FR2533150A2 - Method for producing composite materials based on a preform produced in a first reinforcement component in association with a second component consisting of a light metal alloy, as well as the products obtained by this method - Google Patents

Method for producing composite materials based on a preform produced in a first reinforcement component in association with a second component consisting of a light metal alloy, as well as the products obtained by this method Download PDF

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Abstract

The method is characterised in that the composite material is formed starting with a preform comprising silicon carbide in association with a light metal alloy. The preform is produced in silicon carbide in a first stage and pretreated with a fluorinated agent containing at least a double fluoride of a transition element or a metallic element or an element belonging to the rare earths and the pretreated preform is impregnated with light metal alloys. Application to the production of composite pieces with fibre reinforcements.

Description

PROCEDE DtELABORATION DE MATERIAUX COMPOSITES A BASE
D'UNE PREFORMEREALISEE DANS UN PREMIER COMPOSANT DE
RENFORCEMENT EN ASSOCIATION AVEC UN DEUXIEME COMPOSANT (::0NSTITUE D't N ALLIAGE LECL:R, AINSI QUE LES PRODUITS- OBTE-
NUS PAR CE PROCEDE
La présente invention concerne les procédés d'élaboration de matériaux composites, et plus particulièrement les composites comportant une préforme réalisée dans un premier composant pour former l'ossature principale du composite, et d'un second composant mouillant, à l'état liquide, ce premier composant, afin d'obtenir ce matériau composite avec toutes les qualités qui sont inhérentes à ce genre de matériau.
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF COMPOSITE MATERIALS BASED
OF A PREFORMEREALIZED IN A FIRST COMPONENT OF
REINFORCEMENT IN ASSOCIATION WITH A SECOND COMPONENT (:: 0NSTITUE D't N ALLIAGE LECL: R, AS WELL AS THE PRODUCTS- GET-
NUTED BY THIS PROCESS
The present invention relates to processes for the preparation of composite materials, and more particularly to composites comprising a preform produced in a first component to form the main framework of the composite, and a second wetting component, in the liquid state, this first component, in order to obtain this composite material with all the qualities which are inherent in this kind of material.

Le renforcement des alliages légers par les fibres à hautes caractéristi ques mécaniques n'a pas connu jusqu'ici un développement camparable à celui des matières plastiques, en raison principalement des difficultés rencontrées sur le plan technique lors de sa mise en oeuvre.The strengthening of light alloys by fibers with high mechanical characteristics has not hitherto known a development comparable to that of plastics, mainly due to the difficulties encountered on the technical level during its implementation.

Pourtant, les composites fibreux à matrice métallique présentent certaines caractéristiques spécifiques intéressantes :. possibilité d'emploi en température, absence de vieillissement, stabilité vis-à-vis de nombreux milieux, conductivités électrique et thermique élevées, etc.However, the metal matrix fibrous composites have certain interesting specific characteristics:. possibility of use in temperature, absence of aging, stability with regard to many media, high electrical and thermal conductivities, etc.

Parmi ces matériaux, les composites à matrice constitués d'un alliage base aluminium renforcés par des fibres à base de carbure de silicium telles que celles résultant de la pyrolyse d'un précurseur de polycarbosilane présentent un intérêt particulier en raison : (1) des caractéristiques mécaniques ex de la disponibilité des fibres à base de carbure de silicium, (2) de la faible densité, du bas point de fusion et du faible cout des alliages légers et (3) de la faible réactivité chimique des fibres de carbure de silicium - comparativement à celle des fibres de carbone - avec l'aluminium d'une part,- et avec l'oxygène de l'air d'autre part, aux températures d'élaboration et d'emploi de ces composites.Le développement de ce type de composites, sous la forme de pièces complexes, est actuellement considérablement freiné par le fait que leur procédé d'élaboration le plus simple, l'imprégnation par voie liquide, est compliqué par le mauvais mouillage des fibres par la plupart des alliages d'aluminium à l'état liquide.Among these materials, matrix composites consisting of an aluminum-based alloy reinforced with fibers based on silicon carbide such as those resulting from the pyrolysis of a polycarbosilane precursor are of particular interest because of: (1) characteristics mechanical ex of the availability of silicon carbide-based fibers, (2) the low density, low melting point and low cost of light alloys and (3) the low chemical reactivity of silicon carbide fibers - compared to that of carbon fibers - with aluminum on the one hand, - and with oxygen in the air on the other hand, at the temperatures of preparation and use of these composites. of composites, in the form of complex parts, is currently considerably hampered by the fact that their simplest production process, liquid impregnation, is complicated by the poor wetting of the fibers by most of the alloys of luminium in the liquid state.

