Brevet FR2302802A1 — publié le 19761001

La présente invention est relative a un procédé pour former par coulée une liaison rigide et permanente entre deux métaux ou alliages légers. On connait déjà des procédés pour former par des processus de coulée des liaisons permanentes mais ces procédés n' étaient applcables qu'a l'assemblage de l'acier ou d'un métal lourd non ferreux a un métal léger. Dans ces procédés, on coule le métal leger autour de l'élément en acier ou en métal lourd non ferreux. Malheureusement, ces procédés présentent l'inconvénient d'être limites a l'assemblage de métaux très differents par leur point de fusion ou leur poids spécifique, ce qui augmente le poids total de l'ensemble.Jusqu'à présent, ce mode de travail n'était pas considére comme applicable a l'assemblage d'un élement en métal léger à un autre élément en métal ou alliage léger, parce que la transmission de la chaleur du deuxieme métal léger en fusion au premier ou aux premiers éléments en métal léger déterminait un recuit d'adoucissement de ce ou ces premiers éléments, en entrainant ainsi une réduction de leur résistance mécanique. Par ailleurs, il est habituel dans la technique d'as sembler par soudure ou brasage une piece en métal ou alliage léger à une autre pièce en métal ou alliage léger. Ces procédés dtassembîage;présentent également le grave inconvénient d'être tres coûteux en appareillage et en main-d'oeuvre. Le.-but de l'invention est donc d'apporter un procédé ~econom+que~de formation d'une liaison d'assemblage permanente et de bonne résistance mécanique entre deux éléments en alu minium ou en alliage d'aluminium. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que, pour former l'assemblage, on utilise un élément métallique fait d'un alliage d'aluminium susceptible de trempe, autour duquel on coule un alliage léger pour former le deuxième élément. L'utilisation d'un alliage léger susceptible de trempe pour le premier élément est absolument indispensable, parce que c'est seulement dans ce cas qu'on obtient une haute résistance mecanique au niveau du joint d'assemblage. Dans le procédé suivant l'invention, cette haute résistance mécanique est obtenue grâce au recuit de mise en solution de l'alliage susceptible de trempe qui est provoqué par la chaleur dégagée lors de la coulée et au refroidissement brusque auquel on procède après la coulée, d'une façon connue, et qui est nécessaire pour que les caracteristiques de résistance mecanique puissent croître ensuite sous l'effet du vieillissement a chaud ou à froid qui fa, suite a ces operations. On peut former de cette façon une liaison d'assemblage rigide permanente et de grande résistance mécanique entre deux éléments métalliques. Le choix des conditions du procédé peut être laissé à l'initiative du praticien, sur la base des explications ci-dessus concernant l'idée de l'invention. Il s'agit simplement, comme on l'a dit, que l'apport de chaleur par le métal liquide n'influence pas la structure des pièces a couler, ou l'influence d'une façon exactement définie.-lela est obtenu par le fait que ces pieces, lors du chauffage par le métal liquide, sont ellesmêmes chauffées à des températures qui se situent dans l'intervalle du recuit de mise en solution, de sorte que lors du refroidissement qui suit, il peut se produire un durcissement de la structure. De même, le praticien peut choisir les types les plus appropriés d'alliages durcissables, d'une part, et d'alliages de coulée, d'autre part. Comme alliages durcissables, on peut envisager par ticulièrement les types AlZnMg, AlMgSi et AlCuMg. Ces groupes d'alliage sont cites dans la norme DIN 1725, folio 1. Selon le même point de vue, c'est-a-dire celui du recuit de mise en solution, il faut calculer le temps pendant lequel le métal liquide peut agir. On choisira ce temps de façon telle qu'il ne se produise pas ou pratiquement pas d'arrondissement par fusion des arêtes ou des pointes et que le temps pendant lequel la pièce à couler subit un recuit de mise en solution se situe dans la gamme optimale. De même, le refroidissement brusque qui suit doit avoir lieu, de manière en elle-même connue, en fonction du type d'alliage dont il s'agit et en tout cas, un refroidissement rapide