FR2846010A1 - Alliages metalliques a base de plomb et d'etain, et procede pour leur preparation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne des alliages métalliques à base de plomb et d'étain qui présentent la composition suivante (dans laquelle les pourcentages sont exprimés en poids) : 47% à 53% de plomb, 42% à 48% d'étain, 3,5% à 4,5% d'argent, 0,75% à 2,5% de cuivre, le complément à 100%, en dehors d'éventuelles impuretés, étant constitué essentiellement d'au moins un autres métal, même à l'état de traces. Ces alliages sont facilement fusibles et possèdent en outre d'intéressantes propriétés physico-chimiques. Ils sont recyclables après plusieurs fusions, denses, très peu oxydables, durs et résistants au choc, ductiles, laminables et tréfilables à froid sans recuit. Ils permettent ainsi de confectionner des pièces au profil extérieur variable.

Description

t 2846010 Alliages métalliques à base de plomb et d'étain, et procédé pour

leur préparation L'invention se rapporte aux alliages métalliques, et elle concerne plus particulièrement des alliages à base de plomb et

d'étain, ainsi qu'un procédé pour leur préparation.

On connaît déjà différents alliages à base de plomb et d'étain, dont le plus typique est l'eutectique plomb/étain, qui est particulièrement intéressant du fait de ses propriétés de coulabilité, de malléabilité, et de son bas point de fusion par rapport à ses deux composés de base. En effet, alors que le 15 plomb fond à 327 C, et l'étain à 232 C, l'eutectique qui contient 38% en poids de plomb, et 62% en poids d'étain, fond

à 183 C.

C'est la raison pour laquelle, de nombreux alliages à base de 20 plomb et d'étain sont utilisés; pourtant leur composition est rarement proche de celle de l'eutectique, et ce compte tenu du

prix de l'étain.

De tels alliages sont utilisés notamment pour réaliser des 25 objets moulés, dont des exemples typiques sont ceux des "soldats de plomb" et des bijoux fantaisie. Pour les rendre négociables, à bas cot, auprès du grand public, ils contiennent rarement plus de 10% d'étain; dans ces conditions, leur point de fusion reste élevé et souvent proche de 300'C. 30

Par ailleurs, ces alliages binaires plomb/étain présentent des inconvénients lors de leur fonte ou de leur refonte; leur composition se modifie du fait de leur oxydation dans l'air ambiant. Il en résulte que ces alliages ne sont plus recycla35 bles, et deviennent rapidement inutilisables.

On connaît aussi d'autres mélanges à base de plomb et d'étain, qui sont parfois additionnés d'un troisième ou d'un quatrième métal en quantités variables et parfois minimes. Cela modifie leur dureté et leur point de fusion. C'est le cas de tous les 5 métaux non-ferreux qui du 19ème siècle jusqu'à la moitié du 20ème siècle étaient récupérés et fondus pour faire de faux bronzes,

les zamacs, peu résistants à la corrosion.

En revanche, l'addition mesurée d'antimoine, de bismuth, de 10 zinc, de cuivre, de fer, de cobalt, de nickel, peut donner aux alliages plomb/étain des propriétés essentielles en fonction des usages recherchés, comme ce fut le cas des caractères d'imprimerie. Les alliages de plomb et d'étain les plus cohérents, ne s'écartent guère des proportions de l'eutectique, pour conserver un bas point de fusion, de la dureté afin que l'ensemble ne risque pas de devenir trop mou ou trop cassant, ou ne puisse perdre toutes sortes de propriétés mécaniques particulières. 20 Il est connu aussi d'ajouter des métaux plus rares compte tenu des propriétés de dilution intermétalliques de l'étain et du plomb. Ainsi le plomb, à sa température de fusion, dissout le platine, l'étain dissout l'or ou le mercure; et les deux 25 dissolvent des traces de cuivre ou de fer, de cobalt, de nickel, d'aluminium, d'indium, de gallium, de cadmium et de bien

d'autres métaux.