Une surface de carbure de silicium est, en effet, au même titre qu'une surface de graphite, mal mouillée par l'aluminium liquide (et la plupart de ses alliages usuels de fonderie) à la pression atmosphérique et aux températures usuelles ( y 750 C) de la fonderie des alliages légers.A silicon carbide surface is, in fact, like a graphite surface, poorly wetted by liquid aluminum (and most of its usual foundry alloys) at atmospheric pressure and at usual temperatures (y 750 C) the foundry of light alloys.

Il en résulte que I'aluminium liquide n'est pas susceptible de pénétrer aisérnent par capillarité au seir des pores - dont- certains sont de très pet tes dirnensions - présents (fans les mèches de fibres de carbure de silicium ou dans les préformes poreuses confectionnées à partir d'elles, surtout si la fraction volumique de fibres y est élevée.As a result, the liquid aluminum is not likely to penetrate easily by capillary action at the pore surface - some of which are very small in size - present (in the wicks of silicon carbide fibers or in the made-up porous preforms from them, especially if the volume fraction of fibers is high.

On a décrit dans la demande de brevet français g2106448 un procédé d'élaboration, par voie liquide, de composites constitués d'un renfort fibreux de carbone enrobé dans une matrice d'alliages base aluminium
On a maintenant établi que ce procédé pouvait être étendu aux composites homologues comportant un renfort fibreux à base de carbure de silicium.
French patent application g2106448 describes a process for the preparation, by liquid means, of composites consisting of a fibrous carbon reinforcement coated in a matrix of aluminum base alloys
It has now been established that this process could be extended to homologous composites comprising a fibrous reinforcement based on silicon carbide.

Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé d'élaboration de matériaux composites formé à base d'une préforme réalisée dans un premier composant de renforcement, avec un deuxième composant jouant le rôle de matrice selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé par le fait que- ledit matériau composite est formé à base d'une préforme comprenant du carbure de silicium en association avec un alliage léger, notamment à base d'aluminium, ladite préforme étant réalisée dans une première étape dans ledit carbure de silicium, ladite préforme étant prétraitée par un agent fluoré contenant au moins un fluorure double d'un élément de transition comme le titane, le zirconium, le hafnium, le vanadium, le niobium ou le tantale ou un élément métalloldique comme le bore ou le silicium.More specifically, the subject of the present invention is a process for preparing composite materials formed on the basis of a preform produced in a first reinforcement component, with a second component playing the role of matrix according to claim 1 of the main patent, characterized by the fact that said composite material is formed on the basis of a preform comprising silicon carbide in association with a light alloy, in particular based on aluminum, said preform being produced in a first step in said silicon carbide, said preform being pretreated with a fluorinated agent containing at least a double fluoride of a transition element such as titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum or a metallold element such as boron or silicon.

L'invention sera maintenant décrite à l'aide des figures I et 2 représentant les diverses étapes de deux modes de mise en oeuvre selon l'invention, suivant que la préforme fibreuse est réalisée à l'extérieur du moule (Fig. 1) ou au sein même du moule, à partir de demi-produits fibreux (Fig. 2).The invention will now be described with the aid of Figures I and 2 showing the various stages of two embodiments according to the invention, depending on whether the fibrous preform is produced outside the mold (Fig. 1) or within the mold, from fibrous semi-finished products (Fig. 2).

