Brevet FR2027699A1 — publié le 19701002

i 2027699 La présente invention se rapporte à un procédé perfectionné pour préparer des alliages contenant du magnésium.Elle concerne plus particulièrement un procédé pour laminer à chaud ces alliages aihsi que, à titre de produits industriels nouveaux, les alliages. 5 obtenus par ce procédé. Les avantages susceptibles d'être obtenus par un alliage du magnésium avec des alliages à base d'aluminium ont été aperçus à une époque très ancienne du développement de la technologie de l'aluminium. Par suite, les alliages d'aluminium-magnésium consti-10 tuent une catégorie de produits industriels parmi les plus anciennes. Les alliages de l'aluminium à haute résistance mécanique contiennent d'environ 6,0 à 10,0# de magnésium en combinaison avec d'autres composants alliés. Mais il est bien connu que ces alliages sont difficiles à travailler à chaud en raison de leurs tensions 15 de fluage. Par suite, il est souvent nécessaire de procéder à des recuits ou à des réchauffages intermédiaires entre lesquels la diminution de la section de l'alliage est limitée à une valeur de 40 à 60# environ. Bien que ces alliages soient en général difficiles à. travailler à chaud, on peut diminuer les tensions de fluage et 20 la difficulté peut être soulevée en partie par l'observation de températures de travail élevées, dépassant 400°C environ. Mais à ces fortes températures de travail, l'alliage prend une tendance à la friabilité à chaud qui conduit à des accidents de typés variés tels que des craquelages et des fendillements des bords au laminage à 25 chaud et des craquelages superficiels à l'extrusion. La présente invention concerne en conséquence un procédé perfectionné permettant de laminer à chaud les alliages d'aluminium -magnésium avec des taux de réduction inconnus antérieurement. Elle comprend également à titre de produits industriels nouveaux, 30 les alliages obtenus dans ces conditions. Le procédé selon l'invention ne nécessite pas des recuits intermédiaires à la température du travail à chaud. Il est commode et rapide, et son prix de revient est raisonnable. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à 35 la lecture de la description ci-après. La demanderesse a trouvé que ces buts et avantages pouvaient être atteints conformément à l'invention par homogénéisation de l'ai- 69 41403 2 2027699 liage à une température comprise entre 427°C environ et la température de solidus de l'alliage particulier pendant des durées allant de 4 à 48 heures environ, en faisant suivre d'un travail à chaud, à une température d'environ 330 à 404°C. 5 Le procédé selon l'invention comprend les stades suivants a) on prépare un alliage d'aluminium de base contenant d'environ 6,0 à 10,0# de magnésium, le solde consistant essentiellement en aluminium, b) on chauffe cet alliage à une température d'au moins 427°C, 10 c) on maintient cet alliage à la même température pendant une durée d'environ 4 à 48 heures, et d) on travaille l'alliage à chaud à une température d'environ 330°C à 404°C jusqu'à une réduction de 95#. Après le stade (c), l'alliage peut être refroidi à tempé-15 rature ambiante si on le désire et réchauffé dans la gamme de tempé ratures de 330 à, 404°C; mais on peut laisser simplement l'alliage re froidir jusqu'à cette gamme de température et le travailler à chaud conformément au stade (d). La demanderesse à trouvé que le traitement d'iiômogénéisa-20 tion du lingot coulé mentionné ci-dessus permettait d'éliminer des régions non en équilibre de phases à bas point de fusion et de répartir uniformément les éléments alliés et en particulier le _ magnésium dans le réseau. Le traitement d'homogénéisation contribue également à la coalescence et/ou à une modification de la forme . 