Brevet FR2451402A1 — publié le 19801010

La présente invention concerne l'utilisation d'un alliage forgeable de zinc affiné, de cuivre et de titane comprenant - de 0,05 à 1 % de titane - de 0,02 à 1 % de cuivre - de 0,005 à 4,0 % d'aluminium s - de 0,02 à 0,5 % de cadmium - de 0,002 à 0,1 % de magnésium - le reste étant du zinc affiné à 99,9 à 99,995 ide pureté, tous ces pourcentages étant exprimés en poids. Les tôles et feuillards préparés à partir d'un tel alliage de zinc sont très utilisés dans le bâtiment en raison de leurs bonnes propriétés de résistance à la traction, de résistance au fluage et de flexion (brevet français No.1.319.535). On s'efforce depuis longtemps de remplacer, par exemple les matériaux habituels pour pièces de monnaie qui, en raison des métaux utilisés ont une valeur de métal relativement élevée, par des matériaux dont la valeur du métal est relativement plus petite. Mais dans ces matériaux pour pièces de monnaie il faut prendre garde d'assurer l'usage avantageux des pièces préparées à partir de ces matériaux et la conservation des propriétés de ces pièces. Cela signifie notamment que les pièces soumises aux contraintes les plus diversesne soient pas corrodées, conservent le plus possible leur couleur d'origine et soient à l'épreuve des frottements et de l'usure. I1 faut en outre tenir compte du fait que ces pièces de monnaie doivent pouvoir convenir à des machines automatiques de vente. De plus, le matériau doit satisfaire aux exigences de résistance à la corrosion et au ternissement et doit pouvoir être bien façonné à froid en vue de préparer des médailles, des plaquettes, des objets utilitaires et des articles de parure. Ce qui vient d'être dit a conduit au matériau de pièces de monnaie à base de zinc décrit dans la demande de brevet publiée en République Fédérale Allemande sous le No. 2.714.887. Ce matériau se compose - de 0,01 à 1 % de titane - de 0,02 à 0,5 % de cadmium ; - de 0,002 à 0,1 % de magnésium - de 0,003 à 4 % d'aluminium le reste étant du zinc et les pourcentages étant exprimés en poids. Ce matériau à base de zinc se caractérise par sa résistance à la corrosion et au ternissement et peut subir un traitement de surface par combustion, par coloration, etc., ainsi que par brossage, par irradiation et autres, les effets obtenus par ce traitement se conservant bien. Le façonnage à froid peut s'effectuer par estampage, par matriçage, par frappe à la presse, par cintrage, par étampage, par emboutissage profond, etc. L'inconvénient de ce matériau pour pièces de monnaie est que les faces du lingot ont tendance à présenter, en fonction des conditions de coulée, des ségrégations, des criques à chaud, et des microretassures en raison de la solidification résiduelle. Les conséquences de cette hétérogénéité de structure peuvent être, lors du laminage qui suit, des criques du bord, et des criques transversales d'arête ou même des ruptures,ainsi que des cassures superficielles et des clivages importants. Un rebut coûteux qui ne peut plus être utilisé est très gênant lors de la fabrication de tôles et de feuillards pour le traitement de l'alliage de zinc. L'invention vise à modifier la composition en alliage de ce matériau de zinc de manière à ne créer aucune difficulté de traitement'tout en ne portant pas atteinte, d'autre part, à ses propriétés avantageuses. Suivant l'invention, on utilise pour la préparation de tôles ou de feuillards pour les pièces de monnaie ou objets analogues l'alliage forgeable en zinc affiné ayant une pureté de 99,9 à 99,995 % et contenant - de 0,05 à 1 % de titane - de 0,02 à 1 % de cuivre - de 0,005 à 4 % d'aluminium - de 0,02 à 0,5 % de cadmium - de 0,002 à 0,1 % de magnésium ces pourcentages étant exprimés en poids. Une composition préférée de l'alliage de zinc affiné est la suivante - de 0,05 à 0,25 % de titane - de 0,02 à 0,2 % de cuivre - de 0,005 à 0,05 % d'aluminium - de 0,01 à 0,03 % de magnésium - de 0,02 à 0,2 % de cadmium le reste étant du zinc affiné d'une