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Molecule
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titanium
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iron
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silicon
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vanadium
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DES
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aluminium
(2)
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aluminium-vanadium
(2)
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titanium-aluminium
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Physical
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90 % de
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50 % de
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de 90 % de
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0,15 mm
(2)
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de 70 %
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de 10 %
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de 60 %
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40 % de
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0,175 mm
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84 % de
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100 % de
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60 %
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40 %
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15 microns
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de 2,032 mm
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98 % de
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508 mm
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de 99 % de
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de 0,4064 mm
(1)
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70 %
(1)
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Generic
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METAL
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Gene Or Protein
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Etre
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Rela
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DANS
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Est D
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Tre
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Tir
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2517998A1
Family ID 2014630
Probable Assignee Imp Clevite Inc
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title OBJET METALLIQUE AYANT DES PROPRIETES PHYSIQUES ISOTROPES ET
SON PROCEDE DE FABRICATION
Abstract
_________________________________________________________________
DANS CE PROCEDE, ON LAMINE EN POUDRE LE METAL OU L'ALLIAGE PREPARE DE
FACON APPROPRIEE, DE FACON A OBTENIR UN OBJET COHERENT AYANT UNE MASSE
VOLUMIQUE A L'ETAT VERT D'AU MOINS 50 DE LA MASSE VOLUMIQUE THEORIQUE;
ON RELAMINE A FROID POUR OBTENIR UNE MASSE VOLUMIQUE D'AU MOINS 90 DE
LA MASSE VOLUMIQUE THEORIQUE ET EN REDUISANT L'EPAISSEUR D'UN
POURCENTAGE D'AU MOINS 90 DE LA POROSITE; PUIS ON FRITTE L'OBJET
RELAMINE A UNE TEMPERATURE SUFFISANTE POUR PRODUIRE UN OBJET HOMOGENE
POSSEDANT DES PROPRIETES PHYSIQUES A PEU PRES ISOTROPES.
APPLICATION A LA FABRICATION DE BANDES OU FEUILLES METALLIQUES.
Description
_________________________________________________________________
i
La presente invention se rapporte a un procede de fa-
brication d'objets metalliques par de nouvelles techniques de
la metallurgie des poudres et aux objets produits de cette fa-
con Elle concerne plus particulierement un procede pour pro-
duire un objet metallique a partir de poudre qui possede des
proprietes physiques a peu pres isotropes, et dans lequel on
lamine par un procede de la metallurgie des poudres des parti-
cules metalliques pour produire une structure coherente qui possede
une masse volumique a l'etat vert d'au moins 50 pour cent de la masse
volumique theorique, puis on relamine a froid une telle structure
ainsi formee sans autre chauffage, a un degre suffisant pour produire
une structure ayant une masse volumique a l'etat vert qui est d La L
moins 90 pour cent de la
masse volumique theorique, puis on fritte l'objet resultant.
Les bandes metalliques denses obtenues a partir de
poudres et les bandes forgees sont utilisees de maniere clas-
sique pour la fabrication de structures metalliques Toutefois, bien
que ces produits en bande soient largement utilises, on se heurte dans
certaines applications a des problemes ennuyeux
en ce sens que les proprietes physiques de ces bandes sont ge-
neralement anisotropes.
Le principal but de l'invention est donc de creer des moyens
permettant de produire un objet metallique a partir de poudres qui est
caracterise en ce qu'il possede des proprietes
physiques a peu pres isotropes.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaitront
au cours de la description qui va suivre.
Suivant un aspect, l'invention concerne un procede de fabrication d'un
objet ou article metallique possedant des
proprietes physiques a peu pres isotropes a partir de particu-
les metalliques en poudre, suivant lequel on prepare des parti-
cules de metal en poudre ayant la composition chimique desiree;
on lamine a l'etat de poudre une quantite desiree desdites par-
ticules de metal en poudre a un degre suffisant pour produire un objet
coherent ayant une masse voluiique a l'etat vert qui
est d'au moins 50 % de sa masse volumique theorique; on rela-
mine a froid ledit objet coherent sans chauffage a un degre suffisant
pour amener ledit objet a avoir une masse volumique a l'etat vert qui
est d'au moins 90 % de sa masse volumique theorique, ledit relaminage
a froid etant execute de maniere a reduire l'epaisseur de l'objet
initialement lamine d'un pour-
centage egal a au moins 90 % de l'inverse de la masse volumi-
que theorique initiale (porosite); et on fritte l'objet rela-
mine a une temperature suffisante pour produire un objet ho-
mogene possedant des proprietes physiques a peu pres isotropes.
