CA1058109A

CA1058109A - Method of drawing high strength aluminum alloys_

Info

Publication number: CA1058109A
Application number: CA308,296A
Authority: CA
Inventors: Jean-Mary Wattier; Francis Guitton; Michel Denoux; Richard Deschamps
Original assignee: Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Current assignee: Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Priority date: 1977-07-29
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1979-07-10
Also published as: OA06012A; YU181478A; DK333178A; FR2398558B1; IL55216A; HU177294B; EP0000684B1; NO143785B; ES471988A1; MX150361A; AR215941A1; LU80055A1; NO143785C; IL55216A0; NO782585L; DE2860131D1; JPS5613529B2; ATA548278A; BR7804889A; JPS5426269A

Abstract

Procédé de filage suivi de trempe, d'alliage à base d'aluminium à haute résistance, des séries 2000 et 7000, dans lequel le rapport de filage est compris entre 20 et 200. Le filage est fait à l'aide d'un lubrifiant, à une vitesse supérieure à 15 m/mn. La température de filage est comprise entre Ts -50.degree.C et Ts -180.degree.C, Ts étant la température de solidus d'équilibre de l'alliage, et ajusté dans cet intervalle de telle sorte que la température du métal à la sortie de la filière soit comprise entre Tm et Ts, Tm étant la température minimale de mise en solution dudit alliage. Le métal est ensuite trempé sur chaleur de filage aux vitesses de refroidissement habituelles pour l'alliage considéré. Le procédé de l'invention permet d'obtenir des produits filés avec de bonnes caractéristiques mécaniques et un excellent état de surface.Spinning process followed by quenching, of an alloy based on high resistance, of the 2000 and 7000 series, in which the spinning ratio is between 20 and 200. The spinning is done using a lubricant , at a speed greater than 15 m / min. The spinning temperature is between Ts -50.degree.C and Ts -180.degree.C, Ts being the equilibrium solidus temperature of the alloy, and adjusted in this interval so that the temperature of the metal at the outlet of the die is between Tm and Ts, Tm being the minimum solution temperature of said alloy. The metal is then quenched on spinning heat at the usual cooling rates for the alloy considered. The process of the invention makes it possible to obtain spun products with good mechanical characteristics and an excellent surface condition.

Description

1051~109 ~ a présente invention concerne un procédé de filage d'alliages d'aluminium à haute résistance pour fabriquer des bar-res, tubes ou profilés.
Parlal:Liages d'aluminium à haute résistance", on entend des alliages permettant d'obtenir, après corroyage et traitement thermique, une résistance à la rup-ture supérieure à 35 kg/mm2, en particulier les alliages Al-Cu-Mg(Cu> 3 o~O~ Mg> 0,5 o,'), dont les plus connus sont le 2014, le 2017 A, le 2030, et le 2024, et les alliages Al-Zn-~g-Cu dont le plus connu est le 7075, selon les désignations de la norme française AFNOR NF ~-02-104.
~ e filage chemisé direct de ces alliages se fait de maniè-re habituelle à des vitesses assez faibles, de l'ordre de 2 à 8 m/minute avec des rapports de filage ne dépassant pas 40 général.
~n effet, en ~ilage chemisé, si l'on opère à des vitesse élevées et/ou avec aes rapports de filage élevés, la température du produit sortant de la filière est telle qu'il y a apparition de criques en surface ou surchauffe du métal, au moins en surface (phénomène dit de "br~lure") Il arrive, assez rarement, que llon cherche à tremper sur presse, c'est-à-dire ~ tremper le produit file dès sa sortie de la filière, certains de ces alliages comme le ~030. Dans ce cas, la ~itesse de ~ilage est en général plus ~`aible que la vitesse de fila-ge utilisée lors~u'il n'y a pas de trempe sur presse. ~n effet, pour que le metal soit convenablement mis en solution, il est néces-saire que la temperature de sortie du métal soit exactement contr8-l~e et oomprise entre la température de mise en solution solide de llallia~e et la température dlapparation de criques ou de br~lure;
d~autre part, la mise en solution solide doit etre convenable.
Pour oes raison~, la température de début de filage est en général tr~s proohe de la températuxe de mise en solution ~olide, afin que la billette ne p~ésente pas une précipitation intense qui rendrait diffioile la mise en solution solide; d'autre part, la vitesse de ~ '.

