CA1066092A

CA1066092A - Conducteurs electriques en alliages d'aluminium et procede d'obtention_

Info

Publication number: CA1066092A
Application number: CA236,950A
Authority: CA
Inventors: Jean-Claude Nicoud
Original assignee: Societe de Vente de lAluminium Pechiney SA
Current assignee: Rio Tinto France SAS
Priority date: 1974-10-04
Filing date: 1975-10-01
Publication date: 1979-11-13
Also published as: IL48191A; TR18340A; DK443075A; JPS5512179B2; ZA756286B; SE7511075L; ES441460A1; BE834196A; FR2286886B1; LU73500A1; BR7506322A; CH602925A5; GB1518546A; FI752714A; NL7511624A; DE2543899B2; NO753306L; DE2543899A1; SE416823B; DE2543899C3

Abstract

L'invention a pour objet un nouvel alliage d'aluminium destiné à la fabrication de conducteurs électriques, en particulier sous forme de fils tréfilés. Ce nouvel alliage d'aluminium dérivé de l'A-GS/L par addition de fer et de nickel ou de cobalt, est caractérisé en ce que les teneurs pondérales de silicium et de magnésium sont liées par la formule (Si) - 0,58 (Mg) 0,25 % et en ce que le rapport de la somme des teneurs pondérales en nickel et en cobalt à la teneur pondérale en fer est compris entre 0,5 et 1,5. Ce nouvel alliage permet, sans diminution sensible des couples chargés de rupture-allongement. L'invention s'applique principalement à la fabrication de fil conducteur pour les installations domestique, pour les câbles téléphoniques et de fil émaillé pour bobinages.

Description

~ -a 2:~;sexl1:e i~ t:ion a pour obiet des conducteurs en alli.age9 d'..~ n ~ c~xs.cteristiques ~fczniques et électri~ues am~liorées, air.si ~ue levr procedé de fabrica.tioll~
I,es conductcurs, objet de l'illvention~ sont destinés : SUl'tOUt a~ installations domesti.ques9 au~ câbles t~l~pr.oniques et ~ la fabrica~ion de fils de bobinage en particulier émaillés.
~ ~'utilisation comme conducteurs électriques des alliaGes : d'aluminium a co~mencé avec les câbles de transport de force .~:
aérier.s pour lesquels on a utilisé tout d'abord l'aluminium à
~ 10 moins de 0,5~ d'impuretés dénom~ne A 5/~ ~ l'état 4/4 durO ~es câbles étaient des câbles hétérogènes a conducteurs d'alumini~
et âme d'acier. ~orsqu'on a cherché ensuite a faire des câoles homogèrles et qu'un.e résistance a la rupture plus importznte e~ti~
devenue nécessaire, on a utilisé un allia~e déno~mé A-~ S/~ con-tenant environ 0,7 '~ de magnésium, environ 0,6 ~~ de siliciu~ et : jusque 0,35 % de fer.
. Ce dernier alliage peut acqv.jrir par traitement ther-- mique de mi e en solution, trempe, tréfilage et revenu, des C2- racté.ristiques mécaniques intéressantes:
- charge de rupture R = 35 k~mm2 - - allor~ement A ~ 7 %
Sa résistivité~ - 3,25 ~ ~ cm est to~ltefois se~siblc-.~ , . .
ment plus éle~ée que celle de 1'~ 5/~.
~'application des alliages d'alumin.ium conqme conduc~
te~s s'est ensuite étendue aux câbles d'énergie isolés pOUl' les-quels l'A 5/~ ét2it générale~ent utilisé.
Pour des applications électriques autres que les lig~es de tr~nsport de puissance ou les cables isolés, telles.que par exemple, le fil pour installation3 domestiques ou le cable téléphonique, il ~aut utiliser un fil de conductivité électri.qus voisine de celle de l'A 5/I, m~is présentant a allon~eL~e~t é~zl (environ 1.05~), des char~os de ruptu~e superieures.
-J
,~
' ' .
6 0~ %
D~autrex qualit,és t~-Ll~ que la tenue au fluage, l~ pliabilité
et la tr(~I'ilabilité ~ ~rande v:itesse sonl, également requisesO
Il est cor~u (brevet français publié sous le n~ 2 053 838 et brevet français publi~ 90US le n~ 2~l7g.5~,5) d'utiliser pour ces applications l'alliage AGS/~ mais dans un état métallur~ique t-el que sa conductivité électriqu.e soit al~mentee et sa charge de rupture diminuée par rapport a ce qu'elles sont dans l'A-GS/~ pour câbles aériens.
On sait en efiet que les allia~es contenant du ~a-gnésium et du ~ilicium peuven-t acquérir,des caractéristiques mécaniques élevées par le phéllomène de durcisscment structu-ral. . ~ ;
Schématiquement ce .traitement comprend:- ~1e mise en. solution ~ température élevée des composés inter-métalliques, précipités à la coulée. Dans le cas de l'A-GS/L, il .s'agit dù'composé inter-métallique Mg2~i et la température de mise en solution est comprise en-tre 500~ et 600~.
- une trempe qui maintier,lt les éléments du composé inter-métal-lique dissous en solution saturée.
- un revenu durcissant qui rasscmble les a-~omes de ma~nésium .et de siliciwn sous for.me de phase ~ ' ~7lg2Si en ai~uil:Le~. Ce ,,,~
. revenu se fait vers 165~. A titre d'exelnple, l~s carac~éri~-tiques m~caniques et electrique~ de ltA-GS/L,cvoluent de la façon suivante:
- état trempé: charge de rupture 22 k~ mrn2 ~ ~ mûri résistivite: 3,6~~~cln ~ allongement à-la rupture 20 ~~
- etat trefilé: charge de rupture 35 k~/mm2 revenu . résistivité: .3,25~J~cm allon~ement à la rupture 7 ~ J
On constate que la rés:istivité électrique est bien plus é-levée sur le métal trempé contenant en solution solide magné~sium etsilicium,que sur l.e metal revenu dans lequel le com-~ 2 -.. ...
f~~ ~ 6 ~
po~é inter-m~taLliqle LIg2Si a en partie précipité ~ ~artir de la solution ~ol de.
I,e brevet f-rançais 2 053 838 décrit des condi~ions de transformation nou~elles consistant dans les opératiolls succes-~- cives sui~antes:
- - mise en solution solide et trempe du fil machine - tréfilage jusqu~au dia~ètre final traitement de précipitatîon à haute température 2h a 4h à
250~.
~'application de ce dernier traitement permet d'obtenir un fil ~ui répond parfaitement au cahier des charges provisoire U.l'.E.
pour les fils d'alliage dtaluminium pour installations domestiquec qui impose~
R ~ 15,9 ~ mm2 p ~ 2,95 /~ cm Cette bonne combinaison de caractéristiques et électriques est due à la précipitation importante de Mg2Si au traitement final ;~ qui diminue la résistivité, et à l~état de recristallisation ' partielle provoquée par ce -traitement.
~e brevet français publié sous le n~ 2.179.515 montre que, de façon surprena~te, des caractéristiques voisines -peuvent être obtenues sur A-GS/L non trempé obtenu par coulée continue sur lme machine comprenant une roue de coulée et unè~
série de laminoirs, de t~pe ~roperzi par exemplc. Il suf:Eit alors de tréfiler directement un tel fil mac~ine jusqu~au di~-mètre final et de procéder ~ un traitement final de quelques ~ heures ~ 250~ pour obtenir une association telle que:
~ = ~6 c~ 1~ ~ m~2 A = 6 ~o ~ = 2,85~ ? cm à 2,90 ~ ;~ cm Ces techniques, bien qu'intéressantes, ont cependant ~n inconvénient: les conditions de traitement final qui condition-nent l'association des caractéristiques mécaniques et élec-triques ne sont pas " confortables~l.

