Brevet FR3101641A1 — publié le 20210409

La présente invention concerne des tôles d’épaisseur comprise entre 8 et 50 mm en alliage d’aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,7 – 1,3 ; Mg : 0,6 – 1,2 ; Mn : 0,65 – 1,0 ; Fe : 0,05 – 0,35 ; au moins un élément choisi parmi Cr : 0,1 – 0,3 et Zr : 0,06 – 0,15 ; Ti Figure d'abrégé : Fig. 2 FIGURES Tôles de précision en alliage d’aluminium L’invention concerne des tôles en alliage d’aluminium de la série 6xxx, notamment destinées à être utilisés comme plaques de précision. Une excellente stabilité dimensionnelle est très importante pour les applications faisant appel aux tôles de précision, dont l’épaisseur est typiquement comprise entre 8 et 150 mm. Ce type de produit est typiquement utilisé pour la réalisation d’éléments de machine, notamment en tant que plaques de référence pour des outillages d'assemblage ou de contrôle. Pour ces applications, il est particulièrement important de réduire autant que possible toute déformation de la tôle lors son usinage, ce qui permet d’éviter des opérations supplémentaires de pré-usinage ou de retouche finale. La demande de brevet EP2263811 concerne des produits laminés dont la surface est usinée ayant une planéité de 0 .2 mm ou moins. Selon un mode de réalisation de cette demande de brevet, l’alliage contient 0,3 à 1,5% en masse de Mg, 0,2 à 1,6% en masse de Si, et en outre un ou plusieurs éléments choisis dans le groupe constitué par de 0,8% en masse ou moins de Fe, 1,0% en masse ou moins de Cu, 0,6% en masse ou moins de Mn, 0,5% en masse ou moins de Cr, 0,4% en masse ou moins de Zn, et 0,1% en masse ou moins de Ti, le reste étant Al et les impuretés inévitables. La demande de brevet WO2014/060660 concerne un élément de chambre à vide obtenu par usinage et traitement de surface d'une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,4 - 0,7; Mg : 0,4 - 0,7; Ti 0,01 - La demande de brevet WO2018/162823 concerne un élément de chambre à vide obtenu par usinage et traitement de surface d'une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,4 -0,7; Mg: 0,4 -1,0; le rapport en % en poids Mg/Si étant inférieur à 1,8; Ti: 0,01 -0,15, Fe 0,08 - 0,25; Cu La demande de brevet US2010018617 divulgue un alliage d'aluminium pour le traitement d'oxydation anodique qui comprend comme éléments d'alliage 0,1 à 2,0% de Mg, 0,1 à 2,0% de Si et 0,1 à 2,0% de Mn, chaque teneur en Fe, Cr et Cu étant limitée à 0,03 masse. % ou moins, et dans lequel le reste est composé de Al et d’impuretés inévitables. Cette demande enseigne en particulier un traitement d’homogénéisation à une température supérieure à 550 ° C et inférieure ou égale à 600 ° C. La demande de brevet CN108239712 concerne une plaque en alliage d'aluminium 6082 pour l'aviation et un procédé de fabrication de celle-ci. Les composants chimiques de la plaque en alliage d’aluminium 6082 comprennent, en pourcentage en poids, 1,0% à 1,3% de Si, 0,1% à 0,3% de Fe, 0,05% à 0,10% de Cu, 0,5% à 0,8% de Mn, 0,6% à 0,9%. % de Mg, 0,06% à 0,12% de Zn, pas plus de 0,05% de Cr, pas plus de 0,05% de Ti et le reste Al et d’éléments inévitables. La demande de brevet CN108239713 concerne une plaque en alliage d'aluminium pour un produit électronique et un procédé de fabrication de la plaque en alliage d'aluminium. Les composants chimiques de la plaque en alliage d'aluminium pour l'apparition du produit électronique comprennent, en pourcentage en poids, 0,3% à 0,4% de Si, pas plus de 0,10% de Fe, pas plus de 0,05% de Cu, pas plus de 0,05% de Mn, 0,45% à 0,55% de Mg, pas plus de 0,05% de Zn, pas plus de 0,05% de Cr, pas plus de 0,05% de Ti et le reste Al et des éléments inévitables. Il existe un besoin pour des tôles améliorées en alliage d’aluminium de la série 6XXX, notamment des tôles de précision, présentant une stabilité dimensionnelle améliorée notamment lors des étapes d’usinage, tout en ayant des propriétés mécaniques statiques suffisantes, et une excellente aptitude à l’anodisation. Un premier objet de l’invention est une tôle d’épaisseur comprise entre 8 et 50 mm en alliage d’aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,7 – 1,3 ; Mg : 0,6 – 1,2 ; Mn : 0,65 – 1,0 ; Fe : 0,05 – 0,35 ; au moins un élément choisi parmi Cr : 0,1 – 0,3 et Zr : 0,06– 0,15 ; Ti Un second objet de l’invention est un procédé de fabrication d’une tôle d’épaisseur finale comprise entre 8 et 50 mm dans lequel a) on coule une plaque de laminage en alliage d’aluminium de composition selon l’invention, b) on homogénéise ladite plaque de laminage, c) on lamine ladite plaque de laminage à une température d’au moins 340 °C pour obtenir une tôle d’épaisseur au moins égale à 12 mm, d) optionnellement on réalise un traitement thermique et/ou un laminage à froid de la tôle ainsi obtenue, e) on réalise un traitement de mise en solution de la tôle optionnellement traitée thermiquement et/ou laminée à froid et on la trempe, f) on détensionne ladite tôle ainsi mise en solution et trempée par traction contrôlée avec un