~` -1-~ OS8109 filage est ralentie, sous pour évi-ter un échauffement trop grand au cours du filage qui risquerait d'en-traîner llapparition de criques ou la bru^lure (fusion partielle des eutectiques métas-tables ou non), soit précisément parce qu'une température de fil-age élevée, proche de la temperature de mise en solution, est moins favorable ~ une vites3e ra~ide q-u'unc temperature plus bas3e, en raison des risques d'apparition de criques ou de brûlure.
Enfin, le bon compromis, déjà difficile à obtenir pour les rapports de filage habituels de 10 à 25, devient encore plus difficile à
atteindre pour les rapports de filage plus élevés en raison de l'échauffement plus important qui leur est associé. De toute manière, la température de sortie est difficile à maîtriser en rai-son de l'évolution tout au long du filage des forces de frottement, et donc des échauffements. `
Il existe des techniques qui permettent d~augmenter la vitesse de filage. On a cherché, par exemple, à augmenter la vitesse de filage en réduisant le frottement dans le contenant la filière, et en particulier en utilisan-t un lubrifiant. On peut le faire avec un lubrifiant classique, par exemple une graisse additionnée de bisulfure de molydène et/ou de graphite, en prenant certaines précautions pour que le lubrifiant reste en permanence en contact avec le métal.
Mais on peut utiliser ~galement un lubrifiant vitreux dont la vi~oosit~ est comprose entre 103 et 10~ poises entre 400 et 650 par exemple. Un lubri~iant vitrqux contenant des éléments tels que ~25 - 9203 - KXO - Na2, permet d~atteindre, dans ces conditions, des vite3ses sup~rieures à 100 m/minute. Ce procédé nlest pas encore utilis~ lndustriellement.
~ e procedé selon l~invention constitue un perfectionne-ment ~ ces techniques de filage rapide, et permet d~obtenir desproduits presentant un excellent état de surface, et de bonnes caractéristiques mécaniques et métallurgiques dans des conditions ,, : `:
-X- ' - .

!r............. - . /.. ,~ . . -~ Q58iO5~
économiques très favorables.
~ a demanderesse a trouvé que, sous certaines conditions, il était possible d'associer, pour ces alliages, la trempe sur presse à des rapports de filage élevés et à une vitesse de filage élevée, cette vitesse de filage élevée étant même, à condition qu'elle soit su~:~isamment élevée, un élement favorable à bon con-trôle de la mise en solution solide avant trempe.
~ e procédé selon l'invention consiste à filer avec un lubrifiant des alliages d'al~inium à haute résistance, avec un rapport de filage compris entre 20 et 200, et une vitesse de filage supérieure à 15 m/minute (et de préférence supérieure à 30 m/minute), dans les conditions suivantes:
a) la température de filage, c'est-à-dire la température de la billette au moment de la compression, est comprise entre ~s -180C et ~s -50 C, Ts étant la -temperature de solidus d'équili-bre de l~alliage;
b) pour chaque rapport de filage, cette température de `
filage est ajustée de telle sorte que la température de sortie soit comprise entre Tm et Ts, et de préférence Tm et ~`s -30C, Tm étant la température minimale pour qu'il y ait mise en solution de l~al-liage dans le cas o~ la trempe est faite dc~ns un ~our de mani~re traditionnelle;
c) le métal est trempé sur chaleur de ~ilage, Q I est-~-dire sans qu~il y ait un refroidissement suivi dlun nouveau réchauf-~a~e avant txempe, ~ la sortie de la presse, aux vitesses de refroi-dissement habituelles pour cet alliage. De préférence, le début de la trempe lntervient après une attente telle que la température ~e descende pa~ au-dessous de la tempéra-ture critique avant intro-duction dans le milieu de trempe, c~est-à-dire la température à
laquelles appara~t une précipitation détruisant la mise en solu-t~on t450 environ pour le 2017 A et le 2030).
A titre indicatif, des valeurs moyennes de Ts et ~m pour _3_ ~ 0 ~ ~ l Q ~
les pricipaux alliages à haute resi.stance, sont mentionnees dansle tableau ci-dessous:
allia e . , ~ .. . _____ .. _ l alliage ~s ( C) 1' (C) . . . _, . ~ ._ .

