FR2869916A1 - Copper alloy for e.g. spectacle parts contains nickel and zinc for excellent mechanical properties and corrosion resistance - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un nouvel alliage pouvant être utilisé dans leThe invention relates to a novel alloy which can be used in the
domaine du décolletage, de la lunetterie, dans un environnement nécessitant une résistance à la corrosion. the field of bar turning, eyewear, in an environment requiring resistance to corrosion.
Dans le domaine de la lunetterie, on a déjà utilisé des alliages à 5 base de nickel et de cuivre souvent dénommés monel constitués de 63% environ de nickel et le solde étant le cuivre. In the field of eyewear, alloys based on nickel and copper, often called monel, have already been used, consisting of about 63% nickel and the balance being copper.
Cet alliage présente le défaut d'être relativement cher en raison de la proportion importante de nickel. This alloy has the defect of being relatively expensive because of the high proportion of nickel.
La présente invention a donc pour but principal de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'un nouvel alliage à base de cuivre et de nickel qui présente d'excellentes propriétés mécaniques, une excellente aptitude à la déformation, apte à être utilisé dans le domaine de la lunetterie. The main object of the present invention is therefore to solve the new technical problem consisting in the provision of a new alloy based on copper and nickel which has excellent mechanical properties, an excellent ability to deform, suitable for use in the field of eyewear.
La présente invention a encore pour but principal de résoudre ce nouveau problème technique en fournissant un nouvel alliage à base de cuivre et de nickel présentant d'excellentes propriétés mécaniques, tout en étant apte à être utilisé dans l'industrie du décolletage pour l'usinage, généralement à grande vitesse, par enlèvement de copeaux. The main purpose of the present invention is also to solve this new technical problem by providing a new alloy based on copper and nickel having excellent mechanical properties, while being suitable for use in the bar turning industry for machining , usually at high speed, by chip removal.
La présente invention a encore pour but principal de résoudre les deux nouveaux problèmes techniques énoncés ci-dessus, en fournissant un nouvel alliage à base de cuivre et de nickel qui présente aussi d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion, permettant son utilisation, notamment dans le domaine de la chimie, pétrochimie, nucléaire et alimentaire. The main purpose of the present invention is also to solve the two new technical problems mentioned above, by providing a new alloy based on copper and nickel which also has excellent properties of corrosion resistance, allowing its use, in particular in the field of chemistry, petrochemistry, nuclear and food.
Cet alliage doit aussi être capable d'être soumis à des opérations de tréfilage ou de laminage et de mise en forme, sans être altéré ou sans présenter de défauts tels que des fissures lors de ces opérations. This alloy must also be capable of being subjected to drawing or rolling and shaping operations, without being altered or presenting defects such as cracks during these operations.
2869916 2 Cet alliage doit aussi présenter ces propriétés mécaniques dans le cas d'une production industrielle à grande échelle. 2869916 2 This alloy must also have these mechanical properties in the case of large-scale industrial production.
L'ensemble de ces problèmes techniques est résolu par la présente invention pour la première fois d'une manière satisfaisante, sûre et fiable, utilisable à l'échelle industrielle. All of these technical problems are solved by the present invention for the first time in a satisfactory, safe and reliable manner, usable on an industrial scale.
Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention fournit un nouvel alliage à base de cuivre, nickel et zinc, caractérisé en ce qu'il est constitué essentiellement de, en pourcentage en poids: - nickel: 41 à 48% - zinc: 21 à 27% - cuivre: solde à 100% Selon une variante de réalisation, l'alliage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend de 0 à 2% en poids de fer, de préférence 0,1 à 2% en poids de fer. Thus, according to a first aspect, the present invention provides a new alloy based on copper, nickel and zinc, characterized in that it consists essentially of, in percentage by weight: nickel: 41 to 48% zinc: 21 at 27% - copper: 100% balance According to an alternative embodiment, the alloy according to the invention is characterized in that it comprises from 0 to 2% by weight of iron, preferably from 0.1 to 2% by weight. iron weight.
Selon une autre variante de réalisation, l'alliage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend de 0 à 2% en poids de manganèse, de préférence 0,1 à 2% en poids de manganèse. According to another variant embodiment, the alloy according to the invention is characterized in that it comprises from 0 to 2% by weight of manganese, preferably from 0.1 to 2% by weight of manganese.
Selon un mode de réalisation particulier, l'alliage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend de 0 à 2% en poids 20 d'étain, de préférence 0.1 à 0.5% en poids d'étain. According to a particular embodiment, the alloy according to the invention is characterized in that it comprises 0 to 2% by weight of tin, preferably 0.1 to 0.5% by weight of tin.