Cependant, l'ajout de ces métaux peut avoir pour inconvénient 30 de remonter le point de fusion. De plus, un grand nombre de ces

alliages métalliques ont peu d'utilité dans la pratique: ils n'ont plus de structure métallique homogène (c'est le cas avec l'ajout d'or ou de mercure) ou deviennent trop onéreux (c'est le cas de l'ajout de platine, d'osmium, d'iridium, ou de 35 palladium) pour permettre une large diffusion à faible cot.

i ^ 2846010 Ainsi, il n'existe pas aujourd'hui d'alliages de plomb ou d'étain qui combinent l'avantage d'un faible point de fusion avec des possibilités de recyclage, de bonnes propriétés

mécaniques et un prix de revient abordable.

On connaît, par ailleurs, un alliage dont la composition correspond à celle de l'eutectique ternaire contenant 2% en poids d'argent, 97,5% en poids de plomb, et 0,5% en poids de cuivre. Cet alliage n'a pas d'application directe, mais il fond 10 à 302'C en conservant un réseau cristallin cohérent. Cet alliage

possède une propriété importante, en marge des lois métallurgiques. En effet, le plomb repousse en général l'argent, et il permet d'isoler celuici par un phénomène de " pattinsonnage ": c'est la coupellation des orfèvres, liée à la facile oxydation 15 du plomb uni à l'argent, en présence de zinc.

On sait par ailleurs que l'étain est susceptible de former, avec l'argent, le cuivre, et le nickel, des solutions solides, et cela par simple dissolution à sa température de fusion. 20 Les quantités d'argent absorbées par l'étain ne sont pas explicitées dans les diagrammes de phase de MURPY, de TAMMAN ou

d'autres auteurs.

Cependant, des essais effectués par le demandeur ont prouvé que 6% en poids d'argent disparaissaient dans de courts délais dans

de l'étain fondu.

Simultanément ou non, il est possible d'incorporer aussi, par 30 simple diffusion des proportions d'aluminium, d'indium, de

gallium ou de cadmium jusqu'à 0,75% en poids, de cuivre jusqu'à 3% en poids, de nickel ou d'autres métaux de la première série de transition, qui diffusent facilement dans l'étain fondu, leur proportion en poids est variable mais reste de l'ordre de 3% 35 sauf pour le fer qui s'intègre plus difficilement.

D'autres métaux restent typiquement utilisables, mais leur emploi, notamment en orfèvrerie est interdit: c'est le cas du

nickel et des actinides.

C'est en conséquence l'un des buts de l'invention de créer un alliage à base de plomb et d'étain, qui est facilement fusible, c'est-à-dire qui possède un point de fusion inférieur à celui de l'eutectique plomb/étain, et qui est susceptible d'être

recyclé après plusieurs fusions.

C'est aussi un but de l'invention de procurer un tel alliage qui possède des propriétés physico-chimiques intéressantes, et en particulier un alliage qui est très peu oxydable, dur et

résistant aux chocs.

C'est aussi un but de l'invention de procurer un tel alliage qui

est ductile, laminable et tréfilable à froid sans recuit.

C'est encore un but de l'invention, de procurer un tel alliage 20 qui peut être facilement embouti, poli et usiné, gravé, estampé,

et matricé.

C'est aussi un but de l'invention de procurer un tel alliage qui est suffisamment fluide pour être coulé, dans des moules par la 25 seule force de la pesanteur, et de surcroît être facilement

injectable par toutes sortes de procédés.

Selon une définition générale, l'invention concerne un alliage métallique à base de plomb et d'étain qui possède la composition 30 suivante (dans laquelle les pourcentages sont exprimés en poids): 47% à 53% de plomb 42% à 48% d'étain 3,5% à 4,5% d'argent 0,75% à 2,5% de cuivre le complément à 100%, en dehors d'éventuelles impuretés, étant constitué essentiellement d'au moins un autre métal, même à

l'état de traces.

