Brevet FR2020099A1 — publié le 19700710

ta présente invention concerne un cuivre durci par dispersion et son procédé de fabrication. le cuivre durci par dispersion est une matière qui dans une certaine mesure est déåà connue dans la littérature. Dans la technique antérieure le procédé de durcissement par dispersion est mis en oeuvre avec des particules finement dispersées d'oxydes d'aluminium, de thorium ou de magnésium. Conformément à ces procédés connus, on mélange des matières pulvérisées ou on disperse de 11A1203 sous forme de chlorure d'aluminium dans du cuivre. Autant qu'on puisse en juger d'après les renseignements peu nombreux que donne la littérature, on a obtenu des résultats satisfaisants en employant cette matière.Néanmoins, le procédé pour l'obtenir présente deux inconvénients sérieux : il est assez difficile d'obtenir en partant d'un mélange de poudres un système finement dispersé, et en outre l'emploi de chlorure d'aluminium a pour résultat la formation de chlore qui est toxique et trés corrosif. On dit que la durée de vie électrodes faites en cette matière pour les applications de soudage par résistance est double ou triple de celle d'électrodes en cuivre massif. Sans aucun doute c'est un assez beau résultat, quoique la manière dont on a obtenu les valeurs numériques ci-dessus mentionnées ne soit pas connue si bien qu'il est impossible de faire une comparaison avec d'autres matières connues employées dans le même but. le but de l'invention est de fournir un procédé pour obte- nir un système finement dispersé, constitué le présent cas de qui vre et d'un oxyde métallique ayant une chaleur de formation élevée comme phase dispersée, de façon à permettre une production simple et économique de ces matières sans formation de substances toxiques. La matière obtenue de cette manière doit être employée de préférence pour la fabrication d'électrodes pour soudage par résistance.En ce qui concerne la phase dispersée, on employait jusqu'à présent des oxydes d'aluminium, de magnésium, ou de thorium mais néanmoins la Demanderesse a utilisé les propriétés chimiques spéciales des composés de chrome qui peuvent être transformés dans la phase finale en oxyde chromique stable Cor203. On obtient une dispersion homogène de l'oxyde chromique dans le cuivre par broyage par voie humide d'oxydes de cuivre, spécialement des battitures, dans une solution de sel de chrome, de préférence du chromate d'ammonium, en assurant un broyage complet et la formation d'un composé d'addition du type spinelle. On réduit la causticité de la solution de sel de chrome on ajoutant une base volatile, par exemple de l'ammoniaque.La réaction est déjà presque complète après une courte opération de broyage, aussi 1B valeur du pH du liquide de broyage dépasse 10. Pour cette raison aucune mesure de sécurité spéciale n'est nécessaire pour la protection du personnel et il n'y a pas de matériaux spéciaux qui soient nécessaires. La poudre produite selon l'invention peut autre consolidée pour obtenir une matière compacte par des procédés connus de la métallurgie des poudres. En faisant varier le mode de fabrication, on peut obtenir différentes combinaisons possédant des propriétés différentes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée suivante faite en liaison avec les dessins annexés et donnant à titre illustratif mais nullement limitatif des exemples de réalisation de l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est un graphique de résistance à la chaleur. Les figures 2 et 3 sont des graphiques de résistance à l'usure pendant les opérations de soudage. La dureté des matières produites selon l'invention ne diminue que quand elles sont chauffées au-delà de 5000C. Exemple 1 On a broyé par voie humide dans une solution aqueuse de CrO3 des battitures de cuivre contenant 84% de Cu0 et 16% de Cu20. La teneur de Cr93 dans la solution ci-dessus peut varier dans de larges limites suivant la composition recherchée pour le produit final. On a maintenu par addition d'ammoniaque la valeur du pH de la solution ci-dessus à 5,5. En raison du broyage énergique des battitures dans un broyeur vibrant équipé de cuvettes en acier inoxydable et de boulets en carbures cémentés, la réaction a été pratiquement réalisée en une demi-heure. La poudre a alors été séchée, réduite, pressée à chaud et extrudée et on a obtenu un matériau convenant à la production d'électrodes.Le matériau ci-dessus contenait 6% en volume de Cor203. Il a été désigné par DCu 6/1, sa densité.était de 8,61 g/cm31 ce qui correspond pratiquement à 100% de sa densité théorique, sa conductibilité électrique était de 58% de celle du cuivre. Après 2000 soudures effectuées selon les règles de la RWMA, la surface de l'électrode inférieure était augmentée d'environ 62% et celle de l'électrode supérieure d'environ 50%. EXEMPLE 2 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1 à cette exception près qu'on a employé une quantité plus grande de Cr203, 9% en volume. Le matériau obtenu a été désigné par DCu 9/1, avait 3 une densité de 8,56 g/cm , sa conductibilité électrique était de 53 de celle du cuivre. Après 2000 soudures effectuées selon les règles ci-dessus indiquées, la surface de 11 électrode inférieure était augmentée d'environ 25 et celle de l'électrode supérieure d'environ 36%. EXEMPLE 3 Lorsqu'on a répété le mode opératoire précédent, à cette exception près qu'on a employé un broyeur en céramique au lieu d'un broyeur en acier, le broyage a duré plus longtemps et le produit obtenu contenait un peu de matière provenant des boulets de broyeur. Le matériau produit contenait 11 en volume de Cr203 et a été désigné par DCu 11/2 et possédait les propriétés suivantes densité 8,18 g/cm3, conductibilité électrique 54 de celle du cuivre. Après 2000 soudages, la surface de l'électrode inférieure n'était augmentée que d'environ 10% et celle de ltélectrode supérieure d'environ 13%. Les figures 2 et 3 illustrent d'autres détails sur les propriétés des matériaux préparés selon l'invention et montrent la dépendance de l'augmentation de surface de contact de l'électrode supérieure et de l'électrode inférieure respectivement en fonction du nombre de soudureybar points (points). A titre de comparaison on a inséré dans le diagramme les valeurs de deux matériaux normalisés connus, à savoir le produit yougoslave ML5 et le produit dit Elmedur, qui est un matériau de qualité supérieure. Comme il résulte des trois diagrammes,fournis, le matériau selon ltinvention surclasse tous les matériaux connus à ce jour. il va de soi que la présente invention a été décrite ci-des aus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif et que lwon pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. LEGENDE DES DESSINS Figure 1 Repère A Température de recuit (3 heures) en OC Repère B Résistance à la chaleur des matériaux consti tuant l'électrode Repère C Dureté ERB à la température ambiante Figure 2 Repère A Nombre de points effectués en soudure par point Repère B Augmentation de la surface-de contact en Repère C Augmentation de la surface de contact de l'élec trode supérieure Figure 3 Repère A Nombre ae points effectués en soudure par point Repère B Augmentation de la surface de contact en Repère C Augmentation de la surface de contact de l'élec trode inférieure. R E V E N D I C A 'P IP N S r 1) Procédé de durcissement du cuivre par dispersion caractérisé par le fait qu'on forme un système finement dispersé de cuivre et d'un oxyde métallique ayant une chaleur de formation élevée. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on emploie du Cr203 comme oxyde métallique à haute chaleur de formation. 3) Cuivre durci par dispersion caractérisé par le fait qu'un oxyde ayant une chaleur de formation élevée est finement dispersé dans ce cuivre. 4) Cuivre durci par dispersion selon la revendication 3 caractérisé par le fait que le Cr203 est dispersé finement dans le cuivre. 5) Electrodes pour le soudage par résistance caractérisées par le fait qu'elles sont faites de cuivre durci par dispersion selon la revendication 3.