Brevet FR3029534A1 — publié le 20160610

La présente invention concerne le domaine des alliages cuivreux. La présente invention trouvera son application principalement dans le domaine des pièces destinées à être 5 utilisées dans l'industrie automobile. Ces pièces consistent plus particulièrement en des éléments de boîtes de vitesses, qui sont régulièrement soumises à des contraintes mécaniques importantes. Par exemple, les éléments de boîtes de vitesses qui peuvent 10 être fabriqués à partir du présent alliage consistent en particulier, mais non limitativement, en des fourchettes de boîtes de vitesses. Ainsi, l'invention concerne plus particulièrement un alliage à base de cuivre pour la fabrication de pièces de boîtes 15 de vitesses, notamment des fourchettes, ledit alliage présentant une teneur très faible, voire nulle, en plomb. Traditionnellement, il est connu de l'état de la technique, depuis les années 1970, un laiton, c'est-à-dire un alliage composé principalement de cuivre (Cu) et de zinc (Zn), identifié 20 sous la dénomination commerciale CuZn27Mn3Al2, ou plus simplement par CuZn27. La composition de cet alliage a été spécifiquement développée en partenariat avec un constructeur automobile, pour ses bonnes caractéristiques mécaniques et surtout sa bonne 25 résistance à l'usure. Cet alliage est utilisé pour la fabrication de fourchettes de boîtes de vitesses. Cette composition, inchangée depuis son développement, est la suivante : Cu Pb Sn Fe Ni Al Mn Si Zn Mini 65,0 0,80 - 0,50 - 1,50 2,50 0,40 Solde Maxi 67,0 1,20 0,30 1,00 0,30 2,00 3,00 0,60 30 3029534 2 Une composition particulière de l'alliage CuZn27Mn3Al2 a été définie afin d'obtenir les caractéristiques mécaniques et la résistance à l'usure optimale grâce à la présence maîtrisée de composés intermétalliques Fe-Mn-Si. Cette composition est la suivante : Cu Pb Sn Fe Ni Al Mn Sn Zn Visée 65,75 0,90 0,25 0,80 0,25 1,80 2,80 0,55 Solde Les composés intermétalliques Fe-Mn-Si sont le résultat de la présence d'éléments d'addition au sein de cet alliage, comme 10 le fer, (Fe), le manganèse (Mn) et le silicium (Si). Plus spécifiquement, une partie des éléments d'addition va précipiter de sorte à former ces composés intermétalliques à base de Fe, Mn et de Si qui vont favoriser notamment la résistance à l'usure de l'alliage, particulièrement importante 15 pour une application dans les fourchettes de boîtes de vitesses. Dans les années 90, l'alliage CuZn27Mn3Al2 a été normalisé à l'occasion de la création de la norme européenne EN1982 qui regroupe entre autres les normes française, anglaise et allemande. Les tolérances sur chaque élément ont été élargies à 20 cette occasion. L'appellation est CuZn32Al2Mn2Fe1-C suivant la norme NF EN1982:2008-07 présente la composition suivante : Cu Pb Sn Fe Ni Al Mn Si Zn Mini 59,0 - - 0,50 - 1,0 1,0 - Solde Maxi 67,0 1,5 1,0 2,0 2,5 2,5 3,5 1,0 25 Il convient de noter que l'alliage CuZn27Mn3Al2 en question comporte une teneur en plomb (Pb) inférieure à 1,5% en masse, par rapport à la masse totale dudit alliage. Toutefois, cette proportion est généralement supérieure à 0,80% en masse. La présence de plomb dans l'alliage CuZn27Mn3Al2 assure 30 notamment une bonne usinabilité de ce dernier. 3029534 3 En effet, le plomb est présent dans la majorité des laitons essentiellement pour l'aptitude à l'usinage qu'il apporte à l'alliage. Il peut être présent en quantité importante, jusqu'à 4% en masse pour les nuances de décolletage. 5 Ce métal, pratiquement insoluble dans les laitons, se présente sous la forme de nodules ou de points noirs répartis uniformément dans la matrice de l'alliage. De tels points noirs sont notamment visibles et entourés sur la figure 1, mais uniquement sur la photographie représentant la structure micrographique d'éprouvettes obtenues à partir d'un alliage de l'état de la technique CuZn27Mn3Al2 (noté CuZn27 sur ladite photographie). Ces nodules de plomb, appelés également précipités de Guinier et Preston, permettent de limiter la diffusion des 15 contraintes au sein du matériau. Ce phénomène a pour effet de créer un durcissement du laiton. Le plomb présente également un bas point de fusion, 327°C. Toutes ces particularités du plomb permettent une fragmentation des copeaux, des vitesses d'usinage élevées (en 20 décolletage notamment), ne nécessitant pas de lubrifiant (usinage à sec) et tout en limitant l'usure des outils de coupe. Suivant la composition particulière du CuZn27, la teneur en plomb (Pb) a été définie à 0,90 % en masse afin d'assurer la bonne usinabilité du laiton. 