allongement permanent de 1 à 5%, g) on réalise un revenu de la tôle ainsi tractionnée, h) optionnellement on usine ladite tôle ainsi revenue pour obtenir une tôle d’épaisseur finale au moins égale à 8 mm. Un autre objet de l’invention est l’utilisation d’une tôle selon l’invention ou susceptible d’être obtenue par le procédé selon l’invention comme tôle de précision, notamment pour la réalisation d’éléments de machines, par exemple des outillages d'assemblage ou de contrôle. La Figure 1 montre la structure granulaire en coupe @L/TC après laminage à chaud à l’épaisseur 25 mm du produit en alliage A (Figure 1a) et du produit en alliage B (Figure 1b) La Figure 2 montre le facteur de Taylor dans la direction longitudinale mesuré au 1/12ième de l’épaisseur et à ½ épaisseur pour des tôles en alliage A et B d’épaisseur finale 20 mm et 25 mm. La Figure 3 montrent les étapes effectuées pour la mesure des écarts de flèche. Figure 3A : mesure initiale de déflection du barreau ; Figure 3B usinage pour retirer ¼ de l’épaisseur, Figure 3C seconde mesure. Tôle d’épaisseur comprise entre 8 et 50 mm en alliage d’aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,7 – 1,3 ; Mg : 0,6 – 1,2 ; Mn : 0,65 – 1,0 ; Fe : 0,05 – 0,35 ; au moins un élément choisi parmi Cr : 0,1 – 0,3 et Zr : 0,06 – 0,15 ; Ti Tôle selon la revendication 1 dont la teneur en Mn est comprise entre 0,8 et 1,0 % en poids. Tôle selon la revendication 1 ou la revendication 2 dont la teneur en la teneur en Cr est comprise entre 0,15 et 0,25 % en poids et la teneur en Zr est inférieure à 0,05% en poids. Tôle selon une quelconque des revendications 1 à 3 dont la teneur en Fe est comprise entre 0,08 et 0,15 % en poids. Tôle selon une quelconque des revendications 1 à 4 ayant une limite d’élasticité Rp0,2(TL) d’au moins 240 MPa, préférentiellement d’au moins 250 MPa et de manière préférée d’au moins 260 MPa, et/ou une résistance à rupture Rm(TL) d’au moins 280 MPa, préférentiellement d’au moins 290 MPa et de manière préférée d’au moins 300 MPa et/ou un allongement à rupture A% d’au moins 8%, préférentiellement d’au moins 10% et de manière préférée d’au moins 12%. Tôle selon une quelconque des revendications 1 à 5 telle que le produit de l’écart de flèche maximal dans les directions L et TL multiplié par l’épaisseur de sortie laminage est inférieur 4 et de préférence inférieur à 3, les écarts de flèches considérés pour obtenir la valeur maximale étant d’une part l’écart de flèche entre la flèche mesurée pour un barreau de dimension 400 mm x 30 mm x épaisseur de sortie de laminage et la flèche mesurée pour ce même barreau après usinage de ¼ de son épaisseur, et d’autre part l’écart de flèche entre la flèche mesurée pour le barreau précédent et la flèche mesurée pour ce barreau précédent après usinage supplémentaire de ¼ de son épaisseur, toutes les mesures de flèche étant effectuées avec le barreau posé sur deux supports distants de 390 mm et les flèches étant exprimées en mm, toutes les mesures étant effectuées avant l’étape finale optionnelle d’usinage. Tôle selon une quelconque des revendications 1 à 6 dans laquelle le rapport entre le facteur de Taylor dans la direction longitudinale mesuré à 1/12 ième de l’épaisseur et 1/2 de l’épaisseur est compris entre 0,90 et 1,10, de préférence compris entre 0,92 et 1,08 et de manière préférée compris entre 0,95 et 1,05, les mesures étant effectuées avant l’étape finale optionnelle d’usinage. Procédé de fabrication d’une tôle d’épaisseur finale comprise entre 8 et 50 mm dans lequel a) on coule une plaque de laminage en alliage d’aluminium de composition selon une quelconque des revendications 1 à 4, b) on homogénéise ladite plaque de laminage, c) on lamine ladite plaque de laminage à une température d’au moins 340 °C pour obtenir une tôle d’épaisseur au moins égale à 12 mm, d) optionnellement on réalise un traitement thermique et/ou un laminage à froid de la tôle ainsi obtenue, e) on réalise un traitement de mise en solution de la tôle optionnellement traitée thermiquement et/ou laminée à froid et on la trempe, f) on détensionne ladite tôle ainsi mise en solution et trempée par traction contrôlée avec un allongement permanent de 1 à 5%, g) on réalise un revenu de la tôle ainsi tractionnée, h) optionnellement on usine ladite tôle ainsi revenue pour obtenir une tôle d’épaisseur finale au moins égale à 8 mm. Procédé selon la revendication 7 dans lequel la température d’homogénéisation est comprise entre 515 °C et 545 °C. Procédé selon la revendication 7 ou la revendication 8 dans lequel la température de laminage à chaud est maintenue à au moins 350 °C et le taux de réduction maximal des passes lors du laminage à chaud est inférieur à 50%. Utilisation d’une tôle selon une quelconque des revendications 1 à 6 ou susceptible d’être obtenue par le procédé selon une quelconque des revendications 7 à 9 comme tôle de précision, notamment pour la réalisation d’éléments de machines, par exemple des outillages d'assemblage ou de contrôle.