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Patent 2091390 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2091390
(54) English Title: FEUILLE MINCE, DEFORMABLE, EN ALLIAGE D'ALUMINIUM A STRUCTURE FINE ET HOMOGENE AYANT UNE LIMITE ELASTIQUE ELEVEE
(54) French Title: FINE AND HOMOGENOUS STRUCTURE ALUMINUM ALLOY, THIN AND DUCTILE SHEET WITH HIGH YIELD STRENGTH
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C22C 21/02 (2006.01)
  • B22D 11/06 (2006.01)
  • B22D 15/04 (2006.01)
  • C22C 01/02 (2006.01)
(72) Inventors :
  • RAYNAUD, GUY-MICHEL (France)
  • GRANGE, BERNARD (France)
  • LEGRESY, JEAN-MARC (France)
  • BECHET, DENIS (France)
  • SOLIGNAC, PHILIPPE (France)
(73) Owners :
  • PECHINEY RECHERCHE
(71) Applicants :
  • PECHINEY RECHERCHE (France)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(22) Filed Date: 1993-03-10
(41) Open to Public Inspection: 1993-09-27
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
92 04 259 (France) 1992-03-26

Abstracts

French Abstract


PRECIS DE LA DIVULGATION:
Une feuille mince, déformable, en alliage d'aluminium à
structure fine et homogène ayant une limite élastique élevée
et à un procédé de fabrication de ladite feuille. Cette
feuille d'épaisseur comprise entre 0,1 et 3 mm est obtenue
par coulée sur une surface métallique défilant avec une
vitesse supérieure à 0,1 m/s et présente une structure dans
laquelle les éléments d'addition sont sous forme de
particules eutectiques de dimensions comprises entre 0,05 et
2 micromètres et dispersées de façon homogène dans toute
l'épaisseur de la feuille. L'invention trouve une
application dans la plupart des cas où il est nécessaire de
disposer de feuilles ayant une limite élastique élevée de
manière à pouvoir les transformer aisément par déformation
en produits finis tels que, notamment, barquettes, boîtes et
opercules.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


18
REVENDICATIONS.
1.-Feuille en alliage d'aluminium, d'épaisseur comprise
entre 0,1 et 3mm, apte à la déformation, obtenue par
élaboration du dit alliage à partir d'aluminium
électrolytique de première ou deuxième fusion puis, coulée
sur une surface métallique refroidie défilant avec une
vitesse supérieure à 0,1 m/s caractérisée en ce qu'elle
contient au moins un élément d'addition appartenant au
groupe consitué par le fer à une teneur pondérale comprise
entre 0,9 et 3%, le nickel entre 0,05 et 8% le manganèse
entre 1,6 et 3% et le silicium entre 0,9 et 14%, les dits
éléments étant présents à l'état simple ou combiné pour
former entre eux ou avec l'aluminium au moins partiellement
un composé intermétallique et apparaissant sous forme de
particules eutectiques dont les dimensions sont comprises
entre 0,05 et 2 micromètres et sont dispersées de façon
homogène dans toute l'épaisseur de la feuille.
2.-Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce que
le composé intermétallique appartient au groupe constitué
par l'Al3Fe, l'Al6Mn, l'Al3Ni, les AlFeSi, les AlMnSi,
l'Al6(Fe,Mn), l'Alg(Fe,Ni), les Al(Fe,Mn)Si.
3.-Feuille selon la revendication 1, caractérisé en ce que
l'alliage contient du magnésium sous forme de
l'intermétallique Mg2Si.
4.-Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce que,
la présence simultanée de fer et de silicium est limitée à
une teneur pondérale maximale telle que Fe + 0,24 Si < 4,2%.
5.-Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce que,
la présence simultanée de fer et de manganèse est limitée à
une teneur pondérale maximale telle que Fe + 1,33 Mn < 4%.