- 10~i6092 Par ce terme de manque de "confort", on designe le fait que de faibles variations des conditions du traitemen-t final (temps et surtout temperature) entralnent des variations sensibles de R et de A . En d'autres termes, les pentes des courbes R _ f (T), a duree de traitement constante, T etant la temperature de traitement, sont importantes dans le domaine des charges de rupture et des allongements intéressants pour ces nouvelles applications. Or on sait qu'il est difficile industriellement, surtout sur des bobines, d'avoir des températures et des durées de traitement absolument précises.
- En outre, les hétérogénéités de vitesse de montée en température, de vitesses de trempe ou de refroidissement suivant la position de la spire dans la bobine se traduisent au niveau du fil trefile par des hétérogénéités de comportement au traite-ment thermique final donc par des différences de caracteristiques - mecaniques et electriques.
La Demanderesse a decouvert qu'en ajoutant a un alliage de type A-GS/L du fer, du nickel et/ou du cobalt, on obtient un alliage qui presente un "confort" ameliore en même temps que des associations de caracteristiques mecaniques a l'e-tat final plus performantes.
L'objet de l'invention est donc un conducteur, en particulier un fil en alliage d'aluminium à l'état partiellement precipité et recristallis~, contenant, outre les applica-tions électriques, de 0,10 à 0,70~ de magnésium, de 0,10 a 0,60~ de silicium, de 0,10 a 0,60% de fer, de 0,05 a 0,60~ au total d'un au moins des éléments du groupe nickel-cobalt, les teneurs pondérales en silicium (Si) et en magnésium (Mg) étant li~es par la formule (Si) - 0,58 (Mg) ~0,25~, le rapport des teneurs pondérales Ni t--Co étant compris entre 0,5 et 1,5, et l'alliage Fe étant traité de telle facon qu'une part notable du magnesium soit hors solution solide precipite sous forme de Mg2Si et que ~ - 4 -'-~0,~:
... . .
~0~i609~
le fer soit présent presque uni~uement sous forme de composes intermetalliques Al-Fe-Ni e-t Al-Fe-Co.
' !
r.~ p~ es de iabrication de ~els cGnductcurs, c~raclerise.CJ ~)ar la prcsence dcLn~ leu~ c~cle ~!~n traiie~lent ~hermiqu~ de préci~ilation plu~ ou ~oins partie~ relatîve-ment haute tcmpérature 200~ à 400~ du c~po sé inter-.~él~alliqlle Mg~Si? L~ partir de la solution solj.de9 forlt e~alement part~e ~e l'invention. Ces traitements thermiques sont placés en ~in de cycle ap~e~ écro~ss~ge.
- ~ont enfin partie de l'invention les a~plications des mêmes procédés à toutes formes de conducteurs tels que fils, ba~des minces, câbles souples multibrins ainsi qu'à~tout ~il, bande ou cable isolé.
-~'influence d'addition de fer et de nickel sur la ~onductibilité de l'aluminium a é-té étudiée en particulier G.G. Gauthier ~.The conductivity of super-purity Al~niriu~ :
the inlluence of small métallic additions", publié dans le Jour-nal of Institute of Metals n~ 2 vol- LIX - 19~6 pages 12~ ~ 150.
Cet article conclut en ces termes s "Il est pos~ible de diviser les éléments en troi~ groupes:
(1) or, gallium, nickel, silicium, fer et zinc qui ont tous peu d'effet

