CH498935A - Alliage de cuivre-bore-soufre - Google Patents

Description

  
 



  Alliage de cuivre-bore-soufre
 La présente invention a pour objet un alliage de cuivre contenant de 0,004 à 0,03   O/o    en poids de bore, de 0,002 à   0,01  /o en poids    de soufre, le solde étant du cuivre. Lorsque cet alliage, après avoir été formé, est soumis à une recuite de dissolution, refroidi rapidement à la température ordinaire puis ensuite travaillé à froid, il a une température de ramollissement supérieure à 4500 C et une conductivité électrique d'environ 100   O/o      IACS.    De préférence, on conduit la recuite de dissolution à une température comprise entre   9000    C et 10400 C, et on trempe rapidement à la température ordinaire en un temps inférieur à 20 secondes.

  L'alliage ainsi obtenu a la propriété, qu'après le travail à froid on peut le recuire avec refroidissement lent pour obtenir des revenus intermédiaires.



   Si on le chauffe à   175 C,    le cuivre garde toute sa dureté, mais si on le chauffe à 2500 C il devient tout à fait mou. On a déjà tenté de créer des alliages de cuivre qui augmentent la température de ramollissement; parmi ceux-ci se trouvent des cuivres contenant de l'argent ou du cadmium qui augmentent la température de ramollissement jusqu'à près de   300O    C ou 4000 C respectivement.



  Le cuivre-cadmium par exemple, qui après un fort laminage a une résistance à la traction de 4780 kg/cm2, se ramollit à 4000 C après 10 minutes, mais la conductivité électrique de ces alliages descend bien en dessous de la valeur élevée de conductivité,   100O/o    de l'IACS (  International Annealed Copper Standard  ).



   La présente invention est basée sur la découverte que l'addition de petites quantités de bore et de soufre dans un alliage de cuivre donne un alliage que   l'on    peut traiter afin d'améliorer sa température de ramollissement jusqu'à plus de 4500 C, tout en maintenant les caractéristiques de conductivité élevée du cuivre.



   Par   température de ramollissement  , nous voulons dire la temperature de recuite la plus basse à laquelle se produit une chute marquée de la dureté et de-la résistance à la traction, par opposition à une diminution graduelle de la température et de la durée qui, en ce qui concerne la structure interne du métal, résulte des changements dus aux effets additionnés de réactions métallurgiques telles que le rétablissement, la recristallisation, la croissance des cristaux, et les effets de durcissement par vieillissement.



   Selon la forme d'exécution préférée, dans un des exemples, l'alliage de cuivre-bore-soufre selon la présente invention contient les pourcentages en poids suivants: 0,009 de bore, 0,0026 de soufre et deux impuretés: moins de 0,002 de fer et moins de 0,002 de silicium. Une section de 16,5 mm de cet alliage est soumise à une recuite de dissolution pendant une heure, à 9000 C dans une atmosphère d'argon et d'hydrogène puis immédiatement trempée à l'eau, jusqu'à la température de l'eau. La section est alors laminée à froid jusqu'à 1,65 mm (diminution à froid de   90 0/o).    Des échantillons pour les essais à la traction sont usinés à partir de la bande et recuits dans un bain de sel à approximativement   400O,    4500 et 5000 C pendant trois, six et douze minutes.

  Le tableau I donne les résultats des mesures de la résistance à la traction, de la limite d'élasticité et de la ductilité. On observe qu'un ramollissement important ne se produit qu'à 5000 C. C'est aussi une caractéristique de cet alliage que lorsqu'on chauffe à nouveau le cuivre laminé à froid en dessous de la température de ramollissement, la ductilité (mesurée par l'allongement lors d'un essai de traction) augmente considérablement sans diminuer sensiblement la résistance à la traction.



   Dans un deuxième exemple, un rouleau de bande de   1,52mm,    en alliage de cuivre-bore-soufre composé de   0,009 0/o    en poids de bore, 0,0021    < ?/o    en poids de soufre, 0,001   O/o    en poids de fer, 0,002   o/o    en poids de silicium, le solde étant du cuivre, est recuit dans un four à recuire les brins, dans une atmosphère d'ammoniac craqué pen  dant 7 minutes en faisant passer un brin dans une zone chaude à 9250 C de 4,57 mètres, à raison de 610mm par minute. On trempe le brin dans   l'eau    puis on le lamine à froid jusqu'à 0,15 mm. Après exposition à 4500 C pendant   1/2    heure, il n'y a pas de ramollissement appréciable de l'alliage.



