FR2878258A1 - Procede de traitement thermique d'une piece en alliage d'aluminium - Google Patents
Procede de traitement thermique d'une piece en alliage d'aluminium Download PDFInfo
- Publication number
- FR2878258A1 FR2878258A1 FR0509943A FR0509943A FR2878258A1 FR 2878258 A1 FR2878258 A1 FR 2878258A1 FR 0509943 A FR0509943 A FR 0509943A FR 0509943 A FR0509943 A FR 0509943A FR 2878258 A1 FR2878258 A1 FR 2878258A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- aging
- heat treatment
- heating plate
- piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/34—Methods of heating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un procédé de traitement thermique d'une pièce (1) en alliage d'aluminium présentant une surface principale et comprenant les étapes consistant à : (a) soumettre la pièce (1) à un recuit de mise en solution, (b) refroidir la pièce et (c) réchauffer la pièce au cours d'une étape de traitement thermique de pré-vieillissement. Le traitement thermique de pré-vieillissement se produit par maintien de la pièce (1) en alliage d'aluminium à proximité de la plaque chauffante (12). L'invention concerne aussi un produit fabriqué conformément à ce procédé et un dispositif permettant de réaliser le traitement thermique de pré-vieillissement.
Description
PROCEDE DE TRAITEMENT THERMIQUE D'UNE PIECE EN
ALLIAGE D'ALUMINIUM Cette invention concerne un procédé de traitement thermique d'une pièce en alliage d'aluminium comprenant une étape de traitement thermique de pré-vieillissement et un dispositif à cet effet.
On utilise des pièces en alliage d'aluminium faites en alliages d'aluminium susceptibles de recevoir un traitement thermique dans un grand nombre d'applications qui impliquent une résistance mécanique relativement élevée, une ténacité élevée et une résistance à la corrosion, par exemple pour des fuselages d'aéronefs, pour des pièces pour véhicules et pour d'autres applications.
Afin de produire une pièce en alliage d'aluminium, par exemple une feuille ou une plaque, l'alliage d'aluminium est soit directement fondu en coquilles sous forme de lingots, soit coulé en continu sous forme d'un corps formant une bande épaisse, puis il est laminé à chaud et/ou laminé à froid selon l'épaisseur voulue. La pièce subit ensuite un recuit de mise en solution. Le recuit de mise en solution implique le chauffage du métal à une température suffisamment élevée (par exemple entre 450 et 580 C) pour produire la dissolution en solution solide de tous les composants solubles d'alliage qui ont précipité du métal de base au cours du laminage à chaud et/ou à froid. Afin de retenir ces composants dans la solution solide, le métal est rapidement refroidi jusqu'à température ambiante afin de créer une solution solide supersaturée. Le métal est alors habituellement vieilli ou durci par précipitation par maintien du métal à température ambiante, ou à une température supérieure afin d'accélérer l'effet sur une durée amenant à produire la formation spontanée de produits fins de précipitation par diffusion d'atomes dans la solution solide supersaturée, moyennant quoi ils forment de fins faisceaux ou "zones" fines.
On sait en outre qu'il est possible d'améliorer encore les caractéristiques d'une pièce en alliage d'aluminium en soumettant la pièce à un traitement thermique supplémentaire après la trempe. Pendant ce que l'on appelle ce traitement thermique de "pré-vieillissement", certains des atomes présents dans la solution solide supersaturée sortent de la structure réticulaire pour former des germes qui donnent des faisceaux fins. Ceci sert à stabiliser la microstructure.
Le brevet US-3.135.633 décrit ce traitement thermique de prévieillissement ou de "stabilisation" permettant d'améliorer les propriétés mécaniques des alliages aluminium-magnésium- silicone. Au cours de ce procédé, on déplace en continu des produits d'alliage à travers un premier four pour apporter les éléments d'alliage intéressants dans la solution solide, puis à travers une chambre de refroidissement et dans un second four où ils sont soumis à un traitement stabilisant de prévieillissement. On y indique que la durée séparant la trempe et le prévieillissement devra valoir moins de dix minutes. Afin de permettre un réchauffement rapide de l'alliage, lequel commence quelques minutes après la trempe, le second four est chauffé par circulation forcée d'air chaud.
On décrit un traitement thermique de pré-vieillissement dans le brevet EP0805879-B1. Au cours du procédé qu'on y décrit, le métal est chauffé immédiatement jusqu'à une température maximale comprise entre 100 et 300 C, de préférence entre 130 et 270 C, maintenu à cette température maximale sur un très bref temps de séjour puis refroidi immédiatement jusqu'au-dessous d'une température finale définie. C'est pourquoi on appelle aussi ce traitement en "pointe" de température ("spiking"), du fait que le graphe donnant le profil de température en fonction du temps relatif à un tel procédé a la forme d'une pointe globalement triangulaire, pointue ou légèrement émoussée. Le traitement est mis en oeuvre afin d'améliorer la ductilité des alliages de la série AA6xxx dans l'état T4 tout en maximisant la réponse du recuit de peinture.
On décrit un autre procédé impliquant un traitement thermique de prévieillissement dans EP-0480402-A1. Le procédé connu implique la trempe d'une feuille d'alliage en aluminium après recuit de mise en solution, ce qui permet à la feuille de maintenir une température ambiante pendant moins de 60 minutes, et de maintenir la feuille à une température comprise entre 50 et 150 C sur une durée de 10 à 500 minutes.