(2) cuivre, argent, et mag~ésium qui ont un effet nettement supérieur t3) titane, vanadium, manganese~ et chrome qui ~xercen~ tous u;
- effet considérable".
Cette faible influence du ~er et du nic~el sur la conductivite de l'allia~e est la consé~uence de la faible solubilité de ces é~ments dans la matrice aluminium, et de leur présence dans l'alliage sous forme de précipités dispersés irreversibles, c'est-à-dire qu'aucun traitem~nt thermLi~.le r.e )c~l pratiq-le~ent

3~ remcttre en solution.
~609~
aes pr~ci.pit'~s dispersés ~ ou di~p~.r.;o~ldes - contril~uen~; ~:
l'augmentati.on des caracteristi(lues mécaniqucs et 3 ~es a~-sociations char~e de xu~ture-allongement, intéressantes en partieulier dLans les éta~s recristallisé~ et partie]lement recristal}isés.
~; ~a dema~deresse a eu l'idée de combiner lleffet du dispersonde reversible r~Ig2$i avec celui des disperso~d.es irréversibles formés ~ partir des éléments Al, ~e, Ni~ ~o.
~a demanderesse a eu alors la surprise de constater que l'al-li.age combinant les deux types de dispersoîdes presente le " confort -' recherché au traitement thermique finaly de même que des associatlons de caractéxistiques améliorées tout en conservant les propriétés d'alliage ~ durcissement structural ae l'A-GS/~. De plus la présence de disperso~des irréversibles est un facteur d'homo~énéité des caractéristi.ques f-Lnales en fabrication industrielle. Pour obteni.r les meilleures as-- sociations de caractéristiques mécaniques aussi bien qu~elec-triques, la demanderesse a trouvé qulun certain nombrc de con-. ditions de compositions devaient être remplies:
- la qua~tité de silicium libre c'est-~-dire en excès par rapport à la composition stoechiométrique Mg2Si ne doit pas dépasser 0,25 %, c'est ce que traduit la relation:
. (Si) - 0,58 (M~) c 0,25 '~o le rapport pondéral ___~ _ doit atre compris entrc 0,5 et 1,5 et de préférence il doit êtr~ voisin de 1.
Dans ces conditions, les seuls composés qui apparaissent sont Mg2Si et les composés alu~inium - fe~ - cobalt, ~ l'e~clusion du composé 0~ - Al - Fe - Si, structure reco~nue co~ne t~as favorable pour l'obtention d'un enscmble de caractéristiques mécaniques et électriqv.es satisfaisantes.
- 6 - .
' ~; ' ~(~66~
~or~gue lt's ~ondi-l;;.ons ~ont remplies et que le procéd~ de ~abricatio~. a ~1;é collv~nableme:rlt appliqué ~ on obticnt qur ~ les conduet~s et en ~articuli.er le fi.l. de di~Lètre compris entre 0,05 m~ et ~ mm, des conductivi-tés IACS de 57 % (3502~ c~) et pouvant même dépasser 59,5 ~0 ~ C)IJQ cm), des charges de rupture comprises entre 1~ et 19 ~ mm2 et des allongements mesurés sur ~e 'base de 200 mm supérieurs ~ 5 %. Il est pos-~ible sans changer les propriétés de l'alliage, d~ajouter un ' certain nombre d'élémen-ts notamment:
cui~rre ~ 0,2 % antimoine ~ 0,1. %
bore ~ 0,1 %
bé.ryl].i~n'O,l ~0 métaux des terres rares ~ 0,5 cadmium ~ 0,1 ~ zirconium ~ 0,1 %
~e procédé de fabrication des alliages objet de l~i;nvention comprend un traitement à relativement haute température des-tiné a faire précipiter partiellement le composé intermétal-- - lique Mg2Si. Il est prati'qué en fin de cycle après écrouis-'; sage: il sl~git en fait d'une part d~un traitement de pr~-cipitation partielle de Mg2Si e-t dlautre part dlun traitement de recris~allisation partielle.
Pour les applications "fils", le fil machine, de diamatre compris entre 7,5mm et 12,5 mm peut etre obtenu par tout moyen connu pour la ~abrication de fil~ d~allia~e d~alu-minium. On peu~ par exemple couler en coul~e semi-continue , "~asserguss" des billettes rondes que l'o~ file ensuite ~ la presse; On peut également couler des billettes carrées que l~on lamine sur une série de laminoirs à cannelures (train.
ffl). 'Mais la m~thode préféree consistc ~ couler llalliage - sur une roue en cui~rre refroidie. On obtient ainsi une é-30' b~uche de section appro~ima-tivement trapézo~dale que l'on fai.t passer ~ la sorti.e de la roue de coulce dans une série~
~e cages de laminoir soit ~ trois galets (systtme ~'roperz.i), ' ~06609Z
