FR2519275A1 - Procede et equipement pour fabriquer des pieces telles que des douilles de cartouches en cupro-alliage forge sous conditions thixotropes et piece ainsi obtenue - Google Patents

Abstract

UN ALLIAGE CONTENANT 3 A 20 DE NICKEL, 5 A 10 D'ALUMINIUM, RESTE CUIVRE, POUR LA FABRICATION D'ETUIS DE CARTOUCHES DE DIVERSES MUNITIONS, OU DE PIECES ANALOGUES, EST TRANSFORME EN UNE PATE SEMI-SOLIDE 11 COULEE EN CONTINU EN UNE BARRE. CETTE BARRE EST COUPEE EN LOPINS 56 QUI SONT MATRICES A L'ETAT SEMI-SOLIDE 72 EN EBAUCHES D'ETUIS QUI SONT ENSUITE SOUMISES A DES TRAITEMENTS THERMIQUES DE DURCISSEMENT PAR VIEILLISSEMENT 92, 94, 210 ET A DES OPERATIONS DE FACONNAGE FINAL TELLES QUE LA FORMATION DU COL ET LE CALIBRAGE DE L'ETUI.

Description

La présente invention concerne un procédé et un équipement pour fabriquer

une pièce de forme allongée, à faible

épaisseur de paroi et ayant des caractéristiques de résistance éle-

vée, à partir d'un alliage à base de cuivre durcissable par vieil-

lissement La pièce est en particulier un étui de cartouche ou

douille pour diverses munitions.

Il est souhaitable de fabriquer les douilles d'un matériau ayant en soi les qualités qui permettent d'obtenir une douille présentant certaines propriétés désirées, telles qu'une ténacité suffisante pour résister à l'éclatement au départ du coup,

une bonne aptitude à la déformation, de sorte qu'elle peut se dila-

ter sous la pression des gaz à la détonation et se contracter ensuite, une solidité suffisante pour pouvoir être réutilisée et

ainsi de suite, Les étuis de cartouches sont fabriques actuelle-

ment d'une grande variété de métaux ou d'alliages, tels que l'acier, le cuivre et l'aluminium et leurs alliages Un matériau classique pour les étuis est le laiton à 70 % Cu et 30 % Zn (cartridge brass

C 260).

Ce laiton est employé notamment dans la fabrication des étuis pour les cartouches des calibres 270 ( 6,86 mm), 30-30 ( 7,62 mm) et 38 spécial ( 9,66 mm) Ces étuis ont typiquement des résistances et une structure de grain qui varient dans le sens de la longueur de l'étui Par exemple, la résistance à la traction varie d'une valeur pour matériaux doux à une valeur pour matériaux à ressorts, par exemple de 380 à 704 M Pa, de la bouche du collet jusqu'au culot de l'étui Des examens métallographiques ont révélé une structure de grain grossière de formage à froid poussé au culot et une microstructure recristallisée à grain fin à la boucha de l'étui. Des processus très variés ont été utilisés jusqu'ici pour fabriquer des pièces à paroi mince et à haute résistance telles que les étuis de cartouches En beaucoup de cas,ils comprennent le passage d'une ébauche métallique par une série complexe d'opérations de fornage, telles qu'emboutissage en godet, étirage séquentiel,

recuit, ébarbage, étirage à creux ou opération analogue pour la for-

mation du colletperçage> et ainsi de suite La fabrication d'un étui de laiton pour cartouche de calibre 30-30 ( 7,62 mn) par exemple demande plus de vingt opérations, comprenant de multiples étirages alternant avec des recuits La fabrication d'un étui paur cartouche de calibre 38 spécial ( 9, 66 mm) demande plus de quinze opérations, dont plusieurs étirages et recuits. Un procédé connu pour fabriquer un étui de cartouche d'un alliage cuivre-zinc consiste à couler une barre d'alliage d'un diamètre suffisant pour qu'il s'établisse une structure de coulée à grain fin, à couper la barre en lopins puis, sans aucune déformation

plastique préliminaire changeant la structure de l'alliage, à sou-

mettre les lopins à une série d'opérations d'étirage alternant avec des traitements de recuit Ce procédé est illustré par le brevet des

Etats-Unis d'Amérique n' 2 190 536.

Un procédé connu pour fabriquer un étui de cartouche à haute résistance d'un alliage d'aluminium apte A recevoir des traitements thermiques consiste à transformer une ébauche cylindrique massive par filage avec remontée de matière en une pièce en forme

de godet puis à allonger et amincir la paroi de ce godet par étirage.

Le filage de l'ébauche d'alliage d'aluminium se fait à l'aide d'une filière et un recuit partiel est effectué ensuite pour éliminer les tensions dues au formage à froid lors du filage La pièce en godet

est ensuite transformée à l'aide d'un outillage d'emboutissage-

étirage en une pièce en godet de forme allongée avec une paroi laté-

rale cylindrique relativement mince Après l'étirage, la pièce est de préférence soumise h un traitement de mise en solution afin de

lui conférer les propriétés métallurgiques et mécaniques optimales.

Une opération combinée de façonnage peut être effectuée ensuite pour former le culot, la portion tronconique et le collet et pour doter

le culot, par forgeage, de la cavité destinée à recevoir l'amorce.

Comme la résistance résultant du formage à froid précédent a été enlevée ou neutralisée par le traitement de mise en solution, il est préférable d'augmenter la résistance du culot par une opération

de forgeage qui confère au culot un taux de formage à froid d'envi-

ron 15 % au moins Après le forgeage, la pièce est soumise à un trai-

tement thermique de précipitation afin d'augmenter sa dureté et sa résistance Ce procédé est décrit, par exemple, dans le brevet des

Etats-Unis d'Amérique 3 498 221.

Un autre procédé pour fabriquer un étui de cartouche d'acier à bas carbone ou de laiton est décrit par le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2 698 268 par exemple Ce procédé consiste à

façonner une ébauche métallique par matriçage en un disque possé-

dant une partie centrale relativement épaisse et une partie péri- phérique qui diminue en épaisseur de la partie centrale vers le bord du disque Après le matriçage, le disque est convenablement recuit Ensuite, il est soumis à une première opération d'emboutissage en godet et d'étirage pour former un étui Celui-ci est soumis à des étirages supplémentaires puis à une opération de refoulement pour l'écrouissage d'une partie de l'étui près du culot L'étui

cylindrique ainsi obtenu est soumis à une opération d'étirage supplé-

mentaire Celle-ci est suivie du façonnage du culot, du poinçonnage d'un trou dans le culot et d'un traitement de recuit de la partie

inférieure de l'étui.

