FR2589167A1 - Process for obtaining metal objects whose shape changes on heating, and objects obtained by this process - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé d'obtention d'objets métalliques dont la forme se modifie par chauffage, et objets obtenus par ce procédé. Method for obtaining metallic objects whose shape changes by heating, and objects obtained by this method.
La présente invention est relative à un procédé d'obtention d'objets métalliques dont la forme se modifie par chauffage, et à l'application de ce procédé à des objets divers, notamment bougies, fume-cigarette, dispositifs de fixation, objets décoratifs ou d'amusement. The present invention relates to a process for obtaining metallic objects whose shape changes by heating, and to the application of this process to various objects, in particular candles, cigarette holders, fixing devices, decorative objects or fun.
La présente invention a pour base l'existence, connue depuis une date relativement récente, d'alliages possédant des propriétés de mémoire de forme. The present invention is based on the existence, known since a relatively recent date, of alloys having shape memory properties.
Les alliages de ce type, actuellement connus, pressentent à haute température une structure cristallographique comportant une phase dite "mère", et à plus basse température une structure avec une phase martensitique. Par chauffage ou refroidissement on passe d'une structure à l'autre, et le passage à la structure de haute température s'accompagne d'un retour à la forme extérieure de l'objet telle qu'elle lui avait été conférée antérieurement par formage dans le même domaine de hautes températures. Le changement de forme s'effectue vers un température qu'on appellera pour simplifier, le "point de transition".Le spécialiste sait bien qu'il ne s'agit pas en réalité d'une température fixe et définie avec précision, avec passage brusque d'une structure à l'autre, mais d'une zone de tran sition, étalée sur un intervalle de températures propre à et chaque alliage, qui varie selon, notamment, les vitesses de chauffe ou de refroidissement et qui, par suite de phénomènes d'hystérésis, n'est pas la même lors de la chauffe ou du refroidissement. On a cependant conservé, dans le présent mémoire, l'expression "point de transition", dont le .sens est clair pour le spécialiste. Alloys of this type, currently known, sense at high temperature a crystallographic structure comprising a so-called "mother" phase, and at lower temperatures a structure with a martensitic phase. By heating or cooling, one passes from one structure to another, and the transition to the high temperature structure is accompanied by a return to the external shape of the object as it had previously been given to it by forming. in the same area of high temperatures. The shape change takes place towards a temperature that will be called for simplicity, the "transition point". The specialist knows that it is not actually a fixed and precisely defined temperature, with passage abrupt from one structure to another, but from a transition zone, spread over a temperature range specific to and each alloy, which varies according, in particular, to the heating or cooling rates and which, as a result of hysteresis phenomena, is not the same when heating or cooling. However, the expression "transition point" has been retained in the present specification, the meaning of which is clear to the specialist.
L'invention fournit, en conséquence, un procédé d'obtention d'objets métalliques dont la forme se modifie par chauffage, et qui présente pour particularité qu'il comporte les étapes suivantes: - confection d'un objet en un alliage possédant des propriétés de mémoire de forme, - mise en forme de l'objet à une première température, supérieure au point de transition du dit alliage, - refroidissement du dit objet jusqu'à une seconde température, inférieure au dit point de transition. The invention therefore provides a method of obtaining metallic objects whose shape changes by heating, and which has the particularity that it comprises the following steps: - making an object from an alloy having properties shape memory, - shaping of the object at a first temperature, higher than the transition point of said alloy, - cooling of said object to a second temperature, lower than said transition point.
Pour plusieurs applications, il est préférable de prévoir que le procédé comporte en plus une étape consistant à conférer à l'objet, après son refroidissement à la seconde température, une seconde forme, différente de celle qui lui a été conférée à la première température. For several applications, it is preferable to provide that the method also comprises a step consisting in giving the object, after it has cooled to the second temperature, a second shape, different from that which has been imparted to it at the first temperature.
Le domaine des alliages possédant des propriétés de mémoire de forme est actuellement en évolution rapide, car il fait l'objet de nombreuses recherches. The field of alloys with shape memory properties is currently in rapid evolution, as it is the subject of much research.