25 Toutefois, suite à une évolution de la règlementation européenne en vigueur dans le domaine des VHU (Véhicules Hors d'Usage), et notamment suite à l'éventuelle suppression de l'exemption 3 de l'annexe II de la Directive 2000/53CE, la présence de plomb dans les alliages cuivreux serait bientôt 30 proscrite. En conséquence, pour répondre à cette évolution, il convient de proposer un alliage duquel le plomb a été éliminé. Toutefois, la principale difficulté d'une telle opération réside dans le fait que les pièces, obtenues à partir de cet alliage 35 sans plomb, doivent présenter des caractéristiques mécaniques similaires à celles obtenues avec l'alliage traditionnel. 3029534 4 Il existe déjà des laitons sans plomb, notamment au silicium comme l'alliage CuZn16Si4-C. Toutefois, un tel alliage ne présente pas les mêmes caractéristiques mécaniques que l'alliage traditionnel CuZn27Mn3Al2. En outre, le comportement à 5 l'usure de l'alliage CuZn16Si4-C ne permet pas de répondre aux cahiers des charges des constructeurs automobiles, en particulier pour l'application des fourchettes de boîtes de vitesses. Il est aussi connu de l'état de la technique de remplacer 10 le plomb par du bismuth (Bi) et/ou par de l'antimoine (Sb) dans certains laitons. Cependant, ces éléments présentent l'inconvénient de ne pas être compatibles avec la coulée sous pression, car ils fragilisent le métal à chaud. L'invention offre la possibilité de pallier les divers inconvénients de l'état de la technique en proposant un alliage ne comportant pas de plomb, ou dans une proportion substantiellement diminuée, par rapport à l'alliage CuZn27Mn3Al2 traditionnellement utilisé, ledit alliage conservant par ailleurs des caractéristiques satisfaisantes. Plus précisément, il a été mis en évidence, de manière surprenante, que la proportion de plomb, retrouvée dans un alliage traditionnel, pouvait être remplacée par d'autres éléments, en l'occurrence par du cuivre et/ou par du zinc, et ce sans altérer les caractéristiques mécaniques de l'alliage, certaines de ces caractéristiques étant, de manière plus surprenante encore, améliorées par les modifications effectuées. A cet effet, la présente invention concerne un alliage à base de cuivre désigné par la formule générale CuaZnbPbO, ledit alliage étant caractérisé en ce que sa composition chimique comprend, en pourcentage en masse par rapport à la masse totale dudit alliage, une proportion a de cuivre (Cu) comprise entre 64,0 et 68,0%, une proportion b de zinc (Zn) comprise entre 23,0% et 32,0%, ledit alliage comportant en outre une proportion d'étain (Sn) inférieure à 0,50%, une proportion de fer (Fe) comprise entre 0,4 et 1,2%, une proportion de nickel (Ni) 3029534 5 inférieure à 0,50%, une proportion d'aluminium (Al) comprise entre 1,5% et 2,3%, une proportion de manganèse (Mn) comprise entre 2,5% et 3,3% et une proportion de silicium (Si) inférieure à 1,0%. 5 L'alliage CuaZnbPb0 selon l'invention est également caractérisé par le fait qu'il comporte une proportion de plomb inférieure ou égale à 0,10%. De manière avantageuse, la proportion a de cuivre (Cu) est comprise entre 65,0 et 67,0%, une proportion b de zinc (Zn) 10 comprise entre 25,5% et 29,5% , la proportion d'étain (Sn) est comprise entre 0,20 et 0,30% , la proportion de fer (Fe) est comprise entre 0,6 et 1,0%, la proportion de nickel (Ni) est comprise entre 0,20 et 0,30%, la proportion d'aluminium (Al) est comprise entre 1,6 et 2,0%, la proportion de manganèse (Mn) est 15 comprise entre 2,6 et 3,0%, la proportion de silicium (Si) est comprise entre 0,40 et 0,60%, et en ce que ledit alliage comporte une proportion de plomb (Pb) inférieure ou égale à 0,08%. Plus avantageusement encore, la proportion en plomb (Pb) de 20 l'alliage est inférieure ou égale à 0,05%. De manière spécifique, l'alliage à base de cuivre de l'invention comporte 65,75% de cuivre, 27,75% de zinc, 0,25% d'étain, 0,80% de fer, 0,25% de nickel, 1,80% d'aluminium, 2,80% de manganèse, 0,55% de silicium et 0,05% de plomb. 