Selon encore un autre mode de réalisation particulier, l'alliage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il ne comprend pas plus de 2% en poids de plomb, de préférence de 0.5 à 1.5% en poids de plomb, lui conférant une remarquable aptitude au décolletage. According to yet another particular embodiment, the alloy according to the invention is characterized in that it comprises not more than 2% by weight of lead, preferably from 0.5 to 1.5% by weight of lead, conferring on it an remarkable aptitude for turning.
Selon encore un autre mode de réalisation particulier, l'alliage selon l'invention est caractérisé en ce que la teneur en impuretés fournie par l'ensemble des autres éléments est inférieure à 1% en poids. According to yet another particular embodiment, the alloy according to the invention is characterized in that the content of impurities provided by all the other elements is less than 1% by weight.
28699,16 3 Selon un mode de réalisation actuellement préféré, l'alliage précité est constitué essentiellement de environ 42% en poids de nickel; environ 25% en poids de zinc, le solde étant constitué par le cuivre, soit environ 33% en poids de cuivre. According to a presently preferred embodiment, the aforesaid alloy consists essentially of about 42% by weight of nickel; about 25% by weight of zinc, the balance consisting of copper, or about 33% by weight of copper.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne aussi l'utilisation de cet alliage dans le domaine de la lunetterie. According to a second aspect, the present invention also relates to the use of this alloy in the field of eyewear.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'alliage précité est utilisé dans le domaine de la lunetterie en particulier pour fabriquer des fils de forme ou des barres de forme, par exemple pour la fabrication de branches de lunettes, de fils de drageoirs, de charnières, les ponts de connexion entre les drageoirs, et les supports de pattes. According to an advantageous embodiment, the above-mentioned alloy is used in the field of eyewear, in particular for manufacturing shaped wires or shaped bars, for example for the manufacture of eyeglass branches, bezel wires and hinges. , the connection bridges between the bezels, and the leg supports.
Cet alliage peut être mis sous forme de fils de forme ou de barres de forme par tréfilage ou par laminage. This alloy can be formed into form wires or form bars by drawing or rolling.
L'invention couvre aussi selon un troisième aspect, un élément métallique constitutif de lunettes, caractérisé en ce qu'il a été réalisé à partir de l'alliage précédemment défini ou tel que défini par l'exemple 1 ci- après. The invention also covers according to a third aspect, a metallic element constituting glasses, characterized in that it was made from the previously defined alloy or as defined by Example 1 below.
Selon un quatrième aspect, la présente invention couvre aussi un procédé de fabrication d'un élément métallique de lunette, caractérisé en ce qu'il comprend le tréfilage ou le laminage d'un alliage tel que défini précédemment ou dans l'exemple 1 ci-après, notamment pour fabriquer des fils de forme ou des barres de forme, par exemple la fabrication de branches de lunettes, de fils de drageoirs, de charnières, les ponts de connexion entre les drageoirs, et les supports de pattes. According to a fourth aspect, the present invention also covers a method of manufacturing a metallic bezel element, characterized in that it comprises drawing or rolling an alloy as defined above or in Example 1 below. after, in particular to manufacture form son or form bars, for example the manufacture of glasses branches, bezel threads, hinges, connection bridges between the bezels, and leg supports.
Selon un cinquième aspect, la présente invention concerne aussi l'utilisation de cet alliage dans le domaine du décolletage, en particulier l'alliage précité comprenant de préférence de 0,5 à 1,5 % en poids de plomb. According to a fifth aspect, the present invention also relates to the use of this alloy in the field of bar turning, in particular the aforementioned alloy preferably comprising from 0.5 to 1.5% by weight of lead.
2869916 4 Par domaine du décolletage , on entend l'usinage, généralement à grande vitesse, par enlèvement de copeaux, de pièces réalisées avec l'alliage selon l'invention et en particulier les fils ou les barres de forme. By the field of bar turning means the machining, generally at high speed, by removal of chips, parts made with the alloy according to the invention and in particular the son or form bars.
