Brevet FR2589167A1 — publié le 19870430

Procédé d'obtention d'objets métalliques dont la forme se modifie par chauffage, et objets obtenus par ce procédé. La présente invention est relative à un procédé d'obtention d'objets métalliques dont la forme se modifie par chauffage, et à l'application de ce procédé à des objets divers, notamment bougies, fume-cigarette, dispositifs de fixation, objets décoratifs ou d'amusement. La présente invention a pour base l'existence, connue depuis une date relativement récente, d'alliages possédant des propriétés de mémoire de forme. Les alliages de ce type, actuellement connus, pressentent à haute température une structure cristallographique comportant une phase dite "mère", et à plus basse température une structure avec une phase martensitique. Par chauffage ou refroidissement on passe d'une structure à l'autre, et le passage à la structure de haute température s'accompagne d'un retour à la forme extérieure de l'objet telle qu'elle lui avait été conférée antérieurement par formage dans le même domaine de hautes températures. Le changement de forme s'effectue vers un température qu'on appellera pour simplifier, le "point de transition".Le spécialiste sait bien qu'il ne s'agit pas en réalité d'une température fixe et définie avec précision, avec passage brusque d'une structure à l'autre, mais d'une zone de tran sition, étalée sur un intervalle de températures propre à et chaque alliage, qui varie selon, notamment, les vitesses de chauffe ou de refroidissement et qui, par suite de phénomènes d'hystérésis, n'est pas la même lors de la chauffe ou du refroidissement. On a cependant conservé, dans le présent mémoire, l'expression "point de transition", dont le .sens est clair pour le spécialiste. L'invention fournit, en conséquence, un procédé d'obtention d'objets métalliques dont la forme se modifie par chauffage, et qui présente pour particularité qu'il comporte les étapes suivantes: - confection d'un objet en un alliage possédant des propriétés de mémoire de forme, - mise en forme de l'objet à une première température, supérieure au point de transition du dit alliage, - refroidissement du dit objet jusqu'à une seconde température, inférieure au dit point de transition. Pour plusieurs applications, il est préférable de prévoir que le procédé comporte en plus une étape consistant à conférer à l'objet, après son refroidissement à la seconde température, une seconde forme, différente de celle qui lui a été conférée à la première température. Le domaine des alliages possédant des propriétés de mémoire de forme est actuellement en évolution rapide, car il fait l'objet de nombreuses recherches. Parmi les alliages connus, et qui sont préférés pour leF applications envisagées, on peut citer: - l'alliage Ti-Ni en proportions atomiques à peu près égales, - des alliages Cu-Zn-Al avec des proportions atomiques variant autour d'environ 20% de Zn et I2% d'Al, - divers alliages Cu-Ni-Al. Ces alliages présentent des propriétés différentes les uns des autres; ils ont cependant en commun d'avoir des points de transition à des températures comprises entre 50 et I00 C, c'est à dire des températures assez basses, ce qui facilite leur utilisation et leur mise en forme à la première température spécifiée plus haut, alors que la seconde température peut être la température ambiante. Lorsque la seconde température peut être la température ambiante, une modalité préférée de l'invention consiste en ce que, pour la mise en forme de l'objet à la première température, on donne à l'objet, à température ambiante, la forme désirée; on le maintient à cette forme par exemple en l'enfermant dans un moule, puis on le chauffe, tout en le maintenant à cette forme, jusqu'à la première température, au-dessus du point de transition. Une première application du procédé de l'invention concerne des bougies comportant de la façon habituelle une mèche et une masse de matière combustible, cire ou stéarine, et qui comprend en outre, noyé dans cette masse, un objet obtenu selon le procédé de l'invention, cet objet ayant une forme, conférée à la seconde température, telle qu'il ne fait pas saillie au dehors de la bougie, et étant apte à reprendre, par chauffage au voisinage de la flamme de la bougie, une forme choisie, par exemple décorative ou humoristique, qui lui aété donnée à la dite première température. Par exemple, l'objet peut être formé de fines baguettes disposées le long de la mèche, et qui, au moment ou la chaleur les atteint, prennent une forme de coeur, ou pour célébrer un anniversaire, celle des chiffres convenables. Une seconde application du procédé de l'invention concerne un fume-cigarette destiné à la désintoxication d'un fumeur, et qui comprend une tige métallique obtenue de la manière indiquée plus haut, cette tige ayant une forme rectiligne, conférée à la dite seconde température, et étant disposée pour s'enfoncer dans une cigarette parallélement à son axe