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"Procédé de traitement des,alliages de magnésium"
L'invention concerne les alliages de magnésium et un de ses objets consiste dans u procédé perfectionné de tri- tement de ces alliages, comprenant leur préparation, leur af finage ou leur coulée par des opérations comportant 1'emploi d'un flux perfectionné,. L'invention a encore pour objet un procédé de traitement des alliages de magnésium avec Un flux de densité inférieure à celle de l'alliage, qui flotte' sur le métal et comporte avantageusement l'incorporation du. métal à un flux antérieurement préparé et fondu.
Pour préparer les alliages de lithium à base de magnésium, on introduit le li thium dans le bain de magnésium au-dessous du flux et il est protégé pendant qu'il se dissout dans le magnésium, par la ¯couche du'flux de faible -densité qui le recouvre. Suivant le procédé de l'invention, on traite les alliages de magnésium. en particulier les alliages de lithium à base de magnésium avec un flux permettant d'obtenir un alliage à teneur en sodium relativement 'faible et possédant des propriétés nota
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blement améliorées.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, celle-ci a pour objet un flux d'halogénure destiné au trai- tement des alliages de magnésium, particulièrement efficace dans le traitement des alliages de lithium à base de magné- sium, et améliorant à la fois les opérations du traitement et les propriétés du métal obtenu. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un flux se composant en grande partie d'un mélange, de chlorure de lithium et d'un fluorure ap- proprié, susceptible d'abaisser la teneur en sodium de l'al- liage de magnésium à traiter à un poucentage assez faible pour obtenir un alliage possédant des propriétés supérieures.
La densité des flux suivant l'invention peut être assez fai- ble pour qu'ils flottent sur le magnésium fondu. Ils peuvent aussi avoir une densité plus forte que certains alliages de lithium à base de magnésium et,en conséquence,)ils s'enfoncent dans le bain de ces'alliages fondus. Cependant le flux pos- 'sède des caractéristiques de viscosité ou de tension super- ficielle si extraordinaires qu'il forme une pellicule résis- tante sur la surface de l'alliage de .(lithium à base de magné- sium, qui le protège contre l'action des gaz réactifs même' lorsque la masse du flux s'est déposée au fond du récipient qui le contient.
Le flux suivant l'invention se compose de 60 % à 98 % d'un élément chloruré et de 2 % à 40 % d'un élément fluoré.
L'élément chloruré consiste principalement en chlorure de li- thium, dont 50 % au plus peuvent être remplacés par le chlo- rure de potassium et 10 % au plus par un chlorure de métal alcalino-terreux. Des flux particulièrement efficaces sont obtenus lorsque 33% au plusse chlorure de lithium sont rem- placés par le chlorure de potassium. L'élément fluoré peut ê- tre le fluorure de lithium, le fluorure de potassium, un fluorure alcaino-terneux ou leurs mélanges, la proportion totale des halogénures alcalino-terreux étant inférieure à 15 % du flux.
La présence du chlorure de lithium est particulière- ment avantageuse dans le flux àervant au traitement des al- 'liages de lithium à base de magnésium. Le chlorure de lithium fondu à une densité relativement faible, par rapport à celle de nombreux autres sels que l'on emploie dans les flux, et peut être mélangé avec d'autres halogéhures de faible densi- té, tels que le chlorure de potassium, jusqu'à une propor- tion d'environ la moitié du poids du chlorure de lithium, pour obtenir des'flux plus légers que les alliages de magné- sium à traiter. Il en résulte que ces flux flottent sur les alliages et les protègent contre l'action de l'atmosphère.
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L'addition des fluorures et en particulier fluoru- re de lithium au chlorure de lithium dans les flux suivant l'invention sert à augmenter notablement les propriétés daf- finage du flux sans modifier sensiblement sa densité. Lés fluorures qui conviennent dans les flux suivant l'invention pour leur faire acquérir leurs propriétés avantageuses, sont les fluorures alcalins de lithium et de potassium, et les fluorures alcalino-terreux. Le fluorure de lithium parait être celui qui donne les résultats les plus satisfaisants, en particulier dans le cas des alliages de lithium à base de magnésium, mais dans certains cas on peut aussi employer d'autre fluorures. Par exemple la totalité ou une partie du fluorure de lithium peuvent être remplacées par les fluoru- res de calcium ou de baryum.
