WO2014060660A1 - Eléments de chambres à vide en alliage d'aluminium - Google Patents

Eléments de chambres à vide en alliage d'aluminium Download PDF

Info

Publication number
WO2014060660A1
WO2014060660A1 PCT/FR2013/000271 FR2013000271W WO2014060660A1 WO 2014060660 A1 WO2014060660 A1 WO 2014060660A1 FR 2013000271 W FR2013000271 W FR 2013000271W WO 2014060660 A1 WO2014060660 A1 WO 2014060660A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
thickness
sheet
vacuum chamber
temperature
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.)
Ceased
Application number
PCT/FR2013/000271
Other languages
English (en)
Other versions
WO2014060660A8 (fr
Inventor
KAPPEL Joost Michel VAN
Cedric Gasqueres
Schmid Kristin Pippig
GUTIERREZ Maria Belen DAVO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Constellium Issoire SAS
Original Assignee
Constellium France SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to EP13792051.8A priority Critical patent/EP2909351B1/fr
Application filed by Constellium France SAS filed Critical Constellium France SAS
Priority to KR1020197010212A priority patent/KR102032686B1/ko
Priority to EP16205240.1A priority patent/EP3168316B1/fr
Priority to KR1020157010279A priority patent/KR101970043B1/ko
Priority to SG11201503003YA priority patent/SG11201503003YA/en
Priority to JP2015537319A priority patent/JP6438400B2/ja
Priority to MX2015004667A priority patent/MX2015004667A/es
Priority to US14/434,465 priority patent/US20150255253A1/en
Priority to CN201380054223.XA priority patent/CN104797726B/zh
Publication of WO2014060660A1 publication Critical patent/WO2014060660A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Publication of WO2014060660A8 publication Critical patent/WO2014060660A8/fr
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • 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
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • 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
    • C22F1/05—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 of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/10—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing organic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/16—Pretreatment, e.g. desmutting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24—Chemical after-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32467—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H01J37/32495—Means for protecting the vessel against plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
    • H10P14/46—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials using a liquid

