Brevet FR2160325A1 — publié le 19730629

On trouvait jusqu'à présent sur le marché des matériaux connus sous les désignations "T & G 226" et "L & G 247" qui étaient des alliages contenant du platine et de ce fait des matériaux relativement coûteux. Ces deux matériaux ont chacun la composition normale suivante "L & G 226" palladium 35 % platine tO % or 10 % argent 30 % cuivre 13,75 % zinc 1,25 % "L & G 247" platine 1,Q % palladium 44,0 % or 0,5 % argent 38,5 % cuivre 13,6 % nickel 1,0% zinc 1,4 % L'objet selon l'invention comporte une âme entourée d'une gaine.Une âme en cuivre au béryllium présente d'excellentes caractéristiques d'élasticité, une bonne conductivité électrique globale et une excellente aptitude au formage et est un matériau de faible densité réduisant le rebondissement, tandis que la gaine ou revatement recouvrant l'âme peut etre traitée thermiquement dans la mEme plage de températures que l'ame, en assurant une excellente résistance à la corrosion de la surface de contact, une excellente résistance à l'usure par contact, et il permet un eoudage ou brasage avec une économie importante allant jusqu'à 50 % par rapport aux matériaux indiqués ci-dessus. Une couche de barrage en nickel peut entre placée entre l'me et sa gaine. L'objet composite est très satisfaisant et dans beaucoup de cas, assure un meilleur rendement pour des bras de contact, des barres omnibus, des lames de frottement et dans des applications de permutation dans des relais. L'objet a une forme allongée,tel qu'un fil métallique ayant une gme et une gaine ou un revêtement autour de l'!me et souvent une couche de barrage entre les deux. L'âme est en cuivre au béryllium et contient de I,80 à 2,05% en poids de béryllium, de 0,20 à 0,60 % en poids de nickel ou de cobalt ou un peu de chaque, le reste étant du cuivre jusqu'à 100 %. Cette composition est choisie pour ses caractéristiques élastiques et sa conductivité électrique ainsi que pour sa faible densité qui réduit les rebonds et facilite le formage. la gaine ou revêtement entoure entièrement l'!me en section droite et est en un alliage ayant la composition suivante : or 40 à 60 % en poids palladium 9,6 à 14,4 % en poids argent 4,8 à 7,2 % en poids cuivre 19,2 à 28,80 % en poids nickel 4,8 à 7,2 sD en poids zinc 1,6 à 2,4 % en poids Cet alliage de revêtement est choisi pour son excellente résistance à la corrosion sur une surface de contact, son excellente résistance à l'usure par contact, pour son aptitude au soudage ou au brasage et à cause de la plage de températures qui est la mme que celle du cuivre au béryllium de l'âme,ce qui permet avantageusement de les traiter thermiquement ensemble.Il en résulte également une économie de 11 ordre de 50 % par rapport aux matériaux susmentionnés à cause de la réduction ou de l'éli- mination de certains des métaux précieux tels que le platine, des revatements ou gaines mentionnés plus haut. Une gaine de 10 % en poids s1 est avérée satisfaisante bien que ce pourcentage puisse varier dans une large mesure. Bien qu'on puisse utiliser les matériaux des gaines susmentionnées en des quantités comprises dans une certaine plage, une composition qui s'est avérée exceptionnellement bonne et qui est comprise dans la plage susmentionnée est la suivante or 56,25 % cuivre 21,00 % palladium 10,50 % argent 5,25 % --- - - nickel 5,25 % zinc 1,75 % bans certains cas, on a constaté qu'il peut se produire une migration du matériau de la gaine dans l'âme et inversement et pour éviter cette migration, on peut placer une couche de barrage entre l'0me et la gaine qui est formée essentiellement de nickel dans une proportion de 99 % en poids ou plus.On peut utiliser les alliages de gainage suivants qui sont désignés sur le marché par alliages Huntington et qui ont les compositions indiquées sur le tableau suivant Désignation Ni C Mn Fe S Si Cu Cr Al Ti Autres Nickel 200 99,5 0,06 0,25 0,15 0,005 0,05 0,05 - - - Nickel 201 99,5 0,01 0,20 0,15 0,005 0,05 0,05 - - - Nickel 205 99,5 0,06 0,20 0,10 0,005 0,05 0,05 - - 0,02 Mg 0,04 Nickel 220 99,5 0,06 0,12 0,05 0,005 0,03 0,03 - - 0,02 Mg 0,04 Nickel 230 99,5 0,09 0,10 0,05 0,005 0,03 0,01 - - 0,003 Mg 0,06 Nickel 233 99,5 0,09 0,18 0,05 0,005 0,03 0,03 - - 0,003 Mg 0,07 Co Nickel 270 99,98 - Mg Dans le matériau de gainage indiqué ci-dessus, lorsqu'il s'agit d'obtenir une grande résistance à l'usure, il est possible d'augmenter la quantité d'or incorporée dans la composition de gainage pour résister à cette usure. Normalement, l'alliage d'or est utilisé en quantités comprises entre 5 et 15 % en poids du matériau composite. Les matériaux composites ci-dessus destinés au gainage constituent un produit de remplacement peu coûteux pour l'or massif ou des alliages de platine, d'argent et de palladium ou les alliages indiqués plus haut et présentent des propriétés physiques, chimiques ou électriques égales ou supérieures.Ils sont d'une grande fiabilité pour les ressorts élastiques, principalement à cause des propriétés suivantes : ils résistent parfaitement au ternissage et à la corrosion ; ils ont de bonnes propriétés élastiques avec des modules de Young de 1,155 à 1,26 x 106 et des limites d'élasticité comprises entre 9800 et 12 600 kg/cm2 ils présentent une grande dureté comprise entre 350 et 420 (déterminée à la pyramide de diamant) qui, en combinaison avec la lubricité des métaux précieux, assure d'excellentes caract6- ristiques de résistance à l'usure ; et ils peuvent être durcis par précipitation. Certaines propriétés types du fil métallique composite ayant une gaine de 10 % en poids et d'un fil métallique comme susmentionné sont les suivantes Module de Résistance à la Matière Btat Young rupture par 2 Allongement traction (kg/cm ) Invention A X - 5530 45 % 226 A - 7350 - 9450 25-35 % 247 A - 6300 - 9100 30 % Invention AT 1,26 13370 1 % 226 AT 1,19 12250 - 14000 5-10 % 247 AT 1,12 11550 - 15050 2-12 % Invention 1/2ET 1,26 14000 1 % " A - 5530 45 % n 1/4H - 7910 1/211 - 8925 2-3 % W 3/4H - 9730 1 % Résistance à la Module de rupture par 2 Matière Etat Young traction (kg/cm ) Allongement Invention H - 10640 1 % " AT 1,26 13370 1/4HT 1,26 13580 1/YHT 1,26 13965 3/4HT 1,26 14070 HT 1,26 14490 Sur le tableau ci-dessus, la lettre A représente l'état recuit en solution ; la lettre H qui peut être précédée d'un nombre représente le degré d'écrouissage ; et la lettre T qui suit soit A, soit H indique que le matériau a subi un traitement d'écrouissage. Ces désignations sont courantes en métallurgie La comparaison ci-dessus montre certaines propriétés supérieures de la gaine de l'åme en cuivre au béryllium, comme décrit dans le présent mémoire. Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Métal gainé pour applications électriques, caractérisé en ce qu'il comprend une âme en alliage métallique contenant principalement du cuivre avec de 1 à 3 % en poids de béryllium, l'âme étant entièrement entourée d'une gaine ayant la composition suivante : 40 à 60 % en poids d'os, 9,6 à 14,4 % de palladium, 4,8 à 7,2 % en poids d'argent, 19,2 à 28,80 % en poids de cuivre, 4,8 à 7,2 % en poids de nickel et 1,6 à 2,4 % en poids de zinc. 2. Xétal gainé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'me contient de 1,80 à 2,05 % en poids de béryllium, de 0,20 à 0,60 % en poids de nickel ou de cobalt ou un peu de chaque, le reste étant du cuivre jusqu'à 100 %. 3. Métal gainé selon la revendication i, caractérisé en ce que la gaine est formée de 56,25 % en poids d'or, de 10,5 % en poids de palladium, de 5,25 % en poids d'argent, de 21 % en poids de cuivre, de 5,25 % en poids de nickel et de 1,75 % en poids de zinc. 4. Nétal gainé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un métal de barrage est placé entre l'âme et la gaine, le métal de barrage contenant du nickel dans une proportion de plus de 99% en poids. 5. Nétal gaine selon la revendication 1, caractérisé en ce que le barrage est constitué de 99,5 % en poids de nickel.