Brevet FR2552927A1 — publié le 19850405

Procédé de fabrication d'une pièce de contact mise en forme et produit ainsi obtenu. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce de contact en alliage métallique, alliage de métaux nobles notamment, la pièce étant formée en une ou plusieurs opérations pour constituer un élément de contact, rivet par exemple Une pièce de contact d'un nouveau type est donc parallèlement créée. Pour différents éléments de contact, l'emploi d'un alliage homogène de métaux nobles présente des avantages par rapport à celui d'un matériau composite, dans lequel les composants métalliques sont à l'état hétérogène. C'est ainsi que la forte affinité de l'argent pour le soufre et substances sulfurées limite l'utilisation de ce métal comme matériau de contact dans le domaine de la technique des courants faibles Sous l'effet du soufre, dans des 20 conditions d'humidité et de températures élevées notamment, des couches étrangères de sulfure d'argent se forment sur la surface de contact; elles augmentent la résistance et peuvent provoquer une défaillance des pièces, si les forces de contact ou contacts de frottement ne suffisent plus pour traverser ou user ces couches étrangères mauvaises conductrices L'argent allié à d'autres métaux nobles est en général plus résistant à l'effet d'une atmosphère sulfurée Un alliage Ag Pd avec 30 % poids de palladium est déjà suffisamment résistant à l'effet du soufre Les allia-* ges comportant un pourcentage supérieur de palladium, de 40 à 50 % poids, présentent encore une meilleure résistance à la formation de sulfure d'argent. La dureté, la résistance mécanique et électrique de tels alliages augmentent avec la teneur en palladium, les valeurs maximales étant atteintes pour des pourcentages poids égaux 10 d'argent et de palladium Ce qui veut dire par exemple, que les alliages présentant une teneur supérieure en palladium sont difficiles à former. Par suite du durcissement élevé accompagnant leur formage en éléments de contact, rivets par exemple, et de leur forte résistance électrique, il est impossible de transformer sans déchets de tels alliages résistants sous une atmosphère sulfurée en rivets bimétalliques, avec une tige de cuivre par exemple, à partir d'un matériau initial filiforme et par soudage à chaud Il convient plutôt de réaliser d'abord une tôle plaquée Ag Pd/Cu, à partir de laquelle des rondelles sont découpées, puis extrudées en rivets Par suite des rebuts de la matrice de découpage, la consommation de matière est toutefois élevée. 25 Par rapport à des alliages de même composition, les matériaux composites, dans lesquels les composants métalliques sont à l'état hétérogène sous forme de fibres, grains ou autres, sont en général plus faciles à transformer, par des 30 opérations de formage en plusieurs étapes notamment En revanche, les alliages présentent souvent une meilleure résistance aux influences ambiantes, en atmosphère sulfurée notamment, ou d'autres propriétés avantageuses. La présente invention vise à procurer un procédé de fabrication d'une pièce de contact, dans lequel il soit possible d'utiliser la bonne formabilité des matériaux com- posites, sans pour autant renoncer aux bonnes propriétés d'emploi des alliages homogènes. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un ma5 tériau composite, dans lequel les composants d'alliage sont à l'état hétérogène, est réalisé à partir de ces mêmes composants, le matériau composite est formé, puis converti par traitement thermique, après l'opération de formage, en alliage homogène de composition correspondante Ce procédé 10 de fabrication permet d'une part de réaliser un bon formage, jusqu'à l'état final le cas échéant, et d'obtenir d'autre part un alliage présentant éventuellement de bonnes propriétés d'utilisation. Le matériau composite peut être fabriqué suivant différents procédés déjà connus Des procédés avantageux sont représentés par la compression de mélanges de poudres, l'obtention d'un matériau composite renforcé par des fibres ou l'extrusion de corps enroulés en rubans de composants Tous 20 les procédés de fabrication, dans lesquels la formation marquée d'une solution solide n'apparat pas entre les composants, sont en principe applicables. La transformation du matériau composite hétérogène en allia25 ge homogène peut être assurée par différents traitements thermiques, éventuellement en plusieurs