BE436023A

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Publication number: BE436023A
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Description


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 procédé permettant de réaliser   (les   soudures par dépôt de chrome, de composés de chrome ou d'alliages de chrome, élecbrodes et baguettes de soudure destinées à la mise en oeuvre de ce procédé, 
On a déjà proposé d'accroître la résistance des   surfa-   ces de travail d'objets métalliques à l'égara des agents chi- miques, thermiques et mécaniques, en y diffusant du ohrome. 



  Grâce à la cristallisation mixte ainsi produite, on obtient, il est vrai, une liaison intime eu stable du chrome et de l'ob- jet à reoouvrir, mais l'opération de diffusion exige beaucoup de temps et l'application de températures élevées. 



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Il est connu, d'autre part, de recouvrir des objets d'une couche de chrome dur, déposé par électrolyse. Dans ce procédé, l'épaisseur de la couche dure augmente avec une extrême lenteur; on obtient une couche d'environ 1 mm. d'é-   paisseur   en utilisant une densité de courant d'environ 60 ampères par décimètre carré pendant approximativement 20 heures. La ténacité des   députa   de chrome réalisés par voie électrolytique est faible pour des objets soumis à des sollicitations mécaniques et thermiques intenses. Il se   produit   souvent un détachement ou un éclatement. 



   Contrairement à l'expérience pratique et aux   connaissan-   ces scientifiques acquises jusqu'à maintenant, les demandeurs ont constaté, fait vraiment surprenant, que l'on peut recouvrir très économiquement d'un enduit ou d'une couche de chrome, des objets de nature quelconque, notamment en acier ou en fer, en y déposant le chrome par une soudure d'apport. 



  Dans   Inexécution   de cette opération, il est nécessaire de pro -léger remplacement de la soudure au moyen d'une enveloppe de gaz, en   particulier   d'hydrogène; à défaut de cette   protec-   tion, le chrome s'oxyde dès son chauffage. Il est avantageux de réaliser le soudure à   l'arc   électrique. on a pu simplifier considérablement le procédé objet de l'invention grâce au fait, oonfirmé par des essais, que l'hydrogène occlus dans le chrome électrolytique se dégage sous l'effet du chauffage et constitue une enveloppe gazeuse protectrice extrêmement efficace lors de la soudure.

   Dans la fabrication du ohrome électrolytique, il est possible, par l'utilisation de bains à haute température et d'une forte densité de courant, d'incorporer, sans difficulté de l'hydrogène à l'état gazeux dans le chrome   jusqu'à,   saturation, 

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   S'est   pourquoi   l'Orne   des formes d'exécution de l'invention consiste à utiliser, comme matière d'apport ou comme matière   consécutive   des électrodes de soudure, du chrome à teneur élevée en hydrogène, en particulier du chrome électrolytique. 



   Il est toutefois possible, lorsque l'on doit recouvrir des objets de couches d'apport résistantes à l'usure, d'en déposer la majeure partie par soudure, pour des raisons   écono-   miques, et d'appliquer en fin   d'opération   une mince couche de chrome par voie électrolytique. 



     .pu   lieu du chrome pur, on peut, de la même manière, utiliser des alliages et des composés du chrome pour les soudures d'apport. 



   Dans ce ces, on parvient avantageusement   à   former des revêtements très durs en utilisant des électrodes constituées soit par un alliage de chrome, soit par du chrome seul, en présenoe d'un composé gazeux de métalloïdes, le métal des électrodes fondant à l'arc électrique et se soudant sur des objets de n'importe quelle nature. 



