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Procédé permettant de fabriquer des alliages recuits de métaux durs.
Dans la fabrication d'alliages de métaux durs par cuisson, il y a souvent avantage à accroître'dans'la mesure du possible la densité de la matière, parce que ces matières doivent remplir des conditions très sévères au point de vue des propriétés mécaniques. Dans ce but, on a proposé d'effectuer la cuisson dans un moule convenable avec application simulta- née de pression pour la fabrication d'objets dont la forme convient à cette opération, on peut y parvenir en établissant le moule en une matière ayant une consistance suffisante pour la haute température envisagée.
Cependant, les matières géné- ralement utilisées dans ce but ont, entre autres, cet inconvé-
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nient que le moule ne peut souvent êtreutilisé qu'une seule fois; pour les objets de forme très compliquée qui ne peuvent pas être 'formés exclusivement par moulage, il est nécessaire de produire la forme définitive par une opération mécanique après le moulage et avant la cuisson. Il est évident que, dans ce dernier cas, il ne peut être nullement question clef- fectuer le moulage et la cuisson simultanament ,fin de pro- duire une grande densité.
L'invention a pour buL d'obvier a ces inconvenients Le procédé qui en fait 1.'objet consiste a chauffer, à la. ton- pérature de la cuisson, le corps préalablement forme, cuis, clans le but d'accroître sa densité, à augmentertout en con- tinuant le chauffage, la, pression de l'atmosphère gazeuse de l'ambiance, qui est de préférence réductrice.
La pression accrue est de préférence maintenue même pendant le refroidissement afin d'éviter touteffet nuisible résultant d'une diminutic.n de pression du gaz quand le corps est encore chaud et légèrement plastique.
La pression du gaz ne doit être augmentée que lorsque, grâce au chauffage a la température de cuisson, l'objet a atteint une densité telle que l'augmentation de la pression du gaz suivant l'invention puisse produire une augmentation de la densité.
L'invention permet de chauffer descorps de forme simple ou compliquée et d'exercer simultanément sur eux une pression sans être oblige d'utiliser un moule très réfractaire.
Si on le désire, un certain nombre d'objets de ce genre peuvent être soumis a cette opération simultanément.
On a déjà propose, il est vrai, de recuire des ob- jets formés au moyen d'un alliage de métaux durs a une pression de gaz supérieure a 1 atomsphère, mais l'effet de l'invention 'est pas atteint. par ce seul moyen puisque, suivant l'inven-
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tion, la 'pression du gaz est augmentée, augmentation qui n'opère que lorsque par la cuisson (si on le désire sous une dépression), une densité telle a été atteinte que le gaz ne puisse plus pénétrer dans le corps dans une mesure appré- ciable. Des creux subsistant encore éventuellement sont ainsi réduits par la pression de gaz augmentée qui est exercée sur la surface, ce qui a pour effet une augmentation du poids spécifique du corps.
EXEMPLE 1.
Un mélange de 94 pour cent en poids de carbure de tungstène (wc) et de 6 pour cent en poids de cobalt est moulé sous une pression de 1000 atmosphères à la température ambiante., puis, le corps ainsi formé est recuit dans un mélange de 85 % d'azote et de 15 %d'hydrogène pendant environ 1 heure à 1450 c et sous la pression atmosphérique. La densité,de l'ob- jet est alors devenue égale à 14,5 Lorsque le chauffage à 1450 c est continué pendant 15 minutes dans le mélange de gaz avec augmentation de la pression, par exemple jusqu'à 50 at- mosphères, et est suivi- d'un refroidissement sous une pression augmentée, on constate que la densité s'est élevée jusqu'à 14,85. La matière ainsi obtenue convient particulièrement bien à l'établissement de filières.
EXEMPLE II
Un mélange pulvérulent de 79 pour cent en poids de carbure de tungstène (WC), de 15 pour cent en poids de carbure de titane (TiC) et de 6 pour cent en poids de cobalt est moulé sous une pression de 3000 atmosphères à la température am- biante, puis est recuit pendant environ 1 heure à 850 C. Des objets de la forme voulue sont réalisés par une opération mécanique au moyen de la matière ainsi recuite préalablement.
On procède ensuite à une cuisson à environ 1500 C pendant 1 heure environ dans l'hydrogène à la pression atmosphérique.
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La densité de la matière est devenue alors égale à 11,1.