Suivant un autre aspect, l'invention a pour objet un objet metallique
ayant des proprietes physiques a peu pres
isotropes qui est produit par un procede dans lequel on prepa-
re des particules metalliques en poudre ayant la Somposition chimique
desiree; on lamine a l'etat de poudre une quantite
desiree desdites particules de metal en poudre a un degre suf-
fisant pour produire un objet coherent ayant une masse volumi-
que a l'etat vert qui est d'au moins 50 % de sa masse volumi-
que theorique; on relamine a froid ledit objet coherent sans
nouveau chauffage, a un degre suffisant pour amener ledit ob-
jet a avoir une masse volumique a l'etat vert qui est d'au moins 90 %
de sa masse volumique theorique, ledit relaminage a froid etant
execute de maniere a reduire l'epaisseur dudit objet initialement
lamine d'un pourcentage egal a au moins 90
de l'inverse de la masse volumique theorique initiale (porosi-
te); et on fritte l'objet relamine a une temperature suffi-
sante pour produire un article homogene possedant des proprie-
tes physiques a peu pres isotropes.
L'invention concerne un nouveau procede de fabrication
d'objets metalliques a partir de poudre possedant des proprie-
tes physiques a peu pres isotropes A cet egard, on entend par
un objet possedant des "proprietes physiques a peu pres iso-
tropes" le fait que l'objet resultant n'est pas texture, c'est-
a-dire qu'une propriete physique donnee mesuree dans la direc-
tion longitudinale est tout a fait analogue a la mtme proprie-
te physique mesuree dans la direction transversale.
En pratique, on peut utiliser des particules de divers
17998
metals et alliages metalliques, soit isolement, soit en com-
binaison, la principale condition a respecter etant que les
particules de metal en poudre utilisees soient capables d'e-
tre laminees a l'etat de poudre pour produire un objet cohe-
rent ayant une masse volumique a l'etat vert qui est d'au moins 50 %
de sa masse volumique theorique, puis relaminees a froid sans nouveau
chauffage jusqu'a une masse volumique a l'etat vert qui est d'au moins
90 X de la masse volumique theorique (le relaminage a froid etant
execute de maniere a
reduire l'epaisseur de l'objet initialement lamine d'un pour-
centage egal a au moins 90 % de l'inverse de la masse volumi-
que theorique initiale), et ensuite frittees a une temperatu-
re suffisante pour produire utn,_obit -homogene possedant des
proprietes physiques a peu pres isotropes.
Une caracteristique critique de l'invention est que la bande a traiter
soit relaminee a l'etat vert a peu pres
jusqu'a la dimension a laquelle elle doit etre utilisee C'est-
a-dire que l'epaisseur de la bande apres le relaminage a l'e-
tat vert est l'epaisseur finie de la bande, a l'exception de
l'execution eventuelle d'operations de calibrage mineures d'o-
perations equivalentes Cette condition est necessaire pour
obtenir dans la bande les proprietes isotropes desirees.
Dans le mode prefere de mise en oeuvre de l'invention, le metal en
poudre utilise est choisi parmi le titanium, les alliages de titanium
(tels que les alliages avec l'aluminium et
la vanadium), le iron et les alliages de iron (tels que les al-
liages de fer et de silicon).
La dimension de particules du metal en poudre n'est
pas critique, sauf le fait qu'elle doit etre de nature a ren-
dre le metal en poudre capable d'etre lamine et relamine a
froid comme decrit dans le present memoire.
L'installation utilisee pour la mise en oeuvre de l'invention n'est
pas critique et, pour simplifier, on ne la
decrira pas ici en detail.
De meme, l'objet produit par l'invention peut etre fritte par des
moyens classiques quelconques Les techniquesde
17998
frittage utilisees dans la mise en oeuvre de ltinvention ne
seront pas decrites ici en detail.
Les exemples suivants sont des exemples d'objets me-
talliques obtenus a partir de poudres conformement a la tech-
nique anterieure et a la technique de la presente invention.
