Brevet FR2011966A1 — publié le 19700313

-1- 2011966 La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'éléments pour contacts électriques, et plus particulièrement un procédé de fabrication pour contacts électriques bimétalliques. Les contacts électriques bimétalliques sont connus, et comportent en général une surface de contact constituée par un métal relativement précieux ou. coûteux, tel que l'argent, platine, or, palladium, bu composés de ces métaux, combinée à un support constitué par un métal relativement commun ou peu coûteux, tel que, par exemple, le fer, nickel, aluminium, ou cuivre, caractérisé par une bonne conductivité électrique : La raison pour "laquelle on utilise des contacts bimétalliques réside en ce que le métal précieux utilisé comme surface de contact'ne sçéoude ou n'adhère pas à une surface de contact correspondante. Cependant, la fabrication de.la totalité du contact électrique .en métal précieux est une opération extrêmement coûteuse. En conséquence, on utilise un métal moins coûteux, caractérisé par une bonne conductivité électrique, pour la plus grande partie du contact, la surface de contact effective seulement étant formée à partir du métal précieux. La pratique courante consiste à fabriquer les contacts électriques bimétalliques au moyen d'une opération d'électroplastie ou de brasage. Cependant,- les procédés classiques de fabrication de ces contacts bimétalliques présentent de graves défauts et inconvénients, parmi lesquels on peut citer la complication de l'opération et du matériel, le manque de durabilité des contacts, et la perte substantielle de matière au cours de la fabrication des contacts. Ainsi, lors de la formation des contacts bimétalliques au moyen d'une opération d'électroplastie, on utilisé le: revêtement déposé en tant que surface de contact, et en conséquence, les contacts ne bénéficient pas d'une très longue vie. Lorsque l'on fabrique des contacts bimétalliques par brasage, il se produit une perte considérable de matière par ce procédé de brasage. En outre, en raison de la faible température de fusion du métal de charge, une rupture du contact se produit à mesure qu'il y a usure du matériau, ou en raison de l'augmentation de la température telle que celle qui se produit lors d'une surcharge de courant à travers une paire de contacts fermés. Un autre inconvénient des procédés connus de formation de contacts bimétalliques porte sur le temps nécessaire à la fabrication de BAD ORIGINAL 69 20479 -2" 2011966 chaque contact. Ainsi, il n'est pas possible à présent de fabriquer des contacts électriques bimétalliques à un taux de production élevé'et par une. opération de production à la chaîne, en utilisant des" procédés classiques connus. 5 Afin de réaliser une machine capable de produire des contacts ' bimétalliques d'une façon nouvelle et qui soit dép-ourvu^de tels défauts èt inconvénients caractérisant les méthodes classiques de fabrication des contacts bimétalliques, une machine d'étam-Pagé, pour la jonction et la formation, par soudure, à froid,so,us 10 pression, de longueurs coupées de fils, de compositions.métalliques respectivement différentes, est décrite dans la demande de brevet Û.S.A. h° 486.621 déposée par le même, inventeur,Qette machiné comporte des moyens d'alimentation de fils continus des différentes compositions métalliques, des moyens permettant de 15" couper de courts tronçons des fils différents, des moyens ..permettant de positionner et dé retenir les tronçons_en alignement axial-lesUns par rapport aux autres, des moyens de'pression pérm#ttant dé forcer les extrémités coupées des tronçons de fil ' en abdutemeht de façon à souder à froid les tronçons les un§ 20 aux autres, et"des moyens de mise en forme permettant de déformer èt de refouler une extrémité des morceaux de fil courts^ reliés" Le principe de fonctionnement de ladite machine réside en ce que chaque tronçon coupe des fils différents comporte une sur-25 face coupée constituée par un bord arrondi, une surface coupée, une surface de clivage ou fracturée et une ébarbure. C'est la surface fracturée que l'on doit s.ouder à froid le plus fermement au moyen de ladite machine, immédiatement après Te coupage, l'a température de cette section du fil s'élève en 30 raison de la chaleur engendrée par le clivage. En outre, cette section ou surface est propre et fortement activée., Lorsqu'on l'examine au microscope", on note une surface extrêmement rugueuse, be qui augmente encore davantage la superficie de la surface activée." Ces particularités de la surface de clivage 35' constituent l'avantage de ladite machine grâce auquel il est possible d'obtenir des joints les plus fortement soudés malgré le degré relativement faible de déformation mis en jeu par le " processus de soudure à froiddans la machine d'étampage. Inversement, du fait de ce degré dé déformation, il n'est 40 pas possible de souder des surfaces autres que des surfaces BAD ORIGINAL 69 20479 -3- 2011966 fracturées telles que par exemple, des surfaces coupées relativement brillantes, même lorsque de telles surfaces doivent être soudées l'une à l'autre par pression à froid. Même lorsqu'on les nettoie par des moyens convenables, tels que par électrolyse ou 5 grattage, il n'est pas possible de souder ces surfaces coupées brillantes par pression avec le degré de déformation de ladite machine. Ainsi, plus la superficie de la surface fracturée est grande, plus la surface de soudage est grande et en conséquence plus la soudure est fort». En conséquence, il est désirable que 10 la superficie de cette surface fracturée soit agrandie. Afin d'obtenir ce résultat, il est nécessaire de choisir d'une façon convenable l'espacement entre les bords de coupage en vue de couper les fils, et également d'augmenter la vitesse de coupage. Ceci est réalisé à l'aide de ladite machine et cons-15 titue un des avantages d'un procédé de fabrication faisant appel à ladite machine d'étampage, permettant la production à la chaîne d'une façon très satisfaisante. Les contacts bimétalliques électriques obtenus par ce procédé présentent des propriétés électriques et conductrices de chaleur relativement meilleures par 20 comparaison avec des contacts analogues obtenus au moyen de procédés classiques tels que par soudage, soudure par point ou par inclusion métallique. Cependant, de tels contacts liés par pression ont tendance à se séparer, à se démonter ou délaminer à l'interface à la sviite d'une utilisation constante et rude et 25 lorsqu'ils sont soumis à des chocs thermiques, à la suite de contraintes provoquées à l'interface d'assemblage. les métaux de contact faisant l'objet de la présente invention comprennent les métaux précieux ductiles tels que l'argent, platine, or et palladium et alliages de ces métaux; tandis que 30 le substrat métallique comprend, lorsqu'il constitue le matériau de base d'une bande bimétallique ou d'un contact du type ruban, le fer, l'acier à ressort, l'acier inoxydable, le maillechort, le cuivre et les alliages tels que cuivre-zinc, beryllium^cuivre, cuivre-phosphore et alliages analogues, et comprend, lorsqu'il 35 constitue le matériau de base d'un rivet bimétallique ou contact du type étampé, des métaux tels que le fer, acier doux, argent et alliages d'argent, nickel, maillechort, aluminium et alliages d'aluminium, cuivre et alliages de cuivre tels que les alliages de cuivre-zinc et alliages analogues. 