Brevet FR2361471A1 — publié le 19780310

La présente invention due aux travaux de Messieurs Pierre GUERIT et Robert HEROLD concerne des additifs préeniballés destinés au traitement d'allia- ges légers. Il est de pratique courante de procéder, avant coulée, dans les alliages légers a base d'aluminiumou de magnésium, a des additions ayant pour but d'ajuster la composition chimique, ou d'affiner le grain, ou de faciliter le rassemblement et ltelimination des crasses ou d'éliminer des gaz tels que l'hydrogene. Par exemple, les alliages de fonderie a base d'aluminium et de silicium sont généralement soumis a un traitement dit de modification qui a pour but principal de donner aux cristaux d'eutectique AlSi une structure fine grâce à laquelle les caractéristiques mécaniques des pièces de fonderie (allongement à la rupture, limite élastique, charge de rupture) sont tres sensiblement amé liorées par rapport à des pieces dans lesquelles les cristaux d'eutectique AlSi conservent leur forme aciculaire naturelle. Pales les différents additifs sus- ceptibles de provoquer cette modification, le sodiummmétallique est le plus connu.Cependant, son transport, son stockage et son utilisation dans les ateliers de fonderie pose de sérieux problèmes en raison de son oxydation rapide à l'air humide et des tisques d'incendie et d'explosibn au contact de l'eau. I1 en est de meme pour le strontium également utilisé, dans certains cas, comme agent modificateur. En outre, parmi les différents additifs utilisés seuls ou en cotibi- naison entre eux ou avec des métaux alcalins ou alcalino-terreux, certains, tels que les halogénures de lithium, de calcium, de baryum, sont fortement hygroscopiques et doivent etre conservés à l'abri de l'air. Pour en faciliter la manipulation, on a propesé d'enfermer le sodium dans des remballages étanches que lton ouvre au moment de l'emploi, ou d'introduire directement dans le bain de métal liquide à traiter, le sodium dans son emballage. C'est ainsi que la demande de brevet allemand 2 210 666 propose d'introduire du sodium liquide dans des tubes métalliques que l'on ferme ensuite de façon étanche. Mais ce procédé, qui implique la manipulation de sodium liquide et le scellement du couvercle des tubes apparait d'une mise en oeuvre délicate et d'un prix de revient relativement élevé. Be meme, le brevet français 1 463 999 propose d'utiliser le sodium sous forme de batonnets autour desquels on a aggloméré du carbonate de sodium. Bien entendu, un tel produit ne peut~etre conservé à l'air libre que pendant une durée tres limitée La présente invention permet de résoudre le probleme de la conservation de longue durée et de la manipulation sans aucun danger de produits d'addition pour lesaalliages légers. Elle concerne des additifs préemballés, destinés au traitement avant coulée d'alliages légers a base d'aluminium ou de magnesium, comportant au moins, un composant devant etre conserve à'l'abri de l'air, ledit additif étant constitué par une quantite prédéterminée de chaque composant et emballé de façon étanche dans une feuille mince en aluminium d'une épaisseur inférieure à 50 micromètres, sur laquelle est collée, intérieurement, une feuille mince en polymère thermoplastique, d'une épaisseur inférieure à 50 micromètres. Dans un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, l'additif comporte au moins un métal réactif choisi dans le groupe comportant le lithium, le sodium, le calcium, le baryum, le strontium, pris séparément ou en mélange ou sous forme d'alliage à l'état massif ou sous forme de poudre, de grenaille, de copeaux ou de tournures. Dans le cas particulier du sodium, il est particulierement avantageux de-l'utiliser sous forme de bâtonnets obtenus parfilage à la presse, à froid, de lingots de sodium métallique Selon la filière utilisée, on obtient une barre filée, cylindrique ou polygonale, que l'on découpe automatiquement a une longueur prédéterminée. Compte-tenu des dimensions usuelles des poches de fonderie et de la quantité de sodium à ajouter de l'ordre du gramme par kilogramme d'alliage à modifier, il est particulièrement avantageux de fabriquer des bâtonnets d'un poids unitaire allant de 10 à 200 grammes. Mais, bien entendu, la mise en oeuvre de l'invention n'implique aucune limite de ce poids unitaire. I1 est également préférable de maintenir, talla sortie de la presse, une atmosphère-séche et inerte de façon à éviter toute oxydation superficielle notable du sodium. Immédiatement après découpage, les batonnets de sodium sont entourés d'une feuille mince en aluminium, doublée d'une feuille mince en matière thermoplastique du côté en contact avec le sodium, qui est ensuite scellée à chaud, de façon connue, pour assurer l'étanchéité de l'emballage. On obtient ainsi une bande continue de bâtonnets emballés, séparés par un-petit intervalle au niveau duquel on peut prévoir une ligne de rupture pour en faciliter la séparation. L'ensemble de ces opérations peut être réalisée sur des machines automatiques de type connu. De même, des additifs comportant plusieurs