Brevet FR2128819A1 — publié le 19721020

i 2128819 La présente invention concerne un procédé de fabrication de produits en forme de barres, de fils ou de tubes en matière composite comportant un corps interne appelé ci-après une âme, entouré d'une gaine, par extrusion hydrostatique d'une bil-5 lette comprenant un noyau entouré par un tube qui, au moins a une extrémité de la billette sont réunis l'un à l'autre d'une façon étanche aux liquides de sorte que lorsque la billette est extrudée, l'agent de compression mis en oeuvre ne peut pénétrer entre l'âme et la gaine. La billette est placée dans une chambre de compres-0 sion et sous l'influence de la pression d'un agent de compression qui l'entoure elle est extrudée par une filière dont l'ouverture a la même forme que la section droite voulue pour le produit. Dans ce dernier, l'âme et la gaine peuvent être respectivement en aluminium ou en un alliage d'aluminium et en cuivre, un alliage 5 de cuivre ou en un autre alliage d'aluminium. Un procédé d'extrusion hydrostatique de produits composites est décrit en détail dans le .brevet français 1.585.274. On a considéré jusqu'à présent qu'il était extrêmement important que la surface extérieure de l'âme et la surface intérieure de la 0 gaine qui doivent être réunies pendant le processus par soudage à froid, compression et déformation au cours de leur extrusion à travers l'ouverture de la filière, soient très bien nettoyées et que toutes les traces d'oxyde soient éliminées. La suppression de la couche d'oxyde a été considérée d'une importance telle que d la couche d'oxyde de l'âme a été éliminée dans une atmosphère de gaz inerte destinée à éviter la formation immédiate d'une autre couche d'oxyde du fait de la présence d'oxygène dans l'atmosphère environnante. La billette est également disposée dans une atmosphère de gaz inerte et ses deux extrémités sont scellées afin 3 d'éviter que l'oxygène ne pénètre dans l'intervalle qui sépare le noyau et la gaine qui l'entoure, avant 1'extrusion. Une couche d'oxyde se forme d'une manière extrêmement rapide sur une surface d'aluminium qui est en contact avec de l'oxygène. Suivant les informations qu'on trouve dans la j littérature concernant cette technique, un oxyde d'une épaisseur de 10 A est produit en quelques minutes seulement (suivant d'autres informations, une telle couche d'oxyde est produite en une fraction de seconde) et ensuite elle croît lentement en atmos— O phère sèche et peut atteindre une épaisseur de 50 à 100 A après O 3 quelques mois, 15 à 25 A suivant d'autres informations. La rapi 72 08413 2 2128819 dité de la formation de l'oxyde et la tendance à cette formation dépendent, en très grande mesure, de l'humidité de l'air, de la température du début de sa formation, etc. Contrairement à ce qu'on pourrait prévoir, on a constaté qu'il était possible, au 5 cours de la fabrication de produits composites comprenant une"âne en aluminium ou en un alliage d'aluminium et une gaine en cuivre, ou en un alliage de cuivre, etc, d'obtenir une liaison extrêmement satisfaisante entre la matière de la gaine et celle de l'âme, lorsqu'on utilise dans une billette des corps internes ou externes O d'aluminium comportant une couche d'oxyde d'aluminium d'une épaisseur telle que sa formation demanderait plusieurs mois d'emmagasinage en atmosphère normale. Une explication de ce phénomène est le fait que lorsque la déformation est suffisamment importante, la couche d'oxyde est brisée, de sorte qu'entre de petits ilôts 5 d'oxyde, de grandes surfaces d'aluminium propres sont pressées contre la surface propre de l'autre matière du produit composite. Si la déformation est suffisante, la surface de contact entre la gaine et l'âme doit être agrandie dans une mesure telle qu'une O couche d'oxyde d'épaisseur moléculaire, d'environ 3 A, contienne 0 beaucoup plus d'oxyde qu'il n'en existe à la surface de la matière de départ. Pour recouvrir la totalité de la surface de contact il faudrait, en conséquence, que la couche d'oxyde soit amincie et que son épaisseur soit très inférieure à l'épaisseur moléculaire, ce qui est théoriquement improbable. 5 Conformément à l'invention, un noyau ou une gaine en aluminium ou en alliage d'aluminium, qui a été oxydée pendant son emmagasinage à l'air, est nettoyée à l'aide de produits chimiques de nettoyage qui dissolvent les graisses mais non la couche d'oxyde, et/ou une gaine de cuivre ou d'aluminium ou d'un 0 alliage de l'un quelconque de ces métaux est nettoyée sans substance chimique d'élimination de l'oxyde, après quoi le noyau et la gaine sont combinés afin de former une billette. La billette produite de cette façon est extrudée avec un rapport d'extrusion supérieur à 20 : 1, de préférence supérieur à 50 : 1. On a trouvé 5 qiun rapport d'extrusion de 20 : 1 peut donner une liaison acceptable mais qu'il convient d'extruder les produits composites sur lesquels il reste des couches d'oxyde sur