FR2939149A1 - Alliages de moulages a base d'aluminium (a1). - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un alliage de métal léger.

Description

L'invention concerne des alliages de moulages à base d'aluminium, en particulier pour des applications concernant le châssis. Pour ce faire, on utilise, en général, des alliages d'aluminium et de silicium (AlSi), hypoeutectiques et fondus de façon primaire, qui, pour augmenter la résistance, sont alliés à de faibles quantités de magnésium (Mg), par exemple des alliages du type AlSi7Mg ou AlSi11Mg. On utilise aussi, individuellement, des alliages à base d'aluminium et de silicium contenant du magnésium et du cuivre (AlSi(Mg, Cu)) qui ne peuvent cependant trouver que des applications de niche en raison des propriétés corrosives. Cela s'applique également à la famille des alliages à base d'aluminium et de cuivre contenant du titane et du magnésium (AlCu(Ti, Mg)) qui, parmi les alliages de type courant, offrent les résistances les plus élevées. De même, les alliages d'aluminium et de magnésium (AlMg) forment des applications de niche dans le secteur concernant les châssis. D'autres familles d'alliages, comme un alliage d'aluminium et de zinc (AlZn) ou d'aluminium et de lithium (AlLi), ne jouent aucun rôle dans le châssis. Habituellement, les pièces de structure qui sont produites à partir des alliages cités précédemment sont soumises à un traitement thermique en deux étapes, pour obtenir les propriétés souhaitées. Généralement, les familles d'alliages, qui existent, présentent l'inconvénient qu'avec ces familles d'alliages on ne peut obtenir qu'un rapport de résistance / allongement qui est limité. Les alliages cités précédemment, plus résistants et comportant un ajout de cuivre (Cu), s'éliminent souvent en raison des propriétés corrosives. Des alliages d'aluminium et de magnésium (AlMg) sont nettement plus difficiles à mouler et, par conséquent, limités dans l'application (géométrie des pièces de structure). Par conséquent, le but de l'invention consiste à développer un alliage qui présente des propriétés qui, en particulier pour des applications dans le secteur de la construction automobile, présentent encore des valeurs suffisantes d'allongement à la rupture concernant des résistances de matériau élevées. Cette combinaison de propriétés est par exemple nécessaire dans le cas d'applications concernant les châssis, pour pouvoir surmonter des cas de mauvaise utilisation. En même temps, l'alliage doit être moulé de manière suffisamment satisfaisante et, en raison de sa composition, ne doit pas poser d'exigences excessives concernant le processus de fusion et le cycle du métal.

Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que des alliages de moulages à base d'aluminium (Al) contiennent au moins cinq des composants d'alliages indiqués par la suite .

Si : de 2,5 % en poids à 3,3 % en poids, de préférence de 2,7 % en poids à 3,1 % en poids Mg : de 0,2 % en poids à 0,7 % en poids, de préférence de 0,3 % en poids à 0,6 % en poids 5 10 Fe : < 0,18 % en poids, de préférence de 0,05 % en poids à 0,16 % en poids Mn : < 0,5 % en poids, de préférence de 0,05 % en poids à 0,4 % en poids Ti : < 0,1 % en poids, de préférence de 0,01 % en poids à 0,08 % en poids Sr : < 0,03 % en poids, de préférence de 0,01 % en poids à 0,03 % en poids autres composants : < 0,1 % en poids et complétés, à chaque fois, jusqu'à 100 % en poids, avec de l'aluminium (Al). Le cas échéant, des impuretés dues à la fabrication, telles qu'elles sont connues généralement de l'homme de l'art, peuvent être 15 contenues, par exemple, du plomb (Pb), du nickel (Ni), du zinc (Zn), etc. Les alliages conformes à l'invention présentent un rapport de résistance / allongement qui ne peut pas être obtenu avec des 20 alliages de moulages à base d'aluminium (Al), de type courant, en raison de l'exigence de liberté du cuivre (Cu). En particulier dans le cas de procédés de moulage aidés par la pression, par exemple un moulage en coquille à basse pression 25 / à contre-pression, de meilleures propriétés technologiques, du point de vue mécanique, sont obtenues à partir de la bonne structure de moulage. Il peut être avantageux en outre que 30 l'alliage soit à grains affinés. Pour obtenir les avantages cités précédemment ou bien pour les développer encore, il est avantageux que les pièces de structure moulées soient traitées thermiquement, en 35 particulier avec les paramètres suivants .

