Brevet FR2690860A1 — publié le 19931112

BRASAGE SOUS VIDE ALUMINIUM-ARGENT ET PRODUIT AINSI OBTENU Cette invention concerne une methode de brasage sous vide de deux éléments, l'un en Al ou un de ses alliages, l'autre en Ag ou un de ses alliages, à l'aide d'un alliage d'apport type Al-Si ainsi que l'assemblage ainsi obtenu. On sait que l'argent intervient dans le brasage des métaux et alliages comme constituant essentiel du "métal" d'apport; par contre, le brasage Ag-Al avec métal d'apport ne semble pas connu. Le problème à résoudre est donc la brasure Al-Ag avec "métal" d'apport en particulier en ce qui concerne les liaisons à réaliser dans les industries électrique et électronique. Ces liaisons doivent posséder, à la fois, une bonne resistance mécanique et une bonne conductibilité électrique (et/ou thermique). Le procédé selon l'invention consiste à placer entre les deux éléments à assembler un alliage de brasure de la famille des Ai-Si, Ai-Si-Mg ou Ai -Si -Mg-Bi (en particulier les alliages 4043, 4045, 4047, 4004 et 4104, selon les désignations de l'Aluminum Association), ayant une épaisseur comprise entre 10 et 500 pm, à appliquer une pression de l'ordre de 0,001 à 1 MPa, à placer le montage dans l'enceinte d'un four sous vide, à évacuer l'enceinte pour atteindre une pression absolue C 1,33.10 1 Pa (1.10-3 Torr) et à l'y maintenir, à chauffer rapidement, de préférence à une vitesse supérieure à 30 C/min jusqu'à la température de brasage, à maintenir l'assemblage entre 560 et 590 C, durant 1 à 5 min et à laisser refroidir sous vide ou sous gaz neutre jusqu a ce que la pièce ait une température inferieure ou égale à 500 C, avant extraction de l'assemblage. De manière classique en brasage sous vide, l'effet getter est réalise par évaporation de magnésium introduit dans le métal d'apport et/ou séparément au moyen de poudre, barreau, fil, plaquettes, placés dans le four. De maniere préférentielle, au cours de la montée en température, on ménage un palier de 1 à 30 min à 400"C environ, qui dépend de la géométrie des pièces à assembler. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple suivant. EXEMPLE 1 Un alliage d'Al 3003 de 2 mm d'épaisseur, a été assemblé à de l'Ag sous forme d'une bande de 2 mm d'epaisseur avec interposition d'un alliage 4104 de 50 #m d'épaisseur. Ces éléments ont été prealablement polis au papier métallographique 600 et dégraissés à l'acétone. Ils ont ete mis en contact avec une légère pression (0,05 MPa) et ont subi le cycle de brasage suivant sous une pression de 0,5.10 4 Torr (0,665.10 2 Pa) 20"C 40"C/min 400 C, maintien 10 min 40"C/min 570 C, maintien 2 min, reft sous vide --- > 100"C La liaison obtenue est représentée en coupe macrographique (x 20) à la fig. 1 et en coupe micrographique (x 200) à la fig. 2. On remarque une bonne liaison metallurgique entre les 2 composants. Ce procédé offre par rapport au soudage par diffusion les avantages suivants - l'interface liquide compense les irrégularités eventuelles des surfaces à assembler - les pressions d'accostage sont plus faibles - les temps de brasage sont courts, voire même très courts. De plus, il a été vérifié qu'en ce qui concerne les applications électriques, la liaison ainsi formée supporte des densités de courant très élevées, pouvant aller jusqu'à 700 A/cm2 REVENDICATIONS 1. Procédé de brasure sous vide de l'Al ou ses alliages et de l'Ag ou ses alliages, caractérisé en ce que a) on place entre les 2 éléments à assembler un alliage de brasure Al-Si, Al-Si-Mg et Al-Si-Mg-Bi. b) on applique une légère pression c) on place l'ensemble dans l'enceinte d'un four à vide d) on évacue l'enceinte jusqu'à une pression absolue inférieure à Torr 3 Torr (1,33.10 I Pa) et on l'y maintient e) on élève rapidement la température jusqu'à 560"C-590"C, laquelle est maintenue entre 1 et 5 min f) on laisse refroidir l'assemblage dans l'enceinte sous vide ou sous gaz neutre jusqu'à une température z 5000C g) on sort l'assemblage de l'enceinte. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la vitesse de montée en température de l'étape e) est supérieure à 30"C/min. 3. Procedé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu au cours de la montée en température e), on effectue un palier de 1 à 30 min à 400"C env. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'épaisseur de l'alliage de brasure Al-Si est comprise entre 10 et 500 rm. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la pression à l'étape b) est maintenue entre 0,001 et 1 MPa. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'alliage de brasure est le 4104. 7. Assemblage brasé constitué d'un élément Al ou de ses alliages et d'un élément Ag ou un de ses alliages caractérisé en ce que le "métal" d'apport est un alliage Al-Si, Al-Si-Mg ou Al-Si-Mg-Bi.