25 des particules substituantes insolubles éventuellement présentes dans l'alliage. Il est essentiel d'exclure de la masse fondue toutes les impuretés à bas point de fusion car une proportion de sodium trèé faibley de 0,001# par exemple, rend impossible le travail à chaud. 30 Naturellement, les alliages d'aluminium-magnésium selon l'invention peuvent contenir, en plus des additions ou impuretés alliées, d'autres éléments. Parmi les additions alliées,- on citera entre autres, et cette énumération n'est nullement limitative ; le bore en proportion de 0,001.à 0,350#i le chrome en proportion de 35 0,05 à 0,3#; le gallium en proportion de 0,01 à 0,50#; le cadmium en proportion de 0,03 à- 0,50#; le thorium en proportion de 0,005 à 0,350#; le Mischmetall (alliage Fe-Ce) en proportion de 0,005 à 0,30#; le tellure^en proportion de 0,005 h 0,30#, le germanium 69 41403 3 2027699 en proportion de 0,01 à 0,55#j le eotialt en proportion de 0,10 •à 0,80#; le cuivre en proportion de 0,10 à 0,60#. En dehors des additions alliées mentionnées ci-dessus, les alliages selon l'invention peuvent naturellement contenir les impu-5 retés normales, aux proportions habituelles dans l'aluminium industriel. Parmi ces impuretés on citera, et cette énumération n'est nullement limitative s le fer allant jusqu'à 0,50#; le silicium en proportion allant jusqu'à 0,50#; le cuivre en proportion allant jusqu'à 0,25#; le manganèse en proportion allant jusqu'à 0,35#î 10 le zinc en proportion allant jusqu'à 0,2#; le titane, en proportion allant jusqu'à 0,15#; le glucinium en proportion allant jusqu'à 0,02#; et d'autres impuretés en quantité totale allant jusqu'à '■ 0,2#. On a constaté avec surprise que les alliages d'aluminium-15■ magnésium contenant de 6 à 10# de magnésium, le solde consistant essentiellement en aluminiiyn, pouvaient être facilement laminés à chaud jusqu'à une réduction totale de section atteignant 95# lorsqu'on les homogénéisait comme décrit ci-dessus et qu'on réglait la température au cours du laminage à chaud de manière à ne pas dépas-;2Q ser 404*0. En général, la température de laminage à chaud va d'environ .330 à 404°C. La température de la plaque laminée à chaud doit être contrôlée pendant toute la durée du travail .àchau&En qttï'vnaturellement, le contrôle de la température initiale du ïngot à l'entrée 25 dans le laminoir constitue naturellement un facteur important. On a constaté qu'au cours du travail le métal ou alliage subissait une augmentation de température. Mais on peut facilement limiter cette augmentation de température en cours de travail par un refroidissement par pulvérisation, par une limitation du taux de réduction 30 par passe, ou par un refroidissement spontané du métal à une température légèrement plus basse, sur la table de laminage, entre chaque passe. Tous ces moyens peuvent être utilisés en combinaisons entre eux. Le contrôle de l'augmentation de température provoquée par le travail à chaud constitue un facteur important caii si la 35 température du métal venait à dépasser 404°C environ en cours de travail, on pourrait constater une fissure du métal dans- le plan central ou un fendillement au cours de la réduction subséquente. 69 41403 4 2027699 Bien que la puissance et la force de séparation du laminoir, en relation avec la dimension du lingot et le taux de réduction à réaliser, déterminent la limite de température inférieure d'un laminage satisfaisant à chaud, il n'est pas recommandé de 5 laminer à une température inférieure à celle à laquelle il se produit une recristallisation spontanée, car la vitesse de durcissement au travail devient alors excessive. Par conséquent, la limite de température inférieure pour le laminage des alliages est d'environ 330°C. 10 Le procédé selon l'invention permet d'accroître la réduc tion totale de section à chaud des alliages d'aluminium-magnésium contenant d'environ 6,0 à 10,0# de magnésium, le solde consistant essentiellement en aluminium, sans recuits ou réchauffage intermédiaires; Il conduit donc à une plus grande capacité de produc-15 tion du laminoir et à des économies. ^ Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois la limiter. Dans ces exemples les indications de parties et de % s'entendent en'poids sauf indication contraire. 