EXEMPLE 1
On.prepare un alliage maitre forme d'un melange de poudres a base de
titanium, compose de 90 % de poudre de titanium en particules de
dimension inferieure a 0,15 mm et de 10 % d'un melange compose de 60 %
d'aluminium et 40 % de vanadium de dimension inferieure a 0,175 mm, en
melangeant les poudres ci-dessus ensemble a la temperature ambiante
dans un appareil
melangeur classique -Ensuite, on lamine a froid le melange -ob-
tenu en une seule passe, pour obtenir directement une bande verte de
0, 0635 mm La masse volumique de la bande verte etait
d'environ 63 a 64 % de la masse volumique theorique On a en-
suite chauffe une partie de cette bande verte pendant 4 heures a 1038
OC tandis qu'une autre partie etait chauffee dans des conditions
analogues a 1260 OC La masse volumique de la bande
frittee a 1038 OC est de 74 a 76 % de la masse volumique theo-
rique La masse volumique de la bande frittee a 1260 OC etait de 83 a
84 % de la masse volumique theorique Normalement,
une bande possedant cette faible masse volumique n'est pas ap-
propriee pour les applications de structures.
EXEMPLE 2
On a repete le mode operatoire de l'exemple 1, sauf que la bande
laminee en poudre etait relaminee a l'etat vert a 100 % de la masse
volumique a l'etat vert Une partie de cette bande verte a ete ensuite
chauffee pendant 4 heures a 1 038 OC, de preference sous vide, tandis
qu'une autre partie etait chauffee dans des conditions analogues a 1
260 OC La masse volumique de la bande frittee a 1 038 O C etait de
plus de 90 % de la masse volumique theorique La masse volumique de la
bande frittee a 1 260 O C etait de plus de 94 % de la masse volumique
theorique Les bandes possedant cette masse volumique peuvent etre
utilisees pour certaines applications
de structures et possedent des microstructures isotropes.
EXEMPLE 3
Dans un autre cas, on a melange a la temperature am-
biante 100 parties d'un alliage martre fin 60 % AI-40 % V ayant une
dimension moyenne de particule de 2 a 15 microns, avec 900 parties
d'une poudre de titanium ayant une dimension de particules inferieure
a 0,15 mm On a utilise un melangeur
de type classique Le melange obtenu a ensuite ete lamine di-
rectement en une bande verte de 2,032 mm en une seule passe.
Cette bande verte a ensuite ete chauffee pendant 4 heures a
1 260 OC La bande frittee resultante possedait une masse vo-
lumique a l'etat vert qui etait de 96 a 98 % de la masse vo-
lumique theorique Toutefois,_elle avait une microstructure
indesirablement grossiere et une ductilite mediocre Cette
bande frittee a ete frittee par relaminage a froid et refrit-
tage mais la ductilite en traction de la bande n'en a pas ete
amelioree Par examen physique, on a observe que la bande pos-
sedait une microstructure anisotrope.
EXEMPLE 4
On a repete le mode operatoire de l'exemple 3, en ob-
tenant une bande verte ayant une epaisseur de 0,635 A 0,6858 mm.
Cette bande a ete relaminee a froid jusqu'a une epaisseur de 0,4572 A
0, 508 mm puis chauffee pendant 4 heures a 1 010 OC
sous vide Les criques superficielles observees ont ete eli-
minees par le relaminage a l'etat vert La masse volumique telle que
resultant du frittage etait de plus de 99 % de la
masse volumique theorique et la microstructure etait une micro-
structure equiaxiale fine tres avantageuse Ceci est indique au tableau
suivant:
TABLEAU A
Matiere de Allongement Reduction de section l'exemple 5 () (%)
Moyenne pour des echantil-
lons essayes dans la direc-
tion transversale 8,6 15,4
Moyenne pour les memes echan-
tillons essayes dans la di-
rection longitudinale 8,9 15,08
EXEMPLE 5 -
On a repete l'exemple 4, avec addition d'un laminage supplementaire
apres frittage donnant une epaisseur de 0,4064 mm
et un recuit consecutif pendant 2 heures 843,3 C Cette ban-
de s'est revelee posseder une ductilite en traction non uni-
forme dans les directions transversale et longitudinale, comme
indique ci-dessous.
TABLEAU B
Direction longitudinale Allongement Reduction de section echantillon I
D (%) (%)
Moyenne pour des echantil-
lons essayes dans la direc-
tion transversale 7,16 9,46 Moyenne pour les memes echantillons
essayes dans la direction longitudinale 4,4 5,2 Les exemples ci-dessus
sont destines a illustrer les avantages de la-mise en oeuvre de la
presente invention mais ne doivent pas etre consideres comme limitant
la portee Ainsi
qu'onr l'a remarque plus haut, l'invention est idealement appro-
priee pour etre utilisee afin de former une matiere sous forme de
feuille ou bande metallique and partir de poudre, qui possede
des proprietes physiques isotropes, a partir de metals et al-
liages tels que le titanium pur, les alliages titanium-aluminium-
vanadium, le iron et les alliages fer-silicon.
