Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un procédé de préparation d'alliages en aluminium
contenant du graphite, qui comprend l'addition et la dispersion de particules de graphite,
particulièrement de particules de graphite non recouvertes d'un métal, dans une coulée
d'aluminium ou en alliage de ce dernier.
Technique antérieure
[0002] Dans de nombreux éléments structuraux de contact par glissement, utilisés dans des
moteurs à combustion interne, tels que paliers, engrenages, pistons, cylindres, curseurs
et analogues, on a utilisé, d'ordinaire, des alliages métalliques contenant un lubrifiant
solide.Cette méthode est utilisée pour compenser une perte de lubrification en fournissant
une action auto-lubrifiante du lubrifiant solide quand une pellicule d'une huile lubrifiante
est détruite.On sait que le graphite convient très bien comme lubrifiant solide.En
conséquence de nombreux alliages contenant des particules de graphite ont été, jusqu'à
ce jour, proposés et fabriqués.Cependant, la plupart de ces alliages métalliques contenant
des particules de graphite est préparée selon une métallurgie de pulvérisation, de
sorte que les produits de frittage résultant ne présentent pas de propriétés mécaniques
suffisantes.
[0003] Dans le cas de produits de grandes dimensions, les frais de fabrication sont beaucoup
plus élevés que dans le cas de produits coulés ou forgés.Aussi, il a été fait un sérieux
effort pour développer une technique de coulée capable de disperser uniformément des
particules de graphite dans des alliages métalliques sans avoir besoin de faire flotter
ces particules de graphite.
[0004] Plus particulièrement, les procédés suivants ont été récemment proposés comme technique
de dispersion des particules de graphite dans une coulée d'alliage en aluminium [solubilité
du graphite inférieure, en poids, à D,01%J avec lequel le graphite est incompatible
en métallurgie, sans avoir recours-à la flottaison des particules de graphite.
[0005] Il a donc été proposé une méthode selon laquelle une poudre mélangée de particules
de graphite enduite de nickel et d'un halogénure est incorporée dans une coulée d'un
alliage hypereutectique Al-Si et des tourbillons sont formés dans la coulée par un
agitateur pour y disperser uniformément les particules de graphite, et une autre méthode
selon laquelle des particules de graphite recouvertes d'un métal et mises en suspension
dans un gaz porteur sont soufflées dans une coulée d'un alliage d'aluminium, méthode
décrite dans la publication du brevet japonais n°45-13224.
[0006] Cependant, ces méthodes comportent les problèmes et défauts décrits ci-dessous.Dans
chacune de ces méthodes, il est indispensable que les surfaces des particules de graphite
à disperser soient recouvertes d'un métal.
[0007] Un revêtement métallique peut être formé sur les surfaces des particules de graphite
par placage chimique ou analogues.Cependant, ce procédé comporte des étapes compliquées,
les installations de traitement des eaux résiduelles et analogues posent de gros problèmes
et par conséquent les prix de revient de ces produits en sont défavorablement accrus.
[0008] En outre, comme les surfaces des particules de graphite enduites de métal sont à
l'état oxydé, même si ces particules sont jetées et dispersées dans une coulée, elles
risquent de remonter à la surface de la coulée en raison de la faible mouillabilité
avec celle-ci et il est impossible de disperser les particules de graphite de façon
uniforme dans la coulée.Il a donc été proposé d'améliorer cette mouillabilité en traitant
les particules de graphite dans une atmosphère d'hydrogène.
[0009] Cependant, dans ce cas, de nombreuses soufflures se Forment par décharge d'hydrogène
à partir du coeur des particules de graphite et on ne peut pratiquement pas obtenir
de produits valables.
[0010] Il est nécessaire d'incorporer une quantité variant de 4 à 30%, en poids, de graphite
dans l'aluminium ou son alliage pour obtenir un effet lubrifiant suffisant du graphite
dans un frottement à sec.L'utilisation de particules de graphite enduites d'un métal
n'est pas appropriée pour jeter et disperser une aussi grande quantité de particules
de graphite dans une fusion de courte durée avec un haut rendement.