Il est possible qu'en,présence d'un pourcentage élevé de chlorure de lithium dans le flux, le fluorure de calcium ajouté, se transforme en fluorure de lithium, mais cette transformation ne présente aucun inconvé- nient. Il est avantageux d'employer le fluorure de calcium moins coûteux, et par 'action mutuelle dans le flux d'obtenir l'action d'affinage avantageuse qui résulte de la présence du fluorure de lithium. Cependant lorsqu'on remplace le fluorure de lithium par le fluorure de calcium, il est avantageux que la teneur totale du fluorure de calcium dans le flux ne dépas- se pas environ 10 %. Les chlorures alcalino-terreux doivent être employée en tenant compte de leurs caractéristiques spé- ciales.
Par exemple les chlorures ainsi que les fluorures de calcium, strontium et baryum, peuvent être employés lorsqu'on a la certitude que les métaux pénètrent dans l'alliage. En par- ticulier le chlorure de magnésium est le plus efficace dans les flux destinés au traitement des alliages ne contenant pas de lithium, par exemple,'dans le cas où on ne désire pas introduire du,lithium dans l'alliage.
Une composition particulièrement avantageuse suivant l'invention, est celle d'un,mélange contenant envion 75 % de chlorure de lithium, et environ 25 % de fluorure.de li- thium. Les flux contenant des pourcentages de fluorure rela- tivement aussi élevés sont particulièrement avantageux à cau- se de l'action d'affinage qu'ils exercent sur les alliages.
Ce flux a encore d'avantage d'avoir une composition voisine de la composition eutectique de Ces sels, et fond.vers 460 C qui est un point de fusion inférieur à celui de tous les au- tres mélanges de ces deux éléments. De plus la densité du flux est très faible, et il flotte généralement à la surface de l'alliage de magnésium. Il est caractérisé en outre, en ce qu'il reste fluide pendanttoute la durée de l'opération, sans "sécher". Il en résulte qu'il conserve @ sa cohésion et se sé- pare facilement de l'alliage, en .:'évitant les inclusions qui
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se forment souvent sous l'action d'autres flux.
Quoique cer- tains alliages ultra-légers, tels que les alliages de magné- sium contenant de fortes proportions de lithium, puissent être plus légers que certains des flux suivant l'invention, ceux-ci peuvent être très facilement incorporés à l'alliage par agitation, du fait que leur densité n'est pas très dif- férente de celle de l'alliage. Même dans le cas de ces allia- ges, il est facile de maintenir une couche liquide sur l'al- liage fondu, et.de protéger ainsi le métal contre l'action de l'atmosphère, jusqu'à ce que les opérations de formation de l'alliage et d'affinage,soient terminées. La pellicule du flux suivant l'invention reste fluide pendant toute l'opéra- tion de la formation de l'alliage, à l'encontre des flux, qui sèchent, et dans ces conditions ne protègent pas le ma- gnésium.
La magnésium fondu a une densité d'environ 1,57 qui est beaucoup plus faible que les densités des flux se com- posant des chlorures et fluorures de magnésium, potassiup, sodium, calcium et baryum, qui font partiecouramment des flux du commerce. Il en résulte que les flux préparés avec ces composés et non rendus mousseux au moyen de substances carbonées ou autres, tombent au fond du magnésium fondu, et souvent ne forment pas une couche permanente d'un flux suf- fisamment fluide sur le métal fondu, La densité du chlorure dE lithium liquide, est légèrement supérieure à 1,46, et lors- qu'on le mélange avec d'autreschlorures de faible,- densité, tels que le chlorure de potassium par parties à peu près é- gales, le flux fluide ainsi obtenu a une densité inférieure à celle du magnésium fondu.