Definitions

  • the invention relates to aluminum alloy products intended to be used as vacuum chamber elements, in particular for the manufacture of integrated electronic circuits based on semiconductors, flat display screens as well as of photovoltaic panels and their manufacturing process.
  • Vacuum chamber elements for the fabrication of integrated electronic circuits based on semiconductors, flat display screens as well as photovoltaic panels, can typically be obtained from aluminum alloy sheets.
  • the vacuum chamber elements are elements for the manufacture of vacuum chamber structures and internal vacuum chamber components including vacuum chamber bodies, valve bodies, flanges, connection elements, elements sealing, passages, diffusers, electrodes. They are obtained in particular by machining and surface treatment of aluminum alloy sheets.
  • the aluminum alloy sheets must have certain properties.
  • the sheets must first have satisfactory mechanical characteristics for machining parts having the desired dimensions and rigidity so as to be able to reach, without deformation, a vacuum generally at least at the level of the average vacuum (10 3 - 10 "5 Torr)
  • the desired breaking strength (R m ) is generally at least 260 MPa and even more so if possible.
  • the sheets to be machined in the mass must have homogeneous properties in the thickness and have a low density of stored elastic energy from the residual stresses.
  • the level of porosity of the sheets must also be sufficiently low to reach if necessary the high-vacuum (10 " - 10 " Torr).
  • the gases used in the vacuum chambers are frequently very corrosive and so as to avoid the risk of pollution of silicon wafers or liquid crystal devices by particles. or substances from the vacuum chamber elements and / or frequent replacement of these elements, it is important to protect the surfaces of the vacuum chamber elements.
  • Aluminum proves to be an advantageous material from this point of view because it is possible to perform a surface treatment generating an oxide layer resistant to reactive gases. This surface treatment comprises an anodizing step and the oxide layer obtained is generally called anodic layer.
  • corrosion resistance the resistance of the anodized aluminum corrosive gases used in the vacuum chambers and corresponding tests.
  • the corrosion resistance is evaluated in particular by the test called “bubble test” which consists of measuring the duration of appearance of hydrogen bubbles on the surface of the anodized product when in contact with a dilute hydrochloric acid solution.
  • bubble test The known times in the state of the art are of the order of tens of minutes to a few hours.
  • vacuum chamber elements can be improved aluminum sheets and / or the surface treatment performed.
  • US Pat. No. 6,713,188 discloses an alloy suitable for the manufacture of semiconductor manufacturing chambers of composition (in% by weight) Si: 0.4 - 0.8; Cu: 0.15-0.30; Fe: 0; 001 - 0; 20; Mn 0.001 - 0.14; Zn 0.001 - 0.15; Cr: 0.04 - 0.28; Ti 0.001 - 0.06; Mg: 0.8 - 1.2.
  • the pieces are obtained by extrusion or machining to the desired shape.
  • the composition makes it possible to control the size of the impurity particles, which improves the performance of the anodic layer.
  • US Pat. No. 7,033,447 claims an alloy suitable for the manufacture of semiconductor manufacturing chambers of composition (in% by weight) Mg: 3.5 - 4.0; Cu: 0.02 - 0.07; Mn: 0; 005-0; 015; Zn 0.08 - 0.16; Cr 0.02 - 0.07; Ti: 0 - 0.02; If ⁇ 0.03; Fe ⁇ 0.03.
  • the parts are anodized in a solution comprising 10% to 20% by weight of sulfuric acid, 0.5 to 3% by weight of oxalic acid at a temperature of 7 to 21 ° C. The best result obtained in the bubble test is 20 hours.
  • US Patent 6,686,053 claims an alloy having improved corrosion resistance, wherein the anodic oxide comprises a barrier layer and a porous layer and wherein at least a portion of the layer is altered to boehmite and / or pseudo -boehmite.
  • the best result obtained in the bubble test is of the order of 10 hours.
  • US Patent Application 2009/0050485 discloses a composition alloy (in% by weight) Mg: 0.1 - 2.0; If: 0.1 - 2.0; Mn: 0.1 - 2.0; Fe, Cr, and Cu ⁇ 0.03, anodized so that the hardness of the anodic oxide layer varies in thickness.
  • the very low content of iron, chromium and copper leads to a significant additional cost for the metal used.
  • US Patent Application 2010/0018617 discloses a composition alloy (in% by weight) Mg: 0.1 - 2.0; If: 0.1 - 2.0; Mn: 0.1 - 2.0; Fe, Cr, and Cu ⁇ 0.03, the alloy being homogenized at a temperature of greater than 550 ° C to 600 ° C or less.
  • the international application WO2011 / 89337 (Constellium) describes a process for producing non-rolled cast products suitable for the manufacture of vacuum chamber elements of composition, in% by weight, Si: 0.5 - 1.5; Mg: 0.5 - 1.5; Fe ⁇ 0.3; Cu ⁇ 0.2; Mn ⁇ 0.8; Cr ⁇ 0.10; Ti ⁇ 0.15.
  • US Patent 6,066,392 discloses an aluminum material having anodic oxidation film with improved corrosion resistance, in which cracks are not generated even in high temperature thermal cycles and in environments corrosive.
  • US Patent 6,027,629 discloses an improved surface treatment method for vacuum chamber elements in which the pore diameter of the anode layer is variable in the thickness thereof.
  • US Pat. No. 7,005,194 discloses an improved surface treatment method for vacuum chamber elements in which the anodized film is composed of a porous layer and a non-porous layer whose structure is at least partly boehmite or pseudo-boehmite.
  • US Patent 3,524,799 discloses a hard and dense anodic coating formed on an aluminum surface by anodization in an aqueous electrolyte containing a mineral acid such as sulfuric acid, a polyhydric alcohol of 3 to 6 carbon atoms, a organic carboxylic acid and an alkaline salt of a titanium complex of a hydroxyaliphatic carboxylic acid suitable for aluminum surfaces of spacecraft for which a white and bright coating is required.
  • a mineral acid such as sulfuric acid, a polyhydric alcohol of 3 to 6 carbon atoms
  • a organic carboxylic acid and an alkaline salt of a titanium complex of a hydroxyaliphatic carboxylic acid suitable for aluminum surfaces of spacecraft for which a white and bright coating is required.
  • a first object of the invention is a vacuum chamber element obtained by machining and surface treatment of a sheet of thickness at least equal to 10 mm of aluminum alloy composition, in% by weight, Si: 0 , 4 - 0.7; Mg: 0.4 - 0.7; Ti: 0.01 - ⁇ 0.15, Fe ⁇ 0.25; Cu ⁇ 0.04; Mn ⁇ 0.4; Cr: 0.01 - ⁇ 0.1; Zn ⁇ 0.04; other elements ⁇ 0.05 each and ⁇ 0.15 in total, remains aluminum.
  • Another object of the invention is a method of manufacturing a vacuum chamber element in which successively
  • an aluminum alloy rolling plate is cast according to the invention, b. optionally, said rolling plate is homogenized,
  • said rolling plate is rolled at a temperature above 450 ° C to obtain a sheet of thickness at least equal to 10 mm,
  • a surface treatment of the vacuum chamber element thus obtained preferably comprising anodization carried out at a temperature between 10 and 30 ° C., is carried out with a solution comprising 100 to 300 g / l of sulfuric acid and 10 to 30 g of sulfuric acid. g / l of oxalic acid and 5 to 30 g / l of at least one polyol.
  • Yet another object of the invention is a method of manufacturing a vacuum chamber element in which successively
  • the product thus anodized is hydrated in deionized water at a temperature of at least 98 ° C., preferably for a period of at least about 1 hour.
  • FIG. 1 shows the granular structure of the products A to C obtained in Example 1 on L / TC sections after Barker attack at the surface, at quarter-thickness and at mid-thickness.
  • FIG. 2 shows the stress profile in the thickness for the L direction of the products obtained in example 1.
  • FIG. 3 shows the granular structure of product D obtained in example 1 on L / TC sections after Barker attack. on the surface, at quarter-thickness and at mid-thickness.
  • the designation of the alloys is in accordance with the regulations of The Aluminum Association (AA), known to those skilled in the art.
  • the definitions of the metallurgical states are given in the European standard EN 515. Unless otherwise stated, the definitions in EN12258-1 apply.
  • the static mechanical characteristics in other words the ultimate tensile strength Rm, the conventional yield stress at 0.2% elongation Rp0.2 and the elongation at break A%, are determined by a tensile test according to ISO 6892-1, the sampling and the direction of the test being defined by EN 485-1.
  • the hardness is measured according to EN ISO 6506.
  • the grain sizes are measured according to ASTM El 12.
  • the breakdown voltage is measured according to EN ISO 2376: 2010.
  • vacuum chamber elements having very advantageous properties, especially in terms of corrosion resistance, uniformity of properties and machinability, are obtained for an aluminum alloy of the specific 6xxx series.
  • a method of manufacturing a vacuum chamber element comprising an advantageous surface treatment for these products and in particular making it possible to improve the homogeneity of the properties in the thickness and the corrosion resistance of the vacuum chamber elements has also been improved. invented.
  • Particularly advantageous properties are obtained by combining the alloy according to the invention and the advantageous surface treatment method.
  • composition of the aluminum alloy sheets for obtaining the vacuum chamber elements according to the invention is in% by weight, Si: 0.4 - 0.7; Mg: 0.4 - 0.7; Ti 0.01 - ⁇ 0.15, Fe ⁇ 0.25; Cu ⁇ 0.04; Mn ⁇ 0.4; Cr 0.01 - ⁇ 0.1; Zn ⁇ 0.04; other elements ⁇ 0.05 each and ⁇ 0.15 in total, remains aluminum.
  • the manganese content is less than 0.4% by weight, preferably less than 0.04% by weight and preferably less than 0.02% by weight.
  • the copper content is less than 0.04% by weight, preferably less than 0.02% by weight and preferably less than 0.01% by weight.
  • the zinc content is less than 0.04% by weight, preferably less than 0.02% by weight and preferably less than 0.001% by weight.
  • the chromium content is less than 0.1% by weight.
  • the addition of a small amount of chromium has a favorable effect on the structure granular, so the chromium content is at least 0.01% by weight.
  • the chromium content is from 0.01 to 0.04% by weight and preferably from 0.01 to 0.03% by weight.
  • the iron content is less than 0.25% by weight.
  • the addition of a small amount of iron has a favorable effect on the flowability of the products.
  • the iron content is from 0.05 to 0.2% by weight and preferably from 0.1 to 0.2% by weight.
  • the titanium content is less than 0.15% by weight.
  • the addition of a small amount of titanium has a favorable effect on the granular structure and its homogeneity, so the titanium content is at least 0.01% by weight.
  • the titanium content is 0.01 to 0.1% by weight and preferably 0.01 to 0.05% by weight.
  • the titanium content is at least 0.02% by weight and preferably at least 0.03% by weight.
  • Magnesium and silicon are the major additive elements in the alloy products according to the invention. Their content has been chosen with precision so as to achieve sufficient mechanical properties, including a tensile strength in the TL direction of at least 260 MPa and / or a yield strength in the TL direction of at least 200 MPa. and also a homogeneous granular structure in the thickness.
  • the silicon content is between 0.4 and 0.7% by weight and preferably between 0.5% and 0.6% by weight.
  • the magnesium content is between 0.4 and 0.7% by weight and preferably between 0.5% and 0.6% by weight.
  • the aluminum alloy sheets according to the invention have a thickness of at least 10 mm. Typically, the aluminum alloy sheets according to the invention have a thickness of between 10 and 60 mm. However, the present inventors have found that aluminum alloy sheets according to the invention are advantageous when a thickness of at least 60 mm is desired.
  • the sheets for obtaining the vacuum chamber elements according to the invention are obtained by a process in which at. an alloy rolling plate is cast according to the invention,
  • said rolling plate is homogenized
  • said laminating plate is rolled at a temperature above 450 ° C to obtain a sheet of thickness at least equal to 10 mm, d. a solution treatment of said sheet is carried out and quenched, e. said sheet thus dissolved is dissolved by controlled traction with a permanent elongation of 1 to 5%,
  • Homogenization is advantageous, it is preferably carried out at a temperature between 540 and 600 ° C. Preferably the homogenization time is at least 4 hours.