19
6.-Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce que
la teneur pondérale en fer est supérieure à 1,5%.
7.-Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce que
la teneur pondérale en nickel est supérieure à 2,5%.
8.-Feuille selon la revendication l, caractérisée en ce que
la teneur pondérale en manganèse est supérieure à 2%.
9.-Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce
qu'elle contient au moins un élément appartenant au groupe
constitué par le chrome, le titane, le zirconium présent à
des teneurs maximales respectives de 0,5%, 0,2% et 0,15% et
au moins partiellement sous la forme de dispersoïdes de
dimensions comprises entre 0,005 et 0,5 micromètres
10.-Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce
qu'elle contient au moins un élément appartenant au groupe
constitué par le magnésium et le cuivre présent à des
teneurs maximales respectives de 5% et 6% et au moins
partiellement sous la forme de solution solide.
11.-Feuille selon la revendication 1, 9 ou 10,
caractérisée en ce que l'alliage appartient au groupe
constitué par les AlSiCu, Al(FeSi)Cu et AlNiMg auxquels on a
ajouté du titane ou du chrome ou du zirconium.
12.-Feuille selon la revendication 1, 9 ou 10,
caractérisée en ce que l'alliage appartient au groupe
constitué par les Al(Fe,Mn)Mg auxquels on a ajouté du titane
ou du chrome ou du zirconium ou du cuivre.
13.-Feuille selon la revendication 1, 9 ou 10 caractérisée
en ce que l'alliage est auto trempant et appartient au
groupe constitué par les AlSi(Fe,Mn)Mg et les AlMgSi avec
ajout de manganèse ou de cuivre ou de chrome ou de

zirconium.
14.-Procédé de fabrication d'une feuille en alliage
d'aluminium, d'épaisseur comprise entre 0,1 et 3 mm, apte à
la déformation, caractérisé en ce que l'on:
-élabore l'alliage à partir d'aluminium électrolytique de
première ou deuxième fusion auquel sont ajoutés les élements
d'addition,
-porte ledit alliage à une température suffisante pour le
fondre complètement,
-coule l'alliage fondu sur la surface d'un cylindre refroidi
tournant avec une vitesse linéaire supérieure à 0,1 m/s. de
manière à obtenir une bande d'épaisseur comprise entre 0,1
et 3 mm.
15.-Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que
l'on refroidit la bande à la température ambiante et la
lamine à froid jusqu'à obtenir une feuille de l'épaisseur
désirée.
16.-Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé
en ce que l'on soumet la feuille obtenue à un chauffage dans
une gamme de température comprise entre 250°C et 500°C
pendant 1 à 2 heures.
17.-Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que
l'on soumet la bande à des recuits intermédiaires entre deux
passes de laminage.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


~09139
FEUILLE MINCE, DEFORMABLE, EN ALLIAGE D'ALUMINIUM
A STRUCTURE FINE ET HOMOGENE AYANT
UNE LIMITE ELASTIQUE ELEVEE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION.
L'invention est relative aux feuilles minces en alliage
d'aluminium qui peuvent avoir une forte teneur en éléments
d'addition et présentent une structure fine et homogène
ainsi qu'une limite élastique élevée, une bonne résistance
mécanique et un allongement convenable, ce qui les destine
plus particulièrement à la fabrication d'emballages.
Ces feuilles sont obtenues par coulée sur la surface d'un
cylindre refroidi tournant à une vitesse linéaire supérieure
~ 0,1 m/s.
ETAT DE LA TECHNIQUE.
Il est connu qu'on peut am~liorer- les caractéristiques
mécaniques da l'aluminium en l'alliant avant la coulée à
d'autres éléments tels que le magnésium, le manganèse, le
~25 silicium, le fer, le cuivre, le zinc, par exemple.
Pour des compositions dites hypoeutectiques, on obtient lors
de la coulée, la ~ormation successive de cristaux
d'aluminium puis, de particules dites eutectiques
.30 constituées par un mélange de cristaux d'aluminium et de
cristaux, soit de l'élément d'addition comme dans le cas du
silicium soit d'un composé intermétallique résultant de la
réaction d'un ou plusieurs éléments entre eux ou avec
l'aluminium comme dans le cas du fer ou du cuivre et du
silicium, les dits eutectigues étant précipités dans la
matrice d'aluminlum.
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2 2091390
Pour des compositions a forte teneur en éléments d'addition,
dites hypereutectiques, la solidification de l'alliage donne
lieu à la formation initiale de particules primaires
constituées par l'élément d'addition ou un composé
intermétallique avant l'apparition de la structure
eutectique.
Suivant le type de coulée et la fraction volumique des
éléments d'alliage, on note des différences importantes de
structure notamment au niveau de la taille des particules.
Ainsi, dans le cas de la coulée classique en lingotière de
section polygonale ou cylindrique, ces particules sont
relativement grossières ( >40 micromètres pour un alliage
contenant plus de 1,3~ de fer ), notamment quand elles
occupent une fraction volumique importante, et forment
autant de microségrégations qui nuisent à l'obtention de
propriétés mécaniques convenables.
.. .
Par ailleurs, ce type de coul~e conduit à une ségrégation
dite corticale, c'est-à-dire à la formation à la périphérie
du produit coulé d'une zone plus riche en éléments
d'addition qui constitue une macroségrégation également
nuisible aux caractéristiques mécanigues de l'alliage.
De plus, ce procédé fournit des produits de grandes
dimensions qui, pour être transformés en feuilles, doivent
subir des opérations de laminage soit à chaud soit à froid
et qui sont généralement séparées par des étapes de
traitement thermique. Autant d'opérations qui grèvent
fortement le prix de revient des feuilles obtenues.
.
Les caractéristiques mécaniques des alliages d'aluminium
peuvent également être améliorées par un traitement
particulier dit de durcissement structural.
Ce traitement consiste a soumettre l'alliage à une gamme de
.' .
:: , .
~ . ,.~ -,