Les fluorures ajoutés dans les proportions indiquées ci-dessus, ne modifient pas sensible- ment la densité du flux. La faible densité de ces flux leur permet de former une couche liquide de couverture sur le ma- gnésium fondu, et de protéger complètement en permanence le métal contre l'action de l'atmosphère, jusqu'à ce que l'opé- ration de formation de l'alliage soit terminée.
Lorsqu'il s'agit de choisir un flux destiné à être utilisé avec les alliages de magnésiumet de lithium, il convient de ne pas oublier que ces deux métaux sont des mé- taux très réactifs, qui, une fois fondus, doivent être pro- tégés contre l'action de l'oxygène et de l'azote. La pro- tection au moyen d'un flux est rendue plus difficile du fait que la densité de l'alliage fondu peut ne pas dépasser 1,4 c'est-à-dire être inférieure, à celle de tous les flux possi-
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bles sous forme de sels.
De plus le lithium est un des mé- taux les plus électro-positif, et le .flux pouvant convenir ne doit pas contenir de substances susceptibles de réagir a- vec lui.en donnant lieu à une perte excessive ou en introdui- sant dans l'alliage des impuretés nuisibles, et avant tout du sodium. Etant donné'que le lithium est un métal coûteux, le flux susceptible de convenir doit permettre de le récupé- rer en grande partie, et d'éviter les pertes résultant de la' formation de boues, et d'émulsion du 'métal dans le flux.
Bien entendu le flux doit se séparer nettement du métal, et ne pas y rester à,l'état dispersé pour y former des inclu- sions du flux, et il est très avantageux qu'on puisse s'en servir à plusieurs reprises, qu'il soit stable en contact a- - vec l'air et les autres gaz, et ne soit sensiblement pas vo- latil.: aux températures auxquelles s'effectue le traitement de l'alliage.
Pour appliquer le procédé de l'invention en employant le flux perfectionné précité, on peut opérer par un moyen quelconque approprié. On peut opérer par les procédés ordi- naires, mais on a constaté que le procédé choisi de préféren- ce et particulièrement avantageux dans l'emploi des flux suivant l'invention, consiste à introduire dans le creuset la ,quantité totale de flux nécessaire, et à le faire fondre avant d'y ajouter aucun métal. Aucune nouvelle addition de flux n'est généralement nécessaire. Dans ces conditions il est possible de maintenir une couche protectrice du flux sur la surface du métal pendant la fusion, et pendant les addi- tions ultérieures des éléments d'alliage. Il est inutile d' enlever le flux pendant la formation de l'alliage ou avant la codée.
Une fois le flux fondu, le procédé choisi de préfé- rence suivant l'invention, consiste à introduire d'abord la quantité voulue de magnésium, qui tombe a u-de sso us de la sur- face du flux, au fur et à mesure de son addition, en proté- geant ainsi complètement le métal pendant sa fusion. Puis on ajoute les autres éléments d'alliage, tels que le zincj l'alu- minium, le manganèse, le plomb, etc. et comme le magnésium, ces éléments tombent au-dessous de la surface du flux, Pendant qu'on les ajoute, il est avantageux d'agiter la masse fondue d'une manière appropriée, par exemple au moyen d'un agita- teur, pour assurer une répartition uniforme des éléments d' alliage. De préférence pour préparer les alliages de lithium à base de magnésium, ,,on ajoute le litnium métallique en der- nier lieu.
Le lithium qui est de beaucoup, le plus léger ,
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des éléments d'alliage, peuu flotter à la surface du magné- sium et du flux. Par suite, il est important de maintenir une agitation suffisante pour répartir le lithium d'une ma- nière homogène dans le magnésium.
On a constaté qu'il est @ particulièrement efficace d'introduire le lithium au moyen d'une coupelle en acier perforée, renversée, ou d' un dispositif équivalent, pour maintenir le lithium au-des- sous de la surface des autres métaux, jusqu'à ce qu'il soit fondu, et ait formé l'alliage.'En particulier lorsqu'on a ajouté à l'alliage fondu des quantités relativement fortes de lithium, la densité peut éventuellement devenir inférieu- re à celle du flux, dont uns grande partie peut alors tom- ber au fond aucreuset, Cependant même dans ce cas, une pel- licule mince de flux est retenue à la surface de l'alliage fondu, et son épaisseur est suffisante pour protéger l'al- liage fondu contre l'action de l'air.