En se référant à la figure 1, une préforme fibreuse à base de carbure de siliciurn est réalisée 1 en vue de renforcer tout ou partie de la pièce à élaborer, à I'aide des techniques de mise en oeuvre des fibreux, à partir des fibres elles-mêmes, ou mieux à partir de demi
produits fibreux (feutres, mats, tissus, architectures fibreuses multidirectionnelles de fibres ou de baguettes consolidées ou non par du carbure de silicium) ou même de composites C/SiC ou SiC/SiC poreux. Suivant l'appiication envisagée, la préforme fibreuse peut correspondre à tout le volume du moule (renforcement intégral) ou n occuper qu'une partie seulernent de ce dernier (renforcement local). Pour être aisément imprégnée par l'alliage liquide, la préforme fibreuse doit présenter une porosité ouverte relativernent importante.
Referring to FIG. 1, a fibrous preform based on silicon carbide is produced 1 in order to reinforce all or part of the part to be produced, using the fibrous processing techniques, starting from the fibers themselves, or better from half
fibrous products (felts, mats, fabrics, multidirectional fibrous architectures of fibers or rods consolidated or not by silicon carbide) or even of porous C / SiC or SiC / SiC composites. Depending on the application envisaged, the fibrous preform may correspond to the entire volume of the mold (integral reinforcement) or occupy only a part of the latter (local reinforcement). To be easily impregnated with the liquid alloy, the fibrous preform must have a relatively large open porosity.

La préforme ainsi réalisée est ensuite prétraitée 2 à l'aide d'espèces fluorées 3 avant d'être introduite 4 dans un moule préparé 6. Cette opération qui constitue, sur le plan de la mise en oeuvre technique,
L'étape essentielle du procédé suivant l'invention peut être réalisée de diverses manières suivant que le prétraiternent est effectué à l'état solide ou à l'aide d'une solution (ou d'une suspension), ainsi que cela a été décrit dans la demande de brevet 82/06448.Bien que les deux voies soient également utilisables, le prétraitement å l'aide d'une solution (telle que par exemple les solutions aqueuses de K2ZrS6 seul ou mélangé avec d'autres espèces fluorées), qui doit nécessairement bien mouiller la préforme, a l'avantage de répartir de manière plus uniforme les espèces fluorées actives au sein même de la préforme et de limiter la quantité de réactifs à la valeur juste nécessaire pour obtenir ultérieurement un bon mouillage pour l'alliage métallique liquide. Le prétraitement de la préforme peut être réalisé en atmosphère inerte ou même à l'air.
The preform thus produced is then pretreated 2 using fluorinated species 3 before being introduced 4 into a prepared mold 6. This operation which constitutes, in terms of technical implementation,
The essential step of the process according to the invention can be carried out in various ways depending on whether the pretreatment is carried out in the solid state or using a solution (or a suspension), as has been described. in patent application 82/06448. Although the two routes are also usable, the pretreatment using a solution (such as for example aqueous solutions of K2ZrS6 alone or mixed with other fluorinated species), which must necessarily wet the preform well, has the advantage of distributing the active fluorinated species more uniformly within the preform itself and of limiting the quantity of reagents to the value just necessary to subsequently obtain good wetting for the metal alloy liquid. The pre-treatment of the preform can be carried out in an inert atmosphere or even in air.

Après traitement, la préforme fibreuse placée dans le moule 4 du type de ceux qui sont utilisés en fonderie d'alliages legers (coquille métallique éventuellement recouverte, sur sa face interne, d'un poteyage de protection, par exemple) est imprégnée 7 par le métal liquide 8 (alliages AS7G, par exemple).After treatment, the fiber preform placed in the mold 4 of the type used in the foundry of light alloys (metal shell possibly covered, on its internal face, with a protective coating, for example) is impregnated 7 with the liquid metal 8 (AS7G alloys, for example).