  • the plate When homogenization is performed, the plate can be cooled after homogenization and then reheated before hot rolling or directly rolled after homogenization without intermediate cooling.
  • the hot rolling conditions are important to obtain the desired microstructure, in particular to improve the corrosion resistance of the products.
  • the rolling plate is maintained at a temperature above 450 ° C throughout the hot rolling.
  • the temperature of the metal is at least 480 ° C during hot rolling.
  • the sheets according to the invention are rolled to a thickness of at least 10 mm.
  • the homogeneity of the microstructure in the thickness, the equiaxial nature of the grains and the favorable microstructure for improving the corrosion resistance of the products according to the invention is particularly advantageous, it is favored by the choice of a temperature high hot rolling process in combination with a composition having an optimum amount of anti-recrystallizing elements.
  • the quenching can be carried out in particular by spraying or immersion.
  • the dissolution is preferably carried out at a temperature of between 540 and 600 ° C.
  • Preferably the dissolution time is at least 15 min, the duration being adapted according to the thickness of the products.
  • the sheet thus dissolved is then relieved by controlled traction with a permanent elongation of 1 to 5%.
  • the tempering temperature is advantageously between 150 and 190 ° C.
  • the duration of income is typically between 5 and 30h.
  • an income is obtained at the peak making it possible to reach a maximum elasticity limit and / or a T651 state.
  • the sheet thus obtained has a particularly homogeneous grain size in the thickness.
  • the variation in the thickness of the average length of linear interception in the L / TC plane, named according to the ASTM El 12 standard, of said sheet is
  • the change in grain size is calculated by taking the difference between the maximum value and the minimum value at 1 ⁇ 2 thickness, 1 ⁇ 4 thickness and area and dividing by the mean values to 1 ⁇ 2 thickness, 1 ⁇ 4 thickness and area.
  • the homogeneity of the granular structure which comes from the combination between the selected composition and the transformation range performed is particularly advantageous because the properties of the vacuum chamber element obtained after machining are very homogeneous in every respect.
  • the granular structure of the sheets according to the invention is more isotropic than that of the sheets of the prior art, whatever the position in the thickness which is advantageous for the properties of corrosion resistance, homogeneity of properties in thickness and machinability for making vacuum chamber elements.
  • ASTM standard El 12 is
  • the sheet thus obtained is particularly suitable for machining.
  • the stored elastic energy density W tot the measurement of which is described in Example 1, in a sheet according to the invention whose thickness is between 10 and 60 mm is advantageously less than 0.04 kJ / m. 3 .
  • a vacuum chamber element is obtained by machining and surface treatment of a sheet of thickness at least equal to 10 mm aluminum alloy according to the invention.
  • the surface treatment comprises an anodizing treatment to obtain an anodic layer whose thickness is typically between 20 and 80 ⁇ .
  • the surface treatment preferably comprises, before anodizing, degreasing and / or pickling with known products, typically alkaline products.
  • the degreasing and / or pickling may comprise a neutralization operation especially in the case of alkaline pickling, typically with an acidic product such as nitric acid, and / or at least one rinsing step.
  • the anodization is carried out using an acid solution. It is advantageous for the surface treatment to include, after anodization, a hydration (also called "sealing") of the anodic layer thus obtained.
  • the variation between the duration of appearance of hydrogen bubbles in a 5% hydrochloric acid solution ("bubble test") between 1 ⁇ 2 thickness and surface is advantageously less than 20%, especially when the thickness of the sheet is between 10 and 60 mm.
  • the present inventors have furthermore found that the vacuum chamber element manufacturing process in which successively
  • said sheet is machined as a vacuum chamber element
  • the product thus anodized is hydrated in deionized water at a temperature of at least 98 ° C., preferably for a period of at least about 1 hour, is advantageous.
  • these advantageous anodizing conditions make it possible to achieve, both at the surface and at mid-thickness, durations of appearance of hydrogen bubbles in the bubble test that are particularly remarkable for the alloys of the 5XXX series and the 6XXX series. , especially for alloys of the 6XXX series.
  • These advantageous anodizing conditions give particularly remarkable results for the alloy products according to the invention.
  • an advantageous surface treatment process comprising anodizing at a temperature between 10 and 30 ° C. with an aqueous solution comprising 100 to 300 is carried out.
  • the aqueous solution used for the anodization of this advantageous surface treatment does not contain a titanium salt.
  • the present inventors have in particular found that anodizations carried out at low temperature, typically between 0 and 5 ° C, do not achieve a corrosion resistance as high as that obtained at a temperature between 10 and 30 ° C.
  • the presence of at least one polyol in the anodizing solution also contributes to improving the corrosion resistance of the anode layers.
  • Ethylene glycol, propylene glycol or preferably glycerol are advantageous polyols.
  • the anodization is preferably carried out with a current density of between 1 and 5 A / dm 2 .
  • the anodizing time is determined so as to reach the desired anodic layer thickness.
  • a hydration step (also known as clogging) of the anodic layer.
  • the hydration is carried out in deionized water at a temperature of at least 98 ° C preferably for a period of at least about 1 hour.
  • the present inventors have observed that it is particularly advantageous to carry out the hydration after the anodization in two stages in deionized water, a first step lasting at least 10 minutes at a temperature of 20 to 20 minutes. 70 ° C and a second step of at least about 1 hour at a temperature of at least 98 ° C.
  • a triazine-derived anti-dust additive such as Anodal-SHl® is added to the deionized water used for the second step of the hydration.
  • the vacuum chamber elements treated with the advantageous surface treatment method and obtained from sheets whose thickness is between 10 and 60 mm easily reach a duration of appearance of hydrogen bubbles in an acid solution.
  • hydrochloric acid 5% ("bubble test") of at least about 1500 min and even at least about 2000 min, at least for the portion corresponding to the surface of the sheet.
  • the vacuum chamber elements obtained from an alloy sheet according to the invention, the thickness of which is between 10 and 60 mm, and with the advantageous surface treatment method have, at mid-thickness of the sheet, a duration of the appearance of hydrogen bubbles in a 5% hydrochloric acid solution greater than 1800 min, ie 30 hours.
  • the vacuum chamber elements obtained from an alloy sheet according to the invention, the thickness of which is greater than 60 mm, and with the advantageous surface treatment method have, on the surface of the sheet, a duration of appearance of bubbles. of hydrogen in a 5% hydrochloric acid solution of at least 180 min and preferably at least 300 min.
  • vacuum chamber elements according to the invention in vacuum chambers is particularly advantageous because their properties are very homogeneous and moreover, especially for the anodized elements with the advantageous surface treatment method, the corrosion resistance is high which makes it possible to avoid the pollution of the products manufactured in the chambers such as, for example, microprocessors or flat panel slabs.
  • the plates were homogenized at a temperature above 540 ° C (A to C) or 575 ° C (D), hot rolled to a thickness of 35 mm (A to C) or 20 mm (D) and then in solution, tempered and tractionned.
  • the sheets obtained have a suitable income to reach a T651 state.
  • the anisotropy index is also calculated.
  • the product according to the invention has a grain size more isotropic and more homogeneous in thickness than that of other alloys. These characteristics are very favorable for the homogeneity of the machining and properties after machining.
  • Sample D for which no chromium addition has been carried out has in particular a higher anisotropy index than sample A.
  • This method applies mainly to plates whose length and width are significantly greater than the thickness and for which the residual stress state can be reasonably considered to be biaxial with its two principal components in the L and T directions ( ie no residual stress in the direction S) and such that the level of residual stresses varies only in the S direction.
  • This method is based on the measurement of the deformation of two full-thickness rectangular bars which are cut in the plate along L and TL directions. These bars are machined down in the S direction step by step, and at each step the boom is measured, as well as the thickness of the machined bar.
  • the width of the bar was 30 mm.
  • the bar should be long enough to avoid any edge effects on the measurements.
  • a length of 400 mm was used.
  • the bar is removed from the vice, and a stabilization time is observed before the deformation measurement is performed, so as to obtain a uniform temperature in the bar after machining.
  • the thickness h (i) of each bar and the arrow f (i) of each bar are collected.
  • the elastic energy density stored in the bar W tot can be calculated from the residual stress values using the following formulas:
  • the thickness stress profile for the L direction is given in FIG. 2.
  • the total measured energy W tot was 0.03 kJ / m 3 for the sample A, 0.04 kJ / m 3 for the sample B and 0.05 kJ / m 3 for the sample C.
  • the sample A according to the invention thus has a lower level of internal stresses which is advantageous for machining parts.
  • treatment I the product is defatted, pickled with an alkaline solution and then neutralized with a nitric acid solution before undergoing anodization at a temperature of between 0 and 5 ° C. in a sulpho-oxalic bath. (sulfuric acid 180 g / l + oxalic acid 14 g / l).
  • a hydration treatment of the anodic layer is carried out in two stages: 20 min at 50 ° C in deionized water and then about 80 min in deionized water to boiling in the presence of a derivative anti-dust additive Anodal-SHl® triazine.
  • the anode layer obtained had a thickness of about 40 microns.
  • treatment II the product is defatted, pickled with an alkaline solution and then neutralized with a nitric acid solution before undergoing anodization at a temperature of about 20 ° C.
  • anodic layer is carried out in two stages: 20 min at 50 ° C in deionized water and then about 80 min in deionized water to boiling in the presence of a derivative anti-dust additive Anodal-SHl® triazine.
  • the anode layer obtained had a thickness of about 35 or 50 microns.
  • the anode layers were characterized by the following tests.
  • the breakdown voltage characterizes the voltage at which a first electrical current passes through the anode layer.
  • the measurement method is described in EN ISO 2376: 2010. The values are given in absolute value after DC measurement.
  • the "bubble test” is a corrosion test that makes it possible to characterize the quality of the anodic layer by measuring the duration of appearance of the first bubbles in a hydrochloric acid solution.
  • a 20 mm diameter flat surface of the sample is contacted at room temperature with a 5% by weight solution of HCl.
  • the characteristic time is the time from which a continuous flow of gas bubbles from at least one discrete point of the surface of the anodized aluminum is visible.
  • the product according to the invention has, whatever the surface treatment, a high homogeneity of properties between surface and mid-thickness. Bubble test times are particularly high with the anodization according to the invention.
  • An alloy sheet A having a thickness of 102 mm was prepared according to the method described in Example 1.
  • a reference 6061 alloy sheet was also prepared to a thickness of 100 mm.
  • the sheets obtained were then treated with the type II surface treatment described in Example 1.
  • the products thus obtained were characterized by the bubble test described in Example 1.
  • the duration of appearance of bubbles of Hydrogen was 60 minutes for 6061 alloy sheets while it was 320 minutes for Alloy sheets.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