est avantageux La forme des pièces a assembler par le procédé selon l'invention est quelconque. Par exemple, on peut assembler entre elles les extrémités de tubes et de profilés, ou bien les relier aux points nodaux.Il n'est pas nécessaire que les pièces soient assemblées rigidement, par la coulée, entre elles ni au métal de coulée ; dans bien des cas, la liaison produite par l'adhérence de l'alliage de coulée à la pièce entouree est suffisante, bien que, selon l'invention, il ne soit pas nécessaire d'obtenir une liaison intermétallique entre les pièces. Les températures à adopter dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention dépendent du point de fusion des alliages dont il s'agit et du point de coulée, conformément au procédé de coulée appliqué. L'invention est décrite ci-après à propos d'un exemple d'exécution qui ne la limite pas, elle est expliquée plus pré cisément et illustrée par le dessin, dont la figure unique est une coupe verticale de la région de palier de palier d'un cadre de bicyclette. On a représenté les extrémités du tube de cadre 1 entre le palier de pédalier et la selle, du tube de cadre 2 entre le palier de pédalier et l'extrémité arrière et du tube de cadre 4 entre le palier de pédalier et la tête de direction, la boîte de pédalier étant disposee dans l'angle entre les ex trémités des tubes 2 et 3. Les tubes sont maintenus dans leur position relative par des dispositifs appropriés (non représentés). Selon le dessin, il est prévu que le tube 4 soit sous la forme d'une tubulure coulée en place, mais bien entendu, on peut aussi utiliser une pièce indépendante, comme pour les tubes 1 et 2. I1 en est de même pour la boîte de pédalier 3. La region du pédalier est entourée, pour la pratique du procédé selon l'invention, d'un moule (non représenté) dont la constitution peut également être laissée à l'initiative du praticien. Les extrémités de tube ont une surface de métal nu et à leurs côtes frontaux, elles sont fermées par des bouchons 5 formées de matériaux appropriés, métalliques ou non, par exemple de céramique, de matière synthétique, ou encore par des couvercles de métaux similaires soudés, etc..., de manière à empêcher la pénétration de métal liquide lors de la coulée. Si on le désire, on peut préchauffer le moule de coulée de maniere en elle-même connue. On coule le métal liquide a une température dont le niveau dépend de la nature des alliages dont sont formés les tubes 1, 2 et éventuellement d'autres parties telles que les tubes 3 et 4. Dans l'exemple considéré, ces parties sont formées d'alliages du type AlZnMgl. Celui-ci a un intervalle de fusion de 610 a 650 C et le recuit de mise en solution s'effectue entre 350 et 490"C, de préférence a environ 480"C. Comme alliage de coulée, on utilise le type G-AlSi7Mg, donc un alliage de grande resistance. On trouvera par exemple des détails à ce sujet dans l-a norme DIN 1725, folio 2 ; on coule l'alliage à une température d'environ 760"C et il se solidifie en peu de temps au contact de la surface du moule ou des extrémités de tubes I et 2. On refroidit brusquement le tout de façon usuelle, de sorte qu'il atteint en quelques minutes une température d'environ 350"C, apres quoi on effectue un refroidissement à l'eau. Pendant ce temps, les extrémités de tubes 1 et 2 subissent le processus de recuit de mise en solution, tandis que par la solidification du bain les parties 3 et 4 se constituent. Toutes les parties forment un tout après solidification. REVENDICATIONS 1. Procédé pour former par coulée une liaison rigide et permanente entre deux métaux ou alliages légers, ce procédé étant caractérisé par le fait que le premier élément de l'assemblage est une pièce métallique faite d'un alliage d'aluminium susceptible de trempe et autour de laquelle on coule un alliage léger pour former le deuxième élément de l'assemblage. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise comme alliage ou métal léger llalu- minium ou un alliage d'aluminium. 3. Procéde suivant la revendication 1 ou 2, carac térise par le fait que, pendant la coulée, la température atteinte par l'alliage susceptible de trempe ne devient pas supérieure ni inférieure à sa température de recuit de mise en solution.