Alliage<B>à</B> base de zinc. La. présente invention a pour objet un al liage<B>à</B> base de zinc propre au coulage en co quilles.
Les exigences mécaniques de l'opération de coillage, en coquilles nécessitent la construc- ti-. d'un creuset et d'une coquille en fer et acier. Ces métaux sont sujets<B>à,</B> être attaqués par le zinc fondu et l'expérience a montré que <B>0,25 %</B> -tu moins d'aluminium doit être ajouté ,tu zincs <B>1</B> dans le but de, diminuer cette atta que d'une façon suffisante pour assurer aux appareils une durée de vie raisonnable. Les alliages destinés au coulage en coquilles doi vent avoir un decré de fluidité suffisant pour couler convenablement dans les coquilles uti lisées et. pour les remplir complètement; une proportion de 2<B>%</B> d'aluminium ou davantage.
apparaît nécessaire<B>à</B> l'obtention d'un degré de fluidité adéquate. On sait depuis longtemps que l'aluminium augmente la résistance<B>à.</B> la traction du zinc et sa présence est de ce fait désirable, dans les alliages pour coulage en coquilles, en quantités, allant,de 2;
<B>à 10%</B> et <B>même à 15</B> %. Les a-Iliaoles zinc-a-luminium contenant moins de<B>80%</B> d'aluminium environ, subissent un changement de structure après la solidifi cation, qui est communément connu sous le nom de ,changement de phase" ou plus spé cialement, dans ce cas, sous le nom de ,réac tion eutectoïde". Ce changement de phase consiste dans la formation de deux formes ou phases cristallines<B>à,</B> partird'une phase primi tivement existante;
il est accompagné généra lement, dans les alliages connus indiqués ci- dessus, de certains changements des proprié tés physiques de ceux-ci, tels que, par exem ple, une augmentation de la. densité, de la du reté, de la résistance<B>à,</B> la traction et une di minution de la. ductilité et de la résistance au choc. Ce changement de phase. peut se pro duire durant le refroidissement de l'alliage, après coulage, ou peut être retardé oui em pêché par certaines influences. Dans de tels cas, il peut avoir lieu graduellement pendant une période de, plu-sieurs mois<B>à,</B> la tempéra ture ordinaire.
Un stade secondaire du changement de phase, qui se produit quelquefois, réside dans la croissance ou la coalescence des particules extrêmement petites des nouvelles phases for mées en premier lieu, en particules plus gran des. Ce stade peut être accompagné d'un amolissement et d'une diminution de la résis- tancé, <B>à</B> la traction, ainsi que d'une augmenta-* tion de la,ductilitéetde la, résistance au choc.
Les alliages zinc, aluminium dont la coni- position est comprise dans les limites ci- dessus, peuvent également être sujets<B>à,</B> un type de désintégration que, l'on nomme géné ralement ,oxydation intercristalline". Dans les cas extrêmes, sous l'influence de la cha leur et de, l'humidité, l'oxydation intercris- talline peut pénétrer complètement dans. des échantillons & ces alliages et en provoquer le gonflement, le gauchissement et même la désintégration complète.
L'oxydation inter- cristalline est en quelque sorte associée au changement de phase et en dépend en partie.
Il a été reconnu jusqu'ici que certains au tres métaux, lorsqu'ils sont présents dans ces alliages zinc-aluminium, exercent des effets importants, soit sur le, changement de phase, soit sur l'oxydation intercristalline, soit sur les deux. On sait, par -exemple, que le cuivre et le magnésium exercent une influence sur le changement de phase, soit en ce qui con cerne la vit-esse <B>à,</B> laquelle il a lieu, soit en ce qui concerne l'achèvement complet de la réac tion, soit encoreà d'autres points -de -vue non complètement connus.
L'effet particulier pro duit sur le changement de ph-ase par le cuivre et le magnésium agit favorablement en aucy- mentant ia résistance des alliages<B>à</B> l'oxyda tion intericristalline. Le plomb, tout en n'exer çant pas une influence marquée sur<B>lié</B> chau- gement de phase, diminue très sérieusement la résistance de ces alliages zinc-aluminium <B>à</B> l'oxydation intercristalliue.
