Procédé de fabrication de profilés de laiton La présente invention a pour objet un perfection nement aux procédés classiques de fabrication des profilés de laiton à plus de 36% de Zn destiné à l'usinage par enlèvement de copeaux.
On sait que les procédés habituels consistent à soumettre une ébau che, laminée à chaud ou filée, à des opérations suc cessives d'écrouissage suivies chaque fois d'une opé ration de recuit sauf éventuellement le dernier écrouis- sage qui peut lui-même être suivi d'une opération de stabilisation du laiton destinée à éviter que des défor mations dues aux tensions internes ne se produisent lors de l'usinage.
Dans ces procédés connus, les opérations de recuit consistent à réchauffer le métal à une température variant de 500 à 6000 C pendant plusieurs heures (la stabilisation s'effectuant en réchauffant le laiton à une température de 2500 seulement).
Le laiton ainsi obtenu produit à l'usinage des co peaux de longueur assez importante, difficilement évacuables et donnant lieu sur les pièces à usiner à des bavures plus ou moins importantes qu'il faut en suite écarter par des opérations de finissage supplé mentaires.
La présente invention a précisément pour objet un procédé de fabrication par étirage, tréfilage ou lami nage à froid d'un profilé rond, plat ou de toute autre forme, de laiton à 35-45 % de zinc, obviant à ces in- convénients.
Ce procédé est caractérisé par le fait que l'ébauche de dimension déterminée par rapport au produit fini, est soumise à des opérations successives d'écrouissage et de recuit, ce recuit s'effectuant à une température atteignant au moins 4250 C et au plus 4500 C.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exem ple Aux fig. 1 à 4 : différentes vues micrographiques au grossissement 200 fois d'un échantillon de laiton à 39 % de Zn traité par le procédé classique.
En fig. 5 : une vue des copeaux obtenus en usinant ce type de laiton.
Aux fig. 6 à 9 : différentes vues micrographiques au grossissement 200 fois de l'évolution de la struc ture métallographique d'un échantillon de laiton à 35 % de Zn traité par le procédé selon l'invention, et en fig. <B>10:</B> une vue des copeaux obtenus en usi nant ce laiton à usinabilité améliorée.
Les fig. 1 à 4 représentent l'évolution de la struc ture métallographique d'une barre de laiton à 39 0/0 de Zn présentant à l'origine un diamètre de 7,2 mm (fig. 1) et réduit à 1,78 mm après 9 écrouissages suc cessifs (fig. 4) suivis chacun, à l'exclusion du dernier, d'un recuit à une température de 5800 C pendant une durée de 2 heures.
La fig. 2 montre plus précisément la structure de la barre après le cinquième écrouissage dont le dia mètre est alors de 4,2 mm et la fig. 3 la structure de cette même barre après le septième écrouissage alors que son diamètre a été réduit à 3 mm.
Le tableau ci-apiès donne une représentation nu mérique du cycle des traitements auxquels a été sou mise la barre pour être portée de 7,2 mm à 1,78 mm. Dans ce tableau Q)1 désigne le diamètre de la barre au début de chaque écrouissage ; 0 2 le diamètre de la barre après chaque écrouis- sage ; E indique en % la diminution de section obtenue par les écrouissages :
EMI0002.0001
C indique en o/o le corroyage total, c'est-à-dire la diminution en 1% de la section de la barre au fur et à mesure des écrouissages par rapport à la section de cette barre au début du premier de ceux-ci
EMI0002.0004
Opération <SEP> <B>01</B> <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> E <SEP> /o <SEP> C <SEP> % <SEP> R <SEP> kg/mm2 <SEP> A <SEP> <B>Oh</B>
<tb> 1 <SEP> 7,2 <SEP> 6,3 <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 40-44 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 5800 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 2 <SEP> 6,3 <SEP> 5,8 <SEP> 18 <SEP> 50,5 <SEP> 43 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 5800 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 3 <SEP> 5,8 <SEP> 5,3 <SEP> 20 <SEP> 85,
6 <SEP> 44 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 5800 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 4 <SEP> 5,3 <SEP> 4,8 <SEP> 22 <SEP> 126 <SEP> 44 <SEP> 32
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 5800 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 5 <SEP> 4,8 <SEP> 4,2 <SEP> 30 <SEP> 169 <SEP> 42 <SEP> 35
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 5800 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures.
<tb> 6 <SEP> 4,2 <SEP> 3,8 <SEP> 22 <SEP> 26<B>1</B> <SEP> 41 <SEP> 35
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 5800 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 7 <SEP> 3,8 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 477 <SEP> 42 <SEP> 35
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 5800 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 8 <SEP> 3 <SEP> 2,15 <SEP> 96 <SEP> 814 <SEP> 44 <SEP> 35
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 5800 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 9 <SEP> 2,15 <SEP> 1,
78 <SEP> 44 <SEP> <B>1</B>525 <SEP> 60 <SEP> 7 Du tableau ci-dessus, il résulte que la résistance à la traction demeure sensiblement constante après cha que recuit à 5800 pendant toutes les opérations, sauf évidemment après la dernière opération d'écrouissage où elle augmente de 44 kg/mm2 à 60. Celle-ci n'étant pas suivie d'un recuit. Parallèlement, l'allongement relatif A descend de 35 à 7 %.
En se référant aux fig. 1 à 4, nous voyons que celles-ci comprennent des zones blanches et des zones sombres s'étendant sensiblement selon un axe hori zontal qui correspond dans l'exemple représenté à l'axe d'écrouissage; les zones sombres, qui présentent une forme très ramassée en fig. 1, et beaucoup plus allongée en fig. 4, correspondent au constituant (3' sui vant l'homme de l'art, les zones blanches correspon dant au constituant a..