2017 ~ 5~5 ~90 2030 5~0 490 .
7075 535 _ :
Ces valeurs dépendent, bien entendu, de la composition exacte de l~alliage.
Dans le cas des alliages de la série 2000, de composition suivante: -Cu 3,5 à 5 ~,~
Mg 0,4 à 1 ~
Si ~ 1,2 %
éventuellement Pb 0,3 à 1,4 q~
le reste étant de l~aluminium avec des impurtés ou des éléments secondaires d~addition tels que Fe, Cr, ~ n aux teneurs habituel-les, la temperature de ~ilage est comprise entre 350C et ~80C, et la température de sortie de la filière est comprise entre 480C
et 53~~t et de pr~érence ~0C à 500C.
On constate qu~avec cette technique, la température de sor~
~ie . apr~ ~ila~e peut ~tre convenablement controléeJ du fait que les vitesse~ de filage élevées et/ou le frottement reduit, permet-tent d~obtenir des conditions quasiadiabatiques au cours du filageJ
de t~lle sorte qu~à l~exception d~une petite partie à l'extrémité
du produit ~ , qui pourra être éliminée, la temperature est uni-~orme avec ecart ne dépassant pas 10C d~un bout à l~autre du ~ilage. Il est également avantageux que le filage se passe en un ~0~ 9 temps très court, inférieur à 30 secondes, et même 20 secondes, qu'elle que soit la longueur de la billette, choisie parmi les longueurs industrielles.
~ es temps de ~ilage tres courts permettent en outre une lubrification plus uni~orme d'un bout à l'autre du filage et un meilleur aspect. I1 peut ~tre intéressant de ne pas introduire le métal dans le fluide de refroidissement immédiatement à la sortie de filière. ~'attente avant trempe, lorsqu'elle est pratiquée, permet de parfaire la ~ise en solution. Sa durée, comprise géné-ralement entre 15 et 90 secondes, est déterminée par deux exigen-ces opposées: d'une part accroître le temps de mise en solution pour améliorer la qualité métallurgique du produit filé, d~autre part, ne pas séjourner dans le domaine critique de précipitation, ce qui diminue les caractéristiques mécaniques et sensibilise l'al-liage à la corrosion intercristalline. Une homogéisation préalable de la billette est en général favorable à la fois à bon aspect et à une bonne mise en solution; cette homogénéisation se faisant entre 480C et 520C pendant une durée de 1 à 24 heures.
Il peut ~tre également avantageux de réchauffer la bil-lette avant filage à une temperature voisine de la tempéra-ture normale de mise en solu-tion solide de l'alliage, qui est souvent supérieure de plus ~e 20C ~ la température de filage. Dans ce cas, la billette est refroidie ~apidement, en moins de 3 minutes, et de pr~f~rence moin~ d'une minute, par exemple par un dispositif de pulv~risation permettant d'cviter les tapures jusqu'~ la tempéra-ture de ~ilage~ Cette disposition assure une mise en solution plus ~ompl~te de l'alliage et permet d'éviter des précipités trop impor--ta~ts~ ~u cours du filage. De cette manière, la chaleur dégagée par le ~ila~e va permettre une mise en solution du métal après la sortie de la ~ilière dans un temps très court.
On peut utiliser pour le filage tout lubrifiant et toute techni~ue de lubrification permettant les rapports et vitesse de .

. ~ , . . . . . . .

~ 0$81Q~
filage indiqués, le filage hydrosta-tique pou~ant également ~tre assimilé à un filage lubrifié.
Il est particulièrement avantageux d'avoir recours à un lubrifiant soluble dans le milieu de trempe, ce qui permet de combiner, en une seule opération sur presse, la trempe et l'enl~-vemen-t du lubrifiant.
Par exemple, on peu-t utiliser comme lubrifiant, le pro-duit vitreux mentionné ci-dessus (1'25 ~ 323 + ~2 + ~a20) qui es-t soluble dans l'eau ou dans un liquide contenant plus de 80 ~0 d'eau, le reste étant des additifs de trempe; l'élimination du lubrifiant du produit filé se fait alors instantanément.
~ a trempe peut se faire de manière connue en soi par aspersion ou par immersion.
~ invention sera illustrée par les exemples de réalisation suivants qui sont donnés à titre indicatif, et non limitatif.
Exemple l:
Des billettes de diamètre lO0 mm en 2017A et 2030 ont été homogénéisées 6 h à 500C dans un four à air dormant, puis refroidies à l'air ambiant sans précautions particulières. ~es billettes découpées en lopins ont été réchauffees à 400 C en 5 minutes, puis filées à la presse avec un lubrifiant sous forme de barres de diamatre 22 mm (rapport de filage 22), à une vitesse de 70 m/mn. Dans ces oonditions, le filage se ~ait en 15 secondes.
~ a température de sortie des barres était comprise entre ~90~ et 500C poux le~ 2 alliages, ceci d~un bout à l~autre des barres~
~ a t~empe à l~eau a été e~fectuée aloxs dans les trois oas ~uivants:
- immédiatement après filage, ~0 - 45 secondes après filage, - 90 secondes après filage.
Après trempe, les barres ont subi un étirage de 3 q' de façon à