Une pellicule mince de flux entoure également l'alliage le long des côtés du creuset, de sorte qu'on a en réalité une boule d'alliage fon- du au centre, d'une masse de flux fluide. Si on agite ou travaille l'alliage d'une manière quelconque appropriée, le flux est suffisamment léger et fluide pour arriver à la sur- face du métal et le protéger. Cette agitation est avanta- geuse pour que les flux puissent exercer leur action. d'af- finage satisfaisant, et que le lithium s'incorpore dans 1 alliage d'une manière plus complète. Dans ces conditions, le flux se répartit fàcilement dans la masse de l'alliage, quoique la plus grande partie du flux se trouve au fond du creuset.
Lorsqu'on coule l'alliage, le flux peut rester dans le creuset, pour servir à la nouvelle charge de métal. Du fait que le métal se sépare d'une manière très satisfaisan- te du flux, les inclusions de scories sont aussi faibles que possible, et la récupération du métal est considérable. Une des raisons de la séparation satisfaisante du flux et du mé- tal e,st que les particules dispersées du flux restent flui- des pendant toute la durée de l'opération d'affinage, et s' agglomèrent avec d'autres petites particules, ainsi qu'avec la masse principale du flux. Par conséquent, les petites par- ticules dispersées de ce flux fluide, ont tendance à sortir d'elles mêmes de l'alliage, et débarrassent ainsi le métal des inclusions de scories.
On a constaté qu'une température de 787 C parait provoquer une oxydation excessive des métaux des alliages et est inutile pour obtenir une répartition homogène de l'élé-
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ment d'alliage. On opère de préférence à une température su- périeure à 593 0, et on a constaté qu'il est particulière- ment avantageux de se servir des flux perfectionnés dans l'- intervalle de température de 593 C à 760 C.
Un résultat remarquable de l'emploi des flux per- fectionnés suivant l'invention, consiste dans le fait que les alliages de lithium à base de magnésium,traités avec des flux, possèdent certaines propriétés physiques de beau- coup supérieuresà cellesdes mêmes alliages affinés avec d' autres flux. On a constaté que l'affinage avec les flux per- fectionnés suivant l'invention, diminue la proportion de sodium dans les alliages de lithium à base de magnésium, et que le sodium existant exenc une action très marquée sur les., caractéristiques physiques de ces alliages spéciaux.
Par exemple une proportion d'environ 0,1 % de sodium dans un al- liage contenant 87 % de magnésium, 9 % de lithium, et 4 % de zinc, fait diminuer l'allongemente l'alliage sensiblement exempt de sodium,-.-- de 36 % souvent, à moins de 10 %.
La proportion de sodium existant et exerçant une ac- tion nuisible sur ces alliages de magnésium et de lithium est si faible, qu'il n'est pas possible d'obtenir des résul- tats quantitatifs appropriés par des procédés chimiques. Le proéédé spectrographique appliqué d'abord, ne donne pas des résultats quantitatifs, mais permet de déterminer avec cer- titude . les proportions relatives de sodium dans ces alliages, avant, pendant et après le traitement par les flux suivant 1' invention. La teneur relative en sodium a été déterminée en mesurant la densité des raies les plus fortes du spectre du sodium qui se produisent dans l'intervalle visible aux longueurs d'ondes de 5890,0 et 5895,9, unités Angstrom.
Puis au moyen d'alliages étalons, on a déterminé que les teneurs/, moyennes /fortes et faibles précitées, correspondent respectivement à plus de 0,2 % environ, 0,1 % environ, et moins de 0,055 % environ de sodium. Dans les exemples qui suivent, la teneur en sodium des alliages a été déterminée par le procédé spectrographique.