L'invention concerne un élément de chambre à vide obtenu par usinage et traitement de surface d'une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,4 - 0,7; Mg : 0,4 - 0,7; Ti 0,01 - < 0,15, Fe < 0,25; Cu < 0,04; Mn < 0,4; Cr 0,01 - < 0,1; Zn < 0,04; autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste aluminium. L'invention concerne également procédé de fabrication d'un élément de chambre à vide dans lequel successivement on approvisionne une tôle en alliage d'aluminium de la série 5XXX ou de la série 6XXX dont l'épaisseur est au moins 10 mm, on usine ladite tôle en élément de chambre à vide, on dégraisse et/ou on décape le dit élément, on anodise à une température comprise entre 10 et 30 °C avec une solution comprenant 100 à 300 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol, optionnellement on hydrate le produit ainsi anodisé dans de l'eau déionisée à une température d'au moins 98 °C préférentiellement pendant une durée d'au moins environ 1 h. Les produits selon l'invention ont notamment une homogénéité des propriétés améliorée ainsi qu'une résistance à la corrosion avantageuse.

Description

Eléments de chambres à vide en alliage d'aluminium
Domaine de l'invention L'invention concerne des produits en alliage d'aluminium destinés à être utilisés comme éléments de chambres à vide notamment pour la fabrication de circuits électroniques intégrés à base de semi-conducteurs, d'écrans d'affichage plats ainsi que de panneaux photovoltaïques et leur procédé de fabrication. Etat de la technique
Les éléments de chambres à vide pour la fabrication de circuits électroniques intégrés à base de semi-conducteurs, d'écrans d'affichage plats ainsi que de panneaux photovoltaïques, peuvent typiquement être obtenus à partir de tôles en alliage d'aluminium.
Les éléments de chambre à vide sont des éléments destinés à la fabrication des structures de chambre à vide et des composants internes de chambre à vide notamment des corps de chambres à vide, des corps de vanne, des brides, des éléments de connexion, des éléments d'étanchéité, des passages, des diffuseurs, des électrodes. Ils sont notamment obtenus par usinage et traitement de surface de tôles en alliage d'aluminium.
Pour obtenir des éléments de chambre à vide satisfaisants, les tôles en alliage d'aluminium doivent présenter certaines propriétés.
En effet, les tôles doivent tout d'abord présenter des caractéristiques mécaniques satisfaisantes pour réaliser par usinage des pièces présentant les dimensions et la rigidité souhaités de façon à pouvoir atteindre, sans déformation, un vide généralement du niveau au moins du vide moyen (10 3 - 10"5 Torr ). Ainsi la résistance à rupture (Rm) souhaitée est généralement d'au moins 260 MPa et même davantage si possible. De plus, pour être aptes à l'usinage les tôles destinées à être usinées dans la masse doivent avoir des propriétés homogènes dans l'épaisseur et présenter une faible densité d'énergie élastique stockée provenant des contraintes résiduelles.
Le niveau de porosité des tôles doit par ailleurs être suffisamment faible pour atteindre si nécessaire le haut- vide (10" - 10" Torr). De plus, les gaz utilisés dans les chambres à vide sont fréquemment très corrosifs et de façon à éviter les risques de pollution des plaquettes de silicium ou des dispositifs à cristaux liquides par des particules ou des substances provenant des éléments de chambres à vide et/ou un remplacement fréquent de ces éléments, il est important de protéger les surfaces des éléments de chambre à vide. L'aluminium s'avère être un matériau avantageux à ce point de vue car il est possible de réaliser un traitement de surface générant une couche d'oxyde résistante aux gaz réactifs. Ce traitement de surface comprend une étape d'anodisation et la couche d'oxyde obtenue est en général appelée couche anodique. Dans le cadre de l'invention on entend plus particulièrement par « résistance à la corrosion » la résistance de l'aluminium anodisé aux gaz corrosifs utilisés dans les chambres à vides et aux tests correspondants. Cependant, la protection apportée par la couche anodique est affectée par de nombreux facteurs liés notamment à la microstructure de la tôle (taille et forme de grains, précipitation des phases, porosité) et il est toujours souhaitable d'améliorer ce paramètre. La résistance à la corrosion est notamment évaluée par le test dit « test de bulles » qui consiste à mesurer la durée d'apparition de bulles d'hydrogène en surface du produit anodisé lors du contact avec une solution diluée d'acide chlorhydrique. Les durées connues dans l'état de la technique sont de l'ordre de dizaines de minutes à quelques heures.
Pour améliorer les éléments de chambre à vide on peut améliorer les tôles en aluminium et/ou le traitement de surface réalisé.
Le brevet US 6,713,188 (Applied Materials Inc.) décrit un alliage adapté à la fabrication des chambres pour fabrication de semi-conducteur de composition (en % en poids) Si : 0,4 - 0,8; Cu : 0,15-0,30; Fe : 0;001 - 0;20 ; Mn 0,001 - 0,14 ; Zn 0,001 - 0,15 ; Cr : 0,04 - 0,28 ; Ti 0,001 - 0,06 ; Mg : 0,8 - 1,2. Les pièces sont obtenues par extrusion ou usinage jusqu'à la forme désirée. La composition permet un contrôle de la taille des particules d'impuretés ce qui améliore la performance de la couche anodique.
Le brevet US 7,033,447 (Applied Materials Inc.) revendique un alliage adapté à la fabrication des chambres pour fabrication de semi-conducteur de composition (en % en poids) Mg : 3,5 - 4,0; Cu : 0,02 - 0,07; Mn : 0;005 - 0;015 ; Zn 0,08 - 0,16 ; Cr 0,02 - 0,07 ; Ti : 0 - 0,02 ; Si < 0,03 ; Fe < 0,03 . Les pièces sont anodisées dans une solution comprenant 10% à 20% en poids d'acide sulfurique, 0,5 à 3% en poids d'acide oxalique à une température de 7 à 21 °C. Le meilleur résultat obtenu au test de bulles est de 20 heures.
Le brevet US 6,686,053 (Kobe) revendique un alliage ayant une résistance à la corrosion améliorée, dans lequel l'oxyde anodique comprend une couche barrière et une couche poreuse et dans lequel au moins une partie de la couche est altérée en boehmite et/ou pseudo-boehmite. Le meilleur résultat obtenu au test de bulles est de l'ordre de 10 heures. La demande de brevet US 2009/0050485 (Kobe Steel, Ltd.) décrit un alliage de composition (en % en poids) Mg : 0,1 - 2,0 ; Si : 0,1 - 2,0 ; Mn : 0,1 - 2,0 ; Fe, Cr, et Cu < 0,03, anodisé de façon à ce que la dureté de la couche d'oxyde anodique varie dans l'épaisseur. La très faible teneur en fer, chrome et cuivre entraine un surcoût important pour le métal utilisé.
La demande de brevet US 2010/0018617 (Kobe Steel, Ltd.) décrit un alliage de composition (en % en poids) Mg : 0,1 - 2,0 ; Si : 0,1 - 2,0 ; Mn : 0,1 - 2,0 ; Fe, Cr, and Cu < 0,03, l'alliage étant homogénéisé à une température de plus de 550 °C jusque 600 °C ou moins.
Les demandes de brevet US 2001/019777 et JP2001 220637 (Kobe Steel) décrivent un alliage pour chambres comprenant (en % en poids) Si : 0,1 - 2,0, Mg : 0,1 - 3,5, Cu : 0,02 - 4,0 et des impuretés, la teneur en Cr étant inférieure à 0,04 %. Ces documents divulguent en particulier des produits obtenus en réalisant avant mise en solution une étape de laminage à chaud.
La demande internationale WO2011/89337 (Constellium) décrit un procédé de fabrication de produits coulés non laminés adaptés à la fabrication d'éléments de chambre à vide de composition , en % en poids, Si : 0,5 - 1,5 ; Mg : 0,5 - 1,5 ; Fe < 0,3 ; Cu < 0,2 ; Mn < 0,8 ; Cr < 0,10 ; Ti < 0,15.
Le brevet US 6,066,392 (Kobe Steel) décrit un matériau en aluminium ayant un film d'oxydation d' anodique avec une résistance à la corrosion améliorée, dans lequel des criques ne sont pas générées même dans des cycles thermiques à haute température et dans des environnements corrosifs.
Le brevet US 6,027,629 (Kobe Steel) décrit un procédé de traitement de surface amélioré pour éléments de chambres à vide dans lequel le, diamètre des pores de la couche anodique est variable dans l'épaisseur de celle-ci.
Le brevet US 7,005,194 (Kobe Steel) décrit un procédé de traitement de surface amélioré pour éléments de chambres à vide dans lequel le film anodisé est composé d'une couche poreuse et d'une couche non-poreuse dont la structure est au moins en partie de la boehmite ou de la pseudo-boehmite.
Le brevet US 3,524,799 (Reynolds) décrit un revêtement anodique dur et dense formé sur une surface d'aluminium par anodisation dans un électrolyte aqueux contenant un acide minéral tel que l'acide sulfurique, un alcool polyhydrique de 3 à 6 atomes de carbone, un acide carboxylique organique et un sel alcalin d'un complexe titanique d'un acide carboxylique hydroxyaliphatique adapté aux surfaces en aluminium de véhicules spatiaux pour lesquels un revêtement blanc et lumineux est nécessaire.
Ces documents ne mentionnent pas le problème d'amélioration de l'homogénéité des propriétés dans l'épaisseur des éléments de chambre à vide. De plus la réalisation de certains éléments de chambre à vide nécessite l'utilisation de tôles épaisses typiquement d'au moins 60 mm pour lesquelles il est plus difficile d'atteindre une résistance à la corrosion satisfaisante.
Il existe un besoin pour des éléments de chambre à vide encore améliorés, en particulier en termes de résistance à la corrosion, d'homogénéité des propriétés dans l'épaisseur et d'aptitude à l'usinage. La résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques doivent être améliorées dans toute l'épaisseur de la tôle en alliage d'aluminium notamment pour faciliter l'usinage et pour permettre la mise en contact avec l'atmosphère de la chambre de toute partie de la tôle. Il existe également un besoin de tôles épaisses améliorées en alliage d'aluminium pour la réalisation d'éléments de chambre à vide.
Objet de l'invention
Un premier objet de l'invention est un élément de chambre à vide obtenu par usinage et traitement de surface d'une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,4 - 0,7 ; Mg : 0,4 - 0,7 ; Ti : 0,01 - < 0,15, Fe < 0,25 ; Cu < 0,04 ; Mn < 0,4 ; Cr : 0,01 - < 0,1 ; Zn < 0,04 ; autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste aluminium.
Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un élément de chambre à vide dans lequel successivement
a. on coule une plaque de laminage en alliage d'aluminium selon l'invention, b. optionnellement, on homogénéise ladite plaque de laminage,
c. on lamine ladite plaque de laminage à une température supérieure à 450 °C pour obtenir une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm,
d. on réalise un traitement de mise en solution de ladite tôle et on la trempe, e. on détensionne ladite tôle ainsi mise en solution et trempée par traction contrôlée avec un allongement permanent de 1 à 5%,
f. on réalise un revenu de la tôle ainsi tractionnée,
g. on usine la tôle ainsi revenue en élément de chambre à vide, h. on réalise un traitement de surface de l'élément de chambre à vide ainsi obtenu comprenant de préférence une anodisation réalisée à une température comprise entre 10 et 30 °C avec une solution comprenant 100 à 300 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d' au moins un polyol.
Encore un autre objet de l'invention est un procédé fabrication d'un élément de chambre à vide dans lequel successivement
on approvisionne une tôle en alliage d'aluminium de la série 5XXX ou de la série 6XXX dont l'épaisseur est au moins 10 mm,
on usine ladite tôle en élément de chambre à vide,
- on dégraisse et/ou on décape le dit élément,
on anodise à une température comprise entre 10 et 30 °C avec une solution comprenant 100 à 300 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol,
optionnellement on hydrate le produit ainsi anodisé dans de l'eau déionisée à une température d'au moins 98 °C préférentiellement pendant une durée d'au moins environ 1 h.
Description des figures
La figure 1 montre la structure granulaire des produits A à C obtenus dans l'exemple 1 sur des coupes L / TC après attaque Barker en surface, à quart-épaisseur et à mi-épaisseur.
La figure 2 montre le profil de contrainte dans l'épaisseur pour la direction L des produits obtenus dans l'exemple 1. La figure 3 montre la structure granulaire du produit D obtenu dans l'exemple 1 sur des coupes L / TC après attaque Barker en surface, à quart-épaisseur et à mi-épaisseur.
Description détaillée de l'invention
