Brevet FR2597653A1 — publié le 19871023

i 2597653 MATERIAU EN FORME DE CORDON OU DE FIL ET PROCEDE DE FABRICATION DE CELUI-CI. La présente invention concerne un matériau en forme de cordon ou de fil en un alliage métallique contenant au moins du phosphore et de l'étain, comme par exemple un bronze au phosphore ou analogue, comportant un enrobage extérieur formé d'un alliage d'étain et de plomb. Les matériaux de ce type trouvent avantageusement une application dans l'industrie électrique et électronique, o ce qui importe en particulier, c'est leur aptitude au soudage et leur résistance à la corrosion. Il s'est maintenant 10 avéré que des matériaux de ce type vieillissent d'une façon telle que, au cours du temps, ils perdent leur aptitude au mouillage ou leur aptitude au soudage par comparaison avec les alliages à l'étain et au plomb fondus ou par comparaison avec l'étain. Un inconvénient particulier se présentant dans 15 le cas de ces matériaux connus réside dans le fait que ce processus de vieillissement, et par conséquent la dégradation de l'aptitude au soudage, apparaît relativement rapidement, des périodes de 5 semaines à 12 semaines étant courantes. Pour améliorer l'aptitude au soudage, il est déjà 20 également connu de revêtir un fil en bronze au phosphore à l'aide d'une couche de cuivre de 2 à 8 microns d'épaisseur, puis d'une couche d'un alliage à l'étain et au plomb de 3 à 5 microns d'épaisseur. On peut ensuite soumettre le fil enrobé à un traitement de fusion dans un four électrique, sous 25 une atmosphère gazeuse neutre. A la suite de ce traitement, il se produit un refroidissement du fil à l'aide d'air. La présente invention a pour but de fournir un matériau en forme de cordon ou de fil présentant un enrobage extérieur selon le type indiqué au début, qui comporte égale30 ment une aptitude élevée au soudage sur une très longue période de temps pouvant aller jusqu'à un an, mais aussi en particulier une bonne soudabilité. A cet effet, il est prévu, conformément à l'invention que, dans le cas d'une teneur de l'alliage métallique en phosphore comprise entre 0,13 et 0,03 % en poids, de préférence entre 0,05 et 0,06 % et poids, la teneur de cet alliage métallique en étain s'élève à une valeur égale ou supérieure à 7 % en poids, ou que, dans le cas d'une teneur de l'alliage métallique en étain inférieure à 7 % en poids, la teneur en phosphore s'élève à une valeur supérieure à 0,13 % en poids, de préférence supérieure à 0,27 jusqu'à 0,35 % en poids. Grâce à la combinaison conforme à l'invention d'une faible proportion de phosphore et d'une proportion d'étain relativement élevée dans l'alliage métallique, ou d'une proportion élevée de phosphore et d'une faible proportion d'étain, dans le premier cas on associe une aptitude au soudage élevée 15 et résistant au vieillissement à une soudabilité optimale, et dans le second cas on atteint une soudabilité optimale. Pour une mise en oeuvre plus poussée de l'invention, il peut être prévu que, dans le cas d'une teneur de l'alliage métallique en phosphore supérieure à 0,13 % en poids, il est 20 disposé entre cet alliage métallique et l'enrobage extérieur au moins une couche de barrage. Grâce à l'interposition de cette couche de barrage entre l'alliage métallique et l'enrobage extérieur, on empêche le phosphore présent en proportions élevées de diffuser dans l'enrobage extérieur et donc de réduire d'une manière importante l'aptitude au soudage résistant au vieillissement. D'autre part, grâce à la proportion élevée de phosphore, on améliore la soudabilité, qui était réduite par suite de la faible proportion d'étain dans l'alliage métallique. Conformément à un mode avantageux de réalisation de l'invention, il est prévu que la résistance R1 de la couche de barrage, mesurée transversalement au matériau, est supérieure ou égale à la résistance R2 de l'alliage métallique. Grâce à un tel rapport de résistance entre la couche de barrage et l'alliage métallique, on est assuré que la quantité de courant lors de l'opération de soudage suffise pour une fusion de l'alliage métallique à l'emplacement de soudage. Il s'est avéré que la quantité de courant lors de l'opération de soudure suffit également pour une fusion 5 de l'alliage métallique à l'emplacement de soudure lorsque la résistance R1 de la couche de barrage, mesurée transversalement au matériau, est inférieure d'au plus 20 % à la résistance de l'alliage métallique. Dans une mise en oeuvre plus poussée de l'inven10 tion, on peut obtenir des résultats particulièrement satisfaisants en ce qui concerne la soudabilité, grace au fait que le point de fusion de la couche de barrage se trouve à au plus 150 C au-dessus du point de fusion de l'alliage métallique. Selon