Exemple 1 On ajoute 870 parties de magnésium à 360 parties d'un flux, se composant de 75 % de chlorure de lithium, et 25 % de fluorure de lithium, fondu dans un creu- set. Une fois le tout amené à l'état fluide, on ajoute 40 parties de zinc qui se dissolvent pendant que l'on agite le mélange. Enfin, on introduit 90 parties de lithium au mo- yen d'une coupelle en acier perforée renversée.
Ces opéra- tions s'effectuent à une température d'environ 749 C. On prépare par le même procédé et dans les mêmes conditions
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trois alliages de même composition en employant dans le n 1 un mélange de flux du commerce contenant environ 37,5 % KC1,
EMI8.1
42,0 % Mg012, 4,5 % Baol21 8e5 io CaT'2, 7,5 % Ugo, dans le n 2, le flux du commerce indiqué ci-après, et dans le n 3 un flux suivant l'invention.
Les chiffres du tableau ci-dessous représentent les propriétés des trois alliages ainsi obtenus, et démontrent nettement les avantages du flux suivant l'invention.
EMI8.2
<tb>
N <SEP> Flux <SEP> Résistance <SEP> Limite <SEP> élas- <SEP> Allonge <SEP> % <SEP> Striction
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> la <SEP> trac- <SEP> tique <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tion <SEP> kg/mm2 <SEP> kg/mm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ------------
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> comme <SEP> ci- <SEP> 21,51 <SEP> 20,95 <SEP> 1,5 <SEP> 4,3
<tb>
<tb>
<tb> dessus
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 50% <SEP> KC1 <SEP> 21, <SEP> 09 <SEP> 17,57 <SEP> 7,0 <SEP> 14,1
<tb>
<tb>
<tb> 50% <SEP> LiC1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 75% <SEP> LiCl <SEP> 22,56 <SEP> 19947 <SEP> 34,0 <SEP> 61,4
<tb>
<tb>
<tb> 25% <SEP> LiF
<tb>
Ces flux n'ont pas été spécialement purifiés en ce qui con- cerne les sels de sodium, quoique le flux n 2 contienne environ la proportion de sodium des sels chimiquement purs.
L'avantage qui résulte de l'emploi du flux n 3 ap- parait d'après les propriétés de l'alliage n 3, dont l'al- longement est 5 fois supérieur à celui du n 2, et environ 13 fois celui du n 1. La striction de l'alliage n 3 est plus de 4 fois supérieure à celle du N 2, et plus de 14 fois supérieure à celle du n 1 De plus, le flux de l'opé- ration n 3 s'est déposé rapidement, et la pièce coulée é- tait sensiblement exempte d'inclusiono
Exemple 2 On affine un mélange d'un alliage en riblons se composant environ de 87 % de magnésium, 3 % de li- thium et 4 % de zinc, au moyen d'un flux se composant de 75% de chlorure de lithium et de 25 % de fluorure de lithium. Un tiers environ de l'alliage en riblons initial avait été pré- paré antérieurement avec le flux n 1 de l'exemple 1, et les deux autres tiers, avec le flux n 2 de cet exemple.
L'allia- ge préparé avec le flux n 2 contenant du lithium avec en- viron 2,5 % de sodium. On-a agité 360 parties du flux de 75 % de chlorure de lithium et de 25 % de fluorure de lithium a- vec 1181 parties en poids de l'alliage en riblons à une tem- pérature de 749 0 pendant 30 min. On a coulé l'alliage af- finé, puis on lui a fait subir un second traitement dans les mêmes conditions, et pendant la même durée, en ajoutant un supplément du flux de chlorure de lithium et de fluorure de
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lithium.
On a également déterminé les propriétés de l'al- liage après ce second affinage, Le tableau ci-dessous indi- que la composition des flux, la teneur en sodium trouvée, et les caractéristiques de résistance à la traction obtenues dans l'alliage (87% magnésium, 9 % lithium, et 4 % aine), ayant subi les trois traitements successifs avec divers flux.