La désignation des alliages se fait en conformité avec les règlements de The Aluminium Association (AA), connus de l'homme du métier. Les définitions des états métallurgiques sont indiquées dans la norme européenne EN 515. Sauf mention contraire, les définitions de la norme EN12258-1 s'appliquent. Sauf mention contraire, les caractéristiques mécaniques statiques, en d'autres termes la résistance à la rupture Rm, la limite d'élasticité conventionnelle à 0,2% d'allongement Rp0,2 et l'allongement à la rupture A%, sont déterminées par un essai de traction selon la norme ISO 6892-1, le prélèvement et le sens de l'essai étant définis par la norme EN 485- 1. La dureté est mesurée selon la norme EN ISO 6506. Les tailles de grain sont mesurées selon la norme ASTM El 12. La tension de claquage est mesurée selon la norme EN ISO 2376 :2010.
Les présents inventeurs ont trouvé que des éléments de chambre à vide ayant des propriétés très avantageuses, notamment en termes de résistance à la corrosion, d'uniformité des propriétés et d'aptitude à l'usinage, sont obtenus pour un alliage d'aluminium de la série 6xxx spécifique. Un procédé de fabrication d'élément de chambre à vide comprenant un traitement de surface avantageux pour ces produits et permettant notamment d'améliorer l'homogénéité des propriétés dans l'épaisseur et la résistance à la corrosion des éléments de chambres à vide a également été inventé. Des propriétés particulièrement avantageuses sont obtenues en combinant l'alliage selon l'invention et le procédé de traitement de surface avantageux.
La composition des tôles en alliage d'aluminium permettant d'obtenir les éléments de chambre à vide selon l'invention est en % en poids, Si : 0,4 - 0,7 ; Mg : 0,4 - 0,7 ; Ti 0,01 - < 0,15, Fe < 0,25 ; Cu < 0,04 ; Mn < 0,4 ; Cr 0.01 - < 0,1 ; Zn < 0,04 ; autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste aluminium.
Le contrôle des teneurs maximales de certains éléments est important car ces éléments peuvent s'ils sont présents à des teneurs supérieures à celles préconisées dégrader les propriétés de la couche d'oxyde anodique et/ou contaminer les produits fabriqués dans les chambres à vide. Ainsi, la teneur en manganèse est inférieure à 0,4 % en poids, de préférence inférieure à 0,04 % en poids et de manière préférée inférieure à 0,02 % en poids. La teneur en cuivre est inférieure à 0,04 % en poids, de préférence inférieure à 0,02 % en poids et manière préférée inférieure à 0,01 % en poids. La teneur en zinc est inférieure à 0,04 % en poids, de préférence inférieure à 0,02 % en poids et de manière préférée inférieure à 0,001 % en poids.
Une quantité trop élevée de chrome peut également avoir un effet néfaste sur les propriétés de la couche d'oxyde anodique. Ainsi la teneur en chrome est inférieure à 0,1 % en poids. Cependant l'addition d'une faible quantité de chrome a un effet favorable sur la structure granulaire, ainsi la teneur en chrome est au moins de 0,01 % en poids. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, la teneur en chrome est de 0,01 à 0,04 % en poids et de préférence de 0,01 à 0,03 % en poids.
Une quantité trop élevée de fer peut également avoir un effet néfaste sur les propriétés de la couche d'oxyde anodique. Ainsi la teneur en fer est inférieure à 0,25 % en poids. Cependant l'addition d'une faible quantité de fer a un effet favorable sur la coulabilité des produits. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, la teneur en fer est de 0,05 à 0,2 % en poids et de préférence de 0,1 à 0,2 % en poids.
Une quantité trop élevée de titane peut également avoir un effet néfaste sur les propriétés de la couche d'oxyde anodique. Ainsi la teneur en titane est inférieure à 0, 15 % en poids. Cependant l'addition d'une faible quantité de titane a un effet favorable sur la structure granulaire et son homogénéité, ainsi la teneur en titane est au moins de 0,01 % en poids. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, la teneur en titane est de 0,01 à 0,1 % en poids et de préférence de 0,01 à 0,05 % en poids. De façon avantageuse la teneur en titane est au moins de 0,02 % en poids et préférentiellement au moins 0,03 % en poids. L'addition simultanée de chrome et de titane est avantageuse car elle permet notamment d'améliorer la structure granulaire et en particulier de diminuer l'indice d'anisotropie des grains.
Le magnésium et le silicium sont les éléments majeurs d'addition dans les produits en alliage selon l'invention. Leur teneur a été choisie avec précision de façon à atteindre des propriétés mécaniques suffisantes, notamment une résistance à la rupture dans le sens TL d'au moins 260 MPa et/ou une limite d'élasticité dans le sens TL d'au moins 200 MPa et également une structure granulaire homogène dans l'épaisseur. La teneur en silicium est comprise entre 0,4 et 0,7 % en poids et de préférence entre 0,5% et 0,6 % en poids. La teneur en magnésium est comprise entre 0,4 et 0,7 % en poids et de préférence entre 0,5% et 0,6 % en poids.
Les tôles en alliage d'aluminium selon l'invention ont une épaisseur d'au moins 10 mm. Typiquement, les tôles en alliage d'aluminium selon l'invention ont une épaisseur comprise entre 10 et 60 mm. Cependant, les présents inventeurs ont constaté que des tôles en alliage d'aluminium selon l'invention sont avantageuses lorsqu'une épaisseur d'au moins 60 mm est souhaitée.
Les tôles permettant d'obtenir les éléments de chambre à vide selon l'invention sont obtenues par un procédé dans lequel a. on coule une plaque de laminage en alliage selon l'invention,
b. optionnellement, on homogénéise ladite plaque de laminage,
c. on lamine ladite plaque de laminage à une température supérieure à 450 °C pour obtenir une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm, d. on réalise un traitement de mise en solution de ladite tôle et on la trempe, e. on détensionne ladite tôle ainsi mise en solution par traction contrôlée avec un allongement permanent de 1 à 5%,
f. on réalise un revenu de la tôle ainsi tractionnée.
L'homogénéisation est avantageuse, elle est de préférence réalisée à une température comprise entre 540 et 600 °C. Préférentiellement la durée d'homogénéisation est d'au moins 4h.
Quand une homogénéisation est réalisée, la plaque peut être refroidie après homogénéisation puis réchauffée avant le laminage à chaud ou directement laminée après homogénéisation sans refroidissement intermédiaire. Les conditions de laminage à chaud sont importantes pour obtenir la microstructure souhaitée, notamment pour améliorer la résistance à la corrosion des produits. En particulier, la plaque de laminage est maintenue à une température supérieure à 450 °C tout au long du laminage à chaud. De manière préférée, la température du métal est au moins 480 °C lors du laminage à chaud. Les tôles selon l'invention sont laminées jusqu'à une épaisseur d'au moins 10 mm. L'homogénéité de la microstructure dans l'épaisseur, la nature equiaxe des grains et la microstructure favorable pour l'amélioration de la résistance à la corrosion des produits selon l'invention est particulièrement avantageuse, elle est favorisée par le choix d'une température de laminage à chaud élevée en combinaison avec une composition comportant une quantité optimale d'éléments anti-recristallisants.
On réalise ensuite un traitement de mise en solution de la tôle et une trempe. La trempe peut être réalisée notamment par aspersion ou par immersion. La mise en solution est de préférence réalisée à une température comprise entre 540 et 600 °C. Préférentiellement la durée de mise en solution est d'au moins 15 min, la durée étant adaptée en fonction de l'épaisseur des produits.
La tôle ainsi mise en solution est ensuite détensionnée par traction contrôlée avec un allongement permanent de 1 à 5%.
Un revenu de la tôle ainsi tractionnée est ensuite réalisé. La température de revenu est avantageusement comprise entre 150 et 190 °C. La durée de revenu est typiquement comprise entre 5 et 30h. De préférence on réalise un revenu au pic permettant d'atteindre une limite d'élasticité maximale et/ou un état T651.
La tôle ainsi obtenue a une taille de grain particulièrement homogène dans l'épaisseur. Préférentiellement la variation dans l'épaisseur de la longueur moyenne d'interception linéaire dans le plan L/TC, nommée selon la norme ASTM El 12, de ladite tôle est
Figure imgf000010_0002
inférieure à 30 % et de préférence inférieure à 20% et même avantageusement inférieure à 15%. La variation de la taille de grain est calculée en prenant la différence entre la valeur maximale et la valeur minimale à ½ épaisseur, ¼ épaisseur et surface et en divisant par la moyenne des valeurs à ½ épaisseur, ¼ épaisseur et surface. L'homogénéité de la structure granulaire, qui provient de la combinaison entre la composition sélectionnée et la gamme de transformation effectuée est particulièrement avantageuse car les propriétés de l'élément de chambre à vide obtenu après usinage sont très homogènes en tout point. La structure granulaire des tôles selon l'invention est plus isotrope que celle des tôles de l'art antérieur, quelle que soit la position dans l'épaisseur ce qui est avantageux pour les propriétés de résistance à la corrosion, d'homogénéité des propriétés dans l'épaisseur et d'aptitude à l'usinage pour la réalisation d'éléments de chambres à vide. En particulier, à mi-épaisseur l'indice d'anisotropie mesuré selon la norme ASTM El 12 est
Figure imgf000010_0001
inférieur à 3.
La tôle ainsi obtenue est particulièrement apte à l'usinage. Ainsi la densité d'énergie élastique stockée Wtot, dont la mesure est décrite dans l'exemple 1, dans une tôle selon l'invention dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 60 mm est avantageusement inférieure à O,04 kJ/m3.
Un élément de chambre à vide est obtenu par usinage et traitement de surface d'une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm en alliage d'aluminium selon l'invention.
Le traitement de surface comprend un traitement d'anodisation pour obtenir une couche anodique dont l'épaisseur est typiquement comprise entre 20 et 80 μπι.
Le traitement de surface comprend de préférence avant anodisation un dégraissage et/ou un décapage avec des produits connus, typiquement des produits alcalins. Le dégraissage et/ou décapage peut comprendre une opération de neutralisation notamment en cas de décapage alcalin, typiquement avec un produit acide tel que l'acide nitrique, et/ou au moins une étape de rinçage. L'anodisation est réalisée à l'aide d'une solution acide. Il est avantageux que le traitement de surface comprenne après anodisation une hydratation (aussi appelée « colmatage ») de la couche anodique ainsi obtenue. Du fait de la structure homogène dans l'épaisseur des produits selon l'invention, la variation entre la durée d'apparition de bulles d'hydrogène dans une solution d'acide chlorhydrique 5% (« test de bulles ») entre ½ épaisseur et surface est avantageusement inférieure à 20%, notamment lorsque l'épaisseur de la tôle est comprise entre 10 et 60 mm. Les présents inventeurs ont de plus constaté que le procédé de fabrication d'élément de chambre à vide dans lequel successivement
- on approvisionne une tôle en alliage d'aluminium de la série 5XXX ou de la série 6XXX dont l'épaisseur est au moins 10 mm
- on usine ladite tôle en élément de chambre à vide
- on dégraisse et/ou on décape le dit élément
- on anodise à une température comprise entre 10 et 30 °C avec une solution comprenant 100 à 300 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol,
- optionnellement on hydrate le produit ainsi anodisé dans de l'eau déionisée à une température d'au moins 98 °C préférentiellement pendant une durée d'au moins environ 1 h est avantageux.
Notamment, ces conditions d'anodisation avantageuses permettent d'atteindre tant en surface qu'à mi-épaisseur, des durées d'apparition de bulles d'hydrogène au test de bulles particulièrement remarquables pour les alliages de la série 5XXX et de la série 6XXX, plus particulièrement pour les alliages de la série 6XXX. Ces conditions d'anodisation avantageuses donnent des résultats particulièrement remarquables pour les produits en alliage selon l'invention.