Le brevet EP-0679199-A1 décrit aussi une étape de pré-vieillissement ou de pré-revenu à une température comprise entre 70 et 150 C, entre la trempe après recuit de mise en solution et les étapes de vieillissement.
Un objectif de la présente invention consiste à améliorer encore les procédés de traitement thermique destinés aux pièces en alliage d'aluminium afin d'améliorer encore les caractéristiques du produit final.
Un objectif supplémentaire consiste à simplifier le dispositif nécessaire pour mettre en oeuvre le traitement thermique, en particulier le traitement de pré-vieillissement après le recuit de mise en solution.
La présente invention atteint au moins l'un des objectifs susmentionnés.
Cette description se propose de décrire spécifiquement des modes préférés de réalisation.
Comme on va le constater ci-après, sauf indication contraire, l'ensemble des désignations d'alliage et des désignations d'état correspondent aux désignations de l'Aluminium Association visibles dans les normes et dans les données relatives à l'aluminium (Aluminium Standards and Data) et dans les Registration Records (registres des dépôts) publiés par ladite Aluminium Association.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un procédé de traitement thermique d'une pièce en alliage d'aluminium présentant une surface principale, le procédé comprenant les étapes consistant à : a) soumettre la pièce à un recuit de mise en solution, b) refroidir la pièce, de préférence par une trempe par aspersion ou par trempe par immersion dans de l'eau ou dans d'autres milieux de trempe, c) et à réchauffer la pièce refroidie lors d'une étape de traitement thermique de pré-vieillissement, moyennant quoi le traitement thermique de pré-vieillissement a lieu par couplage de la surface principale de la pièce en alliage d'aluminium sur une surface principale d'une plaque chauffante.
L'invention se fonde sur le constat comme quoi le traitement thermique de pré-vieillissement s'avère particulièrement efficace quand il a lieu immédiatement après l'étape de trempe de la pièce qui met fin au recuit de mise en solution, afin d'obtenir une microstructure plus stable de la pièce en alliage d'aluminium sans qu'un durcissement important dû au vieillissement naturel ne se produise. Plus préférablement, le traitement de pré-vieillissement a lieu moins d'une heure après l'étape de trempe et le délai se réduit habituellement à quelques minutes, éventuellement à quelques secondes même. C'est la raison pour laquelle le fait de réaliser le traitement thermique dans un four ne pourra pas donner de résultats idéaux, la pièce devant être placée dans le four, ce qui nécessite quelque temps avant que la température voulue ne soit atteinte. L'invention propose donc un procédé qui ne fasse pas appel à un four pour le traitement de pré-vieillissement de la pièce en alliage d'aluminium alors que le traitement de pré-vieillissement a lieu en dehors du four quel qu'il soit. Au lieu d'utiliser un four, on maintient la pièce en alliage d'aluminium à proximité d'une plaque chauffante ou on la couple avec elle, puis on la chauffe rapidement afin de réaliser un traitement thermique de pré-vieillissement. La température maximale de pré- vieillissement peut être atteinte en quelques minutes puisque la chaleur est transférée depuis la plaque chauffante vers la pièce en alliage d'aluminium. On préfère que la plaque chauffante soit déjà chauffée à la température voulue avant l'étape de pré- vieillissement.
La pièce en alliage d'aluminium sur laquelle le procédé est mis en oeuvre est un produit laminé de préférence, habituellement une plaque fine ou une feuille dont l'épaisseur ne dépasse pas 15 mm et se situe de préférence dans l'intervalle allant de 1 à 6 mm.
On peut mettre en oeuvre le procédé pour le traitement d'un alliage d'aluminium quelconque susceptible de subir un traitement thermique, en particulier ceux les alliages d'aluminium des séries AA6xxx, AA2xxx ou AA7xxx. Au mieux, on choisit une pièce en alliage d'aluminium choisie dans l'ensemble constitué de l'AA6013, de l'AA6056, de l'AA6011, de l'AA6016, de l'AA2024, de l'AA2524, de l'AA2219, de l'AA7074, de l'AA7075, de l'AA7050 et de l'AA7055.
La plaque chauffante est également constituée d'un alliage d'aluminium dont la capacité calorifique est élevée et dont le point de fusion par rapport à la pièce en alliage d'aluminium soumise à traitement thermique est supérieur. On peut employer les alliages d'aluminium de la série AA5xxx en particulier, par exemple l'AA5026, et de la série AA3xxx. Dans ce mode de réalisation, l'épaisseur de la plaque chauffante est au moins celle de la pièce en alliage d'aluminium. Une personne expérimentée saura optimiser l'épaisseur de la plaque chauffante en fonction de l'épaisseur de la pièce en alliage d'aluminium et de la température et de la durée voulues du traitement thermique de pré-vieillissement.
Selon un autre mode de réalisation, la plaque chauffante est en acier.