En se référant maintenant à la figure 2, la réalisation de la préforme peut être effectuée, à l'aide de demi-produits fibreux (tissus, mats, etc.), directement dans le moule. Dans ce cas, les demi produits fibreux sont d'abord prétraités 1 par le réactif fluoré 3 à l'extérieur du moule (par immersion dans une solution (ou suspension) du réactif fluoré, puis essorage). Ils sont ensuite drapés contre les parois du moule et une nouvelle addition, de réactif fluoré est éventuellement faite. Le moule est alors fermé et préchauffé 4, ce préchauffage éliminant, par ailleurs, l'excès de solvant.Referring now to FIG. 2, the preform can be produced, using fibrous semi-products (fabrics, mats, etc.), directly in the mold. In this case, the fibrous semi-products are first pretreated 1 with the fluorinated reagent 3 outside the mold (by immersion in a solution (or suspension) of the fluorinated reagent, then wringing). They are then draped against the walls of the mold and a new addition, of fluorinated reagent is possibly made. The mold is then closed and preheated 4, this preheating eliminating, moreover, the excess of solvent.

En se référant aux deux figures i et 2, l'opération de coulée est réalisée selon les règles de l'art. Elle peut être avantageusement effectuée dans un moule placé précédemment en dépression, le rnétal étant ensuite introduit sous une légère surpression pour favoriser sa progression au sein de la préforme fibreuse. De la même manière, I'imprégnation est favorisée si l'ensemble moule/préforme a été préalablement - préchauffé à une température suffisante (d'autant plus élevée que la préforme est moins poreuse) de façon à ne pas provoquer un refroidissement trop rapide de l'alliage au contact de la préforme.Referring to the two figures i and 2, the casting operation is carried out according to the rules of the art. It can advantageously be carried out in a mold previously placed under vacuum, the metal being then introduced under a slight overpressure to promote its progression within the fibrous preform. In the same way, the impregnation is favored if the mold / preform assembly has been previously - preheated to a sufficient temperature (the higher the less porous the preform) so as not to cause too rapid cooling of the alloy in contact with the preform.

L'invention telle qu'elle est décrite dans la demande 82/06448 et dans la présente, se distingue donc du procédé d'élaboration des composites fibres de carbure de silicium - alliage base aluminium, décrit par S.The invention as described in application 82/06448 and in the present one, therefore differs from the process for the preparation of composite fibers of silicon carbide - aluminum base alloy, described by S.

YAZIMA.  YAZIMA.

En effet, ce procédé, qui ne fait appel à aucun prétraitement spécifique des fibres, repose sur une imprégnation en phase liquide sous pression élevée (utilisa-tion d'une presse à plateaux chauffants) a l'intérieur d'un sac scellé sous vide. De ce fait, il ne permet pas l'obtention de pièces composites, de forme massive ou complexe, par les techniques couramment utilisées en fonderie d'alliages légers.Indeed, this process, which does not require any specific pretreatment of the fibers, is based on an impregnation in liquid phase under high pressure (use of a press with heating plates) inside a vacuum sealed bag. . As a result, it does not make it possible to obtain composite parts, of massive or complex shape, by the techniques commonly used in the casting of light alloys.

L'invention sera maintenant illustrée à l'aide de quelques exemples sans que ces derniers puissent toutefois être considérés comme une limitation de sa portée ainsi que cela paraîtra clairement à l'homme de l'art.The invention will now be illustrated with the aid of a few examples without the latter, however, being able to be considered as a limitation of its scope, as will be clear to those skilled in the art.