soit ~ cannelures (système Spidem). A la sorti.e de ce laminoir, le fil est enroulé. Il est également préférable dans le cas de la coulée sur roue suivie de laminage, de refroidir énergiquement le fil à la sortie du laminoir en utilisant par exemple le sys-tème breveté (brevet français publié sous le n~ 2.26l.8l6)con-sistant à faire passer le fil dans un tube concentrique parcouru par un courant raplde dleau froide. Cette opération qui amène le fil à une température inférieure à 150~ permet d'eviter une hétérogénéité de vitesse de refroidissement des fils lorsqu'ils sont bobinés. I1 est clair en effet que les spires extérieures se refroidissent plus vite que les spires situées à mi-rayon et à mi-distance des flasques, que les spires en contact avec les flasques se refroidissent plus vite que celles situées ~ mi-distance. Cette hétérogénéité dans les vitesses de refroidis-; sement se traduit par une dispersion des caractéristiques que l'on retrouve non seulement sur le fil machine brut de laminage, mais également sur le fil trempé et même, à un degré moindre, sur le fil machine obtenu par l'~le des méthodes décrites ci-dessus, la gamme de transformation jusqu'au fil tréfilé et traité est alors la suivante:
- tr~filage direct du fil machine sans aucun autre traitement (de trempe ou de recuit) jusqu'au diamètre fina]..
- traitement thermique final assurant les deux fonctions de recristallisation partielle du ~il écroui lors du tréfilage et de précipitation partielle du Mg2Si.
Ce traitement se fait en général à une température de 200~C
300~C, les bobines de fil séjournant dans le four de une à
douze heures. Mais ce traitement stat:ique peut être remplace par un traitement continu tel que le passage du fil dans un recuiseur automatique par effet Joule ou bien encore, pour les fils émailles, le passage du fil dans les fours d'émaillage.
Dans ces traitements thermiques, le passage dans les fours étant très bref (de l'ordre de la minute par exemple), on utilise en ~'' .
~66092 rev~lche des températures du métal supérieures pouvant at-teindre 400~, la températuxe de l'ambiance des fours pouvant mème être - notablement supérieure. ~a ~uantité de Mg2~i p~écipitée est alors plvs faible que dans le cas d'un trai-tement entre 200~C
ou 300~C puisque la solubilité de ce constituant dans l'alumi nium croît avec la température, mais des associationS de carac-téristiques mécaniques intéressantes sont ainsi obtenues:
Pour des résistivités in~érieures à ~,02~J~cm on obtient faci-- lement des charges de rupture comprises entre 13 et 19 kg/mm2 associées à des allongements, mesurés sur une base de 200 mm supérieurs à 5 ~. ~n outre l'expérience montre que de façon inattendue, ces caractéristiques mécaniques sont fort peu - 8ensibles à la durée du traitement, c'est-à-dire à la vitesse de passage du fil dans les fours- ~e cas des ~ils émaillés est particulièrement intéressant puisque l'on met à profit le passage du fil dans les fours d'émaille pour effectuer le -trai-~ tement thermique final.
- Pour les applications "bandes", on partira de bandes ébauches brutes de corroyage (laminées ~ chaud par exemple~
qu'on transformera à froid par exemple par laminage jusqu'a l'~paisseur finale sans trempe ni recuit intermédiaires. Un traitement final après écrouissage analo~ue à celui décrit ci-dessus est alors appliqué.
~ es exemples ci-après sont donnés uni~ue~ent à
titre d'illustration et ne constituent pas une limitation de 1'invention.
ler exemPle , .
On a préparé des bains de métaux liquides de compositions suivantes:
~0 _ g _ 0 ~ 609 ~
alliage a: alliage b:
Magné Sium : O,3~ ~ ~er : O,50 ~
Silicium : 0,44 % Nickel : 0,53 ~er : 0~21 %
alliage n~ 1 alli_ge n~ 2 alliage n~
Magnésium : 0,40 % = 0,42 % -- 0,41 %
Silicium : 0,43 % = 0,26 ~0 - 0,45 %
~er : 0,23 % = 0,53 ~ = ~,5 Nickel : 0,21 % = 0,53 % - 0,53 %
'' : alli_ge n~ 4 Ma~nésium : 0,30 %
loutes les compositions Silicium : 0,20 %
d'alliages sont données ~er : 0,50 %
en poids.
~ickel : 0,53 %
Pour chacun de ces alliages, le reste est de l~aluminium con-tenant les impuretés habituelles.
- 20 Ce métal a été traité au bore selon un processus habituel pour les allia~es conducteurs, traitement qui permet l~élimj.nation de la majeure partie du titane et du vanadium.
On a ensuite coul~ par le procédé semi-continu "Wasscrguss"
des billettes de 100 mm de diamètre en chacun de ces alliages.
Ces bilettes ont ensuite été filées à la presse sous forme de fil de 9,5 mm de diamatre. Sans aucun traitement de mise en solution ni de trempe, ce fil a ensuite éte~ tréfile s~nS recuit intermédiaire iusqu'au diamètre final de 2m~1. A ce di~mètre final on partage chacun des fi.ls obtenus en six échantillons.
3~
-- 10 -- .