On a découvert que les propriétés d'usinabilité d'un laiton, en ce qui concerne son aptitude à ne pas former lors de l'usinage des copeaux de grandes di mensions tels que ceux représentés en fig. 5, mais des copeaux semblables à ceux faisant l'objet de la fig. 10, et par là-même son aptitude à ne pas faire de bavures d'usinage, sont d'autant meilleurs que le nombre de zones p' coupant un segment fictif de droite, de longueur déterminée et perpendiculaire à l'axe d'écrouissage, est élevé,
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R indique en kg/mm2 la résistance à la traction après le recuit,
et A l'allongement en '% (distance entre repères 100 mm). Il a également été constaté que cette différence d'usinabilité devenait appréciable seulement lorsque le nombre de zones [3' coupées par un segment de droite de 50 mm de long sur une vue micrographique agrandie deux cents fois est au moins égal à dix.
Avec le procédé habituel, il est cependant im possible d'obtenir un laiton de composition chimique identique réalisant cette condition parce que, bien que lors de chaque écrouissage, les zones (3' tendent à s'allonger et à se multiplier, la structure métallogra- phique du laiton reprend pratiquement son état anté rieur lorsque ce laiton est recuit après chaque écrouis- sage à une température supérieure à 4500.
On a trouvé qu'il était possible d'obtenir un laiton à bonne usinabilité en modifiant légèrement le pro cessus de fabrication classique, en choisissant au dé part une ébauche de dimensions appropriées et en effectuant les recuits simplement à une température égale au moins à 4250 C et au plus à 4500 C. A cette température en effet, les zones (3' tendent à garder leur forme allongée et leur nombre par unité de lon gueur ne diminue pas.
On a en outre constaté que, bien que ce recuit s'effectue à une température inférieure à celle consi dérée comme normale par les fabricants de laiton, l'élimination des tensions internes de la barre écrouie est pratiquement complète. Les fig. 6 à 9 représentent des vues micrographi- ques de la structure d'une barre de laiton à 39 % de zinc traitée par ce procédé et modifiée au fur et à mesure de
l'exécution de 9 phases d'écrouissage iden tiques à celles ayant' servi de base à l'établissement des fig. 1 à 4 du tableau correspondant de valeurs.
La fig. 6 correspond à la structure du laiton après le premier écrouissage, la fig. 7 à celle de la structure après le cinquième écrouissage, la fig. 8 à celle de la structure après le septième écrouissage et la fig. 9 à la structure obtenue après le dernier écrouissage par le- quel la barre de diamètre initial égal à 7,2 mm a été réduite à un diamètre de 1,78 mm.
Dans cette fig. 9, qui correspond à un grossisse ment de 200 fois, la ligne AA représente l'étalon de longueur de 50 mm pour la détermination de la den sité des zones P'. On voit nettement que cette ligne est coupée par 15 zones [3'.
Le tableau des valeurs mesurées au fur et à me sure de la réalisation du procédé s'établit de la ma nière suivante
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Opération <SEP> <B>01</B> <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> E <SEP> % <SEP> C <SEP> o/o <SEP> <B>R</B> <SEP> kg/mm2 <SEP> A <SEP> %
<tb> 1 <SEP> 7,2 <SEP> 6.,3 <SEP> 32 <SEP> 32 <SEP> 40-44 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> <B>5800</B> <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 2 <SEP> 6,3 <SEP> 5,8 <SEP> 18 <SEP> 50,5 <SEP> 45 <SEP> 20
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 4250 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 3 <SEP> 5,8 <SEP> 5,3 <SEP> 20 <SEP> 85,6 <SEP> 46 <SEP> 25
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 4250 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 4 <SEP> 5,3 <SEP> 4,8 <SEP> 22 <SEP> l26 <SEP> 46 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 4250 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 5 <SEP> 4,8 <SEP> 4,
2 <SEP> 30 <SEP> 169 <SEP> 46 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 425- <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 6 <SEP> 4,2 <SEP> 3,8 <SEP> 22 <SEP> 26l <SEP> 45 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 4250 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 7 <SEP> 3,8 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 477 <SEP> 45 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 4250 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 8 <SEP> 3 <SEP> 2,15 <SEP> 96 <SEP> 8l4 <SEP> 48 <SEP> 30
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 4250 <SEP> C <SEP> pendant <SEP> deux <SEP> heures
<tb> 9 <SEP> 2,l5 <SEP> 1,78 <SEP> 44 <SEP> 1525 <SEP> 64 <SEP> 7 En comparant les valeurs de ce tableau à celles du tableau précédent, on s'aperçoit que, tout en ayant une structure micrographique plus fine, lui conférant des qualités d'usinabilité améliorée,
le métal présente une résistance à la traction qui n'est pas supérieure de plus de 4 kg/mm2, soit de 6,3 % par rapport à la résistance à la traction présentée par un laiton de même composition traité de façon classique; cet écart subsiste d'ailleurs tout au long du procédé de fabri cation décrit.
En variante, on prévoit l'utilisation de laitons dé nommés communément ( < deuxième titre , qui pré sentent une structure micrographique à deux consti tuants, a et (3 ', à l'exclusion des laitons constitués uniquement de (3' ou uniquement de a. Ils sont essen tiellement caractérisés par le fait qu'ils contiennent 35 à 45 % de zinc et 55 à 65 % de cuivre.
Dans certains cas, ces laitons peuvent en outre contenir jusqu'à 3% de plomb, jusqu'à 2 % d'alumi- nium, jusqu'à 1% de silicium et moins de 2 % d'au- tres éléments tels que le fer et l'étain.
Bien entendu, ces constituants, dont le pourcentage varie de cas en cas, contribuent à constituer des produits nou veaux, remarquables par leurs caractéristiques méca niques, thermiques et électriques particulières.