Ainsi, on réalise dans le procédé de fabrication d'un élément de chambre à vide selon l'invention un procédé de traitement de surface avantageux comprenant l'anodisation à une température comprise entre 10 et 30 °C avec une solution aqueuse comprenant 100 à 300 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol. Préférentiellement, la solution aqueuse utilisée pour l'anodisation de ce traitement de surface avantageux ne contient pas de sel de titane. Les présents inventeurs ont en particulier constaté que les anodisations réalisées à basse température, typiquement entre 0 et 5 °C, ne permettent pas d'atteindre une résistance à la corrosion aussi élevée que celle obtenue à une température comprise entre 10 et 30 °C. La présence d'au moins un polyol dans la solution d'anodisation contribue également à l'amélioration de la résistance à la corrosion des couches anodiques. L'éthylène glycol, le propylène glycol ou de préférence le glycérol sont des polyols avantageux. L'anodisation est de préférence réalisée avec une densité de courant comprise entre 1 et 5 A/dm2. La durée d'anodisation est déterminée de façon à atteindre l'épaisseur de couche anodique recherchée.
Après anodisation, il est avantageux de réaliser une étape d'hydratation (aussi appelée colmatage) de la couche anodique. De préférence l'hydratation est réalisée dans de l'eau déionisée à une température d'au moins 98 °C préférentiellement pendant une durée d'au moins environ 1 h. Les présents inventeurs ont observé qu'il est particulièrement avantageux de réaliser l'hydratation postérieure à l'anodisation en deux étapes dans de l'eau déionisée, une première étape d'une durée d'au moins 10 min à une température de 20 à 70 °C et une seconde étape d'une durée d'au moins environ 1 h à une température d'au moins 98 °C. Avantageusement un additif antipoudrant dérivé de triazine tel que le Anodal-SHl® est ajouté à l'eau déionisée utilisée pour la deuxième étape de l'hydratation.
Les éléments de chambre à vide traités avec le procédé de traitement de surface avantageux et obtenus à partir de tôles dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 60 mm atteignent aisément une durée d'apparition de bulles d'hydrogène dans une solution d'acide chlorhydrique 5% (« test de bulles ») d'au moins environ 1500 min et même d'au moins environ 2000 min, au moins pour la partie correspondant à la surface de la tôle. Les éléments de chambres à vide obtenus à partir d'une tôle en alliage selon l'invention dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 60 mm et avec le procédé de traitement de surface avantageux présentent à mi-épaisseur de la tôle une durée d'apparition de bulles d'hydrogène dans une solution d'acide chlorhydrique 5% supérieure à 1800 min soit 30 heures. Les éléments de chambres à vide obtenus à partir d'une tôle en alliage selon l'invention dont l'épaisseur est supérieure à 60 mm et avec le procédé de traitement de surface avantageux présentent en surface de la tôle une durée d'apparition de bulles d'hydrogène dans une solution d'acide chlorhydrique 5% d'au moins 180 min et de préférence d'au moins 300 min.
L'utilisation des éléments de chambre à vide selon l'invention dans des chambres à vide est particulièrement avantageuse car leur propriétés sont très homogènes et de plus, notamment pour les éléments anodisés avec le procédé de traitement de surface avantageux, la résistance à la corrosion est élevée ce qui permet d'éviter la pollution des produits fabriqués dans les chambres tels que par exemple que les microprocesseurs ou les dalles pour écrans plats.
Exemples Exemple 1
Dans cet exemple des tôles en alliage 6xxx d'épaisseur 20 mm ou 35 mm ont été préparées.
Des plaques dont la composition est donnée dans le Tableau 1 ont été coulées.
Tableau 1 - composition des alliages (% en poids)
Figure imgf000013_0001
Les plaques ont été homogénéisées à une température supérieure à 540 °C (A à C) ou 575 °C (D), laminées à chaud jusqu'à une épaisseur de 35 mm (A à C) ou 20 mm (D) puis mises en solution, trempées et tractionnées. Les tôles obtenues ont subi un revenu adapté pour atteindre un état T651.
Les propriétés mécaniques dans la direction TL ont été mesurées à mi-épaisseur et sont rapportées dans le Tableau 2
Tableau 2 - propriétés mécaniques à mi-épaisseur dans la direction TL
Figure imgf000013_0002
Figure imgf000014_0009
La structure granulaire des différents produits obtenus a été observée sur des coupes L / TC par microscopie optique après attaque Barker, en surface à quart et mi-épaisseur. Les micrographies sont présentées sur les Figures 1 et 3.
Les tailles de grain moyennes mesurées dans le plan L/TC selon la méthode d'interceptés de la norme (ASTM El 12-96 § 16.3) sont présentées dans le Tableau 3. La longueur moyenne d'interception linéaire est donnée dans le sens longitudinal et le sens
Figure imgf000014_0007
transverse Une valeur moyenne dans le plan L/TC est calculée :
Figure imgf000014_0005
Figure imgf000014_0006
L'indice d'anisotropie est également calculé. On
Figure imgf000014_0004
Figure imgf000014_0002
calcule également la variation dans l'épaisseur de selon la formule :
Figure imgf000014_0003
Figure imgf000014_0001
dans laquelle S -.signifie Surface, ½ Ep signifie mi-épaisseur et ¼ Ep signifie quart- épaisseur.
Tableau 3 - taille de rain dans le lan L - TC ( ιη)
Figure imgf000014_0008
Figure imgf000015_0001
On constate que le produit selon l'invention présente une taille de grain plus isotrope et plus homogène dans l'épaisseur que celle des autres alliages. Ces caractéristiques sont très favorables pour l'homogénéité de l'usinage et des propriétés après usinage. L'échantillon D pour lequel aucune addition de chrome n'a été effectuée présente notamment un indice d'anisotropie plus élevé que l'échantillon A.
Les contraintes résiduelles dans l'épaisseur ont été évaluées en utilisant la méthode d'usinage étape par étape de barreaux rectangulaires prélevés en pleine épaisseur dans les directions L et TL, décrite par exemple dans la publication "Development of New Alloy for Distortion Free Machined Aluminum Aircraft Components", F.Heymes, B. Commet, B.Dubost, P.Lassince, P.Lequeu, GM.Raynaud, in Ist International Non-Ferrous Processing & Technology Conférence, 10-12 March 1997 - Adams's Mark Hôtel, St Louis, Missouri. Cette méthode s'applique principalement aux plaques dont la longueur et la largeur sont notablement plus élevées que l'épaisseur et pour lesquelles l'état de contrainte résiduelle peut être raisonnablement considéré comme étant biaxial avec ses deux composantes principales dans les directions L et T (i.e. pas de contrainte résiduelle dans la direction S) et tel que le niveau de contraintes résiduelles varie seulement dans le sens S. Cette méthode est basée sur la mesure de la déformation de deux barres rectangulaires de pleine épaisseur qui sont découpées dans la plaque le long des directions L et TL. Ces barres sont usinées vers le bas dans la direction S étape par étape, et à chaque étape la flèche est mesurée, ainsi que l'épaisseur de la barre usinée.
La largeur de la barre était de 30 mm. La barre doit être suffisamment longue pour éviter tout effet de bord sur les mesures. Une longueur de 400 mm a été utilisée.
Les mesures sont effectuées après chaque passe d'usinage.
Après chaque passe d'usinage, la barre est retirée de l'étau, et un temps de stabilisation est observé avant que la mesure de déformation soit réalisée, de manière à obtenir une température homogène dans la barre après usinage.
À chaque étape i, l'épaisseur h(i) de chaque barre et la flèche f(i) de chaque barre sont collectées.
Ces données permettent de calculer le profil de contraintes résiduelles dans la barre, correspondant à la contrainte O(Ï)L et à la contrainte O(Ï)LT sous la forme d'une moyenne dans la couche enlevée lors du i étape, données par les formules suivantes, dans lesquelles E est le module d'Young, // est la longueur entre les appuis utilisée pour la mesure de flèche et v est le coefficient de Poisson :
d
S
σ
σ
Figure imgf000016_0001
Enfin, la densité d'énergie élastique stockée dans la barre Wtot peut être calculée à partir des valeurs de contraintes résiduelles à l'aide des formules suivantes:
Le profil de contrainte dans l'épaisseur pour la direction L est donnée dans la figure 2. L'énergie totale mesurée Wtot était de 0,03 kJ/m3 pour l'échantillon A, 0,04 kJ/m3 pour l'échantillon B et 0.05 kJ/m3 pour l'échantillon C. L'échantillon A selon l'invention présente donc un plus faible niveau de contraintes internes ce qui est avantageux pour l'usinage des pièces.
Deux traitements d'anodisation ont été utilisés pour évaluer les propriétés des produits obtenus. Les produits ont été caractérisés dans le plan L - TL en surface (ou après un léger usinage) ou après usinage jusqu'à mi-épaisseur. Dans le traitement I le produit est dégraissé, décapé à l'aide d'une solution alcaline, puis neutralisé avec une solution d'acide nitrique avant de subir une anodisation à une température comprise entre 0 et 5 °C dans un bain sulpho-oxalique (acide sulfurique 180 g/1 + acide oxalique 14g/l). Après anodisation, un traitement d'hydratation de la couche anodique est réalisé en deux étapes : 20 min à 50 °C dans de l'eau déionisée puis environ 80 min dans de l'eau déionisée à ébullition en présence d'un additif antipoudrant dérivé de triazine le Anodal-SHl®. La couche anodique obtenue avait une épaisseur d'environ 40 μm. Dans le traitement II le produit est dégraissé, décapé à l'aide d'une solution alcaline, puis neutralisé avec une solution d'acide nitrique avant de subir une anodisation à une température d'environ 20 °C dans un bain sulpho-oxalique (acide sulfurique 160 g/1 + acide oxalique 20g/l + 15 g/1 de glycérol). Après anodisation, un traitement d'hydratation de la couche anodique est réalisé en deux étapes : 20 min à 50 °C dans de l'eau déionisée puis environ 80 min dans de l'eau déionisée à ébullition en présence d'un additif antipoudrant dérivé de triazine le Anodal-SHl®. La couche anodique obtenue avait une épaisseur d'environ 35 ou 50 μm.
Les couches anodiques ont été caractérisées par les tests suivants.
La tension de claquage caractérise la tension à laquelle un premier courant électrique traverse la couche anodique. La méthode de mesure est décrite dans la norme EN ISO 2376:2010. Les valeurs sont indiquées en valeur absolue après mesure en courant continu (DC).
Le « test de bulles » est un test de corrosion qui permet de caractériser la qualité de la couche anodique en mesurant la durée d'apparition des premières bulles dans une solution d'acide chlorhydrique. Une surface plane de 20 mm de diamètre de l'échantillon est mise en contact à température ambiante, avec une solution à 5% en masse d'HCl. La durée caractéristique est la durée à partir de laquelle un flux continu de bulles de gaz provenant d'au moins un point discret de la surface de l'aluminium anodisé est visible.
Les résultats mesurés en surface et à mi-épaisseur sont présentés dans le tableau 4. Tableau 4 - caractérisation des produits après anodisation
Figure imgf000018_0002
Le produit selon l'invention présente quelle que soit le traitement de surface une grande homogénéité de propriétés entre surface et mi-épaisseur. Les durées au test de bulles sont particulièrement élevées avec l'anodisation selon l'invention.
Exemple 2
Dans cet exemple, on a étudié l'effet de la présence de glycérol dans la solution d'anodisation. Ainsi dans le traitement type I décrit ci-dessus on a ajouté pour certains essais 15 g/1 de glycérol et dans le traitement type II on n'a pas ajouté pour certains essais le glycérol.
Les résultats sont présentés dans le Tableau 5. Tableau 5 - Effet de la présence de lycérol dans la solution d'anodisation
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000019_0001
La présence de glycérol lors de l'anodisation permet d'améliorer de façon très significative la durée obtenue lors du test de bulles, en particulier pour l'anodisation de type II.
5 Exemple 3
Dans cet exemple, on a évalué la résistance à la corrosion de tôles épaisses en alliage selon l'invention, en comparaison avec une tôle en alliage 6061 de référence.
Une tôle en alliage A d'épaisseur 102 mm a été préparée selon le procédé décrit dans l'exemple 1. Une tôle en alliage 6061 de référence a également était préparée jusqu'à une épaisseur de 100 mm. Les tôles obtenues ont ensuite été traitées par le traitement de surface de type II décrit dans l'exemple 1. Les produits ainsi obtenus ont été caractérisés par le test de bulles décrit dans l'exemple 1. La durée d'apparition de bulles d'hydrogène était de 60 mn pour les tôles en alliage 6061 alors qu'elle était de 320 mn pour les tôles en alliage A.