25 La présente invention concerne également une pièce mécanique fabriquée à partir de l'alliage à base de cuivre selon l'invention. Ladite pièce mécanique consiste préférentiellement en un élément de boîte de vitesse de véhicule soumis à des contraintes 30 mécaniques. Plus précisément encore, cette pièce mécanique peut consister préférentiellement en une fourchette de boîte de vitesses de véhicule comportant un fût destiné à être traversé par un arbre sur lequel sera montée la fourchette, ledit fût 35 étant relié à deux branches au moyen d'une toile, lesdites branches formant ensemble un demi-cercle comprenant 3029534 6 intérieurement deux patins aptes à coopérer avec un baladeur de la boîte de vitesse. L'invention est encore relative à un procédé de fabrication d'une telle pièce mécanique, ledit procédé comprenant une étape 5 dans laquelle on coule l'alliage CuaZnbPbO sous pression dans des moules métalliques ou encore une étape dans laquelle on coule l'alliage CuaZnbPb0 par gravité dans des moules métalliques. Avantageusement, on coule l'alliage CuaZnbPbO à une température comprise entre 1000 et 1050°C. 10 Selon une autre particularité de l'invention, on obtient ladite pièce par usinage. De manière intéressante, l'étape d'usinage est effectuée avec micropulvérisation de lubrifiant. La présente invention comporte de nombreux avantages. 15 En particulier, l'alliage selon l'invention incorpore une quantité de plomb sensiblement réduite, voire nulle, par rapport aux alliages conventionnels existant dans l'état de la technique, qui eux comportent généralement 0,90% de plomb en masse, cette proportion pouvant aller jusqu'à 1,20%. 20 En effet, par comparaison, la proportion de plomb dans l'alliage selon l'invention est typiquement comprise entre 0 et 0,10% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage. En conséquence, un tel alliage est particulièrement intéressant, car il permet de résoudre les problématiques liées 25 à l'évolution de la réglementation européenne relative aux VHU, celle-ci interdisant à terme la présence de plomb dans les VHU en question. En outre, malgré l'absence de plomb dans l'alliage, celui-ci, de par sa composition particulière, conserve tout de même 30 des caractéristiques mécaniques qui sont au moins comparables à celles des alliages traditionnels. De manière surprenante, certaines caractéristiques mécaniques du présent alliage ont été mesurées comme étant supérieures à celles des alliages de l'état de la technique. 35 De ce fait, cet alliage est particulièrement intéressant pour la fabrication de pièces destinées à l'industrie 3029534 7 automobile, et notamment de pièces qui sont soumises à des contraintes mécaniques spécifiques, par exemple des contraintes de résistance à l'usure, de déformation plastique de la matière (ou matage), etc, comme les fourchettes de boîtes de vitesses. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - La figure 1 est une photographie représentant la 10 structure micrographique d'éprouvettes obtenues à partir d'un alliage de l'état de la technique CuZn27Mn3Al2 (noté CuZn27 sur la photographie) et d'un alliage selon l'invention (noté CuZn27Pb0 sur la photographie)selon un grossissement X500 pour les deux images du haut Al et B1 15 et un grossissement supérieure pour les deux images du basA2 et B2; - Les figures 2 à 11 illustrent de manière schématique une vue en perspective d'une fourchette de boîte de vitesses qui peut être fabriquée à partir de l'alliage selon la 20 présente invention. La présente invention concerne un alliage à base de cuivre. De manière générale, ledit alliage peut être désigné par la formule CuaZnbPbO. L'alliage selon l'invention comporte avantageusement au 25 moins du cuivre (Cu), du zinc (Zn), de l'étain (Sn), du fer (Fe), du nickel (Ni), de l'aluminium (Al), du manganèse (Mn), du silicium (Si). En outre, ledit alliage est particulier en ce qu'il comporte une proportion extrêmement faible, voire quasi-nulle, 30 en élément plomb (Pb). Cela permet notamment de répondre aux critères mis en place par les autorités européennes, en matière de réduction des quantités de plomb, du fait de la dangerosité de cet élément en particulier pour la santé humaine. 