Brevet FR2708836A1 — publié le 19950217

Procédé pour la fabrication de pièces métalliques multicolores, comme en particulier des pièces de monnaie, des médailles ou des jetons. La présente invention a pour objet un nouveau procédé pour la fabrication de pièces métalliques multicolores, comme en particulier des pièces de monnaie, des médailles ou des jetons. Ce procédé est essentiellement destiné à la fabrication de pièces bicolores ou tricolores. Les pièces bicolores sont généralement composées d'un coeur central et d'une couronne périphérique, constitués en des alliages métalliques provenant de familles très différentes sur le plan de leur compositions qualitatives, afin d'obtenir un contraste de couleur. Dans le cas des pièces tricolores, un pion central est généralement ajouté dans le coeur de la pièce. La fabrication de telles pièces métalliques multicolores a soulevé un problème technique important en raison de la difficulté d'assembler ou de solidariser entre eux les différents matériaux constituant la pièce. Diverses solutions ont été proposées dans l'état de la technique pour résoudre cette difficulté. On pourra notamment se reporter aux documents FR 2 611157 et EP-0 312 436 incorporés ici par référence. Ces procédés sont parfaitement adaptés pour solidariser entre elles, le plus souvent par liaison mécanique, les différentes parties constitutives de la pièce. Cependant, ces procédés connus ne sont pas du tout adaptés au recyclage ou à la récupération de ces pièces qui est généralement souhaitable, notamment dans le cas des pièces de monnaie, lorsque celles-ci sont démonétisées. En effet, en raison de la qualité de la liaison mécanique obtenue par la mise en oeuvre de ces procédés connus, la désolidarisation des différentes parties constitutives de la pièce nécessite un traitement mécanique long et coûteux, que l'on cherchera à éviter dans la pratique. Dans certains cas, comme par exemple celui d'une pièce bicolore composée d'un coeur central en nickel et d'une couronne périphérique constituée d'un alliage CuAlNi6-2, un recyclage théoriquement possible ne peut être mis en pratique pour des raisons économiques. Dans ces conditions, la seule possibilité envisagée jusqu'à présent, pour récupérer les pièces multicolores après démonétisation, consiste à refondre ces pièces et à récupérer par affinage et séparation de chacun de ses éléments constitutifs. Cependant, ce procédé est également coûteux. Dans ces conditions, la présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant en la fourniture d'un procédé de fabrication de pièces métalliques multicolores d'une nouvelle conception, qui garantisse une liaison sûre entre les différentes parties constitutives de la pièce, tout en permettant un recyclage aisé des pièces ainsi fabriquées notamment afin de pouvoir les réutiliser pour la fabrication d'autres pièces. Le procédé conforme à la présente invention, permettant de résoudre ce problème technique, consiste à assembler, de façon connue en soi, au moins deux parties réalisées dans des alliages métalliques de même composition qualitative, mais différents dans leur composition quantitative, la nature de ces alliages et leur composition quantitative étant choisies de telle sorte à obtenir un contraste de couleur. Ainsi, contrairement aux procédés antérieurs selon lesquels le contraste de couleur entre les parties constitutives des pièces résultait de l'utilisation d'alliages de compositions qualitatives et quantitatives différentes, l'originalité de l'invention réside dans l'utilisation d'une famille unique d'alliages comportant les mêmes constituants de base mais permettant d'obtenir des couleurs différentes en fonction des proportions relatives de ses constituants. Comme on le comprend, ce procédé conforme à l'invention permet un recyclage aisé des pièces qui ne nécessite pas une désolidarisation de leurs parties constitutives et qui permet en outre la réutilisation des matériaux les constituant pour la fabrication de nouvelles pièces. Selon un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, les alliages utilisés pour la fabrication des parties constitutives des pièces sont des alliages cuivre-nickel-zinc appartenant à la famille des maillechorts. De tels alliages ternaires sont tout à fait adaptés à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, puisqu'il est possible, en faisant varier les proportions relatives de ces trois éléments constitutifs, d'obtenir