EMI9.1
<tb>
N <SEP> Flux <SEP> Teneur <SEP> Résistance <SEP> Limite <SEP> élas- <SEP> Allong. <SEP> Striction
<tb>
<tb> approx, <SEP> à <SEP> la <SEP> trac-2 <SEP> tique <SEP> % <SEP> %
<tb>
<tb> en <SEP> sodium <SEP> tion <SEP> kg/mm <SEP> kg/mm--
<tb>
EMI9.2
------- -------- ----------- ------------ - - -------- ¯¯¯¯¯¯-¯- 1 Divers out2%0 21,30 18,84 3,6 7.6 2 75% LiCl- 0, lO 24,18 21, 37 2j,5 34;2
EMI9.3
<tb> 25% <SEP> LiF <SEP>
<tb>
EMI9.4
3 75 %Li01- 0,04% 24p48 21,72 32, 5 61, 2
EMI9.5
<tb> 25 <SEP> % <SEP> LiF
<tb> Flux <SEP> du
<tb> 2e <SEP> trait.
<tb>
On voit qu'au fur et à mesure des traitements succes- sifs de l'alliage avec le flux suivant l'invention, la te- neur en sodium diminue, la résistance à la traction et la limite élastique augmentent, et l'allongement et la stric- tion augmentant de 8 à 10 fois.
Exemple 3 On prépare une coulée sous un flux se composant de 49 % de chlorure de lithium, 49 % de chlorure de potassium, et 2 % de fluorure de calcium.- L'alliage a la composition de 1'exemplel et on opère dans les conditions indiquées dans cet exemple. On refoule sous pression la piè- ce moulée obtenue, et une fois refroidie, on la plie sur elle-même suivant un rayon inférieur à 1/4 de son épaisseur jusqu'à 180 sans rupture ni crique. ,
Si on désire de la même manière réduire la teneur en potassium de ces alliages, il est avantageux que les élé- ments du flux soient sensiblement exempts de sel de potas- sium.
Lorsque cette condition est moins importante, on peut employer dans le flux, le chlorure de potassium, ou d'autres sels de potassium, en réalisant ainsi un certain avantage, au point de vue de la réduction de son prix.
Les flux suivant l'invention sont très avantageux à utiliser avec les alliages de magnésium actuels du commerce.
On constate que les coulées en alliage A.S.T.M n 18 (So- ciété Américaine des essais de matériaux) (3% A1 1% Zn, 0,2%Mn complément Mg) et en alliage A.S.T.M. n 8, (6% Al, 0,7% 2n 0,2% Mn, complément Mg), préparées sous un flux contenant 75% LiOl, et 25 % LiF, se refoulent sous pression
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facilement, et complètement, aussi bien que les alliages pré- parés avec les flux du commerce actuels. La stabilité relati- vement forte des flux en présence de l'air et des gaz de la combustion, et le fait qu'ils sont sensiblement plus légers qu'un grand nombre d'alliages de magnésium, les rendent avan- tageux à utiliser à la fusion de ces alliages, par exemple dans un four à réverbère.
Les propriétés de ces flux les ren- dent également avantageux à utiliser à la refonte des riblons, en alliage de magnésium. Les riblons pénètrent immédiatement dans le flux lorsqu'on les charge, et par suite,- sont complè- tement protégés contre l'action de l'atmosphère.
Les flux suivant l'invention servent efficacement à diminuer la teneur en sodium des alliages, ce qui présente un avantage particulier en ce qui conc'erne les alliages de li- thium à base de magnésium, et améliore aussi notablement les autres alliages de métaux légers.
Une des propriétés remarquables du flux suivant l'in- vention consiste dabs le fait qu'il peut contenir des propor- tions relativement fortes de sodium, sans que l'alliage soit sensiblement ,contaminé par ce métal. La forte capacité d'ab- sorption du flux pour le sodium est très avantageuse, car cet élément est une impureté très nuisible dans les alliages de magnésium et de lithium, même en proportions très faibles.
Cette affinité du flux pour le sodium permet de l'utiliser à plusieurs reprises sans risque de contamination, ainsi que d'employer un flux et des éléments d'alliage moins bien affi- nés, en particulier au point de vue de la teneur en sodium.