Il existe plusieurs façons de chauffer la plaque chauffante avant l'étape de pré-vieillissement. Selon un premier mode de réalisation, on place la plaque chauffante dans un four utilisé pour le recuit de mise en solution conjointement avec la pièce en alliage d'aluminium. Ce procédé présente l'avantage de ne pas nécessiter d'équipement ni de temps supplémentaires pour chauffer la plaque chauffante. On préfère que la pièce en alliage d'aluminium et la plaque chauffante soient toutes deux maintenues pratiquement à l'horizontale, et l'on place simplement la pièce en aluminium au-dessus de la plaque chauffante avant qu'elle ne soit introduite dans le four servant au recuit de mise en solution.
On maintient de préférence la plaque chauffante et la pièce telles que leurs surfaces principales soient proches l'une de l'autre au cours de ces trois étapes de recuit de mise en solution, de trempe et de prévieillissement. Cela signifie que la pièce peut être refroidie par aspersion ou par refroidissement sur un seul côté.
Ceci présente toutefois l'avantage de permettre le réchauffement de la pièce donnant lieu à un traitement de pré-vieillissement immédiatement après que la trempe est achevée grâce à un flux thermique circulant de la plaque chauffante non-trempée vers la pièce en alliage d'aluminium.
Selon une variante, la plaque d'aluminium est trempée sur ses deux côtés et on la place sur la plaque chauffante afin d'obtenir le traitement de pré-vieillissement voulu.
Selon une autre variante, on peut placer la plaque chauffante dans un four mis en oeuvre pour le recuit de mise en solution avant que la pièce en alliage d'aluminium ne subisse de recuit de mise en solution. Une fois qu'elle a été chauffée, la plaque chauffante peut être maintenue à proximité du dispositif de refroidissement au cours du recuit de mise en solution et de la trempe de la pièce en alliage d'aluminium. Comme la température maximale du traitement de pré-vieillissement est habituellement inférieure à celle du recuit de mise en solution, il peut être avantageux de laisser la plaque chauffante refroidir avant qu'elle ne reçoive la pièce en alliage d'aluminium. Après la trempe, il est préférable de soulever la pièce en alliage d'aluminium au-dessus de la plaque chauffante.
Une variante supplémentaire concerne le chauffage électrique de la plaque chauffante, par exemple grâce à des bobines chauffantes disposées à l'intérieur de la plaque chauffante. Selon ce mode de réalisation, il est préférable de chauffer la plaque à la température voulue de prévieillissement avant de mettre en oeuvre le traitement thermique de prévieillissement.
La manière habituelle de maintenir la surface principale de la pièce en alliage d'aluminium à proximité de la surface de la plaque chauffante consiste à les placer horizontalement l'une au-dessus de l'autre. Des agencements où la pièce et la plaque sont en alignement vertical ne sont toutefois pas exclus de la portée de protection.
Afin de protéger la surface de la pièce en alliage d'aluminium et de garantir un petit intervalle entre la plaque chauffée et la pièce en alliage d'aluminium, une couche protectrice se trouve entre chaque pièce en alliage d'aluminium et chaque plaque chauffante afin de les coupler l'une à l'autre. Cette couche a une épaisseur pouvant atteindre 5 mm, et elle est habituellement épaisse de 2 mm, et elle est constituée d'un tissu ou d'une toile constituée d'un matériau isolant tel qu'un tissu de verre, une céramique, de la laine de verre, de la laine minérale ou pour des températures inférieures, un tissu de polymère. L'emploi d'une couche protectrice permet aussi un délai plus court du réchauffement de la pièce en alliage d'aluminium, ce qui fait que lors de l'opération de trempe, la pièce est amenée à refroidir au-dessous de 100 C avant de recevoir la chaleur de la plaque chauffante en vue de réaliser le traitement thermique de pré-vieillissement.
Il est également possible de mettre en oeuvre plus d'une plaque chauffante. Selon un mode préféré de réalisation, la pièce en alliage d'aluminium est maintenue coincée entre deux plaques chauffantes au cours de l'étape de pré-vieillissement. Cet agencement sert à redresser la pièce, afin qu'aucune opération supplémentaire d'aplanissement ou d'étirage ne soit nécessaire.
Selon un mode de réalisation constituant une variante, on procède au traitement thermique simultané de deux pièces en alliage d'aluminium en les maintenant à proximité de côtés opposés d'une plaque chauffante.
On procède au traitement de pré-vieillissement conforme à l'invention avant de mettre l'alliage d'aluminium dans son état final au moyen d'un vieillissement artificiel. Un état final typique correspond à un état choisi dans l'ensemble comprenant T6, T79, T78, T77, T74, T73 et T8. A titre d'exemple, un état approprié de type T73 correspond à un état T7351 et un état approprié de type T74 correspond à un état T7451.
Selon un mode de réalisation, après traitement de pré-vieillissement et avant la traitement final de vieillissement, la pièce en alliage d'aluminium peut éventuellement être étirée ou comprimée ou encore façonnée à froid afin de réduire les contraintes ou d'améliorer ses caractéristiques mécaniques, par exemple par aplanissement des produits de type feuille ou plaque fine. On préfère que l'opération d'étirage n'implique pas plus de 8 % de la longueur juste avant l'opération d'étirage, et on préfère qu'elle en implique entre 1 et 5 %. En particulier, les pièces en alliage d'aluminium en alliage des séries AA6xxx et AA2xxx peuvent être également soumises à une opération de laminage à froid impliquant une réduction de laminage à froid dans un intervalle pouvant aller jusqu'à 20 %, afin d'améliorer les propriétés mécaniques perfectibles dans l'état final.