Ainsi, grâce à l'utilisation de l'alliage dans le domaine du décolletage, il est possible de fabriquer des pièces usinées dans divers secteurs d'activités, par exemple et sans caractère limitatif, dans la lunetterie, la fabrication de la visserie (vis), dans les instruments de musique, la fabrication de clés de clarinette; dans la téléphonie, par exemple la fabrication d'embases d'antennes; dans la chimie, la pétrochimie ou nucléaire, fabrication de vis, de rondelles, d'écrous et dans le domaine alimentaire, la fabrication de pièces destinées à des machines d'embouteillage. Thus, thanks to the use of the alloy in the field of bar turning, it is possible to manufacture machined parts in various sectors of activity, for example and without limitation, in the eyewear, the manufacture of hardware (screws ) in musical instruments, making clarinet keys; in telephony, for example the manufacture of antenna bases; in the chemical, petrochemical or nuclear industries, manufacture of screws, washers, nuts and in the food industry, the manufacture of parts for bottling machines.
On constate que le point commun à ces différentes fabrications est l'aptitude du matériau à s'usiner facilement, grâce à la fragmentation du copeau. It is found that the common point to these different fabrications is the ability of the material to be machined easily, thanks to the fragmentation of the chip.
D'autre part, il a également été constaté de manière inattendue, que l'alliage selon l'invention était très résistant à la corrosion, ce qui justifie aussi son utilisation dans les applications indiquées. On the other hand, it has also unexpectedly been found that the alloy according to the invention was very resistant to corrosion, which also justifies its use in the applications indicated.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence à plusieurs exemples de réalisation actuellement préférés donnés seulement à titre d'illustration et qui ne sauraient donc en aucune façon limiter la portée de l'invention. Dans les exemples, tous les pourcentages sont donnés en poids, sauf indications contraires, la température est en C et la pression est la pression atmosphérique. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent in the light of the explanatory description which follows, with reference to a number of currently preferred exemplary embodiments given solely by way of illustration and which can therefore in no way limit the scope of the invention. In the examples, all percentages are given by weight, unless otherwise indicated, the temperature is C and the pressure is the atmospheric pressure.
Exemple 1 selon l'invention Alliage n 1 selon l'invention 2869916 5 Par la méthode de fusion des métaux et de coulée continue bien connue de l'homme de l'art, on prépare un alliage de composition finale: - nickel: environ 42% - zinc: environ 25% - cuivre: le solde (environ 33%) Par cette méthode de coulée continue, on obtient des barres d'une forme quelconque, déterminée par la filière de coulée, en général de forme cylindrique, ou bien carrée ou rectangulaire, d'un diamètre variable mais qui sera avantageusement entre 18 et 25 millimètres de diamètre dans le cas de section circulaire. EXAMPLE 1 According to the Invention Alloy No. 1 of the Invention 2869916 By the method of melting metals and continuous casting well known to those skilled in the art, an alloy of final composition is prepared: nickel: about 42 % - zinc: about 25% - copper: the balance (about 33%) By this method of continuous casting, we obtain bars of any shape, determined by the casting die, generally of cylindrical shape, or square or rectangular, of variable diameter but which will advantageously be between 18 and 25 millimeters in diameter in the case of circular section.
Exemple 2 selon l'invention Alliage n 2 selon l'invention Par la méthode de fusion des métaux et de coulée continue bien 15 connue de l'homme de l'art, on prépare un alliage de composition finale: - nickel: environ 42% - zinc: environ 25% - fer: environ 2% - cuivre: le solde (environ 31%) Par cette méthode de coulée continue, on obtient des barres d'une forme quelconque, déterminée par la filière de coulée, en général de forme cylindrique, ou bien carrée ou rectangulaire, d'un diamètre variable mais qui sera avantageusement entre 18 et 25 millimètres de diamètre dans le cas de section circulaire. EXAMPLE 2 According to the Invention Alloy No. 2 According to the Invention By the method of melting metals and continuous casting well known to those skilled in the art, an alloy of final composition is prepared: nickel: about 42% - zinc: about 25% - iron: about 2% - copper: the balance (about 31%) By this method of continuous casting, we obtain bars of any shape, determined by the casting die, generally of shape cylindrical, or square or rectangular, of varying diameter but which is advantageously between 18 and 25 millimeters in diameter in the case of circular section.
Exemple 3 selon l'invention Alliage n 3 selon l'invention Par la méthode de fusion des métaux et de coulée continue bien connue de l'homme de l'art, on prépare un alliage de composition finale: - nickel: environ 42% - zinc: environ 25% - Plomb: environ 1% - cuivre: le solde (environ 32%) Par cette méthode de coulée continue, on obtient des barres d'une forme quelconque, déterminée par la filière de coulée, en général de forme cylindrique, ou bien carrée ou rectangulaire, d'un diamètre variable mais qui sera avantageusement entre 18 et 25 millimètres de diamètre dans le cas de section circulaire. Example 3 According to the Invention Alloy No. 3 According to the Invention By the method of melting metals and continuous casting well known to those skilled in the art, an alloy of final composition is prepared: nickel: about 42% zinc: about 25% - lead: about 1% - copper: the balance (about 32%) By this continuous casting method, we obtain bars of any shape, determined by the casting die, generally of cylindrical shape or square or rectangular, of variable diameter but which will advantageously be between 18 and 25 millimeters in diameter in the case of circular section.
