Brevet FR2230746A1 — publié le 19741220

La présente invention concerne les alliages à base de cuivre utilisés pour la fabrication de pièces élastiques destinées à fonctionner à de températures pouvant aller jusqu'à 3000C et employées dans la mécanique de précision et l'électronique0 Actuellement, dans les pays industriellement développés, on utilise pour la fabrication de pièces élastiques le bronze au béryllium, doué d'une série d'excellentes qualités, à savoir faible résistivité ( 0,07 # mm/m) et hautes propriétés mécaniques (charge de rupture 120 kg/mm2, dureté Vickers 7;70 kg/mm2). Toutefois, le bronze au béryllium est toxique et coûteux, du fait de la présence de béryllium dans sa composition0 En outre, ses caracféristiques mécaniques à chaud sont telles, qu'il perd ses propriétés élastiques aux températures dépassant 1500C, aussi ne satisfait-il pas aux exigences techniques actuelles, Ces derniers temps, dans plusieurs pays, des recherches ont été effectuées pour trouver des alliages susceptibles d'être utilisés dans le but indiqué, mais dont la toxicité serait moindre. On peut signaler à ce sujet le brevet R.F.A. N 852453, dans lequel est décrit un alliage ayant la composition pondérale suivante nickel 15 à 40 aluminium 0,5 à 4 % chrome 0,1 à 2% cuivre le reste Ce brevet (revendication 6) prévoit aussi l'addition de 0 à 5% en poids de manganèse et de silicium. Toutefois, un tel alliage est caractérisé par sa faible charge de rupture (81 kg/mm2) et sa dureté réduite (256 kg/mm2)o On connatt aussi un alliage à base de cuivre ayant la-composition pondérale suivante nickel 18 à 25% aluminium 4,1 à 4,9% chrome 2,2 à 3,2 % manganèse 4,1 à 4,9% cuivre le reste (voir brevet français N 1546913). Cet alliage est doué de même que le bronze au béryllium, de hautes caractéristiques mécaniques et élastiques (R r = 120 kg/mm2, v = 370 kg/mm2) et sa température d'utilisation est plus (250 C). Toutefois, il a une résistivité élevée : 0,38flmm2/m0 De la sorte, bien qu'atteignatle niveau des propriétés mécaniques à froid du bronze au béryllium et lui étant supérieur du point de vue des caractéristiques mécaniques à r chaud, cet alliage est doué d'une plus faible résistivité. Jusqu'à présent, on ne connaissait pas d'alliage à caractéristiques mécaniques et élastiques correspondant à celles du bronze au béryllium et à conductivité électrique suffisante lie but de l'invention est de supprimer les inconvénients mentionnés0 Il s'agissait donc de créer un alliage à base de cuivre, dont la composition serait telle, qu'elle lui confererait de hautes propriétés mécaniques à froid, des caractéristiques mécaniques à chaud élevées, une haute résistance à la corrosion à chaud, une résistivité relativement faible, une bonne plasticité ét une haute résistance à la corrosion à froid. La solution consiste en un alliage à base de cuivre contenant du nickel, de l'aluminium, du chrome et du silicium ainsi que, d'après l'invention, du vanadium, sa composition pondérale étant la suivante nickel 13 à 25% aluminium 3,5 à 4,5% chrome 2,1 à 4%, silicium 0,01 à 1% vanadium 0,01 à 0,05% cuivre le reste L'alliage de composition indiquée a de hautes propriétés mécaniques à froid, une résistivité assez faible, de bonnes caraciFistiques mécaniques à chaud et une bonne résistance à la corrosion. Il est souhaitable que l'alliage contienne de 0,01 à 0,05% en poids, de cérium, afin d'améliorer son aptitude à l'utilisation I1 est avantageux que l'alliage contienne 0,001 à 0,03% en poids, de lithium, pour permettre de débarrasser l'alliage des excès d'oxydes de ses autres constituants0 On peut introduire dans la composition de l'alliage 0,01 à 1,0%, en poids, de manganèse, afin d'améliorer aptitude d l'alliage à l'utilisation et d'accroître sa résistance à la relaxation0 Pour une meilleure compréhension de l'invention, des exemples concrets non limitatifs d'alliages conformes à l'invention sont décrits dans ce qui suit. La composition de l'alliage est la suivante (en poids): nickel 13 à 25% aluminium 3,5 à 4,5% chrome 2,1 à 4% silicium 0,01 à 1% vanadium 0,01 à 0,05 % cuivre le reste. L'alliage considéré appartient à la classe des alliages à durcissement structural. Après un traitement approprié il durcit non seulement après déformation à froid, mais aussi après trempe0 Conditions du traitement thermique de l'alliage trempe 950 à 10000C revenu 500 à 650 Propriétés de l'alliage à divers états. Dureté, kg/mm # après trempe 440 apres trempe et revenu après déformation à froid et rev?r-.u 400 Charge de rupture, kg/mm # après trempe 62 après trempe et revenu 125 après déformation à froid et revenu 145 Allongement, % après trempe 40 après trempe et revenu 3 après déformation à froid et revenu 1,5 Limite élastique à 0,005%, kg/mm2 après déformation à froid et revenu 115 Résistivité, # mm/m 0,20 t'alliage a une résistance élevée à la relaxation et aux régimes cycliques, ainsi qu'une résistance à*la corrosion exceptionnelle dans les conditions d'un climat tropical, La haute plasticité de l'alliage à l'état trempé élargit son domaine d'application : soufflets, membranes, ressorts tubùlai- res et autres éléments élastiques d'appareils. Suivant un autre exemple, l'alliage de l'invention a la composition pondérale suivante nickel 13 à 25% aluminium 3,5 à 4,5% chrome 2,1 à 4,0% silicium 0,01 à 1,0% vanadium 0,01 à 0,05% manganèse 0,01 à 1,0% cuivre le reste Un alliage de telle composition se prête mieux à la fabrication de demi-produits (pour la fabrication ultérieure de pièces) et a une grande résistance à la relaxation. Si l'on ajoute à cet alliage du lithium à raison de 0,001 à 0,03%, on peut l'utiliser pour obtenu des moulages purs, sans oxydes, L'addition de cérium à l'alliage permet d'améliorer son aptitude à l'utilisation. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1 .- Alliage à base de cuivre, du type contenant du nickel, de l'aluminium, du chrome et du silicium, caractérisé en ce qu'il contient en outre du vanadium. 2.- Alliage suivant la revendication 1, caractérisé par la composition pondérale suivante nickel 13 à 25% aluminium 3,5 à 4,5% chrome 2,1 à 4,0% silicium 0,01 à 1,0% vanadium 0,01 à 0,05% cuivre le reste 3.- Alliage selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil contient 0,01 à 0,05% en poids, de cérium. 4.- Alliage selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce qu'il contient 0,001 à 0,03%, en poids, de lithium. 5.- Alliage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il contient 0,01 à 1 ,0% en poids, de manganèse.