Il est avantageux, mais non nécessaire que le flux ne con- tienne pas de sodium.
On peut compléter les traitementsdécrits ci-dessus en éléminant les métaux alcalins nuisibles, en particulier le sodium, de l'alliage en faisant subir à l'alliage fondu l'ac- tion de certains gaz, susceptible de diminuer la teneur en sodium de l'alliage. L'alliage peut être traité à l'état fon- du d'une manière quelconque appropriée et de préférence en contact avec le flux suivant l'invention par un gaz réactif tel que le chlore, ou un mélange de ces gaz, ou par des di- luants gazeux, tels que l'air ou des mélanges de chlore et d'azote. Le gaz est introduit au voisinage du fond du bain d'une manière appropriée quelconque, par exemple par un tube en acier débouchant au fond, du récipient.
Après avoir fait passer le gaz dans l'alliage fondu pendant un temps approprié et à une température appropriée,. on laisse reposer le mélange et on coule ou décante l'alliage d'une manière appropriée
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pour la séparer du flux
Lorsqu'on emploie 'ces gaz il est avantageux d'effec- tuer cette opération à une température relativement basse pour pouvoir régler leur réactivité chimique. Cependant on emploie de préférence des gaz moins réactifs que ceux des exemples limités précités. Ces gaz relativement moins réac- tifs sont l'ammoniaque et l'azote. On a constaté qu'il est particulièrement avantageux'd'employer l'azote gazeux.
Dans certaines conditions il forme des nitrures de magnésium et de lithium, mais on peut accepter alors une perte considé rable de métal en raison de la diminution de la teneur en éléments nuisibles et de l'amélioration qui en résulte des propriétés de l'alliageo
D'autres composés et éléments, qui sont gazeux à la température à laquelle on opère, par exemple supérieure à environ b49 C, mais qui sont liquides oumême solides à la température-ambiante, peuvent convenir dans l'application de l'invention dans la pratique. Par exemple on peut remplacer le chlore par le brome et même l'iode. Le prix plus élevé de ces halogènes peut être fâcheux, mais-il n'exerce pas dj' influence sur leur efficacité. Dans certains cas on peut em- ployer plusieurs "fréons",' tels que le dichloro-difluoromé- thane.
Exemple 4 On fond un alliage contenant environ 87 % de magnésium 9% de lithium et 4% de zinc dans un creu- set'en fer et on le maintient à une température d'environ 7320 C. On introduit de l'azote du commerce par un tube en acier débouchant au fond du creuset. On prélève des échan- tillons au bout de cinq et de trente minutes et on détermine leur teneur en sodium par l'analyse spectrographique.
Les résultats comparés avec ceux que donne un alliage non trai- té sont donnés dans le tableau ci-dessous :
EMI11.1
<tb> Durée <SEP> du <SEP> barbotage <SEP> Teneur <SEP> relative <SEP> Allongement <SEP> Striction
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> l'azote <SEP> dans <SEP> en <SEP> sodium <SEP> déter- <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> le <SEP> métal <SEP> minée <SEP> spectrogra-
<tb>
<tb>
<tb> phiquement
<tb>
EMI11.2
------------------- Mr.w.m.r.,rwrrrrrw rrrwrvrrrrrr.ry iwrr.wrwwW
EMI11.3
<tb> nulle <SEP> forte <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> 14, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
<tb> 5 <SEP> minutes <SEP> moyenne <SEP> 19,5 <SEP> 25,4
<tb> 30 <SEP> " <SEP> faible <SEP> 27, <SEP> 9 <SEP> 39.2
<tb>
A titre de vérification on a fondu le même alliage sous le même flux et on l'a maintenu à la même température sans faire passer d'azote.
Les échantillons prélevées au bout de cinq et trente minutes contenaient à peu près la
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même teneur en sodium et possédaient le même allongement et la même striction que l'échantillon initial.