   Les alliages à base de chrome qui, après la soudure d'apport, possèdent une grande dureté au point de ne pas nécessiter un traitement thermique supplémentaire, se composent essentiellement de chrome additionné de métaux lourds ou légers ou de composés de ces métaux. Les exemples de réalisation suivants illustrent à titre non limitatif, certaines des nombreuses possibilités offertes d'utiliser des électrodes de soudure   en   un alliage ou un mélange de métaux contenant principalement du chrome,   a )     60 %     or$   35 % W. 5 % Mn. b ) 50 % Cr. 25 %   W,     10 % Mo.   15 %   00.   c) 70   %   Cr. 5 % W, 25 % Fe. d) 60 % Cr.   30 %   WC, 10 % 00.

     e )   95 %   or,   3 % A1, 2 % si.   f)   98 % Or, 2   %     Be.   

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  Selon l'invention, on obtient des dépôts métalliques de composés de chrome par la fusion d'une électrode de chrome en présence d'un composé gazeux de métalloïdes. Suivant le choix du composé gazeux, le chrome se transforme en celui des composés que l'on détire; il se produit du   nitrite   de chroma quand on utilise de l'ammoniaque, du borure de chrome quand on utilise de   l'acide   bromhydrique, du   siliciure   de chrome quand on utilise de l'hydrogène silicié   ( silane),   du carbure de chrome quand on utilise des hydrocarbures et du phosphite de chrome quand on utilise de l'hydrogène phosphoré. 



   Une   particularité   du proaédé objet de l'invention réside dans la formation d'une couche de concentration maximum du nouveau composé dans   la   zone superficielle du dépôt métallique apporté par soudure, et cela   grce   au maintien du courant gazeux jusqu'au refroidissement après achèvement de la soudure. 



   Les composés gazeux de métalloïdes se dissocient dans l'arc électrique avec libération des atomes de métalloïdes qui possèdent une   réaotivité   extraordinaire dans cet état. Cette circonstance pourrait expliquer l'obtention d'alliages de chrome présentant des qualités précieuses par rapport au chrome seul, bien que le chrome ou les alliages composés essentiellement de chrome ne soient   à   l'état liquide que pendant un court instant lors de la soudure. Il n'est absolument pas nécessaire que la masse métallique d'apport se transforme intégralement en le nouveau composé correspondant. Une transformation partielle suffit parfaitement à l'obtention d'une couche métallique plus dure que celle des soudures d'apport au chrome seul. 



   On peut fabriquer les électrodes de soudure par fusion et moulage ou encore à partir de chrome finement pulvérisé ou de mélanges métalliques correspondants par pression et concrétion   (commencement   de fusion). 



   Les électrodes de soudure en chromo électrolytique, qui 

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 sont nécessaires pour la mise en oeuvre du procéde en vue du dépôt de couches métalliques de composée de   chrome,peuvent   aussi être fabriquées économiquement au moyen d'une cathode de forme convenable, constituée par un alliage à base de bismuth (métal de Wood) et sur laquelle lechrome se dépose par   éleobrolyse,   la cathode pouvant, le cas échéant, être partiellement   recouverte   d'une matière isolante.

   Après achèvement de   l'électrolyse,   il suffit de plonger dans l'eau bouillante ou l'huile très chaude la cathode de bismuth portant l'électrode de chrome ainsi produite pour faire   disparaître,   par fusion, le métal servant de support et libérer l'électrode de   Chrome   sous sa forme définitive. 



   Le procédé objet: de l'invention permet, de même. de déposer par soudure des alliages à base de chrome. Cet effet, on utilise, par exemple, une baguette composée des divers constituants de l'alliage et chargée d'une quantité d'hydrogène suffisante pour donner naissance à une nappe gazeuse protectrice lors de la soudure. On peut également introduire les métaux additionnels dans une baguette creuse en chrome, qui est chargée d'hydrogène.

   La goutte produite par la fusion d'une baguette de soudure ainsi constituée allie le ohrome fondu de l'enveloppe au métal   additionnel   du noyau, d'où il résulte uu alliage qui adhère fortement à l'objet traité, après la soudure, L'hydrogène gazeux   accumulé   dans le tube de chrome, se libère sous l'influence de la température de soudure ou de la   tempé-   rature de l'arc électrique et forme, à   l'endroit   de la soudure, un manchon protecteur dense.   on pauli,   par le procédé décrit ci-dessus, réaliser des soudures d'apport en alliages de chrome qui, suivant leur   destina-   tion.

   peuvent, comme on le desire,   'être   tenaces mais sans   dureté   

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   @   considérable ou être tenaces et dures ou encore à la fois tensaces particulièrement dures et résistances à lTusure. 



