FR2477933A1

FR2477933A1 - Procede de faconnage d'articles comportant des premiere et seconde feuilles en metal deformable superplastiquement et pouvant se lier

Info

Publication number: FR2477933A1
Application number: FR8102914A
Authority: FR
Inventors: Martin Henry Mansfield; John Norton; Dennis John Payne; Sidney John Swadling
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1981-09-18
Also published as: FR2477933B1; DE3104919A1; JPS56131022A; DE3104919C2; US4422569A

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FACONNAGE D'ARTICLES METALLIQUES QUI COMPREND: LE PLACEMENT D'UNE PAIRE D'ORGANES EN FEUILLE 1, 2 EN MATERIAU DEFORMABLE SUPERPLASTIQUEMENT POUR LES METTRE EN REGARD A UNE CERTAINE DISTANCE L'UN DE L'AUTRE (COMMODEMENT AU MOYEN D'UN ORGANE DE RENFORCEMENT 3), LEUR CHAUFFAGE JUSQU'A UNE TEMPERATURE COMPRISE DANS UNE PLAGE DE TEMPERATURE DANS LAQUELLE LA DEFORMATION SUPERPLASTIQUE PEUT SE PRODUIRE, ET LA SOLLICITATION DE PORTIONS DES FEUILLES LES UNES VERS LES AUTRES JUSQU'A CE QU'ELLES SE TROUVENT LES UNES CONTRE LES AUTRES, A LA SUITE DE QUOI IL Y A LIAISON ENTRE ELLES. LA LIAISON EST DE PREFERENCE DU TYPE LIAISON PAR DIFFUSION.

Description

* 1.

La présente invention concerne le façonnage d'arti-

cles métalliques d'un type comportant des premier et second

organes en forme de feuille en métal déformable superplasti-

quement et pouvant se lier à un autre métal.

Selon l'un des aspects de la présente invention, un

procédé de façonnage d'articles de ce type comprend les éta-

pes suivantes: le placement de deux organes en forme de feuille en métal déformable superplastiquement en regard et à une certaine distance l'un de l'autre, leur chauffage jusqu'à

une valeur de température comprise dans la plage o le façon-

nage superplastique peut se produire, et, alors que certaines parties opposées des organes sont maintenues à distance les unes des autres, la sollicitation par application de gaz sous pression, des parties restantes des organes les unes vers les

autres jusqu'à ce que des portions de ces parties soient si-

tuées les unes contre les autres, puis la liaison de ces por-

tions les unes aux autres.

De préférence, les organes en feuille sont consti-

tués d'un matériau pouvant se lier par diffusion et sont chauffés dans une fourchette de température à l'intérieur de laquelle la liaison par diffusion se produit, de sorte que,

lorsque lesdites portions se trouvent les unes contre les au-

tres, elles deviennent liées par diffusion.

2. On a trouvé que les portions qui sont en contact les

unes avec les autres et se trouvent liées par diffusion peu-

vent constituer comimdément une âme à partir des deux épais-

seurs de matériau en feuille qui est généralement équidistan-

te des parties distantes: les unes des autres et est sensible-

ment plate.

Lorsque l'on doit façonner des articles métalliques renforcés du type comportant un organe de renforcement en

matériau pouvant se lier par diffusion situé entre les pre-

mier et second organes en feuille en métal déformable super-

plastiquement et pouvant se lier par diffusion, un procédé de façonnage selon un autre aspect de la présente invention comprend les étapes suivantes: le placement de l'organe de renforcement entre les deux organes en feuille de façon à constituer un ensemble dans lequel des premières zones des

deux organes en feuille sont en contact avec des zones oppo-

sées de l'organe de renforcement, le chauffage de l'ensemble à une température comprise dans la plage de température dans laquelle se produisent la déformation superplastique et la liaison par diffusion, la sollicitation des deux organes en

feuille vers l'organe de renforcement de façon que leurs pre-

mières zones se lient par diffusion avec celui-ci, la déforma-

tion superplastique des deux organes en feuille l'un vers l'autre par application de gaz sous pression de façon que des secondes zones de chaque organe, contiguës aux premières zones

respectives, soient sollicitées contre l'organe de-renforce-

ment et que des troisièmes zones de chaque organe, contiguës aux secondes zones respectives, soient sollicitées de façon à se trouver les unes contres les autres, les secondes zones de chaque organe en feuille devenant liées par diffusion à

l'organe de renforcement et les troisièmes zones de chaque or-

gane en feuille devenant liées par diffusion les unes aux autres. De préférence, l'organe de renforcement a la forme

d'un châssis ou d'un treillis.

On notera que la présente invention n'est pas limi-

tée au façonnage d'articles métalliques comportant deux 3.

feuilles d'un métal qui peut à la fois se déformer superplas-

tiquement et se lier par diffusion; certains métaux qui sont

déformables superplastiquement ne sont pas sujets à une liai-

son par diffusion (par exemple l'aluminium). Dans le cas de ces métaux, différentes formes de liaison doivent être utili- sées. Des exemples de types de liaison possibles sont le brasage, la liaison eutectique, la liaison à phase liquide,ou - la liaison par l'intermédiaire d'une colle chimique ou par blocage mécanique. Dans le cas o un métal de liaison est

utilisé pour constituer le lien, celui-ci peut être appli-

qué à une feuille devant être liée en adoptant l'un des pro-

cédés suivants: Revêtement; application d'un clinquant; revêtement

électrolytique; dépôt sous vapeur; revêtement par ion; pul-

vérisation par ion; pulvérisation par métal, ou pulvérisa-

tiokn par plasma. Le métal de liaison peut être un alliage d'aluminium. Dans le cas o une colle chimique est utilisée, celle-ci peut être une résine durcissant à haute température,

par exemple une colle en polyimide.