De manière préférentielle, l'alliage comprend en outre deO,25% à 0,75% d'un métal choisi parmi le nickel, le cobalt, et

le fer.

L'alliage métallique de l'invention peut comprendre en outre de 10 0,25% à 0,75% en poids de chrome en remplacement ou en complément du métal ferromagnétique.

Ce type d'alliage métallique peut aussi comprendre de 0,25% à 0,75% en poids d'un métal de la mine du platine, choisi parmi 15 le platine, l'osmium, l'iridium et le palladium.

De plus, l'alliage peut comprendre de 0,25% à 0,75% en poids d'un métal désoxydant choisis parmi l'aluminium, le cadmium,

l'indium et le gallium.

Il a été constaté, de manière surprenante, qu'un tel type d'alliage possède un point de fusion, compris entre 130'C et 160'C, selon les proportions des constituants, et en particulier selon les proportions de plomb, de cuivre, de nickel (cobalt ou 25 fer) et d'aluminium, de cadmium ou d'indium ajoutées et bien évidement de la variation des proportions en étain. Dans tous les cas l'abaissement de la température de fusion par rapport à celle de l'eutectique plomb/étain le plus riche en étain

dépasse 30'C.

Ce type d'alliage est donc facilement fusible. Il possède en outre d'intéressantes propriétés physico-chimiques. Il est recyclable après plusieurs fusions, dense, très peu oxydable, dur et résistant au choc, ductile, laminable et tréfilable à 35 froid sans recuit. Il permet ainsi de confectionner des pièces

au profil extérieur variable.

En outre, ce type d'alliage possède un aspect attractif et élégant. Il peut être facilement embouti, poli, et usiné. De

plus, il peut être facilement gravé, estampé, et matricé.

Ce type alliage est bon conducteur de l'électricité, il peut

être cuivré, nickelé, doré, argenté et plaqué avec de l'or ou de l'argent par voie électrochimique. Ceci permet notamment de renforcer la protection de l'objet vis-à-vis des réglementations en vigueur en matière de saturnisme, ou de celles relatives à 10 la toxicité du nickel.

Par ailleurs, ce type d'alliage est suffisamment fluide à l'état fondu pour pouvoir être coulé facilement dans des moules, par la seule action de la pesanteur. Il peut ainsi se prêter à la 15 fabrication d'objets moulés par injection. Coulé ou injecté, il permet de réaliser des moulages de précision en reproduisant des

contours au centième de millimètre près.

La densité des alliages oscille entre 9 et 10. Elle varie en 20 fonction de la proportion des métaux ajoutés et notamment de celle du plomb, ou des métaux de la mine du platine qui ne

peuvent qu'augmenter leur densité.

L'invention concerne aussi un procédé de préparation des types 25 d'alliage définis précédemment. Le procédé de l'invention comprend les opérations suivantes: a) préparer un alliage de plomb à l'état fondu, correspondant à l'eutectique ternaire de plomb, d'argent, et de cuivre, 30 pouvant contenir au moins un métal de la mine de platine, par simple diffusion intermétallique de ce dernier métal à la température de fusion de l'eutectique (composé A), b) préparer un alliage d'étain à l'état fondu comprenant de 35 l'étain, de l'argent et du cuivre, un métal désoxydant choisi parmi l'aluminium, le gallium, l'indium, ou le cadmium, et éventuellement un métal ferromagnétique choisi parmi le fer, le cobalt et le nickel, par simple diffusion intermétallique de l'étain fondu (composé B), c) mélanger ensemble l'alliage de plomb résultant de l'opération a) (composé A) et l'alliage d'étain résultant de l'opération b) (composé B),

d) ajouter un désoxydant soit lors de l'opération b), soit au 10 mélange résultant de l'opération c).

Pour l'opération c) on procédera, dans certains cas, à des mélanges de cuivre, d'argent, ou d'un alliage de ces deux métaux, avec un tiers métal, difficilement miscible avec le 15 plomb ou l'étain afin de permettre son incorporation.