~un de ces échantillons n'est pas traite. ~hacun des autres échantillons subit un traitement -therlnique final de 3 heures respectivement à 200~C, 220~C, 240~C, 260~C 7 280~C, 300~C.
On mesure ensuite sur chacun des échantillons de fil la charge de rupture R, l'allongement A, sur une base de 200 mm, et la résistivité. Pour un même alliage, chaque ty~e de traitement '~ final produit des associations R, A,~ différentes. On peut do~c comparer pour les différents alliages par e~ernple A pour R constant,~ pour R constant etc...
10Dans to~s les tableaux qui sui~ent, R est expri~é
en K ~ ~m2, A en %, et ~ en~)~ cm.
Si l~on compare les allongements à charge de rupture constante, on peut dresser le tableau ci-dessous.
.. __ . .~ ~
\ R 20b 18 16 14 12 Allia~es ~-. , , . _ ~. _ _. .. . ... ~ _ ~
alliage a 4 % 4,4 %5,~ % 8,5 ~ 16,4 %
.. , , . .... ~ . . _ _,.. ~,_, .
alliage b 5 % 5,2 %6~7 % 14 % 26 %
_ _ .~ ., .. _ _ . ... . . . ~
_ __ ~ _ alliage 1 4,8 % 7,4 % 8 % 14 % _ . .. , . ~. ~ __ : alliage 2 3~6 % 6~0 % 8~8 % 16~ % 28~8 V/~
l ~ ___ _ _ __ , _~
alliage 3 6~8 % 7~8 % 9~8 % 18,4 ~~ -., , ~ . . . ._ . _ __ _ . .~
alliage 4 6,6 % l~6 ~ 10,~ ~ 17,2 % 31,6 y ~es deux premières li~nes représentent les allia~es A-GS/I, et al~inium fer-nickel de l~art antérieur, alors que les 4 der-nières lignes représenten-t les alliages objets de l'in~ention.
On constate que d~ns la zone de R - 1~ à 1~ qui intér-resse l'application concernée: fil pour usages dome~-tiques, 9i~
?~ o~ n~s ~c~ Lia~e.- o~ ?tS ~ v~tiOll on-~. de~
vale~ s ne~u tclr.e ~ ~up~rle~re~ à c~ tles aJliaOes de ltar-t antérieur.
Si l~on s~ teresse maintenant aux rcsi.tivit~s ~l~ctriques, c~ peutdresser un -tableau analogue su.r l~qu~l portcra en fonction de la charge derupture, 1~. xésistivi~2 . ~lectrique.
- ~es résulta-ts figurent dans le tableau ci-dessous:
~ R . . -_ -- . . .