35 Plus particulièrement, l'alliage CuaZnbPbO selon l'invention présente une composition chimique comprenant, en 3029534 8 pourcentage en masse par rapport à la masse totale dudit alliage : - une proportion a de cuivre (Cu) comprise entre 64,0 et 68,0% ; 5 - une proportion b de zinc (Zn) comprise entre 23,0% et 32,0%; - une proportion d'étain (Sn) inférieure à 0,50%; - une proportion de fer (Fe) comprise entre 0,4 et 1,2%; - une proportion de nickel (Ni) inférieure à 0,50%; 10 - une proportion d'aluminium (Al) comprise entre 1,5% et 2,3% ; - une proportion de manganèse (Mn) comprise entre 2,5% et 3,3% et, - une proportion de silicium (Si) inférieure à 1,0%, 15 - une proportion de plomb inférieure ou égale à 0,10%. De manière avantageuse : - la proportion a de cuivre (Cu) est comprise entre 65,0 et 67,0% ; - la proportion b de zinc (Zn) est comprise entre 25,5% et 20 29,5% ; - la proportion d'étain est comprise entre 0,20 et 0,30%, - la proportion de fer est comprise entre 0,6 et 1,0%, - la proportion de nickel est comprise entre 0,20 et 0,30%, - la proportion d'aluminium est comprise entre 1,6 et 2,0%, 25 - la proportion de manganèse est comprise entre 2,6 et 3,0%, - la proportion de silicium est comprise entre 0,40 et 0,60%, - ledit alliage comporte une proportion de plomb (Pb) 30 inférieure ou égale à 0,08%, celle-ci étant encore plus avantageusement inférieure ou égale à 0,05%. L'association des constituants listés ci-dessus, dans les proportions indiquées, permet de minimiser l'impact des modifications apportées à l'alliage traditionnel sur la 35 structure microscopique de ce dernier, et, en conséquence, sur les caractéristiques mécaniques de ce dernier. 3029534 9 En effet, malgré les changements dans la composition par rapport à l'alliage traditionnel, l'alliage selon l'invention montre toujours la présence de composés intermétalliques entre au moins une partie de certains éléments d'addition, comme le 5 fer, le manganèse, ou encore le silicium. Ce sont donc les éléments d'addition susmentionnés qui sont en partie responsables de la formation desdits composés intermétalliques. Toutefois, tout changement, même minime, dans la composition globale de l'alliage, est susceptible de remettre 10 en cause la formation de ces composés, et en conséquence les caractéristiques techniques de l'alliage. Les composés intermétalliques en question sont visibles et entourés par un cercle, notamment sur la photographie en haut à gauche Al de la figure 1 représentant la structure microscopique 15 de l'alliage de l'état de la technique (noté CuZn27). Ces mêmes composés intermétalliques sont retrouvés sur l'autre photographie en haut à droite Bl, qui illustre la structure micrographique d'éprouvettes obtenues à partir de l'alliage selon l'invention (noté CuZn27Pb0). 20 On note également, sur cette même photographie après un agrandissement réalisé par un logiciel de grossissement d'image numérique, visible en B2, l'absence de points noirs représentatifs de la présence de plomb pour l'alliage selon l'invention. L'alliage selon l'invention est donc exempt de 25 nodule de plomb, contrairement à l'alliage de l'état de la technique (CuZn27) tel qu'illustré sur la photographie A2 en bas à gauche de la figure 1. Les inventeurs ont constaté de manière surprenante, en réalisant des tests comparatifs selon le procédé de coulée sous 30 pression, que certaines caractéristiques mécaniques étaient comparables entre l'alliage traditionnel contenant du plomb et l'alliage selon l'invention ayant une teneur sensiblement réduite, voire quasi nulle, de plomb. De manière concrète, la caractérisation des matériaux 35 métalliques est représentée par 4 grandeurs qui sont : 3029534 - 10- - la résistance à la traction Rm qui définit la limite à la rupture, exprimée en MPa ; - la limite d'élasticité Rp 0,2%, exprimée en MPa, et qui caractérise le domaine conventionnel de réversibilité ; 5 - l'allongement à rupture A, exprimé en %, qui mesure la capacité d'un matériau à s'allonger sous charge avant rupture ; - le module de Young, E, ou module d'élasticité longitudinal, exprimé généralement en GPa. 10 La caractérisation des matériaux métalliques peut également être représentée par la dureté desdits matériaux, qui est définie par la résistance qu'oppose une surface de l'échantillon à la pénétration d'un poinçon, par exemple une bille en acier trempé (dureté Brinell) ou une pyramide en diamant (dureté 15 Vickers). S'il y résiste bien, le matériau est dit dur, sinon il est dit mou. La dureté se mesure sur différentes échelles selon le type de matériau considéré. Les résultats des tests ont montré que la limite élastique à 0,2% et le module de Young de l'alliage selon l'invention et 20 de l'alliage traditionnel, contenant du plomb, étaient tout à fait comparables, selon le procédé de coulée sous pression. Pour d'autres caractéristiques, comme la résistance à la traction (Rm) ou l'allongement à la rupture (A%), les inventeurs ont pu mettre en évidence que celles-ci étaient sensiblement 25 améliorées avec la composition d'alliage CuaZnbPb0 selon l'invention. Plus précisément, les essais comparatifs effectués sur les alliages ont permis de montré que la résistance à la traction (Rm) de l'alliage selon l'invention est augmentée d'environ 20% 30 par rapport à l'alliage connu et utilisé dans l'état de la technique. L'amélioration est encore plus significative en ce qui concerne l'allongement à la rupture, qui est amélioré de plus de 200% dans l'alliage selon l'invention. 