Par continuation du chauffage à 150û C dans un mélange gazeux de 85 % d'azote et de 15 % d'hydrogène et par application d'une pression de 50 atmosphères par exemple pendant 15 ni- nutes, suivie d'un refroidissement sous pression, le densité croît jusqu'à 11,45.
R E S U M L.
Cette invention concerne:
1 , Un procéde permettant de fabriquer des corps en un alliage recuit de métaux durs, ce procède consistant à chauffer à la température de la cuisson des objets formés préalablement et obtenus au moyen de constituants d'alliage connus, puis, dans le but d'augmenter la densité, à élever tout en continuant le chauffage, la pression de l'atmosphère gazeuse de l'ambiance, qui est de préférence réductrice, et à maintenir cette pression augmentée de préférence même pendant le refroidissement subséquent.
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Process for making annealed alloys of hard metals.
In the manufacture of hard metal alloys by firing, it is often advantageous to increase the density of the material as far as possible, because these materials have to meet very severe requirements from the point of view of mechanical properties. For this purpose, it has been proposed to carry out the baking in a suitable mold with simultaneous application of pressure for the manufacture of objects of a suitable shape for this operation, this can be achieved by making the mold of a material having a suitable shape. sufficient consistency for the high temperature envisaged.
However, the materials generally used for this purpose have, among others, this disadvantage.
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deny that the mold can often only be used once; for objects of very complicated shape which cannot be formed exclusively by molding, it is necessary to produce the final shape by mechanical operation after molding and before firing. It is obvious that, in the latter case, there can be no question of carrying out the molding and the firing simultaneously, in order to produce a high density.
The invention aims to obviate these drawbacks The process which makes it 1.'objet consists of heating, at the. temperature of the cooking, the body previously formed, cooked, with the aim of increasing its density, to increase while continuing the heating, the pressure of the gaseous atmosphere of the environment, which is preferably reducing .
The increased pressure is preferably maintained even during cooling to avoid any deleterious effects resulting from a decrease in gas pressure when the body is still hot and slightly plastic.
The gas pressure should only be increased when, by heating to the firing temperature, the object has reached a density such that the increase in gas pressure according to the invention can produce an increase in density.
The invention makes it possible to heat bodies of simple or complicated shape and to exert pressure simultaneously on them without having to use a very refractory mold.
If desired, a number of such objects can be subjected to this operation simultaneously.
It has already been proposed, it is true, to anneal articles formed by means of a hard metal alloy at a gas pressure greater than 1 atomosphere, but the effect of the invention is not achieved. by this only means since, according to the invention
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tion, the pressure of the gas is increased, an increase which only takes place when, by cooking (if desired under a vacuum), a density such has been reached that the gas can no longer penetrate into the body to an appropriate extent. - ciable. Any hollows still remaining are thus reduced by the increased gas pressure which is exerted on the surface, which results in an increase in the specific weight of the body.
EXAMPLE 1.
A mixture of 94 weight percent tungsten carbide (wc) and 6 weight percent cobalt is molded under a pressure of 1000 atmospheres at room temperature., Then, the body so formed is annealed in a mixture of 85% nitrogen and 15% hydrogen for about 1 hour at 1450 ° C and atmospheric pressure. The density, of the object then became equal to 14.5 When heating at 1450 c is continued for 15 minutes in the gas mixture with increasing pressure, for example up to 50 atmospheres, and is followed by cooling under increased pressure, the density is found to have increased to 14.85. The material thus obtained is particularly suitable for establishing channels.
EXAMPLE II
A powder mixture of 79 percent by weight of tungsten carbide (WC), 15 percent by weight of titanium carbide (TiC) and 6 percent by weight of cobalt is molded under a pressure of 3000 atmospheres at temperature ambient, then is annealed for about 1 hour at 850 C. Objects of the desired shape are produced by a mechanical operation using the material thus annealed beforehand.
Baking is then carried out at approximately 1500 ° C. for approximately 1 hour in hydrogen at atmospheric pressure.
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The density of matter then became equal to 11.1.
By continuing heating to 150 ° C. in a gas mixture of 85% nitrogen and 15% hydrogen and applying a pressure of 50 atmospheres for example for 15 minutes, followed by cooling under pressure, the density increases to 11.45.
R E S U M L.
This invention relates to:
1, A process for manufacturing bodies of an annealed alloy of hard metals, this process consisting in heating to the firing temperature objects formed previously and obtained by means of known alloy constituents, then, with the aim of increasing the density, raising while continuing heating the pressure of the ambient gas atmosphere, which is preferably reducing, and maintaining this increased pressure preferably even during the subsequent cooling.
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