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Procédé de fabrication de pièce moulées à partir d'alliages riches en carbone.
On sait que la forme sous laquelle se produit le graphite et les propriétés des alliages à haute teneur en carbone et contenant du silicium,tels qu'on les utilise pour la coulée des pièces moulées ont une importance primordial sur les propriétés de ces pièces.
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Il existe déjà aujourd'hui des procédés permettant d'obtenir systématiquement l'affinage du graphite (surchauf- fe de fusion à températures anormalement hautes.) Au moyen de ces procédés on parvient aujourd'hui à obtenir couramment de la fonte d'environ 30 à 45 kg/mm2 de résistance à la traction et de 45 à 65 kg./mm de résistance à la flexion et par un traitement métallurgique particulièrement soigné, on
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a obtenu des s m 50 kg./mm2 de résistance à la t 0 et de 65 à 80 kg./mm2 sistance à 1a flexion Maja coté du degré de finesse du gxaphi la nature du o stituant mê iqua de base joue un grand ^le dans ltob- ntion de propriétés précieuses les alliages à haute neux bone. sagit abxiq,uex pièces tmeur en carbone.
Qujàjll il sr agit de fabriquer date pièces mutées aoum es à de très grands efforts, il ne s fit pas semant d'essayer d'obtenir une masse métallique pal, perlitique un assoxtime t oxxespondan et .par l'in uence des phénomènes de refroidissement, mais la forme sous laquelle se produit la perlite, ainsi que a grandeur de ses B, joue un rôle déterminant pour s indices de guérite obt race n'est pas la pexit amellaire qui est ,la forme de 0 nati T!,t vantageuse de cet eutec- toïde mais les indices de qualité s'élèvent plutôt quand les composants de l'eutectoïde sont présents en état de di- vision suffisamment fin pour qu'ils n'apparaissent au micro- scope qu'avec de forts grossissements. Mais ceci correspond de plus en plus à un état de structure, que l'on désigne en métallographie sous le nom de sorbite.
On sait aussi,que pour les sortes de fonte qui correspondent à la composition de la fonte recuite allemande ou américaine et qui possèdent de 2,5 à 3% de C.et de 0,6 à 1 % de Si, on obtient déjà par le moulage au sable un fer de cassure blanche qui après un @ -
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recuit de plusieurs jours à des températures comprises entre 850 et 1050 est décomposé en deux éléments stables - la silicoferrite et le carbone de recuit. Par ce procédé ap- proprié particulièrement à des pièces moulées très légères, on obtient des résistances à la traction de 30 à 35 kg/mm2.
Il existe en outre un procédé permettant d'ob- tenir par coulée d'un fer très riche en;silicium (environ 3,5%) dans des coquilles 1 de fer, un fer ferritique avec du graphite pseudo-euteotique fin, pour lequel on peut aussi obtenir des résistances à la traction d'environ 35 kg/mm (procédé de E.Schüz.)
La présente invention a pour objet un procédé qui permet d'obtenir, par un assortiment déterminé à conser- ver et un traitement thermique subséquent approprié, une fon- te, qui présente pour une résistance à la flexion d'environ 100 à 130 kg/mm2.des résistances à la traction d'environ 50 à 75 kg/mm2.ainsi qu'une cassure qui varie du gris claire à l'argent clair, et qu'on ne peut plus dans certains cas,
distinguer à l'oeil nn d'un bon acier à outil ou même d'un acier trempé. Le procédé consiste à assortir une fonte à te- neur quelconque en carbone, de façon que la teneur en sili.. cium, d'après l'épaisseur des parois et la teneur choisie en carbone total soit comprise entre environ 1,86 et 2,25%.
Un fer de cette espèce est, eu égard à sa composition chimique relativement instabel c'est à dire qu'il se solidifie entière- ment blanc ou mêlé quand il est coulé en coquille et pour la plus grande partie blanc ou mêlé quand la coulée se fait avec refroidissement artificiel.Si ce fer solidifié blanc ou mêlé est chauffé après coup une fois dans l'intervalle de température de formation granulaire élevée du carbone élé- mentaire (900 à 1050 d'après la composition chimique),la
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vitesse avec laquelle le domaine de vitesse de décomposi- tion élevée de la oémentité est parcouru normalement dans le refroidissement consécutif suffit pour séparer le carbone sureutectique,
dans sa forme la plus fine, semblable à du carbone de recuit, tandis que la masse principale à peu près euteotique est de fine cristallisation ou sorbitique. Le moulage ainsi obtenu possède en plus des propriétés mécani- ques déjà citées et non obtenues jusqu'à présent, un pouvoir*' élastique qui atteint presque celui des aciers de ressorts .