pureté de 99,9 à 99,995 %. Les avantages de l'alliage forgeable de zinc affiné, de titane et de cuivre utilisé suivant l'invention, dont la teneur en cuivre est relativement faible, sont, alors que les bonnes propriétés exiges de traitement et d'emploi eu égard à son utilisation comme matériau pour pièces de monnaie, pour plaquettes, pour médailles et autres objets utilitaires, en comparaison d'un alliage exempt de cuivre, sont conservés,fque la structure de solidification présente une finesse de grains plus grande,que les lingots ont moins de ségrégations, et ont des faces plus lisses et plus fermées (moins de criques à chaud et de microretassures), qu'il est possible d'effectuer un laminage à chaud et à froid exempt de criques et de ruptures sans élévation de la résistance à la déformation et que l'on obtient une surface des tôles et feuillards laminés pratiquement exempte de clivage et de crique En outre, grâce à l'addition de cuivre, on obtient une élévation de la résistance mécanique et due la dureté. Pour la gamme d'alliages mentionnée comme préférée, le renforcement de la dureté, dans les mêmes conditions déterminées de laminage à chaud et à froid ainsi que dans les mêmes conditions de traitement thermique, atteint jusqu'à 10 % par rapport à l'alliage exempt de cuivre.Comme autre avantage par rapport aux alliages exempts de cuivre, on peut mentionner la possibilité d'un pliage exempt de ruptures et de criques à 1800 perpendiculairement à la direction de laminage pour un rayon de courbure D b à la moitié de l'epaisseur de la tole. L'exemple suivant illustre l'invention. On fond du zinc affiné à une température de 450 à 5500C. Par l'intermédiaire d'un préalliage de zinc, de titane et de cuivre, on l'additionne en proportions de titane et de cuivre. On allie également en proportions de l'aluminium, du magnésium et du cadmium. On peut effectuer la coulée tant sous forme de lingot que sous forme d'une barre de coulée en continu. On lamine à chaud les lingots ou les barres directement alors qu'ils sont encore chauds, de coulée avec ou sans recuit intermédiaire. On règle les propriétés souhaitées comme la dureté, la dilatation et l'aptitude à se cintrer par une association ultérieure de laminage de finition avec ou sans traitement thermique approprié. Dans la gamme d'alliages mentionnée comme préférée suivant l'invention, on obtient par exemple une dureté > 60 HB 2,5/62,5/30, un allongement à la rupture > 25 % perpendiculairement à la direction de laminage et un pliage exempt de criques et de rupture à 1800 perpendiculairement à la direction de laminage pour un rayon de courbure D ~ à la moitié de l'épaisseur de la tôle. On fabrique les pièces-de monnaie en découpant des flans dans les feuillards ainsi préparés sur des presses à découper munies d'outils de découpage adéquats. En raison de la bonne aptitude de ces alliages de zinc à subir un matriçage, on peut obtenir le listel des pièces lors du matriçage. Après un lavage et un polissage en vue de nettoyer et de faire briller les flans, on frappe les pièces sur des presses munies d'outils à cet effet. REVENDICATIONS 1. Utilisation d'un alliage forgeable de zinc affiné, de titane et de cuivre, comprenant - de 0,05 à 1 % de titane - de 0,02 à 1 % de cuivre - de 0,005 à 4 % d'aluminium - de 0,02 à 0,5 % de cadmium - de 0,002 à 0,1 % de magnésium le reste étant du zinc affiné ayant une pureté de 99,9 à 99,995 % tous les pourcentages étant exprimés en poids, à la fabrication de pièces de monnaie, d'ébauches de pièces, de plaquettes, de médailles, d'objets de parure ou objets semblables. 2. Alliage forgeable de zinc affiné destiné à être utilisé dans l'utilisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend - de 0,05 à 0,25 % de titane - de 0,92 à 0,2 % de cuivre - de 0,005 à 0,05 % d'aluminium - de 0,02 à 0,2 % de cadmium - de 0,01 à 0,03 % de magnésium le reste étant du zinc affiné ayant une pureté de 99,9 à 99,995 %, tous les pourcentages étant exprimés en poids.