Un procédé de formation d'un panneau renforcé selon

la présente invention sera décrit à titre d'exemple en liai-

son avec les dessins d'accompagnement dans lesquels

La figure 1 est une vue isométrique locale, en par-

tie en coupe, des composants d'un panneau non formé;

La figure -2 est une vue similaire d'un panneau par-

tiellement formé;

La figure 3 est une vue similaire d'un panneau for-

mé; et La figure 4 est une vue d'une zone de plus grande

dimension d'un panneau formé.

Dans la figure 1, deux feuilles 1 et 2 d'un métal

déformable superplastiquement et pouvant se lier par diffu-

sion sont placées de chaque côté d'un châssis de renforce-

ment 3, c'est-à-dire d'un treillis, représenté seulement par

un élément. Le châssis est en métal, pouvant se lier par dif-

4. fusion. Les composants 1, 2 et 3 sont positionnés dans un outil de moulage non représenté, mais de conception connue qui permet le chauffage jusqu'aux températures de déformation

superplastique et de liaison par diffusion, ainsi que l'in-

troduction d'un gaz inerte pressurisé sur l'extérieur des

feuilles 1 et 2.

Comme représenté en figure 1, les composants 1, 2 et 3 sont positionnés à l'intérieur de l'outil de moulage de façon que des premières zones A des feuilles soient en

contact avec des zones opposées a du châssis.

L'outil (ainsi que les composants 1, 2 et 3) sont alors chauffés à la température désirée et les feuilles 1 et 2 sont sollicitées, par application d'une force extérieure ou de gaz sous pression, contre le châssis 3 de façon que les

premières zones A se lient par diffusion aux zones opposées a.

Une nouvelle application des gaz pressurisés a pour

effet de déformer simultanément les feuilles 1 et 2 vers l'in-

térieur, c'est-à-dire l'une vers l'autre comme représenté en

figure 2. On a trouvé que des zones B des feuilles 1 et 2 si-

tuées de chaque côté des zones A se pliaient vers l'intérieur pour venir se situer contre des zones latérales b du châssis 3' et se lier par diffusion à celles-ci. De plus, on a trouvé que des zones C des feuilles 1 et 2, situées de chaque côté des zones B, butent les unes contre les autres et se lient par diffusion les unes aux autres formant des âmes à partir des

deux épaisseurs qui se trouvent dans un plan généralement pa-

rallèle aux plans d'origine des feuilles 1 et 2. On a trouvé que les zones B avaient naturellement des longueurs identiques

de sorte que les âmes formées par les zones C avaient tendan-

ce à se trouver à égale distance des zones A lorsque l'ensem-

ble est plat.

Les panneaux terminés ont une rigidité et une confi-

guration semblables à celles de panneaux formés par enlèvement

de poche de matériau (par exemple par usinage, électro-éro-

sion ou action électro-chimique) à partir de billettes massi-

ves. 5.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

6.

Claims

REVENDICATIONS

l - Procédé de façonnage d'articles métalliques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: le

placement de deux organes en feuille (1, 2) en métal défor-

mable superplastiquement à une certaine distance l'un de l'autre- leur chauffage jusqu'à une température comprise dans

une plage de température dans laquelle la déformation super-

plastique peut se produire, et, alors que certaines parties

opposées des organes sont maintenues à distance, la solli-

lO citation par application de gaz sous pression des parties restantes des organes les unes vers les autres jusqu'à ce que des portions de ces parties se trouvent les unes contre les autres, puis la liaison de ces portions les unes avec

les autres.
2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux organes en feuille (1,2) sont constitués d'un métal pouvant se lier par diffusion, et en ce que les organes en feuille sont chauffés jusqu'à une température comprise dans une plage de température dans laquelle la liaison par diffusion se produit, de sorte que, lorsque les portions sont placées l'une contre l'autre, elles se lient

pas diffusion.
3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un agent d'assemblage est appliqué à au moins une

partie de l'une ou des deux surfaces à lier avant la défor-

mation superplastique des organes en feuille, agent qui sert

à réaliser le lien entre les organes en feuille.
4 - Procédé selon l'une des revendications l à 3,

caractérisé en ce que les portions des organes en feuille (1, 2) qui viennent en contact les unes avec les autres et se lient forment une âme (C) à partir des deux épaisseurs du matériau en feuille,âme qui est située généralement à égale distance des parties distantes des organes en feuille et

est sensiblement plate.
5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivan-

tes: le placement d'un organe de renforcement (3) entre les 7. deux organes en feuille (l, 2) de façon à former un ensemble

dans lequel des premières zones (A) des deux organes en feuil-

le sont en contact avec des zones opposées (a) de l'organe de renforcement, le chauffage de l'ensemble à une température comprise dans la plage de température dans laquelle la défor- mation superplastique peut se produire, la sollicitation des deux organes en feuille vers l'organe de renforcement,

la liaison de leurs premières zones (A) à l'agent de renforce-

ment, la déformation superplastique des deux organes en feuil-

le l'un vers l'autre par application de gaz sous pression de façon que des secondes zones (B) de chaque organe, contiguës aux premières zones respectives, soient sollicitées contre l'organe de renforcement et quedes troisièmes zones (C) de chaque organe, contiguës aux secondes zones respectives,

soient sollicitées pour être placées les unes contre les au-

tres, les secondes zones de chaque organe en feuille étant liées à l'organe de renforcement et les troisièmes zones

de chaque organe en feuille étant liées les unes aux autres.
6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de renforcement a la forme d'un châssis

ou d'un treillis.