Ainsi la base même du procédé de l'invention réside dans la préparation: d'une part, du seul eutectique ternaire plomb/argent/cuivre connu, dont la composition a été rappelée plus haut, et dans lequel peuvent être introduits, sans problèmes, des métaux de la mine du platine, quand l'eutectique est fondu (302'C) composé A. d'autre part, d'un alliage à base d'étain fondu (232 C) dans lequel on introduit de l'argent, du cuivre, et, selon le but final recherché, un métal ferromagnétique et un métal désoxydant, le tout dans des proportions correspondant aux propriétés 30 requises de l'alliage final: composé B. Dans une forme de réalisation préférée, l'alliage de plomb de l'opération a) (composé A) présente la composition suivante: 97,5% de poids en plomb, 2% de poids en argent, et 0,5% de poids 35 en cuivre, et un éventuel ajout d'un métal de la mine du platine, et l'opération b) consiste à incorporer dans de l'étain fondu, par diffusion intermétallique, un complément de cuivre et d'argent et/ou de chrome, mais essentiellement un métal désoxydant, et le cas échéant un métal ferromagnétique, dans les proportions choisies en fonction des propriétés des qualités finales de l'alliage d'étain (composé B). Avantageusement, le procédé de l'invention comprend la préparation d'alliages préliminaires spéciaux contenant des métaux quasiment insolubles dans le plomb et l'étain, à leur tempéra10 ture de fusion, ces alliages préliminaires étant obtenus par fusion au chalumeau dans du cuivre ou de l'argent pour obtenir des lingots spécifiques qui, une fois laminés ou réduits en grenailles, sont introduits soit dans l'alliage de plomb fondu (composé A), soit dans l'alliage d'étain fondu (composé B). 15 En effet, l'étain ou le plomb fondu à leur température de fusion ordinaire (327 C pour le plomb, 232 C pour l'étain) peuvent dissoudre à ces températures, chacun en ce qui le concerne, une certaine quantité des métaux d'ajout évoqués ci-dessus. L'ajout 20 de plusieurs métaux peut créer des encombrements stériques dans

les mailles cristallines et entraîner des rejets.

Il devient alors avantageux de préparer des mélanges de ces métaux d'ajout qui fondent toujours vers 1000'C ou plus. Ces 25 mélanges sont obtenus par une fonte au chalumeau; ils sont alors laminés ou tréfilés puis incorporés selon les cas, soit

dans le plomb, soit dans l'étain o ils se dissolvent.

Le désoxydant de l'opération b) est choisi de préférence parmi 30 le cadmium, l'indium, l'aluminium et le gallium.

Composé A. Dans un mode préférentiel de réalisation de l'invention, l'eutectique ternaire de plomb/argent/cuivre se constitue de lui-même par dilution intermétallique, dès que le 35 plomb est fondu.

Pour que l'opération soit systématiquement réussie, quelles que soient les quantités mises en jeu, il convient:

- de ne pas utiliser de moyens de chauffage trop rapides ou trop 5 violents (chalumeaux). Un four ou une simple plaque chauffante suffisent en creuset couvert.

- de déposer l'argent et le cuivre sous forme de grenailles, dans les proportions massiques requises, au fond du creuset; - de les recouvrir de billes ou de grenailles de plomb en proportions pondérales requises; - de couvrir le creuset avant de commencer la chauffe par 15 induction, pour limiter les déperditions de chaleur, et l'oxydation par l'air extérieur; d'ajouter éventuellement, sous forme de grenailles, fils, ou lames minces le métal de la mine du platine, lorsque 20 l'eutectique est réalisé, c'est-à-dire, lorsque tous les ajouts de cuivre et d'argent ont disparu; cet état de fait est facile

à constater.