une gamme de couleurs allant du rouge au blanc, en passant par le rosé et par le jaune. Ainsi, selon une caractéristique particulière, le procédé selon l'invention permet la fabrication d'une pièce bicolore comportant un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 25 % de nickel, 15 % de zinc et 60 % de cuivre ; et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 7,5 % de nickel, 25 % de zinc et 67,5 % de cuivre. Selon une autre caractéristique particulière, le procédé selon l'invention permet la fabrication d'une pièce bicolore comportant un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimé en poids 25 % de nickel, 15 % de zinc et 60 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 7,5 % de nickel, 5 % de zinc et 87,5 % de cuivre. Bien entendu, d'autres compositions permettent d'obtenir le contraste de couleur recherché. L'homme de métier pourra facilement les reconstituer en utilisant par exemple la figure unique annexée, qui représente partiellement le diagramme ternaire Cu-Ni-Zn et montre les différentes couleurs que l'on peut obtenir en faisant varier les proportions relatives de chacun de ces éléments. Ces alliages permettent, en particulier, d'accéder à des couleurs rouges, rosés, jaunes et blanches, généralement utilisées dans le domaine monétaire. L'assemblage des différentes parties constitutives de la pièce pourra être réalisé, dans le cadre de la présente invention, par tous procédés connus, comme par exemple ceux décrits dans les documents FR 2 611157 et EP0 312 436 mentionnés précédemment. Les pièces fabriquées selon le procédé conforme à l'invention peuvent être facilement réutilisées. Ainsi, ces pièces pourront être refondues et réutilisées pour la fabrication d'autres pièces, en particulier sous la forme d'un alliage correspondant à celui qui forme l'une ou l'autre de ses parties constitutives, un tel alliage pouvant être facilement obtenu en rajoutant à la masse fondue des proportions préalablement calculées de cuivre, de nickel et de zinc. Par conséquent, selon un deuxième aspect, la présente invention vise à couvrir, en tant que produit nouveau, une pièce métallique multicolore recyclable, telle que en particulier une pièce de monnaie, une médaille ou un jeton, du type comportant au moins deux parties de couleur différente, susceptible d'être obtenue selon le procédé décrit précédemment, et caractérisée en ce que lesdites parties sont réalisées dans des alliages métalliques de même composition qualitative, mais différents dans leur composition quantitative, la nature de ces alliages et leur composition quantitative étant telles qu'elles permettent d'obtenir un contraste de couleur. Avantageusement, les alliages précités sont des alliages cuivre-nickelzinc appartenant à la famille des maillechorts. Selon une caractéristique particulière, cette pièce est bicolore et comporte un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 25 % de nickel, 15 % de zinc et 60 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 7,5 % de nickel, 25 % de zinc et 67,5 % de cuivre. Selon une autre caractéristique, cette pièce est bicolore et comporte un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimé en poids 25 % de nickel, 15 % de zinc et 60 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 7,5 % de nickel, 5 % de zinc et 87,5 % de cuivre. Selon encore une autre caractéristique, cette pièce est bicolore et comporte un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimée en poids 11 % de nickel, 26 % de zinc et 63 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimée en poids 5,5 % de nickel, 24,5 % de zinc et 70 % de cuivre. Un avantage particulier du procédé conforme à la présente invention réside dans le fait que ce dernier permet la réutilisation de pièces démonétisées constituées d'un alliage Cu-Ni 75/25, qui est l'alliage blanc actuellement le plus utilisé dans le monde, comme alliage monétaire. En effet, en rajoutant à cet alliage à base de cuivre et de nickel, des quantités préalablement calculées de cuivre et de zinc, il est possible de fabriquer par fusion des alliages maillechorts susceptibles d'être utilisés dans le cadre de la présente invention, pour la fabrication de pièces bicolores ou tricolores, ces dernières étant elles-mêmes recyclables. Ainsi, selon un troisième aspect, la présente invention vise à couvrir un procédé pour le recyclage et la réutilisation d'alliages à base de cuivre et de nickel, comme en