3029534 Avantageusement, l'alliage selon l'invention comporte entre 65,0 et 67,0% de cuivre, entre 25,5 et 29,5% de zinc, entre 0,20 et 0,30% d'étain, entre 0,6 et 1,0% de fer, entre 0,20 et 0,30% de nickel, entre 1,6 et 2,0% d'aluminium, entre 2,6 et 3,0% de 5 manganèse, entre 0,40 et 0,60% de silicium et 0,05% maxi de plomb. De manière toute préférentielle, l'alliage selon l'invention comporte 65,75% de cuivre, 27,75% de zinc, 0,25% d'étain, 0,80% de fer, 0,25% de nickel, 1,80% d'aluminium, 2,80% 10 de manganèse, 0,55% de silicium et 0,05% de plomb. En effet, les résultats qui ont été obtenus ont permis de montrer qu'un alliage présentant de telles proportions des différents constituants était le mieux adapté en termes de caractéristiques mécaniques. 15 Les résultats des tests, menés pour évaluer et comparer les caractéristiques mécaniques du présent alliage sans plomb avec celles de l'alliage connu comportant du plomb, sont détaillés dans l'exemple ci-dessous. De par ses caractéristiques mécaniques particulièrement 20 intéressantes, l'alliage CuaZnbPbO selon l'invention peut notamment être utilisé dans la fabrication de diverses pièces. Ainsi, la présente invention concerne également une pièce mécanique en alliage à base de cuivre CuaZnbPbO selon l'invention. 25 Préférentiellement, ledit alliage composant ladite pièce mécanique présente une résistance à la traction (Rm) supérieure ou égale à 580 MPa et un allongement à la rupture (A%) supérieur ou égal à 10%. En outre, ledit alliage présente également, de manière 30 intéressante, une limite élastique (Rp 0,2%) supérieure ou égale à 380 MPa, un module de Young supérieur ou égal à 90 GPa et une dureté HRB supérieure à 80 HRB. De manière préférentielle, la pièce mécanique en alliage à base de cuivre selon l'invention est un élément de boîte de 35 vitesses qui est susceptible d'être soumis à des contraintes mécaniques importantes. 3029534 - 12 - L'élément de boîte de vitesse en question peut consister avantageusement en une fourchette de boîte de vitesses. Une telle fourchette 1 est représentée sur les figures 2 à 11 ci-jointes. 5 De manière générale, une fourchette de boîte de vitesses 1 sert à mettre en rapport deux pignons de taille différente. Une fourchette de boîte de vitesses 1, visible sur la figure 2, comporte généralement un fût 2 destiné à être traversé par une tige, ou axe 11, qui porte ladite fourchette 1, l'axe 11 10 étant visible sur la figure 4. Ladite fourchette 1 est destinée à coopérer avec une gorge d'un baladeur coaxial à l'arbre primaire ou à un arbre secondaire de la boîte de vitesses. La coopération entre la fourchette 1 et le baladeur se fait 15 au moyen de deux branches 3, 4 formant ensemble sensiblement un demi-cercle comme représenté sur la figure 2, lesdites deux branches ou bras 3, 4 étant reliées au fût 2 au moyen d'une toile ou plateau 5 et étant terminées chacune par un patin 31, 41. 20 Il est également envisageable que ladite fourchette 1 comporte, de manière optionnelle, un troisième patin 51. Ce patin 51, lorsqu'il est présent, supplée aux efforts de passage en soulageant les deux branches 3, 4. Les patins 31, 41 viennent en coopération avec le baladeur, 25 et plus particulièrement la gorge dudit baladeur, eux-mêmes associés à des pignons mobiles sur l'arbre. Dans un autre exemple de réalisation, représenté sur la figure 3, les patins sont en forme de gorge, et sont alors dénommés patins gorgés 32, 42, et c'est alors le baladeur qui 30 vient à l'intérieur desdits patins 32, 42. Lesdites branches 3, 4 peuvent avantageusement être pourvues de nervures afin de renforcer la fourchette 1. Dans un mode de réalisation particulier, représenté sur la figure 4 jointe, la fourchette de boîte de vitesses 1 comporte 35 un évidement 10, ménagé dans le plateau 5, et ce dans l'optique d'améliorer le passage de l'huile et de gagner en masse. 