Brevet FR2790090A1 — publié le 20000825

PROCEDE DE DETERMINATION DE LA TENEUR EN MAGNESIUM DANS DES ALLIAGES D'ALUMINIUM FONDUS Cette invention se rapporte à un procédé de détermination de la teneur en magnésium dans des alliages d'aluminium fondus, et plus particulièrement à un procédé destiné à mesurer la teneur en magnésium dans un alliage d'aluminium Al-Si. La teneur en magnésium dans des alliages d'aluminium fondus, en particulier des alliages d'aluminium fondus Al-Si, présente une grande influence sur la résistance mécanique des produits en alliage d'aluminium. Un alliage d'aluminium à 7 % de Al et 0,3 % de Si qui est habituellement utilisé pour fabriquer une tôle mince d'aluminium contient environ 0,3 % en poids de magnésium à l'état fondu. La résistance à la traction de l'alliage d'aluminium ci-dessus est d'environ 28 kg/mm2, mais si la teneur en magnésium se réduit jusqu'à environ 0,1 % en poids, la résistance à la traction de cet alliage d'aluminium diminue jusqu'à environ 15 kg/mm2. La composition chimique des alliages d'aluminium classiques est standardisée par les organismes JIS, ASTEM, AISI, SAE, BC, DIN, VDEh, NF, EN et ISO, et une analyse de la composition est attachée aux alliages. Si l'alliage est fondu, la teneur de la composition chimique autre le magnésium (Mg) ne se modifie pas, mais le magnésium fondu flotte à la surface de l'alliage d'aluminium fondu et est finalement oxydé de sorte que la quantité de magnésium dans l'alliage sera diminuée. Habituellement, de manière à empêcher la diminution de la teneur en magnésium dans l'alliage d'aluminium, du magnésium est ajouté à l'alliage d'aluminium fondu. Dans ce but, cependant, il est nécessaire de mesurer la teneur en magnésium dans l'alliage d'aluminium fondu avant le coulage. Appliquer une analyse spectrochimique par émission de façon à mesurer la teneur en magnésium 2 2790090 dans l'alliage d'aluminium est très onéreux et nécessite des opérations complexes. Ainsi, au vu des inconvénients ci-dessus, le but principal de la présente invention est de réaliser un procédé simple de détection de la teneur en magnésium dans les alliages d'aluminium fondus. L'autre but de l'invention est de réaliser un procédé destiné à mesurer la teneur en magnésium dans un alliage d'aluminium dans le but d'empêcher une dégradation de la qualité des produits en alliage d'aluminium avant le coulage. De manière à atteindre les buts ci-dessus, un procédé destiné à déterminer la teneur en magnésium dans un alliage d'aluminium fondu conforme à la présente invention est constitué des étapes destinées à: exécuter l'analyse thermique de l'alliage fondu afin d'obtenir une courbe de refroidissement, mesurer la température eutectique de l'alliage fondu d'après la courbe de refroidissement obtenue, et déterminer la teneur en magnésium dans l'alliage d'aluminium fondu en utilisant une équation préparée à l'avance. Conformément à la présente invention, l'alliage d'aluminium fondu est versé dans un récipient d'échantillonnage qui est habituellement utilisé pour mesurer une courbe de refroidissement au cours d'une analyse thermique. Une petite quantité, par exemple environ 0,2 pour cent en poids de phosphore (P) et/ou de soufre (S) peut être ajoutée dans le récipient en tant qu'additif. En outre, Cu-P, Al-Cu-P et Zn-S ou un mélange de ces alliages peuvent être utilisés en tant qu'additifs. Un procédé de la présente invention sera décrit en faisant référence à un mode de réalisation et aux dessins, dans lesquels: La figure 1 représente un diagramme d'équilibre d'un alliage Al-Si, et 3 2790090 La figure 2 représente la teneur en Si et en Mg ainsi que la température eutectique de chacun des échantillons qui sont testés par le procédé conforme à la présente invention. On sait déjà dans la technique que la température eutectique d'un alliage Al-Si est de 577 C comme indiqué sur la figure 1. Dans un état hors d'équilibre, cependant, la température eutectique dépend de la teneur (quantité) des cristaux eutectiques dans l'alliage d'aluminium fondu. Les cristaux eutectiques dans l'alliage d'aluminium fondu sont Al-P ou Al-S, dont la quantité est similaire au silicate (Si) qui est solidifié à la température eutectique. La quantité de Al-P ou Al-S dans l'alliage d'aluminium fondu n'est pas suffisante pour se figer dans une solidification à l'équilibre. Par conséquent, la température d'équilibre de Al-P ou de Al-S est inférieure à la température représentée dans le diagramme d'équilibre même si ces alliages d'aluminium sont dans la condition de surfusion pour la raison que bien que la température eutectique de ces alliages soit liée aux cristaux eutectiques, elle n'est pas liée à la teneur de la composition chimique. Par conséquent, il est très difficile de mesurer la teneur en magnésium dans les alliages d'aluminium ci-dessus à partir de la température eutectique de ceux-ci. A la lumière de ce qui précède, conformément à la présente invention, une quantité suffisante de phosphore (P) ou de soufre (S) est ajoutée dans l'alliage d'aluminium fondu de sorte que la température eutectique de l'alliage d'aluminium puisse être liée à la teneur en magnésium dans celui-ci. La masse atomique du phosphore (P = 30,9736) est très proche de la masse atomique du soufre (S= 32,06), et 4 2790090 de ce fait la quantité de P ou de S devant être ajoutée à l'alliage d'aluminium fondu peut être rendue égale. Faisons référence à un exemple, dans lequel du phosphore (P) est ajouté aux alliages d'aluminium fondus. En règle générale, lors du coulage des alliages d'aluminium, une faible quantité, par exemple 30 à 100 ppm de sodium (Na) est ajouté à l'alliage d'aluminium fondu afin de minimiser la structure en tant que modification. Si du sodium est ajouté à l'alliage d'aluminium fondu qui est formé de Al-P, au commencement, le phosphore réagit avec le sodium (Na), et Al-P est décomposé de sorte qu'il existe un risque de disparition du matériau de cristaux eutectiques de celui-ci. Conformément à la présente invention, en considérant la masse atomique de chacun du phosphore (P) et du sodium (Na), la quantité de phosphore correspondant à au moins trois (3) fois la quantité de sodium, c'est-àdire 300 ppm de phosphore, est ajoutée à l'alliage d'aluminium fondu. Lorsqu'une quantité suffisamment correcte de cristaux eutectiques est présente dans l'alliage d'aluminium fondu, la température eutectique de l'alliage fondu est liée à la quantité de magnésium, et elle sera calculée d'après l'équation expérimentale suivante: Mg = {(577 - TE)/4,4} X Si/12,5 dans laquelle 577 représente 577 OC qui est la température eutectique (TE) de l'alliage Al-Si si la teneur en Mg est nulle, (577 - TE) représente la différence de température entre la température eutectique et la température eutectique réellement mesurée. Le coefficient 12,5 représente la composition de l'alliage Al-Si au point eutectique. Un alliage constitué de 99,9 % de Al-Si et de Mg et un échantillon dans lequel la teneur en Si est modifiée dans la plage de 2 à 12,5 % et la teneur en Mg est 2790090 modifiée dans la plage de 0,1 à 1 % sont combinés, et les teneurs en Si et en Mg ainsi que la température eutectique de chacun des échantillons combinés sont mesurées. Les résultats de ce qui précède sont indiqués5 sur la figure 2. Comme indiqué sur la figure 2, si la température eutectique (TE) est de 577 OC, la teneur en magnésium (Mg) est de 0 %, et si elle est de 572,6 OC, la teneur en Mg est de 1 %. 6 2790090 REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination de la teneur en magnésium dans un alliage d'aluminium fondu comprenant les étapes destinées à: verser un alliage d'aluminium fondu dans un récipient d'échantillonnage devant être utilisé en vue d'une analyse thermique afin d'obtenir une courbe de refroidissement dudit alliage, confirmer la température eutectique dudit alliage fondu, et utiliser ladite température eutectique dans la formule Mg = {(577 - TE)/4,4} X Si/12,5. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel du phosphore est ajouté audit récipient d'échantillonnage. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel du soufre est ajouté audit récipient d'échantillonnage. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel un mélange de phosphore et de soufre est ajouté audit récipient d'échantillonnage.