~ I)S~ 9 obtenlr un état ~3 au diamètre de 21,7 mm.
Différents essais de caractérisatio~ on-t été faits com-parativement à des alliages traités de manièrc conventionnelle, c'est-à-dire:
- homogénéisation à 500C, - filage chemisé à 350~ à 4-5 m/mn, - étirage 30 ~ environ, - mise en solution séparée, durée 30 minutes à 490C et trempe à l'eau, - dressage.
Pour tous les cas de barres filées avec lubrifiant (qu'il s'agisse de verre ou d'un produit graphité contenant du suIfure de Mo)~ les tolérances so~t telles, que même après ~1 simple "calibrage"~
de 3 ,~, les barres sont conformes à des caractéristiques de barres étirees.
~ es caractéristiques obtenues sont données dans le tableau ci-dessous dans lequel sont rappelées les conditions de transfor-mation:

. ~emps d~at- C_ractéri stiques m ~caniques Alliage ~ila~e ~i~te enttre limite ~harge de allonge-trempe R0,2 - MPa ~M - MPa A5 - ~o . _, . . ~ ~~. _ . . - _ . . , . 0 ~36 393 12 2017 A lubrifi.e 45 s 307 416 16 , ~Os 287 3~ 13,2 ~ _. _r . , __",_ _ ~ . __ ~_ - _--~ _ - __ .
ohemi9~ 369 459 15,8 . _ _ ~ . ,. . . . ... .
0 348 ~45 12 2030 lubxi~ie 45 s 338 4~0 14,5 . 90 s 341 443 13,6 . , . . . ,_ __ . _.... . .
_. chemisé 374 448 16,7 ~ . . . ~ .

lt3S~

Des essais de corrosion intercristalline ont été
pratiques dans tous les cas. On ne note aucune susceptibilitc hormis pour les cas où le temps d'attente en~re trempe et filage est de 90 secondes. Ceci s'explique par le falt que l'on est passé dans le domaine de précipitation de ~l-Cu-Mg et qu'aux tem-pératures envisagées (~ 400C), la précipitation est intense.
Des essais de ~atigue en flexion rotative nlont pas per-mis de mettre en évidence des écarts significatifs entre les pro-duits issus du filage lubrifié et du filage chemisé
On constate que dans tous les cas, les caxactéristiques mécaniques sont conformes aux normes en vigueur. Néanmoins, dans le cas de l'alliage 2017A les caractéristiques mécaniques sont un peu inférieures à ce que l'on obtient après mise èn solution au four, en particulier au niveau des allongements à la rupture. ~es allongements les plus élevés sont obtenus quand il existe entre filage et trempe un temps d'attente de 45 secondes. Or, pour cette durée, la tempéra-ture de la barre est d'environ 450C, c'est-~-dire à la limite du seuil de précipitation. Il s'agit donc d'un temps optimal pour le cas de filage envisagé pexmettant une mise en solu-tion plus complète.
~ xemple ?:
Des billettes de diamètre 100 ~m en 2017 ~ et 2030 ont ~té homogènéisées 6 h ~ 500~ puis refroidies à ltair ambiant sans pr~cautions particulières. I~es billettes découpées en lopins ont ~t~ xechau~ees à ~90C pendant 1/2 heure, puis refroidies xapide-ment ~ 400C(l minute) en~in fil~es à cette température à une vites-~e de 70 m/~n d~ns des conditions similaires à celles de l'exemple 1, o'0~t-~-dire filage lubri~ié de barres de diamètre 22 mm.
~ a tempéxature de sortie des barres ainsi obtenues se situe entre 490 et 500 ~. ~a trempe à l'eau a été effeotuée alors l~n~diatement après filage.
Enfin, les barres ont été étirées de 3 $. Elles présenten-t - , . . . . .

~05810~
des caractéristiques dimensionnelles propres aux barres étirées.
~ es caractéristiques mécaniques suivantes ont été
obtenues:

Alliages R 0,2 - ~Pa ~ Mra A5 -_. ~ r- _ __ . ~
2017 407 536 15,5 On note le gain important sur les caractéristiques mécaniques réa- I -lisé par rapport à celles de l'exemple 1, dû au traitement thermi-que préalable avan-t filage.
Exemple 3:
Des billettes en alliage 2030 de diamètre 145 mm ont été
filées sous ~orme de barres carrées de 20 x 20 mm (rapport de filage ~ -~4) dans les conditions suivantes:
- filage lubrifié au verre, - réchau~age 410C, - vitesse 50 m/mn, soit environ 20 secondes de filage, ~;
- trempe à l'eau après 30 secondes de maintien après filage.
Compte-tenu des tolérances dimensionnelles et de llaspect de sur-~ace obtenu, un simple calibrage de 3 'j' a ~té su~isant pour obte-nir des barres Carrées répondant aux normes des barres étirées.
~es caractéristiques mecaniques obtenues après calibrage de 3 ~,' sont:
R 0,2 ~ ~04 MPa ; Rm = 491 ; ~5 ~
Cet exemple lllustre bien le ~ait qu~il est possible d~obt~nir, dans de bonnes conditions, des ~ormes autres que cylin-drique~.
emple_4 .