3029534 - 13 - La fourchette de boîte de vitesses 1 est mobile en translation sur la tige 11 et parallèlement à l'arbre. En d'autres termes, ladite tige 11, assemblée dans le fût 2 de la fourchette 1, permet de garantir le guidage de ladite 5 fourchette 1 en translation. La fourchette 1 peut également, dans un exemple de réalisation particulier, être montée libre sur la tige 11. Dans ce cas de figure précis, des éléments de guidage 12, représentés sur la figure 5, sont assemblés à chaque extrémité du fût 2 de 10 la fourchette 1. Cela permet de diminuer le frottement entre la fourchette 1 et la tige 11, afin d'augmenter le rendement. Plus particulièrement, ladite fourchette 1 est entrainée en translation par l'intermédiaire d'une crosse 6 se terminant par 15 un crabot 8 susceptible de venir en prise avec un doigt de commande non représenté sur les figures. La crosse 6 transmet l'effort de passage du doigt de commande sur le baladeur, via les patins 31, 41, et éventuellement 51, ou via les patins gorgés 32, 42. 20 Ladite fourchette 1 peut, dans un exemple de réalisation particulier, être reliée à la crosse 6 représentée sur la figure 2, au moyen, préférentiellement, de rivets 7 et goupilles coopérant avec un support crosse 9. La crosse 6 peut par exemple s'étendre selon une direction 25 sensiblement parallèle au fût 2. Dans un exemple de réalisation différent, représenté sur la figure 6, la crosse 6 fait partie intégrante de la fourchette 1. Il existe de nombreux autres exemples de fourchettes de boîte de vitesses 1, représentés sur les figures 7 et 30 suivantes : - une fourchette 1 comprenant un fût 20 dans le plan des patins 31, 41, sur la figure 7 ; - une fourchette 1 avec un double fût 21 et un système de billage intégré 13, sur la figure 8 ; 3029534 - 14 - - une fourchette 1 avec un fût en U 22 permettant une rotation de ladite fourchette 1 sur l'axe sur la figure 9 ; - une fourchette 1 avec un fût 23 en deux parties sur la 5 figure 10 ; - une fourchette 1 basculante par l'intermédiaire de deux tourillons 14 sur la figure 11. Une fourchette de boîte de vitesses 1, du fait du rôle important qu'elle joue dans une boîte de vitesses, doit 10 présenter un certain nombre de critères, notamment une bonne résistance mécanique, en particulier à l'usure. En outre, une telle fourchette 1 est également soumise à des contraintes de contact glissant avec le baladeur. En conséquence, il est particulièrement intéressant que 15 l'alliage de la fourchette de boîte de vitesses confère à cette dernière des caractéristiques mécaniques optimales. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une pièce mécanique, notamment un élément de boîte de vitesse, ce dernier consistant en particulier en une 20 fourchette de boîte de vitesses 1 telle que décrite précédemment. Le procédé en question comporte avantageusement une étape dans laquelle l'alliage selon l'invention est coulé sous pression dans des moules métalliques, de sorte à obtenir ladite 25 pièce mécanique. Le procédé en question comporte également une étape dans laquelle l'alliage selon l'invention est coulé par gravité dans des moules métalliques, de sorte à obtenir ladite pièce mécanique. 30 Au cours du procédé de fabrication des pièces mécaniques, et notamment des fourchettes 1, la santé desdites pièces a été vérifiée au moyen de coupes dans les pièces. Celles-ci ont permis de mettre en évidence que l'élimination du plomb n'altère pas la cohésion de la structure de l'alliage, donc n'altère pas 35 la santé de la pièce coulée sous pression. 3029534 - 15 - Dans un mode de réalisation avantageux, la coulée, sous pression comme par gravité, est effectuée à une température comprise entre 1000 et 1050°C, en fonction de la température de fusion de l'alliage CuaZnbPbO selon l'invention. 5 En comparaison, la coulée de l'alliage traditionnel CuZn27Mn3Al2 de série doit être effectuée à une température comprise entre 950 et 1000°C. En effet, les modifications de la composition massique qui ont été effectuées pour aboutir à l'alliage à teneur réduite en 10 plomb selon l'invention ont entrainé un changement dans la température de fusion dudit alliage, par rapport à celle de l'alliage de série. De manière toute préférentielle, la pièce mécanique, notamment la fourchette de boîte de vitesse 1 est obtenue par 15 usinage, notamment alésage du fût 2, perçage du support crosse 9 pour obtenir les passages de rivets et goupilles, fraisage du diamètre inter patins 31, 41, fraisage de la surface du support de crosse 9, etc. De manière avantageuse, l'usinage de la fourchette de boîte 20 de vitesses 1, par exemple, visible sur les figures 2 à 11 peut nécessiter le recours à un système de lubrification de la coupe comme par exemple la micropulvérisation qui permet d'éviter une surchauffe des outils de coupe pouvant aboutir à une destruction prématurée de ces derniers. 