3 ` 2091390
fabrication comportant une étape de mise en solution à
température relativement élevée suivie d'une trempe et ou
d'une maturation ou d'un traitement thermique de revenu.
Dans ces conditions, il se forme des précipités qui
contribuent à améliorer les propriétés des dits alliages
pour autant qu'ils soient de taille réduite.
Mais, ce traitement complique passablement le procédé de
fabrication et nécessite toujours des passes de laminage. Ce
qui en définitive grève égaiement le prix de revient.
Parmi les alliages qui se pretent à un tel traitement, on
peut citer, par exemple, les alliages du type AlMgSi,
AlCuMg, AlZnMg et AlZnMgCu.
Certes, certains procédés particuliers de coulée telle que
la coul~e entre cylindres permettent par un refroidissement
plus rapide d'atténuer les phénomènes de ségrégation,
notamment la ségrégation corticale, et d'obtenir également
une structure plus fine.
A ce propos, on peut citer le brevet français N2 291 285
qui décrit un procédé de fabrication d'un produit en feuille
d'aluminium à partir d'un alliage contenant en poids au plus
2,5~ de fer, 2,0% de silicium, 2,0% de zinc, 1,0% de nickel,
0,5% de manganèse, 1,0% de cuivre, 1,0% de magnésium. Le dit
alliage est obtenu par coulée dans la partie resserrée d'une
paire de rouleaux fortement refroidis qui tirent le métal
fondu vers le haut à partir d'un bec injecteur isolé
- thermiquement au voisinage immédiat des rouleaux.
Dans ces conditions, on obtient une plaque d'épaisseur
moindre que 25 mm à une vitesse de croissance supérieure à
25 cm/min où les intermétalliques sont déposés sous forme de
bâtonnets allongés dans un intervalle de taille de 0,05 à
0,5 micromètres de diamètre, la dite plaque étant alors
soumise à une réduction d'au moins 60~ par laminage pour
fragmenter les bâtonnets intermétalliques puis, soumise à un
. .
..
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.

4 2091390
recuit final à une température dans l'intervalle de 250 à
400C.
Ce procédé permet d'obtenir des feuilles de 1 mm d'épaisseur
qui, dans le cas d'un alliage contenant 1,7~ de fer, 1,2~ de
silicium et 0,2~ de cuivre, ont sans recuit intermédiaire et
après laminage, une limite élastique de 266 MPa et un
allongement de 3~ et, après un recuit partiel à 300C, une
limlte élastique de 126 MPa et un allongement de 22~.
A titre de comparaison, par coulée classique, le meme
alliage donne des feuilles de 1 mm d'épaisseur qui, après
recuit partiel à 300C, ont une limite élastique de 56 MPa
et un allongement de 30~.
L'amélioration des caractéristiques mécaniques et notamment
de la limite élastique est donc significative.
Cependant, on constate que dans ce~brevet , les particules
ont la forme de b~tonnets allongés qu'il faut fragmenter par
laminage pour obtenir des particules de dimensions
convenables.
De plus, la coulée entre cylindres a pour inconvénient de
conduire à des feuilles présentant une ségrégation centrale
et donc à une hétérogénéité nuisible à l'obtention de bonnes
caractéristiques mécaniques dans toute l'épaisseur de la
feuille.
:
: 30 En outre, il est impossible de laminer à froid jusqu'à des
épaisseurs inférieures à 50 micromètres des bandes issues de
la coulée entre cylindres constituées par des alliages
chargés en éléments d'addition ; il faut nécessairement
passer par une phase de laminage à chaud si on veut éviter
le phénomène de " persillage " correspondant à la formation
de microporosites.
.