Parmi les alliages connus, et qui sont préférés pour leF applications envisagées, on peut citer: - l'alliage Ti-Ni en proportions atomiques à peu près égales, - des alliages Cu-Zn-Al avec des proportions atomiques variant autour d'environ 20% de Zn et I2% d'Al, - divers alliages Cu-Ni-Al. Among the known alloys, which are preferred for the envisaged applications, there may be mentioned: - the Ti-Ni alloy in approximately equal atomic proportions, - Cu-Zn-Al alloys with atomic proportions varying around approximately 20% Zn and I2% Al, - various Cu-Ni-Al alloys.
Ces alliages présentent des propriétés différentes les uns des autres; ils ont cependant en commun d'avoir des points de transition à des températures comprises entre 50 et I00 C, c'est à dire des températures assez basses, ce qui facilite leur utilisation et leur mise en forme à la première température spécifiée plus haut, alors que la seconde température peut être la température ambiante. These alloys have different properties from each other; however, they have in common that they have transition points at temperatures between 50 and 100 ° C., that is to say fairly low temperatures, which facilitates their use and their shaping at the first temperature specified above, while the second temperature can be room temperature.
Lorsque la seconde température peut être la température ambiante, une modalité préférée de l'invention consiste en ce que, pour la mise en forme de l'objet à la première température, on donne à l'objet, à température ambiante, la forme désirée; on le maintient à cette forme par exemple en l'enfermant dans un moule, puis on le chauffe, tout en le maintenant à cette forme, jusqu'à la première température, au-dessus du point de transition. When the second temperature can be room temperature, a preferred embodiment of the invention consists in that, for the shaping of the object at the first temperature, the object is given, at room temperature, the desired shape ; it is kept in this form for example by enclosing it in a mold, then it is heated, while maintaining it in this form, until the first temperature, above the transition point.
Une première application du procédé de l'invention concerne des bougies comportant de la façon habituelle une mèche et une masse de matière combustible, cire ou stéarine, et qui comprend en outre, noyé dans cette masse, un objet obtenu selon le procédé de l'invention, cet objet ayant une forme, conférée à la seconde température, telle qu'il ne fait pas saillie au dehors de la bougie, et étant apte à reprendre, par chauffage au voisinage de la flamme de la bougie, une forme choisie, par exemple décorative ou humoristique, qui lui aété donnée à la dite première température. A first application of the process of the invention relates to candles comprising in the usual way a wick and a mass of combustible material, wax or stearin, and which further comprises, embedded in this mass, an object obtained according to the process of invention, this object having a shape, imparted to the second temperature, such that it does not protrude outside the candle, and being capable of resuming, by heating in the vicinity of the flame of the candle, a chosen shape, by decorative or humorous example, which was given to it at the so-called first temperature.
Par exemple, l'objet peut être formé de fines baguettes disposées le long de la mèche, et qui, au moment ou la chaleur les atteint, prennent une forme de coeur, ou pour célébrer un anniversaire, celle des chiffres convenables.For example, the object can be formed of thin rods arranged along the wick, and which, when the heat reaches them, take the shape of a heart, or to celebrate an anniversary, that of suitable figures.
Une seconde application du procédé de l'invention concerne un fume-cigarette destiné à la désintoxication d'un fumeur, et qui comprend une tige métallique obtenue de la manière indiquée plus haut, cette tige ayant une forme rectiligne, conférée à la dite seconde température, et étant disposée pour s'enfoncer dans une cigarette parallélement à son axe lorsque cette cigarette est mise en place sur le fume-cigarette pour être fumée, et étant apte à reprendre, par chauffage sous l'effet de la combustion de la cigarette, une forme angulée qui lui a été donnée à ldipremière température, le passage à cette forme angulée entrainant la rupture de la cigarette. De préférence, la dite tige a, à température ambiante, des propriétés mécaniques telles qu'elle peut etre redressée à la main, permettant ainsi son utilisation pour une nouvelle cigarette. A second application of the process of the invention relates to a cigarette holder intended for the detoxification of a smoker, and which comprises a metal rod obtained in the manner indicated above, this rod having a rectilinear shape, imparted to said second temperature , and being arranged to sink into a cigarette parallel to its axis when this cigarette is placed on the cigarette holder to be smoked, and being able to resume, by heating under the effect of the combustion of the cigarette, an angled shape which was given to it at the first temperature, the transition to this angled shape causing the cigarette to break. Preferably, said rod has, at room temperature, mechanical properties such that it can be straightened by hand, thus allowing its use for a new cigarette.