Des billettes en alliage 2030 de diamètre 145 mm ont été
homogénéisées puis refroidies à l~air ambiant sans précautions - , , - . . - , . ~. , - ~

, . ~. . . . ..

9.oS~ 6~

particulières, ~es billettes découpées en lopins ont été
réchauffées à 370C, filées a cette température avec une graisse graphitée à une vitesse de 100 m/mn, sous forme de barres de dia-- mètre 12 mm.
~ a température de sortie du fil obtenu se situe vers 510C et reste constante tout au long du filage qui dure 30 secon-des environ! ~a trempe à l'eau a été effectuée 20 secondes après filage. ~nfin, les barres ont été étirées de 3 ~ pour obtenir un diamètre de 11,8 mm. ~es tolérances dimensionnelles sont toujours - 10 compatibles avec celles des produits étirés, ~ es caractéristiques mécaniques obtenues sont les suivants:
R 0,2 = 339 MPa ; Rm = 444 M~a ; ~5 = 14 %
Ces caractéristiques mécani~ues son-t tout à fait comparables à cel-les obtenues dans les autres exemples.

--10-- .'.' .`".~ ' . 1051 ~ 109 ~ a present invention relates to a spinning process high strength aluminum alloys to make bars res, tubes or profiles.
Parlal: High strength aluminum bonds "means alloys making it possible to obtain, after working and processing thermal, a resistance to breakage greater than 35 kg / mm2, in particularly Al-Cu-Mg alloys (Cu> 3 o ~ O ~ Mg> 0.5 o, '), including the best known are 2014, 2017 A, 2030, and 2024, and Al-Zn- ~ g-Cu alloys, the best known of which is 7075, according to designations of the French standard AFNOR NF ~ -02-104.
~ e direct jacketed spinning of these alloys is done re usual at fairly low speeds, on the order of 2 to 8 m / minute with spinning ratios not exceeding 40 general.
~ n effect, in ~ jacketed island, if operating at high speeds and / or with high spinning ratios, the product temperature leaving the industry is such that there are cracks in surface or overheating of the metal, at least on the surface (phenomenon known as of "burning") It happens, quite rarely, that llon tries to soak on press, i.e. ~ soak the product file as soon as it leaves the die, some of these alloys such as ~ 030. In this case ~ itesse de ~ ilage is generally more ~ low than the speed of fila-ge used during ~ u 'there is no quenching on press. ~ n effect, in order for the metal to be properly dissolved, it is necessary make sure that the metal outlet temperature is exactly controlled l ~ e and omitted between the solid solution temperature of llallia ~ e and the temperature of appearance of cracks or burning;
on the other hand, the solid solution must be suitable.
For these reasons, the temperature at the start of spinning is generally very close to the temperature of solution solution ~ olide, so that the billet does not present an intense precipitation which would make diffioil the placing in solid solution; on the other hand, the speed of ~ '.

~ `-1-~ OS8109 spinning is slowed down, to avoid overheating during the spinning process which could cause the appearance of coves or scorch (partial fusion of metasic eutectics tables or not), or precisely because a wire temperature high age, close to the solution temperature, is less favorable ~ a speedy ra ~ ide q-u'unc lower temperature, due to the risk of cracks or burns.
Finally, the right compromise, already difficult to obtain for reports usual spinning from 10 to 25, becomes even more difficult to reach for higher spinning ratios due to the greater heating associated with them. Any way, the outlet temperature is difficult to control because sound of the evolution throughout the spinning of the friction forces, and therefore overheating. ``
There are techniques that can increase the spinning speed. We tried, for example, to increase the spinning speed by reducing the friction in the container sector, and in particular by using a lubricant. We can do it with a conventional lubricant, for example a grease with molydene disulphide and / or graphite, taking certain precautions so that the lubricant remains permanently in contact with metal.
But we can also use ~ a glassy lubricant including the vi ~ oosit ~ is composed between 103 and 10 ~ poises between 400 and 650 for example. A lubricant ~ iant vitrqux containing elements such as ~ 25 - 9203 - KXO - Na2, allows to reach, under these conditions, velocities greater than 100 m / minute. This process is not still used ~ industrially.
~ e process according to the invention constitutes a perfection-ment ~ these fast spinning techniques, and allows to obtain products with an excellent surface finish, and good mechanical and metallurgical characteristics under conditions ,, : `:
-X- '-.