lorsque cette cigarette est mise en place sur le fume-cigarette pour être fumée, et étant apte à reprendre, par chauffage sous l'effet de la combustion de la cigarette, une forme angulée qui lui a été donnée à ldipremière température, le passage à cette forme angulée entrainant la rupture de la cigarette. De préférence, la dite tige a, à température ambiante, des propriétés mécaniques telles qu'elle peut etre redressée à la main, permettant ainsi son utilisation pour une nouvelle cigarette. Le mode d'emploi d'un tel fume-cigarette est évident. On peut prévoir plusieurs tiges dont le point d'angulation sous l'effet du chauffage est plus ou moins loin de l'extrémité, de façon à permettre une désintoxication progressive. La tige peut être reliée à une monture permettant a fixation sur un fume-cigarette pré-existant. Une troisième application du procédé concerne un dispositif de fixation d'objets. Les techniques de soudage exigent des températures relativement élevées, ce qui limite leur domaine d'application. Les techniques de rivetage par choc ou déformation forcée sont mal adaptées à des objets fragiles ou déformables. Le vissage et le collage exigent du temps long et/ ou des opérations délicates. L'invention permet de résoudre certains problèmes délicats qui sont mal résolus par les techniques classiques, par exemple certains assemblages de pièces électroniques pour l'industrie spatiale.L'invention fournit en effet un dispositif de fixation comportant une pièce telle qu'un rivet ou une pince, qui est apte à subir une déformation après sa mise en place pour solidariser les objets, cette pièce étant obtenue selon le procédé décrit plus haut, et ayant une forme, conférée à la dite seconde température, qui permet sa mise en place, et étant capable, sous l'action d'un chauffage convenable, de reprendre une forme qui lui a été conférée à la dite première température, et qui lui permet de solidariser les dits objets. Le chauffage, étant donné le bas niveau du point de transition, est fait à une température peu élevée, qui ne risque pas d'engendrer des déformations. Ce chauffage peut concorder avec un étuvage normalement prévu à des fins soit de stérilisation soit de durcissement de certaines colles ou résines. I1 peut égales ment être fait de façon localisée par passage devant un émetteur de rayonnement convenable. L'invention est susceptible encore d'un grand nombre d'applications. Parmi celles-ci on peut citer l'obtention d'un objet, selon le procédé décrit plus haut. Par exemple, à titre de jeu, une tige peut être déformée à froid pour représenter le profil d'une personne, et, par chauffage, elle se déforme pour venir représenter le profil d'une autre personne. REVENDICATIONS I) Procédé d'obtention d'objets métalliques dont la forme se modifie par chauffage, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - confection d'un objet en un alliage possédant des propriétés de mémoire de forme, - mise en forme de l'objet à une première température, supérieure au point de transition du dit alliage, - refroidissement du dit objet jusqu'à une seconde température, inférieure au dit point de transition. 2) Procédé selon la revendication I), caractérisé en ce qu'il comporte en plus une étape consistant à conférer à l'objet, après son refroidissement à la seconde température, une seconde forme, différente de celle qui lui a été conférée à la première température. 3) Procédé selon l'une des revendications I) ou 2), caractérisé en ce que le dit alliage est formé essentiellement de titane et de nickel, en proportions atomiques à peu prés égales. 4) Procédé selon l'une des revendications I) ou 2), caractérisé en ce que le dit alliage est un alliage à base de cuivre contenant environ 20 atomes pour cent de zinc et I2 atomes pour cent d'aluminium. 5) Procédé selon l'une des revendications I) ou 2), caractérisé en ce que le dit alliage est formé essentiellement de cuivre, nickel et aluminium. 6) Procédé selon l'une des revendications I) à 5), caractérisé en ce que le dit alliage a son point de transition au-dessus de la température ambiante, et en ce que, pour la mise en forme de l'objet à la première température, on donne à l'objet, à température ambiante, la forme désirée, on le maintient à cette forme par exemple en l'enfermant dans un moule, puis on le chauffe, tout en le maintenant à cette forme, jusqu'à la première température, au-dessus du point de transition. 7) Application du procédé selon L'une des revendications 2) à 6), à l'obtention d'une bougie caractérisée en ce que, dans la première mise en forme, on donne à l'objet une forme décorative, et en ce que dans 'a seconde mise en forme, on donne au dit objet, une forme adaptée à permettre de le noyer dans la masse de la bougie de telle façon que, Lorsque celleci brûle, le dit objet atteint le voisinage de la flamme, et en ce que la température du point de transition est atteinte quand l'objet est au voisinage de la flamme.