Brevet FR2375333A1 — publié le 19780721

L'invention a pour objet un procédé d'obtention d'un bronze à l'antimoine et au nickel offrant des propriétés mécaniques améliorées. On eonnait déjà des procédés d'obtention de bronzes à l'antimoine et au nickel, par exemple, selon le brevet français N" 1 441 699, qui consiste en l'application d'un traitement plastique sans- traitement thermique. Ces bronzes, désignés par la marque de fabrique "NIRFOR", présentent une large gamme de compositions et de caractéristiques mécaniques, et le meilleur d'entre eux, dit "NIKFOR 8" , se caractérise par les propriétés mécaniques suivantes : 2 2 R = 30 à 35 kglmm ; A = 15W; HB = 85 à 100 kg/mm m Du'fait qu'aucun traitement thermique n'est appliqué, il est impossible de surpasser la résistance mécanique sus-donnée Rm, ce qui limite le domaine d'application desdits bronzes. Le procédé selon l'invention trouve son application-dans la production d'alliages au cuivre dits bronzes à l'antimoine et au nickel, renfermant en poids, de 4 à 6% d'antimoine, de 2 à 6% de nickel, le complément étant apport par du cuivre Le procédé consiste en un traitement thermoplastique desdits alliages sous forme d'un lingot qui subit un refraidissement intense jusqu'à la température ambiante, après quoi le lingot est soumis au traitement plastique à froid dans une gamme de réduction de section de 15 à 30%. Ce matériau réduit est soumis à un processus de vieillissement à la température de 200 à ?000C durant 6 à 14 heures. Les lingots de bronze à l'antimoine et au nickel s'obtiennent par refroidissement brutal des alliages à l'état liquide jusqu'à la température ambiante. L'opération consiste en la coulée du bronze dans une lingotière froide, intensivement refroidie à l'eau courante au moins pendant assez longtemps pour atteindre la température environnante. Durant cette opération à la température et pendant la durée de vieillissement précitées, une phase de durcissement se sépare de la solution saturée solide à grand taux de dispersion qui améliore efficacement la dureté et la résistance de l'alliage. La durée du processus de vieillissement est fonction de la température à laquelle s'effectue l'opération. Le taux de réduction de la section permet d'obtenir les propriétés mécaniques recherchées. Suivant le procédé selon l'invention, on obtient un matériau ayant de bonnes propriétés mécaniques de résistance, de glisse ment et de résistance à l'usure, destiné aux pièces de machines à fortes charges. La résistance de cet alliage est améliorée de 20 à 50% par rapport à l'alliage connu CuSbNi dit "NIKFOR 8", sa dureté étant accrue de 20 à 70% avec un allongement convenable réduit. Le procédé selon l'invention sera mieux compris à la lecture des exemples suivants EXEMPLE 1 On a préparé des lingots d'un poids de 15kg renfermant 5% d'antimoine, 5% de nickel et 907Ò de cuivre, de la manière suivante: On fait fondre le cuivre avec le nickel sous atmosphère d'azote puis, après la fonte, le mélange subit une extraction sous vide pour le déshydrogéner. Ensuite, sous couverture d'azote, on verse de l'antimoine dans le bain. Apres le mélange, on coule l'alliage dans une lingotière intensivement refroidie à l'eau jusqu a la température ambiante. On soumet l'alliage à une réduc tion à froid de 27%. La matériau traité est ensuite vieilli à la température de 250"C durant 12 heures. Dans le tableau I, on a indiqué les propriétés mécaniques principales du lingot traité et non traité selon le procédé de l'invention. TABLEAU 1 Bronze Avant traitement Après traitement CuSb5Ni5 (état brut) selon l'invention 2 -Limite de rupture kg/mm 32 à 36 50,2 -Résistance A5 relative par rapport à l'échantillon quintuplé en X 12 1,5 2 -Dureté Brinell HB en kg/mm 110 à 115 190 EXEMPLE 2 EXEMPLE 2 Le mode d'opération est le même que celui de l'exemple 1, sauf que le taux de réduction est de 17% et la température sde vieillissement est de 23O0C pour la même durée de 12 heures Les résultats sont indiqués dans le tableau 2. TABLEAU 2 Bronze Avant le traitement Après le traitement CuSb5Ni5 (état brut) selon l'invention - Limite de rupture - Limite de rupture Rm kg/mm2 32 à 36 41,0 - allongement unitaire A5 en z -12 4,0 - dureté Brinell HB 2 kg/mm 110 à 115 170 EXEMPLE 3 On opère de la même manière que dans l'exemple 1, sauf que le taux de réduction est 27%, la température de vieillissement 2300C, et la durée de vieillissement est de 8 heures. Les résultats sont donnés dans le tableau 3. TABLEAU 3 Bronze Avant le traitement Après le traitement CuSb5Ni5 (état brut) selon l'invention - Limite de rupture 2 Rm en kg/mm 32 à 36 45,9 - Allongement relatif A5 en % 12 2,5 - Dureté Brinell HB en kg/mm 110 à 115 176 liE en kg/mm2 110 à 115 176 Les bron-zes à l'antimoine et au nickel obtenus selon le procédé suivant l'invention, trouvent leur application tout particulièrement dans la production de rotors de pompes hydrauliques à cylindres multiples fonctionnant sous pressions les plus élevées mises en oeuvre dans de tels dispos-itifs. En outre, les bronzes à l'antimoine et au nickel obtenus selon l'invention peuvent être mis à profit pour établir des douilles de frottement de pompes hydrauliques à dents, hautes pressions ou pour la confection de coussinets à fortes charges de paliers lisses dans d'autres dispositifs. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'obtention d'un bronze à l'antimoine et au nickel offrant des propriétés mécaniques améliorées, caracterisé en ce que l'alliage, sous forme de lingot est soumis à un traitement thermoplastique pendant lequel l'alliage sous forme de lingot est intensivement refroidi dans la lingotière à la température ambiante, après quoi le lingot refroidi est soumis à un traitement plastique à froid avec un taux de réduction de section dans les limites de 15 a 30Z, puis à une opération de vieillissement dans une gamme de températures de 200 à 300 0C. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de vieillissement est de 6 à 14 heures.