Encore un autre procédé comprend la coulée d'un

étui d'acier, son réchauffage pour uniformiser sa dureté, son expo-

sition à une pression longitudinale pour éliminer les endroits poreux et pour rendre le grain plus dense dans les zones minces que dans les zones plus épaisses, la carburation d'une partie au moins de l'étui, la trempe de l'étui en vue de son durcissement et un usinage final pour conférer à l'étui une épaisseur uniforme Ce procédé est illustré par le brevet des Etats-Unis d'Amérique 1 303 727 Il est à noter que ce procédé a été conçu pour la fabrication d'un étui

ou enveloppe qui éclate lors d'une explosion.

On voit de ce qui précède que les procédés de l'art demandent souvent beaucoup de travail et de matériel et sont de ce fait très coûteux Pour réduire les coûts, il serait souhaitable de simplifier les processus de fabrication en réduisant le nombre des

opérations nécessaires.

En plus des considérations économiques, il faut

tenir compte d'autres problèmes liés à ces techniques de l'art anté-

rieur Par exemple, les processus utilisant des matrices posent souvent des problèmes d'usure des matrices et des difficultés liées aux tolérances dimensionnelles résultant de la retenue de chaleur dans les matrices pendant le travail D'autres problèmes proviennent de la création de points doux par suite des opérations d'étirage

progressif et de recuit.

En examinant des alliages plus récents pour rem-

placer les matériaux traditionnels, la demanderesse a découvert que les matériaux coulés sous conditions thixotropes ou coulés en pâte

(bouillie) offrent plusieurs avantages, tels qu'une durée de ser-

vice plus longue des matrices et des effets de choc thermique moindres

pendant la fabrication.

Un matériau métallique coulé en p&te (slurry cast) se compose de particules primaires solides dispersées dans une matrice Celle-ci est solide lorsque la composition de métal est entièrement solidifiée et elle est liquide lorsque la composition

est partiellement solide et partiellement en forme de pâte liquide.

Les particules primaires solides sont formées par des dendrites dégénérées ou des nodules sphéroldaux Des techniques pour produire des matériaux coulés en p&te et pour les couler et les forger sont décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique 3 902 544, 3 948 650, 3 954 455, 3 936 298, 3 951 651 et 4 106 956, dans la demande de brevet britannique 2 042 385 A déposée au nom de Vinter et al et publiée le 24 septembre 1980, ainsi que dans les articles Rheocasting Processes" par Flemings et al, AFS Internat Lonal Cast Metals Journal, septembre 1976, pages 11-22 et "Die Casting Partially Solidified High Copper Content Alloys" par Fascetta et al,

A Us Cast Metals Research Journal, décembre 1973, pages 167-171.

Bien que des matériaux coulés en pâte ayant les avantages indiqués cidessus soient donc connus, l'identification d'un métal ou d'un alliage de coulée en pâte ayant les propriétés

physiques requises et se pr 8 tant à une mise en forme plus écono-

mique reste encore un problème Comme déjà indiqué, un métal ou un alliage pour la fabrication d'étuis de cartouches doit avoir les

propriétés de haute résistance qui sont nécessaires pour la fabri-

cation d'un étui de paroi mince et réutilisable De plus, il doit avoir une bonne aptitude à la déformation parce que les étuis de cartouches subissent souvent une dilatation au départ du coup et

se contractent ensuite, de même qu'une forte ténacité pour résis-

ter au choc produit à La détonation.

La demanderesse a trouvé, avec étonnement, que la sélection d'un cuproalliage durcissable par vieillissement et coulé

en pâte, ainsi que son forgeage sous conditions thixotropes per-

mettent de produire un étui de cartouche, ou une pièce analogue, dont les propriétés de résistance sont au moins aussi bonnes que les étuis fabriqués selon des procédés conventionnels Il a été trouvé en plus qu'un tel étui de cartouche peut être fabriqué par

un plus faible nombre d'opérations qu'avec les techniques anté-

rieures L'invention apporte par conséquent un procédé et un équipement pour sa-mise en oeuvre, qui permettent de fabriquer une pièce de forme allongée et de faible épaisseur de paroi, un étui de cartouche notamment, qui possède une haute résistance, une bonne ductilité et une bonne ténacité à la rupture, d'un alliage

à base de cuivre durcissable par vieillissement et coulé en pâte.

Le procédé selon l'invention comprend la formation

d'une pâte semi-solide d'un cupro-alliage durcissable par vieillis-

sement et coulé en pâte, son forgeage sous condit Loas thoxotropes pour former une pièce de forme allongée et de paroi mince, et le durcissement par vieillissement de la pièce "thixoforgée" Selon un mode de mise en oeuvre préféré, le cupro-alliage est constitué essentiellement d'environ 3 à environ 207 de nickel, d'environ k environ 10 % d'aluminium, reste cuivre. Le forgeage sous conditions thixotropes d'une pièce à partir d'une pâte semi-solide d'un cupro-alliage comme indiqué

ci-dessus et son durcissement consécutif par vieillissement per-

mettent d'obtenir une pièce de haute résistance, de forme allongée avec une paroi mince et possédant une cavité interne qui peut avoir toute forme désirée, sans qu'il soit nécessaire de passer par les nombreux étirages et recuits intermédiaires des techniques antérieures Le procédé et l'équipement selon l'invention permettent ainsi une diminution considérable des co ts comparativement aux

procédés connus.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront plus clairement de la description qui va suivre

d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique d'un exemple

d'un équipement pour fabriquer des étuis de cartouche selon le pro-

cédé de l'invention; la figure 2 est une représentation schématique, en coupe axiale, d'un premier exemple d'une machine à couler en pâte, utilisable dans l'équipement selon l'invention représenté sur la figure 1; la figure 3 est une représentation schématique analogue d'une deuxième machine à couler, utilisable également pour couler un produit continu dans un équipement comme celui représenté figure 1; la figure 4 est une représentation schématique, en partie en coupe axiale, d'un dispositif pour couper en lopins le produit continu délivré par la machine de la figure 2 ou par celle de la figure 3 et pour réchauffer ces lopins; la figure 5 est une coupe axiale schématique d'une machine à forger destinée à transformer les lopins réchauffés sous conditions thixotropes en pièces creuses de forme allongée et de paroi mince; la figure 6 est une coupe axiale schématique d'une variante de réalisation de la demi-matrice inférieure de la machine k forger de figure 5, pour la production d'une pièce sans trou dans le fond; la figure 7 est la coupe axiale d'une pièce en forme de godet pouvant être produite par la machine à forger de la figure 5; la figure 8 est une coupe axiale schématique d'un dispositif pour le traitement thermique des pièces produites par la machine à forger de la figure 5; et la figure 9 est la coupe d'un étui de cartouche

fabriqué selon le procédé de l'invention.

