BE420382A

BE420382A -

Info

Publication number: BE420382A
Authority: BE

Description

Préparation de substances et de corps durs à base de plu- sieurs substances.

On a constaté que des carbures métalliques, par exemple des carbures de tungstène ou des autres substances dures, tel- les que les principaux constituants des corp,s durs utilisés principalement comme outils de grande puissance, sont tou- jours.obtenus avec une dureté et une structure de valeurs . différentes. Cela peut être dû à la difficulté du procédé de fabrication par lui-même, la grande longueur de l'opération exigeant que des températures déterminées et des arrivées dé- terminées de gaz soient soigneusement maintenues.

Ces différences constatées dans les substances dures qui jusqu'ici, ont été toutes obtenues sous forme de composés d'un

seul métal, ont d'ailleurs aussi très compromis la qualité et l'homogénéité des corps durs fabriqués à partir des dites substances. On a pu constater par exemple que dix plaquettes de métal dur de même provenance et de même marque on) dix va- leurs de puissance différentes et inférieures de 10 à 30 % à la puissance maxima de la meilleure plaquette.

Ce phénomène nuisible n'a pas même été éliminé en cons- tituant les corps durs à base de plusieurs substances, en les faisant par exemple en carbures de différents métaux. Les car- bures fabriqués séparément les uns des autres avaient, comme jusqu'ici, des qualités variables et ces variations étaient transmises aux c.orps durs dont ils étaient les éléments cons- titutifs.

Conformément à la présente 'invention les inconvénients cités sont éliminés par un nouveau mode de formation des corps durs. Au lieu de substances dures à un seul métal, on prépare des complexes de corps durs, de carbures, siliciures, borures, etc. de plusieurs substances. On procède alors de la façon suivante: on mélange entre elles plusieurs substances de base différentes pouvant être d.es métaux ou des composés métalli- ques, ou encore les deux à la fois avec des corps non métalli- ques participant à la réaction, pouvant encore être nécessaires (tels que le charbon), puis on les soumet ensemble à l'opéra- tion destinée à les transformer en corps durs (carburation ou traitement analogue). Il en résulte des complexes de corps durs.

Ces complexes ont une dureté extraordinaire, qui dépasse encore assez sensiblement celle des substances dures connues.

L'homogénéité est remarquable dans les charges les plus dif- férentes.

Un fait d'une importance pratique particulière, c 'est que le procédé peut être mis en oeuvre à des températures moyen- nes, même lorsque le mélange de départ contient des métaux qui, exigeraient par eux-mêmes des températures bien plus hautes pour la formation de corps durs. Avec le mélange, la transfor-

mation suit des lois autres que pour le métal seul.C'est ainsi que des essais ont montré que, pendant la carburation d'un mé- lange de métaux et d'oxydes métalliques, les métaux conservent leur nature propre, c'est à dire qu'ils ne se transforment pas en carbures, tant que la réduction des oxydes métalliques con- tenus dans le mélange n'est pas encore terminée.

Ce n'est qu'ensuite que l'absorption de carbone par tous les métaux du mélange commence en même temps, cette absorption étant extrême- ment active, jusqu'à ce que la formation du carbure soit ter- minée! On peut interpréter ce phénomène par le fait que, aux hautes températures, pendant la réduction des oxydes métalli- ques l'affinité du carbone est moindre pour le métal présent que pour l'oxygène, qui se dégage des oxydes métalliques et se combine avec le carbone.

Les basses températures, qui suffisent pour le procédé con- forme à l'invention, éliminent les nombreuses perturbations pro- voquées par les hautes températures actuelles ; facilitent le travail et contribuent ainsi sensiblement à assurer une qua- ' lité homogène des substances dures obtenues.

:On décrira ci-après un mode de réalisation particulière- ment favorable du procédé conforme à l'invention. Comme matiè- res de départ on utilise du tungstène métallique, de l'acide titanique et de l'acide vanadique en proportions de 6-8, 2-3 pour 1-2 en poids. On ajoute une addition correspondante de char- bon. On mélange d'abord le tungstène à part avec la quantité de cha rbon nécessaire à sa carburation et on le réduit en pou- dre fine. De la même manière, on mélange séparément l'acide vanadique et l'acide titanique avec la quantité de carbone né- cessaire pour leur carburation et en outre avec une addition d'une quantité supplémentaire de charbon.