[0011] De plus, quand on souhaite jeter et disperser une grande quantité de particules de
graphite enduites de métal dans la fusion à un instant précis, la chaleur nécessaire
pour fondre le métal est prise à partir de la fusion comme matrice, et la température
de cette dernière s'abaisse rapidement jusqu'à réduire la fluidité de la fusion, et
les particules de graphite enduites du métal ajouté risquent de flotter à la surface
de la fusion.Les particules de graphite enduites de métal qui flottent à la surface
de la coulée ne peuvent plus être redispersées dans cette coulée en raison de l'oxydation
superficielle. En conséquence, si l'on souhaite disperser une grande quantité de particules
de graphite dans la coulée, il est nécessaire de jeter et disperser ces particules
petit à petit et en quantités croissantes, ce qui nécessite une durée assez longue
pour disperser la quantité prédéterminée de graphite.
[0012] Quand une longue durée est ainsi exigée pour effectuer la dispersion des particules
de graphite jetées et dispersées dans la coulée, le graphite initial granulaire commence
à flotter à la surface de la coulée et par conséquent, le rendement d'utilisation
de ce graphite se détériore grandement.
[0013] Le procédé qui utilise la poudre mélangée nécessite un temps considérable pour ce
mélange, et il est très difficile de choisir une granulométrie adéquate pour mélanger
les particules de graphite à disperser dans la coulée.Si l'on utilise un gaz porteur,
les particules de graphite qui peuvent être utilisées sont limitées à de très fines
particules, et une longue durée est nécessaire pour terminer la dispersion d'une quantité
prédéterminée des particules de graphite.
[0014] Compte tenu de ce qui précède, il a été souhaité de développer un procédé de préparation
d'alliages d'aluminium contenant du graphite, qui utiliserait des particules de graphite
non revêtues d'un métal.
Exposé de l'invention
[0015] La présente invention a pour but de proposer un procédé de préparation d'alliages
en aluminium contenant du graphite, selon lequel on jette etdisperse en un temps très
court des particules de graphite de 2 à 30% en poids dans des coulées d'aluminium
ou d'alliages de ce dernier, avec une efficacité d'utilisation adéquate.
[0016] L'invention a aussi pour but de proposer un procédé de préparation d'alliages en
aluminium contenant du graphite, qui utilise des particules de graphite non recouvertes
d'un métal de sorte qu'il soit possible d'employer des particules de graphite brut
pour réduire les frais de fabrication.
[0017] L'invention a encore pour but de proposer un procédé de préparation d'alliages en
aluminium contenant du graphite, selon lequel la structure de coulée est rendue fine
et les particules de graphite ne risquent pas de flotter à la surface de la coulée.Une
des caractéristiques de l'invention réside dans un procédé de préparation d'alliages
en aluminium contenant du graphite, qui comporte les étapes suivantes : incorporation,
par exemple en jetant 1,5 à 20%, en poids, d'au moins un métal additif choisi dans
le groupe : titane [Ti], chrome [Cr], zirconium [Zr], nickel [Ni], vanadium [V], cobalt
[Co], manganèse [Mn] et niobium [Nb], dans une coulée d'aluminium ou d'alliage de
ce dernier, après introduction dudit métal, lancement et dispersion de 2 à 30%, en
poids, de particules de graphite à l'intérieur de la coulée et après cela, solidification
de la coulée d'aluminium ou d'alliage d'aluminium contenant ces particules de graphite.
[0018] A la place du métal additif cité ci-dessus, comme agent protecteur de la flottaison
du graphite, il est possible d'empêcher au maximum, c'est à dire de réduire, la flottaison
des particules de graphite en ajoutant 0,1 à 3%, en poids, de phosphore [P] .
[0019] Une autre caractéristique de l'invention réside dans le stade de solidification de
la coulée sous une pression de 400 à 1000 kg/cm
2 pour rendre la structure frittée très fine et supprimer la flottaison des particules
de graphite.
[0020] Selon l'invention, il est possible de préparer un alliage de coulée d'aluminium dans
lequel les particules de graphite sont sensiblement et uniformément dispersées dans
toute la structure du lingot affiné, le revêtement métallique sur la surface des particules
de graphite est éliminé et la flottaison de ces dernières est réduite.De plus, même
si l'alliage d'aluminium résultant contenant les particules de graphite est à nouveau
fondu, ces particules ne flottent pas à la surface de la coulée.