l'aluminium initial, avec des rapports d'extrusion beaucoup plus élevés afin d'obtenir des résultats complètement satisfaisants dans une production in-0 dustrielle normale, en dépit des variations habituelles des con 72 08413 3 2128819 ditions de travail. Si on augmente encore le rapport d'extrusion, par exemple jusqu'à 150 : 1, la liaison est encore plus intime et plus fiable. Le rapport d'extrusion le plus faible qui peut être utilisé dépend, dans une certaine mesure, de la section droi-5 te du produit. Lorsqu'on produit des barres rectangulaires destinées à des commutateurs, qui n'ont pas besoin d'être usinées par étirage afin de réduire leur section, on peut obtenir une liaison satisfaisante avec un rapport d'extrusion plus faible que pour des fils ou bar.res qui doivent subir de nombreux stades de 10 tréfilage pour donner un fil mince. Dans ce dernier cas, il ne convient pas d'utiliser un rapport d'extrusion inférieur à 30 : 1. Pour des âmes massives d'aluminium, une billette cylindrique produite par coulée continue constitue un produit de départ approprié. La surface de la pièce coulée qui peut comporter 15 des défauts variés et sur laquelle sont formées des couches d'oxyde épaisses, du fait de la chaleur et de l'humidité, est supprimée par tournage, puis les billettes d'aluminium peuvent être emmagasinées jusqu'à leur mise en oeuvre. Ce n'est qu'à ce moment, juste avant d'être placées dans un tube d'aluminium ou de cuivre 20 afin de former une billette composite, qu'elles doivent être nettoyées avec un agent de dissolution des graisses, tel que du trichloréthylène, de l'alcool, etc. Dans certains cas, il peut être nécessaire de brosser les âmes avec une brosse en acier afin d'enlever les matières détachées ..ou les couches d'oxyde très 25 épaisses qui ont pu se former dans des conditions d'emmagasinage défavorables. L'expérience a montré que des billettes comportant chacune un noyau constitué par un cylindre d'aluminium, tourné à sa surface, qui a été emmagasiné pendant plus de deux mois dans l'atmosphère normale d'un atelier, qui est lavé avec du trichlor-30 éihyLène et qui comporte une gaine de cuivre, permettent la formation d'une liaison satisfaisante avec un rapport d'extrusion de 50 : 1 et qu'une liaison parfaite peut être formée avec un rapport d'extrusion de 150 : 1. L'expérience a également montré que des durées d'emmagasinage comprises entre 2 minutes et deux mois 35 et demi avant le tournage et le lavage au trichloréthylène n'ont aucune influence appréciable sur la liaison. Cependant, avec des rapports d'extrusion descendant jusqu'à 3,3 : 1 (soixante dix pour cent de réduction de surface) on ne peut obtenir aucune liaison. La gaine de cuivre est recuite et son dégraissage est 40 ainsi effectué automatiquement. Au moment de son refroidissement, 72 08413 4 2128819 la plus grande partie de la couche d'oxyde de la surface du tube se détache et tombe. Cependant, la gaine de cuivre peut également être lavée avec un agent de dissolution des graisses, tel que du trichloréthylène, etc. La surface intérieure de la gaine 5 de cuivre n'a pas toujours besoin d'être nettoyée afin de la débarrasser de l'oxyde de cuivre. Une liaison métallurgique de la couche limite peut être obtenue même si ce nettoyage et/ou tout autre nettoyage quelconque n'est pas effectué en liaison avec le processus d'extrusion. 72 08413 5 2128819 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de produits en forme de barres, fils ou tubes en matière composite à l'aide de combinaisons de matières comprenant de l'aluminium ou un alliage d'alu- 5 minium et un alliage d'aluminium pour l'autre matière ou une combinaison comprenant de l'aluminium ou un alliage d'aluminium et du cuivre ou un alliage de cuivre, comportant un corps intérieur et un corps extérieur qui entoure le corps intérieur, par extrusion hydrostatique d'une billette comprenant une âme formant le 10 corps intérieur et une gaine formant le corps extérieur qui, au moins à l'une des extrémités de la billette, sont réunies d'une façon étanche aux liquides de sorte que lorsque la billette est extrudée à travers une filière dans une chambre de compression l'agent de compression entourant la billette ne peut pénétrer 15 entre l'âme et la gaine, caractérisé en ce qu'un noyau et/ou une gaine portant une couche d'oxyde sont combinés de'façon à former une billette qui est extrudée par un processus hydrostatique avec un rapport d'extrusion tel que les oxydes qui restent sur les surfaces proches sont brisés et qu'une liaison métallurgique est 20 formée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport d'extrusion est supérieur à 20 et de préférence supérieur à 50. 3. Procédé suivant l'une quelconque des reven-25 dications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces de contact de l'âme et de la gaine sont nettoyées avec une substance dissolvant les graisses, par exemple du trichloréthylène ou de 1'alcool.