Un autre mode de réalisation de l'invention concerne un produit obtenu selon le procédé conforme à cette invention. Le produit final peut par exemple servir pour l'enveloppe externe de fuselages d'aéronefs.
L'invention propose selon un autre aspect un dispositif destiné au traitement thermique d'une pièce en alliage d'aluminium comprenant: a) un four de recuit de mise en solution, b) une station de refroidissement, c) une plaque chauffante permettant de réchauffer la pièce lors d'une étape de traitement thermique de pré-vieillissement par couplage d'une surface principale de la pièce à une surface principale de la plaque chauffante.
Ce dispositif présente l'avantage de ne pas nécessiter de second four pour le traitement thermique de pré-vieillissement.
Les caractéristiques et avantages susmentionnés du procédé de traitement thermique conformes à l'invention vont apparaître d'après la description détaillée suivante des modes préférés de réalisation en référence aux dessins annexés suivants.
La figure 1 est une représentation schématique d'une installation de traitement thermique conforme à l'art antérieur.
La figure 2 est une représentation schématique d'une installation de traitement thermique mettant en oeuvre un procédé conforme à un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 est un graphe représentant la température en fonction du temps relatif au procédé conforme au premier mode de réalisation.
La figure 7 est une vue en coupe transversale d'un agencement de pièce en alliage d'aluminium et de plaque chauffante conforme au premier mode de réalisation.
La figure 5 est une vue en coupe transversale d'un agencement de deux pièces et de plaque chauffante conforme à un deuxième mode de réalisation.
La figure 6 est une représentation schématique d'une installation de traitement thermique mettant en oeuvre un procédé conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 est une vue en coupe transversale d'un agencement de pièce et de plaque chauffante conforme à un mode de réalisation supplémentaire.
La figure 1 fait apparaître une installation conforme à l'art antérieur et destinée au traitement thermique d'une pièce 1 en alliage d'aluminium. La pièce 1 issue du laminoir subit un recuit de mise en solution dans un four horizontal continu 4. La pièce 1 est guidée à travers un four sur des rouleaux 6. Après recuit de mise en solution, la pièce 1 est refroidie grâce à des tuyères 8a, 8b qui vaporisent de l'eau de refroidissement sur les surfaces supérieure et inférieure de la pièce. Afin de réchauffer la pièce 1 en vue du traitement thermique de pré- vieillissement, un four horizontal supplémentaire 10 se trouve à l'extrémité de la ligne. L'art antérieur nécessite donc la présence de deux fours. Le four de prévieillissement 10 doit être spécialement équipé d'une circulation forcée d'air chaud afin de garantir un réchauffement rapide de la pièce 1.
Une installation mettant en oeuvre le procédé conforme au premier mode de réalisation de l'invention apparaît à la figure 2. La plaque 1 issue du laminoir subit encore un traitement thermique dans un four horizontal 4. Elle se trouve toutefois au-dessus d'une plaque chauffante 12 au cours du traitement. Après recuit de mise en solution, la pièce 1 reste sur une plaque chauffante tout en étant soumise à la trempe. Seule la tuyère supérieure 8a sert donc à refroidir la pièce 1. L'agencement pièce/plaque est ensuite guidé plus loin sur des rouleaux 6. Comme la plaque 12 est épaisse ou plus épaisse que la pièce 1 et faite d'un matériau à capacité calorifique élevée et de bonne conductivité, la plaque 12 va réchauffer la pièce 1 immédiatement après la fin de la trempe. La vitesse de chauffe et la température maximale atteinte par la pièce vont dépendre de l'épaisseur et de la composition de la plaque de chauffage 12 par rapport à l'épaisseur et à la composition de la pièce 1. On préfère que la plaque chauffante vaille environ 40 millimètres, c'est-à-dire qu'elle soit plus épaisse que la pièce 1, et elle est de préférence en alliage d'aluminium de la série AA5xxx ou AA3xxx.
L'expérience de profilage de température relative à la pièce 1 apparaît à la figure 3. Au cours du recuit de mise en solution, la pièce 1 est chauffée à une première température T1 comprise entre 450 C et 580 C, habituellement voisine de 530 C. On maintient le métal à cette température pendant un certain temps comme on sait le faire dans l'art. Au cours de la trempe, le métal est rapidement refroidi à une température inférieure ou égale à 100 C, de préférence jusqu'à température ambiante Ta. Si l'on place ensuite la pièce au-dessus de la plaque chauffante 12 comme le montre la figure 2, la pièce va immédiatement être réchauffée jusqu'à une température de pré-vieillissement T2 comprise entre 100 et 250 C, de préférence dans l'intervalle allant de 150 à 250 C. La pièce va atteindre T2 en quelques minutes et on va la maintenir à cette température sur une durée nécessaire pour atteindre l'effet voulu de pré- vieillissement, et le temps de séjour dure habituellement de l'ordre de 30 minutes au maximum, de préférence entre 10 et 20 minutes. La température choisie de pré-vieillissement et le temps de séjour doivent dépendre de la composition de l'alliage de la pièce en alliage d'aluminium. On met fin au traitement de pré-vieillissement en enlevant la pièce en alliage d'aluminium de la plaque chauffante. La pièce est alors refroidie jusqu'à température ambiante au moyen d'un refroidissement à l'eau, à l'air pulsé ou bien on la laisse par exemple sur une table à rouleaux se refroidir par convection libre à l'air. On a constaté que la vitesse de refroidissement après le traitement de pré- vieillissement ne revêt pas d'importance particulière.