Composé B. Sa réalisation est fonction de deux paramètres 25

- le premier dépend de l'ajout ou du non ajout d'un métal de la mine du platine dans le composé A, car cela modifiera les proportions d'étain, si l'on veut continuer à raisonner en pourcentages massiques, bien que ce ne soit en aucun cas une 30 obligation.

- le second dépend des proportions de métaux incorporés en sus, dans l'étain, le cuivre, le métal désoxydant, le métal ferromagnétique, l'argent.

L'alliage d'étain de l'opération b) comprend avantageusement 6% en poids d'argent, et 1,5% en poids de cuivre, le métal désoxydant doit exister dans des proportions voisines de 0,5%

en poids mais souvent moins.

L'addition de tout autre métal, notamment celle des métaux ferromagnétiques ne doit pas excéder 3% en poids, soit en raison de leur difficile incorporation par diffusion inter métallique, comme c'est le cas du fer; soit en raison de la législation 10 si l'alliage est utilisé pour réaliser des bijoux fantaisie

contenant du nickel. L'emploi du cobalt est envisageable.

Tous ces métaux additionnels confèrent de la dureté, de la sonorité, de la coloration et des propriétés électromagnétiques 15 aux alliages; leur choix et leur proportions ne sont fonction

que de leurs usages. L'emploi du chrome est possible.

Le composé B se prépare de la même manière que le composé A, par induction et simple diffusion intermétallique, à la température 20 de fusion de l'étain, sans surchauffe excessive.

Il ne suffit plus alors que de mélanger les composés A et B à l'état fondu, et de les maintenir, dans cet état, quelques dizaines de minutes, pour assurer l'homogénéité inter cristal25 line de l'alliage final au cours de son refroidissement.

Compte tenu de la variation possible de la proportion des composés au sein de ce type d'alliages, pour réaliser certains d'entre eux, comprenant des métaux faiblement solubles dans le 30 plomb ou l'étain, il peut alors être avantageux de préparer, avant toute diffusion intermétallique, des mélanges préliminaires de ces métaux soit avec le cuivre soit avec l'argent soit

avec les deux dans des proportions requises.

Ces mélanges sont généralement aisés à réaliser par fusion au chalumeau. On obtient ainsi des lingots, qui, une fois laminés puis découpés, s'incorporeront par diffusion, soit au composé A, soit au composé B. De bons résultats ont été obtenus, en

observant ce mode de préparation.

Toutes ces opérations, même celles qui concernent les alliages dont les préparations sont les moins sophistiquées permettent d'obtenir un métal final ayant de rares propriétés

d'inoxydabilité à l'air ambiant.

De façon inattendue, on obtient un alliage, qui, tout en ayant un faible point de fusion, possède des propriétés intéressantes,

déjà mentionnées plus haut.

Ceci apparaît particulièrement paradoxal, du fait qu'un alliage 15 plomb/étain à 50% de plomb et 50% d'étain fond vers 260'C, et

que l'ajout d'autres métaux, même en faibles quantités, s'ils sont mal choisis, n'apporte généralement aucune propriété métallique ou mécanique réelle, sauf la modification du point de fusion. Les alliages proposés dans l'invention ont tous un 20 point de fusion inférieur à 160-C.

Dans l'alliage de l'invention, les proportions des métaux, en

dehors du plomb et de l'étain, peuvent varier.

Les proportions de ces autres métaux seront modifiées en

fonction des caractéristiques finales souhaitées pour l'alliage.

Ainsi, par exemple, le nickel durcit l'alliage, tandis que le cuivre le rend sonore, et que l'aluminium, l'indium ou le 30 cadmium diminuent son oxydabilité à l'air lors de sa réalisation.

Il existe alors plusieurs choix ou possibilités en matière d'introduction de ce métal désoxydant:

- Soit le métal désoxydant est employé en faibles proportions pour ses seules propriétés chimiques si l'alliage est fabriqué à l'air libre; il évite alors la formation de crasses surnageantes qui correspondent à des pertes aléatoires, il permet 5 donc d'assurer une qualité constante de l'alliage après chaque fabrication.