Brève description du dessin
[0021] Le dessin est une simple figure montrant la relation entre la quantité dispersée
des particules de graphite et la granulométrie de celui-ci quand des métaux additifs
sont incorporés dans une coulée d'alliage d'aluminium en faisant varier la quantité
de ces métaux additifs.
Meilleure manière de réaliser l'invention
[0022] On va expliquer ci-dessous, en détails, la meilleure manière de réaliser l'invention.
[0023] Il est souhaitable qu'un alliage d'aluminium dans lequel sont jetées et dispersées
des particules de graphite contienne au moins un élément suivant : étain [Sn], cuivre
[Cu], plomb [Pb] et silicium [Si].La raison d'utiliser de tels alliages est d'améliorer
encore plus la valeur d'utilisation de ceux-ci, quand des particules de graphite sont
dispersées dans des alliages de Al-Sn, Al-Cu, Al-Pb et Al-Si, alliages largement utilisés
jusqu'à présent dans des paliers ou analogues.
[0024] Avant de jeter les particules de graphite dans la coulée d'aluminium ou d'alliage
de ce dernier, un élément au moins, choisi dans le groupe : Ti, Cr, Zr, V, Nb, Ni,
Co, Mn et P est incorporé dans ladite coulée.Ces éléments ont été choisis sur la base
de résultats expérimentaux.
[0025] En plus de ces 9 éléments, des essais ont été réalisés sur 11 autres éléments, à
savoir : baryum [Ba], béryllium [Be], cérium [Ce], fer [Fe], césium [Cs], potassium
[K], neptunium [Np], calcium [Ce], tungstène [W], hafnium [Hf] et antimoine [Sb],
mais on a trouvé que tous ces 11 éléments sont inefficaces pour supprimer la flottaison
des particules de graphite.Les éléments testés sont ordinairement connus comme des
éléments formant des carbures, et seuls les 9 éléments cités en premier peuvent empêcher
la flottaison des particules de graphite.Dans le cas de ces éléments, quand on examine
les textures de produits résultants au microscope électronique [x 1000], on ne trouve
aucune couche de carbure entre les particules de graphite et l'alliage en aluminium.
[0026] Si des particules de graphite sont incorporées en une quantité variant en poids,
de 2 à 30%, on peut obtenir l'effet de lubrification le plus élevé quand le produit
est utilisé sous frottement à sec.Il est difficile d'obtenir un effet lubrifiant suffisant
avec une incorporation inférieure à 2% en poids des particules de graphite. Tandis
que, lorsque les particules de graphite sont utilisées dans une quantité supérieure
à 30% en poids, la résistance à l'abrasion se dégrade et la résistance mécanique diminue
aussi.
[0027] Si les particules de graphite sont incorporées dans l'intervalle de 2 à 30% en poids,
il est souhaitable qu'au moins un des éléments : Ti, Cr, Zr, Ni, V, Co, Mn ou Nb soit
d'abord incorporé dans la coulée en une quantité variant, en poids, de 1,5 à 20%.Si
de tels éléments sont incorporés dans une quantité totale supérieure à 20% en poids,
bien que l'effet d'empêcher la flottaison du graphite puisse être atteint, il existe
un risque de voir apparaitre certains défauts inattendus si l'alliage-moulé résultant
est utilisé pour un palier ou un piston.
[0028] Aussi, il n'est pas recommandé d'incorporer la quantité totale de tels éléments dans
l'intervalle supérieur à 20% en poids.
[0029] A la place de ces éléments, on peut incorporer dans la coulée 0,1 à 3%, en poids,
de phosphore [P] pour obtenir un effet identique.
[0030] Si le graphite est incorporé dans une quantité de 20 à 30%, en poids, les alliages
résultants d'aluminium contenant le graphite conviennent comme éléments métalliques
à utiliser en faible charge et à grande vitesse.
[0031] Si le graphite est incorporé en une quantité de 2 à 15%, en poids, particulièrement
entre 2 et 5%, les alliages résultants d'aluminium conviennent comme éléments métalliques
à utiliser dans des conditions de frottement par lubrifiant, parceque les parties
contenant du graphite sont efficaces pour fournir un réservoir d'huile.