particulier l'alliage Cu-Ni 75/25, caractérisé en ce qu'il consiste à transformer ledit alliage en un alliage maillechort, par exemple par fusion, en rajoutant des quantités préalablement calculées de cuivre et de zinc. Un autre avantage particulièrement important du procédé conforme à l'invention réside dans le mode de liaison entre les parties constitutives de la pièce. En effet, la frappe des pièces monétaires ou autres, se fait généralement à partir d'un état recuit. Les parties constitutives de la pièces étant réalisées, selon l'invention, à partir d'alliages présentant une même composition qualitative, l'opération de recuit conduit à une très nette amélioration de la liaison entre les différentes parties de la pièce, par diffusion préférentielle d'un des constituants d'une partie de la pièce, à la partie adjacente, et réciproquement. Dans le cas des alliages cuivre-nickel-zinc, c'est le zinc qui aura la plus grande mobilité et qui contribuera à parfaire la liaison entre deux parties de la pièce. Cette diffusion contribue pour une part importante à la solidarisation entre elles des deux parties de la pièce. Selon un quatrième aspect, la présente invention vise à couvrir l'utilisation des alliages maillechorts Cu-Ni-Zn, pour la fabrication de pièces métalliques multicolores, comme en particulier des pièces de monnaie, des médailles et des jetons. L'invention sera illustrée plus en détail par les exemples suivants. Dans ces exemples, les proportions sont exprimées en poids, sauf indication contraire. Exemple 1: On utilise le procédé décrit dans le document FR 2 611157 pour constituer une pièce bicolore. L'alliage utilisé pour constituer le coeur de la pièce présente la composition suivante, exprimée en poids : nickel : 25 % zinc : 15 % cuivre : 60 %. Cet alliage présente une couleur blanche. L'alliage utilisé pour constituer la couronne périphérique présente la composition suivante, exprimée en poids : nickel : 7,5 % zinc : 25 % cuivre : 67,5 %. Ce dernier alliage présente une couleur jaune. Cette pièce peut être facilement recyclée et réutilisée. A cet égard, il suffira de rajouter, lors de la fusion de la pièce, soit du nickel, soit du zinc, en des proportions préalablement calculées, pour obtenir l'un des deux alliages constituant la pièce. Exemple 2 : En utilisant le même mode opératoire que celui décrit à l'exemplel, on peut fabriquer une pièce bicolore blanche et rose recyclable. Le coeur sera constitué du même alliage que celui décrit à l'exemple 1. L'alliage constituant la couronne périphérique présente la composition suivante, exprimée en poids : nickel : 7,5 % zinc : 5 % cuivre : 87,5 %. Cet alliage présente une couleur rose. Le procédé qui vient d'être décrit fournit donc une solution satisfaisante au problème technique posé, puisqu'il permet de fabriquer des pièces métalliques multicolores susceptibles d'être facilement recyclées, sans nécessité une désolidarisation de leurs parties constitutives, et susceptibles de pouvoir être réutilisées pour la fabrication d'autres pièces. Exemple 3 En utilisant le même mode opératoire que celui décrit à l'exemple 1, on peut fabriquer une pièce bicolore blanche et jaune recyclable. L'alliage utilisé pour constituer le coeur de la pièce présente la composition suivante, exprimée en poids : nickel : 11 % zinc : 26 % cuivre : 63 %. Cet alliage présente une couleur blanche. L'alliage utilisé pour constituer la couronne périphérique présente la composition suivante, exprimée en poids : nickel : 5,5 % zinc : 24,5 % cuivre : 70 %. Cet alliage présente une couleur jaune. Cette pièce peut être facilement recyclée et réutilisée. Cet exemple montre que le procédé conforme à la présente invention peut être mis en oeuvre pour la fabrication d'une pièce relativement bon marché. On sait en effet que le nickel est un élément cher, comparativement au cuivre et au zinc. Il peut donc être avantageux, du point de vue économique, de réaliser une pièce bicolore comportant le moins possible de nickel. L'examen du diagramme d'état cuivre-nickel-zinc donné à la figure unique montre qu'il faut une teneur minimale en nickel d'environ 8 % et une teneur minimale en zinc d'environ 17 % pour obtenir un alliage de couleur blanche. La couronne périphérique ne peut être réalisée en un alliage sans nickel pour des raisons de tenue à la corrosion. Un alliage comprenant 5,5 % de nickel et 24,5 % de zinc présente une résistance à la corrosion satisfaisante. La pièce