! r ............. -. / .., ~. . -~ Q58iO5 ~
very favorable economic conditions.
~ the plaintiff has found that, under certain conditions, it was possible to associate, for these alloys, quenching on press at high spinning ratios and at spinning speed high, this high spinning speed being even, provided let it be known ~: ~ is high, an element favorable to good con-trole of the placing in solid solution before quenching.
~ e method according to the invention is to spin with a lubricant of high strength al ~ inium alloys, with a spinning ratio between 20 and 200, and a spinning speed more than 15 m / minute (and preferably more than 30 m / minute), under the following conditions:
a) the spinning temperature, i.e. the temperature of the billet at the time of compression, is between ~ s -180C and ~ s -50 C, Ts being the equilibrium solidus temperature -alloy bre;
b) for each spinning report, this temperature of `
wiring is adjusted so that the outlet temperature is between Tm and Ts, and preferably Tm and ~ `s -30C, Tm being the minimum temperature for the solution of al ~ al tying in the case where the quenching is made in one way traditional;
c) the metal is quenched on ~ ilage heat, IQ is- ~ -to say without there being a cooling followed by a new heating ~ a ~ e before txempe, ~ the press outlet, at cooling speeds dissement usual for this alloy. Preferably the start quenching occurs after a wait such as temperature ~ e descends pa ~ below the critical temperature before intro duction in the quenching medium, that is to say the temperature at which appears a precipitation destroying the solu-t ~ on t450 approximately for 2017 A and 2030).
As an indication, average values of Ts and ~ m for _3_ ~ 0 ~ ~ l Q ~
the main high-resistance alloys are listed in the table below:
alia e . , ~ ... _____ .. _ l alloy ~ s (C) 1 '(C) . . . _,. ~ ._.
2014 535,490 2017 ~ 5 ~ 5 ~ 90 2030 5 ~ 0 490.
7075 535 _ :
These values depend, of course, on the exact composition of the alloy.
In the case of alloys of the 2000 series, of composition next: -Cu 3.5 to 5 ~, ~
Mg 0.4 to 1 ~
If ~ 1.2%
possibly Pb 0.3 to 1.4 q ~
the rest being aluminum with impurities or elements secondary additions such as Fe, Cr, ~ n at the usual contents-them, the temperature of ~ ilage is between 350C and ~ 80C, and the die outlet temperature is between 480C
and 53 ~~ t and pr ~ erence ~ 0C to 500C.
It can be seen that with this technique, the exit temperature ~ ie. apr ~ ~ ila ~ e can ~ be properly controlledJ the fact that the high spinning speeds ~ and / or the reduced friction, allows try to obtain quasi-adiabatic conditions during spinning so that except for a small part at the end of the product ~, which can be eliminated, the temperature is uniform ~ elm with deviation not exceeding 10C from one end to the other of the ~ island. It is also advantageous that the spinning takes place in one ~ 0 ~ 9 very short time, less than 30 seconds, and even 20 seconds, whatever the length of the billet, chosen from industrial lengths.
~ es very short ~ ilage times also allow more even lubrication ~ elm from one end to the other of the spinning and a better appearance. It may be interesting not to introduce the metal in the coolant immediately at the outlet sector. ~ 'wait before quenching, when practiced, allows to perfect the ~ ise in solution. Its duration, generally understood between 15 and 90 seconds, is determined by two requirements these opposites: on the one hand increasing the time for solution to improve the metallurgical quality of the spun product, other share, do not stay in the critical area of precipitation, which decreases the mechanical characteristics and sensitizes the bonding to intercrystalline corrosion. Prior homogenization of the billet is generally favorable both to good appearance and to good dissolution; this homogenization taking place between 480C and 520C for a period of 1 to 24 hours.
It can also be advantageous to warm the bil-lette before spinning at a temperature close to temperature normal solid solu-tion of the alloy, which is often plus ~ e 20C higher than the spinning temperature. In that case, the billet is cooled ~ quickly, in less than 3 minutes, and preferably less than one minute, for example by a spraying to avoid curtains up to temperature ture of ~ ilage ~ This provision ensures a more solution ~ ompl ~ te of the alloy and allows to avoid too important precipitates--ta ~ ts ~ ~ u during spinning. In this way, the heat given off by the ~ ila ~ e will allow a dissolution of the metal after the exit from the ~ ilière in a very short time.
Any lubricant and any lubrication techni ~ allowing the reports and speed of .

. ~,. . . . . . .