étapes, et le cas échéant pour une seule section de matériau Une transformation judicieuse est représentée par la diffusion en phase solide lors du chauffage La conversion est en général d'autant plus rapide, que les composants sont finement divisés dans le matériau composite. Il est en général facile à constater sur la pièce de contact finie qu'elle se compose d'un alliage, obtenu par transfor35 motion d'un matériau composite hétérogène Les variations de concentrations qui apparaissent sont à cet égard caractéristiques. Pour la fabrication de rivets bimétalliques, il est judicieux de souder bout à bout des sections filiformes de matériau composite avec des sections filiformes d'un matériau porteur constituant la tige du rivet Les sections soudées sont alors formées en rivets bimétalliques, puis ces derniers sont soumis à un traitement thermique pour transformer le matériau composite en alliage. Exemple: Pour fabriquer des rivets, un matériau composite renforcé par des fibres, de 3 mm de diamètre externe, est d'abord obtenu par formage multiple à partir d'un faisceau de 500 fils gainés, dont la gaine est en argent et le noyau en palladium (diamètre externe: 1,2 mm, diamètre du noyau: 0,8 mm) Ce matériau composite présente 500 fibres de palladium dans une matrice d'argent Il contient 48 % poids de palladium. A partir du matériau composite filiforme, des sections de 2 mm de long environ sont réalisées dans une machine à souder automatique connue en soi et soudées bout à bout a des sections de fil de cuivre, qui constitue le matériau porteur; ces dernières sections ont le même diamètre, mais une longueur de 5 mm Un procédé de soudage judicieux est 25 le soudage électrique par résistance Les sections soudées sont transformées par formage en rivets bimétalliques, la tête et la tige étant parallèlement constituées Les rivets finis sont alors soumis à un traitement thermique d'une heure à 750 e C, le matériau composite étant converti en allia30 ge par diffusion. Le procédé de fabrication conforme à l'invention n'est pas exclusivement limité aux alliages de métaux nobles. En utilisant le bon comportement au formage du matériau composite et les meilleures propriétés d'emploi de l'alliage, il est éventuellement possible d'obtenir des avantages analogues avec des métaux communs, alliages de cuivre par exemple Par ailleurs, ce procédé peut être judicieusement utilisé dans tous les cas ob il s'agit d'obtenir une pièce finie en alliage (à deux ou plusieurs composants), la fabrication étant assurée par formage ou par toute au5 tre opération plus avantageuse sur le matériau composite de même composition. Revendications. 1 Procédé de fabrication d'une pièce de contact en alliage métallique, alliage de métaux précieux notamment, la pièce étant formée en une ou plusieurs opérations pour constituer un élément de contact, rivet par exemple, caractérisé en ce qu'un matériau composite, dans lequel les composants d'alliage sont à l'état hétérogène, est réalisé à partir de ces mêmes composants, en ce que le matériau composi10 te est formé, et en ce que ce même matériau est converti par traitement thermique, après l'opération de formage, en alliage homogène de composition correspondante. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 15 le matériau composite contient de l'argent et du palladium. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau composite hétérogène est obtenu par compression de mélanges de poudres. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau composite hétérogène est obtenu sous la forme d'un matériau renforcé par des fibres. 5 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau composite hétérogène est obtenu par extrusion de corps enroulés en rubans de composants. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 30 la fabrication de rivets bimétalliques est réalisée en soudant bout à bout des sections filiformes de matériau composite avec des sections filiformes d'un matériau porteur, les sections soudées étant alors formées en rivets bimétalliques et ces derniers soumis à un traitement thermique 35 pour transformer le matériau composite en alliage. 7 Pièce de contact, caractérisée par sa composition en alliage métallique, cet alliage étant obtenu par diffusion à haute température, à partir d'un matériau composite dons lequel les composants d'alliage sont à l'état hétérogène, après que la pièce formée ait été réalisée.