69 20479 2011966 La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un élément de contact permettant de réaliser un joint puissant ou interface fortement liée sur un substrat ne répondant pas normalement d'une façon convenable à l'adhésion par pression à 5 froid. L'invention vise également un procédé de fabrication d'un élément pour contact électrique dans lequel le métal de contact est lié métallurgiquement à un substrat métallique, ce procédé permettant d'éviter une diffusion substantielle du métal à l'in-10 terface de la jonction. Dans le procédé suivant l'invention, pour la fabrication d'un élément de contact, on utilise un métal de contact doté de bonnes propriétés d'adhésion par pression à froid et un substrat métallique caractérisé par une faible tendance à l'adhésion par pres-15 sion à froid. Suivant le procédé, on amène le métal de contact en contact intime et crystallographique avec le substrat par compression par choc. Immédiatement après, on chauffe le métal de contact déformé à une température supérieure à sa température de recristallisation et inférieure à son point de fusion tandis 20 que l'on maintient la pression, ce qui permet d'assurer une jonction interfaciale forte et propre. Il convient de noter, ainsi qu'on l'a mentionné ci^dessus, que le substrat métallique auquel est lié le métal de contact peut être constitué par une bande métallique souple formant le maté-25 riau de base d'un contact du type à bande mince ou à ruban ou autre forme métallique de support, tel qu'un morceau de métal linéaire formant le matériau de base d'un contact du type rivet ou étampé. Un élément de contact suivant l'invention comprend un morceau 30 ou partie d'un métal de contact caractérisé par de bonnes propriétés d'adhérence par pression à froid lié à un substrat métallique présentant normalement une faible tendance à l'adhérence par pression à froid pouvant être constitué^31 une bande métallique souple ou autre forme métallique de support telle qu'une 35 pièce linéaire. On dispose le métal de contact sur le substrat métallique, et le métal de contact, seul ou conjointement avec le substrat métallique, est immédiatement déformé à froid par contact avec un poinçon jusqu'à ce que s'établisse un équilibre entre la pression appliquée et la résistance à la déformation 40 du métal de contact et du substrat métallique, et en conséquence BAD ORIGINAL 69 20479 ~5~ 2011966 le métal de contact est amené en contact crystallographique intime avec le substrat. Immédiatement à la suite de cette opération, lorsque le métal de contact et substrat métallique sont encore sous pression, on les chauffe à une température supérieu-5 re à leur température de recristallisation et inférieure à leur point de fusion afin d'achever la déformation dudit métal et d'effectuer la liaison métallurgique au substrat. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui 10 représentent à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. Les figs 1 à 3 illustrent les étapes utilisées pour un mode de mise en oeuvre de l'invention, suivant lequel on obtient un contact bimétallique du type bande ou ruban; 15 la fig. 4 représente un contact électrique obtenu suivant le mode de réalisation préféré de l'invention; la fig. 5 représente comment les facteurs, tels que la pression, température, dureté, déformation et courant de chauffage influent dans la mise en oeuvre du procédé de l'invention, et 20 les figs 6 à 8 illustrent un autre mode de réalisation de l'invention, suivant lequel on obtient un contact bimétallique du type rivet ou étampé. Dans ses grandes lignes, le procédé comporte les étapes suivantes : la disposition du métal de contact à lier sur le subs-25 trat métallique, l'application d'une pression de choc au métal de contact afin de le déformer à froid et d'en réduire l'épaisseur d'au moins 20 % jusqu'à ce que s'établisse un équilibre entre la pression appliquée et la résistance à la déformation dudit métal de contact.suite à ladite déformation à froid, en vue de provo-30 quer un contact crystallographique intime avec ledit substrat, et immédiatement après, le chauffage du métal de contact déformé pendant qu'il se trouve sous ladite pression à une température supérieure à sa température de recristallisation mais inférieure à son point de fusion afin de compléter la déformation dudit mé-35 tal par l'intermédiaire d'un écoulement métallique supplémentaire et afin d'effectuer une liaison métallurgique audit substrat avec un minimum de diffusion perceptible à l'interface de liaison. En utilisant un poinçon de matrice ou étampe ayant une cavité d'un volume prédéterminé dans lequel est introduit le métal de 40 contact au cours de la déformation, on peut assurer les dimenBAO ORIGINAU 69 20479 -6" 201 1966 sions et la forme finales du contact lié au support. Les avantages de la déformation à froid du métal de contact résident d'abord en ce qu'un contact métallique propre, est assuré avec le substrat au cours de la compression initiale. 5 D'autre part, avant l'application sélective de chaleur au métal de contact comprimé, un contact crystallographique intime est assuré entre les deux métaux à l'interface. Apparemment, en raison de l'écoulement métallique vigoureux se produisant sous pression élevée le long de l'interface, il semble que le 10 substrat métallique à l'interface soit soumis à une rupture microscopique à la surface, si bien que le métal de contact est amené d'une façon intime et cristallographique, en contact avec le substrat récemment rompu, la distance entre les deux métaux à-l'interface étant de l'ordre de quelques Angstri5ms, par exem-15 plô, aussi faible que 4 Angstr'dms. Bien qu'une telle proximité des surfaces métalliques ait en général pour résultat un certain degré de liaison à froid, ceci en soi, ne suffit pas lorsque le substrat métallique lui-même présente une faible tendance à la liaison à froid. Cependant, étant donné qu'il existe une zone 20 très fortement travaillée à froid à l'interface en raison de l'écoulement vigoureux du métal de contact le long de 1'interface , l'application immédiate de chaleur au métal de contact en vue de l'amener à une température supérieure à sa température de recristallisation pendant que celui-ci se trouve encore sous 25 pression, a pour résultat la recristallisation immédiate de la zone travaillée à froid à l'interface, ce qui conduit à me forte liaison cristallographique. Lorsque le métal de contact est 1'argent et lorsque celui-ci a été déformé à froid, par exemple, â une épaisseur d'au moins 30 environ 50 % ou davantage avant d'être chauffé, sa température de recristallisation est, d'ordinaire très basse et peut atteindre une température de base de quelques centaines de degrés centigrades. Il faut tenir compte du fait, cependant, que l'écoulement de métal vigoureux du métal de contact se produisant le 35 long de et à l'interface peut être d'un ordre supérieur de déformation que celui du métal au-dessus de celui-ci si bien qu'il peut recristalliser plus rapidement et donner lieu à une liaison pratiquement instantanée avec le substrat métallique à l'interface, au cours des étapes initiales de chauffage sous pres-40 sion. BAD ORIGINAL 69 20479 -7- 201 1966 Le chauffage s'êffectue dans un intervalle de temps de l'ordre de quelques centaines de millisecondes en faisant passer une pointe élevée de courant de chauffage en travers de l'interface. On a pu obtenir de très fortes liaisons à l'aide d'un tel chauf-5 fage appliqué pendant une courte période de temps. Les figures 