2091390
Par ailleurs, on connaît des procédés d'hypertrempe qui
permettent d'obtenir des structures dans lesquelles les
intermétalliques sont de taille réduite et les solutions
solides sont sursaturées en éléments à solubilité limitée.
Mais, ces procédés mettent en oeuvre des vitesses de
refroidissement supérieures à 106K/s et conduisent à des
produits qui ne peuvent etre utilisés qu'après une étape de
consolidation. On peut citer, par exemple, le document EP
136508 qui décrit un procédé dans lequel on aboutit à des
particules métalliques qu'il faut ensuite chauffer sous vide
puis compacter et extruder sous forme de barres avant de
procéder au laminage pour les transformer en feuilles -
OBJET DE L'INVENTION.
La demanderesse a pour but de proposer des feuilles en
alliage d'aluminium d'épaisseur comprise entre 0,1 et 3 mm
dans lesquelles les inconvénients de l'art antérieur ont été
supprimés et gui présentent donc, meme avec des alliages
très chargés en éléments d'addition, :
-une absence de macroségrégations et notamment de
ségrégation centrale;
` -une quasi absence de microségrégations ;
-un0 forte extension des domaines de solution solide ;
-des particules eutectiques de dimensions moyennes,
régulieres et fines ;
-une absence de particules primaires pour certaines
compositions hypereutectiques ;
-une fraction volumique d'intermétalliques plus importante
qu'avec les procédés de l'art antérieur;
~- -un grain de recristallisation très fin ;
-un mode d'élaboration des dites feuilles évitant les
opérations de remise en solution, de trempe et de laminage a --
~ chaud ;
- ~ 35 -pour certains alliages, la possibilité d'obtenir la feuille
. :
~ directement par coulée sans laminage ni traitement
:
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6 2091390
thermique.
Ces résultats sont obtenus à partir d'alliages qui peuvent
etre beaucoup plus chargés en éléments d'addition que les
alliages de l'art antérieur. et ils s'accompa~nent d'une
nette amélioration de la limite élastique et de la
résistance mécanique des feuilles obtenues tout en gardant
un allongement convenable et donc une aptitude à la
déformation compatible avec la confection d'emballages soit
par matriçage soit par emboutissage ou emboutissage-étirage.
DESCRIPTION DE L'INVENTION.
L'invention est relative à une feuille en alliage
d'aluminium, d'épaisseur comprise entre 0,1 et 3 mm, apte à
la déformation, obtenue par élaboration du dit alliage à
partir d'aluminium électrolytique de première ou deuxième
fusion puis, coulée sur une surface métallique refroidie
défilant avec une vitesse supérieure à 0,1 m/s caractérisée
en ce qu'elle contient au moins un élément d'addition
appartenant au groupe constitué par le fer à une teneur
pondérale comprise entre 0,9 et 3~, le nickel entre 0,05 et
8~, le manganèse entre 1,6 et 3% et le silicium entre 0,9 et
14%, les dits éléments étant présents à l'état simple ou
combiné pour former entre eux ou avec l'aluminium au moins
partiellement un composé intermétallique et apparaissant
sous forme de particules dont les dimensions sont comprises
entre 0,05 et 2 micromètres et sont dispersées de facon
i homogène dans toute l'épaisseur de la feuille.
: 30
. L'invention est donc caractérisée par différents moyens :
des teneurs en él~ments d'addition qui peuvent atteindre
~ des valeurs relativement importantes. Ainsi, par exemple, on
:~ 35 peut aiouter jusqu'à 3% de fer alors qu'en coulée classique
ou ~même entre cylindres on atteint rarement 1,5~. Il en est
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" 2091390
de même pour le nickel et le manganèse. AU delà de ces
teneurs, on constate l'apparition de particules
d'intermétalliques grossières qui dégradent les propriétés
mécaniques.
Il est évident que pour des teneurs en éléments d'addition
inférieures aux limites fixées ci-dessus, on obtient des
feuilles qui peuvent répondre au but recherché par la
demanderesse. Mais, l'invention présente un grand intéret
notamment pour une teneur pondérale en fer supérieure à
1,5%, en nickel supérieure à 2,5%, en manganèse supérieure à
2~.
Quant au silicium, il peut etre présent à l'état élémentaire
ou il apparait sous forme de particules eutectiques très
fines ou d'intermétalliques par réaction avec les alliages
formés par l'aluminium avec l'un au moins des trois éléments
du groupe constitué par le fer, le nickel et le manganèse et
également avec le magnésium.
2-des structures particulières où les intermétalliques ont
une dimension moyenne relativement faible et sont dispersés
de fa~on homogène dans l'épaisseur de la feuille à la
différence de la coulée entre cylindres.
Mais, de telles structures n'existent qu'en combinaison avec
certaines conditions de fabrication de la feuille telles que
celles qui constituent le troisième moyen de l'invention, à
savoir :
3-la coulée en bande mince sur une seule surface de
refroidissement circulant à une vitesse de l'ordre du
décimètre par seconde alors que dans la coulée entre
cylindres, cette vitesse est voisine du mètre par minute.
Dans ces conditions, la dite bande peut etre utilisée telle
quelle ou laminée à froid sans autre traitement thermique
qu'un recuit final de sorte que la plus grande partie des
éléments d'addition reste en solution solide ce qui rend
plus facile le contrôle de la recristallisation et le
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8 2091390
maintien dans la feuille finale d'une structure fine et
homogène.
De préférence, les composés intermétalliques présents dans
les feuilles appartiennent au groupe constitué par
l'Al3Fa, l'Al6Mn, l'Al3Ni, les AlFeSi, les AlMnSi,
l'Al6(Fe,Mn), l'Alg(Fe,Ni), les Al (Fe,Mn)Si, le Mg2Si
qui ont des caractéristiques mécaniques favorables vis-~-vis
de la formabilité et des problèmes de grippage en
particulier.
Des feuilles constituées par des alliages Al(Fe,Mn)Si
conviennent particulièrement à l'invention.
Dans le cas particulier où la feuille contient simultanément
du fer et du manganèse, la teneur pondérale maximale en fer
est telle ~ue Fe + 1,33 Mn est inférieure à 4~, valeur au
delà de laquelle il y a apparition de particules
intermétalliques primaires néfastes vis-à-vis de la
formabilité.
Pour les mêmes raisons, dans le cas particulier où la
feuille contient simultanément du fer et du silicium, la
teneur pondérale maximale en fer est telle gue Fe ~ 0,24 Si
< 4,2%. -
; L'invention porte également sur des feuilles qui, outre le
fer, le nickel, le manganèse et le silicium, contiennent
d'autres éléments d'addition susceptibles de former des
dispersoïdes tels que le chrome, le titane et le zirconiumjusqu'à des teneurs pondérales respectives de 0,5~, 0,2% et
0,15~ et dont les dimensions sont comprises entre 0,005 et
0,5 micromètres.
Ces éléments permettent également d'améliorer les propriétés
meF~niqueS des feuilles~
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9 '2091390
Comme pour les éléments précédents, des teneurs supérieures
aux valeurs indiquées conduisent à la formation de
précipités grossiers qui ne permettent pas d'atteindre le
but recherché.
Enfin, l'invention comprend aussi des feuilles qui
contiennent au moins un autre élément appartenant au groupe
constitué par la magnésium et le cuivre, les dits éléments
étant présents à des teneurs maximales respectives de 5% et
6~ et au moins partiellement sous la forme de solution
solide.
Ces éléments permettent également de renforcer les
propriétés mécaniques des feuilles contenant les éléments
formant les intermétalli~ues en présence ou non des éléments
qui forment des dispersoïdes.
: Les teneurs maximales correspondent aux valeurs au del~
desquelles, on forme des particules de dimensions telles
qu'elles entraînent une dégradation des propriétés
mécaniques des feuilles obtenues.
Les alliages mettant en oeuvre ces éléments en solution
solide ou sous forme de disperso~des sont choisis de
préférence dans les groupes,constitués par :
-les AlSiCu, les Al(Fe,Si)Cu et les AlNiMg contenant chacun
du titane ou du chrome ou du zirconium.
-les Al(Fe,Mn)Mg contenant du titane ou du chrome ou du
zirconium ou du cuivre.
-les alliages autotrempants appartenant au groupe constitué
par les AlSi(Fe,Mn)Mg et les AlMgSi, ces derniers contenant
du manganèse ou du cuivre ou du chrome ou du zirconium. :
~ .
- L'invention concerne également un procédé de fabrication de
feuilles telles ~ue décrites précédemment.
- .
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- , . . . .
.