Alliag e s . ~ _ . _ _ . alli2ge a ¦ . - ¦ 2~801 2,791 ¦ 2~785 .~ . . ., ~ . . ,. - . --. ~ alliage ~ ¦2,840 2~824 2,809 12,~00 ¦ 2,791 I . . ~
. . . .-- . _ _ ... .....
alliage 1 2,814 2,8~4 2,798 ¦2,795 _ . .... _1........ _ ~ .. _ allia~e 2 . ¦ - ¦ 2~856 ¦ 2~846 ¦ 2~8~7 ¦ 2~837 , _ . ; _ ~ _ alliage 3 - ¦ 2,861 ¦ 2,854 ¦ 2,~45 ¦ . -_ _ I .. .... , ... _. _. __ 20alliàge 4 . 2~851 ¦ 2~8~9 l2~827 ¦ 2~8Z5 ..
.~ On constate que les associations R, A très intéressa~tes obtenues par ces nouveaux alliages se trad~usen~ en contre-; partie p~ar une légère au~mentation de la r~sistivité qui reste toutefois sensiblement inférieure a la résistivité
maximale imposée par le c~ iex des eharges provi.soires I . UIE 2,95~ cm- D~ailleurs, même en comp3.rant l~alliage 3 : qui est moi~s bon au point de vue conductivité, et l~al-lia~e b de l~art antérieul~, on constate que pou~ une char~Q de ruptuxe ~e 18 ~/mm2 le gain. d'a.ilon~n~.ent est de 7,8 ~ - 5.2 ~ = 50 5' alors aue l'au_.me-rlt2-l;i.o 5,2 ,' -I . .
' ' 1066092 de résistivité n' est que de ~ = 1,3 2,824 Selon la méthode d'élaboration et de coulée de l~exemple précédent, on coule 5 alliages sous forme de billettes de 100 mm de diamètre. ~'un de ces alliages reperé C à la composition suivante: fer = 0,51 % nickel = 0~53 ~ le reste étant ae l'aluminium contenant ses impuretés ha~
bituelles.
~es aut~es alliages, objet de l'invention ont les compositions des alliages l, 2, 3, 4 cités dans l~exem~
ple l.
~ es billettes obtenues sont ensuite filées ~ la presse sous fo~ne de fil de 9,5 mm de diamètre. Sans aucun traiterQent de mise en solution et de trempe, ce fil est alors tréfilé sans recuit intermédiaire jusqu~au diamètre final de O,5 mm. A ce diamètre final on partage chacun des fils obtenus en si~ échantillons. ~vn des échantillons n~est pas traité. Chacun des autres échantillons subit v~
traitement thermi~ue ~inal de trois heures, respectivement a 220~~, 240~C, 260~C, 280~C, ~00~C. On mesure ensuite sur chacun des échantillons de fil la charge de rupture R~ l~al-longement A sur vne base de 200 mm, la résistivit~. On dresse ensuite, comme dans l~exemple 1, le tableau des al-longements à charge de rupture constante;
\ 20 ¦ 18 ~ j 12 Allia~es ~~_ _ _ ~ ~ I ------- -allia~e C _ ~2 ~ 3~6 ~ ,~ ~ 15 . 2 f ~ 17 ~_ 3o ~ 20~ r2 Allia~(~es ~- -l alli~ e l ~5,5 /~Jo~ 5 c,~j ~?3 ~,~o~ 1~,8 ~ 0 : al ,4 /o 1778 ~ ~25 allia~e 3 ~ 6 o,~1 878 % ~12,6 ~1 177~ ~o 1~22 %
L alliage 4 ,~5,0 %' 6?6 % 1 9,8 % 1 17?6 ~ , _3 % _ ~es allongements à charge de rupture égale ap-paraissent comme pour le fil de diamètre 2mm, nettement ~upérieurs pour les alliages objet de l'invention à ceu~
- de l'alliage C de l'art antérieur.
.. .
- ~e tableau des résistivi-tés à charge de rupture constante se présente de la façon suivante:
, r=~-- -- -- I __ ~ ~ Allia ~ ~ 20 18 16 14 12 ,., .
:~ 20 allia~e C 2,856 2~838 2~820 2~797 alliage 1 _ __ ~ 2~810 2~804 2~80~ ~2~830 allia~e 2 1- 2,860 2,850 2,851 . allia~e 3 _ 2~868 2~857 2~860 . ~ . . .... _~v allia~e 4 _ 2~878 2~853 2~843 1 ~ On constate que la résistivité augmente lég~rement pour les alliages objet de l~invcn-tion, mais sans commune mesure avec le gain d'allongement procuré par ces alliages;
l'au~mentation de resistivité n'est en fait que de 2~2 5 dans le plus mauvais cas.
~ ~.4 -'' 10 66 ~9 2 On a coulé sous forme de billettes de lOO mm de di~ètre les alliages a et b de l~exemple 1, plus un alliage d de compo~ n suivante:
- fer : 0,48 ~
- Silicium: 0,06 ~o Reste: Al plus impuretés habituelles - Cobalt : 0,54 ~0 On a également coulé un alliage conforme à 1' invention de com-position:
(alliage 5) - Magnésium: 0,41 ~~O
- Silicium : 0,44 %
Reste: Al plus impuretés - Fer : 0,22 ~o habituelles - Cobalt : 0,22 %
-~ Après découpage en lopins les billettes correspond~nt a chacun des quatre alliages a, b9 d, 5, ont éte filées à la presse sous forme de fil machine de 9,5 mm de diamètre. Ces : fils machine, sans aucun traitement the~ique préalable ni -. intermédiaire sont tréfilés jusqu'au diamètre 2 mm. Comme dans les exemples pr~cédents , on pratiQue sur des échantillons issus de ces fils des traitements finals de 3 h à 220~C, 240~C, 260~C, 280~C. Sur ces fils ainsi traités on mesure R, A, p et comme préc~demment on dresse les tableaux de A en fonc~ion de R et de l! en fonction de R.
.
.~ , ~ j 20 l8 16 . , . allia e a 4-~~-~1 4~4 o~~_ 5~6 ~ _ I a,lliaJ~Q._~ . - ~ o ~L2 ~~~ 6~7 ~
l~a~e d _ 2.0 ~0 2.7 ~ ____ _alliaelL~ ____ -~ ~ 6,~ o~ 7.8 ~ ._ ~'alliage 5 présente é~alement des allongements sensiblement supérieurs ~ ceux des alliages de l~art anté-xieur.

~ 1066al92 ~e tahleau de~ résistivité en fonctlon de ~ charge de rupture figure ci-dessous:
~ r-~
Allia6,~ 2Q 1~ 16 allia~e a _ _ 2 801 r.i _ , _ ~
alliage b ? 2 840 __ ~ _ _?, 809 alliage a I - _ 2~818_ _ __~
alliage 5 1 ~ 2,817 ~ L~95 ~ a résiStivité de l'alliage selon l'invention est du même ordre, légèrement in~érieure cependant à celle des allia-ges de l1art a~t~rieur.
On a coulé sur une installation de coulée et de lainage continu du fil m~chine de 12,5 mm de diamètre dans chacune des composi-tions suivantes:
All_a~e e A_lia~e No 6 Allia~e l~o 7 e = 0,25 % 0,22 ~o 0,54 ~o Si = 0,42 % - 0,37 % ~,~9 %
Ni = 0,01 % 0,23 % 0,53 %
1 20 ~g = o,q-2 ~ 0~39 % 0,41 %
Apras ~laboration du mélange métallique liquide dans chacune des compositions indiquées~ le métal était coul~ dans la gorge d'une roue en cuivre refroidie par aspersion d~eau. ~a section de llébauche trapézoidale ainsi obtenue était de 1000 mm2 environ. Par passage dans 8 laminoirs à cannelures succes~sifs donnant alternativement une section approximativement ovale et une section approximativement ronde, on a obtenu du fil de 12~5 mm de diamètre.
Sans aucun traitement thermique, ce fil a ensuite ~té
tréfil~ jusqu'au di~lmètre de 2 mm.
Sur chacun de ces fils, on a fait ensuite un traite~