Exemple 1:
Une préforme fibreuse se présentant sous la forme d'un parallèlépipède (26x50x50mm) a été réalisée à partir de tissus de fibres à base de carbure de silicium (fibres de type NIKALON de iOvV m de diarnètre). La fraction volumique de fibres y était de 20% environ. Une solution aqueuse de K2ZrF6 non saturée a été préparée en dissolvant ce sel dans l'eau (à raison de 20 grammes de K2ZrF6 pour lOOml de solvant) à tempéra ture suffisante pour qu'il n'y ait pas de résidu solide. La préforme fibreuse a été plongée, a l'air, dans cette solution qui mouille parfaitement les fibres à base de carbure de silicium et monte par capillarité dans tous les interstices de la préforme. Après séchage à l'étuve (110-1200C), il a été observé qu'une couche fine et uniforme de produit fluoré recouvrait les fibres.La préforme ainsi prétraitée a été placée dans une coquille en acier (cornportant un poteyage protecteur) du type de celles communément utilisées en fonderie alliages légers. Coquille et préforme ont été préchauffées a 5500C environ, puis la coulée a été effectuée à l'air avec l'alliage AS7G06 à 7500C.Après refroidissement, la pièce a été tronçonnée et examinée au microscope métallographique et au rnicroscope électronique à balayage. fi est apparu que, dans les conditions de l'essai, l'alliage d'aluminium a parfaitement mouillé les fibres et a pénétré par montée capillaire dans tous les interstices de la préforme, conduisant à un composite a 20% environ de fibres et à 80% environ de matrice AS7G06. En outre, I'étude de la répartition des divers éléments chimiques impliqués par le prétraitement, réalisee au microanaty- seur électronique à spectrométrie X n'a pas permis de décéler d'accumulations notables d'espèces chimiques qui auraient pu être préjudiciables aux propriétés du composite.
Example 1:
A fibrous preform in the form of a parallelepiped (26x50x50mm) was produced from fabrics of fibers based on silicon carbide (NIKALON type fibers of iOvV m of diameter). The fiber volume fraction was about 20%. An aqueous solution of unsaturated K2ZrF6 was prepared by dissolving this salt in water (at a rate of 20 grams of K2ZrF6 per 100 ml of solvent) at a temperature sufficient for there to be no solid residue. The fibrous preform has been immersed, in air, in this solution which perfectly wets the fibers based on silicon carbide and rises by capillary action in all the interstices of the preform. After drying in the oven (110-1200C), it was observed that a thin and uniform layer of fluorinated product covered the fibers.The preform thus pretreated was placed in a steel shell (including a protective coating) of the type of those commonly used in light alloy foundries. Shell and preform were preheated to around 5500C, then casting was carried out in air with the alloy AS7G06 at 7500C. After cooling, the part was cut off and examined under a metallographic microscope and a scanning electron microscope. fi appeared that, under the conditions of the test, the aluminum alloy wetted the fibers perfectly and penetrated by capillary rise into all the interstices of the preform, leading to a composite with approximately 20% of fibers and Approximately 80% of AS7G06 matrix. In addition, the study of the distribution of the various chemical elements involved in the pretreatment, carried out using an electronic microanatyster with X-ray spectrometry, has not made it possible to detect significant accumulations of chemical species which could have been detrimental to the properties of the composite.

Exemple ?
L'essai décrit dans l'exemple 1 a été répété sur une préforrne fibreuse identique mais qui n'avait pas reçu le prétraitement à l'agent fluoré
K2ZrF6 avant imprégnation. Cet essai s'est traduit par un échec. Après refroidissement et analyses, il est apparu en effet que l'alliage AS7CE06 liquide n'avait pas mouillé, à 750"C, les fibres à base de carbure de silicium et n'avait, de ce fait, pratiquement pas pénétré au sein de la préforme fibreuse.
Example?
The test described in Example 1 was repeated on an identical fibrous preform which had not received the pretreatment with the fluorinated agent
K2ZrF6 before impregnation. This test resulted in failure. After cooling and analysis, it appeared in fact that the liquid AS7CE06 alloy had not wetted, at 750 "C, the fibers based on silicon carbide and had, therefore, practically not penetrated within the fibrous preform.