25 Certains usinages, notamment l'alésage du fût 2 et le perçage du support crosse 9 ont nécessité une modification des zones coupantes de l'outil permettant l'usinage, afin d'améliorer la coupe, de diminuer la surchauffe de l'outil et d'avoir une bonne évacuation des copeaux. 30 Car, en effet, les copeaux issus de l'alésage du fût 2 de l'alliage selon l'invention à teneur réduite en plomb sont différents de l'alliage traditionnel de série ; en particulier, l'élément plomb contenu dans ce dernier n'est pas miscible au laiton, et se présente sous forme de nodules et fragmente les 35 copeaux au moment du passage de l'outil coupant. 3029534 -16- Les tests en laboratoire ont permis de montrer l'intérêt d'un mode de réalisation particulier de l'alliage selon l'invention, en détaillant certaines de ces caractéristiques mécaniques et en les comparant à celles de l'alliage 5 traditionnel CuZn27Mn3Al2 ou CuZn27. Exemple 1 : Détermination des caractéristiques mécaniques de l'alliage CuaZnbPb0 et résultats comparatifs Les caractéristiques mécaniques d'un alliage coulé sous pression selon l'invention ont été mesurées et comparées à 10 celles d'un alliage traditionnel coulé sous pression de l'état de la technique. La teneur en plomb présente dans les alliages selon l'invention est considérablement réduite par rapport à celle de l'alliage traditionnel. 15 Les caractéristiques mécaniques qui ont été testées sont la résistance à la traction (Rm), la limite élastique à 0,2% (Rp 0,2%), l'allongement (A%), le module de Young (E) et la dureté HRB. Ces caractéristiques mécaniques ont été mesurées à 20 température ambiante, et ont été obtenues à partir de plusieurs lots de 30 éprouvettes plates moulées sous pression. La géométrie de l'éprouvette est représentative des épaisseurs couramment coulées sous pression et respecte le rapport entre la longueur initiale lo et la section initiale 25 So : lo = 5.651Ho. Plus précisément, les essais ont été menés sur des compositions A à C de l'alliage CuZn27Pb0 selon l'invention comprises dans les proportions récapitulées dans le tableau 1 ci-dessous : 30 élément Cu Pb Sn Fe Ni Al Mn Si Zn minimum 65,0 0 0,20 0,6 0,20 1,6 2,6 0,40 solde maximum 67,0 0,05 0,30 1,0 0,30 2,0 3,0 0,60 Tableau 1 : Proportions minimales et maximales en % massique par rapport à la masse totale de l'alliage des différents composants de l'alliage selon l'invention La composition A comprend : 65% de Cu 5 0,20 % de Sn 0,6 % de Fe 0,20 % de Ni 1,6 % de Al 2,6 % de Mn 10 0,40% de Si composition B comprend: 67 % de Cu 0,05 % de Pb 0,30 % de Sn 1,0 % de Fe 0,30 % de Ni 2,0 % de Al 3,0 % de Mn 0,6 % de Si La composition C comprend : 65,75 % de Cu 27,75 % de Zn 25 0,25 % de Sn 0,80 % de Fe 0,25 % de Ni 1,80 % d'Al 2,80 % de Mn 30 0,55 % de Si 0,05 % de Pb 3029534 -17- La 15 20 Les résultats obtenus sont récapitulés dans le tableau ci-dessous. Rm (MPa) Rp 0,2% A% E (GPa) Dureté HRB (MPa) CuZn27Pb0 603 390 14,4 108 88 35 Tableau 2 : Caractéristiques mécaniques moyennes obtenues à partir de plusieurs compositions A à C pour l'alliage selon l'invention. En comparaison, l'alliage CuZn27Mn3Al2 contenant du plomb 40 présente une résistance à la traction de 488 MPa, une limite élastique à 0,2% de 372 MPa, un allongement de 4,7%, un module de Young de 110 GPa et une dureté HRB de l'ordre de 81 (±7). Par conséquent, il est notable que l'alliage selon l'invention CuZn27Pb0 donne des résultats, en termes de 45 caractéristiques mécaniques, supérieurs ou au moins égaux en comparaison à l'alliage connu CuZn27Mn3Al2. 3029534 - 18 - Plus précisément, le module de Young E et la dureté HRB sont similaires entre le présent alliage et l'alliage traditionnel. En outre, l'alliage selon l'invention à teneur réduite en 5 plomb montre une résistance à la traction Rm améliorée de plus de 20% en comparaison à la résistance à la traction Rm de l'alliage de série. De même, l'alliage selon l'invention, à teneur réduite en plomb, montre une limite élastique Rp 0,2% améliorée de 5% en comparaison avec la limite élastique Rp 0,2% 10 de l'alliage de série. En ce qui concerne à présent l'allongement A%, celui-ci est amélioré de plus de 200% avec l'alliage selon l'invention, ce qui est particulièrement intéressant. Outre les essais dont les résultats sont présentés ci-15 dessus, des tests comparatifs ont été menés en condition