~ 0 $ 81Q ~
spinning indicated, hydrostatic ticking for ~ ant also ~ tre assimilated to lubricated wiring.
It is particularly advantageous to use a lubricant soluble in the quenching medium, which allows combine, in a single press operation, quenching and enl ~ -lubricant.
For example, can you use as a lubricant, glassy product mentioned above (1'25 ~ 323 + ~ 2 + ~ a20) which is it soluble in water or in a liquid containing more than 80 ~ 0 water, the remainder being quench additives; elimination of lubricant of the spun product is then instantaneously.
~ quenching can be done in a manner known per se sprinkling or immersion.
~ invention will be illustrated by the exemplary embodiments following which are given as an indication, and not limiting.
Example 1:
10 mm diameter billets in 2017A and 2030 have were homogenized 6 h at 500C in a dormant air oven, then cooled in ambient air without special precautions. ~ es billets cut into pieces were reheated to 400 C in 5 minutes, then spun in the press with a lubricant in the form bars of diameter 22 mm (spinning ratio 22), at a speed 70 m / min. In these conditions, the spinning takes ~ 15 seconds.
~ at the outlet temperature of the bars was between ~ 90 ~ and 500C lice on ~ 2 alloys, this from one end to the other bars ~
~ a ~ water spoiler was carried out aloxs in the three oas ~ following:
- immediately after spinning, ~ 0 - 45 seconds after wiring, - 90 seconds after wiring.
After quenching, the bars have undergone a drawing of 3 q 'so that ~ I) S ~ 9 obtain a state ~ 3 with a diameter of 21.7 mm.
Different characterization tests have been made compared to alloys treated in a conventional manner, that is to say:
- homogenization at 500C, - jacketed wiring at 350 ~ at 4-5 m / min, - stretching 30 ~ approximately, - separate solution, duration 30 minutes at 490C and water quenching, - dressage.
For all cases of bars spun with lubricant (which glass or graphite product containing sulfur Mo) ~ so ~ t tolerances such that even after ~ 1 simple "calibration" ~
from 3, ~, the bars conform to the characteristics of bars stretched.
~ the characteristics obtained are given in the table below in which the processing conditions are recalled mation:

. ~ emps d ~ at- C_ractéri stiques m ~ caniques Alloy ~ ila ~ e ~ i ~ te enttre limit ~ harge de elongation-quenching R0,2 - MPa ~ M - MPa A5 - ~ o . _,. . ~ ~~. _. . - _. . , . 0 ~ 36,393 12 2017 Lubricated 45 s 307 416 16 , ~ Os 287 3 ~ 13.2 ~ _. _r. , __ ", _ _ ~. __ ~ _ - _-- ~ _ - __.
ohemi9 ~ 369,459 15.8 . _ _ ~. ,. . . . ...
0 348 ~ 45 12 2030 lubxi ~ ie 45 s 338 4 ~ 0 14.5 . 90 s 341 443 13.6 . ,. . . , _ __. _..... .
_. jacketed 374 448 16.7 ~. . . ~.

lt3S ~

Intercrystalline corrosion tests have been practical in any case. No susceptibility is noted except for cases where the waiting time in ~ re quenching and spinning is 90 seconds. This is explained by the falt that we are passed in the precipitation range of ~ l-Cu-Mg and only at tem-expected peratures (~ 400C), precipitation is intense.
Tests of ~ atigue in rotary bending do not per-put to highlight significant differences between pro-duits from lubricated spinning and jacketed spinning We note that in all cases, the caxacteristics mechanical complies with the standards in force. However, in the case of the 2017A alloy the mechanical characteristics are a little less than what is obtained after solution in oven, especially at the elongations at break. ~ es the highest elongations are obtained when there is between spinning and quenching a waiting time of 45 seconds. Now, for this duration, the temperature of the bar is about 450C, that is to say ~
at the limit of the precipitation threshold. So this is a time optimal for the envisaged spinning case allowing a solu-more complete.
~ xample ?:
100 ~ m diameter billets in 2017 ~ and 2030 have ~ homogenized tee 6 h ~ 500 ~ then cooled with ambient air without special precautions. I ~ es billets cut into pieces have ~ t ~ xechau ~ ees at ~ 90C for 1/2 hour, then cooled xapide-ment ~ 400C (l minute) in ~ in wire ~ es at this temperature at a speed-~ e of 70 m / ~ nd ~ ns conditions similar to those of Example 1, o'0 ~ t- ~ say lubricated spinning ~ 22 mm diameter bars.
~ at the exit temperature of the bars thus obtained is between 490 and 500 ~. ~ water quenching was done then l ~ n ~ diatement after spinning.
Finally, the bars were stretched by $ 3. They present -,. . . . .