- Soit le métal désoxydant n'est pas nécessaire si l'alliage est réalisé hors oxygène, par exemple sous argon, mais tout pourra 10 se dégrader lors d'une refonte dans l'air ambiant.

- Soit le métal désoxydant est un élément nécessaire à l'alliage s'il améliore ses propriétés physiques, il peut être alors incorporé soit à l'air libre soit hors présence de tout gaz 15 oxydant.

Grâce à toutes ces précautions, il a été constaté, de façon surprenante, que l'alliage de l'invention, même fondu plus de cinq fois à l'air, conserve ses propriétés initiales, les pertes 20 par oxydation étant négligeables. Il semble même que cet alliage

s'améliore à chaque refonte, dès qu'il s'agit de le mouler.

Le type d'alliages de l'invention, à l'état fondu et coulé, ne fait que jaunir le papier. Coulé sur du verre ordinaire, il 25 donne un glacé miroir sans être poli, et ne brise pas le verre.

Le type d'alliages de l'invention possède des qualités de moulage exceptionnelles. Ainsi, lors d'une copie dans un simple moule de silicone, tout peut être effectivement reproduit au 30 centième de millimètre près. De plus, aucun rétreint ne se manifeste lors du refroidissement des mélanges métalliques réalisés. Comme déjà indiqué, des variations de composition peuvent 35 conférer à l'alliage des propriétés différentes adaptées à une

utilisation particulière.

La densité des mélanges est fonction de la teneur en plomb qui est le métal le plus dense, outre ceux de la mine du platine, mais dont le cot est négligeable. Une densité supérieure à 10 peut être obtenue. Avec 50% de plomb elle reste toujours proche de 9 mais il est aisé de faire varier cette densité.

La couleur des alliages est aussi fonction de la proportion de cuivre, d'argent mais surtout de plomb introduite, et passé 70% de ce dernier métal, il s'assombrissent, sauf en présence 10 d'indium dans des proportions voisines de 0,3%.

Le point de fusion oscille aussi en fonction de la teneur en plomb et proportionnellement d'étain. Globalement, un surcroît de plomb favorise l'abaissement du point de fusion mais dans 15 tous les cas, un alliage contenant 50% de plomb fond à moins de C. L'invention sera maintenant décrite en référence à l'exemple suivant, donné seulement à titre illustratif. 20 On prépare par simple induction un alliage de plomb à l'état fondu, correspondant à un eutectique ternaire à 97,5% en poids de plomb, 2% en poids d'argent, et 0,5% en poids de cuivre, à la température du plomb fondu (327 C). 25 On peut, lors de cette première étape, augmenter de 1% les proportions de cuivre ou d'argent; mais il vaut mieux réaliser cette opération dans le second alliage à base d'étain. En revanche, si l'on souhaite que le métal final contienne un des 30 métaux de la mine du platine, son incorporation devra se faire dans ce premier alliage. Cet ajout, dans 100 grammes de l'eutectique fondu, ne devra pas dépasser 2% en masse dans les

conditions ordinaires de préparation (composé A).

On prépare par ailleurs un alliage d'étain à l'état fondu, qui comprend de l'étain, de l'argent, du cuivre, et au moins un métal d'apport choisi parmi le nickel, le cobalt, et le fer, si l'on souhaite que le métal final possède des propriétés ferromagnétiques. La réalisation de ce second alliage, qui constitue la seconde étape, se fait aussi par induction dans l'étain fondu (230'C).

Il devra contenir au moins 6% d'argent, 1,5% de cuivre, et 0,5% d'un métal désoxydant; l'aluminium a été retenu en priorité, compte tenu de son faible cot; mais de meilleurs résultats 10 peuvent être obtenus, notamment avec l'indium (composé B).