Le cadmium, quoiqu'il ait un certain effet sur le changement de phase, diminue, ordi nairement, en présence du plomb, la résis tance de ces alliages<B>à.</B> l'oxydation intercris- talline. On connaît et utilise des allia,,,,,u, à zinc, convenant au coulage en uoqiiillt##. alliage contenant 4% d'al timiiiii ini, 3'o' cuivre et le, solde de zinc métallique très pur, est<B>-déjà,</B> utilisé sur une grande échelle dans bien des buts et donne satisfactioli. On peut cependant faire deux objections<B>à</B> cet alliage.
Tout d'abord, en vieillissant, soit à<B>des</B> teiu- pératuresi normales, soit<B>à.</B> des températures légèrement élevées, l'alliage perd une partie importante<B>de</B> sa résistance au choc et subit un changement dans, ses dimensions linéaires. Deuxièmement, en présenced'humidité et par ticulièrement en présence de chaleur et d'hu midité, l'alliage subit l'oxydation intercris- talline, qui est la, cause de changements im portants dans les propriétés physiques et les dimensions.
Au cours,d'une reclierche relativeaux al- lia,ges ù, base<B>-de</B> zinc, pour le coulage en co quilles, il a été trouvé que la tendance des al liages zinc-aluminium <B>à</B> subir l'oxydation in- tercristalline est grandement diminuée si l'on élimine le & impuretés nuisibles, en particulier le plomb et l'étain et dans certaines candi- tions le cadmium, On a.
tiré parti de ce fait dans la composition préférée de l'alliage<B>dé-</B> crit dans, le brevet des Etats-Unis d'Améri que no <B>159,676,1</B> du<B>17</B> août<B>1926,</B> de Pearce et Anderson, en utilisant du zinc métallique très pur (Horsehead bra.nd) comme zinc de base de l'alliage.
Le zinc métallique très pur contient cependant<B>0,05%</B> de plomb et pour obtenir un alliage suffisamment exempt d'oxydation intercristalline en présence de cette quantité de plomb, il est nécessaire d'a jouter du cuivre et -du magnésium, vu que ces métaux, pris individuellement, tendent<B>à</B> re tarder ou empêcher l'oxydation intercristal- line et qu'ils ont, réunis, des effets, avanta geux plus au moins additionnels.
Des expériences faites avec un zinc mé tallique contenant moins de plomb que le zinc métallique très pur ont montré d'une façon définitive qu'il<B>y</B> avait -d'importantes possi bilités dans cette direction. On a trouvé que si le pourcentage de plomb et autres impure- les dans le zinc métallique (utilisé pour pré parer l'alliaue <B>à,</B> ba-se de zinc) est inférieur<B>à</B> 0,02%, l'étain étaut pratiquement absent-, la présence de, cuivre en quantité supérieure<B>à</B> <B><U>9</U> %,</B> mais ne dépassant pas<B>6 %</B> (et sans ma- --nésium), retarde l'oxydation intercristalline d'une façon très appréciable;
on a. également trouvé qu'un tel alliage<B>9,</B> un vaste champ d'application pour le coulage en coquilles.
La présente invention a donc pour objet un alliage<B>à</B> base de zinc, propre au coulage en coquilles, pratiquement exempt de magné sium et contenant de 2<B>à, 10 %</B> d'aluminium, de préférence<B>2-5 %,</B> de 2:<B>à 6 %</B> de cuivre, pas plus de 0,02, <B>%</B> de plomb et de cadmium ensemble, constituant des impuretés, et pas plus #de <B>0,001 %</B> d'étain, le solde étant du zinc.
Il est entendu que cet alliage peut être absolument exempt de plomb et de cadmium, on peut ne contenir que l'un de ces métaux en proportion inférieure,<B>à.</B> 0,02<B>%.</B> La composition préférée de l'alliage de l'invention est la suivante: environ 4<B>%</B> -d'a luminium, environ<B>3 %</B> de cuivre, le solde étant du zinc métallique -de gTande pureté ti trant au moins<B>99,99 %</B> de zinc.<B>Ce</B> zinc de grande pureté ne doit pas contenir plus d'en viron<B>0,01 %</B> de plomb et de cadmium. Des résultats très satisfaisants ont été obtenus avec du zinc métallique contenant plus de <B>99,99 %</B> de zinc, moins de 0 a <B>%</B> de plomb, moins de<B>0,003%</B> de cadmium et moins de <B>0,001%</B> d'étain.