d'utilisation sur une fourchette lère/2è-me de boîtes de vitesses en suivant un cahier des charges d'un constructeur. Ces tests, effectués sur banc d'essai, consistent à simuler le passage de la fourchette lère/2è-me dans son environnement 20 (huile, température), et suivant une vitesse de rotation, un effort d'engagement de rapport, et un nombre de cycles donnés par le cahier des charges du constructeur. Les résultats de ces tests ont permis de mettre en évidence que la résistance à l'usure de l'alliage CuaZnbPb0 selon 25 l'invention, comprenant une teneur en plomb réduite, voire nulle, était tout à fait similaire à la résistance à l'usure de l'alliage de l'état de la technique noté CuZn27Mn3Al2 ou CuZn27. L'ensemble des résultats corroborent le fait que l'alliage CuaZnbPb0 selon l'invention est particulièrement intéressant, et 30 notamment pour une application particulière dans la fabrication de fourchettes de boîtes de vitesses. 3029534 - 19 - Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier, l'alliage CuaZnbPbO selon 5 l'invention peut être utilisé pour toute application nécessitant un alliage sans plomb ayant des caractéristiques mécaniques satisfaisantes. REVENDICATIONS1. Alliage à base de cuivre, désigné par la formule générale CuaZnbPb0, ledit alliage étant caractérisé en ce que sa 5 composition chimique comprend, en pourcentage en masse par rapport à la masse totale dudit alliage, une proportion a de cuivre (Cu) comprise entre 64,0 et 68,0%, une proportion b de zinc (Zn) comprise entre 23,0% et 32,0%, ledit alliage comportant en outre une proportion d'étain (Sn) inférieure à 10 0,50%, une proportion de fer (Fe) comprise entre 0,4 et 1,2%, une proportion de nickel (Ni) inférieure à 0,50%, une proportion d'aluminium (Al) comprise entre 1,5% et 2,3%, une proportion de manganèse (Mn) comprise entre 2,5% et 3,3% et une proportion de silicium (Si) inférieure à 1,0% 15 et en ce que ledit alliage CuaZnbPb0 comporte une proportion de plomb inférieure ou égale à 0,10%. 2. Alliage à base de cuivre selon la revendication 1 caractérisé en ce que la proportion a de cuivre (Cu) est 20 comprise entre 65,0 et 67,0%, la proportion b de zinc (Zn) est comprise entre 25,5% et 29,5%, la proportion d'étain (Sn) est comprise entre 0,20 et 0,30%, la proportion de fer (Fe) est comprise entre 0,6 et 1,0%, la proportion de nickel (Ni) est comprise entre 0,20 et 0,30%, la proportion d'aluminium (Al) est 25 comprise entre 1,6 et 2,0%, la proportion de manganèse (Mn) est comprise entre 2,6 et 3,0%, la proportion de silicium (Si) est comprise entre 0,40 et 0,60%, et en ce que ledit alliage comporte une proportion de plomb (Pb) inférieure ou égale à 0,08%. 30 3. Alliage à base de cuivre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en que la proportion en plomb (Pb) de l'alliage est inférieure ou égale à 0,05%. 3029534 -21- 4. Alliage à base de cuivre selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en qu'il comporte 65,75% de cuivre, 27,75% de zinc, 0,25% d'étain, 0,80% de fer, 0,25% de nickel, 1,80% d'aluminium, 2,80% de manganèse, 0,55% de silicium et 0,05% de plomb. 5. Pièce mécanique caractérisée en ce qu'elle est fabriquée à partir de l'alliage à base de cuivre selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6. Pièce mécanique selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'elle constitue un élément de boîte de vitesse de véhicule soumis à des contraintes mécaniques. 7. Pièce mécanique selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisée en ce qu'elle constitue une fourchette de boîte de vitesses (1) de véhicule destinée à être portée par une tige, ladite fourchette (1) comportant à cet effet un fût (2) traversé par ladite tige, ledit fût (2) étant relié à deux branches (3,4) 20 au moyen d'une toile (5), lesdites branches (3,4) formant ensemble un demi-cercle comprenant intérieurement deux patins (31, 41) aptes à coopérer avec un baladeur de la boîte de vitesse. 25 8. Procédé de fabrication d'une pièce mécanique selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 comportant une étape dans laquelle on coule l'alliage CuaZnbPbO sous pression ou par gravité dans des moules métalliques. 30 9. Procédé de fabrication selon la revendication précédente dans lequel on coule l'alliage CuaZnbPbO sous pression ou par gravité à une température comprise entre 1000 et 1050°C. 10. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 35 7 ou 8 dans lequel on obtient ladite pièce par usinage.