Ces deux exemples montrent donc qu'un prétraitement, par un procédé tel que celui préconisé dans la presente demande, est indispensable pour élaborer, par les techniques de la fonderie et à partir d'une préforme fibreuse poreuse, un composite constitué d'un renfort fibreux à base de carbure de silicium et d'une matrice à base d'aluminium, au moins lorsque les fibres sont de téès petit diamètre et lorsque leur fraction volumique dans le matériau est relativement élevée Exemple 3
L'essai décrit dans l'exemple 1 a été répété à partir d'une préforme multidirectionnelle tissée réalisée à l'aide de fibres à base de carbure de silicium (fibres NIKALON le 10y m de diamètre) dans laquelle la fraction volumique de fibres était de l'ordre de 32%. Après prétraitement à l'agent tltiorê K2ZrF6 en solution aqueuse, séchage, préchauffage de la préforme dans le moulez coulée à l'air (alliage AS7G06 à 750"C) et refroidissement, il est apparu que ladite préforme avait été convenablement imprégnée, conduisant à un composite a' environ 32 en volume cte fibres.
These two examples therefore show that a pretreatment, by a process such as that recommended in the present application, is essential for developing, by foundry techniques and from a porous fibrous preform, a composite consisting of a reinforcement fibrous based on silicon carbide and an aluminum-based matrix, at least when the fibers are of very small diameter and when their volume fraction in the material is relatively high Example 3
The test described in Example 1 was repeated from a woven multidirectional preform made using fibers based on silicon carbide (NIKALON fibers 10 mm in diameter) in which the volume fraction of fibers was around 32%. After pretreatment with the K2ZrF6 tltiorê agent in aqueous solution, drying, preheating of the preform in the mold cast in air (alloy AS7G06 at 750 "C) and cooling, it appeared that said preform had been suitably impregnated, leading to a composite has about 32 by volume by fiber.

Toutefois, et ainsi que cela a été souligné plus haut, pour obtenir une bonne imprégnation, dans le cas de cette préforme moins poreuse que celles utilisées dans les exemples 1 et 2, le préchauffage avant coulée a du être réalisé à température plus élevée (de l'ordre de 650"C) pour que l'alliage liquide ne se solidifie pas trop rapidement dans la coquille au contact de la préforme et ait le temps de pénétrer dans tous les pores. En raison de l'excellente résistance à l'oxydation du carbure de silicium, cette cpération ne s'est traduite par aucune dégradation notable des propriétés de renforcement des fibres alors que la même opération aurait dû être conduite en atmosphère neutre dans le cas d'une préforme du même type constituée de fibres de carbone.However, and as has been pointed out above, in order to obtain good impregnation, in the case of this preform less porous than those used in Examples 1 and 2, preheating before casting had to be carried out at a higher temperature (of around 650 "C) so that the liquid alloy does not solidify too quickly in the shell in contact with the preform and has time to penetrate all the pores. Due to the excellent resistance to oxidation of silicon carbide, this operation has not resulted in any significant degradation of the fiber reinforcement properties, whereas the same operation should have been carried out in a neutral atmosphere in the case of a preform of the same type consisting of carbon fibers.

Exemple 4
Contrairernent aux exemples précédents où la préforme fibreuse était réalisée à l'extérieur du moule, prétraitée à l'agent fluoré puis introduite dans le moue avant la coulée, dans cet exemple, le renfort fibreux utilisé sous la forme de tissus de fibres à base de carbure de silicium (fibres NIKALON) prétraités à l'agent fluoré K2ZrF6 en solution aqueuse puis essorés, a été drapé encore humide sur les parois du moule, puis couche sur couche de manière à remplir pratiquement tout le volume de ce dernier. Après fermeture de la coquille, moule et renfort fibreux ont été portés à 1200C à l'air, pour éliminer l'excès d'eau, puis préchauffer à 4500C environ. L'imprégnation par alliage AS7G06 à 7500C a été effectuée, dans des conditions satisfaisantes, à l'air.
Example 4
Contrary to the previous examples where the fibrous preform was produced outside the mold, pretreated with the fluorinated agent and then introduced into the pout before casting, in this example, the fibrous reinforcement used in the form of fiber fabrics based on silicon carbide (NIKALON fibers) pretreated with the fluorinated agent K2ZrF6 in aqueous solution and then wrung out, was draped while still wet on the walls of the mold, then layer upon layer so as to fill practically the entire volume of the latter. After closing the shell, mold and fibrous reinforcement were brought to 1200C in air, to remove excess water, then preheat to around 4500C. Impregnation by alloy AS7G06 at 7500C was carried out, under satisfactory conditions, in air.