On réunit les trois mélanges et on les chauffe lentement dans un four de., type connu après avoir mélangé intimement. A une température d'environ 1.450 ' C, un fort dégagement de fumée indique le: commencement de la réduction des oxydes métalliques. En augmentant la tem-

pérature jusqu'à 1.500 C, l'acide vanadique et l'acide tita- nique sont à peu près réduits et transformés en leurs métaux.

Pendant ce temps le tungstène reste inaltéré. Lors de la cessa- tion du dégagement de fumée, la réduction est terminée et l'on pousse encore le four un peu plus haut pour la carburation.La première absorption de carbone, jusqu'à 4 % environ, se produit presque immédiatement. Dans la suite,(durant environ une demi- heure) l'opération, la dernière absorption de carbone, néces- saire pour terminer la carburation, se produit. Le complexe de carbures obtenu est très dur, à grain fin et sa cassure est gris d'argent. Son traitement ultérieur pour le transformer en corps durs peut avoir lieu de façon connue.

D'ailleurs ces complexes de substances dures se prêtent aussi tout particulièrement bien à être liés entre eux immé- diatement déjà, au moment de leur fabrication, d'une manière nouvelle pour constituer des corps durs prêts à l'usage. A cet effet, on donne au mélange de départ toute forme, par exemple la forme de plaquettes, que le corps dur doit avoir plus tard.

Une pression de compression, non exagérée, peut être avanta- geuse au moment du moulage. La carburation subséquente, ou un'autre procédé de durcissement (siliciuration ou autre), qui transforme en matière dure les différentes particules de matiè- re du mélange moulé, donne en même temps aussi aux particules la cohésion ferme et intime dont elles ont besoin par la suite pour servir immédiatement de pièce d'usinage prête à l'usage. On peut encore augmenter la qualité d'un tel corps dur obtenu directement par le durcissement de ses constituants entrant dans le mélange, en effectuant la carburation ou autre, avec des interruptions.

Dans ce cas, ce n'est qu'après le trai- tement préalable servant à former des substances dures, et après la pulvérisation qui fait suite à ce traitement, que le mélange de départ est moulé sous la forme d'un corps dur. En carburant ensuite à nouveau, jusqu'à fin de carburation, on donne au corps moulé une structure ayant la plus grande dureté

possible. Ses particules de matière sont collées entre elles de façon particulièrement ferme et tenace.

Claims

R E S U M E .

L'invention a pour objet: I/ La- préparation de substances dures et de corps durs à base de plusieurs substances, en particulier de carbures, siliciu- res, borures, etc. métalliques, daractérisée en ce que l'on mé- lange entre elles plusieurs substances de base (métaux et/ou composés métalliques) avec des corps non métalliques (tels que le charbon) participant à la réaction et pouvant être encore nécessaires, puis qu'on les soumet ensemble à l'opération (car- buration ou autre traitement analogue) servant à les transfor- mer en substances dures.

Cette préparation peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques ci-après: a) On utilise un mélange de départ constitué par des métaux à point de fusion élevé, tels que le tungstène, le chrome, dont les carbures ont une dureté particulière, et par des oxydes de métaux à point de fusion élevé mais plus tenaces, tels que l'a- cide titanique et l'acide vanadique, en ajoutant la quantité de carbone nécessaire pour la carburation de ces constituants. b) Pour 6 à 8 parties en poids environ de tungstène ou de chro- me, on prend de 3 à 5 parties en poids d'oxydes métalliques, par exemple sous forme d'acide titanique et d'acide vanadique, dans des proportions réciproques en poids d'environ 2-3 à 1-2.

c) Avant le traitement (carburation ou autre), provoquant, ou terminant après un traitement préalable, la formation de subs- tances dures, le mélange de départ reçoit la forme désirée pour le corps dur, puis l'on termine la carburation, en obtenant, de ce fait, en plus de la conversion de ses particules de matières en complexes de matières dures, en même temps la cohésion ferme propre d'une pièce d'usinage prête à l'emploi.

2/Des complexes de substances dures et des corps moulés, tels <Desc/Clms Page number 6> qu'on les obtient selon le procédé suivant 1 , par la conver- sion commune à l'état dur de différentes matières de base.