Dans ce qui précède, il a été question brièvement de techniques de l'art antérieur pour former des pâtes métalliques

seni-solides thixotropes utilisées dans la coulée en p&te, le for-

geage et la coulée sous conditions thixotropes et ainsi de suite Le terme "coulée en pute" utilisé ici se réfère à la mise en forme d'une pâte ou bouillie métallique semi-solide, qui est à l'état thixotrope,

directement en un produit désiré, tel qu'une billette des-

tinée à être travaillée par la suite, ou une pièce moulée en coquille de la pâte Les termes "coulée sous conditions chi:otropes" et"'forgeage sous conditions thixotropes" utilisés ici se r f&rent à des processus qui commencent avec un matériau coulé en pâte qui est réchauffé pour la mise en forme consécutive, par moulage en

coquille ou par forgeage par exemple.

Les avantages des matériaux coulés en pâte, ample-

ment décrits dans les documents antérieurs, comprennent notamment

l'obtention de pièces moulées en coquille plus saines comparative-

ment à la coulée en coquille conventionnelle Cela provient de ce que le métal est à l'état semi-solide à son entrée dans le moule, contenant une fraction eutectique d'environ 5 à 40 %, de préférence d'environ 10 à 30 %, que l'on suppose être due à une solidification

en état de non équilibre et qui a pour effet que la porosité résul-

tant du retrait est moindre La durée de service de différentes pièces desmachines est également prolongée du fait que l'usure des matrices et des moules (coquilles) est réduire et que les chocs

thermiques ont également moins d'effets dans une coulée en pate.

Les particules primaires solides d'une pâte métal-

lique semi-solide sont formées d'une seule phase ou de plusieurs phases dont la composition moyenne diffère de la composition moyenne

de la matrice qui les enveloppe dans l'alliage complètement solidi-

fié La matrice elle-m Ame qui est liquide lorsque la composition est partiellement solide et partiellement liquide peut être formée d'une seule ou de plusieurs phases à mesure que la solidification progresse. Les alliages se solidifiant de façon conventionnelle

comportent des dendrites ramifiées qui forment des réseaux inter-

connectés lorsque la température baisse et le poids de la fraction solide augmente Les pâtés ou bouillies métalliques semi-solides sont constituées au contraire de particules primaires discrètes sous forme de dendrites dégénérées séparées les unes des autres par une matrice métallique liquide Les particules primaires solides sont des dendrites dégénérées en ce sens qu'elles sont caractérisées par des surfaces plus lisses et par une structure moins ramifiée que

les dendrites normales, s'approchant d'une configuration sphéroldale.

La matrice solide est formée par solidification de la matrice liquide à la suite de la formation des solides primaires et elle contient une ou plusieurs phases du type obtenu pendant la solidification d'un alliage liquide dans un processus plus conventionnel La matrice est constituée de dendrites, composés mono ou multiphasés et solution solide, ou de mélanges de dendrites et/ou composés et/ou solutions solides. Les figures 1 à 6 et 8 représentent un équipement 10 permettant de fabriquer des pièces creuses de forme allongée et de faible épaisseur de paroi, notamment des étuis de cartouches comme celui représenté b un état intermédiaire sur la figure 7 et à l'état

final sur la figuie 9.

L'équipement 10 comporte> pour commencer, une machine b couler en pate 11 destinée à délivrer un produit continu 46 Les figures 2 et 3 représentent deux variantes de réalisation possibles

de cette machine.

La machine représentée figure 2 comporte un récipient 14 dans lequel est maintenu, de préférence à l'état fondu, un alliage métallique 12 durcissable par vieillissement Le récipient 14 est

entouré par plusieurs bobines de chauffage par induction 16 Celles-

ci peuvent être utilisées pour faire fondre l'alliage 12 ou pour le

maintenir à une température supérieure au liquidus.

Le récipient 14 présente au moins une ouverture 18 à travers de laquelle le métal liquide 12 entre dans une zone de brassage 20 La grandeur de l'ouverture 18 peut être réglée au moyen

d'un jeu de chicanes 22 La zone de brassage 20 contient un agita-

teur 24, par exemple sous forme d'une hélice montée sur un arbre 26 qui peut être entraîné en rotation par un dispositif quelconque

non représenté.

La zone de brassage 20 est entourée d'une bobine de chauffage par induction 28 et d'une chemise de refroidissement 30 permettant de doser l'apport ou l'extraction de chaleur et par

suite la température de l'alliage dans la zone de brassage La che-

mise de refroidissement 30 présente une entrée 32 et une sortie 34

pour un fluide de refroidissement quelconque, de préférence de l'eau.

La distance entre la paroi 36 de la zone de bras-

sage et la surface externe 38 de l'agitateur 24 doit être maintenue suffisamment grande pour que des forces de cisaillement élevées puissent Étre appliquées a la pâte semi-solideformée dans la zone de brassage Les forces de cisaillement doivent être suffisamment

élevées pour empêcher la formation de réseaux dendrîtiques inter-

connectés et pour permettre en même temps le passage de la pâte semisolide à travers la zone de brassage Etant donné que le taux induit de cisaillement dans la pâte semi-solide à une vitesse de rotation donnée de l'agitateur 24 est fonction à la fois du rayon de la zone de brassage et du rayon de l'agitateur, la différence entre les deux, c'est-à-dire la distance mentionnée plus haut,

variera avec la taille de l'agitateur et de la zone de brassage.

Ladite distance peut être plus grande à mesure que les agitateurs

et les zones de brassage sont plus grands.

Le fond de la zone de brassage 20 présente une ouver-

ture 40 dont la grandeur peut être réglée par le soulèvement ou l'abaissement de l'arbre 26, dont l'extrémité inférieure pénètre plus ou moins dans l'ouverture 40 La pâte semi-solide 42 qui sort de la zone de brassage à travers l'ouverture 40 peut être dirigée dans un dispositif de coulée 44 pour la coulée continue d'un produit

solide 46.

Le dispositif de coulée 44 peut être formé par n'im-

porte quiel dispositif de coulée conventionnel Selon un mode de réalisation préféré, il est formé par une lingotière 48 entourée d'une chemise de refroidissement 50 La lingotiêre 48 possède de préférence une forme cylindrique mais elle peut en soi avoir toute

forme désirée Elle peut être faite de n'importe quel matériau adé-

quat, de cuivre, ou d'un cupro-alliage, d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium, d'un acier inoxydable austénitique ou d'un alliage d'un tel acier, et ainsi de suite La chemise de refroidissement 50 présente une entrée 52 et une sortie 54 pour n'importe quel fluide

de refroidissement connu dans l'art et convenant à cette applica-

tion, de l'eau de préférence La solidification est produite par extraction de chaleur de la pâte semi-solide à travers la paroi centrale de la lingotière 48, dont la surface interne et la surface externe sont désignées respectivement par 51 et 53, et par arrosage du produit coulé 46 en cours de solidification avec du fluide de refroidissement N'importe quel mécanisme d'extraction conventionnel adéquat (non représenté) peut être utilisé pour extraire le produit

46 de la lingotière 48 à la vitesse désirée.