Exemple 5
Le mode opératoire décrit à l'exemple 1 a été répété, la préforme étant constituée d'un renfort local (4Ox20xlOmm) de composites de type céramique-céramique à base de fibres et de matrice de carbure de silicium (du type de ceux qui sont commercialisés par la SEP sous la marque CERASEPJ.
Example 5
The procedure described in Example 1 was repeated, the preform consisting of a local reinforcement (4 × 20 × 10 mm) of ceramic-ceramic type composites based on fibers and on silicon carbide matrix (of the type of those which are marketed by SEP under the CERASEPJ brand.

Pour permettre un bon accrochage, au moment de la coulée, de l'insert dans le métal, le renfort cornposite présentait Îjne porosité résiduelle importante sur sa face interne et au contraire une porosité résiduelle pratiquement nulle sur sa face externe. L'insert composite, prétraité à l'agent fluoré K2ZrF6 comme indiqué à l'exemple de manière à ce que les pores qu'il présentait sur sa face interne aient reçu une. fine couche de produit fluoré, a été placé au fond du moule et la coulée effectuée à l'aide d'alliage AS7C06 à 750"C (après préchauffage à 500-6006 environ) et sous vide partiel. Les analyses effectuées après refroidissement ont montré que l'alliage liquide avait pénétré dans les pores de l'insert, sur une profondeur de 2 à 3mm environ, assurant ainsi un bon ancrage de l'insert composite dans le métal. To allow good attachment, at the time of casting, of the insert in the metal, the cornposite reinforcement had a significant residual porosity on its internal face and, on the contrary, practically zero residual porosity on its external face. The composite insert, pretreated with the fluorinated agent K2ZrF6 as indicated in the example so that the pores which it presented on its internal face have received a. thin layer of fluorinated product, was placed at the bottom of the mold and the casting carried out using alloy AS7C06 at 750 "C (after preheating to 500-6006 approximately) and under partial vacuum. The analyzes carried out after cooling showed that the liquid alloy had penetrated into the pores of the insert, to a depth of approximately 2 to 3 mm, thus ensuring good anchoring of the composite insert in the metal.

Claims (10)

