Alliage blanc inaltérable. La présente invention a pour objet un alliage blanc inaltérable, à malléabilité et duc tilité permanentes, à faible tendance à l'écrou- issage, possédant une résistance mécanique élevée, soudable à l'autogène métal sur métal, sans l'aide de métal auxiliaire, se travaillant bien â chaud et à froid.
Cet alliage est caractérisé par le fait qu'il est composé des éléments suivants : cuivre, nickel, zinc, aluminium, magnésium, silicium, manganèse et cadmium.
Dans cette composition les quantités des cinq derniers éléments: aluminium, magné sium, silicium, manganèse et cadmium sont faibles par rapport à celles des trois premiers composants (cuivre, nickel, zinc), la proportion du cuivre étant comprise entre 65 et 75 %,
celle du nickel entre 18 et 22 % et celle du zinc entre 5 et 15 % de l'alliage total.
Cet alliage peut remplacer les alliages connus sous la dénomination d'acier inoxydable, alpaga, maillechort, argentan, etc., mais il a principalement été créé en vue du remplace ment du laiton nickelé ou chromé ou encore revêtu d'un métal moins ou non corrodable par les procédés de galvanisation, métallisation (procédé pistolet Schoop ou Cerba), par kéri- sation ou cémentation.
La composition de l'alliage a été réalisée pour lui donner au moins toutes les qualités mécaniques du laiton tout en opérant la suppression des inconvé nients de ce métal, tels que les nombreuses recuites que son traitement mécanique nécessite et la grande tendance à l'écrouissage qui est l'inconvénient le plus marqué dans son utili sation industrielle.
Les proportions des composants Al, Mg, Si, Mn et Cd sont de préférence comprises entre les limites suivantes
EMI0001.0039
Al <SEP> entre <SEP> 0,010 <SEP> et <SEP> 0,200
<tb> iflg <SEP> " <SEP> 0,010 <SEP> et <SEP> 0,200
<tb> Si <SEP> 0,010 <SEP> et <SEP> 0,080
<tb> Mn <SEP> " <SEP> 0,010 <SEP> et <SEP> 0,200
<tb> Cd <SEP> " <SEP> 0,0l0' <SEP> et <SEP> 0,100 Ces composants sont indispensables pour donner à l'alliage ses propriétés caractéristiques.
Voici, à titre d'exemple, la composition d'un alliage blanc inaltérable, sortant propre de coulée, homogène, pouvant se laminer immé diatement après coulée, entre- cylindres ou entre rouleaux malaxeurs (train de laminoirs) avec des réductions supérieures à celles du laiton, se comprimer au choc, par forgeage,. se filer, le tout à une température égale à celle du travail du laiton (750<B>OC)</B> sans que.
l'alliage blanc inaltérable accuse de criquage ;
EMI0002.0002
Cu <SEP> 73,00935
<tb> Ni <SEP> 19,704 <SEP> 0%
<tb> Zn <SEP> 6,891 <SEP> %
<tb> A1 <SEP> 0,098 <SEP> 0/0
<tb> Mg <SEP> 0,098 <SEP> 0/0
<tb> Cd <SEP> 0,049 <SEP> 0%
<tb> Si <SEP> 0,029 <SEP> 0/0
<tb> <U>Mn <SEP> 0,029 <SEP> %</U>
<tb> 99,9073% Pour fabriquer cet alliage, on peut procé der comme suit: On fond -des alliages de base, le premier appelé A, composé de Ou et Ni dans la proportion de 666,6 parties de cuivre ca thode,. 333,3 de Ni; le second appelé B, com posé de Ou et Zn dans la proportion de<B>829,9</B> de cuivre cathode et de<B>170,7</B> de zinc pur.
Puis on prépare l'alliage blanc inaltérable dans l'ordre suivant, les quantités étant indi quées en kilogrammes On met dans le creuset Alliage 9. <B>59,189</B> kg Alliage B 40,391 kg Quand la totalité de la masse soit 99,58 kg est- amenée à l'état liquide, on jette dans le creuset simultanément:
100 gr de Cu-Mn - (alliage commercial Cu-Mn à 30 % de Mn), 100 gr de Cu-Si (alliage commercial Ou-Si à 30 % de Si), puis on brasse le mélange et l'on met encore dans le creuset 100 grammes d'aluminium, 100 grammes de magnésium et l'on brasse à nouveau;
on sort le creuset du four et l'on ajoute enfin au mélange <B>1.00</B> grammes de euivre-cadmium 50 % on brasse bien, on écrème à la surface et l'on coule rapidement, afin d'éviter un refroi dissement accentué de l'alliage en fusion.
Toutes les opérations indiquées ci-dessus et plus la dernière qui s'effec- tue lorsque le creuset a été sorti du four, doivent être menées rapidement. En procédant de la manière qui vient d'être indiquée, on est parvenu à réduire la perte en fusion à une moyenme de 1,2 /o contre celle supérieure à 2 % de tous les alliages similaires.