ainsi obtenue à l'exemple 3 présente une teneur moyenne en nickel de 8 à 8,5 %, pour un poids de couronne sensiblement identique au poids du coeur, ce qui démontre que le procédé conforme à l'invention permet de fabriquer des pièces bicolores de façon économique. Exemple 4 180 kg d'un alliage Cu-Ni 75/25 sont transformés par fusion avec ajout de 220 kg de cuivre et 100 kg de zinc, pour obtenir : -500 kg d'un alliage blanc, dont la composition, exprimée en poids, est la suivante : nickel : 9 % zinc : 20 % cuivre : 71 % ; et 300 kg d'un alliage Cu-Ni 75/25 sont transformés par fusion avec ajout de 100 kg de cuivre et 100 kg de zinc, pour obtenir : - 500 kg d'un alliage jaune dont la composition, exprimée en poids, est la suivante : REVENDICATIONS nickel: 15 % zinc: 20% 1. Procédé pour la fabrication de pièces métalliques multicolores telles que en particulier des pièces de monnaie, des médailles ou des jetons, caractérisé en ce qu'il consiste à assembler, de façon connue en soi, au moins deux parties réalisées dans des alliages métalliques de même composition qualitative, mais différents dans leur composition quantitative, la nature de ces alliages et leur composition quantitative étant choisies de telle sorte à obtenir un contraste de couleur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les alliages précités sont des alliages cuivre-nickel-zinc appartenant à la famille des maillechorts. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 pour la fabrication d'une pièce bicolore comportant un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimé en poids 25 % de nickel, 15 % de zinc et 60 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 7,5 % de nickel, 25 % de zinc et 67,5 % de cuivre. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2 pour la fabrication d'une pièce bicolore comportant un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimé en poids 25 % de nickel, 15 % de zinc et 60 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 7,5 % de nickel, 5 % de zinc et 87,5 % de cuivre. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, pour la fabrication d'une pièce bicolore comportant un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimée en poids 11 % de nickel, 26 % de zinc et 63 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimée en poids 5,5 % de nickel, 24,5 % de zinc et 70 % de cuivre. 6. Pièce métallique multicolore recyclable, telle que en particulier une pièce de monnaie, une médaille ou un jeton, du type comportant au moins deux parties de couleur différente, caractérisée en ce que lesdites parties sont réalisées dans des alliages métalliques de même composition qualitative, mais différents dans leur composition quantitative, la nature de ces alliages et leur composition quantitative étant telles qu'elles permettent d'obtenir un contraste de couleur. 7. Pièce selon la revendication 6, caractérisée en ce que les alliages précités sont des alliages cuivre-nickel-zinc appartenant à la famille des maillechorts. 8. Pièce selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle est bicolore et comporte un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 25 % de nickel, 15 % de zinc et 60 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 7,5 % de nickel, 25 % de zinc et 67,5 % de cuivre. 9. Pièce selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle est bicolore et comporte un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimé en poids 25 % de nickel, 15 % de zinc et 60 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimé en poids, 7,5 % de nickel, 5 % de zinc et 87,5 % de cuivre. 10. Pièce selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle est bicolore et comporte un coeur central constitué d'un alliage comprenant, exprimée en poids 11 % de nickel, 26 % de zinc et 63 % de cuivre, et une couronne périphérique constituée d'un alliage comprenant, exprimée en poids 5,5 % de nickel, 24,5 % de zinc et 70 % de cuivre. 11. Procédé pour le recyclage et la réutilisation d'alliages à base de cuivre et de nickel, comme en particulier l'alliage Cu-Ni 75/25, caractérisé en ce qu'il consiste à transformer ledit alliage en un alliage maillechort, par exemple par fusion, en rajoutant des quantités préalablement calculées de cuivre et de zinc. 12. Utilisation des alliages maillechorts Cu-Ni-Zn, pour la fabrication de pièces métalliques multicolores, comme en particulier des pièces de monnaie, des médailles et des jetons.