Brevet FR2118912A1 — publié le 19720804

La présente invention est relative à un procedé d'élaboration du cuivre désoxydé au phosphore et plus spécialement à un procédé pour le contrôle des dimensions des grains d'un tel cuivre. Les techniques de laminage et d'extrusion des métaux ont considérablement évolué ces dernières années, la tendance étant d'assurer une productivité de plus en plus nrande. C'est notamment, le cas dans l'industrie de transformation du cuivre où l'on emploie des presses de plus en plus puissantes avec des taux de corroyage très élevés. On a ainsi récemment mis au point l'extrusion de billettes de cuivre en tubes avec des taux de réduction supérieurs à cent. L'augmentation du diamètre des produits coulés entrainant une augmentation de taux d'extrusion, implique que la déformation doit s'effectuer à haute température au delà de 800 C Dans le cas du cuivre partiellement ou complètement désoxydé, cet accroissement de temoèrature entraine inévitablement une recristallisation avec grossissement du grain. Le métal dont les propriétés se trouvent ainsi altérées, supporte mal les transformations ulterieures et devient cassant à cause de strictions lors de l'étirage. Ce phénomène de grossissement du qrain s'observe aussi bien lors de l'extrusion de billettes, où il est d'imnortance primordiale, que dans le cas des"plateaux" où la température à laquelle s'effectue la transformation (laminage) est notablement plus basse que dans le cas des billettes. Le grossissement des grains n'affecte, on le sait, que le cuivre désoxydé. En effet, dans le cas du cuivre de qualité "électro", c'est-à-dire contenant 0,02 % à 0,04 % d'oxygène, la présence de Cu2O empeche la croissance des qrains. Toutefois, cette qualité de cuivre ne convient notoirement Das pour des applications qui re quièrent par la suite des opérations de soudure. On sait par ailleurs que la purete du cuivre commercial devant être au minimum égale à 99,9 S, la concentration en agents dits "de dopage" devra être limitée. Dans le cas du cuivre desoxydé au phosphore, par exemple, où la teneur en cet élé- ment peut atteindre 0,05 t (500 ppm), il est nécessaire que la teneur en agent de dopage actif soit de l'ordre de auelques centaines de pom sous peine de ne plus pouvoir respecter l'exigence de pureté. La présente invention a pour objet un procédé d'élaboration de cuivre désoxydé au phosphore, qui satisfasse aux exigences de purete et de résistance au grossissement des grains lors du travail à chaud. Le procédé d'élaboration de cuivre désoxydé au phosphore, objet de la pré- sente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on ajoute au dit cuivre au moins un des métaux appartenant au groupe constitué du bore, du zirconium et du titane, en une teneur totale inférieure à 0,08 % (moins de 800 ppm). Les éléments peuvent être ajoutés sous toute forme connue, par exemple sous forme de cuproalliages,et de quelle que façon que ce soit. Grosseur du grain (microns) Elément élément Après Après 1/2 h Après 1/2 h Après 1/2 h d'addition d'addition extrusion (x) (x) (x) à 950 C - à à à suivie de ppm 700 C 800 C 900 C trempe Cuivre de référence, - 95 135 176 305 sans addition 55 69 90 110 172 B 240 55 67 83 118 300 60 53 60 97 120 55 20 23 217 Ti 330 50 13 17 272 250 50 80 97 133 Zr 320 80 80 80 113 (x) le recuit a été effectué sur fils tréfilés à froid. Suivant le procédé de l'invention, la quantité de bore ajoutée au cuivre désoxydé au phosphore, est avantageusement comprise entre 0,003 % et 0,03 % (30 à 300 ppm) et de préférence comprise entre 0,005 % et 0,015 % (50 à 150 ppm). Egalement suivant l'invention, la quantité de zirconium ajoutée au cuivre est de façon avantageuse comprise entre 0,005 % et 0,035 % (50 à 350 ppm) et de préférence comprise entre 0,012 % et 0,025 % (120 à 250 ppm). En ce qui concerne le titane, la quantité ajoutée au cuivre désoxydé au phosphore, à titre d'agent inhibiteur du grossissement des grains de cuivre est avantageusement comprise entre 0,01 % et 0,035 % (100 à 350 ppm) et de préférence comprise entre 0,02 X et 0,03 % (200 à 300 ppm). Dans le cas du titane il est intéressant selon l'invention, d'adapter les conditions de maintien à haute température, (temperature et temps) de façon à obtenir les effets optimum de l'addition du dit titane au cuivre désoxydé au phosphore. Dans ce cas, en effet, on a observé que dans certaines conditions de maintien à haute température, quoique le grain moyen reste petit, certaines plages du matériau présentent un grain grossier. Grâce au procédé suivant la présente invention, on peut arriver à contrôler la croissance des grains dans le cuivre desoxydé au phosphore soit au cours de la deformation à chaud (par extrusion par exemple) soit au cours de recuits subséquents à une déformation à froid (recuits isochrones à température variable ou recuits isothermes de durée variable). A titre d'exemple non limitatif, le tableau ci-dessus mentionne les résul- tats obtenus en ajoutant au cuivre désoxyde au phosphore suivant le procédé de la présente invention, des quantités déterminées de bore1 de titane, ou de zirconium; à titre de comparaison,on a également donné les grosseurs de grains d'un cuivre désoxydé au phosphore sans addition d'éléments inhibiteurs de croissance des grains. La teneur en phosphore de tous les alliages signalés au tableau est d'environ 0,02. Il est encore à signaler que l'addition des éléments inhibiteurs de crois sance de grain suivant le procedé de l'invention ne porte pas préjudice aux propri étés du matériau, que ce soit à la conductibîlité electrique du cuivre ou à ses ca ractéristiques mécaniques telles que l'allongement, la charge de rupture, la stric tion ou l'emboutissabîlité. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans que l'on ne s'écarte de l'es prit de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Procédé d'élaboration de cuivre désoxydé au phosphore, caractérise en ce que l'on ajoute au dit cuivre, au moins l'un des métaux appartenant au groupe consistant en bore, zirconium et titane,la teneur en ce ouces métaux étant inférieure à 0,08 %. 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de bore ajoutée au cuivre désoxyde au phosphore, est comprise entre 0,003 X et 0,03 X et de préférence comprise entre 0,005 % et 0,015 X. 3. - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la quantité de zirconium ajoute au cuivre est comprise entre 0,005 % et 0,035 X, et de préférence comprise entre 0,012 X et 0,025 %. 4. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la quantité de titane ajoutée au cuivre est comprise entre 0,01 % et 0,035 X et de préférence comprise entre 0,02 X et 0,03 %. 5. - Cuivre désoxydé au phosphore suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4.