Il est en outre recommandé de fondre l'alliage Cu-Cd en utilisant 50 parties de cuivre-cathode et 50 parties de càdmium, les alliages commerciaux n'étant pas suffisants pour garantir l'exactitude des proportions re quises et surtout l'absence d'impuretés nuisibles.
L'action de Al, Mg, Si, Mn et Cd est capi tale dans les limites des proportions .indiquées plus haut; ainsi à titre d'exemple 100 grammes de plus que les extrêmes quantitatifs énoncés, de l'un ou de l'autre des composants Al, Mg, Si, 112n et Cd donnerait un alliage incomplet, cassant au laminage à chaud; l'absence de l'un de ces composants nuirait également à l'ensemble du mélange; la combinaison "idéale" ne serait plus réalisée et la structure du métal défectueuse.
Il est connu que l'addition de cadmium au cuivre peut former un alliage casant ou un alliage malléable et ductile suivant les" proportions que l'on emploie. L'addition de cadmium au cuivre,. en petites quantités; aug mente sa malléabilité et sa ductilité.
Cette action est encore renforcée en pré sence de faibles quantités de manganèse. Les composants Al, Mg, Si, Mn et Cd par leur réaction sur l'alliage de base Cu-Ni- Zn d'abord, puis sur eux-mêmes ensuite, ont pour effet d'assurer à l'alliage une mallé abilité permanente annulant lee effets d'écrou- issage.
A titre de preuve, on peut citer l'exemple suivant: un lingot de la composition décrite ci-dessus de 90 nlm rond ou carré de 100 1g, coulé en lingotière, est immédiatement ébarbé, puis réchauffé 30 minutes, puis laminé au train entre rouleaux profilés malaxant le métal tout en le -réduisant rapidement, soit en 31/2 minutes, eu fil de 8 mm de diamètre (réduc tion maximum 22 mm à la fois: de 40 mm rond à 18 mm ovale). Ce fil de 8 mm rond une fois refroidi a été ensuite tréfilé, sans- recuit préalable ni en cours de tréfilage jusqu'à quelques centièmes de millimètre.
Ce même fil de 8 inm tréfilé jusqu'à 3 mm accusait une résistance de 83 kg/mm' avec un allongement de 4 /o.
Le métal blanc inaltérable selon la pré sente invention se soude à l'autogène métal sur métal sans qu'il soit besoin de décapage préalable, sans métal auxiliaire étranger ou constitué spécialement à l'effet de soudure, ce qui prouve une homogénéité parfaite de l'alliage.
Une autre composition de l'alliage donnant de bons résultats est la suivante:
EMI0003.0003
Cu <SEP> 66,554%
<tb> Ni <SEP> 18,2 <SEP> /o
<tb> Zn <SEP> 14,5
<tb> Al <SEP> 0,190 <SEP> /o
<tb> Mg <SEP> 0,190 <SEP> /
<tb> Cd <SEP> 0,098 <SEP> /
<tb> Si <SEP> 0,078 <SEP> /o
<tb> Mn <SEP> 0;190 <SEP> %
Unalterable white alloy. The present invention relates to an unalterable white alloy, of permanent malleability and flexibility, with low tendency to harden, having high mechanical strength, autogenous metal-to-metal weldable, without the aid of auxiliary metal. , working well hot and cold.
This alloy is characterized by the fact that it is composed of the following elements: copper, nickel, zinc, aluminum, magnesium, silicon, manganese and cadmium.
In this composition, the quantities of the last five elements: aluminum, magnesium, silicon, manganese and cadmium are low compared to those of the first three components (copper, nickel, zinc), the proportion of copper being between 65 and 75%,
that of nickel between 18 and 22% and that of zinc between 5 and 15% of the total alloy.
This alloy can replace the alloys known under the name of stainless steel, alpaca, nickel silver, argentan, etc., but it was mainly created with a view to replacing nickel-plated or chrome-plated brass or even coated with a less or less metal. corrodible by galvanization, metallization (Schoop or Cerba gun process), by kerification or cementation.
The composition of the alloy was made to give it at least all the mechanical qualities of brass while eliminating the drawbacks of this metal, such as the numerous anneals that its mechanical treatment requires and the great tendency to hardening. which is the most marked drawback in its industrial use.
The proportions of the components Al, Mg, Si, Mn and Cd are preferably between the following limits
EMI0001.0039
Al <SEP> between <SEP> 0.010 <SEP> and <SEP> 0.200
<tb> iflg <SEP> "<SEP> 0.010 <SEP> and <SEP> 0.200
<tb> If <SEP> 0.010 <SEP> and <SEP> 0.080
<tb> Mn <SEP> "<SEP> 0.010 <SEP> and <SEP> 0.200
<tb> Cd <SEP> "<SEP> 0.010 '<SEP> and <SEP> 0.100 These components are essential to give the alloy its characteristic properties.