~ 05810 ~
dimensional characteristics specific to drawn bars.
~ The following mechanical characteristics have been obtained:

Alloys R 0.2 - ~ Pa ~ Mra A5 -_. ~ r- _ __. ~
2017 407,536 15.5 We note the significant gain on the mechanical characteristics rea- I -compared to those of Example 1, due to the heat treatment beforehand before spinning.
Example 3:
2030 alloy billets with a diameter of 145 mm have been spun under ~ elm of 20 x 20 mm square bars (spinning ratio ~ -~ 4) under the following conditions:
- glass-lubricated wiring, - stove ~ age 410C, - speed 50 m / min, or around 20 seconds of spinning, ~;
- water quenching after 30 seconds of holding after spinning.
Taking into account the dimensional tolerances and the aspect of sur-~ ace obtained, a simple calibration of 3 'I was ~ sued for obtaining nir of Square bars meeting the standards of drawn bars.
~ es mechanical characteristics obtained after calibration of 3 ~, ' are:
R 0.2 ~ ~ 04 MPa; Rm = 491; ~ 5 ~
This example illustrates well the ~ that it is possible to obtain, under good conditions, elms other than cylin-drique ~.
ample_4 .

2030 alloy billets with a diameter of 145 mm have been homogenized and then cooled to ambient air without precautions -,, -. . -,. ~. , - ~

,. ~. . . . ..

9.oS ~ 6 ~

particular, ~ the billets cut into pieces have been reheated to 370C, spun at this temperature with a grease graphitized at a speed of 100 m / min, in the form of diameter bars - 12 mm meter.
~ at the outlet temperature of the wire obtained is located towards 510C and remains constant throughout the spinning which lasts 30 seconds about! ~ water quenching was carried out 20 seconds after spinning. ~ nfin, the bars have been stretched 3 ~ to get a 11.8 mm diameter. ~ dimensional tolerances are always - 10 compatible with those of stretched products, ~ The mechanical characteristics obtained are as follows:
R 0.2 = 339 MPa; Rm = 444 M ~ a; ~ 5 = 14%
These mechanical characteristics are completely comparable to that.
those obtained in the other examples.

--10--. '.' .` ". ~ '.

Claims

The realizations of the invention, about which a right exclusive property right or lien is claimed, are defined as follows:

1. Spinning process followed by quenching, based alloys high strength aluminum, 2000 and 7000 series, in which the spinning ratio is between 20 and 200, characteristic laughed at that:
a) the spinning is done using a lubricant, at a speed greater than 15 m / min;
b) the spinning temperature is between Ts -50 ° C
and Ts -180 ° C, Ts being the equilibrium solidus temperature of the alloy, and adjusted in this interval so that the temperature of the metal at the outlet of the die is between Tm and Ts, Tm being the minimum solution temperature of said alloy;
c) the metal is quenched on spinning heat at speeds usual cooling for the alloy considered.

2. Method according to claim 1, characterized in that that the spinning is carried out at a speed greater than 30 m / min,

3. Method according to claim 1, characterized in that that the temperature of the metal at the outlet of the die is understood between Tm and Ts - 30 ° C.

4. Method according to claim 1, characterized in that the total spinning time is less than 30 seconds.

5. Method according to claim 4, characterized in what the total spinning time is less than 20 seconds.

6. Method according to claim 1, characterized in that that the start of the quenching occurs after a wait included between 15 and 90 seconds from the outlet of the die and at a temperature above the critical precipitation temperature tion.

7. Method according to claim 1, characterized in that that the billet is reheated to at least a higher temperature minus 20 ° C at the spinning temperature, then cooled to the spinning temperature, so that the total time between exit from reheating oven and start of spinning does not exceed three minutes.

8. Method according to claim 1, characterized in that that the lubricant is soluble in the quench medium.

9. Method according to claim 8, characterized in that that the lubricant is a glassy product soluble in water, based of P2O5, B2O3, K2O, Na2O.

10. Method according to claim 1, characterized in that that the alloy used comprises the following main elements:
Cu: 3.5 to 5%
Mg: 0.4 to 1%
Yes ? at 1.2%
and, where appropriate, from 0.3 to 1.4% of lead, the rest being aluminum with impurities or secondary elements to the contents and the temperature at the start of spinning is between 350 ° C and 480 ° C, and the outlet temperature of the die is between 480 ° C and 530 ° C.

11. Method according to claim 10, characterized in that that the outlet temperature of the die is between 480 ° C and 500 ° C.

12. Method according to claim 10, characterized in that the billet is homogenized from 1 h to 24 h between 480 ° C and 520 ° C.