Au mieux, le réchauffement donnant lieu à l'effet de pré-vieillissement doit commencer en moins d'une ou deux minutes, de préférence entre 0 et 20 secondes, après trempe succédant au recuit de mise en solution. La vitesse de chauffe vaut de préférence entre 10 et 50 C/min, afin d'atteindre la température finale de pré-vieillissement entre 1 et 10 minutes, de préférence en 5 minutes.
La figure 4 fait apparaître une vue en coupe transversale agrandie de l'agencement pièce/plaque. Entre la pièce et la plaque se trouve une couche protectrice 14 permettant de séparer la pièce 1 et la plaque 12 l'une de l'autre et d'obtenir une couche d'isolation thermique entre la pièce 1 et la plaque 12. On préfère que la couche protectrice 14 ait une épaisseur de 2 mm et qu'elle soit constituée d'un tissu d'isolation thermique tel qu'un tissu de verre, une laine de verre, une laine minérale ou un tissu en polymère. On peut toutefois mettre en oeuvre un matériau autre quelconque ou tout autre type de pièce de séparation. Même si elle n'apparaît pas parmi les figures 5 à 7, une couche protectrice peut être présente dans chaque cas entre chaque pièce 1 et chaque plaque chauffante 12.
Selon un deuxième mode de réalisation, une plaque chauffante 12 sera coincée entre deux pièces en alliage d'aluminium 1, 1' comme le montre la figure 5. L'agencement conforme à la figure 5 permet le traitement simultané de pré-vieillissement de deux pièces 1, l'. La plaque chauffante doit être suffisamment épaisse pour stocker suffisamment de chaleur afin de réchauffer les deux pièces et de réaliser le traitement de pré-vieillissement voulu.
Ces deux premiers modes de réalisation conviennent pour un traitement thermique en continu au cours duquel la ou les plaque(s) chauffante(s) sont maintenues mutuellement adjacentes au cours de l'ensemble des étapes de recuit de mise en solution, de trempe et de pré-vieillissement.
Il peut toutefois s'avérer avantageux, dans certaines applications, de réchauffer la plaque chauffante 12 avant la pièce 1 en alliage d'aluminium. Cet agencement apparaît à la figure 6. Dans ce cas, la plaque 12 va être chauffée avant le recuit de mise en solution de la pièce 1 dans le four horizontal 4, puis mise de côté. Après la trempe, la pièce 1 va être soulevée au-dessus de la plaque chauffante 12. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre à la plaque 12 de refroidir jusqu'à la température la plus basse de pré-vieillissement, comprise entre 100 et 250 C, avant de recevoir la pièce 1. Selon une variante, la pièce 1 peut être introduite dans le four de recuit de mise en solution avant la plaque chauffante 12. Le mode de réalisation apparaissant à la figure 6 permet aussi d'employer une plaque chauffante 12 dotée par exemple de bobines électriques, laquelle n'a pas besoin d'être chauffée dans un four.
Selon un autre mode de réalisation apparaissant à la figure 7, deux plaques chauffantes 12, 12' vont être chauffées avant l'étape de prévieillissement, et une plaque chauffante 12' va être placée au-dessus de la pièce 1. Ceci doit redresser la pièce 1, afin qu'aucun étirement supplémentaire ne soit nécessaire.
Une fois que la pièce a refroidi jusqu'à la température ambiante, la pièce va subir un traitement supplémentaire de vieillissement afin de produire un matériau durci par vieillissement doté de l'ensemble voulu de propriétés pour son application.
Claims (27)
1. Procédé de traitement thermique d'une pièce (1) en alliage d'aluminium présentant une surface principale, procédé comprenant les étapes consistant à : a) soumettre la pièce (1) à un recuit de mise en solution, b) refroidir la pièce (1), c) réchauffer la pièce trempée (1) au cours d'une étape de traitement thermique de pré-vieillissement, le traitement thermique de pré-vieillissement se produisant par couplage de la surface principale de la pièce (1) avec la surface principale d'une plaque chauffante (12).
2. Procédé selon la revendication 1, au cours duquel la pièce (1) en alliage d'aluminium et la plaque chauffante (12) sont maintenues pratiquement à l'horizontale, l'une au-dessus de l'autre, au cours du traitement thermique de pré- vieillissement.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, au cours duquel la pièce (1) en alliage d'aluminium et la plaque chauffante (12) sont couplées mutuellement au cours des étapes (a) à (c).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, au cours duquel la plaque chauffante (12) est chauffée électriquement avant et/ou pendant l'étape de pré-vieillissement.
5. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 4, au cours duquel la plaque chauffante (12) est chauffée avant l'étape de pré-vieillissement après avoir été placée dans un four (4) mis en oeuvre pour le recuit de mise en solution.