composants prédosés peuvent etre introduits simultanément ou successivement dans un emballage formé d'une feuille mince en aluminium, doublée d'une feuille mince en polymère thermoplastique, sur la face interne, en contact avec l'additif, que l'on scelle, par thermosoudage, de façon connue.On peut, par exemple, introduire sousfile même emballage etanche, un des métaux précédents et un flux dZaffinage ou de décrassage, en quantité prédéterminée, choisi dans le groupe comportant les halogenu- ressue lithium, de sodium, de calcium, de strontium, de baryum, les fluotitana tes, les fluoborates et les fluoaluminates de ces memes métaux ; cette énuméra tion n'étant pas limitative. L'additif ainsi obtenu étant destiné à etre introduit tel quel dans une poche d'alliage en Ilion et, de préférence, au fond de cette poche, par exemple parle procédé dit "à la cloche" il en résulte que la feuille thermoplas tique va subir une pyrolyse à peu pres instantanée et que ses produits de décom- position thermique vont traverser, avant de se dégager dans l'atmosphere, presque toute la couche d'alliage en fusion. Il importe, par conséquent, que, par leur nature et par leur quantité, lesdits produits de pyrolyse n'aient pas d'in flsence nocive sur l'alliage lui-mEme et sur le processus de modification ou d'affinage.On sait, en effet, qu'il n'est plus possible, apres la modification au sodium d'effectuer un traitement quelconque de dégazage sans detrure l'effet de ladite modification. Le polyéthylène, dont la pyrolyse produit, notamment,de l'hydrogène, doit être utilisé sous forme d'une feuille aussi mince que le permet la réalisation d'un emballage parfaitement étanche de façon à limiter la quantité d'hydrogene produite. Le chlorure de polyvinyle, produit, par pyrolyse, des gaz chlorés dont lteffet peut au contraire se révéler bénéfique. Il en est de même si l'on utilise des plastiques chloro-fluorés ou fluorés, ou des copolymeres tel que l'aceto-chlorure de polyvinyle. EXEMPLE 1 On a filé, à froid, à la presse, du sodium métallique, avec deux types de filieres délivrant respectivement un profilé de sodium a section hexagonale de 23 mm de côté et un profilé cylindrique de 26 mm de diamètre. Dans le premier cas, on a découpé des bâtonnets de 34 mm de long pe sant 12 grammes, de 77 mm de long pesant 28 g, de 100 mm de long pesant 36 g et dans le deuxiee cas, des bâtonnets de 205 mm de long. pesant 100 g et de 352 mm de long pesant 175 g. Les batonnets aussitôt découpes, ont été successivement enveloppés dans une feuille mince d'aluminium de 15 micrometres d'épaisseur doublée, du côté intérieur, en contact avec le sodium, d'une feuille mince en polyethylene de 20 micrometres d'epaisseur.La feuille a été repliée et soudée par thermocompression dans le sens de la longueur et aux deux extrémités, de façon U;-réaliser un emballage étanche. Dans le chapelet ainsi obtenu, on allaissé entre chaque bâtonnet emballé, un intervalle d'en-.ron 10 mm sur lequel a été gravée une ligne de rupture permettant la séparation de chaque bâtonnet sans risque de dechirure de l'emballage étanche. EXEMPLE 2 Des bâtonnets de sodium, préparés comme dans l'exemple 1, ont été emballés dans une feuille d'aluminium de 25 micrometres d'épaisseur contre-collée sur la face intérieure, en contact avec le sodium, d'une feuille mince en copo lymeres d'acétate et de chlorure de polyvinyle de6Emicromètres d'épaisseur, la feuille a été repliée et thermosoudée comme dans l'exemple 1. il est apparu que le dégagement d'hydrogène résultant de la pyrolyse de ltemballage, était en moyenne de six à huit fois plus faible que dans le cas de l'exemple 1. L'utilisation des additifs melon l'invention n'est pas limitée à la fonderie des alliages légers; Elle facilite, notamment le stockage et la manipulation de petites quantités, préposées, de métaux très réactifs ou de sels fortement hygroseopiques, l'emballage étanche pouvant être déchiré ou découpé, sans difficulté au moment de l'emploi. REVENDICATIONS 10) Additif préemballé destiné notamment au traitement avant coulée d1alliages légers a base d'aluminium ou de magnésium, comportant au moins un composant devant être conservé à l'abri de l'air, caractérisé en ce que ledit additif comporte une quantité prédéterminée de chaque composant et est emballé, de façon étanche, dans une feuille mince en aluminium doublée intérieurement d'une feuille mince en polymere thermoplastique. 20) Additif préemballé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il contient en quantité prédéterminée au moins un métal choisi dans le groupe com prenant le lithium, le sodium, le calcium, le baryum, le strontium. 30) Additif préemballe, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient en quantité prédéterminée au moins un métal choisi dans le groupe comprenant le lithium, le sodium, le calcium, le baryum, le strontium et au moins un sel choisi dans le groupe comprenant les halogénures de lithium, de sodium, de strontium, de baryum, les fluotitanates, les fluoborates et les fluoaluminates de ces mêmes métaux.