106~092 ment thermi~ue rinal de 3 heures à 280~~. ~a me~ure des charges de ruptv.re, des allongements et des résistivités donne le tableau ci-dessous:
Allia es R T A I ~
_ _~ . ,,._~ ....... __ allia~e e 13 13 ~~ 2.825 ___ . _ __ __ . allia~e 6 13 16 % 2 845 - : , _ . _ . _~
al]i_~e 7 13 22,5 % 2,900 On constate que les alliages 6 et 7 gui sont des alliages ~elon l'in~ention, ont, à charge de rupture égale de 13 K ~mm2, des allongements nettement supérieurs à ceux . de l'alliage e qui est un alliage A-GS/~. Cecl se traduit en contxepartie par une légère augmentation de la r~sistivité
qui n~excède pas toutefois 2,7 ~ dans le plus rnauvais cas.
~alliage 4 des exemples 1 et 2, transformé jusqu'à 0,5mm de diamètre selon l~exemple 2, a subi directement après tréfilage un traitement a~ émaillage par passages successifs dans un four : d'émaillage de 5 mètres de long, les températures des dif-. férentes zones constituant le four s'étageant entre 200 et ; 400~C. Différentes vitesses de passage ont ~te expérimentées sucoessivement, qui ont conduit aux ~ssociations de oarac-téristiques suivantes:
. .__ ... ,~ ~_ Vitesse de R A f passage . _ ___ . . . .
26 m/mn 16,3 15,5 2,889 22 ~ mn 16,5 16,0 2,916 . . 18 m/mn 16,2 15,5 2,920 .
14 m/mn 16,3 1~,~ 2,929 . .

106609i2 On c021state ~ue les assoeiations R - A - ~ son-t très performantes et peu ~ensibles aux vaxiations de vitesse de passage.
~e fil en alliage n~ 4, transformé selon l'exemple 2 jusqu'a 0,5 mm de diamètre, est ensuite recuit en con-tinu à 1~ aide d'un recuiseur par résistance. ~a vitesse étant constante, on a ~ait varier les règlages du reculseur de façon à obtenir différents niveaux de recuit se traduisant par différents nïveaux d'associations R-A. Pour ces dif-f~rents règlages, les caractéristiques. mesurées sur fils traités sont les suivantes:
_ R A r f . ........ . . I .
règlage 1 17,46,5 2,945 règlage 2 16,8 9.~ 2,960 règlage 3 16,514,5 2,965 . r~g-age ~ 16,814,0 ..
On constate que l'augmentatlon du niveau d'adoucissement (caractérisé par le relèvement des valeurs de A) ne ~e tradui~ pas par une chute des valeurs oorrespondantes de R.
., ,

Claims

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Alliage d'aluminium destiné à la fabrication de fil conducteur contenant de 0,10 à 0,70% de magnésium, de 0,10 à 0,60% de silicium, de 0,10 à 0,60% de fer, de 0,05 à
0,60% au total d'un au moins des éléments du groupe nickel-cobalt, caractérisé en ce que les teneurs pondérales de sili-cium (Si) et de magnésium (Mg) sont liées par la formule (Si) - 0,58 (Mg) ? 0,25%, en ce que le rapport de la somme des teneurs pondérales en nickel et en cobalt à la teneur pondérale en fer est compris entre 0,5 et 1,5 en ce qu'une fraction substantielle du magnésium est hors solution solide précipité sous forme de Mg2Si, et en ce que le fer est présent presque uniquement sous forme de composés intermétalliques Al-Fe-Ni et Al-Fe-Co.

2. Conducteur électrique en alliage d'aluminium à
durcissement structural à l'état partiellement précipité et recristallisé de résistivité inféieure à 3,02?? cm contenant de 0,10 à 0,70% de magnésium, de 0,10 à 0,60% de silicium, de 0,10 à 0,60% de fer, de 0,05 à 0,60% au total d'un au moins des éléments du groupe nickel-cobalt, caractérisé en ce que les teneurs pondérales en silicium (Si) et de magnésium (Mg) sont liées par la formule (Si) - 0,58 (Mg) ? 0,25%, en ce que le rapport de la somme des teneurs pondérales en nickel et en cobalt à la teneur pondérale en fer est compris entre 0,5 et 1,5 en ce qu'une fraction substantielle du magné-sium est hors solution solide, précipité en combinaison avec le silicium sous forme de Mg2Si, et en ce que le fer est présent presque uniquement sous forme de composés intermétalli-ques Al-Fe-Ni et Al-Fe-Co.

3. Conducteur électrique en alliage d'aluminium selon la revendication 2 caractérisé en ce que le rapport de la somme des teneurs pondérales du nickel et de cobalt à la teneur pondérale en fer est compris entre 0,8 et 1,2 et de préférence sensiblement égal à 1.

4. Conducteur électrique en alliage d'aluminium selon la revendication 3 caractérisé en ce que sa résistivité
électrique est inférieure à 2,90?? cm.