Il se laisse,malgré sa dureté de 200 à 260 unités Brinell, extraordinairement bien travailler et sera probablement eu égard à ses propriétés chimiques et de résistance, de qualité inégalée. Au moyen de ce procédé, on est parvenu à retirer de la fonte des propriétés non obtenues jusqu'ici et tout à fait inattendues eu égard aux possibilités d'application de l'acier fondu, de sorte que la fabrication de ce produit re- présente un progrès industriel tout à fait important.
Si l'on fait encore à l'assortiment choisi ici, des additions spéciales en nickel et en chrome, on obtient dans le moulage fini sorbo-perlitique des propriétés qui dé- passent encore celles décrites ci-dessus. Des essais avec du nickel et du chrome, ou avec les deux éléments ,ont déjà été effectués par le Demandeur et ont permis de constater que c'est seulement dans une fonte fabriquée de cette façon et co respondant à la description qui précède que l'influence des éléments spéciaux apparaît dans toute sa valeur.
On a aussi essayé avec succès d'améliorer notablement un moulage fabri- qué de cette façon et correspondant à la description précé- dente par un traitement thermique subséquent (chauffage de 20 à 50 au-dessus du point' et trempe dans l'huile ou le plomb),Si même ce dernier mode de traitement par la chaleur @
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n'est pas réalisable pour des pièces moulées compliquées,on peut l'employer cependant avec grand avantage pour des pièces plus simples, par exemple, des segments de piston, des capots d'isolateur, des bottes de cylindre etc... Des pièces mou- lées correspondantes ont été réalisées par le Demandeur avec le succès attendu.
REVENDICATIONS. l.- Procédé de fabrication de pièces moulées à partir d'alliages de fer et de carbone à haute teneur en carbone, caractérisé en ce qu'une fonte assortie diaprés l'é- paisseur des parois et sa teneur totale en carbone, depuis le gris jusqu'au mêlé est amenée par un refroidissement accé- léré à la solidification au blanc ou mêlé et est ensuite trans formée par un court traitement thermique subséquent en tenant compte des intervalles de température du nombre élevé des noyaux de carbone élémentaire ou de la vitesse de décomposi- tion accélérée de la cémentite,en une masse métallique prin-
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cipale, sorbo-perlitique, a..petite gra.ins,aveo la plus petite subdivision possible du carbone élémentaire séparé.
2.- Procédé comme spécifié sous l ,caractérisé en ce que la fonte obtenue est ensuite purifiée par un procé- dé d'amélioration.
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3.- Procédé comme spécifié en 3. caxac#êxé en ce qu'afin àtangnentpr encore la qualité, on ajoute à 1"assorti-
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Manufacturing process of parts cast from alloys rich in carbon.
It is known that the form in which graphite is produced and the properties of alloys with a high carbon content and containing silicon, as used for the casting of castings, are of primary importance on the properties of these parts.
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There are already today processes making it possible to systematically obtain the refining of graphite (overheating of fusion at abnormally high temperatures.) to 45 kg / mm2 of tensile strength and 45 to 65 kg./mm of flexural strength and by a particularly careful metallurgical treatment, we
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has obtained sm 50 kg./mm2 resistance to t 0 and 65 to 80 kg./mm2 bending strength Maja side of the degree of fineness of the gxaphi the nature of the o stituant even the base plays a big ^ le in obtaining valuable properties of high bone alloys. these are abxiq, uex tmeur parts in carbon.