Here is, by way of example, the composition of an unalterable white alloy, coming out clean from casting, homogeneous, which can be rolled immediately after casting, between rolls or between mixing rolls (rolling mill train) with reductions greater than those brass, compress by impact, by forging ,. spinning, all at a temperature equal to that of working brass (750 <B> OC) </B> without.
the unalterable white alloy shows cracking;
EMI0002.0002
Cu <SEP> 73.00935
<tb> Ni <SEP> 19,704 <SEP> 0%
<tb> Zn <SEP> 6,891 <SEP>%
<tb> A1 <SEP> 0.098 <SEP> 0/0
<tb> Mg <SEP> 0.098 <SEP> 0/0
<tb> Cd <SEP> 0.049 <SEP> 0%
<tb> If <SEP> 0.029 <SEP> 0/0
<tb> <U> Mn <SEP> 0.029 <SEP>% </U>
<tb> 99.9073% To make this alloy, we can proceed as follows: Base alloys are melted, the first called A, composed of Ou and Ni in the proportion of 666.6 parts of ca thode copper, . 333.3 of Ni; the second called B, com posed of Ou and Zn in the proportion of <B> 829.9 </B> of cathode copper and <B> 170.7 </B> of pure zinc.
Then the unalterable white alloy is prepared in the following order, the quantities being indicated in kilograms. Alloy 9 is placed in the crucible. <B> 59.189 </B> kg Alloy B 40.391 kg When the total mass is 99 , 58 kg is brought to the liquid state, one throws into the crucible simultaneously:
100 gr of Cu-Mn - (commercial Cu-Mn alloy with 30% Mn), 100 gr of Cu-Si (commercial Ou-Si alloy with 30% Si), then the mixture is stirred and it is added again in the crucible 100 grams of aluminum, 100 grams of magnesium and stirred again;
take the crucible out of the furnace and finally add to the mixture <B> 1.00 </B> grams of euivre-cadmium 50%, stir well, cream on the surface and sink quickly, in order to avoid accentuated cooling of the molten alloy.
All of the above operations, plus the last one when the crucible has been taken out of the furnace, must be carried out quickly. By proceeding in the manner which has just been indicated, it has been possible to reduce the melt loss to an average of 1.2 / o against that greater than 2% of all similar alloys.
It is also recommended to melt the Cu-Cd alloy using 50 parts of copper-cathode and 50 parts of càdmium, commercial alloys not being sufficient to guarantee the exactness of the proportions required and especially the absence of 'harmful impurities.
The action of Al, Mg, Si, Mn and Cd is essential within the limits of the proportions indicated above; thus by way of example 100 grams more than the stated quantitative extremes, of one or the other of the components Al, Mg, Si, 112n and Cd would give an incomplete alloy, brittle during hot rolling; the absence of one of these components would also harm the whole mixture; the "ideal" combination would no longer be realized and the metal structure defective.
It is known that the addition of cadmium to copper can form a casing alloy or a malleable and ductile alloy depending on the proportions employed. The addition of cadmium to copper in small amounts increases its malleability and its ductility.
This action is further enhanced in the presence of small amounts of manganese. The components Al, Mg, Si, Mn and Cd by their reaction on the base alloy Cu-Ni-Zn first, then on themselves then, have the effect of ensuring the alloy a permanent malleability. canceling out the effects of hardening.
As proof, the following example can be cited: an ingot of the composition described above of 90 nlm round or square of 100 1g, poured into an ingot mold, is immediately deburred, then reheated for 30 minutes, then rolled in the train between profiled rollers mixing the metal while -reducing it quickly, ie in 31/2 minutes, on 8 mm diameter wire (maximum reduction 22 mm at a time: from 40 mm round to 18 mm oval). This 8 mm round wire, once cooled, was then drawn, without prior annealing or during drawing, down to a few hundredths of a millimeter.
This same 8 mm wire drawn up to 3 mm showed a resistance of 83 kg / mm 2 with an elongation of 4 / o.
The unalterable white metal according to the present invention is welded with autogenous metal on metal without the need for prior pickling, without any foreign auxiliary metal or specially formed for the welding effect, which proves a perfect homogeneity of the metal. 'alloy.
Another composition of the alloy giving good results is as follows:
EMI0003.0003
Cu <SEP> 66.554%
<tb> Ni <SEP> 18.2 <SEP> / o
<tb> Zn <SEP> 14.5
<tb> Al <SEP> 0.190 <SEP> / o
<tb> Mg <SEP> 0.190 <SEP> /
<tb> Cd <SEP> 0.098 <SEP> /
<tb> If <SEP> 0.078 <SEP> / o
<tb> Mn <SEP> 0; 190 <SEP>%