Il pourra contenir d'autres métaux compatibles avec ceux qui composeront l'alliage final; mais l'ajout de ces autres métaux ne devra guère dépasser 2%. Ils seront préférentiellement 15 ajoutés en sus dans le second alliage (composé B), lorsqu'il sera homogène et fondu, soit, au détriment de la proportion d'étain, soit en sus, compte tenu des faibles pourcentages requis. Toutes ces précautions de fabrication permettent dans tous les cas d'obtenir de très bons résultats. La quantité de métal que l'on veut fabriquer n'est fonction que des moyens dont on dispose. De façon générale, avec les pourcentages évoqués, on obtient des

alliages qui sont durs, résistants, bon conducteurs de l'électricité. Leur aspect est lumineux et leur couleur est proche de celle de l'argent. Leur densité est voisine de " 9 " mais cette densité est variable en fonction des métaux intro30 duits, et du pourcentage de ceux-ci.

Ils peuvent être coulés à bas point de fusion, dans la mesure ou l'écart des proportions, défini précédemment, est respecté.

Ils sont toujours liquides et parfaitement fluides à une 35 température inférieure à 160- C. Des objets, correspondant à un poids de 100 grammes environ, peuvent être de ce fait réalisés par la seule force de la pesanteur sans moyens particuliers; l'emploi de moyens d'injections spécifiques, améliore bien évidemment les résultats; leurs usages sont de ce fait conséquents. Ces alliages sont intéressants, car il sont brillants, et le restent lorsqu'on les coule sur une surface lisse ou dans un moule résistant à leur température de fusion. On peut rappeler, 10 à titre d'exemple l'emploi des pâtes à base de silicone, utilisées notamment par les dentistes ou les audioprothésistes; elles donnent d'excellents résultats; mais d'autres solutions

pour la fabrication des moules sont envisageables.

Il devient alors possible d'obtenir des pièces moulées, qu'il ne sera pas nécessaire de polir, si la surface du moule est lisse; on peut redire que, coulé sur une vitre ordinaire, il

est possible d'obtenir sans retouches, un glacé miroir.

Ils sont facilement laminables et étirables. Ils sont souples et non cassants en plaques de 2/10ème de millimètres. Dès que cette épaisseur dépasse 2 millimètres, il sont difficiles à

tordre à la main.

De surcroît, ces alliages sont inoxydables, et ne graissent pas les limes. Du fait de leur très bas point de fusion, ils se prêtent à la réalisation ou à la copie de maquettes dans le domaine de la bijouterie, ou même à la réalisation de bijoux

couleur argent.

Leur bonne conductibilité électrique permet de les cuivrer, puis de les plaquer d'or ou d'argent, de les dorer ou de les argenter. Faciles à mouler, ils peuvent servir aux maquettistes, qui pourront les recycler sans problème, en cas d'échec, après coulage. Bons conducteurs de l'électricité, ils peuvent servir à fabriquer des fusibles. Riches en plomb, mais moins denses que ce dernier (densité du plomb=11,35), ils pourraient éventuellement servir, en modifiant 10 leur composition et en excluant l'argent et le cuivre à réaliser des batteries d'accumulateurs. L'emploi des métaux désoxydant deviendra alors essentiel, l'indium ou le cadmium peuvent être cités. Du fait de leur malléabilité, alliée à leur résistance mécanique, ces alliages peuvent être utilisés aussi dans la

réalisation de coussinets ou de pièces antifriction.

La composition des alliages de l'invention est susceptible de 20 nombreuses variations. Leurs applications ne sont pas limitées

à celles mentionnées précédemment.

Il est possible de modifier ce type d'alliage: - De le rendre plus dense par l'ajout de plomb ou de métaux de

la mine du platine.

- De le rendre plus fusible, notamment par ajout d'étain, mais au détriment de certaines de ses qualités mécaniques et autres.

- De le rendre plus sonore par ajout de cuivre.

- De modifier son aspect par ajout d'argent.- De le rendre plus

dur par ajout de chrome.