1 à 3 représentent un mode de réalisation préféré permettant d'obtenir un contact du type bande mince ou ruban. Un métal de contact 1, caractérisé par une forte tendance à l'adhésion à froid, par exemple, l'argent, platine, or, palladium, 10 alliages de ces derniers, ou substances analogues, est représenté comme étant posé sur un substrat métallique 2, tel que du fer, maillechort, acier inoxydable, ayant une aptitude relativement faible à l'adhésion à froid sous pression, lequel substrat est soutenu sur une matrice 5 située directement au-dessous d'-15 une étampe ou poinçon 3 vertical mobile comportant une cavité 3A de formation de métal située sensiblement au centre à la face extrême de celui-ci. Le volume du métal de contact est au moins le même que celui de la cavité du poinçon, sauf que sa hauteur est supérieure à l'épaisseur de la cavité si bien que la hauteur 20 du métal de contact peut être réduite d'une valeur supérieure à 20 %, en général au moins d'environ 30 %, et de préférence, d'au moins environ 50 %. On déforme le métal de contact en faisant descendre le poinçon, ainsi qu'on l'a représenté à la figure 2, en direction de la flèche. Suivant la quantité de prèssion et 25 vitesse du poinçon 3 contre la matrice 5j on peut travailler à froid ou déformer vigoureusement le métal de contact afin de diminuer sensiblement sa température de recristallisation. Ainsi, qu'on l'a mentionné ci-dessus, pour le cas de l'argent fortement déformé, la température de recristallisation peut se situer au-30 dessous de plusieurs centaines de degrés, par exemple, entre 200° et 300°C ou même moins. On applique d'abord la pression au moyen du poinçon jusqu'à ce que s'établisse un équilibre relatif entre la pression appliquée et la résistance à la déformation du métal de contact. Ainsi 35 qu'on l'a représenté à la figure 2, le poinçon s'approche de la matrice 5 le plus près possible mais sans la toucher, après quoi un courant puissant est immédiatement appliqué en travers du. poinçon et de la matrice, ce qui provoque le chauffage au métal de contact 1 à une température au-dessus de sa température, de 40 recristallisation et l'écoulement ultérieur de celui-ci de façon 69 20479 -8- 2011966 à remplir complètement la cavité ainsi qu'on l'a représenté à la figure 3, en vue de former l'élément de contact représenté à la figure 4. Au cours de la compression à froid, le métal de contact s'écoule le long de l'interface entre celle-ci et le 5 substrat 2 de façon à fournir un contact cristallographique intime avec le substrat, c'est-à-dire, un contact au cours duquel les forces moléculaires sont mises en jeu, après quoi le métal de contact déformé est immédiatement chauffé, le restant de la déformation est complété (Fig.3) et la liaison est réalisée à 10 l'interface avec un minimum de diffusion du métal dans l'autre métal en travers de l'interface. En appliquant d'abord la pression sur le métal de contact 3j ou empêche la pénétration de l'atmosphère ambiante et, ainsi, on évite l'oxydation le long de l'interface au cours de l'étape de chauffage à mesure que le 15 poinçon 3 rencontre la surface du substrat métallique 2. Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, la tension nécessaire pour fournir le courant est appliquée d'une façon sensiblement instantanée avant que le poinçon 3 ue rencontre la matrice 5. Le passage de courant entre le poinçon 3 et la matrice 5 provoque le chauffage 20 du poinçon et la conduction de chaleur par celui-ci vers le métal de contact. Su fait que le contact partiellement déformé sé ramollit immédiatement par chauffage, celui-ci s'écoule rapidement et remplit la cavité du poinçon et se lie proprement au substrat. 25 La quantité de chaleur nécessaire se détermine facilement par approximations successives tant que la température excède la température de recristallisation du métal de contact déformé et se trouve au-dessous de son point de fusion. Au cas où la température n'excède pas le point de recristallisation du métal, 3H 30 métal de contact ne s'écoule pas de façon appréciable à l'interface et on n'obtient pas une liaison adéquate. Par contre, lorsque le métal de contact est fondu, tant soit peu, une diffusion substantielle risque de se produire en travers de l'interface donnant lieu à l'inconvénient que l'on rencontre dans la soudure 35 par points, la soudure, ou le brasage. En supposant que la pièce de métal de contact soit d'une hauteur d'environ 2 mm on pour*— rait d'abord la déformer à une hauteur d'1 mm (réduction de 50 % de la hauteur) et la chauffer immédiatement au-dessus de sa température de recristallisation pendant qu'elle se trouve sous 40 pression et réduire la hauteur à 0,9 mm afin de provoquer le 69 20479 -9- 2011966 remplissage de la cavité par le métal et la liaison de celui-ci au substrat au cours de l'achèvement de la recristallisation, le substrat peut être constitué par raie bande continue de métal le long de laquelle le métal de contact peut être lié à des in-5 tervalles espacés. Les facteurs d'importance dans le procédé de l'invention sont illustrés à la figure 5 qui indique la dureté 10, déformation 6, température 9s pression 7 et courant 8 en fonction du temps. A mesure que l'on applique une pression ainsi qu'on l'a représenté 10 aux figures 1 et 2, la pression augmente jusqu'au niveau "b" et est maintenue à ce niveau ainsi qu!on l'a représenté, pendant des temps plus ou moins supérieurs à une seconde. Pendant ce temps, la dureté 10 augmente jusqu'au niveau représenté à mesure que le métal est déformé au niveau "a", par exemple $0 %, ainsi 15 qu'on l'a représenté sur la courbe 10, et se maintient à ce niveau jusqu'à "c". Immédiatement après la déformation à froid du métal jusqu'au niveau "a", on applique un courant de chauffage-à un niveau "e-f" pendant quelques centaines de millisecondes. La température du poinçon et du métal de contact, se trouvant encore 20 sous pression, augmente ainsi qu'on l'a représenté sur la courbe 9 et atteint un niveau optimum au-dessus de la température de recristallisation du métal de contact déformé. A mesure que le métal de contact s'échauffe au-dessus de la température de recris-tallisation tout en se trouvant sous pression, il se déforme en-25 core davantage et remplit la cavité du poinçon, ainsi qu'on l'a représenté, par l'augmentation de la déformation de "c" à "d" sur la courbe 6 en raison du ramollissement du métal (noter la chute de dureté à la courbe 10). Au point "f" de la courbe 8, le couranlïést interrompu et la température diminue, ainsi qu'on 50 l'a représenté à la courbe 9, la pression étant relâchée par la suite, ainsi qu'on l'a représenté à la courbe 7. Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, on peut effectuer le cycle dans un espace de temps total d'environ 1 seconde, le chauffage étant effectué dans le cycle total dans un espace de temps supérieur à plusieurs 35 centaines de millisecondes, par exemple 200 millisecondes. Le poinçon ou Isétampe est constitué par un alliage dur résistant à la chale-ar adapté de façon à pouvoir s'échauffer rapidement sous l'influence d'un courant appliqué. Les matériaux utilisables comme poinçon comprennent l'acier rapide (par exem-40 pie 18 % W, 4 % Cr, 1 % V et 0,8 % C et le restant en fer), ou BAD ORIGINAL 69 20479 -10- 2011966 du carbure de tungstène cémenté, tel que celui qui comprend 85 % en poids de carbure de tungstène et le restant en cobalt. De tels matériaux possèdent une résistance électrique plus élevée que celle du métal de contact, du substrat, et de l'interface 5 de ceux-ci, si bien que, d'une façon prépondérante, la chaleur est engendrée d'une façon sélective dans le poinçon ou l'étampe. Etant donné que le poinçon enveloppe complètement le métal de contact, le métal de contact s'échauffe immédiatement à une température au-dessus de sa température de recristallisation. Le 10 substrat ne s'échauffe pas à un degré considérable étant donné que ce dernier ainsi que la matrice sont maintenus dans un état particulièrement froid, et en particulier en raison du fait que le substrat, d'ordinaire, se présente sous forme d'une longue bande continue. Bien entendu, la matrice 5 peut être refroidie 15 intérieurement à l'eau de la façon normale afin d'éviter une accumulation de chaleur au cours de la mise en oeuvre en continu du procédé. En examinant à nouveau la figure 5s on note qu'à mesure de la déformation à froid du métal de contact, sa dureté s'élève jus-20 qu'à atteindre un palier de dureté (courbe 10) auquel s'établit un équilibre entre la dureté et la pression appliquée. Ceci correspond à ia position représentée à la Fig. 2 à laquelle s'établit un équilibre entre la pression appliquée et la résistance à la déformation du métal de contact. Suite à l'application de 25 chaleur par passage d'une pointe élevée de courant par le poinçon 3» le métal se ramollit immédiatement, ce qui a pour effet d'abaisser la résistance du métal de contact à la déformation.;, et en conséquence, le métal se déforme d'une façon supplémentaire ainsi que le montre la phase de la figure 5 et le change-30 ment de "c" à wd" à la courbe 6 de la fig. 5* Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, afin d'assurer la liaison des deux métaux, il est recommandé de réduire la distance de contact entre le métal de contact et le substrat à plusieurs AngstrSms, par exemple, environ 4 AngstrÔms, étant donné 35 qu'à de telles distances il se produit une interaction moléculaire permettant de réaliser les conditions nécessaires pour la liaison. Dans les techniques de soudure, ceci est réalisé en faisant fondre un flux à l'interface en se fiant à la mouillabi-lité provenant du flux fondu. Cependant, on utilise un cycle de 40 temps plus long dans la soudure que dans le présent procédé -en BAD ^oiginal 69 5 10 15 20 25 30 35 40 20479 -11- 2011966 raison du temps nécessaire pour la fusion du flux. En conséquence, le substrat est en général échauffé et subit un recuit, ce qu'il convient d'éviter, en particulier dans le cas où le substrat doit présenter une qualité élastique pour des éléments de contact électriques rupteurs. En outre, la résistance du substrat risque de baisser en raison de la surchauffe au cours du soudage. En ce qui concerne l'adhésion sous pression à froid, où à la fois le métal de contact et le substrat possèdent de bonnes propriétés d'adhésion sous pression à froid, la déformation des deux métaux sous pression est en général considérable. En conséquence, il est difficile de réaliser des dimensions précises, et en général, le composé lié doit être coupé ou usiné à des dimensions choisies. Dans les techniques de liaison par chaleur et pression, on chauffe à la fois le métal de contaet et le substrat avant l'application de pression. L'inconvénient de cette méthode réside en ce que les surfaces de contact du métal ont tendance à s'oxyder, ce qui a pour résultat une résistance élevée à l'interface. Même lorsque l'op. chauffe les métaux dans une atmosphère non-oxydante, ils peuvent éventuellement absorber des gaz à la température élevée ce qui influence d'une façon défavorable la liaison à la surface. Ainsi qu'on peut le constater à la suite des considérations précédentes^ la méthode de liaison de la présente invention est différente et fournit des résultats nouveaux et améliorés. Dans la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on peut effectuer le chauffage à l'aide d'une résistance électrique ou par induction à haute fréquence. EXEMPLE 1 On dispose un morceau de métal de contact en argent d'un diamètre d'environ 3 nim et d'une longueur d'environ 1,3 mm sur un substrat de maillechort d'une épaisseur d'environ 0,3 mm et d'une largeur de 7 m soutenu sur une matrice. On applique une étampe ou poinçon en acier à outils ayant une cavité de formation de 12,5 mm de surface et 1 mm de profondeur, au métal de contact en argent sous une charge de 2 tonnes et le métal est déformé jusqu'à ce qu'il résistefune déformation supplémentaire, après quoi on applique immédiatement un courant de 2000 ampères à travers l'étampe et la matrice pendant environ 200 millisecondes sous ladite charge, la température de contact étant élevée à 200°C. Au cours de cette période le métal de contact est déformé 69 20479 -12- 2011966 d'une façon supplémentaire afin de former un élément de contact, comportant le métal en argent d'un diamètre de 4 mm et d'unê épaisseur de 1 mm, sûrement et fortement lié au-substrat en maillechort. - 5 Un métal de contact qui présente normalement un problème de liaison est l'argent renfermant une dispersion d'environ 10 % en poids d'oxyde de cadmium. Cependant, on peut lier ce métal de contact au moyen du procédé de l'invention sur un substrat en acier inoxydable, par exemple, du type 18/8. Un exemple est pré-10 senté ci-dessous pour illustrer cette possibilité. EXEMPLE 2 On dispose un alliage de contact électrique en argent-oxyde de cadmium renfermant une dispersion d'environ 10 % en poids de CdO, d'un diamètre de 3 mm et d'uné épaisseur de 3mm, sur un 15 substrat en acier inoxydable (environ 18 % de chrome, environ 8 % de nickel, et le restant en fer) d'une épaisseur de 0,8 ma, d'une largeur d« 10 ai et d'une lozigueur d« 50 mm soutenu sur une matrice en acier à outils. On applique une étampe ou poinçon en carbure de tungstène cémenté, entouré d'une bobine haute fréquen-20 ce et comportant une cavité de formation d'un diamètre d'environ 6 mm et d'une profondeur d'1 mm, sur le métal de contact sous une charge de 3 tonnes, ce qui a pour effet de déformer le métal de contact et de provoquer son écoulement le long de l'interface entre le métal de contact et le substrat métallique. La bobine 25 haute fréquence chauffe au préalable le poinçon à une température voisine de 600*C, Lorsque le contact a été instantanément déformé dans la cavité, la chaleur du poinçon chauffe le métal déformé à une température au-dessus de la température de recristallisation, ce qui a poux effet de ramollir l'alliage et de provoquer 30 sa liaison d'une façon propre au substrat métallique, la dimension finale du contact étant d'un diamètre de 6 mm et d'une épaisseur de 1 mm. En raison du retard thermique, le métal de contact est tout d'abord déformé à froid, après quoi il se réchauffe et recristallise. 