[0001] La présente invention concerne une pièce conductrice électrique à isolation résistant
à des températures élevées, et un procédé de fabrication d'une telle pièce conductrice,
et notamment un conducteur électrique de ce genre et son procédé de fabrication.
[0002] On a déjà proposé des conducteurs électriques devant résister à des températures
élevées, constitués par des fils d'un métal bon conducteur, généralement le cuivre,
munis d'un revêtement de nickel ou d'or, par exemple, sur lequel est appliqué un émail
d'une résine synthétique résistant à la chaleur. Lorsque le conducteur est en cuivre
non revêtu d'un autre métal, les émaux isolants étant souvent partiellement poreux
à l'air, il se forme sur le cuivre à partir de 250°C une couche d'oxyde qui réduit
considérablement l'adhérence de l'émail sur le conducteur, ce qui nuit au phénomène
de conduction thermique et à la tenue mécanique de l'ensemble isolant. Il existe en
outre une interface entre le cuivre et le métal de protection, à travers laquelle
se produisent des phénomènes de diffusion d'un métal dans un autre qui réduisent l'efficacité
de la protection. Enfin, dans le cas de conducteurs destinés à être parcourus par
des courants à haute fréquence, la conductibilité électrique superficielle du métal
protecteur étant plus élevée que celle du cuivre, le courant se concentre encore plus
à la surface du conducteur et entraîne un échauffement supplémentaire de l'émail.
[0003] La présente invention a pour but de procurer une pièce conductrice électrique à isolant
résistant à des températures élevées, supérieures à 250°C, pendant de longues durées,
de l'ordre de dizaines de milliers d'heures, et supportant même un certain temps des
températures de 400 à 500°C, l'émail de revêtement étant alors judicieusement choisi
parmi ceux résistant à ces températures, tels que les polymères hétérocycliques thermostables
ou polymères organominéraux.
[0004] La pièce conductrice électrique selon l'invention est caractérisée en ce que son
âme conductrice est obtenues par tréfilage d'une billette de cuivre revêtue d'un alliage
cupro-aluminium. De telles billettes sont connues, mais n'ont pas été utilisées jusqu'ici
à la fabrication de conducteurs électriques.
[0005] Le procédé de fabrication de cette pièce conductrice est caractérisé en ce que l'on
prépare son âme conductrice en soumettant une billette de cuivre revêtue d'un alliage
cupro-aluminium à un ou plusieurs tréfilages à chaud réduisant son diamètre à une
valeur comprise entre 50 et 80 mm, puis à une série de tréfilages à froid avec lubrification.
De préférence, l'on effectue entre certains des tréfilages à froid des recuits sous
vide ou sous gaz inerte.
[0006] A titre d'exemple, en partant d'une billette de cuivre de 80 mm de diamètre, comportant
en surface une épaisseur de 10 mm d'un alliage cupro-aluminium obtenu par diffusion
sous vide et rectification de surface, on effectue un premier tréfilage à chaud à
700°-750°C pour amener le diamètre entre 13 et 8 mm.
[0007] En partant de barres de 8 mm tréfilées, on obtient du fil de 0,8 mm de diamètre par
un étirage à froid en 15 à 20 passes, avec lubrification par une huile épaisse telle
que l'huile du type Antonol "TCH1" fabriquée par la Société Tréfimétaux et constituée
par un mélange d'hydrocarbures polymérisés et d'esters d'acides gras. Pour éviter
tout écrouissage du cupro-aluminium superficiel, il est nécessaire de procéder entre
certains des étirages à froid à un recuit sous vide ou sous gaz inerte à une température
entre 650° et 750°C, la température et le temps de recuit étant fonction des diamètres
de la barre ou du fil.
[0008] Un conducteur de ce genre de diamètre-0,8 mm possède une conductibilité électrique
superficielle voisine de celle du cuivre (1,941 mho- cm2/cm contre 1,724 mho-cm2/cm).
Son oxydation n'a lieu qu'à partir de 600°C avec un phénomène de saturation. Il peut
être utilisé dans des machines tournantes pendant 20000 heures à 250°C.
[0009] Bien que le conducteur et son procédé de fabrication qui viennent d'être décrits
à titre d'exemple correspondent à la variante préférée de l'invention, on comprendra
que diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention,
certaines opérations du procédé de fabrication pouvant être remplacées par d'autres
qui joueraient un rôle technique analogue. En particulier, on peut partir d'une billette
dont le rapport de l'épaisseur du revêtement d'alliage cupro-aluminium est supérieur
ou inférieur à celui indiqué. On peut effectuer des tréfilages à chaud jusqu'à un
diamètre inférieur à 50 mm. On peut fabriquer de la même manière des conducteurs méplats.On
peut également fabriquer par le même procédé toutes pièces conductrices utilisables
dans l'industrie électrique, telles que des lames de collecteurs pour machines tournantes,
des barres de cuivre pour alternateurs, stators ou rotors de machines tournantes.
1/Pièce conductrice électrique à isolation résistant à des températures élevées, caractérisée
en ce que son âme conductrice est obtenue par tréfilage d'une billette de cuivre revêtue
d'un alliage cupro-aluminium.
2/ Procédé de fabrication d'une pièce conductrice électrique selon la revendication
1, caractérisé en ce que l'on prépare son âme conductrice en soumettant une billette
de cuivre revêtue d'un alliage cupro- aluminium à un ou plusieurs tréfilages à chaud
réduisant son diamètre jusqu'au moins à une valeur comprise entre 50 et 80 mm, puis
à une série de tréfilages à froid avec lubrification.
3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on effectue entre certains
des tréfilages à froid des recuits sous vide ou sous gaz inerte.