~091390
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on :
-élabore l'alliage à partir d'aluminium électrolytique de
première ou deuxième fusion auquel sont ajoutés les éléments
d'addition,
-porte le dit alliage à une température suffisante pour le
fondre complètement,
-coule l'alliage fondu sur la surface d'un cylindre refroidi
tournant avec une vitesse linéaire supérieure à 0,1 m/s de
manière à obtenir une bande d'épaisseur comprise entre 0,1
et 3 mm,
Le procédé consiste donc à mettre en oeuvre de l'aluminium
électrolytique de première ou deuxième fusion et à lui
ajouter à l'état fondu les éléments d'addition selon la
pratique connue de l'homme de l'art.
Le dit alliage fondu est alors coulé sous la forme de bande
sur une surface mobile refroidie suivant la technique
appelée dans le langage anglo-saxon : " melt overflow "
décrite, par exemple, dans le brevet francais n 426993.
La feuille obtenue est utilisable directement sans aucun
traitement mécanique tel que le laminage ni traitement
thermique tel qu'un recuit.
Toutefois, pour obtenir des feuilles d'épaisseur inférieures
à 0,lmm et/ou encore pour augmenter la limite élastique, on
peut refroidir la bande à la température ambiante et la
laminer directement sans aucun traitement intermédiaire.
.
Egalement, si on veut améliorer l'allongement de la feuille
directement après coulée ou encore après laminage, on soumst
la feuille obtenue à un chauffage dans une gamme de
température comprise entre 25QC et 500C pendant 1 à 2
heures.
Il est à noter qu'au cours de cette dernière phase, la
.
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11 2Q9139~
concentration en solution solide des éléments d'alliage
comme le fer notamment est telle qu'elle bloque toute
recristallisation et en conséquence, on maintient une
structure fine et garde à la feuille ses bonnes propriétés
mécaniques.
EXEMPLES D'APPLICATION.
Exemple 1.-
On a fabriqué des feuilles d'une épaisseur moyenne de 30micromètres en alliage du type 8011 suivant les normes de
l'Aluminum Association c'est-à-dire ~ui contenait en poids :
0,9~ de silicium et 1% de fer comme éléments principaux
d'addition.
Pour cela, on a utilisé le procédé de coulée classique, le
procédé de coulée entre cylindres et le procédé selon
l'invention.
Les micrographies au grossissement 1000 des feuilles
obtenues ont été reproduites respectivement dans les figures
1 ,2 et 3.
On constate sur la figure 1, la présence de particules
- d'intermétallique A13Fe de grande taille ; sur la figure
2, les particules sont plus petites mais, on peut voir une
: zone hétérogène due à la ségrégation centrale ; par contre,
sur la figure 3, les particules sont fines et réparties de
facon homogène.
' .
Exemple 2.-
On a cherch~ ~ fabriquer des feuilles de ~0 micromètresd'épaisseur en un alliage du type 8079 suivant les normes de
l'Aluminium Association et qui contenait 1,3 ~ de fer à
partir des trois types de coulée et de leurs traitements
termiques et/ou mécaniques correspondants :
-par coulée classique suivie d'un laminage à chaud, d'un
laminage à froid et de recuits intermédiaires ;
':
`~
,
~, . ' . '~' ' '
,
- ' ' : ' :