35 Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, le procédé suivant l'invention est applicable à des métaux de contact choisis dans le groupe constitué par l'argent, platine, or, palladium et alliages à base de ces métaux. A titre d'exemple de tels alliages on peut citer ; 10 % de Cd et le restant en Ag; 90 % Ag-10 % GdO; 90 % 40 Ag-10 % Ni; 70 % Ag-30 % Pd; 74,5 % Ag-25 % Au-0,5 % Ni; 95 % Ag- 69 20479 ~ 2011966 5 % Ni; 90 % Ag-10 % Ou; 72 % Ag-26 % Cu-2 % Ni; 9? % Ag-3 % Pd; 97 % Ag-5 % Pt; 95 % Pt-5 % Ir; 85 % Pt-15 % ir; 90 Pt-10 % Eu 96 % Pt-4 % W; 90 % Pd-10 % Eu; 70 % Pd-30 % Ag; 72 % Pd-26 % Ag 2% Ni; 45 % Pd-30 % Ag-20 % Au-5 % Pt; 90 % Au-10 % Ou? 75 % Au-5 25 % Ag; 69 % Au-25 % Ag-6 % Pt; 41,7 % Au-32,5 % Cu-18,8 % Ni-7 % Zn; ainsi que des alliages de contact électrique analogues. Les compositions ci-dessus ne sont présentées qu'à titre illus-tratif de métaux de contact électrique sensiblement à base des métaux précieux Ag, Pt, Au et Pd. 10 Ainsi qu'on l'a mentionné en ce qui concerne les métaux du substrat, ceux-ci peuvent comprendre, le fer, acier à ressort, acier inoxydable, maillechort, cuivre et alliages de cuivre-zinc béryllium-cuivre et cuivre-phosphore.En ce qui concerne l'acier à ressort, la composition peut comprendre les nuances SAE 1050, 15 SAE 1065, etc.. Les aciers inoxydables utilisables peuvent comprendre de 16 à 20 % de chrome, 4 à 10 % de nickel, le restant-étant essentiellement constitué par du fer. Un acier inoxydable particulièrement utile en tant que substrat est celui qui contient environ 18 % de chrome, environ 8 % de nickel, le restant 20 étant constitué par du fer. - Le maillechort, également connu sous le nom d'argent allemand peut comprendre entre 45 et 65 % de cuivre, 15* à 40 % de zinc et 8 à 35 % de nickel. Un exemple typique de maillechort est celui qui contient 55 % de cuivre, 25 % de zinc et 20 % de nickel« 25 Les alliages suivants sont disponibles sous forme de feuille ou de bande : 54 % de cuivre, 16 % de zinc et 30 % de nickel; 58 % de cuivre, 24 % de zinc, et 18 % de nickel; et 60 % de cuivre, 30 % de zinc et 10 % de nickel. Les alliages typiques de cuivre-zinc comprennent ceux qui 30 contiennent de 5 à 40 % de zinc, le restant étant constitué par du cuivre. Les alliages béryllium-cuivre comprennent ceux qui contiennent environ 1 % à 3'% cLe béryllium, le restant étant sensiblement constitué par du cuivre; tandis que les alliages cuivre-phosphore peuvent contenir environ 0,02 % de phosphore, 35 le restant étant sensiblement constitué par du cuivre. La température de recristallisation du métal de contact est fonction de la quantité de travail à froid qui lui aura été appliqué par déformation à froid. Lorsque le métal est travaillé à froid quelque peu rigoureusement, par exemple, au moins 50 % 40 ou davantage, la température de recristallisation de l'argent 69 20479 2011966 peut être aussi basse que 100°G, celle de l'or aussi basse que 200°C et, poux le platine dont le point de fusion est très élevé, aussi basse que 450°C. Suivant un autre mode de réalisation préféré illustré aux figu-5 ies 6 à 8 sur lesquelles est représenté un. élément de contact du type rivet ou étampé, et en particulier à la fig. 6, une pièce linéaire de métal de contact ductile 1, par exemple un segment de fil d'un métal précieux, tel que l'argent, platine ou or, platine ou alliages à base de ces métaux, comporte une face d'extrémité 10 1' fraîchement coupée ainsi qu'on l'a représenté. La pièce linéaire ou segment de fil 1 est superposée coaxialement sur un© pièce linéaire ou segment de fil correspondant d'un matériau de base d'un métal ductile 2 différent, tel que l'argent, nickel, aluminium,cuivre et métaux analogues5 comportant également d'un© 15 façon analogue une face d'extrémité 2* fraîchement coupée, les deux faces dfextrémités fraîchement coupées étant en contact l'une avec l'autre. Le corps du matériau de base est fixé ou adapté fermement' dans une ouverture de matrice et est soutenu par une goupille de support 4 laissant une partie exposée, pour 20 la déformation, d'une hauteur hg correspondant à la hauteur du métal de contact. Les deux pièces superposées sont situées entre un poinçon supérieur 3 verticalement mobile et la matrice inférieure 5, le poinçon supérieur comportant une cavité 3A pour la formation de métal, située sensiblement au centre à la face 25 d'extrémité de celle-ci. Le métal de contact et le matériau de base exposés ont au moins le même volume que celui de la cavité -du poinçon, sauf que la hauteur total h,j et hg est supérieure à la profondeur de la cavité et, en conséquence, on peut réduire la hauteur des métaux d'une valeur au moins supérieure à 20 % et 30 en général au moins supérieure à 50 % et, de préférence, au moins d'environ 50 % et davantage. Les métaux sont déformés en ramenant vers le bas le poinçon ainsi qu'on l'a représenté à la fig. 7« Suivant le degré de pression de choc et la vitesse du poinçon 3 contre la matrice 5» le métal de contact et lë matériau de base 35 peuvent être travaillés à froid ou déformés fortèment en vue d'abaisser sensiblement leurs températures de recristallisation. Ainsi, qu'on l'a mentionné précédemment, dans le cas de l'argent fortement déformé, la température de récristallisation peut se situer au-dessous de plusieurs centaines de degrés, °C, par 40 exemple 200°G à 300°C où même moins. BAD ORIGINAL 69 20479 "15_ 2011966 ]ja pression est tout d'abord appliquée par le poinçon jusqu'à ce qu'un équilibre relatif s'établisse entre la préssion appliquée et la résistance à la déformation du métal de contact. Ainsi qu'on l'a représenté à la figure 7» 1® poinçon s'approche de 5 la matrice 5 (laquelle est refroidie à l'eau) en vue d'effectuer une certaine déformation sans la toucher, après quoi un courant puissant est immédiatement appliqué au travers du poinçon et de la matrice, ce qui provoque l'échauffement des métaux au-dessus de la température de recristallisation sur chaque côté de l'in-10 terface et leur écoulement ultérieur ainsi que le remplissage de la cavité d'une façon complète ainsi qu'on l'a représenté à la figure 8 en vue de former le rivet bimétallique entre le poinçon et la matrice représenté à la fig. 8. Au cours de la compression à froid, le métal de contact s'écoule le long de l'interface 1A 15 entre celui-ci et le métal de base 2 en vue de fournir un contact intime cristallographique avec le substrat, c'est-à-dire, un contact au cours duquel des forces moléculaires d'attraction sont mises jeu, après quoi les métaux déformés sont immédiatement chauffés, le restant de la déformation est complété (Fig» 8) 20 «t la liaison est effectuée à l'interface avec pratiquement aucune oty&n minimum de diffusion du métal dans l'autre métal en travers de l'interface. En appliquant tout d'abord la pression sur les métaux 3» on empêche la pénétration de l'atmosphère ambiante et, en conséquence, on évite l'oxydation le long de l'in-25 terface propre au cours de l'étape de chauffage à mesure que le poinçon 3 rencontre la surface de la matrice 5* Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, la tension nécessaire pour fournir le courant est appliquée dhne façon sensiblement instantanée avant que le poinçon 3 rencontre la matrice 4. Le passage de courant entre 30 le poinçon 3 et la matrice 4 provoque l'échauffement des métaux et leur déformation supplémentaire. Etant donné que les métaux partiellement déformés se ramollissent immédiatement lors du chauffage, le métal s'écoule rapidement pour remplir la cavité du poinçon tout en effectuant une liaison propre avec le maté-35 riau de base. la quantité de chaleur nécessaire est indiquée dans la partie précédente de la description à propos du mode de réalisation illustré aux figs 1 à 4. Ainsi que le montre la figure 7i lorsque l'on effectue une déformation substantielle, de façon que l'in-40 terface 1A augmente en superficie, en vue de réaliser un contact 69 20479 "16~ 2011966 cristallographique, la résistance électrique E à l'interface peut être égale ou inférieure à la résistance E^ et E^ du métal de contact et du matériau de base respectivement. Ainsi, lorsque