[0032] Il est encore plus souhaitable que la température de la coulée dans laquelle sont
jetées les particules de graphite se situe entre une valeur supérieure de 50°C par
rapport au liquide et 900°C environ.Quand la température n'est pas maintenue au dessus
de ce niveau supérieur de 50°C par rapport eu liquide, la fluidité de la coulée se
dégrade et des défauts comme des soufflures risquent de se former.
[0033] Il n'est pas souhaitable que la température de la coulée soit supérieure à 900°C,
parceque les particules de graphite risquent de flotter.Il est possible d'utiliser
des particules de graphite naturel et des particules de graphite synthétique.Le liquide
est environ à 570°C avec un alliage Al-Si contenant 12%, en poids, de Si, à 700°C
avec un alliage Al-Si contenant 20%, en poids de Si, à 640°C avec un alliage Al-Sn
contenant 10%, en poids, de Sn et à 650°C avec un alliage Al-Cu contenant 4%, en poids,
de Cu.Il est recommandé d'ajouter le Cu, Mg, Ni, Zn, Mn ou Pb, et les éléments d'alliage
analogues en petites quantités à ces deux systèmes élément-matrice pour renforcer
la matrice.La température du liquide change en fonction de la quantité des éléments
ajoutés pour supprimer la flottaison des particules de graphite et si ces particules
de graphite sont ajoutées de façon adéquate pour empêcher qu'elles flottent, la température
ne change que de
t 200°C.
[0034] La coulée, immédiatement avant l'incorporation des particules de graphite, est maintenue
soit au repos soit agitée.Quand la coulée est maintenue au repos, elle doit être agitée
après incorporation des particules de graphite. De toutes façons, une fois que les
particules de graphite sont incorporées, elles sont mises en suspension dans les tourbillons
de la coulée, produits par agitation, de manière à faciliter leur dispersion.
[0035] Cette opération est très importante, car, dans le cas contraire, on ne peut pas obtenir
un lingot moulé dans lequel sont uniformément dispersées les particules de graphite.Quand
l'agitation de la coulée est terminée et que cette coulée est laissée au repos, elle
est solidifiée sous pression.Cette solidification sous pression résulte dans une solidification
rapide de la coulée.Le transfert de chaleurentre la coulée et le moule est amélioré
par pressurisation, la solidification de la coulée est accélérée et on obtient une
structure de moulage précise.
[0036] En outre, les imperfections du lingot disparaissent aussi.Une pression de 400 à 1000
kg/cm
2 est souhaitable pour réaliser la solidification.Si cette pression est inférieure
à 400 kg/cm
2, on ne peut pas extraire assez de gaz.Si au contraire elle est supérieure à 1000
kg/cm
2, une telle haute pression nécessite un dispositif trop important augmentant de ce
fait les frais de cet appareillage.
[0037] On peut aussi façonner un lingot dans lequel le graphite est uniformément dispersé,
en faisant varier la forme du moule métallique utilisé à cet effet, par exemple en
rendant le diamètre du moule long et étroit, et en utilisant un système de refroidissement
par eau.
[0038] Dans l'alliage d'aluminium contenant du graphite, ce dernier agit généralement comme
un lubrifiant solide et contribue fortement à améliorer la résistance à l'abrasion.Cette
action est influencée par la taille des particules de graphite utilisées.
[0039] Quand la grosseur des particules de graphite est trop petite, une adhérence intervient
dans ces particules en frottement et le graphite adhère à la surface de frottement
d'un élément de contact.Ce phénomène s'observe souvent quand la grosseur des particules
de graphite se situe entre 20 et 50 pm.Si cette grosseur est inférieure à ces valeurs,
le graphite qui adhère au contact est expulsé du système de frottement.
[0040] Compte tenu de ce qui précède, il est souhaitable que le diamètre moyen des particules
de graphite à utiliser soit de 50 µm. Le degré de dispersion des particules de graphite
est influencé par la vitesse d'agitation de la coulée.Par exemple, un alliage d'aluminium
contenant, en poids, 12% de Si et 3% de Cr est fondu et maintenu à une température
de 700°C dans un creuset en graphite de 90 mm de diamètre.On agite ensuite la coulée
en utilisant des palettes à différentes vitesses, et on ajoute de la poudre de graphite
naturel de 60 à 80 mailles à la coulée, dans une quantité égale à 9%, en poids, puis
on observe la dispersion des particules de graphite.A une vitesse de rotation inférieure
à 50 tours/minute, aucun tourbillon ne se produit dans la coulée qui est seulement
agitée, de sorte que cela prend un grand moment avant que les particules de graphite
ne soient dispersées dans la coulée.De plus, une petite partie de ces particules de
graphite ne se disperse pas dans la coulée malgré une agitation assez longue, vu les
taches sur les couches superficielles.
