BE382152A

BE382152A -

Info

Publication number: BE382152A
Authority: BE

Description

B R E V E T D' I N V E N T I 0 H
La présente invention concerne la composition et la fabrication d'un métal dit métal dur. D'après l'in- vention le métal se compose quant au principal de carbure de titane et contient en outre un métal porteur dans le- quel le carbure de titane est logé, ou qui sert de liant pour ce carbure. Le métal porteur, appelé aussi métal au- xiliaire, peut être constitué par un pu plusieurs métaux ou par leurs alliages ou mélanges.

Le carbure de titane comporte des avantages im- portants par rapport au carbure de tungstène déjà connu pour la fabrication de métaux durs. D'une part il est beaucoup moins coûteux par unité de poids et d'autre part il comporte un poids spécifique beaucoup moindre. Cornue dans l'emploi pour des outils, etc..., ce n'est pas le poids de la quantité employée, mais le volume qui est dé- @ terminant, il en résulte encore une diminution de prix.

La dureté du carbure de titane ne le cède en rien à celle du carbure de tungstène: au contraire on peut même, avec une même teneur pourcentuelle en métal auxiliaire, obte- nir une dureté du corps terminé supérieure à la dureté d'un corps correspondant à teneur de carbure de tungstè- ne.

Le carbure de titane possède la propriété de former en combinaison avec toute une série de métaux, des corps extraordinairement homogènes, à grande résistance mécanique. Comme semblables métaux, il s'agit en premier lieu du cobalt et du fer ; peut aussi employer des al- liages ou des mélanges de cobalt et de fer. Mais d'au- tres métaux aussi donnent des résultats excellents. On peut par exemple employer le nickel, soit seul, soit en combinaison avec d'autres métaux. De plus on peut se servir avantageusement par exemple d'alliages de cobalt, de chrome et de tungstène (alliages genre stellite) avec ou sans addition de carbone. Le carbure de titane peut être remplacé en partie par d'autres carbures.

Mais il ne peut s'agir chaque fois que d'une petite fraction de la masse totale de carbure, si on ne veut diminuer par trop les bonnes propriétés du corps de carbure. Des ad' ditions de par exemple 10 à 20 % de carbure de tungstène de carbure de molybdène ou de carbure de tantale, sont admissibles sans aucun inconvénient.

Pour tirer partie des propriétés remarquables du carbure de titane, il est nécessaire d'employer des quantités relativement fortes de carbure de titane, c'est- à-dire les deux tiers au moins de l'ensemble de la masse.

Des corps particulièrement appropriés contiennent environ 85 % de carbure de titane. Mais on peut aussi augmenter de beaucoup encore la teneur en carbure, par exemple jus- qu'à 95 %. La dureté du corps terminé augmente en géné- ral avec l'augmentation de la teneur en carbure, mais avec l'augmentation de la teneur il est)de plus en plus @

difficile d'obtenir une bonne union ou agglomération de la masse de carbure. Plus la teneur en carbure est gran- de et plus il est nécessaire d'élever la température re- quise'pour la consolidation du corps terminé. Dans cer- taines conditions cette température peut aussi être pous- sée au-dessus de 2000 C.

Les difficultés proviennent en partie de ce que le carbure de titane exige, en raison de son poids spécifique relativement faible et du volume plus grand en résultant, ainsi qu'en raison de la surface d'ensemble plus grande de la même quantité pondérable de poudre, pour remplir les interstices entre les particules de carbure une quantité de métal auxiliaire relativement plus grande que d'autres carbures plus lourds. Mais on a trouvé que le choix de températures de consolidation de hauteur appropriée permet de remédier à ces difficultés.

On peut par exemple pulvériser du carbure de titane et le mélanger avec la quantité, nécessaire pour l'union d'une poudre de métal cobalt ou de fer, ou d'un mélange de co- balt et de fer. On presse cette masse pulvérulente en la forme que le corps terminé doit posséder. Le corps pressé est ensuite chauffé à une température assez élevée pour produire une consolidation suffisante. En général il est à cet effet nécs@saire que la température soit poussée de beaucoup au delà du point de fusion du métal porteur. Lorsqu'on se sert de cobalt, de fer ou de mé- taux similaires en quantité de ,20 % environ, il faudra pousser à des températures de 1900 C environ ou même plus.

Or dans ce cas on court le risque que le carbure de titane réagisse avec d'autres substances avec lesquel- les il entre en contact, par exemple avec l'oxygène ou l'azote de l'atmosphère. Il pourrait en résulter dans certaines conditions une réduction considérable de la pro- priété du corps terminé. C'est pourquoi il est nécessaire d'écarter avant tout l'oxygène et l'azote lors du chauf- fage. On procèdera au chauffage notamment dans une

atmosphère d'hydrogène, ou dans une autre atmosphère in- différente, ou aussi dans le vide.