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, au cours duquel la pièce (1) en alliage d'aluminium est soulevée au-dessus de la plaque chauffante (12) après l'étape de refroidissement.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, au cours duquel la pièce (1) en alliage d'aluminium et la plaque chauffante (12) sont couplées mutuellement par le placement d'une couche protectrice entre la pièce (1) en alliage d'aluminium et la plaque chauffante (12).
8. Procédé selon la revendication 7, où la couche protectrice est constituée d'un matériau isolant choisi dans l'ensemble comprenant un tissu de verre, des céramiques, de la laine de verre, de la laine minérale et un tissu en polymère, et dont l'épaisseur vaut de préférence 5 mm au maximum.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, au cours duquel la pièce (1) en alliage d'aluminium est maintenue coincée entre deux plaques chauffantes (12, 12') au cours de l'étape de prévieillissement.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, au cours duquel une deuxième pièce en alliage (1') est couplée par l'une de ses surfaces principales à proximité de la deuxième surface principale de la plaque chauffante (12) pendant l'étape de pré-vieillissement.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, où la pièce (1) en alliage d'aluminium est un produit laminé dont l'épaisseur vaut 15 millimètres au plus, et de préférence entre 1,5 et 6 mm.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, où la pièce (1) en alliage d'aluminium est composée d'un alliage d'aluminium susceptible de subir un traitement thermique des séries AA2xxx, AA6xxx ou AA7xxx.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, où la pièce (1) en alliage d'aluminium est composée d'un alliage d'aluminium susceptible de subir un traitement thermique choisi dans le groupe constitué de l'AA2024, AA2524, AA2219, AA6013, AA6056, AA6011, AA6016, AA7074, AA7075 et AA7050.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la pièce (1) est destinée à l'enveloppe extérieure d'un fuselage d'aéronef.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, où la plaque chauffante (12) est au moins aussi épaisse que la pièce en alliage d'aluminium.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, où la plaque chauffante (12) a une capacité calorifique plus grande et un point de fusion plus élevé par rapport à la pièce (1) en alliage d'aluminium.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, où la plaque chauffante (12) est constituée d'un matériau choisi dans l'ensemble comprenant un alliage d'aluminium des séries AA3xxx, AA5xxx et l'acier.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, au cours duquel l'étape c) débute moins de 2 minutes après la trempe succédant au recuit de mise en solution, et de préférence moins de 20 secondes après la trempe succédant au recuit de mise en solution.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, au cours duquel la température maximale du traitement thermique de prévieillissement est atteinte en 1 à 10 minutes au plus après refroidissement.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, au cours duquel le traitement de pré-vieillissement a lieu à une température comprise entre 100 et 250 C, et de préférence entre 150 et 250 C.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, au cours duquel pendant l'étape c) du traitement thermique de pré-vieillissement, la pièce en alliage d'aluminium est maintenue à une température de prévieillissement sur une durée de séjour pouvant aller jusqu'à 30 minutes.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, comprenant en outre l'étape de vieillissement artificiel jusqu'à un état final de la pièce en alliage d'aluminium qui a été soumise à l'étape c) de traitement thermique de pré- vieillissement, et au cours duquel on préfère choisir l'état final dans l'ensemble constitué de T6, T79, T78, T77, T74, T73 et T8.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, comprenant en outre une étape choisie parmi les suivantes: étirage, compression et aplanissement - étape survenant après l'étape c) de traitement thermique de pré-vieillissement, et de préférence avant le vieillissement artificiel jusqu'à un état final de la pièce en alliage d'aluminium.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, comprenant en outre une opération d'étirage n'excédant pas 8 %, et de préférence comprise entre 1 et 5 %, ladite opération d'étirage ayant lieu après l'étape c) de traitement thermique de pré-vieillissement.
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, comprenant en outre une étape de laminage à froid dont la réduction est inférieure ou égale à 20 pour cent et qui a lieu après l'étape c) de traitement thermique de pré-vieillissement et avant le vieillissement artificiel jusqu'à un état final de la pièce en alliage d'aluminium.
26. Plaque chauffante destinée au réchauffement d'une pièce (1) en alliage d'aluminium au cours d'une étape de traitement thermique de prévieillissement par maintien d'une surface principale de la pièce (1) à proximité d'une surface principale de la plaque chauffante (12), l'épaisseur de la plaque chauffante étant comprise entre 20 et 50 mm, et la plaque comprenant de préférence un moyen permettant de la faire chauffer.