Exemple 5 On a fait subir à un autre échantillon de l'alliage ayant à peu près la même composition que celui de l'exemple 4, un traitement par l'azote gazeux pendant vingt minutes. Avant le traitement l'allongement de 1,'alliage é- tait de 11% et la striction de 16,3 %. Acres le traitement de vingt minutes avec l'azote l'allongement était de 26 % et la striction de 34,8 %
Exemple 6 Un alliage contenant 8,8% de lithium et 4% de zinc, le complément étant du magnésium, avait un allongement de 16 % et une striction de 20,9 % avant-, le traitement .
On a fait passer du chlore gazeux dans l'alliage fondu sous un flux se composant de 50 ;1 de chlorure de li- thium et 50% de chlorure de potassium pendant une minute et demie , Après le traitement on a laissé le mélange se sépa- rer et on a coulé l'alliage. Les échantillons prélevés avaient un allongement de 27% et une striction de 44,4% représen tant respectivement une augmentation de 695 et 112 % par rapport à leurs valeurs initiales.
L'exemple suivant fait apparaître la forte affinité du flux pour le sodium et l'influence exercée sur lui par l'azote :
Exemple 7 On fond 1200 gr. d'un alliage ayant la composition approximative suivante :87% de magnéskum 9% de lithium et 4 % de zinc sous 375 gr. d'un flux se compo- sant de 75 % de chlorure de lithium et 25 ; de fluorure de lithium auxquels on avait ajouté 4 % en poids de chlorure de sodium. On traite le bain en y faisant barboter de l'azote gazeux pendant trente minutes, puis on coule l'alliage et on le refoule sous pression. La quantité de chlorure de sodium contenu dans le flux était suffisante pour introduire envi- ron 0,5 %'de sodium dans l'alliage.
On sait qu'une teneur aus- si forte en sodium donne lieu à un alliage de qualité infé- rieure dont l'allongement et la striction sont faibles et sont d'environ 9 et 13 % respectivement. Cependant on a ob- tenu des valeurs moyennes satisfaisantes d'environ 20 à 25 % d'allongement et 30 à 35 % de striction.
Suivant une autre caractéristique importante de l'in- vention, on peut ajouter du fluorure de lithium à un alliage préparé avec un flux de chlorure de lithium et réaliser une séparation nette du flux et du métal, qui avant l'addition du fluorure de lithium n'aurait paspu être coulé.
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On peut prolonger la durée utile d'un flux, souillé par le sodium et d'autres impuretés dans des conditions ne lui permettant plus d'exercer une action de purification suff sante sur un alliage de lithium à base de magnésium, en trai- tant le flux fondu en présence de. l'alliage fondu , par exem- ple d'un alliage en riblons, par l'azote ou un gaz conte- .nant de l'azote, tel que l'ammoniaque. Ce traitement peut s'effectuer d'une manière appropriée en introduisant le gaz au-dessous de la surface du bain au moyen d'un tube en fer et en le laissant barboter dans le flux jusqu'à ce que le degré de purification voulu soit obtenu. La durée du trai- tement par le gaz peut varier entre les limites étendues sui- vant, parmi d'autres causes, le volume du bain, la teneur en impuretés et le débit du gaz.
Cependant, si la teneur en impuretés n'est pas trop forte, et si le débit du gaz n'est' pas assez fort pour provoquer des éclaboussures excessives, une durée de trente minutes est généralement suffisante.
Les flux suivant l'invention permettent à des ou- vriers, même non spécialistes, de préparer des alliages don- nant satisfaction et exempts d'inclusions de scories, tandis qu'avec les flux antérieurement connus, une grande habile- té est nécessaire pour obtenir des coulées satisfaisantes exemptes d'inclusions.
Outre les opérations décrites ci-dessus, le mot "trai tement" doit être considéré comme désignant la pré- paration des alliages ou combinaisons des éléments, la modification de la composition par l'addition d'autres éléments ou de quantités plus fortes des éléments existant dé jà, l'affinage et la coulée de ces alliages
On a constaté, au cours d'une des opérations suivant l'invention que lorsqu'on ajoute au flux une quantité de chlorure de sodium équivalant à 0,6 % de sodium dans l'al- liage, 42 % du sodium disparaissent par évaporation de la scorie pendant l'addition du lithium.