L'étain doit être pratique ment exclude l'alliage et dans aucun cas sa teneur ne doit dépasser environ 0,001%.
La. table suivante illustre les propriétés physiques importantes; d'un alliage pour cou lage en coquilles obtenu suivant l'invention. L'alliac,e no <B>1 à,</B> base #de zinc, très pur a été utilisé Wqu'ici sur une grande échelle pour le coulage en coquilles. L'alliage no 2 est un alliage selon l'invention.
EMI0003.0018
<I>Composition</I>
<tb> Alliage <SEP> no <SEP> <B>1</B> <SEP> Alliage <SEP> no <SEP> 2
<tb> Aluminium <SEP> <B>. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .</B> <SEP> 4,0/1-0 <SEP> <I>4,0 <SEP> <B>%</B></I>
<tb> Cuivre <SEP> <B>. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 3,0% <SEP> 3,0%</B>
<tb> Qualité, <SEP> du <SEP> zinc <SEP> de <SEP> base <SEP> <B>-</B> <SEP> très <SEP> pur <SEP> grande <SEP> pureté <SEP> (au
<tb> moins <SEP> <B>99,99%</B> <SEP> Zn)
<tb> <I>Propriétés <SEP> tel <SEP> que</I> <SEP> coulé
<tb> Résistance <SEP> <B>ià</B> <SEP> la, <SEP> traction
<tb> pour <SEP> éprouvettes <SEP> plates <SEP> 2904,4 <SEP> (41,300) <SEP> <B>3129,5</B> <SEP> (445-00)
<tb> Résistance <SEP> <B>à</B> <SEP> la <SEP> traction
<tb> pour <SEP> éprouvettes <SEP> rond-s <SEP> <B>29,9à,S</B> <SEP> (426100) <SEP> <B>303,1</B> <SEP> (43100)
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> choc <SEP> <B>. <SEP> .
<SEP> 2,8-29 <SEP> (13,12) <SEP> 3,12,9</B> <SEP> (146)
<tb> <I>Propriétés <SEP> après <SEP> <B>10</B> <SEP> jours <SEP> dans <SEP> la <SEP> vapeur <SEP> <B>à <SEP> 95' <SEP> C</B></I>
<tb> Résistance <SEP> <B>à</B> <SEP> la <SEP> traction
<tb> pour <SEP> éprouvettes <SEP> plates <SEP> <B>675,1 <SEP> (H00) <SEP> 2,3:
13,7 <SEP> (329,00)</B>
<tb> Résistance <SEP> <B>à</B> <SEP> la <SEP> traction
<tb> pour <SEP> éprouvettes <SEP> rondes <SEP> <B>M3,3 <SEP> (13300) <SEP> 26.30,1</B> <SEP> (3-7400)
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> choc <SEP> <B>0,107 <SEP> (5)</B> <SEP> <I>0,9,14 <SEP> <B>(10)</B></I>
<tb> Dilatation, <SEP> largeur
<tb> <B>1,955</B> <SEP> cm <SEP> <B>(%</B> <SEP> pouce). <SEP> <B>0,5105</B> <SEP> (0,0201) <SEP> 0,1194 <SEP> (0,0047)
<tb> Dilatation, <SEP> largeur
<tb> <B>1,27</B> <SEP> cm <SEP> (1/2 <SEP> pouce) <SEP> <B>0,3327 <SEP> (0,0131) <SEP> 0,1118</B> <SEP> (0,0044) La résistance<B>à</B> la traction est indiquée en kilogrammes par centimètre carré pour les éprouvettes plates et rondes. La résistance au choc est indiquée en kilogrammètres par centimètre carré.
La, dilatation linéaire est indiquée en millimètres pour des sections de 1,955cm, (-/4 de pouce) et<B>1,27</B> cm (1/# pouce) de largeur.
On a indiqué entre parenthèses dans les tableaux, les valeurs correspondantes, en li vres par pouce carré, pour la résistance<B>à</B> la traction, en livres-pieds, par pouce carré pour la résistance au choc et en pouces pour ladilata,tion. linéaire.