27. Dispositif destiné au traitement thermique d'une pièce (1) en alliage d'aluminium selon le procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à) 26 comprenant: a) un four de recuit de mise en solution (4), b) une station de refroidissement (8a, 8b), c) une plaque chauffante (12) permettant de réchauffer la pièce (1) lors d'une étape de traitement thermique de pré-vieillissement par couplage d'une surface principale de la pièce (1) à proximité d'une surface principale de la plaque chauffante (12).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04077719 | 2004-10-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2878258A1 true FR2878258A1 (fr) | 2006-05-26 |
| FR2878258B1 FR2878258B1 (fr) | 2008-05-16 |
Family
ID=34928546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0509943A Expired - Fee Related FR2878258B1 (fr) | 2004-10-05 | 2005-09-29 | Procede de traitement thermique d'une piece en alliage d'aluminium |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1797210A1 (fr) |
| CN (1) | CN100584986C (fr) |
| DE (1) | DE102005045340B4 (fr) |
| FR (1) | FR2878258B1 (fr) |
| RU (1) | RU2388843C2 (fr) |
| WO (1) | WO2006037588A1 (fr) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2014777B1 (fr) | 2007-07-11 | 2013-01-09 | Neue Materialien Bayreuth GmbH | Procédé et dispositif pour le traitement thermique d'une tôle métallique |
| DE102007042506B4 (de) * | 2007-09-07 | 2010-06-17 | Norbert Gatzweiler | Verfahren zur Abschreckung von Aluminiumbauteilen |
| RU2524291C2 (ru) * | 2009-01-16 | 2014-07-27 | Алерис Алюминум Кобленц Гмбх | Способ изготовления продукта-плиты из алюминиевого сплава с низкими уровнями остаточного напряжения |
| US9314826B2 (en) | 2009-01-16 | 2016-04-19 | Aleris Rolled Products Germany Gmbh | Method for the manufacture of an aluminium alloy plate product having low levels of residual stress |
| CN101537466B (zh) * | 2009-04-30 | 2010-10-13 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 高性能、小残余应力铝合金环件生产方法 |
| CN101984127A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-03-09 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 汽车用6xxx系铝合金的在线处理装置及在线处理工艺 |
| DE102012017711B4 (de) | 2011-09-10 | 2018-10-18 | Audi Ag | Verfahren zum Wärmebehandeln eines Bauteils |
| DE102011053672B4 (de) * | 2011-09-16 | 2017-08-10 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren und Anordnung zum Erwärmen einer Metallplatine |
| RU2487961C2 (ru) * | 2011-10-24 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Способ закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава д16 |
| CN102383073B (zh) * | 2011-10-24 | 2013-09-25 | 南京年达炉业科技有限公司 | 在线固溶炉 |
| CN104164635A (zh) * | 2013-05-17 | 2014-11-26 | 中国石油天然气集团公司 | 一种提高铝合金钻杆用Al-Cu-Mg合金室温强度和高温性能的方法 |
| DE102014101539B9 (de) | 2014-02-07 | 2016-08-11 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Warmformlinie und Verfahren zur Herstellung von warmumgeformten Blechprodukten |
| FR3036986B1 (fr) * | 2015-06-05 | 2017-05-26 | Constellium Neuf-Brisach | Tole pour carrosserie automobile a resistance mecanique elevee |
| CN105039880B (zh) * | 2015-08-12 | 2017-03-15 | 航天材料及工艺研究所 | 小管嘴、大直径、大长径比的柱形铝合金内胆热处理方法 |
| WO2018064145A1 (fr) | 2016-09-27 | 2018-04-05 | Novelis Inc. | Chauffage par lévitation magnétique de métal avec qualité de surface contrôlée |
| CN107723635A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-02-23 | 吉林大学 | 一种高强度铝合金的处理方法 |
| DE102018100842B3 (de) * | 2018-01-16 | 2019-05-09 | Ebner Industrieofenbau Gmbh | Durchlaufofen für Aluminiumbänder |
| CN110735025B (zh) * | 2018-02-01 | 2021-01-15 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种高性能铝合金收口筒体的制备方法 |
| CN109371342A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-22 | 湖南恒佳新材料科技有限公司 | 一种汽车用6xxx系铝合金的在线处理装置及在线处理工艺 |
| CN110714176B (zh) * | 2019-11-06 | 2020-12-29 | 天津大学 | 一种可实现铝合金快速时效的热处理方法 |
| CN110952011B (zh) * | 2019-11-22 | 2021-01-05 | 天津忠旺铝业有限公司 | 一种2系高损伤容限铝合金板材及其制备方法 |
| TWI712695B (zh) * | 2020-05-13 | 2020-12-11 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 耐高溫抗衝擊的鋁合金的製造方法 |
| CN113512632B (zh) * | 2021-06-15 | 2022-04-26 | 湖南有色金属职业技术学院 | 一种基于金属材料的铝合金热处理装置 |
| CN115927982B (zh) * | 2022-11-15 | 2024-04-19 | 福建祥鑫新材料科技有限公司 | 一种提高7系铝合金腐蚀性能的热处理方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB292690A (en) * | 1927-03-25 | 1928-06-25 | Henry Winder Brownsdon | Improvements in and relating to the annealing of metal |
| DE908735C (de) * | 1939-05-12 | 1954-04-08 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Gluehen von metallischen Hohlkoerpern mit duenner Wand und dickem Boden |
| US3135633A (en) * | 1959-09-08 | 1964-06-02 | Duralumin | Heat treatment process improving the mechanical properties of aluminiummagnesium-silicon alloys |
| GB1258147A (fr) * | 1969-11-25 | 1971-12-22 | ||
| JP2764176B2 (ja) * | 1989-02-09 | 1998-06-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 再加熱装置を組込んだ連続焼鈍炉 |