Claims

Revendications
1. Elément de chambre à vide obtenu par usinage et traitement de surface d'une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm en alliage d'aluminium de composition, en % en poids, Si : 0,4 - 0,7 ; Mg : 0,4 - 0,7 ; Ti : 0,01 - < 0,15, Fe < 0,25 ; Cu < 0,04 ; Mn < 0,4 ; Cr : 0,01 - < 0, 1 ; Zn < 0,04 ; autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste aluminium.
2. Elément selon la revendication 1 dans lequel la teneur en manganèse est inférieure à 0,04 % en poids et de préférence inférieure à 0,02 % en poids.
3. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 2 dans lequel la teneur en chrome est de 0,01 à 0,04 % en poids et de préférence de 0,01 à 0,03 % en poids.
4. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la teneur en fer est de 0,05 à 0,2 % en poids et de préférence de 0,1 à 0,2 % en poids.
5. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la teneur en silicium est de 0,5 à 0,6 % en poids.
6. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la teneur en magnésium est de 0,5 à 0,6 % en poids.
7. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la teneur en cuivre est inférieure à 0,02 % en poids et de préférence inférieure à 0,01 % en poids.
8. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel la teneur en zinc est inférieure à 0,02 % en poids et de préférence inférieure à 0,001 % en poids.
9. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel la teneur en titane est de 0,01 à 0,1 % en poids et de préférence de 0,01 à 0,05 % en poids.
10. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel ladite tôle est telle que la variation dans l'épaisseur de la longueur moyenne d'interception linéaire dans le plan L/TC, nommée
Figure imgf000021_0001
selon la norme ASTM El 12, est inférieure à 30 % et de préférence inférieure à 20% et/ou , à mi-épaisseur l'indice d'anisotropie A /
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000021_0003
mesuré selon la norme ASTM El 12 est inférieur à 3.
1 1. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel ladite tôle est telle que son épaisseur est comprise entre 10 et 60 mm et sa densité d'énergie élastique stockée Wtot est inférieure à 0,04 kJ/m3.
12. Elément selon une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel ledit traitement de surface comprend une anodisation réalisée à une température comprise entre 10 et 30 °C avec une solution comprenant 100 à 300 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol.
13. Elément selon la revendication 12 dans lequel ladite tôle est telle que son épaisseur est comprise entre 10 et 60 mm qu'elle présente à mi-épaisseur une durée d'apparition de bulles d'hydrogène dans une solution d'acide chlorhydrique 5% supérieure à 1800 min ou dans lequel ladite tôle est telle que son épaisseur est supérieure à 60 mm et présente en surface une durée d'apparition de bulles d'hydrogène dans une solution d'acide chlorhydrique 5% d'au moins 180 min.
14. Procédé de fabrication d'un élément de chambre à vide dans lequel successivement a. on coule une plaque de laminage en alliage d'aluminium de composition selon une quelconque des revendications 1 à 9,
b. optionnellement, on homogénéise ladite plaque de laminage,
c. on lamine ladite plaque de laminage à une température supérieure à 450 °C pour obtenir une tôle d'épaisseur au moins égale à 10 mm,
d. on réalise un traitement de mise en solution de ladite tôle et on la trempe, e. on détensionne ladite tôle ainsi mise en solution et trempée par traction contrôlée avec un allongement permanent de 1 à 5%,
f. on réalise un revenu de la tôle ainsi tractionnée,
g. on usine la tôle ainsi revenue en élément de chambre à vide, h. on réalise un traitement de surface de l'élément de chambre à vide ainsi obtenu comprenant de préférence une anodisation réalisée à une température comprise entre 10 et 30 °C avec une solution comprenant 100 à 300 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol.
15. Procédé de fabrication d'un élément de chambre à vide dans lequel successivement
- on approvisionne une tôle en alliage d'aluminium de la série 5XXX ou de la série 6XXX dont l'épaisseur est au moins 10 mm,
- on usine ladite tôle en élément de chambre à vide,
- on dégraisse et/ou on décape le dit élément,
- on anodise à une température comprise entre 10 et 30 °C avec une solution comprenant 100 à 300 g/1 d'acide sulfurique et 10 à 30 g/1 d'acide oxalique et 5 à 30 g/1 d'au moins un polyol,
- optionnellement on hydrate le produit ainsi anodisé dans de l'eau déionisée à une température d'au moins 98 °C préférentiellement pendant une durée d'au moins environ 1 h.
16. Procédé selon la revendication 15 dans lequel au moins un polyol est choisi parmi l'éthylène glycol, le propylène glycol ou le glycérol.
17. Procédé selon la revendication 15 ou la revendication 16 dans lequel l'anodisation est réalisée avec une densité de courant comprise entre 1 et 5 A/dm2.
18. Procédé selon une quelconque des revendications 15 à 17 dans lequel l'hydratation est réalisée en deux étapes, une première étape d'une durée d'au moins 10 min à une température de 20 à 70 °C et une seconde étape d'une durée d'au moins environ 1 h à une température d'au moins 98 °C.
19. Procédé selon une quelconque des revendications 15 à 18 dans lequel l'épaisseur de couche anodique obtenue est comprise entre 20 et 80 μηι.
PCT/FR2013/000271 2012-10-17 2013-10-15 Eléments de chambres à vide en alliage d'aluminium Ceased WO2014060660A1 (fr)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/434,465 US20150255253A1 (en) 2012-10-17 2013-10-15 Vacuum chamber elements made of aluminum alloy
KR1020197010212A KR102032686B1 (ko) 2012-10-17 2013-10-15 알루미늄 합금으로 제조된 진공 챔버 요소
EP16205240.1A EP3168316B1 (fr) 2012-10-17 2013-10-15 Element de chambres a vide en alliage d'aluminium
KR1020157010279A KR101970043B1 (ko) 2012-10-17 2013-10-15 알루미늄 합금으로 제조된 진공 챔버 요소
SG11201503003YA SG11201503003YA (en) 2012-10-17 2013-10-15 Vacuum chamber elements made of aluminium alloy
EP13792051.8A EP2909351B1 (fr) 2012-10-17 2013-10-15 Procédé de fabrication d'un élément de chambres à vide en alliage d'aluminium
MX2015004667A MX2015004667A (es) 2012-10-17 2013-10-15 Elementos de camaras de vacio de aleacion de aluminio.
JP2015537319A JP6438400B2 (ja) 2012-10-17 2013-10-15 アルミニウム合金製真空チャンバ要素
CN201380054223.XA CN104797726B (zh) 2012-10-17 2013-10-15 由铝合金制成的真空室元件

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1202766A FR2996857B1 (fr) 2012-10-17 2012-10-17 Elements de chambres a vide en alliage d'aluminium
FR12/02766 2012-10-17
US201261728021P 2012-11-19 2012-11-19
US61/728.021 2012-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014060660A1 true WO2014060660A1 (fr) 2014-04-24
WO2014060660A8 WO2014060660A8 (fr) 2015-05-14

Family

ID=47901155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2013/000271 Ceased WO2014060660A1 (fr) 2012-10-17 2013-10-15 Eléments de chambres à vide en alliage d'aluminium

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20150255253A1 (fr)
EP (2) EP2909351B1 (fr)
JP (1) JP6438400B2 (fr)
KR (2) KR102032686B1 (fr)
CN (1) CN104797726B (fr)
FR (2) FR2996857B1 (fr)
MX (1) MX2015004667A (fr)
MY (1) MY173510A (fr)
SG (1) SG11201503003YA (fr)
TW (1) TWI615480B (fr)
WO (1) WO2014060660A1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018162823A1 (fr) 2017-03-10 2018-09-13 Constellium Issoire Elements de chambres a vide en alliage d'aluminium stables a haute temperature
WO2021064320A1 (fr) 2019-10-04 2021-04-08 Constellium Issoire Toles de precision en alliage d'aluminium
WO2023233090A1 (fr) 2022-06-01 2023-12-07 Constellium Valais Sa Toles pour elements de chambres a vide en alliage d'aluminium

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105734640A (zh) * 2014-12-12 2016-07-06 富泰华工业（深圳）有限公司 铝合金件阳极氧化和表面处理方法，及其阳极氧化处理液
CA3032261A1 (fr) 2016-08-26 2018-03-01 Shape Corp. Procede de formage a chaud et appareil de pliage transversal d'une poutre d'aluminium profilee pour former a chaud un composant structural de vehicule
CN110114498A (zh) 2016-10-24 2019-08-09 形状集团 用于生产车辆零件的多阶段铝合金形成与热加工方法
CN108220706B (zh) * 2018-01-02 2020-03-13 山东友升铝业有限公司 一种改善挤压型材圧溃性能用变形铝合金
KR102434345B1 (ko) * 2018-03-08 2022-08-19 베이징 나우라 마이크로일렉트로닉스 이큅먼트 씨오., 엘티디. 반응 챔버 부재 및 그 제조 방법, 반응 챔버
CN110246738A (zh) * 2018-03-08 2019-09-17 北京北方华创微电子装备有限公司 反应腔室部件结构及其制备方法、反应腔室
JP7248399B2 (ja) * 2018-09-14 2023-03-29 株式会社Lixil アルミニウム形材、建具及びアルミニウム形材の製造方法
JP7507562B2 (ja) * 2020-01-08 2024-06-28 川崎重工業株式会社 水素ガス用のバルブブロック、及びその製造方法
EP3922743B1 (fr) * 2020-06-10 2024-07-24 Novelis Koblenz GmbH Procédé de fabrication de plaque d'aluminium pour chambres à vide
KR102467268B1 (ko) * 2020-10-29 2022-11-17 주식회사 영광와이케이엠씨 옥살산 전해액에서 전류밀도 변화에 따른 아노다이징 처리 방법
US11905583B2 (en) * 2021-06-09 2024-02-20 Applied Materials, Inc. Gas quench for diffusion bonding
TWI830452B (zh) 2022-10-21 2024-01-21 財團法人工業技術研究院 鋁合金材料與鋁合金物件及其形成方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3524799A (en) 1969-06-13 1970-08-18 Reynolds Metals Co Anodizing aluminum
US6027629A (en) 1994-11-16 2000-02-22 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Vacuum chamber made of aluminum or its alloys, and surface treatment and material for the vacuum chamber
US6066392A (en) 1997-11-14 2000-05-23 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Al material excellent in thermal crack resistance and corrosion resistance
JP2001220637A (ja) 2000-02-04 2001-08-14 Kobe Steel Ltd 陽極酸化処理用アルミニウム合金、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金部材およびプラズマ処理装置
US20010019777A1 (en) 2000-02-04 2001-09-06 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Chamber material made of Al alloy and heater block
US6686053B2 (en) 2001-07-25 2004-02-03 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho AL alloy member having excellent corrosion resistance
US6713188B2 (en) 2002-05-28 2004-03-30 Applied Materials, Inc Clean aluminum alloy for semiconductor processing equipment
US7005194B2 (en) 2003-01-23 2006-02-28 Kobe Steel, Ltd. Aluminum alloy member superior in corrosion resistance and plasma resistance
US7033447B2 (en) 2002-02-08 2006-04-25 Applied Materials, Inc. Halogen-resistant, anodized aluminum for use in semiconductor processing apparatus
US20090050485A1 (en) 2007-08-22 2009-02-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Anodized aluminum alloy material having both durability and low polluting property
US20100018617A1 (en) 2006-08-11 2010-01-28 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel Ltd) Aluminum alloy for anodizing having durability, contamination resistance and productivity, method for producing the same, aluminum alloy member having anodic oxide coating, and plasma processing apparatus
US20100200205A1 (en) * 2007-07-27 2010-08-12 Alcan Rhenalu EXTRUDED PRODUCT MADE FROM ALUMINIUM ALLOY Al-Mg-Si WITH IMPROVED RESISTANCE TO CORROSION
WO2011089337A1 (fr) 2010-01-20 2011-07-28 Alcan Rhenalu Procédé de fabrication de produits en alliage 6xxx pour chambres à vide