Qujàjll it is a question of manufacturing date mutated parts with very great efforts, it was not done sowing to try to obtain a pale metallic mass, pearlitic an assoxtime t oxxespondan and. By the in uence of the phenomena of cooling , but the form in which the perlite occurs, as well as the size of its B's, plays a determining role for the gatehouse indices obtained is not the amellar pexit which is, the form of 0 nati T!, t boastful of this eutectoid, but the quality indices tend to increase when the components of the eutectoid are present in a state of vision fine enough so that they appear under the microscope only at high magnifications. But this corresponds more and more to a state of structure, which is designated in metallography under the name of sorbite.
We also know that for the kinds of cast iron which correspond to the composition of German or American annealed cast iron and which have 2.5 to 3% C. and 0.6 to 1% Si, we already obtain by sand casting a white break iron which after an @ -
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annealing over several days at temperatures between 850 and 1050 is decomposed into two stable elements - silicoferrite and annealing carbon. By this process, which is particularly suitable for very light molded parts, tensile strengths of 30 to 35 kg / mm2 are obtained.
There is also a process for obtaining by casting an iron very rich in silicon (about 3.5%) in iron shells 1, a ferritic iron with fine pseudo-euteotic graphite, for which tensile strengths of around 35 kg / mm can also be obtained (process by E. Schüz.)
The object of the present invention is a process which makes it possible to obtain, by means of a determined assortment to be preserved and a suitable subsequent heat treatment, a melt which has a flexural strength of approximately 100 to 130 kg /. mm2 tensile strengths of about 50 to 75 kg / mm2 as well as a break which varies from light gray to light silver, and which in certain cases cannot be more
visually distinguish between good tool steel or even hardened steel. The process involves matching a cast iron with any carbon content so that the silicon content, based on the wall thickness and the selected total carbon content is between about 1.86 and 2. , 25%.
An iron of this kind is, having regard to its chemical composition relatively unstable, that is to say that it solidifies entirely white or mixed when it is cast in the shell and for the greater part white or mixed when the casting is made with artificial cooling. If this white or mixed solidified iron is subsequently heated once within the temperature range of high granular formation of elementary carbon (900 to 1050 according to the chemical composition), the
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the speed with which the high decomposition rate range of the enementity is traversed normally in the subsequent cooling is sufficient to separate the supereutectic carbon,
in its finest form, similar to annealing carbon, while the roughly euteotic main mass is of fine crystallization or sorbitic. The molding thus obtained has, in addition to the mechanical properties already mentioned and not obtained until now, an elastic power which almost reaches that of spring steels.
It leaves itself, despite its hardness of 200 to 260 Brinell units, extraordinarily well to work and will probably have regard to its chemical properties and resistance, of unsurpassed quality. By means of this process, it has been possible to remove from the cast iron properties not obtained until now and quite unexpected in view of the possibilities of application of molten steel, so that the manufacture of this product represents a very important industrial progress.
If special additions of nickel and chromium are made to the assortment chosen here, properties in the finished sorbo-pearlite molding are obtained which still exceed those described above. Tests with nickel and chromium, or with the two elements, have already been carried out by the Applicant and have shown that it is only in a cast iron manufactured in this way and corresponding to the above description that the influence of special elements appears in all its value.
A successful attempt has also been made to improve significantly a molding made in this way and corresponding to the foregoing description by a subsequent heat treatment (heating from 20 to 50 above point and quenching in oil or lead), If even the latter mode of heat treatment @
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is not feasible for complicated molded parts, it can however be used with great advantage for simpler parts, for example, piston rings, insulator covers, cylinder boots etc ... The corresponding molds were carried out by the Applicant with the expected success.
CLAIMS. l.- A method of manufacturing castings from alloys of iron and carbon with a high carbon content, characterized in that a matched cast iron according to the thickness of the walls and its total carbon content, from the gray to mixed is brought by accelerated cooling to solidification to white or mixed and is then transformed by a short subsequent heat treatment taking into account the temperature intervals of the high number of elemental carbon nuclei or the rate of the accelerated decomposition of cementite, into a main metallic mass.
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cipal, sorbo-perlitic, small-grained, with the smallest possible subdivision of the separated elemental carbon.
2.- Process as specified under 1, characterized in that the resulting iron is then purified by an improvement process.
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3.- Process as specified in 3. caxac # established in that in order to further improve the quality, one adds to 1 "assort-
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