l'on applique une différence de potentiel électrique en travers 5 du métal de contact et la base du rivet, les deux métaux sont chauffés au-dessus de la température de recristallisation et au-dessous du point de fusion sans grande résistance à la production de chaleur à l'interface des métaux déformés. Ceci contribue à la formation d'une liaison uniforme et forte à l'interface 10 de métaux. En outre, le chauffage élimine les contraintes du travail à froid, ce qui rend la liaison plus stable sous l'effet de chocs thermiques en cours d'utilisation. ' Les facteurs importants dans le procédé de.1'invention sont les mêmes que ceux illustrés à la Fig. 4, lesquels concernent la 15 dureté 10, déformation 6, température 9, pression 7 et courant 8 en fonction du temps. A mesure qu'on applique la pression ainsi qu'on l'a représenté aux figs 6 et 5, la pression augmente jusqu'au niveau nbM, et elle est maintenue à ce niveau ainsi qu'on l'a représenté, pendant des temps plus ou moins supérieurs à 20 1 seconde. Entre temps, la dureté 10 augmente au niveau représenté, à mesure que le métal est déformé au niveau "a", par exemple de 50 représenté à la courbe 6, et continue à ce niveau jusqu'à "c". Immédiatement après la déformation à froid des métaux au niveau "a", on applique un courant de chauffage jusqu'à un 25 niveau "e - f" pendant quelques centaines de millisecondes. La température des métaux se trouvant encore sous pression augmente ainsi qu'on l'a représenté à la courbe 9 et atteint un niveau optimum au-dessus de la température de recristallisation des métaux. A mesure que les métaux s'échauffent au-dessus de la tempé-50 rature de recristallisation, tout en se trouvant sous pression, ils se déforment encore davantage et remplissent la cavité du poinçon ainsi que le démontre l'augmentation de la déformation de "c" à "d" à la courbe 6 en raison du ramollissement des métaux (noter la chute de dureté de la courbe 10 à la suite de l'ap-35 plication de chauffage). En "f" de la courbe 8, l^éourant est interrompu et la température diminue ainsi qu'on l'a représenté à la courbe 9» la pression étant relâchée par la suite ainsi qu'on l'a représenté à la courbe 7* Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, on peut effectuer le cycle dans un espace de temps total 40 supérieur à environ 1 seconde, le chauffage, étant effectué durant BAD ORIGINAL 69 20479 2011966 la totalité du cycle total dans un espace de temps allant jusqu'à environ plusieurs centaines de millisecondes, par exemple, 200 millisecondes ou davantage. Les exemples suivants illustrent le procédé, dans le cas de la 5 fabrication de contacts bimétalliques du type rivet : EXEMPLE. 3 On insère fermement tin morceau linéaire de cuivre, par exemple, un segment de fil, d'un diamètre de 2 mm et d'une longueur de 4 mm dans une ouverture de matrice 5A (figure 6), en laissant 10 exposée une portion de 2 mm du morceau au-dessus de la matrice, la partie insérée étant renforcée ou soutenue par la goupille 4 de la matrice. On superpose un morceau linéaire d'argent d'un diamètre de 2 mm et d'une hauteur de 2 mm coaxialement sur le morceau de cuivre soutenu, les faces d'extrémité de contact des deus 15 morceaux ayant été précédemment fraîchement coupées. On ramène vers le bas verticalement le poinçon 3, comportant une cavité 3A centrale sur sa face de compactage, d'un diamètre d'environ 4 an et d'une profondeur d'1 mm, de façon qu'il fasse contact contre le métal de contact en argent , et on applique line pression de 20 choc afin de modifier la configuration des métaux superposés jusqu'à ce que l'on augmente le diamètre de l'interface 1A à environ 3*6 mm (fig. 7)« Immédiatement après, on fait passer un courant de 250 ampères sous une tension de 2,2 volts entre le poinçon et la matrice (laquelle est de préférence refroidie à 25 l'eau) pendant une période de temps d'environ 300 millisecondes afin de chauffer les métaux au moins à l'interface à 280°C (au-dessus de la température de recristallisation) pendant qu'ils sont sous pression, et la déformation est achevée par un écoulement supplémentaire du métal en raison du ramollissement ou re«= 30 cuit du métal au-dessus de la températurode recristallisation# Le contact bimétallique obtenu est caractérisé par un diamètre du sommet de la tête d'environ 4 mm et d'une épaisseur de 1 mm et par un prolongement d'une partie du corps en cuivre d'un diamètre de 2 mm et d'une longueur de 2 mm. 35 On a incorporé le rivet bimétallique ainsi obtenu dans un relais en vue de l'utiliser pour un essai d'arrachement ou de délaminage. On applique un courant alternatif de 200 volts, 50 ampères avec un facteur de puissance d'environ 0,3 et on effectue, sous cette charge (environ 3*000 watts), une épreuve d'ouverture 40 et de fermeture alternées à une vitesse d'environ 1.200 fois par BAD ORIGINAL 69 20479 "18~ 201 1966 heure. Après un total de 50«000 cycles, on d.'observe aucun arrachement ou séparation du métal de contacte, Cependants dans un essai sur un rivet bimétallique réalisé uniquement par liaison à froid, le métal de contact se sépare 5 ou s'arrache du matériau de bas® après, seulement 2«000 ouvertures et fermetures du relais0 Ceci C9ï? '10 EXEMPLE 4- On insère fermement un morceau linéaire d'argent d'un diamètre de 1,5 mm et d'une longueur de 3 bue par son extrémité dans l'ouverture 5A de la matrice, ce morceau linéaire étant soutenu par la goupille 4 d@- la matrice afin de laisser une par-tie exposé© d'un® hauteur de S m® On sraperposs un morceau. .11-» néaire de platine d'un diamètre de 1S5 m? et d'un© longueur do 2 mm coaxialemeat sur le morceau d'argent sontenus les faces d'extrémité ©a contact des deux aorceats ayant été précédemment fraîchement coupées. Le poinçon 3, caractérisé par une cavité 3A 20 d'un diamètre d'environ 3 ma et d'un® profondeur d'1 mm, ©st amené vers le bas verticalement de façon à venir contre le métal de contact en platine et on applique un© pression de choc de façon à modifier la configuration dos métaux superposés jusqu'à ce que le diamètre de 1 ' interface antre J,®- matériau de bas© en argent 25 et le platine soit augmenté par déformation à environ 2,7 mm. A c© moment mame^ tandis que la pression continue d'être appliquée , on fait passer un courant do 180 ?®pèrss soas une tension de 2,5 volts entre le poinçon et la eatrice pendant une période de temps de 15 millisecondes afin de provoquer un© élévation On soumet le contact à un choc thermique et le laisse dans une étuve à 700°C pendant 30 secondes. Lorsqu'on l'enlève de l'étuve et après refroidissement, on écrase le contact à l'aide 40 d'un étau autour de la partie du sommet de la tête et on essaie bad original 69 20479 d'arracher le contact en platine à l'aide d'une paire de pinces ou de tenailles. Il ne se produit aucun arrachement à l'interface, ce qui indique que ie lien de très bonne qualité, est doté d'une grande solidité et est résistant au choc thermique. 