12 2 09139 0
-par coulée entre cylindres sous une épaisseur de 5 mm pUi8
laminage à froid ;
-par coulée sur un cylindre suivant l'invention sous une
épaisseur de l mm puis laminage à froid et recuit final.
La feuille issue de la coulée entre cylindres n'a pas pu
être laminée en dessous de 50 micromètres.
Les feuilles obtenues dans chacun des trois cas ont été
soumises à un examen de persillage : le nombre de trous
relevés par m2 a été respectivement de : 120, 1500 et 90 ;
ce qui montre que la qualité de la feuille suivant
l'invention est nettement supérieure à celle des autres
procédés.
Par ailleurs, on a mesuré sur les feuilles obtenues par
coulée classique et suivant l'invention la résistance à la
rupture Rm et l'allongement A et relevé respectivement les
valeurs suivantes : Rm : 80 et 120 MPa ; A : 10 et 12%.
Ces valeurs montrent l'amélioration apportee par
l'invention.
Exemple 3.-
On a coulé suivant l'invention deux types d'alliages, l'un
contenant 2% de fer et 3% de silicium, l'autre contenant1,4~ de fer et 0,3% de manganèse en feuilles de 100
micromètres qui ont été ensuite traitées pendant 5 heures à
- 400C.
On a noté que pour le premier alliage, Rm = 190 MPa et A =
20% et que pour le second, Rm = 210 MPa et A = 1~%.
A titre de comparaison, un alliage du type 3003 suivant les
normes de l'Aluminium Association et qui contenait 0,7~ de
fer, 0,6% de silicium et 1,3~ de manganèse possédait les
propriètés suivantes :
-a l'~tat ~ 24, Rm 150 MPA ot A = 12~J
- , - `
- '
-, ~
: : -