Exemple 4 selon l'invention Préparation d'un fil de forme à partir de l'alliage de l'exemple 1 pouvant être directement utilisé dans le domaine de la lunetterie. Example 4 According to the Invention Preparation of a form wire from the alloy of Example 1 that can be directly used in the field of eyewear.
Les barres d'alliage obtenues à l'exemple 1 sont ensuite soumises à un laminage et/ou tréfilage de forme, afin de réduire sa section jusqu'à une section de l'ordre de 1 à 3 millimètres. The alloy bars obtained in Example 1 are then subjected to rolling and / or drawing of shape, in order to reduce its cross section to a section of the order of 1 to 3 millimeters.
Ces fils de forme ainsi obtenus peuvent être utilisés pour réaliser des éléments constitutifs de lunettes, tels que branches de lunettes, fils de drageoirs, charnières, ponts de lunettes servant à la connexion de deux drageoirs (servant eux-mêmes au support des verres), et supports de pattes. These shaped yarns thus obtained can be used to produce constituent elements of glasses, such as glasses branches, son of bezels, hinges, eyeglass bridges used for the connection of two bezels (themselves serving to support glasses), and leg supports.
Essais de résistances mécaniques comparatifs entre l'alliage selon l'invention et le monel. Comparative mechanical strength tests between the alloy according to the invention and the monel.
On a réalisé les essais mécaniques comparatifs entre l'alliage selon l'invention, fabriqué à l'exemple 1, sous forme de fils d'ébauche ayant un diamètre variable tels qu'obtenus à l'exemple 2 comme indiqué dans le tableau ci-après. Comparative mechanical tests were carried out between the alloy according to the invention, manufactured in Example 1, in the form of blank wires having a variable diameter as obtained in Example 2 as indicated in the table below. after.
Tableau comparatif entre un alliage selon l'invention et le monel MONEL ALLIAGE 1 selon l'invention Etat Rm(MPa) RpO.2(MPa) A% Rm(MPa) RpO. 2(MPa) A% Recuit 520 200 35 520 200 43 Écroui 10% 575 490 25 575 480 25 Écroui 20% 675 575 16 675 575 15 Écroui 50% 700 650 9 810 760 3 Écroui 100% 780 730 3 870 800 1 Dans le tableau ci-dessus: - Rm désigne la résistance mécanique exprimée en MégaPascal ou Newton/mm2, abréviation MPa; - RpO.2 désigne la résistance élastique à 0.2 % exprimée en 15 MégaPascal ou Newton/mm2, abréviation MPa; - A% désigne le pourcentage d'allongement comparé à la longueur initiale, contrôlé après rupture. Comparative Table Between an Alloy According to the Invention and Monel MONEL ALLOY 1 According to the Invention Rm (MPa) RpO.2 (MPa) A% Rm (MPa) RpO. 2 (MPa) A% Annealing 520 200 35 520 200 43 Worked 10% 575 490 25 575 480 25 Worked 20% 675 575 16 675 575 15 Worked 50% 700 650 9 810 760 3 Worked 100% 780 730 3 870 800 1 In the table above: - Rm denotes the mechanical strength expressed in MegaPascal or Newton / mm2, abbreviation MPa; - RpO.2 denotes the elastic resistance at 0.2% expressed in MegaPascal or Newton / mm2, abbreviation MPa; - A% denotes the percentage of elongation compared to the initial length, checked after rupture.
Les tests de traction sont réalisés selon la norme européenne NF EN 100021. The tensile tests are carried out according to the European standard NF EN 100021.
2869916 8 On peut observer à partir du tableau ci-dessus que l'alliage selon l'invention présente des caractéristiques mécaniques remarquables puisqu'elles sont au moins égales ou même supérieures au monel ce qui est tout à fait surprenant et en rend son utilisation dans le domaine de la lunetterie, et dans le domaine du décolletage, particulièrement intéressante. It can be seen from the table above that the alloy according to the invention has remarkable mechanical characteristics since they are at least equal to or even greater than the monel, which is quite surprising and makes its use in the field of eyewear, and in the field of bar turning, particularly interesting.
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FR2869916B1 (en) | 2008-05-16 |
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