5 EXEMPLE 5 On insère un morceau linéaire d'argent ou de segment de fil d'une longueur d'environ 1 mm d'un diamètre d'1,5 mm par son extrémité dans une ouverture de 1 mm d'une matrice 5 à une profondeur de 0,5 mm en laissant une longueur de 1 mm exposée en 10 vue d'une liaison avec un morceau linéaire d'alliage or-argent renfermant 10 % d'or d'un diamètre de 1 mm et d'une longueur d'1 mm. On place une face d'extrémité fraîchement coupée de l'alliage en or en contact avec une face extrémité fraîchement coupée du morceau de soutien en argent, l'alliage d'or étant su-15 perposé coaxialement sur le matériau de base en argent et les deux étant soumis à une compression axiale en amenant vers le bas verticalement le poinçon J sur l'extrémité exposée du morceau d'alliage d'or, la cavité de formation du métal du poinçon étant caractérisée par un diamètre de 2 mm et une profondeur de 20 0,5 m. Suite à la déformation, les surfaces d'extrémité fraîchement coupées sont amenées en contact intime et cristallographique, et en conséquence le diamètre à l'interface est augmenté à environ 1,8 mm. Immédiatement après, pendant que la pression continue d'être appliquée, on applique un courant alternatif de 2 volts 25 et 120 ampères pendant environ 10 millisecondes afin d'élever la température à 350°0» laquelle est au-dessus des températures de recristallisation des métaux, et les métaux sont comprimés et déformés afin de remplir complètement la cavité, ie contact à rivet bimétallique fini est caractérisé par un diamètre de 2 mm et 30 line épaisseur de 0,5 et une longueur du corps de 0,5 mm avec un diamètre de 1 mm. On soumet le contact bimétallique obtenu selon l'exemple précédent à un essai de cisaillement à la liaison de l'interface, donnant lieu à une rupture par cisaillement sous une charge de 55 28 E°/mm , ce qui indique une liaison très solide. On a préparé d'autres échantillons en utilisant des métaux de contact tels que Ag-Od (13 %); Au-Ag-Pt; Au; Ag-CdO (10 %); Ag-Ni; Au-Ag-ÎTi; Ag; Au-Ni; Ag-Pd; etc. Ces exemples sont énu-mérés aux Tableaux I, II et III. Le Tableau I indique les maté-40 riaux, leurs dimensions et les dimensions de la matrice et du 2011966 20479 -20- 2011966 poinçon, le Tableau II indique le degré de déformation à froid (augmentation du diamètre de l'interface) avant l'application de chaleur, la quantité d'énergie utilisée pour le chauffage, le temps d'application de l'énergie et la température à laquelle sont chauffés les métaux; tandis que le Tableau III indique les dimensions finie» du contact bimétallique et donne un bref résumé des résultats des essais. le symbole & représente le diamètre, "l" représente la longueur et "H" représente la hauteur. TABIEAU I Ex. Matériau Dimensions de la pièce rectiligne Longueur 1 d'insertion dans la matrice mm Cavité du poinçon an Contact Base Contact ma Base IBM Ag-Gd (13$ 0 Cu 2,5^* 2L 2,50x 4,5L 2,5 ■* 5^x 1H 7 Au 69% Ag 25% Pfc 6% Mi 1,2 s 2,1 1,2 x 3,1 1,0 2,5 x 1 3 Au 25% Ag 74,7% Hi 0,3% Ag 1.5*1,75 1,5 x 3,25 1.5 2,8 x 1 9 Au Al 1,0 x 1 1,0 x 1,5 0,5 2 x 0,5 10 Au Ag 1,2 x 1,1 1,2 x 2,1 1,0 2,3x0,6 11 Ag- CdO (10%) Cu 3,0 x 2 3.0 x 3 1,0 6x1 12 Agira. (10%) Ag 2,5*2**5 2,5x4,45 2,0 4,5x1,5 13 Au 25% Ag 7*,7 Hi 0,3 '0,05%C 2 x 1,2 ■ 2, s 2 ®2 1,0 3,5x0,8 M- Au 69% Ag 25 Pt 6 Ag 1,5 x 0,7 1.5 x 1,7 1,0 2,3x0,6 15 Ag Al 2,0 x 1,1 2,0 x 2,1 1,0 3x1 16 Ag- Pd (30%) C0,05%C 2,0x0,77 2,0x1,27 0,5 3,5x0,5 1? Au 95% Hi 5 Al 1,5 * 1.1 2,0 x 1,6 0,5 2,5x0,8 69 20479 -21- TABIEATJ I (Suite) 2011966 Ex. Matériau Dimensions de la pièce rectiligne Longueur - d'insertion dans la matrice Cavité du poinçon Contact Base Contact mm Base mm mm mm 18 Au 69% Ag 25 Pt 6 Al 1,0 ï 1 1,0 x 1,5 0,5 2 x 0,5 I 19 Au 25% As 74,7 Ni 0,3 Gu 1,2 x 1,1 1,2 x 2,1 1,0 2,3x0,6 TABLEAU II Sx. Degré de déformation avant l'application Conditions d'application du -courant électrique Cî° du couxant Diam. approx. (mm) Tension Intensité (Amp.) Durées (millisecondes) Température (°C) | 6 4,5 2,8 400 45 ■ 300 | 7 2,3 1,8 200 -60 360 | 8 2,6 2,0 200 - 20 340 j 9 1,8 1,5 150 50 270 10 2,0 1,8 210 40 250. .11 5,4 2,5 600 120 . 270 12 4,2 2,0 400 50 ' 330 13 3,2 2,3 250 60 300 14 2,1 1,7 180 4-0 250 15 2,8 2,1 24-0 30 280 16 3,2 2,6 210 150 4-50 ,1? 2,2 2,0 180 60 320 18 1 j8 1 38 160 30 : 350 19 2,1 . 1,8 170 20 260 BAD ORIGINAL 69 20479 -22- 2011966 MBEEAU III Ex, Partie du sommet finie (5 x 1) (2,5* D (2,8 x 1) Partie de contact du corps (2,5 x 2,5) (1,2 x 1) Essai d'arrachement Essai relais : AC 200V; facteur de puissance 0,3; 50A; 1200 cycles/heure; Résultat : pas d'arrachement après 50.000 cycles Essai de cisaillement : 34- kg/mm* (1,5 x 1,5) Essai d'écrasement aucun arrache» ment (2 x 0,5) (1 x 0, Essai de eisaillement ; 14 kg/mm* 10 11 (2,3x0,6) (1,2 2 1) Essai ds aillsEient : 27 feg/mm' T (6x1) (3 x 1; Essai relais : ÂG 200 V; facteur de puissance 0,3;, 50A; 1200 cycles/heure Résultat s pas d1arrachement.après 5Q.000 cycles 12 (4,5x1,5) (2,5 x 2) Essai relais : comme ci-dessus 13 (3,5x0,8) (2 x 1) Essai d'écrasement : aucun arrachement 14 15 (2,3x0,6) (1,5 x 1) (3x1) Essai de cisaillement : 29 kg/mm* (2x1) Essai d'écrasement s aucun arrachement 16 (3,5 x0,5) (2 x 0,5) 17_ 18 (2,5x0,8) Essai de cisaillement : 30 kg/mm* (1,5x0,5) (2 x 0,5) (1 x 0,5) Essai de cisaillement : 15 kg/mm" Essai de cisaillement : 14,5 kg/ima' T 19 (2,3x0,6) (1,2 x 1) Essai d8écrasement : aucun arrachement Ainsi qu'on peut le voir d'une façon évidente sur le tableau III, on a obtenu de bons résultats aux essais. On notera, en ce qui concerne les exemples ÏT° 6, 11 et 12 que l'élément éprouvé au cours de l'essai de relais effectué en utilisant un courant alternatif de 200 volts, 50 ampères et Tin facteur de puissance de 0,3 à une fréquence de 1200 fois/heure continue de fonctionner au bout de 50.000 fois sans qu'il ne se produise aucun arrachement du fliétal de contact. Dans le cas de l'exemple 6, le mé- BAD ORIGINAL 69 5 10 15 20 25 30 35 40 20479 -23- 2011966 tal de contact est un alliage de Ag-Cd (13 %) et le corps est en cuivre; dans l'exemple 11, l'alliage de contact est Ag-CdO (10 %) et le corps est en cuivre; tandis que dans l'exemple N° 12, l'alliage est Ag-Ni (10 %) et le corps est en argent. Dans le cas de l'exemple ÏT° 16, dans lequel le métal de contact est Ag-Pd (30 %) et le corps est en fer à faible teneur en carbone(également désigné sous le nom de fer Armco), on obtient p une résistance au cisaillement relativement élevée de 30 kg/mm. Même lorsque le contact bimétallique est soumis à une épreuve d'écrasement d'une force considérable, ainsi qu'on l'a décrit dans l'exemple N° 4 (noter les exemples N° 8, 13, 15 et 16), aucun arrachement du métal de contact ne se produit à l'interface. Ainsi qu'on l'a mentionné ci-dessus, le procédé de l'invention est applicable à des métaux de contact choisis dans le groupe constitué par l'argent, platine, or,palladium etélliages à base de ces Rétaux. A titre d'exemples de tels alliages on peut citer les suivants : 10 % de Gd et le restant en Ag; 90 % Ag-10 % CdO; 90 % Ag-10 % Hi; 70 % Ag-30 % Pd; 74,5 % Ag-25 % Au-0,5 % Ni; 95 % Ag-5 % Fi; 90 % Ag-10 % Cu; 72 % Ag-26 % Cu-2 % Ni; 97 % Ag-3 % Pd; 97 % Ag-3 % Pt; jusqu'à 30 % de WC et le restant sensiblement en argent; 95 % Pt-5 % Ir; 85 % Pt-15 % Ir; 90 % Pt-10 % Eu; 96 % Pt-4 % W; 90 % Pd-10 % Ru; 70 % Pd-30 % Ag; 72 % Pd-26 % Ag-2 % Hi; 45 % Pd-30 % Ag-20 % Au-5 % Pt; 90 % Au-10 % Ou; 75 % Au-25 % Ag; 69 % Au-25 % Ag-6 % Pt; 41,7 % Au-32,5 % Cu-18,8 % Hu-7 % Z-n; et alliages de contact électrique similaires. Les compositions ci-dessus ne sont qu'illustratives de métaux de contact électrique sensiblement à base de métaux précieux Ag, Pt, Au et Pd. Ainsi qu'on l'a mentionné en ce qui concerne les matériaux à base de substances ductiles, ces derniers peuvent comprendre de l'acier à faible teneur en carbone ou de l'acier doux «0,05% 0), du fer,nickel, aluminium, alliages à base d'aluminium, cuivre et alliages de cuivre-zinc, et autres alliages à base de