K E V E N D I C A T I O N SK E V E N D I C A T I O N S 1/ Procédé d'élaboration de matériaux composites formés à base d'une préforme réalisée dans un premier composant de renforcement avec un deuxième composant jouant le rôle de matrice selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé par le fait que ledit matériau composite est formé à base d'une préforme comprenant du carbure de silicium en association avec un alliage léger, notamment à base d'aluminium, ladite préforme étant réalisée dans une première étape dans ledit carbure de silicium, ladite préforme étant prétraitée par un agent fluoré contenant au moins un fluorure double dun élément de transition comme le titane, le zirconium, le hafnium, le vanadium,le niobium ou le tantale ou un élément métalloldique comme le bore ou le silicium, associé à un cation cornme les cations alcalins, I'ammonium NH4+, les calcalinoterreux ou les terres rares, et à imprégner ladite préforme prétaitée par des alliages légers notamment l'aluminium.1 / Process for the preparation of composite materials formed on the basis of a preform produced in a first reinforcement component with a second component acting as a matrix according to claim 1 of the main patent, characterized in that said composite material is formed based on a preform comprising silicon carbide in association with a light alloy, in particular based on aluminum, said preform being produced in a first step in said silicon carbide, said preform being pretreated with a fluorinated agent containing at least a double fluoride of a transition element such as titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium or tantalum or a metallold element such as boron or silicon, associated with a cation like alkali cations, ammonium NH4 +, calcalinoterrous or rare earths, and to impregnate said preform pre-prepared with light alloys, in particular aluminum. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluorure double est pris dans l'un des éléments suivants : le fluotitanate de potassium K2TiF6, le fluozirconate de potassium K2ZrF6, un mélange de fluotitanate de potassium K2TiF6 et de fluoborate de potassium KBF4.2 / A method according to claim 1, characterized in that the double fluoride is taken in one of the following elements: potassium fluotitanate K2TiF6, potassium fluozirconate K2ZrF6, a mixture of potassium fluotitanate K2TiF6 and potassium fluoborate KBF4. 3/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'auxdites espèces fluorées est ajouté au moins un halogénure alcalin, alcalino-terreux ou de terres rares.3 / Method according to one of the preceding claims, characterized in that to said fluorinated species is added at least one alkali, alkaline earth or rare earth halide. 4/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'agent fluoré est sous forme vitreuse.4 / Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fluorinated agent is in glassy form. 5/ Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'agent fluoré est utilisé à l'état solide, sous la forme d'une poudre à fine granulométrie dispersée à la surface de la préforme, la température de la préforme étant portée à une température légèrement inférieure à celle de la fusion de l'agent fluoré de manière à former une croûte fluorée uniforme et suffisamment résistante autour de ladite préforme.5 / Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that the fluorinated agent is used in the solid state, in the form of a powder with fine particle size dispersed on the surface of the preform, the temperature of the preform being brought to a temperature slightly lower than that of the melting of the fluorinated agent so as to form a uniform and sufficiently resistant fluorinated crust around said preform. 6/ Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caracTérisé par le fait que l'agent fluoré est introduit dans les pores de la préforme sous la forme d'une suspension ou d'une solution dans un solvant susceptible de mouiller la préforme,le solvant étant ultérieurement éliminé par voie physique.6 / Method according to one of claims 2 to 4, characTérisé in that the fluorinated agent is introduced into the pores of the preform in the form of a suspension or a solution in a solvent capable of wetting the preform , the solvent being subsequently removed physically. 7/ Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite solution est une solution aqueuse saturée, ou presque saturée, en fluozir conate de potassium K22rF6 prise à une température assurant la mise en solution d'une quantité suffisante de fluozirconate.7 / A method according to claim 6, characterized in that said solution is a saturated aqueous solution, or almost saturated, in potassium fluozir conate K22rF6 taken at a temperature ensuring the dissolution of a sufficient quantity of fluozirconate. 8/ Procédé selon les revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que ledit prétraitement de la préforme par l'agent fluore est réalisé soir en atmosphère de gaz inerte, soit sous vide, soit plues simplement directe- ment à l'air.8 / A method according to claims 2 to 7, characterized in that said pre-treatment of the preform with the fluorine agent is carried out in the evening in an inert gas atmosphere, either under vacuum, or simply simply in air. 9/ Procédé suivant l'une des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que la préforme est un insert local composite de type céramiquecéramique comportant des fibres et une matrice à base de carbure de silicium et presentant sur les faces en contact avec le métal une porosité ouverte importante infiltrable, après prétraitement à l'agent fluoré, par les alliages légers liquides.9 / A method according to one of claims 2 to 8, characterized in that the preform is a local composite insert of the ceramic-ceramic type comprising fibers and a matrix based on silicon carbide and having on the faces in contact with the metal a large open porosity which cannot be filtered, after pretreatment with the fluorinated agent, by light liquid alloys. 10/ Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite préforme fibreuse est réalisée et traitée à l'agent fluoré a l'extérieur d'un moule, placée dans le moule, l'ensemble étant préchauffé à une température suffisante dépendant notamment de la porosité de la préfor- me et qui se situe entre 3500C et la température de fusion de l'alliage, ladite préforme étant alors imprégnée au sein dudit moule à l'aide d'un alliage léger suivant les techniques de la fonderie. 10 / A method according to claim 9, characterized in that said fibrous preform is produced and treated with the fluorinated agent outside a mold, placed in the mold, the assembly being preheated to a sufficient temperature depending in particular porosity of the preform and which is between 3500C and the melting temperature of the alloy, said preform then being impregnated within said mold using a light alloy according to foundry techniques.
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