[0041] A une vitesse d'agitation supérieure à 500 tours/minute, on observe de nombreux tourbillons
désordonnés et les particules de graphite incorporées flottent à la surface de la
coulée.Entre 50 et 500 tours/minute, des tourbillons normaux se produisent et les
particules de graphite sont dispersées dans la coulée.
Possibilité d'exploitation industrielle
[0042] On va expliquer à présent, en fonction d'exemples comparatifs, certains modes de
réalisation de l'invention.
Mode de réalisation 1
[0043] On fait fondre dans un creuset en graphite de 90 mm de diamètre intérieur 700 g d'un
alliage Al-Si contenant 20%, en poids, de Si et on maintient une température de 650°C.
On introduit dans le creuset un élément en forme de palette qui fera tourner et agiter
la coulée d'alliage Al-Si à 100 tours/minute pour y former des tourbillons.
[0044] Ensuite, on ajoute à la coulée du graphite naturel pulvérisé de 177 à 250 µm [80~60
mailles] de grosseur, en une quantité de 9% en poids.On incorpore dans la coulée l'un
des éléments suivants : Ti, Cr, Zr, V, Ni, Co, Mn et Nb, et la quantité d'un tel élément
additif incorporé est changée pour déterminer la quantité de l'élément additif nécessaire
pour disperser jusqu'à 30%, en poids, des particules de graphite sans provoquer la
flottaison de ces dernières.Les résultats mesurés sont représentés sur le tableau
1.0n peut y constater que si la coulée contient l'un de ces éléments dans une quantité
de 1 à 20%, en poids, les particules de graphite peuvent être incorporées entre 2
et 30% en poids.Dans ce procédé, la solidification sous pression se fait à 600 kg/
cm
2.
[0045] On fond à nouveau un lingot à particules de graphite incorporées qui contient un
élément efficace pour supprimer la flottaison du graphite, mais les particules de
graphite ne flottent pas.On n'observe aucune différence en dispersant les particules
de graphite sur la base de la différence de l'élément additif.
Exemple comparatif 1
[0046] On fait fondre dans un creuset en graphite de 90 mm de diamètre intérieur 700 g d'un
alliage Al-Si contenant 20%, en poids, de Si et on maintient la température de la
coulée à 850°C.On introduit dans ce creuset un élément en forme de palette qui fera
tourner et agiter la coulée d'alliage Al-Si à 100 tours/minute pour y former des tourbillons.Ensuite,
on ajoute à cette coulée 9%, en poids, de graphite naturel pulvérisé de 177 à 250
µm [80~60 mailles] de grosseur et on solidifie sous pression de 600 kg/cm
2.Cependant, le graphite flotte à la surface de la coulée et ne se disperse pas dans
celle-ci.
Exemple comparatif 2
[0047] On fait fondre dans un creuset en graphite de 90 mm de diamètre intérieur 700 g d'un
alliage Al-Sn contenant 10%, en poids, de Sn et on maintient la température de cette
coulée à 650°C.On introduit dans le creuset un élément en forme de palette qui fera
tourner et agiter l'alliage Al-Sn à 100 tours/minute pour y former des tourbillons.Ensuite,
on ajoute dans cette coulée 9%, en poids, de graphite naturel pulvérisé de 177 à 250
µm de grosseur [80~60 mailles] et on solidifie sous pression de 600 kg/cm
2 . Cependant, des particules de graphite flottent à la surface de la coulée et ne se
dispersent pas dans cette dernière.
Exemple comparatif 3
[0048] Dans les mêmes conditions que dans l'exemple comparatif 1, on fabrique une coulée
d'alliage Al-Si et on y ajoute individuellement les éléments Ba, Be, Ce, Hf, Cs, Fe,
K, Ca, Mg, Np et 5b.Ensuite, on fait tourner la coulée pour y provoquer des tourbillons.Oans
ces conditions, on ajoute à cette coulée du graphite naturel pulvérisé de 177 à 250
µm de grosseur.Or, les particules de graphite flottent à la surface de la coulée et
ne se dispersent pas dans cette dernière.