20 Exemgle_l On prépare, partir d'un aluminium à la pureté habituelle de l'industrie, d'alliages-maîtres de fer-aluminium, de chrome-aluminium, de bore-aluminium, de glucinium-àluminlum et des autres constituants alliés sous forme élémentaire;., des alliages possédant 25 les compositions indiquées dans le tableau X ci-après'. Ces alliages sont coulés en lingots de 40,7 & 114 x 244 cm et de 35'i 5xl45it304 cm. TABLEAU.! N# des lingots Mg Cr Pe Si Cu 01 B 1 , 2 7,47 0,19 0,26 0,10 0,06 0,005 0,0070 3,4, 5 7,25 0,16 0,25 0,10 0,057 0,005 0,0076 6,7, 8 7,05 0*19 0,22 0,10 0,08 0,006 0,0068 9 , 10, 11 6,95 0,15 0,22 0,09 0,06 0,004 0,0111 12, 13, 7,216 0,15 0,23 0,10 0,06 0,004 0,0088 14 6,97 «,136 0,235 0,115 0,06 0,006 0,0154 69 41403 5 2027699 Après coulée, ces alliages sont homogénéisés à la température de 510°C pendant 16 h. La vitesse de réchauffage à la température d'homogénéisation est inférieure à 28°C par heure de 399 à, 510°C. Après homogénéisation, les lingots de 40,7 x 114 x 244 cm 5 sont ébarbéë d'environ 6 mm sur chaque face et les lingots de 35,5 x 145 x 304°C sont ébarbés en surface d'environ 12 mm sur chaque face. Exemple_2 10 On réchauffé les lingots de l'exemple 1 dans un four à bande de transport pendant 1 à 3 h à une température de 399 à 474°C pour les laminer à chaud. Les conditions du laminage à chaud et les observations faites au laminage sont rapportées dans le tableau II annexé. 15 Les résultats rapportés dans le tableau annéxé montrent que, lorsque la température de l'alliage ne dépasse, pas 404°C au cours du laminage, oçi parvient dans des conditions satisfaisantes à l'épaisseur finale. Aux températures supérieures' à 404°C, on constate un craquelage total ou partiel ; par exemple dans le 20 lingot N°3 à 4lO°C, on observe un craquelage partiel; aux températures plus élevées, on observe un craquelage total. L'invention ayant été décrite en détail, on comprendra que l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications sans pour autant sortir de son cadre. 69 41403 6 2027699 R_E_V_E_N_g_I_0_A_T_I_0_N_S 1. Procédé pour améliorer l'aptitude au travail à chaud d'un alliage d'aluminium-magnésium, caractérisé en ce que; 5 a) on'prépare un alliage d'aluminium-magnésium contenant de 6,0 à 10,0# de magnésium, le solde consistant essentiellement en aluminium; b) on chauffe cet alliage a une température d'au moins 427°C, ' 10 c) on maintient cet alliage à ladite température pendant une durée de 4 à 48 heures, d) on travaillé l'alliage à chaud jusqu'à une réduction de section àtteignant 95#, à. une température de 330 à 404°C. 2. Procédé selon la revendication 1 , -caractérisé en ce t 15 que l'on refroidit l'alliage à température ambiante après le stade c) efcon le réchauffe à la température de 330 à 404°C avant le stade d). 3» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l'on refroidit l'alliage à une température de 330 à 404°C 20 après le stade c). 4. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'alliage oontient du chrome en propôrtion de 0,05 à 0,3#. 5. Procédé selon la revendication.3 caractérisé en ce que l'alliage contient du■ chrome en proportion de 0,05 à 0,3#. 25 6. Procédé seloh la revendication 4 caractérisé eç ce . que l'alliage contient du bore en prQportlQn_de__Q,QÛ]_.k.Q,350#. 7. Procédé selon la revendication 5 caractérisé, en ce que l'alliage contient du bore en propôrtion de 0,001 à,350#. 8. L'alliage obtenu .par le procédé selon la revendica^ 30 tion 1.