A la place de la machine représentée sur la figure 2, on peut utiliser la maehine & couler en pâte 11 ' représentée sur la figure 3 et qui est préférée Cette machine comporte une lingotière 111 pour la coulée continue ou semi-continue de pâtes métalliques thixotropes La lingotière 111 peut être faite de tout matériau non magnétique désiré, par exemple d'acier inoxydable, cuivre, alliage de cuivre ou un matériau analogue Sa section droite peut avoir

toute forme désirée mais elle est de préférence circulaire.

La paroi 121 de la lingotière est entourée d'une

chemise de refroidissement 120 comprenant une partie axiale lon-

geant la lingotière et une partie radiale en haut Cette dernière forme une première chambre 122 ou chambre d'entrée et une seconde chawbre 123 qui communique avec la première par une ou plusieurs fentes étroites 124 La seconde chambre 123 communique avec la partie axiale, laquelle forme un rideau d'eau uniforme autour de la surface externe 126 de la lingotière 111 Par son extrémité inférieure, la

-partie axiale de la chemise de refroidissement 120 définit, en coopé-

ration avec l'extrémité inférieure de la lingotière, une fente de décharge 125, par laquelle du fluide de refroidissement est dirigé

sur le produit coulé 46 Un robinet 127 est prévu dans la canalisa-

tion' d'alimentation de la chemise de refroidissement 120 pour régler le débit de l'eau ou d'un autre fluide de refroidissement passant par la chemise 120 en vue du réglage de la vitesse de solidification de la pâte semi-solide S Le robinet 127 peut être à commande

manuelle ou électrique par exemple.

Le métal en fusion coulé dans la lingotière 111 est refroidi de façon contrôlée par l'eau venant de la partie radiale circonférentielle de la chemise 120 et descendant en contact avec la surface externe 126 de la lingotière 111 par la partie axiale de la chemise Le réglage du débit de l'eau s'écoulant le long de la surface 126 permet d'ajuster en partie l'extraction de chaleur du

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métal fondu contenu dans la lingotière 111.

Pour brasser le métal en fusion dans la lingotiâre 111 afin d'obtenir la pate semi-solide désirée, la lingotière 111

est entourée d'un stator 128 de moteur à induction bipolaire multi-

phasé Le stator 128 est constitué de tôles de fer 129 entourées de façon conventionnelle d'enroulements 130 et il est monté dans une carcasse de moteur M La chemise de refroidissement 120 et le stator 128 sont disposés concentriquement autour de l'axe 118 de

la lingotière 111 et du produit coulé 46 formé dans celle-ci.

Un stator de moteur à induction bipolaire triphasé est préféré pour la mise en oeuvre de l'invention L'un des avantages de l'emploi du stator 128 est qu'il n'y a aucun endroit sur toute

la section droite de la lingotiêre 111 o le champ est nul, Ce sys-

tème permet par conséquent de solidifier un produit coulé qui pos-

sède la structure de coulée en pâte sur toute sa section Le stator de moteur bipolaire 128 produit également une fréquence de rotation ou taux de brassage plus élevé de la p&te S pour une fréquence donnée

du courant électrique.

Un couvercle 132 est prévu pour empêcher les projec-

tions à l'extérieur de métal fondu et de pâte S sous l'effet du brassage produit par le champ magnétique du stator 128 Le couvercle 132 est formé par une plaque métallique placée sur la chemise de

refroidissement 120, dont elle est séparée par un revêtement céra-

mique adéquat 133 Le couvercle 132 présente une ouverture centrale 134 par laquelle du métal en fusion s'écoule dans la cavité 114 de la lingotiêre L'ouverture 134 est alimentée en métal en fusion depuis un entonnoir 135 et elle est protégée, cosme cet entonnoir, par un revêtement céramique 136 Pendant que la pâte S tourne dans la cavité de la lingotière, les forces centrifuges ont tendance

à faire monter le métal le long de la paroi 121 de la lingotière.

Le couvercle 132 avec son revêtement céramique 133 empêche la pâte

de métal S d'avancer au-delà de l'extrémité supérieure de la lingo-

tière, c'est-à-dire de déborder L'entonnoir 135, faisant partie du couvercle 132, sert également de réservoir de métal en fusion> permettant de maintenir la lingotière 111 remplie et d'éviter la formation sous l'action des forces centrifuges d'une cavité en U

dans l'extrémité du produit coulé.

Le métal en fusion arrive d'un four non représenté et pénètre dans l'entonnoir 135 par une busette ou un tube de coulée

137 Une quenouillle, un tiroir de busette ou un dispositif ana-

logue non représenté peut être prévu sur l'axe de la busette ou du tube de coulée 137 pour régler de façon conventionnelle le débit

du métal en fusion entrant dans la lingotière 111.

Le four peut être de n'importe quel type convention-

nel, il n'est pas essentiel qu'il soit situé directement au-dessus de la lingotiêre 111 et il peut être remplacé aussi par un récipient

de coulée quelconque Conformément au procédé de coulée à refroidis-

sement direct conventionnel, le four pourrait être décalé latérale-

ment par rapport à la lingotière et être relié à elle par une série

de rigoles non représentées.

Il est préférable que le champ de forces magnétiques de brassage produit par le stator 128 s'étende sur toute la zone

de solidification de métal en fusion et de pâte métallique semi-

solde S Si cela n'est pas le cas, le produit coulé présentera des

régions, situées dans le champ du stator 128 au moment de la solidi-

fication, présentant une structure de coulée en pâte et d'autres régions, situées en dehors de ce champ lors de la solidification, ayant tendance à ne pas avoir une structure de coulée en pate Dans l'exemple représenté sur la figure 3, la zone de solidification couvre de préférence le bain de métal en fusion et la pâte S contenus dans la lingotière 11 entre la surface supérieure 140 du métal liquide dans la lingotière et le front de solidification 141 qui constitue la séparation entre le produit coulé solidifié 46 et la pâte S La zone de solidification s'étend au moins de la région o commence la solidification et la formation de pâte, dans la cavité 114 de la

lingotière, jusqu'au front de solidification 141.