- De le rendre ferromagnétique par ajout de fer, de cobalt ou

de nickel.

- De le rendre moins oxydable par ajout d'aluminium, d'indium 35 ou de gallium.

Claims (6)

Revendications

1) Alliage métallique à base de plomb et d'étain, caractérisé 5 par la composition suivante, dans laquelle les pourcentages sont exprimés en poids: 47% à 53% de plomb 42% à 48% d'étain 3,5% à 4,5% d'argent 0,75% à 2,5% de cuivre le complément à 100%, en dehors d'éventuelles impuretés, étant constitué essentiellement d'au moins un autres métal, même à

l'état de traces.

2) Alliage métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre de 0,25% à 0,75% en poids d'au moins un métal ferromagnétique choisi parmi le fer, le cobalt et le nickel. 3) Alliage métallique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre de 0,25% à 0,75% en poids de chrome

en remplacement ou en complément du métal ferromagnétique.

4) Alliage métallique selon l'une des revendications 1 à 3, 25 caractérisé en ce qu'il comprend en outre de 0,25% à 0,75% en

poids d'un métal de la mine du platine, choisi parmi le platine,

l'osmium, l'iridium et le palladium.

) Alliage métallique selon l'une des revendications 1 à 4, 30 caractérisé en ce qu'il comprend en outre de 0,25% à 0,75% en

poids d'un métal désoxydant choisis parmi l'aluminium, le

cadmium, l'indium et le gallium.

6) Alliage métallique selon l'une des revendications 1 à 4, 35 caractérisé par un bas point de fusion compris entre 130'C et

-C, selon sa composition, et une densité comprise entre 9 et 10.

7) Procédé de préparation d'un alliage métallique selon l'une 5 des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les

opérations suivantes: a) préparer un alliage de plomb à l'état fondu, correspondant à l'eutectique ternaire de plomb, d'argent, et de cuivre, pouvant contenir au moins un métal de la mine de platine, par 10 simple diffusion intermétallique de ce dernier métal à la température de fusion de l'eutectique (composé A), b) préparer un alliage d'étain à l'état fondu comprenant de l'étain, de l'argent et du cuivre, un métal désoxydant choisi parmi l'aluminium, le gallium, l'indium, ou le cadmium, et 15 éventuellement un métal ferromagnétique choisi parmi le fer, le cobalt et le nickel, par simple diffusion intermétallique de l'étain fondu (composé B), c) mélanger ensemble l'alliage de plomb résultant de l'opération a) (composé A) et l'alliage d'étain résultant de l'opération b) 20 (composé B), d) ajouter un désoxydant soit lors de l'opération b), soit au

mélange résultant de l'opération c).

8> Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que 25 l'alliage de plomb de l'opération a) (composé A) présente la composition suivante: 97,5% de poids en plomb, 2% de poids en argent, et 0,5% de poids en cuivre, et un éventuel ajout d'un métal de la mine du platine, et en ce que l'opération b) consiste à incorporer dans de

l'étain fondu, par diffusion intermétallique, un complément de cuivre et d'argent et/ou de chrome, mais essentiellement un métal désoxydant, et le cas échéant un métal ferromagnétique, dans les proportions choisies en fonction des propriétés des 35 qualités finales de l'alliage d'étain (composé B).

9) Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend la préparation d'alliages préliminaires spéciaux contenant des métaux quasiment insolubles dans le plomb et l'étain, à leur température de fusion, ces alliages prélimi5 naires étant obtenus par fusion au chalumeau dans du cuivre ou

de l'argent pour obtenir des lingots spécifiques qui, une fois laminés ou réduit en grenailles, sont introduits soit dans l'alliage de plomb fondu (composé A), soit dans l'alliage

d'étain fondu (composé B).

) Procédé selon l'une des revendication 7 à 9, caractérisé en ce le désoxydant de l'opération b) est choisi parmi le cadmium,

l'indium, l'aluminium et le gallium.