   Il se produit un alliage de chrome tenace, pas très dur et facile à usiner quand le noyau du tube de chrome est, par exemple,   constitua   en oobalt eu quand le tube et le noyau contiennent ensemble 50 % de chrome et 50   % de   cobalt. 



   On obtient des alliages de chrome tenaces et dure en utilisant pour le noyau ou   l'âme   du tube   ±le   chrome, du tung..   sténe,   du molybdène, du titane, du tantale, du vanadium, etc... seuls ou mélangés d'une façon quelconque, ces composants pouvant encore être combinés à d'autres métaux. un exemple de composition avantageuse du noyau est donné   ci-dessous :   50 % de tungstène,   25 %   de cobalt, 15 % de manganèse, 5 % de silicium et 10 % de molybdène. La proportion entre le chrome du tube et les métaux d'alliage du noyau peut avantageuse- ment être égale à 1:1. 



   On obtient des alliages de chrome très durs et   of-   frant une grande résistance   à l'usure   par fusion d'un tube de chrome dont l'âme est constituée par des composas métal-   liques   tels que des carbures, des azotures, des borures ou des si liciures.   L'orne   peut aussi se composer de métaux auxquels sont mélangés les éléments des composés désirés, par exemple du carbone. Les composés métalliques sont alors enrobés dans soudure d'apport à l'état de cristaux microscopiques. si l'on veut conférer de la ténacité à une soudure en alliage de chrome de très grande dureté, il y a avantage à ajouter au noyau du tubeun métal du groupedu fer, par exemple du fer, du nickel ou du cobalt. 



   Les métaux finement pulvérisés conviennent le mieux au remplissage ou bourrage à la presse du trou du tube de chrome. 



  On peut adjoindre un liant   à   ces métaux, par exemple du verre soluble ou une substance analogue, ce liant agissant, en outre, 

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 comme désoxydant lors   de le   soudure. 



   Dans une autre forme de réalisation de   l'invention,   on prend un fil étiré ou une baguette moulée ou encore une baguette obtenue à la presse et, le cas échéant, par ooncrétion ( commencement de fusion) de poudre métallique, cette baguette étant constituée par les métaux d'alliages ou composés métalliques voulus, et l'on dépose sur ce fil ou cette baguette, par   électrolyse,   une enveloppe de chrome, avec interposition facultative d'une couche intermédiaire mince de nickel ou de cuivre, par exemple.

   Dans le cas où l'on fait venir l'enveloppe chromée à l'épaisseur voulue dans un bain de ohrome chaud en utilisant une forte densité de courant, l'hydro- 
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 gène gazeux etaccumule non seulement dans 1 ' e nv el cpp e de 9hr o- me mais encore par diffusion dans l'âme métallique du tube. pour l'incorporation d'hydrogène à une baguette fabriquée par étirage, moulage ou concrétion de l'alliage de chrome ohoisi, on peut aussi ohauffer cette baguette à une   températu-   re de 800 à   1000 ,   puis la laisser refroidir lentement dans une atmosphère d'hydrogène, éventuellement sous une pression inférieure à la pression atmosphérique. 



   On produit les tubes de chrome nécessaires à la réalisa-   tion   des baguettes de soudure par dépôt électrolytique sur une cathode de support, que l'on dissous ensuite chimiquement pour en séparer la baguette, Il est difficile et   coûteux   de dissoudre un fil ou une baguette pleine en fer, cuivre ou laiton, enveloppée   d'une   couche adhérente de chrome; par contre, l'opération réussitrès facilement et sans perte appréciable de matière quand on   utilise   une cathode de support constituée par un tube de cuivre ou de laiton à paroi mince, par exemple un tube capillaire. 