Sous conditions de solidification normales, la péri-

phérie du produit coulé 46 présentera une structure de grain den-

dritique à colonnes Une telle structure n'est pas souhaitée et nuit aux avantages procurés par la structure de coulée en pâte qui

occupe la plus grande partie de la section droite de la barre coulée. Das le but d'éliminer cette couche dendritique extérieure, ou d'en réduire

considérablement l'épaisseur, la conductivité thermique de la région supérieure de la lingotière 111 est réduite au moyen d'un revêtement de lingotière partiel 142 fait d'un matériau isolant tel qu'une céramique Le revêtement 142 s'étend vers le bas, dans la cavité 114 de la lingotière, à partir du revêtement céramique 133 de son couvercle 132,sur une distance suffisante pour que le champ de forces magnétiques de brassage du stator 128 soit intercepté

en partie au moins par le revêtement ou garnissage partiel en céra-

mique 142 Celui-ci constitue une enveloppe adaptée & la forme inté-

rieure de la lingotière 111 et maintenue à la paroi 121 de celle-ci.

La lingotière 111 possède ainsi une structure double formée par une partie supérieure à faible conductivité thermique définie par le revêtement céramique 142 et une partie inférieure de conductivité thermique élevée définie par la partie exposée (sans revêtement) de

la paroi 121 de la lingotière.

Le revêtement 142 retarde la solidification jusqu'à ce que le métal en fusion se trouve dans la région o les forces magnétiques de brassage sont intenses Le faible taux d'extraction

de chaleur associé au revêtement 142 empêche généralement la solidi-

fication dans cette partie de la lingotière 111 En règle générale, la solidification ne se produit que vers l'extrémité inférieure du

revêtement 142 ou juste après Le processus de cisaillement résul-

tant du champ magnétique tournant appliqué contribue également aà.

empêcher la formation d'une croûte solide à l'intérieur du revête-

ment 142 Cette zone de faible conductivité thermique définie par le revêtement 142 contribue ainsi également à l'établissement d'une

structure dendritique dégénérée dans toute la section droite -

jusqu'à la surface extérieure du produit 46 coulé en pate.

Sous la région o la conductivité thermique est

limitée par le revêtement 142, la paroi 121 forme une paroi de lingo-

tière normale refroidie à l'eau Les taux de transfert de chaleur

élevés dans cette partie de la lingotière 111 favorisent la forma-

tion d'urfe croûte Cependant, en raison de la zone précédente de faible extraction de chaleur définie par le revêtement 142, même la croûte du produit 46 sera normalement formée de dendrites dégénérées

dans une matrice enveloppante.

il est préférable, en vue de la formation de la structure de coulée en pâte désirée à la surface du produit, de faire

en sorte que toute amorce de solidification sur le revêtement de lin-

gotière 142 soit supprimée par cisaillement On peut obtenir ce résul-

tat en garantissant que le champ produit par le stator 128 couvre au

moins la partie du revêtement 142 o commence la solidification.

Les dendrites qui se forment au départ perpendicu-

lairement à la surface périphérique de la lingotière 111 sont faci-

erient détachées par cisaillement sous l'action de la circulation

de métal due au champ magnétique tournant produit par le stator 128.

Les dendrites ainsi détachées continuent à être brassées et à former des dendrites dégénérées, jusqu'à ce qu'elles soient prises dans le front de solidification 141 Des dendrites dégénérées peuvent se former également directement dans la pâte parce que le mouvement

rotatif de brassage du bain ne permet pas la croissance préféren-

tielle de dendrites A cet effet, il est préférable que la longueur

axiale du stator 128 couvre toute la longueur de la zone de solidi-

fication Le champ de forces de brassage créé par le stator 128 couvre donc de préférence toute la longueur et toute la section droite de la zone de solidification; bien entendu, ce champ doit Etre suffisamment intense pour produire l'action de cisaillement désirée. Pour couler le produit 46 au moyen de la machine 11 ' de la figure 3, du métal en fusion est coulé dans la cavité 114 de la lingotière pendant que le stator 128 est alimenté par une source de courant triphasé ayant la tension et la fréquence désirées Le métal en fusion introduit dans la lingotière est brassé en continu

par le champ magnétique tournant créé par le stator 128 La solidi-

fication commence à partir de la paroi 121 de la lingotière Les taux de cisaillement les plus élevés sont produits à la paroi fixe

121 ou au front de solidification avançant 141 En ajustant conve-

nablement la vitesse de solidification par tous les moyens désirés connus dans l'art, il se forme dans la cavité de lingotière 114 la pât semisolide S désirée A mesure qu'il se forme une croûte solide amr le produit coulé 46, la fausse barre (non représentée), utilisée au début de la coulée et de type courant pour coulées continues, est

extraite vers le bas à la vitesse de coulée désirée.

Le produit 46, qui est de préférence continu, peut avoir toute forme de section désirée; il peut s'agir d'une barre, d'une tige ou d'un fil par exemple Lorsqu'il doit être utilisé dans un processus de fabrication d'étuis de cartouches, le produit

coulé 46 possède de préférence une section circulaire.

Le produit 46 est guidé par des moyens non représent 6 s à un dispositif de coupe ou de tronçonnage 56 (voir les figures 1 et 4) Ce dispositif peut être formé par n'importe quelle machine conventionnelle pour couper ou tronçonner un produit avançant continu et notamment par une cisaille volante, pour la coupe à chaud ou à froid, par une scie et ainsi de suite Le produit coulé 46 est de préférence coupé en ébauches ou lopins 58 ayant l'épaisseur ou la longueur désirée Il est préférable de débiter le produit 46 en lopins 58 ayant chacun un volume de métal suffisant pour remplir la cavité de matrice d'une machine à forger et former en plus une barbe

et, parfois, une protubérance pour tenir la pièce forgée.

Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'inven-

tion, l'alliage 12 est un cupro-alliage susceptible d'être durci par vieillissement Bien que la composition puisse varier entre des limites étendues, en fonction des besoins de résistance et de

ductilité, un alliage selon un mode de réalisation préféré de l'inven-

tion contient, approximativement, 3 b 2070, de préférence 5 à 15 %

en poids-de nickel, 5 A 10, de préférence 6 a 9 % en poids d'allumi-

nium, reste cuivre L'incorporation du nickel et de l'aluminium dans

l'alliage sert,à l'obtention d'un système durcissable par vieillis-

sement Naturellement, l'alliage peut également contenir les impure-

tés habituelles des alliages de ce type, de méme que des additions supplémentaires, comme désiré, dans le but d'accentuer certaines

propriétés ou d'obtenir des résultats particulièrement souhaitables.