cuivre, par exemple, alliages d'argent à base de cuivre ou alliages de cuivre à base d'argent, maillechort, argent et alliages à base d'argent. Le maillechort, également connu sous le nom d'argent allemand, peut comprendre 45 à 65 % de cuivre, 15 à 40 % de zinc et 8 à 35 # de nickel. A titre d'exemple typique de maillechort, on peut 69 20479 -24- 2011966 citer celui qui renferme 55 S&e cuivre,"25 % de zinc et 20 % de nickel. Les alliages de cuivre-zinc typiques comprennent ceux se trouvant dans la gamme de 5 à 40 % de zinc, le restant étant du cui-5 vre. Les alliages de cuivre-argent comprennent ceux se trouvant dans la gamme de 5 à 95 % de cuivre et 95 à. 5 % d'argent. D'autres alliages d'argent sont ceux qui renferment 5 à. 20 % de Mi, le restant étant essentiellement de l'argent, etc. On peut utiliser un autre matériau de base, notamment un matériau renfermant 10 5 & 35 % de nickel, le restant étant essentiellement du cuivre. Bien que l'on ait décrit la présente invention en rappert avec des modes de réalisation préférés, il faut bien comprendre que l'on peut introduire des modifications et variations sans s'éloigner de l'esprit et de l'étendue de l'invention ainsi qu'il appa-15 raîtra d'une façon évidente aux spécialistes. Se telles modifications et variations doivent être considérées comme étant comprises dans la portée et étendue de l'invention et des revendications annexées. 69 20479 -25- 2011966 - mYE^'DIGATlOm - 1 - Procédé de fabrication d'un élément de contact•électrique pour appareil à fermeture et ouverture alternées, qui.consiste : à mettre en contact un substrat d'un métal choisi dans le-groupe 5 constitué par le fer, acier à ressorts, maillechort, cuivre et alliages de. cuivre-zinc, béryllium-cuivre et cuivrer-phosphore avec un métal de contact comportant un métal précieux ductile choisi dans le groupe constitué par l'argent, platine, or, palla dium et alliages à base de ces-métaux; à appliquer une pression "10 ..de choc au métal de contact afin de le déformerfroid et de réduire.son épaisseur d'environ.au moins.20 % jusqu'à ce que s'é ----. tablisse./un équilibre entre, la pression appliquée» et-la réaistan ce.„às la déformation dudit, métal; de -contact à la suite de ladite déformation à froid, en vue d'effectuer^un„contact intime cris-15 tallographique avec ledit substrat;.puis à chauffer immédiatemen. le.métal de contact déformé pendant qu'il se ^trouve sous ladit© pression à une température .supérieure à sa température de recris tallisation mais inférieure à son point de fusion afin-.de. complê ter la déformation dudit métal de contact par un écoulement sup-20 plémentaire de métal et afin d'effectuer une liaison métallurgique audit substrat avec un minimum de diffusion perceptible à l'interface de liaison. 2 - Procédé de fabrication d'un élément de contact électrique qui consiste : à faire reposer un substrat métallique, choisi 25 dans le groupe constitué par le fer, acier à ressorts, acier inoxydable, maillechort, cuivre et les alliages cuivre-zinc, béryllium-cuivre et cuivre-phosphore, sur une matrice située au-dessous d'un poinçon comportant une cavité de formation de métal ayant un volume prédéterminé; à disposer un morceau de mé-30 tal de contact ductile choisi dans le groupe constitué par l'argent, platine, or et palladium et alliages à base de ces métaux sur ledit substrat, le volume dudit métal de contact étant au moins égal à celui de la cavité de formation de métal et sa hauteur étant supérieure à l'épaisseur de la cavité de formation de 35 métal; à appliquer une pression audit métal de contact par choc dudit poinçon sur ledit métal afin de l'enfermer dans ladite cavité et le déformer à froid à au moins 20 % de son épaisseur en vue d'effectuer un contact intime cristallographique avec ledit substrat jusqu'à ce que s'établisse un équilibre entre la près- 69 20479 ~26- 2011966 sioa appliquée et la résistance à la âéfomr.tioa du métal de contact; et à chauffer immédiatement le métal de contact déformé pendant que celui-ci se trouve sous ladit® pression, à une,, température supérieure à la température d® r®eriste,llis.atioa mais infé» 5 r'ieure au point de fusion, en vue de compléter la déformation dudit métal et d'effectuer une liaison aétsilltirgique audit substrat avec un minimum de diffusion à l'tefeerfaee.» 3 - Procédé" selon, la revendication 2, suivant lequel le métal "de contact est déformé à froid en vue de réduire., son épaisseur 10 d'au moins environ 30 4 - Procédé salon, la revendication 2* suivant lequel le métal dé contact est déformé à froid en vue de r|&ire son. épaisseur d'au moins 50. %o 5 - Procédé selon la revendication 2 suivant lequel, l$v substrat* 15 métallique est une bande continue de.nK.al le long de laquelle le métal de contact est lié à des intervalles espacés» 6 - Procédé selon, la revendication. 2, .suivant I0.gae.lv le métal do ' contact ductile est 1 ' argent » et suivaat.. lequel le substrat métallique est du maillechort, , 20 7 7'Procédé selon la revendication 2.3..suivait..laquai.le métal dë contact ductile est an alliage d'argent et d'oxyde de cadmium et le substrat métallique est de l'acier inoxydable. 8 - Contact électrique bimétallique obtenu par un procédé selon l'un quelconque des paragraphes précédents» 25 9 - Procédé de formation d'un contact bimétallique du type rivet comportant un métal de coatact duetilo formant le sommet dudit rivet lié à un métal différent ductile formant la base dudit rivet qui consiste à prendre un Foreesi* linéaire d'un mé- -tal de contact ductile précieux, choisi dans 3e groupe constitué 30 par l'argent, platine, or, palladium @t alliages da ces métaux et comportant une face d'extrémité fraîchement coupée; à effectuer la superposition coaxiale d® ladite face d'extrémité fraîchement coupée dudit morceau linéaire sur une face d'extrémité fraîchement eoupée d'un morceau linéaire correspondant d'un mé-35 tal ductile différent, dont l'autre extrémité est fixée dans une matrice; à refouler axialement le métal de contact superposé et la partie non fixée du métal différent, en appliquant une pression de choc en vue de déformer et d'aplatir les métaux superposés d'au moins environ 20 % de leur hauteur et d8augmenter la 40 surface interfaciale de contact, les deux faces fraîchement couBAD ORIGINAL 69 20479 -27- 2011966 pées étant amenées en contact intime et cristallographique produisant une liaison par pression à froid des deux faces; puis à chauffer immédiatement les métaux superposés à une température élevée supérieure à leur température de cristallisation mais in-5 férieure à leurs points de fusion pendant qu'ils se trouvent sous pression afin de compléter la déformation et de former une liaison de grande solidité à l'interface bimétallique. 10 - Procédé selon la revendication 9» suivant lequel le métal formant la base du contact est choisi dans le groupe constitué 10 par le fer, acier doux, nickel, aluminium, alliages à base d'aluminium, cuivre, alliages à base de cuivre, argent alliages à base d'argent et argent nickelé. 11 - Procédé selon la revendication 9» suivant lequel on réduit la hauteur des métaux superposés d'au moins environ 30 % 15 de leur hauteur déformable. 12 - Procédé selon la revendication 9» suivant lequel on réduit la hauteur des métaux superposés d'au moins environ 50 % de leur hauteur déformable. 13 - Contact électrique bimétallique du type rivet obtenu 20 par un procédé suivant l'une ou plusieurs des revendications 9 à 12. *