Mode de réalisation 2
[0049] On fait fondre dans un creuset en graphite de 90 mm de diamètre intérieur 700 g d'aluminium
pur et on maintient la température de la coulée à 710°C. On introduit dans la coulée
du creuset un élément en forme de palette qui fera tourner et agiter cette coulée
d'aluminium à 100 tours/ minute pour y former des tourbillons. Ensuite, on ajoute
dans cette coulée 9%, en poids, de graphite naturel pulvérisé de 177 à 250 µm de grosseur
[80~60 mailles]. Cependant, les particules de graphite flottent à la surface de la
coulée et ne se dispersent pas dans cette dernière. Au contraire, si l'on maintient
une coulée d'alliage Al-Ti contenant 5%, en poids, de Ti à une température de 1100°C
et dans les conditions d'agitation mentionnées ci-dessus, on ajoute la même quantité
des particules de graphite, qui se dispersent dans la coulée et ne flottent pas à
sa surface.
[0050] On solidifie alors la coulée d'aluminium contenant le graphite sous une pression
de 600 kg/cm2 et on fabrique ainsi un alliage d'aluminium contenant du graphite.
Mode de réalisation 3
[0051] On fait fondre dans un creuset en graphite de 90 mm de diamètre intérieur un alliage
Al-Cu-Zr contenant, en poids, 50% de Cu et 3% de Zr et on maintient la coulée résultante
à une température de 750°C.On introduit dans le creuset un élément en forme de palette
grâce auquel on fera tourner et agiter l'alliage Al-Cu-Zr à 100 tours/minute pour
former des tourbillons dans la coulée.Ensuite, on ajoute dans cette coulée, en une
seule fois, 2% en poids de graphite naturel pulvérisé dont la grosseur varie de 150
à 105 µm [100~150 mailles], de 177 à 150µm [80~100 mailles], de 250 à 177µm [60~80
mailles], de 500 à 250 µm [32~ 60 mailles], de 710 à 500µm [24~32 mailles] ou est
supérieure à 710 µm [plus de 24 mailles], jusqu'à ce que la flottaison des particules
de graphite intervienne, pour déterminer la relation entre la quantité du graphite
dispersé et la granulométrie de celui-ci.La solidification est réalisée sous une pression
de 600 kg/cm
c. La relation entre la quantité de graphite dispersé et la taille particulaire est
déterminée par des procédés identiques en changeant le Zr.Les résultats sont représentés
sur le dessin unique annexé.Sur cette figure, la région I représente une région de
flottaison du graphite et la région II une région de dispersion du graphite.On pourra
y constater que la quantité de graphite dispersé change en fonction de la quantité
de l'élément additif ajouté et que le graphite est susceptible de flotter à la surface
de la coulée suivant sa granulométrie.
Mode de réalisation 4
[0052] On fait fondre dans un creuset en graphite de 90mm de diamètre intérieur un alliage
Al-Si contenant, en poids, 12% de Si et on ajoute dans cette coulée, respectivement,
0,1 , 0,5 , 1,0 , 2,0 , 3,0 et 4,0 % , en poids, de phosphore.Ensuite, on maintient
les coulées à une température de 700°C.Om introduit dans le creuset un élément en
forme de palette grâce auquel on fera tourner et agiter l'alliage Al-Si-P à 150 tours/minute
pour y former des tourbillons.
[0053] On ajoute dans la coulée, à une vitesse de 2% en poids, des particules de graphite
de 177 à 250 µm de grosseur [80~60 mailles] pour déterminer la limite quantitative
des particules de graphite dispersées en fonction de chaque coulée.On détermine la
limite quantitative des particules de graphite dispersées par un procédé identique
avec un alliage Al-Si contenant, en poids, 20% de Si, un alliage Al-Sn contenant,
en poids, 5% de Sn et un alliage Al-Cu contenant, en poids, 4% de Cu.Les résultats
sont représentés sur le tableau 2.Sur ce dernier, on peut voir que la quantité limite
des particules de graphite dispersées est influencée par la quantité de phosphore
mais pas par la matrice.En outre, quand il est nécessaire d'incorporer une quantité
supérieure à 30%, en poids, de particules de graphite, on peut ajouter 3,0 à 4,0%,
en poids, de phosphore.