Au lieu de couler l'alliage et de le débiter en lopins 58, cin peut également prévoir une source d'alliage coulé en pète sous forme d'une alimentation en billettes précoupées d'un alliage coulé en plate L'alimentation en métal coulé en pâte pourrait aussi être assurée directement par la pâte semi-solide produite dans la machine Il

de la figure 2 ou 1 l' de la figure 3.

Les lopins 58 peuvent être transférés, comme repré-

senté figure 4, par un mécanisme de transport 60, un transporteur à courroie par exemple, une goulotte ou un dispositif analogue, à un appareil de chauffage 62 Cet appareil sert à réchauffer les

* lopins 58 à une température suffisamment élevée pour les retrans-

former en pàte semi-solide Il est préférable que les lopins conservent une consistance suffisante pour qu'il ne soit pas

nécessaire de les placer dans des réceptacles individuels; cepen-

dant, si désiré, les lopins peuvent être disposés de façon conven-

tionnelle dans des réceptacles individuels pendant le réchauffage.

Ce dernier s'effectue de préférence rapidement afin de limiter l'homogénéisation L'appareil de chauffage 62 de l'exemple de réalisation préféré représenté est un four à bobine

d'induction Il présente une entrée 64 et une sortie 66; un dis-

positif de commande 61, un vérin hydraulique par exemple, peut être

prévu à l'entrée pour faire passer les lopins 58 à travers le four 62.

A l'intérieur de celui-ci, les lopins 58 circulent dans une gaine réfractaire isolante 68 entourée d'une bobine d'induction 70 Cette bobine est formée de préférence d'un tube de cuivre parcouru d'eau de refroidissement La bobine d'induction 70 est branchée sur une source de courant électrique non représentée Il est possible aussi d'utiliser n'importe quel autre type de four connu dans l'art b la

place d'un tel four à induction.

La température à laquelle sont portés les lopins 58 doit être atteinte aussi rapidement que possible pour que les lopins conservent une structure aussi fine que possible Pour le forgeage consécutif, qui sera décrit dans-ce qui va suivre, il est préférable d'avoir une structure fine plut 8 t qu'une structure grossière parce que les structures grossières ont une plus grande viscosité La

température à laquelle les lopins 58 sont réchauffés doit être suf-

fisamment élevée pour ramener environ 10 à environ 301 % de l'alliage formant les lopins en phase liquide, ceci principalement dans le but de maintenir la phase solide séparée de la phase en solution de l'alliage. S'il s'agit du cuproalliage indiqué plus haute, les lopins 58 sont réchauffés à au moins 8000 C environ La température de réchauffage est de préférence comprise, approximativement, entre

1040 et 10750 C et, mieux encore, entre 1050 et 1060 'C.

Après le'réchauffage, les lopins 58 sont transfé-

rés par des moyens adéquats non représentés à une machine 72 à forger sous conditions thixotropes La machine à thi oforger" 72 est de préférence une machine à forger à matrice fermée L'emploi d'une matrice fermée est préférée parce qu'il permet des formes

complexes et de fortes réductions avec des tolérances dimension-

nelles plus serrées que celles normalement possibles avec des machines à forger à matrice ouverte L'estampage ou le mattiçage

en matrice fermée permet aussi de maîtriser la direction d'écou-

lement de grain et améliore souvent les propriétés m 4 caniques dans

la direction longitudinale des pièces.

La machine à thixoforger représentée figure 5 pos-

sède une demi-matrice inférieure 7 à logée dans une chabotte 76 montée sur un bâti 78 Le lopin d'alliage réchauffé 58 est placé dans la demi- matrice inférieure 74 Une demi-matrice supérieure 79 est fixée à un coulisseau lesté 80 Celui-ci peut être commardé par n'importe quel système conventionnel, un système de soulèvement à air comprimé, hydraulique ou mécanique par exemple Le dispositif de commande non représenté fait monter le coulisseau 80 à la hauteur

désirée et la chute consécutive du coulisseau provoque la d 4 forma-

tion du lopin 58 en une pièce de forme désirée.

La matrice peut être conformée, comme reprèrenté sur la figure 5, en vue de la production d'une pièce en godet 82, voir figure 7, de forme allongée, de faible épaisseur de paroi et dont la cavité intérieure 84 est délimitée par une paroi latérale 86 qui peut être sensiblement cylindrique si désiré, la cavité ayant une ouverture libre 85 en haut et un fond avec une ouverture ou perçage 88 Ce perçage peut également être omis par l'emploi d'une

demi-matrice inférieure 74 comme celle représentée sur la figure 6.

Si la pièce 82 doit constituer l'ébauche d'un étui de cartouche, le perçage 88 peut être utilisé par la suite pour la réception d'une amorce Il va de soi que les démi-matrices 74 et 79 peuvent être conformées en vue de la production d'une pièce qui peut avoir toute

forme désirée.

La demanderesse a constaté qu'il est souhaitable de "thixoforger" l'alliage à base de cuivre lorsque environ 10 à environ 30 % de la pâte semi-solide formée par l'alliage sont en phase liquide parce que, ainsi, les changements de la fraction

volumique liquide en fonction de petites variations de la tempéra-

ture de thixoforgeage sont réduits à un minimum, les tolérances dimensionnelles sont meilleures et la durée de service des matrices est prolongée La température de thixoforgeage est de préférence

la température eutectique de l'alliage.

Pendant l'opération de thixoforgeage (estampage ou matriçage sous conditions thixotropes), il est souhaitable que

la matrice soit chauffée par un dispositif approprié (non représenté).

Un tel chauffage empêche pratiquement tout figeage du métal avant

le -forgeage et contribue à réduire au minimum la formation de larmes.

Il est également souhaitable de lubrifier la matrice avant chaque

opération La lubrification peut être effectuée de façon conven-

tionnelle et par un lubrifiant conventionnel.

A la suite de l'opération de forgeage, la pièce 82

est soumise à un traitement destiné notamment à améliorer ses pro-

priétés mécaniques et en particulier sa résistance Selon une méthode préférée de transformation de la pièce 82 en un produit

final, elle est soumise à un traitement de durcissement par préci-

pitation de l'alliage constitutif 1 A cet effet, la pièce 82 peut être amenée par des moyens non représentés à un four caome le four 90 représenté sur la figure 8 Les pièces 82 peuvent être soumises au durcissement par précipitation en lot ou individuellement Si elles sont traitées en lot, le four 90 peut être chauffé électriquement, au mazout ou au gaz, et il peut contenir toute atmosphère désirée Si l'atmosphère

n'est pas explosive, un four chauffé électriquement permet d'intro-

duire les pièces directement de l'atmosphère extérieure dans la chaabre de traitement du four Si le four 90 est chauffé au gaz ou au mazout et s'il contient une atmosphère protectrice, il peut

être équipé d'un moufle non représenté qui renferme ladite atmos-

phère et protège les pièces 82 contre les flammes directes des brûleurs L'emploi d'une atmosphère explosive implique la prévision d'un moufle qui empêche l'infiltration d'air extérieur Les pièces 82 sont traitées individuellement dans une forme de réalisation

préférée de l'équipement 10.