un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, la couche de barrage peut être constituée d'un alliage au cuivre et à l'étain. Une telle couche de barrage présente un point de fusion relativement faible d'une valeur inférieure à 100 C, si bien que, lors de l'opération 20 de scudage, on peut obtenir d'une manière sûre une fusion des couches à relier l'une à l'autre. On empêche de ce fait que le phosphore puisse diffuser à travers la couche de barrage, si bien que l'on peut obtenir les propriétés, qu'il est difficile en soi d'associer, d'une aptitude au soudage 25 résistant au vieillissement et d'une bonne soudabilité, dans le cas de métaux ou d'alliages présentant une proportion de phosphore aussi bien faible qu'élevée. L'invention a également pour objet un procédé avantageux de réalisation d'un enrobage extérieur sur un 30 alliage métallique contenant au moins du phosphore et de l'étain et ce procédé est caractérisé par le fait qu'on applique, par voie électrolytique, sur l'alliage métallique, un alliage au cuivre et à l'étain, puis, également par voie électrolytique, un alliage à l'étain et au plomb. Un autre procédé avantageux pour réaliser un enrobage extérieur sur un alliage métallique contenant au moins du phosphore et de l'étain peut, conformément à l'invention, consister à appliquer de l'étain, par. voie électro5 lytique, sur l'alliage métallique, puis à faire subir un traitement thermique au matériau ainsi enrobé et ensuite à appliquer un alliage à l'étain et au plomb. Grâce au traitement thermique il se produit une diffusion du cuivre et la formation d'un alliage à l'étain et au bronze servant de couche 10 de barrage. Cette variante d'exécution peut encore suivant l'invention faire l'objet d'une mise en oeuvre plus poussée en appliquant l'alliage à l'étain et au plomb par voie électrolytique et en n'exécutant qu'ensuite le traitement thermi15 que. Exemples: Pn v Exemple NO Sn P Cu barrage barrage I 8 % poids 0,1 ds oids complément 0 II 8 % poids 0,06 % poids complément 0 III 5 % poids 0,3 % poids complément alliage Sn-Cu 8 % poids Sn 92 % poids Cu épaisseur: 2 microns REVENDICATIONS 1. Matériau en forme de cordon ou de fil en un alliage métallique contenant au moins du phosphore et de l'étain, comme par exemple un bronze au phosphore ou analogue, compor5 tant un enrobage extérieur formé d'un alliage à l'étain et au plomb, caractérisé par le fait que, dans le cas d'une teneur de l'alliage métallique en phosphore comprise entre 0,13 et 0,03 % en poids, de préférenceentre 0,05 et 0,06 % en poids, la teneur de l'alliage métallique en étain a une valeur supérieure ou égale à 7 % en poids, ou par le fait que, dans le cas d'une teneur de l'alliage métallique en étain inférieure à 7 % en poids, la teneur en phosphore s'élève à une valeur supérieure à 0,13 % en poids, la teneur en phosphore s'élève à une valeur supérieure à 0,13 % en poids, de 15 préférence supérieure à 0,27 jusqu'à 0,35 % en poids. 2. Matériau suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans le cas d'une teneur de l'alliage métallique en phosphore supérieure à 0,13 % en poids, il est disposé entre cet alliage métallique et cet enrobage extérieur 20 au moins une couche de barrage. 3. Matériau suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la résistance R1 de la couche de barrage, mesurée transversalement au matériau, est supérieure ou égale à la résistance R2 de l'alliage métallique. 4. Matériau suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la résistance R1 de la couche de barrage, mesurée transversalement au matériau, est inférieure d'au plus % à la résistance de l'alliage métallique. 5. Matériau suivant l'une des revendications 2 à 4, 30 caractérisé par le fait que le point de fusion de la couche de barrage se trouve à au plus 150 C au-dessus du point de fusior de l'alliage métallique. 6. Matériau suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la couche de barrage est constituée 35 d'un alliage au cuivre et à l'étain. 7. Procédé de fabrication d'un matériau suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on applique par voie électrolytique, sur l'alliage métallique, un alliage au cuivre et à l'étain, puis, également par voie électrolytique, un alliage à l'étain et au plomb. 8. Procédé de fabrication d'un matériau suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on applique de l'étain par voie électrolytique sur l'alliage métallique, puis on soumet à un traitement thermique le maté10 riau ainsi enrobé, et on applique ensuite un alliage à l'étain et au plomb. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'on n'exécute seulement le traitement thermique qu'après une application de l'alliage à l'étain et au plomb 15 par voie électrolytique.