Il importe d'écarter de faibles traces d'oxygène ou d'azote, car sans cela on ne pourrait plus obtenir du tout dans une mesure satis- faisante une agglomération de la masse par le métal auxi- liaire, car les particules individuelles de carbure se re- couvriraient de couches d'oxyde ou de nitrure qui empêche- raient un contact entre le carbure et le métal.auxiliaire.

Au lieu de donner immédiatement aux corps leur forme définitive et de les finir par chauffage, on peut fabriquer d'abord des corps qu'on ne chauffe tout d'abord qu'à une température moindre, par exemple juste au dessous du point de fusion du métal auxiliaire, ou un peu au-des- sus de ce point. Ces corps sont alors tout d'abord encore relativement faciles à usiner. On peut leur donner par découpage, etc..., la forme désirée et les corps ainsi ob- tenus peuvent ensuite être terminés par chauffage aux tem- pératures plus élevées de consolidation.

De plus, au lieu de partir des métaux auxiliaires mêmes, on peut employer des combinaisons chimiques de ces métaux; Dans ce cas les métaux auxiliaires sont pulvérisés, ou sont mis en solu- tion, et sont mélangés au carbure de titane et chauffés dans une atmosphère réductrice, de façon à obtenir un mé- lange intime du carbure de titane avec le métal auxiliaire.

On obtient ainsi, après décomposition de la combinaison chimique, une division plus fine du métal auxiliaire et une union plus intime dans la suite du chauffage. On peut partir par exemple des oxydes ou des oxalates des métaux auxiliaires, et réduire avec de l'hydrogène aussi pur que possible, à des températures relativement basses, par exem- ple au début du rouge, pour ne procéder qu'ensuite au chauffage ultérieur dans lequel il faut alors écarter l'o- xygène et l'azote.

Le procédé de fabrication peut aussi être le sui- vant : On presse avec de la poudre de ;carbure de titane,

avec ou sans faible addition d'un métal auxiliaire, des corps qu'on agglutine à haute température. Le corps ag- glutiné est ensuite mis en contact avec la quantit'' do métal auxiliaire qui doit être introduite encore dans ce corps, et on chauffe jusqu'à la température de consolida- tion définitive. On suppose évidemment que le corps ag- glutiné de carbure de titane possède encore une porosité suffisante. On peut par exemple placer le métal auxiliai- re, sous forme d'un corps cohérent, sur le corps de carbu- re de titane préalablement agglutiné et chauffer ensuite le tout dans le vide.

Le corps de métal auxiliaire est alors absorbé par le corps de carbure de titane préalable- ment agglutiné, et est distribué de manière uniforme.

R E VEND!CATIONS : - -
1.- Métal dur caractérisé en ce qu'il contient du carbure de titane et un métal porteur, dans lequel ce car- bure est noyé.

2.- Métal d'après 1 , caractérisé en ce que la teneur en carbure de titane est au moins les deux tiers de l'ensem- ble de la masse.

3,- Métal d'après 1 , caractérisé par une teneur en carbure de titane de 85 % environ.

4.- Métal d'après 1 caractérisé en ce qu'on se sert comme métal auxiliaire d'un métal du groupe du fer, du nic- kel ou du cobalt, ou d'un mélange ou alliage de métaux de ce groupe.

5.- Métal d'après 1 . caractérisé en ce qu'une pe- tite partie du carbure de titane est remplacée par un au- tre carbure, par exemple du carbure de tungstène, de mo- lybdène ou de tantale.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

6.- Procédé de fabrication d'un métal d'après 1 , caractérisé en ce que le carbure de titane sous forme de poudre est intimement mélangé au métal auxiliaire lui aus- si sous forme de poudre, est façonné par pressage et est <Desc/Clms Page number 6> ensuite chauffé jusqu'à obtention d'une masse uniforme et solide, 7,.- Procédé d'après 6 , caractérisé en ce que le chauffage se fait dans une atmosphère indifférente ne conte- nant ni oxygène, ni azote, de préférence d'hydrogène ou dans le vide.

0,- Procédé d'après 6 caractérisé en ce que le chauffage a lieu jusqu'au-dessus du point de fusion du métal auxiliaire.

9.- Procédé d'après 6 , caractérisé en ce que le chauffage se fait jusqu'à 1900 C au moins.

10.- Procédé d'après 1 , caractértisé en ce que le titane de carbure, avec ou sans faible addition d'un métal auxiliaire est tout d'abord pressé et est agglutiné à une température de 2000 C ou plus, et, après refroidissement, le corps de titane de carbure agglutiné est chauffé en con- tact avec la quantité encore à introduire de métal auxiliai- re, dans le vide jusqu'à absorption complète du métal auxi- liaire.