Le four 90 possède une chambre de chauffage 92 dent la longueur'est suffisante pour assurer le traitement complet de mise en solution, ainsi qu'une chambre de trempe 94 Les pièces 82 sont de préférence transportées à travers les chambres de chauffage et de trempe, à la vitesse désirée, par un tapis sans fin 96 Le four 90 possède des dispositifs étanchés d'entrée et de sortie 98 et 100 pour le maintien de l'atmosphère désirée à l'intérieur des chambres. La chambre de chauffage 92 est équipée de brûleurs à gaz 102 apportant la quantité de chaleur nécessaire Les brûleurs à gaz 102 peuvent également être remplacés par d'autres dispositifs d'apport de chaleur Si désiré, la chambre de chauffage 92 peut être partagée en zones de chauffage dont la température est régulée individuellement, ce qui permet notamment d'établir une température élevée dans la zone d'entrée afin de faciliter le chauffage rapide

des pièces 82 à la température désirée.

Il est possible d'utiliser un sel neutre fondu pour les traitements thermiques de recuit, d'élimination des tensions et de mise en solution des pièces 82 La composition du mélange de sels dépend de la plage de température requise On peut notamment employer des mélanges de chlorure de sodium et de chlorure de potassium, des mélanges de chlorure de baryum et des chlorures de sodium et de potassium, des mélanges de chlorure de calcium, de chlorure de sodium et de chlorure de baryum, des mélanges de chlorure de sodium et de

carbonate de sodium ou tout autre mélange adéquat.

La chambre de trempe 94 peut être formée, soit par

un long tunnel par lequel on fait circuler une atmosphère protec-

trice relativement froide, soit par une zone de trempe par un fluide, dans laquelle est introduite une atmosphère protectrice Dans le dernier cas, le fluide peut être de l'eau, de l'huile, de l'air et ainsi de suite La chambre 94 présente au moins une entrée de fluide 104 et au moins une sortie de fluide 106, Les deux chambres 92 et 94 peuvent être pourvues de l'atmosphère désiréeà travers des conduits 108. La pièce 82 est maintenue dans la chambre de chauf

fage 92 pendant suffisamment longtemps et à une température suffisam-

ment élevée pour que les constituants d'alliage soient dissous, pour que la composition soit équilibrée dans toute la pièce 82 et pour que l'un au moins des constituants de l'alliage passe comme un soluté en solution solide Après le traitement thermique, la pièce

82 est passée par la chambre de trempe 94 pour qu'elle soit refroi-

die à une vitesse suffisamment élevée pour maintenir le soluté dans une solution solide sursaturée et pour empêcher une précipitation rapide. Au cas o la pièce 82 est faite du cupro-alliage durcissable par vieillissement mentionné dans ce qui précède, elle est chauffée à une température d'au moins 8000 C pendant environ min jusqu'à 4 h environ Selon un mode de mise en oeuvre préféré, la pièce 82 est chauffée entre 800 et 10000 C environ pendant 5 à

min environ, de préférence pendant 15 min environ.

Après la trempe, la pièce 82 est soumise à un trai-

tement de vieillissement Dans l'exemple représenté, elle est passée à cet effet dans un four 210 o elle est portée à une température

qui est de préférence inférieure à la température de mise en solu-

tion et pendant suffisamment longtemps pour permettre au soluté

de précipiter Le four 210 peut être un four à chauffage par induc-

tion, un four à convection forcée ou tout autre type de four adéquat.

Le four 210 possède des brûleurs à gaz 212 ou d'autres dispositifs d'apport de chaleur et un dispositif 214 pour transporter les pièces 82 à travers le four Le dispositif de transport 214 peut être formé par un transporteur à tapis ou courroie sans fin, par un système de rouleaux et ainsi de suite Le four 210 peut contenir n'importe quelle atmosphère désirée à condition qu'elle soit compatible avec

l'alliage constitutif des pièces 82.

Au cas o elles sont faites du cuproalliage dont il

a déjà été question à plusieurs reprises, les pièces 82 sont de pré-

férence chauffées dans le four 210 entre 350 et 7000 C entre 30 min et 10 h Le traitement de vieillissement selon un mode de mise en

oeuvre préféré s'effectue entre 400 et 600 'C de préférence à envi-

ron 5000 C, et dure entre 1 h et 3 h Après avoir été soumise au traitement indiqué ci-dessus de durcissement par précipitation, la pièce 82 dudit cupro-aliage durcissable par précipitation possède une résistance à la traction d'au moins 552 M Pa environ et une limite élastique d'au moins 448 M Pa environ La pièce thixoforgée 82 possède de préférence, & l'état durci par précipitation, une résistance à la traction de l'ordre de 552 à 827 M Pa et une limite élastique de

l'ordre de 448 à 760 M Pa.

Si l'on désire conférer des propriétés mécaniques, c'est-a-dire de résistance, différentes aux extrémités opposées de la pièce 82, on peut maintenir l'une des extrémités à l'état recuit en la maintenant froide, tandis que l'autre extrémité est durcie

par vieillissement dans un four à induction.

A la place du traitement de durcissement par préci-

pitation décrit ci-dessus, la pièce 82 peut être soumise à un traitement de vieillissement qui ne comporte pas les opérations de

traitement thermique de mise en solution et de trempe du durcisse-

ment par précipitation A cet effet, les pièces thixoforgées 82 peuvent être introduites chacune, immédiatement après le forgeage et par des moyens non représentés, dans un four de vieillissement tel que le four 210 de la figure 8 Comme décrit plus haut, le four 210 peut être un four A chauffage par induction, un four à convention forcée ou tout autre type de four approprié La pièce 82 y est chauffée à une température inférieure à la température de mise en solution pendant une durée suffisante pour augmenter la dureté de l'alliage constitutif Au cas o la pièce 82 est faite de l'alliage cuivre-nickel-aluminium précédemment indiqué, il est préférable que cet alliage soit essentiellement composé, approximativement,

de 8 à 15 %, de préférence de 107 en poids de nickel, 6 à 9 %, de pré-

férence 7,5 % en poids d'aluminium, reste cuivre Les pièces 82

ayant une telle composition sont de préférence chauffées, approxi-

mativement, entre 350 et 700 'C et; mieux encore, entre 400 et 600 C, pendant une durée qui peut varier entre environ 30 min et-10 l et qui est de préférence comprise entre environ 1 h et environ 4 h. Après un tel traitement de vieillissement, les pièces devraient avoir descaractéristiques de résistance semblables à celles obtenues par le traitement de durcissement par précipitation Les résistances

A la traction obtenues peuvent dépasser 690 M Pa.