~)91390
13
-à l'état recuit, Rm = 120 MP~ et A = 20~.
On peut constater l'amélioration apportee au niveau de la
resistance pour un allongement comparable.
Exemple 4.-
Sur des feuilles obtenues suivant l'invention, on procèdepour differents éléments d'addition à des mesures des
fractions volumiques et de la taille des précipités
eutectiques ainsi que des dispersoides et la concentration
- en solution solide.
Les résultats figurent sur le tableau l. On peut constater
l'importance des fractions volumiques et la finesse des
précipités eutectiques et des dispersoïdes obtenus de même
que la forte proportion d'eléments d'addition en solution
solide.
Exemple 5.-
.
Des feuilles en AlFeSi, AlMnSi, AlMnMgSi, AlMgMn, AlMgMnFe,AlMgFe, AlMgFeCr, AlNiMg et AlSiCu contenant différentes
proportions en él~ments d'alliage obtenues suivant
l'invention à partir d'une bande d'épaisseur E = 0,8 mm, ont
ét~ laminées ~ froid jusqu'à des épaisseurQ de 0,25 ou 0,1
mm puis soumises ou non à un traitement de recuit final ou
intermédiaire.
Différentes mesures ont été effectu~es sur chacune d'entre
elles telles que :
-la limite ~lastique Ro 2,
-la résistance à la rupture Rm,
-l'allongement A,
-l'anisotropie suivant la norme NFA 50-301 de juin 1976, ~-
-le LDR ( limiting drawing ratio ) qui est la valeur dans
une opération d'emboutissage du rapport du diamètre maximum
du flan ~ feuille découp~e suivant un cercle ) sur le
- .
- ~ .. - .