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU466298A1 (ru) * 1969-12-08 1975-04-05 Предприятие П/Я Р-6209 Способ анодировани алюмини и его сплавов
US3647649A (en) * 1970-02-24 1972-03-07 Alcor Chem Method and composition for sealing anodized aluminum surfaces
IT1163151B (it) * 1983-03-18 1987-04-08 Italia Alluminio Lega di alluminio per elementi di serramenti blindati antiproiettile
US4526660A (en) * 1984-02-06 1985-07-02 Garriga Eliseo B Anodizing method
US5225068A (en) * 1989-05-26 1993-07-06 Gebr. Happich Gmbh Method of compacting an anodically produced layer of oxide on parts of aluminum or aluminum alloy
US5674371A (en) * 1989-11-08 1997-10-07 Clariant Finance (Bvi) Limited Process for electrolytically treating aluminum and compositions therefor
JP2001288527A (ja) * 2000-02-04 2001-10-19 Kobe Steel Ltd プラズマ処理装置用アルミニウム合金およびヒータブロック
CN1109768C (zh) * 2000-04-13 2003-05-28 上海稀土材料中心 一种耐腐蚀铝合金型材及其制造方法
US6613167B2 (en) * 2001-06-01 2003-09-02 Alcoa Inc. Process to improve 6XXX alloys by reducing altered density sites
CA2637273C (fr) * 2006-03-31 2014-02-25 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Element forge d'alliage d'aluminium et son procede de production
JP4174526B2 (ja) * 2006-05-18 2008-11-05 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
CN100585023C (zh) * 2006-07-25 2010-01-27 台山市金桥铝型材厂有限公司 一种铝型材的硬质阳极氧化膜的制备工艺
CN100564608C (zh) * 2006-12-21 2009-12-02 上海交通大学 两步电化学制备铝基复合材料表面防护涂层的方法
JP4231529B2 (ja) * 2007-03-30 2009-03-04 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金厚板の製造方法およびアルミニウム合金厚板
JP5626956B2 (ja) * 2009-10-22 2014-11-19 日本碍子株式会社 析出硬化型合金薄帯の製造装置、冷却ロール及び析出硬化型合金薄帯の製造方法
CN105063522B (zh) * 2010-09-08 2018-09-28 奥科宁克公司 改进的6xxx铝合金及其生产方法
FR2969177B1 (fr) * 2010-12-20 2012-12-21 Alcan Rhenalu Alliage aluminium cuivre lithium a resistance en compression et tenacite ameliorees
KR101193571B1 (ko) * 2011-12-23 2012-10-25 (주)아인스 알루미늄 피막 형성을 위한 전해액 및 이를 이용한 알루미늄 피막 형성방법
CN102492877B (zh) * 2011-12-31 2013-06-19 辽宁忠旺集团有限公司 一种大径铝合金管材挤压加工工艺

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3524799A (en) 1969-06-13 1970-08-18 Reynolds Metals Co Anodizing aluminum
US6027629A (en) 1994-11-16 2000-02-22 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Vacuum chamber made of aluminum or its alloys, and surface treatment and material for the vacuum chamber
US6066392A (en) 1997-11-14 2000-05-23 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Al material excellent in thermal crack resistance and corrosion resistance
JP2001220637A (ja) 2000-02-04 2001-08-14 Kobe Steel Ltd 陽極酸化処理用アルミニウム合金、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金部材およびプラズマ処理装置
US20010019777A1 (en) 2000-02-04 2001-09-06 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Chamber material made of Al alloy and heater block
US6686053B2 (en) 2001-07-25 2004-02-03 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho AL alloy member having excellent corrosion resistance
US7033447B2 (en) 2002-02-08 2006-04-25 Applied Materials, Inc. Halogen-resistant, anodized aluminum for use in semiconductor processing apparatus
US6713188B2 (en) 2002-05-28 2004-03-30 Applied Materials, Inc Clean aluminum alloy for semiconductor processing equipment
US7005194B2 (en) 2003-01-23 2006-02-28 Kobe Steel, Ltd. Aluminum alloy member superior in corrosion resistance and plasma resistance
US20100018617A1 (en) 2006-08-11 2010-01-28 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel Ltd) Aluminum alloy for anodizing having durability, contamination resistance and productivity, method for producing the same, aluminum alloy member having anodic oxide coating, and plasma processing apparatus
US20100200205A1 (en) * 2007-07-27 2010-08-12 Alcan Rhenalu EXTRUDED PRODUCT MADE FROM ALUMINIUM ALLOY Al-Mg-Si WITH IMPROVED RESISTANCE TO CORROSION
US20090050485A1 (en) 2007-08-22 2009-02-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Anodized aluminum alloy material having both durability and low polluting property
WO2011089337A1 (fr) 2010-01-20 2011-07-28 Alcan Rhenalu Procédé de fabrication de produits en alliage 6xxx pour chambres à vide

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F.HEYMES; B.COMMET; B.DUBOST; P.LASSINCE; P.LEQUEU; GM.RAYNAUD: "Development of New Alloy for Distortion Free Machined Aluminum Aircraft Components", INTERNATIONAL NON-FERROUS PROCESSING & TECHNOLOGY CONFERENCE, 10 March 1997 (1997-03-10)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018162823A1 (fr) 2017-03-10 2018-09-13 Constellium Issoire Elements de chambres a vide en alliage d'aluminium stables a haute temperature
FR3063740A1 (fr) * 2017-03-10 2018-09-14 Constellium Issoire Elements de chambres a vide en alliage d’aluminium stables a haute temperature
US11248280B2 (en) 2017-03-10 2022-02-15 Constellium Issoire Aluminium alloy vacuum chamber elements stable at high temperature
WO2021064320A1 (fr) 2019-10-04 2021-04-08 Constellium Issoire Toles de precision en alliage d'aluminium
FR3101641A1 (fr) 2019-10-04 2021-04-09 Constellium Issoire Tôles de précision en alliage d’aluminium
US12371768B2 (en) 2019-10-04 2025-07-29 Constellium Issoire Aluminum alloy precision plates
WO2023233090A1 (fr) 2022-06-01 2023-12-07 Constellium Valais Sa Toles pour elements de chambres a vide en alliage d'aluminium
FR3136242A1 (fr) 2022-06-01 2023-12-08 Constellium Valais Tôles pour éléments de chambres à vide en alliage d’aluminium

Also Published As

Publication number Publication date
MY173510A (en) 2020-01-30
FR2996859B1 (fr) 2015-06-05
CN104797726A (zh) 2015-07-22
SG11201503003YA (en) 2015-05-28
EP2909351A1 (fr) 2015-08-26
US20150255253A1 (en) 2015-09-10
MX2015004667A (es) 2015-07-23
EP2909351B1 (fr) 2017-02-01
CN104797726B (zh) 2017-10-24
KR20190040378A (ko) 2019-04-17
WO2014060660A8 (fr) 2015-05-14
TW201422821A (zh) 2014-06-16
EP3168316A1 (fr) 2017-05-17
EP3168316B1 (fr) 2018-12-26
FR2996857A1 (fr) 2014-04-18
FR2996857B1 (fr) 2015-02-27
JP2016500757A (ja) 2016-01-14
KR102032686B1 (ko) 2019-10-15
FR2996859A1 (fr) 2014-04-18
TWI615480B (zh) 2018-02-21
KR20150067211A (ko) 2015-06-17
KR101970043B1 (ko) 2019-04-17
JP6438400B2 (ja) 2018-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2909351B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un élément de chambres à vide en alliage d&#39;aluminium
EP3592875B1 (fr) Elements de chambres a vide en alliage d&#39;aluminium stables a haute temperature
EP2984195B1 (fr) Procédé de transformation de tôles en alliage al-cu-li améliorant la formabilité et la résistance à la corrosion
EP2526216B1 (fr) Procédé de fabrication de produits en alliage 6xxx pour chambres à vide
JP5833987B2 (ja) 陽極酸化処理性に優れたアルミニウム合金および陽極酸化処理アルミニウム合金部材
EP3526358B1 (fr) Toles minces en alliage aluminium-magnesium-scandium pour applications aerospatiales
TW201710521A (zh) 具有陽極氧化被膜且外觀品質良好的鋁合金擠製材料及其製造方法
CA3085811A1 (fr) Procede de fabrication ameliore de toles en alliage d&#39;aluminium-cuivre-lithium pour la fabrication de fuselage d&#39;avion
JP2023524523A (ja) 真空槽部材用のアルミニウム合金板を製造するための方法
EP4532779A1 (fr) Toles pour elements de chambres a vide en alliage d&#39;aluminium

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13792051

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14434465

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2015/004667

Country of ref document: MX

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015537319

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157010279

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013792051

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013792051

Country of ref document: EP