Le mode d'emploi d'un tel fume-cigarette est évident. On peut prévoir plusieurs tiges dont le point d'angulation sous l'effet du chauffage est plus ou moins loin de l'extrémité, de façon à permettre une désintoxication progressive.The manual for such a cigarette holder is obvious. One can provide several rods whose angulation point under the effect of heating is more or less far from the end, so as to allow a progressive detoxification.
La tige peut être reliée à une monture permettant a fixation sur un fume-cigarette pré-existant. The rod can be connected to a mount allowing attachment to a pre-existing cigarette holder.
Une troisième application du procédé concerne un dispositif de fixation d'objets. A third application of the method relates to a device for fixing objects.
Les techniques de soudage exigent des températures relativement élevées, ce qui limite leur domaine d'application.Welding techniques require relatively high temperatures, which limits their field of application.
Les techniques de rivetage par choc ou déformation forcée sont mal adaptées à des objets fragiles ou déformables. Le vissage et le collage exigent du temps long et/ ou des opérations délicates. L'invention permet de résoudre certains problèmes délicats qui sont mal résolus par les techniques classiques, par exemple certains assemblages de pièces électroniques pour l'industrie spatiale.L'invention fournit en effet un dispositif de fixation comportant une pièce telle qu'un rivet ou une pince, qui est apte à subir une déformation après sa mise en place pour solidariser les objets, cette pièce étant obtenue selon le procédé décrit plus haut, et ayant une forme, conférée à la dite seconde température, qui permet sa mise en place, et étant capable, sous l'action d'un chauffage convenable, de reprendre une forme qui lui a été conférée à la dite première température, et qui lui permet de solidariser les dits objets. Le chauffage, étant donné le bas niveau du point de transition, est fait à une température peu élevée, qui ne risque pas d'engendrer des déformations. Ce chauffage peut concorder avec un étuvage normalement prévu à des fins soit de stérilisation soit de durcissement de certaines colles ou résines. I1 peut égales ment être fait de façon localisée par passage devant un émetteur de rayonnement convenable.The techniques of riveting by shock or forced deformation are ill-suited to fragile or deformable objects. Screwing and gluing require long time and / or delicate operations. The invention makes it possible to solve certain delicate problems which are poorly solved by conventional techniques, for example certain assemblies of electronic parts for the space industry. The invention indeed provides a fixing device comprising a part such as a rivet or a clamp, which is able to undergo a deformation after its establishment to secure the objects, this part being obtained according to the method described above, and having a shape, imparted to said second temperature, which allows its establishment, and being capable, under the action of suitable heating, of resuming a shape which has been imparted to it at said first temperature, and which allows it to secure said objects. Heating, given the low level of the transition point, is done at a low temperature, which is not likely to cause deformations. This heating can be combined with an oven normally provided for either sterilization or hardening of certain adhesives or resins. It can also be done locally by passing in front of a suitable radiation emitter.
L'invention est susceptible encore d'un grand nombre d'applications. Parmi celles-ci on peut citer l'obtention d'un objet, selon le procédé décrit plus haut. Par exemple, à titre de jeu, une tige peut être déformée à froid pour représenter le profil d'une personne, et, par chauffage, elle se déforme pour venir représenter le profil d'une autre personne. The invention is also susceptible of a large number of applications. Among these, mention may be made of obtaining an object, according to the method described above. For example, as a game, a rod can be deformed cold to represent the profile of a person, and, by heating, it deforms to come to represent the profile of another person.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8515953A FR2589167A1 (en) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | Process for obtaining metal objects whose shape changes on heating, and objects obtained by this process |
Applications Claiming Priority (1)
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FR8515953A FR2589167A1 (en) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | Process for obtaining metal objects whose shape changes on heating, and objects obtained by this process |
Publications (1)
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FR2589167A1 true FR2589167A1 (en) | 1987-04-30 |
Family
ID=9324248
Family Applications (1)
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FR8515953A Withdrawn FR2589167A1 (en) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | Process for obtaining metal objects whose shape changes on heating, and objects obtained by this process |
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FR (1) | FR2589167A1 (en) |
Cited By (1)
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1985
- 1985-10-28 FR FR8515953A patent/FR2589167A1/en not_active Withdrawn
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