Recuit de mise en solution de 490°C à 540°C sur une période de temps comprise entre 1 h et 10 h Revenu : de 150°C à 200°C sur une période de temps comprise entre 1 h et 10 h. Mais pour plusieurs cas d'utilisation, il peut, aussi, être avantageux de procéder seulement à un traitement de revenu en une seule étape, connu généralement comme étant par exemple le traitement de type T4, T5 ou O. En plus des avantages déjà cités, les pièces de structure réalisées dans des alliages conformément à l'invention présentent en outre, comme avantage, qu'en raison de l'absence des composants d'alliages tels que le cuivre (Cu) et le zinc (Zn), la résistance à la corrosion est nettement augmentée. Le produit est également relativement peu onéreux, car l'on n'utilise aucun ajout d'alliage, comme par exemple des métaux de terres rares qui renchérissent le produit. On peut utiliser le traitement de fusion habituel et aucun surcoût particulier n'est nécessaire pour la séparation de cycle. Dans le cas d'une excellente aptitude au moulage, on obtient un excellent rapport de résistance / allongement. L'aptitude au moulage rend possible, d'une part, une pièce moulée exempte de défauts importants qui sont connus, comme par exemple la formation de retassures.

D'autre part, la microstructure, dans une telle façon de procéder, est positivement influencée, par le fait que la quantité d'entailles intérieures, qui réduisent l'allongement à la rupture, est maintenue à un niveau le plus faible possible.

Comme valeurs à citer à titre d'exemple, il convient d'indiquer : Rm Rp0, 2 A5 [MPa] [MPa] [%] moulage en coquille par gravité 250 140 13 état du moulage moulage en coquille par gravité 320 260 5 traitement thermique T6 (540°C, 7h, 160°C, 8h) moulage en coquille aidé par la pression 370 300 11 traitement thermique T6 (540°C, 7h, 160°C, 6h) *indiquer les valeurs exactes seulement si c'est vraiment nécessaire ! Les alliages de moulages à base d'aluminium selon l'invention sont ainsi particulièrement adoptés pour la réalisation des pièces d'usinage, des pièces de structure ou bien des pièces pour des parties de châssis de véhicules automobiles ou en faisant partie.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Alliages de moulages à base d'aluminium (Al) contenant les composants d'alliages mentionnés ci-dessous . Si : de 2,7 % à 3,1 % en poids Mg : de 0,2 % à 0,7 % en poids, de préférence de 0,3 % à 0,6 % en poids Fe : < 0,18 % en poids, de préférence de 0,05 % à 0,16 % en poids Mn : < 0,5 % en poids, de préférence de 0,05 % à 0,4 % en poids Ti : < 0,1 % en poids, de préférence de 0,01 % à 0,08 % en poids Sr : < 0,03 % en poids, de préférence de 0, 01 % à 0,03 % en poids autres composants : < 0,1 % en poids et complétés, à chaque fois, jusqu'à 100 % en poids, avec de l'aluminium (Al), mais ne contenant ni cuivre (Cu), ni zinc (Zn) comme composants d'alliage.
2. 2. Alliages de moulages à base d'aluminium (Al) selon la revendication 1, caractérisés en ce que les pièces moulées à partir de ces alliages sont soumises à un recuit de mise en solution entre 490°C et 540°C, sur une période de temps comprise entre 1 h et 10 h.
3. 3. Alliages de moulages à base d'aluminium (Al) selon la revendication 1 ou 2, caractérisés en ce que les pièces moulées à partir de ces alliages sont soumises à un traitement de revenu entre 150°C et 200°C, sur une période de temps comprise entre 1 h et 10 h.
4. 4. Alliages de moulages à base d'aluminium (Al) selon l'une quelconque des revendications 1à 3, caractérisé en ce que les alliages sont à grains affinés.
5. 5. Utilisation d'alliages de moulages à base d'aluminium (Al) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour des pièces d'usinage, des pièces de structure ou bien des pièces pour des parties de châssis de véhicules automobiles ou en faisant partie.