| EP0425461A1 (fr) * | 1989-10-27 | 1991-05-02 | Sandvik Special Metals Corp. | Traitement thermique en continue de mise en solution des alliages durcissables par précipitation |
| EP0480402B1 (fr) * | 1990-10-09 | 1995-02-15 | Sumitomo Light Metal Industries Limited | Procédé de fabrication de matériau en alliage d'aluminium présentant une aptitude excellente au formage et durcissable lors de la cuisson du vernis |
| FR2713664B1 (fr) * | 1993-11-17 | 1996-05-24 | Pechiney Rhenalu | Alliage type Al-Si-Mg à ductilité et emboutissabilité améliorées et procédé d'obtention. |
| KR100374104B1 (ko) * | 1994-09-06 | 2003-04-18 | 알칸 인터내셔널 리미티드 | 알루미늄합금시이트제조방법 |
| CN2215495Y (zh) * | 1994-12-26 | 1995-12-20 | 杨兴全 | 一种控制薄钢板热处理变形的回火压平装置 |
| DE19907497C2 (de) * | 1999-02-22 | 2003-05-28 | Steag Hamatech Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Wärmebehandlung von Substraten |
| DE10043562C2 (de) * | 1999-09-16 | 2003-09-18 | Honsel Profilprodukte Gmbh | Verfahren zur Wärmebehandlung von Strangpreßprofilen |
-
2005
- 2005-09-22 DE DE102005045340A patent/DE102005045340B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-29 FR FR0509943A patent/FR2878258B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-30 EP EP05794460A patent/EP1797210A1/fr not_active Withdrawn
- 2005-09-30 CN CN200580033964A patent/CN100584986C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-30 WO PCT/EP2005/010636 patent/WO2006037588A1/fr active Application Filing
- 2005-09-30 RU RU2007116978/02A patent/RU2388843C2/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2878258B1 (fr) | 2008-05-16 |
| DE102005045340A1 (de) | 2006-04-06 |
| DE102005045340B4 (de) | 2010-08-26 |
| CN101061247A (zh) | 2007-10-24 |
| RU2388843C2 (ru) | 2010-05-10 |
| CN100584986C (zh) | 2010-01-27 |
| EP1797210A1 (fr) | 2007-06-20 |
| RU2007116978A (ru) | 2008-11-20 |
| WO2006037588A1 (fr) | 2006-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2878258A1 (fr) | Procede de traitement thermique d'une piece en alliage d'aluminium | |
| US7491278B2 (en) | Method of heat treating an aluminium alloy member and apparatus therefor | |
| EP1735116B1 (fr) | Procede de production de bandes en acier inoxydable austenititique d'aspect de surface mat | |
| EP1114877B1 (fr) | Element de structure d'avion en alliage Al-Cu-Mg | |
| CA2851592C (fr) | Procede de transformation ameliore de toles en alliage al-cu-li | |
| EP3359702B1 (fr) | Optimisation du travail en aluminium à chaud | |
| EP1727921B1 (fr) | Element de structure pour construction aeronautique presentant une variation des proprietes d"emploi | |
| FR3004464A1 (fr) | Procede de transformation de toles en alliage al-cu-li ameliorant la formabilite et la resistance a la corrosion | |
| EP2981632B1 (fr) | Tôles minces en alliage d'aluminium-cuivre-lithium pour la fabrication de fuselages d'avion | |
| EP1644546B1 (fr) | Utilisation de tubes en alliages al-zn-mg-cu ayant un compromis ameliore entre des caracteristiques mecaniques statiques et la tolerance aux dommages | |
| FR3076837A1 (fr) | Procede de fabrication de toles minces en alliage d'aluminium 6xxx a haute qualite de surface | |
| EP3526358B1 (fr) | Toles minces en alliage aluminium-magnesium-scandium pour applications aerospatiales | |
| FR2531979A1 (fr) | ||
| FR3053979B1 (fr) | Flans en alliages d’aluminium avec un recuit flash local | |
| WO2009118466A1 (fr) | Procédé de revêtement d'une bande métallique et installation de mise en oeuvre du procédé | |
| CA1098807A (fr) | Procede de traitement thermique de produits epais en alliages d'aluminium de la serie 7000 contenant du cuivre | |
| FR2579497A1 (fr) | Procede de metallurgie en poudre et produit obtenu par ce procede | |
| EP1573080A2 (fr) | Procede de fabrication d elements de structure par usinage d e toles epaisses | |
| LU80656A1 (fr) | Traitement et structure d'un aillage a base d'un metal non-ferreux | |
| CA2392617A1 (fr) | Procede de trempe de feuille d'alliage pour minimiser la deformation | |
| WO2011045515A1 (fr) | Traitements thermiques d'aciers martensitiques inoxydables apres refusion sous laitier | |
| FR2675816A1 (fr) | Procede pour la fabrication de toles d'aluminium. | |
| JP3557953B2 (ja) | 精密加工用アルミニウム合金板材およびその製造方法 | |
| CA3203686A1 (fr) | Produits corroyes en alliage 2xxx presentant une resistance a la corrosion optimisee et procede d'obtention | |
| EP4069875A1 (fr) | Tôles minces en alliage d'aluminium-cuivre-lithium à tenacite ameliorée et procédé de fabrication d'une tôle mince en alliage d'aluminium-cuivre-lithium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CD | Change of name or company name | ||
| RM | Correction of a material error | ||
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 14 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20210506 |