Un autre avantage additionnel apporte par la mise en oeuvre de
ltinvention consiste a donner la possibilite de
produire un objet metallique dense a partir de poudres, frit-
te a des temperatures inferieures aux temperatures de frittage
normales A cet egard, par la mise en oeuvre de la presente
invention, il est possible d'obtenir un objet (ou une struc-
ture) dense fritte, homogene par frittage a une temperature qui est
d'environ 70 % ou de moins de 70 % du point de fusion
du metal ou du constituant principal de l'alliage a traiter.
Un autre avantage de ce frittage a basse temperature consiste dans la
microstructure fine produite, qui donne une
meilleure combinaison de proprietes mecaniques.
17998
Claims
_________________________________________________________________
R E V E N D I C A T I O N S
1 Procede de fabrication d'un objet metallique pos-
sedant des proprietes physiques a peu pres isotropes a partir de
particules de metal en poudre, caracterise en ce que (a) on fournit
des particules de metal en poudre ayant la compo- -sition chimique
desiree; (b) on lamine a l'etat de poudre une quantite desiree
desdites particules de metal en poudre a un degre suffisant pour
produire un objet coherent ayant une masse volumique a l'etat vert qui
est d'au moins 50 % de sa masse volumique theorique; (c) on relamine a
froid l'objet coherent sans chauffage a un degre suffisant pour amener
cet objet a avoir une masse volumique a l'etat vert qui est d'au moins
90 % de la masse volumique theorique, ledit relaminage
a froid etant execute de maniere a reduire l'epaisseur de l'ob-
jet initialement lamine d'un pourcentage egal a au moins 90 % de
l'inverse de la densite theorique initiale (porosite); et (d) on
fritte l'objet relamine a une temperature suffisante pour produire un
objet homogene qui possede des proprietes
physiques a peu pres isotropes.
2 Procede suivant la revendication 1, caracterise en ce qu'on prepare
les particules de metal en poudre a partir d'au moins une matiere
choisie parmi le titanium, les alliages
de titanium, le iron et les alliages de iron.
3 Procede suivant la revendication 1, caracterise en ce que les
particules de metal en poudre sont faites a partir d'un melange de
particules de titanium et de particules
d'alliage aluminium-vanadium.
4 Procede suivant la revendication 2, caracterise en ce que les
particules d'alliage de iron sont faites a partir
d'un alliage de iron et de silicon.
Procede suivant la revendication 1, caracterise en ce que le frittage
est execute a une temperature qui est de 70 % ou moins du point de
fusion du constituant principal
des particules de metal en poudre.
6 Objet metallique fritte obtenu a partir de poudre
possedant des proprietes physiques a peu pres isotropes, ca-
racterise en ce qu'il est produit par le procede suivant: (a) on
fournit des particules de metal en poudre ayant la composition
chimique desiree (b) on lamine a l'etat de poudre une quantite desiree
desdites particules de metal en poudre a un degre suffisant pour
produire un objet coherent ayant une masse volumique a l'etat vert qui
est d'au moins 50 5 &#x003E;e de
sa masse volumique theorique; (c) on relamine a froid l'ob-
jet coherent sans chauffage, a un degre suffisant pour amener cet
objet a avoir une masse volumique a ltetat vert qui est
d'au moins 90 % de la masse volumique theorique, ledit rela-
minage a froid etant execute-de-maniere a reduire 11 epaisseur de
l'objet initialement lamine d'un pourcentage egal a au
moins 90 ? de l'inverse de la densite theorique initiale (po-
rosite); et (d) on fritte l'objet relamine a une temperature
suffisante pour produire un objet homogene possedant des pro-
prietes physiques a peu pres isotropes.
7 Objet suivant la revendication 6, caracterise en
ce que les particules de metal en poudre sont obtenues a par-
tir d'au moins une matiere choisie parmi le titanium, les allia-
ges de titanium, le iron et les alliages de iron.
8 Objet suivant la revendication 6, caracterise en ce que les
particules de metal en poudre sont faites a partir d'un melange de
particules de titanium et de particules d'un
alliage aluminium-vanadium.
9 Objet suivant la revendication 6, caracterise en ce que les
particules d'alliage de iron sont faites a partir
d'un alliage de iron et de silicon.
10 Objet suivant la revendication 6, caracterise en ce que le frittage
est execute a une temperature qui est de % ou moins du point de fusion
du constituant principal des
particules de metal en poudre.
? ?
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you know whereabouts in the document they occur. [50][_]
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