Brevet FR2256959A1 — publié le 19750801

La présente invention se rapporte à des perfectionnements d'alliages pour soudure contenant du cuivre, comme constituant principal Les soudures sont généralement classifiées en deux groupes selon les températures de fusion : des soudures fortes comportant des soudures à base de fer et de cuivre, et des soudures tendres telles que des soudures à point de fusion faible, contenant de l'étain comme constituant principal Les soudures à point de fusion faible sont souhaitables pour la facilité de l'opération de soudure, mais ont des résistances mécaniques faibles, tandis gps les soudures fortes et entre autres les soudures au fer et au cuivre, ont un point de fusion supérieur à lOOooa, bien quelles présentent des bonnes résistances mécaniques.D'autre part, des soudures contenant de l'argent comme constituant principal sont cotteusesy bien qu'elles fondent à des températures faibles en comparsason des soudures au fer et au cuivre. De plus, les soudures fortes antérieurement disponibles n'étaient pas toujours satisfaisantes malgré les propriétés mécaniques qu'elles présentaient, en particulier dans les cas où les pièces soudées étaient soumises subséquemment à un traitement thermique, ce qui est souvent le cas lorsque des éléments en acier sont soudés ensemble, Par conséquent, la présente invention a pour objet de créer un alliage pour soudure à base de cuivre, ayant un point de fusion se trouvant entre ceux dessoudure fortertiet tendr~ classiqueg qui soit non seulement peu coûteux par rapport aux soudures en argent, mais que l'on puisse également faire fondre à une température inférieure aux soudures à base d'argent et, entre autre, quiaN des caractéristiques souhaitables comme matériau de jonction utilisable pour maintenir les pièces ensemble. Selon la présente invention, un alliage pour soudure à base de cuivre est prévu, qui est à la base à un alliage ternaire Ou#-Zn, comportant de 60 à 70% de cuivre, de 15 à 40% de manganèse et jusqu'à 15% de zinc, avec 0,05% à 0,25 de titane, ajouté comme agent réducteur de la dimension dtun cristal0 L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - les figures 1 à 6 représentent des photomicrographies illustrant des exemples respectifs de l'alliage de soudure à base de cuivre selon la présente invention, et respectivement ayant une teneur en zinc nulle, de 2%,#4%,de 6%, de 8% et de 10%; - la figure 7 est un graphique représentant les résultats de 11 expérience obtenu avec l'alliage, et montrant les effets de la teneur en zinc sur le point de fusion et les caractéristiques de mouillage de l'alliage;; - la figure 8 est#un autre graphique des résultats de l'expérience obtenus avec I'alliage, montrant la relation entre la teneur en zinc et la dureté de l'alliage; et - les figures 9 et 10 représentent des photomicrographies montrant la structure de l'alliage laminé avec un taux de réduction de 90% et 97%, respectivement0 Comme on peut clairement l'observer sur les photomicrographies des figures 1 à 6, l'alliage selon la présente invention a une structure uniforme, comportant principalement une phase alpha, qui est une solution solide de manganèse dans du cuivre, et d'alpha manganèse, qui est une solution solide de cuivre dans du manganèse et il ne comporte aucun composé inter#métallique0 Cela signifie apparemment que 11 alliage ne présente aucun changement soudain#de dureté dans un spécimen, et qu'il a une distribution uniformeetstable de dureté . De m8me , le point de fusion et la propriété de mouillage de l'alliage, qui sont tous deux importants pour sa performance comme matériau de jonction, peuvent facilement être contrôlés en faisant varier la teneur en zinc de l'alliage, comme on peut le voir clairement sur le graphique de la figure 7, oh la propriété de moulage est représentée en millimètre carré par milligramme de matériau.On remarquera que l'alliage a des caractéristiques de fusion tout à fait souhaitables, pour autre utilisé pour des jonctions, présentant un point de fusion allant d'environ 84O'C à environ 87000, ce qui est bien inférieur à celui des souduroefortoe ordinair# et une gamme de températureg relativement faible dans laquelle du solide et du liquide coexistent0 Comme on peut l'observer, le point de fusion de l'alliage a tendance à diminuer avec l'augmentation de sa teneur en zinc, la propriété de mouillage tendant à augmenter dans la même condition, et cela rend l'alliage d'autant plus souhaitable comme matériau de jonction, bien que sa dureté soit quelque peu réduite avec ltaugmentation de la teneur en zinc, comme on peut le voir sur le graphique de la figure 8. On a également trouvé que l'alliage de-liprésente invention avait une autre propriété mécanique importante, c'est-à-dir? qu'il peut être travaillé d'une façon excellente, comme on peut le voir sur les photomicrographies des figures 9 et 10, qui illustrziavec un grossissement de 100 la structure de l'alliage à base de cuivre avec 35% de manganèse laminé à froid avec des taux de réduction respectifs de 90% et 97%0 Comme on peut le voir, l'alliage laminé a une structure fibreuse bien orientée dans la direction de laminage, et d'une distribution uniforme, Les expériences entreprises avec l'alliage de soudure à base de cuivre de la présente invention montrent qu'il peut être laminé à froid avec succès, avec un taux de réduction qui n'est pas, inférieur à 90%, et sans nécessiter aucun procédé pour alléger les contraintes durant I'opération de laminage. On a également trouvé que l'alliage de la présente invention a une bonne propriété d'absorption des chocs, et qu'il est ainsi particulièrement approprié pour être utilisé pour la jonction de pièces à soumettre à des chocs et des vibrations, En ce qui concerne son-apparence, il est à peine coloré comme du cuivre, et, lorsqu'il est poli, il présente une surface gris acier que lton peut presque confondre avec celle de l'acier0 Cela rend l'alliage mieux approprié pour être utilisé pour joindre les éléments en acier, De plus, selon des expériences faites en laboratoire et en atelier, entreprises avec L'alliage de l'invention, on a trouvé qu'il peut autre utilisé avantageusement comme agent de brasage pour des outils à bout coupant, donnant à l'outil une durée de vie au moins plusieurs dizaines de fois plus longue que celle qui est obtenue avec une soudure à l'argent ordinaire. par ailleurs, dans les expériences, des bouts en carbure cémenté furent brasés à des tiges d'outil, avec l'alliage de la présente invention, et les outils ainsi formés furent essayés sur un tour à coupera L'augmentation importante de la durée de vie de l'outil peut être attribuée principalement à l'augmentation de la résistance de 1 'outil résultant de la caractéristique d'absorption des chocs de l'alliage utilisé, ce qui rend l'outil durable ou résistant sous des vibrations mécaniques élevées; parmi d'autres facteurs, il faut noter l'augmentation de durée de vie, les caractéristiques de fusion stables et de température élevée de l'alliage de la présente invention. En résumé, la présente invention crée un alliage à base de cuivre pour soudure, ayant un point de fusion se trouvant entre ceux des soudures fortes et tendres classiques, et qui puisse facilement entre contrôlé en faisant varier la teneur en zinc, et étant utilisable de façon avantageuse comme matériau de jonction dans des applications nécessitant des joints mécaniquement forts et stables, et il n'est pas comateux, Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple0 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 de la revendication qui suito E E V E N D I C A T I O N REVENDICTION Alliage pour soudure à base de cuivre caractérisé en ce qu'il comporte de 15% à 40% de manganèse, jusqu'à 15% de zinc, et 0,05% à 0,25 de titane, le complément de l'alliage étant du cuivre.