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   Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on utilise une baguette de chrome creuse et non seulement on en remplit l'intérieur de divers constituants d'alliage, mais encore on répartit ces derniers à se surface extérieure; à titre de variante, on peut se contenter de recouvrir la surface extérieure des constituants   d'alliage,   pour   revenir   la surface extérieure d'une baguette de chrome, il y a avantage recouvrir cette baguette d'une pâte contenant les constituants d'alliage désirés et à laquelleon   peut   incorporer le cas échéant, un agent de désoxydation ou d'élimination des scories, qui sert de fond à la pâte.

   Lorsque la baguette de chrome n'est pourvue des constituants d'alliage qu'à sa surface extérieure, on peut aussi utiliser une   baguette   pleine au lieu d'un tube. 



   Les métaux utilisés comme constituants d'alliage peuvent également contenir de l'hydrogène occlus; cela est particulièrement avantageux quand les baguettes de chrome ont une paroi mince ou un petit   diamètre   afin que, lors de la soudure, il puisse se dégager de ces constituante une quantité supplémentaire d'hydrogène,   d'où.   résulte une action réductrice accrue et un apport à l'arc électrique de gaz protecteur en quantité suffisante. 

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Claims

R é s u m é.- L'invention concerne: le/ un procédé permettant de réaliser des soudures d'apport au chrome, caractérisé par le fait que l'on soude le chromo d'apport, de préférence au moyen de l'arc électrique, au sein d'une enveloppe protectrice de gaz, notamment: d'hydro- gène. <Desc/Clms Page number 9>

2 / Des modes d'exécution du procédé de soudure spéci- fié sous 1 , présentant les particularités suivantes, pri- ses séparément; ou selon les diverses combinaisons possibles: a) on utilise, comme soudure d'apport ou comme électrode de soudure, du chrome chargé d'hydrogène, en particulier du chrome électroytique;

b) la couche de chrome est recouverte à son tour d'une oou- ohe mince déposée par électrolyse; c) pour recouvrir des objets de nature quelconque d'une en- veloppe métallique adhérente et résistante à l'usure, on applique par soudure éleotrolytique des composés du chrome. en faisant fondre une électrode en chrome dans l'arc électri- que et en transformant partiellement ou complètement la matiè- re fondue en un composa du chrome en présence d'un composé gazeux renfermant les constituais métalloïdiques désirés;

d) on utilise dans le procédé spécifié sous c) une électrode constituée en un alliage à base de chrome qui possède une du- reté supérieure à celle du chrome pur. après soudage et re- froidissement, en opérant.le cas échéant, en présenoe d'un com ..posé métalloïdique gazeux; e) on maintient le courant de gaz jusque-refroidissement de la couche métallique déposée par soudure;

3 / Les électrodes de fusion à base de chromo, qui sont destinées à la mise en oeuvre du procédé spécifié sous -0 de 8. et qui ont été obtenues par dépôt électrolytique d'une élec -trode de chrome ayant une forme quelconque sur une cathode con- stituée par un alliage à base de bismuth métallique, la catho- de serval de support étant ensuite fondue dans l'eau bouil- lente ou dans l'huile très chaude.

4 / Les élctrodes de fusion en chrome ou en alliage à ba- se de chrome qui sont destinées à la mise en oeuvre du procède de soudure spécifié sous c et d de 2 et qui ont été fabri- <Desc/Clms Page number 10> quées à partir de poudre de chrome ou dtun mélange de métaux pulvérisés par pressage ou par concrétion (commencement de fusion, 5 / Une baguette de soudure propre à le mise en oeuvre du procédé spécifié sous 1 et 2 , lorsque l'on utilise un alliage de chrome, carte baguette étant constituée par les éléments d'alliage choisis et auxquels on a incorporé une quantité d'hydrogène suffisante pour la formation d'une nappe protectrice gazeuse, lors de la soudure.