   Tableau I
 Résistance Limite d'élasticité
 à la traction à 0,5    /o    d'étirement   O/o    d'allongement
 Echantillon NO kg/cm2 kg/cm2 sur 51 mm comme fabriqué 4358 4323 7,5 comme fabriqué 4204 3937 7 3 minutes 4000 C 3796 3606 6,5 3 minutes   400OC    3838 3641 8 6 minutes 4000 C 3782 3557 6,5 6 minutes 4000 C 3831 3635 7 12 minutes 4000 C 3845 3649 7 12 minutes 4000 C 3803 3592 8 3 minutes 4500 C 3410 3121 10 6 minutes 4500 C 3360 3030 11 12 minutes 4500 C 3304 2953 11,5 3 minutes 5000 C 3185 2214 11,5 6 minutes 5000 C 2678 1582 26 12 minutes   500OC    2545 1427 31
 D'autres essais montrent que la température de recuit doit être comprise entre 9000 C et 10400 C et que la durée de trempe doit être inférieure à environ 20 secondes à cette température.



   Bien que   l'on    puisse obtenir des propriétés avantageuses avec une teneur en bore comprise entre 0,004 et 0,03, on a trouvé que les limites pour le bore dans le commerce sont comprises entre 0,007 et 0,015. Pour le soufre, les limites sont comprises entre 0,002 et   0,01 0/o    en poids et les limites commerciales sont d'environ 0,003 à   0,006 0/o    en poids.



   Pour les métaux précités ainsi que ceux des exemples qui suivront, qui doivent déterminer les limites ci-dessus, les valeurs de conductivité sont toutes très voisines du   100 oxo      IACS    et ainsi dans tous les cas fournissent un alliage de conductivité élevée.



   Lors de certains essais comparatifs, on a trouvé que du cuivre pratiquement pur, travaillé à froid à 75-95   O/o,    produit une température de ramollissement d'environ 2500 C; un alliage de cuivre contenant de l'argent travaillé au même degré, a une température de ramollissement de   300O    C, et un cuivre cadmié travaillé de manière analogue, a une température de ramollissement de 4000 C. L'alliage de la présente invention permet le chauffage depuis 4500, et jusqu'à 6000C pendant   1/2    heure sans ramollissement; ce qui est une démonstration convaincante des avantages obtenus avec ce nouvel alliage.



   Une autre démonstration de l'utilité de la présente invention est établie lorsque plusieurs lots commerciaux, représentant plus de   11197 ka    sont moulés, laminés, recuits et laminés une dernière fois comme décrit plus haut. Leur teneur en bore est comprise entre 0,007 et   0,0150/0    et leur teneur en soufre entre 0,0030 et   0.0059û/0.    Ce lot du commerce produit un métal ayant les mêmes caractéristiques avantageuses du point de ramollissement élevé, et leurs conductivités sont comprises entre 100,7 et 101,4   Q/o    IACS.



   Lors d'une autre comparaison, un cuivre cadmié laminé ayant une résistance à la traction de 4780 kg/cm2, se ramollit après 10 minutes à 4000 C. L'alliage de cuivrebore-soufre de l'invention produit à l'échelle commerciale qui a une résistance à la traction de 4570 kg/cm2, à l'état laminé, fournit une résistance à la traction de 4007 kg/cm2 après 15 minutes à 4000 C, de 3304 kg/cm2 après 15 minutes à 4500 C, de   3796 kg/cm2    après une heure à 4000 C et de 2742kg/cm2 après une heure a 4500 C. Cette propriété, c'est-à-dire une diminution graduelle des propriétés après un temps donné, permet le recuit avec refroidissement lent. 

  Cela présente un avantage certain pour la fabrication, du fait que le métal peut être réduit à sa dimension finie lors de l'opération de laminage à froid, et que le métal fini peut alors être recuit, à l'échelle commerciale, jusqu'au revenu intermédiaire désiré.



   Cela permet l'emmagasinage d'une seule source de métal qui peut satisfaire à plusieurs recuits commerciaux différents. 

Claims (1)

1. REVENDICATIONS

   I. Alliage de cuivre contenant de 0,004 à 0,03 O/o en poids de bore, de 0,002 à 0,01 o/o en poids de soufre, le solde étant du cuivre.

   II. Procédé de fabrication d'un alliage de cuivre selon la revendication I, qui présente une température de ramollissement supérieure à 4500 C et une conductivité électrique d'environ 1000/oIACS, caractérisé en ce que l'on forme l'alliage; soumet l'alliage à une recuite de dissolution ; refroidit rapidement l'alliage jusqu'à la température ordinaire; puis ensuite travaille l'alliage à froid.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce que l'alliage est maintenu dans une atmosphère non oxydante pendant la recuite de dissolution.

   2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage est soumis à une recuite de dissolution à une température de 9000 C à 10400 C.

   3. Procédé selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que l'alliage est immédiatement trempé, à partir de sa température de recuit.

   4. Procédé selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la durée de trempe est de moins de 20 secondes.

   5. Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce que l'alliage est recuit avec refroidissement lent par chauffage à une température inférieure à sa température de ramollissement.