Brevet FR3136242A1 — publié le 20231208

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une tôle d’épaisseur finale comprise entre 6 et 50 mm comprenant des étapes de coulée d’ une plaque de laminage en alliage d’aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,6 – 1,3 ; Mg : 0,6 – 1,2 ; Mn : 0,65 – 1,0 ; Fe : 0,04 – 0,20 ; Cr ≤ 0,05 ; Ti ≤ 0,15 ; Cu ≤ 0,1; autres éléments Tôles pour éléments de chambres à vide en alliage d’aluminium L’invention concerne des produits en alliage d’aluminium destinés à être utilisés comme éléments de chambres à vide notamment pour la fabrication de circuits électroniques intégrés à base de semi-conducteurs, d’écrans d’affichage plats ainsi que de panneaux photovoltaïques et leur procédé de fabrication. Art anterieur Les éléments de chambres à vide pour la fabrication de circuits électroniques intégrés à base de semi-conducteurs, d’écrans d’affichage plats ainsi que de panneaux photovoltaïques, peuvent typiquement être obtenus à partir de tôles en alliage d’aluminium. Les éléments de chambre à vide sont des éléments destinés à la fabrication des structures de chambre à vide et des composants internes de chambre à vide notamment des corps de chambres à vide, des corps de vanne, des brides, des éléments de connexion, des éléments d’étanchéité, des passages, des diffuseurs, des électrodes. Ils sont notamment obtenus par usinage et traitement de surface de tôles en alliage d’aluminium. Une excellente stabilité dimensionnelle est très importante pour les tôles utilisées pour réaliser ces éléments de chambre à vide. Il est ainsi 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. La demande de brevet WO2021/064320 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 La demande de brevet WO2021/250545 concerne un procédé de fabrication d'une plaque d'alliage d'aluminium pour des éléments de chambre à vide, des vannes ou des ensembles totaux, le procédé comprenant les étapes consistant à : (a) fournir un matériau de charge de laminage d'un alliage d'aluminium Al-Mg-Si ayant une composition comprenant de, en poids. %, Mg 0,80 %-1,05 %, Si 0,70 %-1,0 %, Mn 0,70 %-0,90 %, Fe jusqu'à 0,20 %, Zn jusqu'à 0,08 %, Cu jusqu'à 0,05 %, Cr jusqu'à 0,03 %, Ti jusqu'à 0,06 %, impuretés inévitables et reste aluminium ; (b) homogénéisation de la charge de laminage à une température dans une plage de 550 à 595°C ; (c) laminage à chaud de la charge de laminage homogénéisée en une ou plusieurs étapes de laminage en une plaque laminée à chaud ayant une épaisseur d'au moins 10 mm ; (d) traitement de mise en solution de la tôle laminée à chaud à une température dans une plage de 540 à 590°C; (e) refroidissement rapide de la plaque mise en solution; (f) la traction contrôlée par un allongement permanent de 1 à 5 % de la plaque mise en solution et refroidie; (g) vieillissement artificiel de la plaque étirée. Il existe un besoin de produits en alliage d'aluminium destinés à la réalisation d'éléments de chambres à vide, présentant des caractéristiques mécaniques suffisantes, une stabilité dimensionnelle améliorée pour les étapes d’usinage ainsi qu'une aptitude optimale à la création de couches d'oxydes avec résistance chimique élevée. Un premier objet de l’invention est un procédé de fabrication d’une tôle d’épaisseur finale comprise entre 6 et 50 mm dans lequel a) on coule une plaque de laminage en alliage d’aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,6 – 1,3 ; Mg : 0,6 – 1,2 ; Mn : 0,65 – 1,0 ; Fe : 0,04 – 0,20 ; Cr ≤ 0,05 ; Ti ≤ 0,15 ; Cu ≤ 0,1; autres éléments b) on homogénéise ladite plaque de laminage, c) on lamine ladite plaque de laminage avec une température d’entrée d’au moins 500°C pour obtenir une tôle d’épaisseur au moins égale à 8 mm, d) optionnellement on réalise un recuit, e) on réalise un laminage à froid de la tôle laminée à chaud et optionnellement recuite avec une réduction d’au moins 20%, e) on réalise un traitement de mise en solution de la tôle ainsi laminée à froid et on la trempe, f) on détensionne par traction contrôlée avec un allongement permanent de 1 à 5% ladite tôle ainsi mise en solution et trempée, g) on réalise un traitement thermique de revenu de la tôle ainsi tractionnée, h) optionnellement on usine ladite tôle ainsi revenue. Un autre objet de l’invention est une tôle susceptible d’être obtenue par le procédé selon l’invention. Encore un autre objet de l’invention est l’utilisation d’une tôle selon l’invention pour réaliser un élément de chambre à vide. Figures La illustre la mesure de contraintes résiduelles. Procédé de fabrication d’une tôle d’épaisseur finale comprise entre 6 et 50 mm dans lequel a) on coule une plaque de laminage en alliage d’aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,6 – 1,3 ; Mg : 0,6 – 1,2 ; Mn : 0,65 – 1,0 ; Fe : 0,04 – 0,20 ; Cr ≤ 0,05 ; Ti ≤ 0,15 ; Cu ≤ 0,1; autres éléments b) on homogénéise ladite plaque de laminage, c) on lamine ladite plaque de laminage avec une température d’entrée d’au moins 500°C pour obtenir une tôle d’épaisseur au moins égale à 8 mm, d) optionnellement on réalise un traitement thermique intermédiaire, e) on réalise un laminage à froid de la tôle laminée à chaud et optionnellement traitée thermiquement avec une réduction d’au moins 20%, e) on réalise un traitement de mise en solution de la tôle ainsi laminée à froid et on la trempe, f) on détensionne par traction contrôlée avec un allongement permanent de 1 à 5% ladite tôle ainsi mise en solution et trempée, g) on réalise un revenu de la tôle ainsi tractionnée, h) optionnellement on usine ladite tôle ainsi revenue. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la teneur en Mn est de 0,8 à 1,0 % à poids. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel la teneur en Fe est de 0,08 à 0,18 % en poids. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le taux de réduction par laminage à froid est de 25% à 35%. Tôle susceptible d’être obtenue par le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4. Tôle selon la revendication 5 ayant une limite d’élasticité R p0,2 (TL) d’au moins 230 MPa, préférentiellement d’au moins 240 MPa et de manière préférée d’au moins 250 MPa, et/ou une résistance à rupture R m (TL) d’au moins 255 MPa, préférentiellement d’au moins 265 MPa et de manière préférée d’au moins 275 MPa et/ou un allongement à rupture A% d’au moins 10%, préférentiellement d’au moins 12% et de manière préférée d’au moins 14%. Tôle selon selon la revendication 5 ou la revendication 6 telle que l’énergie élastique totale W tot est inférieure à 0,5 kJ/m 3 , de préférence inférieure à 0,4 kJ/m 3 , préférentiellement inférieure à 0,3 kJ/m 3 , et de manière préférée inférieure à 0,2 kJ/m 3 . Tôle selon une quelconque des revendications 5 à 7 dont la microstructure est fibreuse. Utilisation d’une tôle selon une quelconque des revendications 5 à 8 pour réaliser un élément de chambre à vide. Utilisation selon la revendication 9 dans laquelle les tôles selon l’invention sont usinées et anodisées pour réaliser des éléments de chambre à vide, tels que des corps de chambres à vide, des corps de vanne, des brides, des éléments de connexion, des éléments d’étanchéité, des passages, des diffuseurs, des électrodes.