6 / Des formes de réalisation de la baguette de soudure spécifiée sous 5 . présentant les particularités suivantes, prises séparément ou selon les diverses combinaisons possibles: a) la baguette se compose d'un tube creux en chrome chargé d'hydrogène et d'une âme intérieure constituée par les autres constituants de l'alliage désiré à l'état divisé; b) l'âme intérieure de la baguette est constituée par des composés métalliques ou par des substances produisant, sous l'effet de la chaleur, des composés métalliques qui, lors de la fusion, forment avec le chrome un alliage de chrome dur où se trouvent enrobés dans le chrome fondu sous la forme de cristaux durs; c) l'âme contient un métal du groupe du fer ;

CI) l'âme métallique contient un agent de désoxydation; 7 / un procédé de fabrication des baguettes de soudure spécifiées sous 5 et 6 , dans lequel on entoure l'Orne ou le noyau d'une enveloppe de chrome déposée par électrolyse.

8 / Un procédé de fabrication des baguettes de soudure spécifiées sous 5 et 6 , dans lequel on charge un tube en chrome électrolytique des constituants d'alliage devant for.. mer le noyau. <Desc/Clms Page number 11>

9 / une variante du procédé spécifié sous 8 , dans laquelle on forme le tube creux par dépôt électrolytique de chrome sur une cathode de support constituée par un tube capil- laire à paroi mince, puis on libère ohimiquement la baguette tubulaire de chrome ainsi produite.

10 / Une baguette de soudure servant à la réalisation du procédé spécifié sous 1 et 2 lorsque l'on utilise un alliage de chrome, baguer ce qui comporte une âme intérieure en chrome chargé d'hydrogène et une enveloppe contenant l'autre constituant ou les autres Constituante de l'alliage à l'état divisé.

11 / Une forme de réalisation de la baguette de soudure spécifiée sous 10 , dans laquelle le noyau de chrome est creux et est rempli d'une partie de la matière d'alliage ou du mé- lange des constituants d'alliage.

12 / un procédé de fabrication des baguettes de soudure spécifiées sous 10 et 11 . caractérisé par le fait que l'on confectionne une pâte avec les constituants d'alliage à l'état divisé qui doivent former l'enveloppe en y incorporant, de préférance, à titre de liant, un agent de désoxydation ou d'éli- minetion des scories et on applique alors la pâte $-Or le noyau de chrome. EMI12.1

Ma s si ears, Nous référant à la demande de brevet ci-dessus,nous nous permettons de vous signaler 8 erreurs gai se présentent dans le texte déposé à son appui et bion coin;ne suit : à la page 4,ligne 10, la mot "phosphite" doit être remplacé par: EMI12.2 "î)hosphurel1 à la page 6> ligne 13, la ::en-tion "15% de rnan6anèsel1 doit ocra rclnplaaé par: "10% de ([,JnGanèsel1.

Etant donné qu'il nty a pas moyen tie faire ces corrections dans le texte d(-posé,nou.3 'T('113 serions très obligés, ,idessieurs,sî vous vouliez bien faire joindre h présente lettre au dossier de la demande pour valoir éventuellement 00111([;0 à droit.

L'Administration est autorisée à délivrer copie de la lettre rectificative en meme temps que toute autre copie du brevet EMI12.3 corres ondant, en vertu du la lettro Ministériella du 15 mai 1935 N04032756)98 Nous vous remettons en même temps une copie timbrée de la lettre rectificative et vous prions de bien vouloir nous retourner celle-ci dument certifiée conforts pour quelle puisse servir à notre client comme pièce justificative dans cette affaire. EMI12.4 ûn vous ro'n61'ciant,l1ous nous i?rC"L'ntons,[eS8if.:urs, l'assurance de notre haute considération. EMI12.5 - ,..,. /./)