La pièce 82 durcie par vieillissement peut passer par plusieurs opérations de façonnage et de traitement supplémentaires pour être transformée finalement en un étui de cartouche 216 comme celui représenté figure 9 Ces opérations supplémentaires peuvent comprendre un calibrage final, une rétreinte, un recuit de la bouche 218, un étirage à creux ou une opération analogue pour former le collet 220, et ainsi de suite Si un calibrage est néces- saire pour amener la bouche 218 aux dimensions requises, il est

préférable que cette opération soit effectuée à l'aide d'un outil-

lage conventionnel comprenant une matrice fermée Toutes les opérations supplémentaires peuvent être effectuées selon des

méthodes et par des moyens conventionnels.

Si désiré, quelques-unes des opérations de façon-

nage de l'étui de cartouche peuvent avoir lieu avant les traitements de durcissement par vieillissement Par exemple, le collet 220

peut être formé immédiatement après le thixoforgeage de la pièce 82.

D'autres opérations de façonnage peuvent au besoin être intercalées entre l'opération de forgeage et le traitement de durcissement par vieillissement Il peut s'agir notamment d'un ou de plusieurs étirages pour amincir la paroi de la pièce 82 La

pièce peut également être écrouie avant le traitement de durcisse-

ment par vieillissement.

Bien que l'invention ait été décrite plus spéciale-

ment en vue de son application à un système d'alliage particulier, elle est applicable à n'importe quel alliage métallique susceptible d'être durci par vieillissement ou maturation et notamment à d'autres alliages à base de cuivre que ceux mentionnés dans ce qui précède, à condition qu'il contienne un eutectique qui donnera une fraction

liquide de l'ordre de 10 à 30 % à la température de thixoforgeage.

Les paramètres particuliers utilisés peuvent varier d'un système de métal à l'autre Les paramètres adéquats pour les systèmes d'alliage autres que le cupro-alliage du mode de mise en oeuvre préféré peuvent être déterminés par des expérimentations de routine

sur la base des principes de l'invention.

L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisa-

tion décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses mddifi-

cations, sans pour autant sortir de son cadre.

R E V E N D I CATIONS

1 Procédé pour fabriquer une pièce de haute résis-

tance ayant une forme allongée et une faible épaisseur de paroi, carac-

térisé en ce qu'il comprend la formation d'une masse ou pâte semi-

solide ( 42, S) d'un alliage à base de cuivre durcissable par vieillissement ou maturation, le forgeage sous conditions thixotropes de cette pâte semi-solide( 42, S) pour produire la pièce ( 82) de forme allongée et de faible épaisseur de paroi et le durcissement par

vieillissement de la pièce ( 82) forgée.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage à base de cuivre durcissable par vieillissement est un alliage à base de cuivre coulé en pate, c'est-à-dire coulé à l'état d'une pâte ou bouillie comprenant des particules solides dans

une matrice liquide.

3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caracté-

risé en ce que la formation de la pâte semi-solide ( 42, S) consiste à chauffer l'alliage à base de cuivre à une température suffisamment élevée pour faire passer environ 10 à environ 30 % de cet alliage en phase liquide et en ce que l'opération de forgeage consiste à transférer la pâte semi-solide chauffée ( 58) dans une matrice ( 74, 79) d'une presse ou machine ( 72)analogue et à y transformer la pâte en

ladite pièce ( 82) de forme allongée et de faible épaisseur de paroi.

4 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce que le durcissement par vieillissement consiste b chauffer la pièce ( 82) à une première température pendant une première période de durée désirée, au cours de laquelle l'un au moins des constituants de l'alliage à base de cuivre est amené à passer comme un soluté en solution solide, à refroidir la pièce ( 82)

à une vitesse suffisamment grande pour que ce soluté reste en solu-

3 Q tion solide sursaturée, puis à vieillir la pièce ( 82) à une seconde température inférieure à la première pendant une seconde période de

durée désirée pour produire la précipitation dudit constituant d'al-

liage de la solution solide sursaturée.

Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le chauffage à la première température consiste en un chauffage de la pièce ( 82) à au moins 800 C environ pendant une durée comprise approximativement entre 5 min et 4 h.

6 Procédé selon la revendication 4 ou 5, caracté-

risé en ce que le vieillissement consiste en un chauffage de la pièce ( 82) à au moins 350 C environ pendant une durée comprise approximativement entre -30 min et 10 h.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 6, caractérisé en ce que la pièce ( 82) produite par l'opération de forgeage est une pièce en forme de godet constituant un étui ou

une ébauche d'étui de cartouche.

8 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 & 7, caractérisé en ce que l'opération de forgeage est suivie d'un ou de plusieurs étirages pour allonger davantage la pièce ( 82)

et amincir davantage sa paroi.

9 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 & 8, caractérisé en ce que l'opération de forgeage est suivie

de la formation d'un col ( 220) sur la pièce ( 82).

Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce que l'opération de forgeage comprend le perçage d'un trou ( 88) dans le fond d'une pièce ( 82) en forme de

godet et en ce que ce fond est ensuite soumis à un recuit.

11 Equipement pour fabriquer une pièce de haute résistance ayant une forme allongée et une faible épaisseur de paroi,

pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif ( 11,

Il') pour former une pâte semi-solide ( 42, S) d'un alliage a base de cuivre durcissable par vieillissement, un dispositif ( 72) pour forger,

estamper ou matricer cette pate semi-solide sous conditions thixo-

tropes, afin de la transformer en ladite pièce ( 82) de forme allongée et de faible épaisseur de paroi, et un dispositif ( 92, 94, 210) pour

durcir la pièce forgée ( 82) par vieillissement.

12 Equipement selon la revendication 11, caracté-

riséd en ce qu'il comporte en plus des moyens pour amener un alliage

de cuivre durcissable par vieillissement et coulé en pute au dispo-

sitif pour former une pate semi-solide.

13 Pièce fabriquée par le procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 10, éventuellement au moyen de l'équipement ( 10) selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce qu'elle possède une résistance à la traction d'au moins 552 M Pa environ et une limite élastique d'au moins 448 M Pa environ. 14 Pièce selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle est en forme de godet et constitue un étui ( 216) ou

une ébauche ( 82) d'étui de cartouche.

Pièce selon la revendication 13 ou 14, caracté-

risée en ce qu'elle est faite d'un alliage contenant essentiellement 3 b 20 % de nickel et 5 à 10 % d'aluminium approximativement, reste cuivre.