2091390
14
diamètre du poinçon d'emboutissage sans apparition de
rupture dans des conditions déterminées d'emboutissage.
Les résultats figurent dans le tableau 2.
On constate que les limites élastiques atteignent des
valeurs tras èlevées, par exemple, 450 MPa pour une feuille
de 0,25 mm d'épaisseur contenant 6% de nickel et 1% de
magnésium, ce qui confère à ces feuilles une excellente
aptitude dans le domaine du boîtage.
Les autres alliages du type AlFeSi et AlMnSi se pretent plus
particulièrement à la fabrication de bandes minces.
A titre comparatif en ce qui concerne les feuilles en
AlFeSi, on peut citer dans la demande de brevet japonais 64-
34548, l'enseignement d'une feuille en un alliage
d'aluminium d'épaisseur 0,5 mm obtenue par coulée entre
cylindres à partir d'un alliage contenant 1,4% de fer, 0,8
de silicium et recuit final pendant 4 heures à 400C qui
présente une résistance à la rupture de 125 MPa. Or, on peut
lire dans le tableau 2 qu'un alliage contenant 2,5% de fer
et 2~ de sllicium sous forme d'une *euille selon l'invention
d'épaisseur 0,1 mm présente une résistance à la rupture de
290 MPa soit une valeur nettement plus élevée.
Par comparaison également et en ce qui concerne l'alliage
d'aluminium contenant 4,5% de magnésium et 0,4~ de manganèse
pour lequel l'invention conduit à une R0,2 de 357 MPa, une
Rm de 416 MPa, un allongement de 7~ et à une anisotropie de
-6, on peut noter que le même alliage laminé à chaud jusqu'à
2,7 mm puis à froid jusqu'à 0,25 mm suivant un procédé
classique présente une R0,2 de 346 MPa, une Rm de 396 MPa,
un allongement de 6~ et une anisotropie de -12.
On observe donc un gain notable sur l'anisotropie.
La présente invention trouve son application dans la
fabrication de feuilles minces destinées plus
., . : . ~
- : . : . -
:. - , ~, ~ -
. -- -- . .
-
,
.

` ` 2Q91390
. 15
particulièrement à la confection de barquette~, de boîtes,
d'opercules et également d'éléments de carrosserie par
emboutissage profond.
,~ 10
. . .
.
~ . . .. . .
- - , - ~ .

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17
TABLEAU 2
~ .... ~ ~ ~ . ~ . ~ _ ~, _
: ¦Composition E e Traitement ~R0,2 Rm A Anisotropie LDR
: (%) mm I mm thermique (MPa) (MPa) (%)
, ,,~,,",, . ,.. ,.. - ~ ~ ~ 1_ _ 1. ., . _ I
AlFeSi Fe : 2,5 1~ 0,1 Aucun 253 290 4
5i_ : 2 _ I . - - --
AlMnMg Mn : 2 l
Mg : 1,5 0, 0,25 Aucun 325 3502,5 9 ,9
_ l .. _ 1 11 .
lh à 500C 340 3805,5 - 2 2
à 0,50 mm
_ . - - I _ I _ . _
AlMgMn Mg : 4,5 0, 0,25 Aucun 357 416 7 - 6
Mn : 0'4 1- ¦ - - - _
Mg : 2 0,8 ,25 Aucun 343 395 3,5
Mn : 2
. .. _ _ I I . . _ I
AlMgMnFe Mg : 2
Mn : 2 0,8 ,25 Aucun 393 425 3
Fe : 0,6
__ . .. _ - ...... - I I ....
AlMgFe FMeg . 12,5 0,8 ,25 Aucun 332 359 4,5 - 6
I -----~ 1- -------- - I I
AlMgFeCr Mg :2
Fe : 1,5 0,8 ,25 Aucun 356 392 4 - 4
Cr : 0,2 .
- _ . I .... --1-- . 1
AlNiMg N; : 6 0,8 ,8 Aucun 254 260 4
Mg : 1 _ . _
: ll 0,8 ,25 Aucun 450 466 2,7
. . _ . _._ . . . I . _
_ . 0,8 _ lh a 300C 252 287 15 .
_ 0,8 _ lh à 500C ¦ 165 230 23
Ni : 50, ,25 Aucun 492 520 2 - 10 ,1
Mg 3 . _ l _ .
ll ll ll lh à 300C 328 390 12 - 6 ,2
; ¦ à 0,50 mm
: AlSiCu Si : 6¦0,8 ),25 Aucun 330 360 3
. .. ,.,.~, Cu: 0,5 _ _ .......... , - ~ _ .. , ~ . _

Representative Drawing

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Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Time Limit for Reversal Expired 1998-03-10
Application Not Reinstated by Deadline 1998-03-10
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 1997-03-10
Application Published (Open to Public Inspection) 1993-09-27

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Abandonment Date Reason Reinstatement Date
1997-03-10
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Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Drawings 1993-09-26 1 106
Claims 1993-09-26 3 102
Abstract 1993-09-26 1 25
Descriptions 1993-09-26 17 614
Fees 1996-02-12 1 54
Fees 1995-02-15 1 53
Prosecution correspondence 1995-11-30 1 42
Courtesy - Office Letter 1995-12-19 1 50