Fil d'entrée destiné à être scellé dans du verre, et procédé pour sa fabrication. La présente invention se rapporte à un fil d'entrée pour lampes électriques et appa reils similaires dans lesquels les fils doivent être scellés hermétiquement dans le verre ou une autre matière vitreuse entrant dans la construction de l'appareil et un procédé pour sa fabrication.
Le fil est constitué d'une âme en métal, de préférence un acier au nickel, dont le coefficient de dilatation dans l'intervalle compris entre la température am biante normale et la température où le verre se fige est plus faible que celui du verre ou de la matière vitreuse dans laquelle ce fil doit être scellé, et d'une gaine autour de cette âme formée de chrome métallique en contact intime avec l'âme et de préférence formé par un dépôt électrolytique de chrome sur l'âme.
Il est nécessaire d'obtenir un joint aussi hermétiquement étanche que possible entre le verre ou une autre matière vitreuse utilisée, car s'il ne présente même qu'une légère fuite, permettant aux gaz de l'atmosphère de ren trer dans l'intérieur de la lampe par exemple sa durée sera, sensiblement abrégée, par suite de l'oxydation qui se produirait à la tem pérature élevée du filament.
Pour surmonter cette difficulté, il s'agis sait de trouver une matière qui possède à hi fois les propriétés suivantes: <B>10</B> Un coefficient de dilatation qui ne dif fère pas sensiblement du coefficient de dila tation de la substance de l'enveloppe.
20 Une affinité d'aggrégation entre cette matière et la substance de l'enveloppe à l'état plastique pour provoquer l'adhérence des deux corps, propriété désignée comme étant la faculté de "mouiller" le verre.
<B>30</B> Ne pas s'oxyder à. la température à laquelle on effectue l'opération du scellement. 40 Avoir un point < de fusion élevé 50 Etre bon conducteur pour le courant électrique.
60 Avoir une tenacité suffisante pour per mettre le travail et la manipulation aux fai bles dimensions, utilisées dans ce genre d'ap pareils.
Le platine, employé jusqu'ici comme ma tière pour les fils d'entrée, réunit mieux que tout autre métal les propriétés énumérées ci- dessus.
A cause du prix élevé du platine et des restrictions qu'il imposait au fabricant quant an choix du verre à employer dans la cons truction des lampes, de multiples tentatives ont été faites pour trouver une matière pour remplacer le platine. Décemment, on a pré conisé différents procédés de fabrication de telles matières de remplacement qui consis tent essentiellement dans l'emploi d'un fil formé d'une âme en acier au nickel sur la quelle on a soudé, martelé ou étiré une couche de cuivre, d'argent ou d'or, en prenant des précautions particulières pour assurer une union intime entre la gaine et le métal<B>(le</B> l'âme.
Le principe d'allier deux métaux avec des coefficients de dilatation différents pour ob tenir un coefficient de dilatation résultant différent de celui de chacun des deux corps constituants primitifs, est connu par exem ple les aciers au nickel. Dans ces alliages existe un grand nombre d'alliages dont les coefficients de dilatation sont, soit égaux, soit supérieurs, soit inférieurs aux coefficients de dilatation des verres que l'on utilise dans la. fabrication des lampes. Le fil d'acier au nickel ne peut pas être utilisé tel quel comme fil d'introduction, car il s'oxyde rapidement lorsqu'on le chauffe et ne possède plus, par conséquent, la propriété d'être mouillé con venablement par le verre.
En recouvrant an acier au nickel d'une couche de chrome d'é paisseur convenable, on peut varier le coeffi cient de dilatation de ce bi-métal dans les limites nécessaires pour assurer un scellement hermétique avec le verre employé.
Il est d'une importance capitale que le coefficient de dilatation du fil soit sensible ment le même que celui du verre, afin de ré duire au minimum les efforts exercés sur le verre lorsque le scellement est effectué. Si le fil utilisé a. un coefficient de dilatation plus grand que le verre, le fil en se refroidissant se contractera d'avantage que le verre et en s'écartant de ce verre exercera un effort de traction dans le scellement. Si, au contraire, le fil employé a un coefficient de dilatation plus faible que le verre, le scellement du fil au verre sera soumis à la compression et le verre aura tendance à sauter.
Le chrome convenablement uni à une âme en acier au nickel donne un fil conforme à toutes les exigences d'un fil d'entrée idéal pour les lampes, en ce qui concerne le coeffi cient de dilatation, le mouillage par le verre, la non-oxydation à des températures élevées, le point de fusion, la conductibilité, la tena- cité etc. De plus, le fil d'entrée peut être exé cuté en une seule pièce au lieu d'être fait en trois pièces, comme c'est l'usage courant ac tuellement, avec deux soudures, l'une avant d'entrer dans le scellement, l'autre immédia tement à sa sortie. Cet avantage représente une économie réelle de frais de fabrication.
On peut appliquer la gaine de chrome sur l'âme en acier au nickel de nombreuses fa çons. Un procédé qui a donné des résultats constamment favorables est, celui décrit. ci- après, à titre d'exemple: Le fil est formé par alliage de quantités convenables de nickel, de fer et d'autres subs tances pour obtenir le coefficient de dilata tion désiré, puis il est étiré.
Il est ensuite nettoyé par des immersions alternées dans une solution alcaline chaude pour enlever la graisse et les autres matières étrangères solu bles de cette façon, et dans une solution d'acide sulfurique, pour enlever tout oxyde qui pourrait avoir été formé à la surface pen dant l'étirage et finalement dans un second bain alcalin chaud pour enlever toute graisse ou tout acide restant. On peut employer le courant électrique pendant ces opérations de nettoyage pour utiliser l'action de nettoyage produite par les gaz issus pendant cette élec trolyse.
On fait alors passer le fil dans un bain galvanoplastique de chrome. Un bain de chrome de composition convenable peut être obtenu en dissolvant dans de l'eau, du trioxy de de chrome, de l'oxyde de chrome hydraté et un acide (autre que l'acide chro- tnique) capable de former un sel de chrome oluble en réagissant sur l'oxyde de chrome Hydraté. Dans cette solution, le trioxyde de chrome est de préférence en quantité égale à au moins deux fois la quantité totale d'oxyde de chrome hydraté et d'acide.
En réglant le voltage, la densité de courant, la température et la durée de l'électrolyse, on peut obtenir un dépôt dont l'épaisseur peut être modifiée <B>(lu</B> façon à satisfaire à l'usage particulier auquel le fil est destiné. Le métal de l'âme est parfois recouvert d'abord d'une couche de cuivre, de laiton ou d'un autre métal avant d'être recouvert du dépôt de chrome.
Pour assurer une union entre le métal de l'âme et le chrome déposé, on soumet l'âme à un traitement spécial à chaud. Le but dri ce traitement est d'enlever tout gaz absorbé qui aurait pu être occlus pendant le procédé de dépôt électrolytique du chrome ou de toute autre façon. Ce traitement peut être effec tué de plusieurs façons, par exemple, par im mersion dans le l'eau bouillante, de l'huile chaude, des sels fondus, ou par recuisson clans un four où le fil est entouré d'une atmosphère inerte qui empêcherait l'oxyda tion du chrome.
Par exemple en immergeant le fil de chrome dans une huile dont le point d'inflammabilité est très élevé et dont la tem pérature est maintenue à environ 315 centi grades pendant une certaine durée, par exem ple de 2 à 15 minutes, on enlève tout hydro gène qui peut se trouver absorbé dans le chrome. A la suite, il est aisé d'obtenir par le fil ainsi traité, un scellement étanche qui ne présente que de très faibles pertes dues à des fuites.