magnésium contenant 2 à 8 % de zinc, 0,3 à 2 % d'un ou plusieurs métaux des terres rares, 0,1 à 2 % de manganèse,

caractérisé en ce que l'on introduit dans une masse fondue comprenant au moins le magnésium de base une faible quantité de fer au moyen d'un al liage préformé de fer avec un ou plusieurs des métaux des deux premiers genres de métaux d'alliage susmentionnés : zinc et métaux des terres rares. SOUS-REVENDICATIONS 1.

Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'alliage -préformé consiste en zinc et fer, la teneur en fer étant de 5 à 7 % en poids dudit alliage préformé, 2. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'un alliage préformé zinc-fer et le ou les métaux des terres rares sont ajoutés séparément à un alliage fondu à base de ma gnésium contenant le manganèse, et en ce que la masse fondue est alors chauffée à environ 8000 C, agitée puis coulée. 3.

Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que l'on incorpore encore à ral- liage du béryllium, dans des conditions telles que l'alliage fini renferme au plus 0,1 % d'alu- minium. 4.

Procédé selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le béryllium est ajouté sous forme d'un alliage préformé consistant en béryllium et un ou plusieurs des métaux des deux premiers genres de métaux susmention nés : zinc et métaux des terres rares. 5. Procédé selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le béryllium à incorpo rer est renfermé dans ledit alliage de fer pré formé. 6. Procédé- selon la revendication I, carac térisé en ce que l'alliage coulé, soumis à un traitement de dissolution par la chaleur, est alors trempé, puis est soumis à un traitement de- précipitation par la chaleur.

REVENDICATION II: Alliage obtenu par le procédé selon la sous- revendication 6, sous forme d'une pièce coulée et présentant la composition suivante Zinc . . 2 à 8 % Métaux des terres rares 0,3 à 2,0 % Manganèse. 0,1 à 2,0 % Béryllium .

0,001 à 0,05 % Fer . . . 0,01 à 0,1 % Magnésium. le- reste, à 0,1 % près. SOUS-REVENDICATIONS : 7.

Alliage selon la revendication II, conte- nant encore de l'aluminium, jusqu'à 0,1 %. 8.

Alliage selon la revendication II, pré sentant la composition suivante Zinc . . 4 à 7 % Métaux des terres rares 0,4 à 1,25 % Manganèse. 0,3 à 0,8 % Béryllium . 0,001 à 0,05 % Fer . . .

0,03 à 0,07 % Magnésium. le reste, à 0,03 % près. 9.

Alliage selon la sous-revendication 8, contenant encore de l'aluminium, jusqu'à 0,03%. 10. Alliage selon la revendication II, pour lequel l'effort de traction à l'essai 0,1 % est d'au moins 1570 kg par centimètre carré.