1 - Procédé de préparation d'alliages d'aluminium contenant du graphite par incorporation
de ce dernier dans une coulée d'aluminium ou d'un alliage de celui-ci, caractérisé
en ce qu'il comporte les stades suivants : incorporation d'au moins un élément additif
[1,5 à 20%, en poids] choisi dans le groupe titane, chrome, zirconium, nickel, vanadium,
cobalt, manganèse et niobium, dans une coulée d'aluminium ou d'un alliage de ce dernier;
ensuite, incorporation de 2 à 30%, en poids, des particules de graphite dans la coulée
et dispersion de ces particules dans ladite coulée; et ensuite, solidification de
la coulée d'aluminium ou d'alliage de ce dernier contenant les particules de graphite.
2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules de graphite
sont incorporées en une quantité variant, en poids, de 20 à 30% et en ce que l'élément
additif est incorporé dans la coulée pour supprimer la flottaison des particules de
graphite à la surface de la coulée.
3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules de graphite
sont incorporées en une quantité variant, en poids, de 15 à 20% et en ce que l'élément
additif est incorporé dans la coulée pour supprimer la flottaison des particules de
graphite à la surface de la coulée.
4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules de graphite
sont incorporées en une quantité variant, en poids, de 2 à 15% et en ce que l'élément
additif est incorporé dans la coulée pour supprimer la flottaison des particules de
graphite à la surface de la coulée.
5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les particules de graphite
sont incorporées en une quantité variant, en poids, de 3 à 5%.
E - Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la grosseur
moyenne des particules de graphite est supérieure à 50 um en diamètre.
7 - Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium
est un alliage Al-Sn, un alliage Al~Cu, un alliage Al-Pb ou un alliage Al-Si.
8 - Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la température
de la coulée est maintenue entre une température supérieure de 50°C que le liquide
de la coulée et 900°C.
9 - Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la coulée d'aluminium
ou d'alliage de ce dernier contenant des particules de graphite est solidifiée sous
une pression variant de 400 à 1000kg/cm2.
10 - Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la coulée
d'aluminium ou d'alliage de ce dernier contenant les particules de graphite est solidifiée
par refroidissement par eau.
11 - Procédé de fabrication d'un alliage d'aluminium contenant du graphite en incorporant
des particules de graphite dans une coulée d'aluminium ou d'alliage de ce dernier,
caractérisé en ce qu'il comporte les stades suivants : incorporation d'au moins un
élément additif choisi dans le groupe : titane, chrome, zirconium, nickel, vanadium,
cobalt, manganèse, niobium et phosphore, dans une coulée d'aluminium ou d'alliage
de ce dernier; puis, incorporation et dispersion des particules de graphite sans revêtement
métallique dans la coulée; et ensuite, solidification sous pression de la coulée d'aluminium
ou d'alliage de ce dernier contenant le graphite.
12 - Procédé de préparation d'alliages d'aluminium contenant du graphite en incorporant
des particules de graphite dans une coulée d'aluminium ou d'alliage de ce dernier,
caractérisé en ce qu'il comporte les stades suivants : incorporation de 0,1 o 4%,
en poids, de phosphore dans la coulée d'aluminium ou d'alliage de ce dernier; puis,
incorporation et dispersion de 4 à 30%, en poids, des particules de graphite dans
la coulée; et ensuite, solidification de la coulée d'aluminium ou d'alliage de ce
dernier contenant le graphite.
13 - Procédé selon la revendication 10 ou-11, caractérisé en ce que la grosseur moyenne
des particules de graphite est supérieure à 50 µm.
14 - Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium
est un alliage Al-Sn, un alliage Al-Cu, un alliage Al-Pb ou un alliage Al-Si.
15 - Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la température
de la coulée est maintenue entre une température de 50°C supérieure à celle du liquide
de la coulée et 900°C.
16 - Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la coulée d'aluminium
ou d'alliage de ce dernier contenant les particules de graphite est solidifiée sous
une pression variant de 400 à 1000 kg/cm2.
17 - Procécé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la coulée d'aluminium
ou d'alliage de ce dernier contenant les particules de graphite est solidifiée par
refroidissement par eau.