5. Conducteur électrique en alliage d'aluminium selon la revendication 2, 3 ou 4 caractérisé en ce qu'il contient, en outre, un au moins des éléments ci-après:

6. Conducteur électrique selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il est sous forme de fil.

7. Conducteur électrique sous forme de fil selon la revendication 6, caractérisé en ce que sa charge de rupture est comprise entre 13 Kg/mm2 et 19 Kg/mm2 et en ce que les allongements mesurés sur une base de 200 mm sont supérieurs à
5%.

8. Conducteur électrique sous forme de fil selon la revendication 7, caractérisé en ce que sa résistivité
électrique est inférieure à 2,90?? cm.

9. Conducteur électrique sous forme de fil selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il est émaillé.

10. Procédé de fabrication d'un conducteur électrique en alliage d'aluminium consistant à:
a) préparer un bain d'alliage fondu contenant de 0,10 à 0,70% de magnésium, de 0,10 à 0,60% de silicium, de 0,10 à 0,60% de fer, de 0,05 à 0,60% au total d'un au moins des éléments du groupe nickel-cobalt, les teneurs pondérales en silicium (Si) et en magnésium (Mg) étant liées par la formule (Si) - 0,58 (Mg) ? 0,25% et le rapport de la somme des teneurs pondérales en nickel et en cobalt à la teneur en fer étant compris entre 0,5 et 1,5;
b) couler le bain d'alliage en demi-produit;
c) transformer le demi-produit ainsi obtenu par corroyage à chaud en un demi-produit corroyé;
d) transformer le demi-produit corroyé jusqu'à sa dimension finale par déformation à froid en un produit fini écroui sans aucun traitement de mise en solution de trempe ou de recuit intermédiaire; et e) faire un traitement thermique de précipitation et de recristallisation partielles à une température comprise entre 200°C et 300°C et d'une durée comprise entre une et douze heures de façon à ce qu'une part notable du magnésium soit hors solution solide précipité sous forme de Mg2Si et que le fer soit présent presque uniquement sous forme de composés intermétalli-ques Al-Fe-Ni et Al-Fe-Co.

11. Procédé de fabrication d'un conducteur électrique sous forme de fil en alliage d'aluminium consistant à:
a) préparer un bain d'alliage fondu contenant de 0,10 à 0,70% de magnésium, de 0,10 à 0,60% de silicium, de 0,10 à 0,60% de fer, de 0,05 à 0,60% au total d'un au moins des éléments du groupe nickel-cobalt, les teneurs pondérales en silicium (Si) et en magnésium (Mg) étant liées par la formule (si) - 0,58 (Mg) ? 0,25%, et les rapports de la somme des teneurs pondérales en nickel et cobalt à la teneur en fer étant compris entre 0,5 et 1,5;
b) transformer le métal liquide en fil machine de diamètre compris entre 7,5 mm et 12,5 mm;
c) tréfiler jusqu'au diamètre final sans recuit intermédiaire, et d) faire un traitement thermique de précipitation et de recristallisation partielles à une température comprise entre 200° et 300°, et d'une durée comprise entre une heure et douze heures de façon à ce qu'une part notable du magnésium soit hors solution solide précipité sous forme de Mg2Si et que le fer soit présent presque uniquement sous forme de composés intermétalliques Al-Fe-Ni et Al-Fe-Co.

12. Procédé de fabrication d'un conducteur électrique sous forme de fil selon la revendication 11 à l'exception du traitement d, qui est effectue en continu à une température pouvant atteindre 400°C.

13. Procédé de fabrication d'un conducteur électrique sous forme de fil selon la revendication 12 caractérisé par le fait que le conducteur électrique est émaillé et en ce que le traitement de cuisson de l'émail tient lieu de traitement final de précipitation et de recristallisation partielles.

14. Procédé de fabrication d'un conducteur électrique sous forme de fil selon les revendications 11, 12 et 13 caractérisé en ce que le procédé de fabrication du fil machine à partir d'alliage d'aluminium liquide consiste à couler des billettes rondes et à les filer à la presse au diamètre de fil machine souhaité.

15. Procédé de fabrication d'un conducteur électrique sous forme de fil selon les revendications 11, 12 et 13 caractérisée en ce que le procédé de fabrication de fil machine à partir d'alliage d'aluminium liquide consiste à
couler des billettes carrées, à les laminer sur laminoirs à cannelures jusqu'au diamètre de fil machine souhaité.

16. Procédé de fabrication d'un conducteur électrique sous forme de fil selon les revendications 11, 12 et 13 caractérisé en ce que le procédé de fabrication de fil machine à partir d'alliage d'aluminium liquide consiste à couler sur roue de coulée refroidie une ébauche laminée immédiatement dans une série de laminoirs placés à la sortie de la roue de coulée.

17. Procédé de fabrication d'un conducteur électrique sous forme de fil selon les revendications 11, 12 et 13 caractérisé en ce que le procédé de fabrication de fil machine à partir d'alliage d'aluminium liquide consiste à couler sur roue de coulée refroidie une ébauche laminée immédiatement dans une série de laminoirs placés à la sortie de la roue de coulée, et en ce que le fil machine est refroidi jusqu'à une température inférieure à 150° à la sortie du laminoir dans un courant d'eau à grande vitesse.