BE473500A - - Google Patents

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BE473500A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ

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Description


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  MATERIAU DE CONSTRUCTION ET OBJETS   FACONNES   EN CELUI-CI, 
La présente invention a pour objet une matière de construction ainsi que les pièces ou objets façonnés en celle-ci, notamment les      éléments ou pièces de machines et autres appareils demandant une haute résistance à la température et à l'usure, aux déformations à froid ou à l'érosion, ainsi qu'une haute résistance à la corrosion, Les éléments ou pièces de machines de ce type comprennent par exem- ple les soupapes et éléments de   soupapes   rapportés, les tiges et sièges de soupapes pour les moteurs à combustion interne, les auba- ges de turbines à gaz et à vapeur, les aubages diffuseurs des tur- bines et compresseurs, les tuyères d'éjection et d'échappement pour les propulseurs à réaction. 



   L'invention vise plus particulièrement une matière de construc- tion, et les objets fabriqués en celle-ci, obtenus par les procédés de la métallurgie des métaux en poudre ou demi-poudre, cette matière et ces objets étant obtenus plus économiquement que par les méthodes antérieures. Un autre objet de l'invention consiste à améliorer la résistance à l'usure et à l'érosion, notamment aux hautes températu- res de fonctionnement. En outre, l'invention se propose d'obtenir ces matières et objets sous une forme prête à   1?.emploi,   c'est à dire n'exigeant que peu ou pas de travail de finition, présentant une haute résistance aux hautes températures de fonctionnement, jointe à une haute résistance à l'érosion et à la corrosion.

   D'autres ob- 

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 jets, caractéristiques et résultats obtenus ressortiront de la suite de la description. 



   Suivant l'invention, on constitue une matière de construction et des corps façonnés au moyen de celle-ci, à partir de très petites particules consistant essentiellement en borure de chrome et d'un liant ou ciment consistant essentiellement ou entièrement en un allia-   ge   préformé et complété de nickel, de   chrome   et de bore qui, dans cer- tains cas, peut aussi contenir des ingrédients d'addition tels que le fer, le silicium, et le carbone, et présente un point de fusion   d'en-   viron 1025 à 1250 . 



   Le borure de chrome utilisé suivant l'invention est obtenu par des moyens connus, par exemple en partant d'un mélange initial de chrome, de bore et d'aluminium en proportions convenables. Par exem- ple, la proportion de chrome peut être de 40 à 85% environ, celle du bore de 5 à 50% environ et celle de l'aluminium de 1 à 25%. Le mélange initial peut comprendre soit le métal de chaque constituant, soit un composé d'un ou de plusieurs de ceux-ci. Le mélange initial est enflammé dans un creuset de sorte qu'une réaction aluminothermi- que se déclenche.

   Suivant la teneur du mélange initial en chrome et en bore et suivant la chaleur dégagée par la réaction alumino-thermi- que, la teneur de la masse résultante en cristaux de borure de chrome   varie.   El semble que le borure de chrome répondant à la formule CrB2 soit toujours présent, et peut constituer entre 1 et 98%, environ de la masse de borure de chrome. Le borure de chrome CrB, s'il y en a, peut former de 50 à   90%   et le borure de chromure Cr3B2, s'il y en a, peut constituer de 10 à   40%   environ de la masse résultante. 



   Si l'on utilise un procédé   alumino-thermique,   la masse ou les cristaux de borure de chrome sont séparés de tout aluminium pouvant encore rester à l'état soit libre soit combiné, ainsi que des autres impuretés contenues dans le mélange initial et retenues dans la masse résultante. on peut avoir recours à tout procédé autre qu'un procédé   alumino-thermique   pour produire à haute température les borures de chrome suivant l'invention. 



   Suivant l'invention, on utilise les borures de chromo en particu- les de dimensions appropriées ou broyées aux dimensions voulues, tra- versant de préférence un tamis de 130 mailles au cm. environ ou plus 

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 fines encore., juequ'à un diamètre ne dépassant pas une fraction de micron. La poudre de borure de chrome est mélangée à un alliage for-      mant ciment ou liant à base de nickel contenant des proportions mi- neures de chrome et de bore, et éventuellement d'autres ingrédients d'addition tels que le fer, le silicium et le carbone en proportions relativement faibles. Un tel alliage ayant un point de fusion compris entre 1025 et   12500   environ convient tout particulièrement aux be- soins de l'invention.

   Un alliage dans lequel le nickel se monte à 65 à 75% environ, le chrome à 13 à 20%, le bore à 2,75 à   4,75%   en- viron, et le total des ingrédients d'addition métalliques éventuels ne dépasse pas 10% en poids environ de l'alliage, est préféré, parce que son point de fusion ne   râpasse   pas environ 1040  à   10500   et per- met le traitement ultérieur suivant l'invention à température rela- tivement basse. 



   L'alliage formant ciment ou liant est broyé, par exemple dans un moulin à boulets, jusqu'à la dimension de particules voulue, de préférence la même que celle indiquée plus haut pour les borures de chrome, et est intimement mélangé aux borures de chrome pulvérisés de toute manière appropriée, de préférence dans un moulin à boulets. 



   On a constaté qu'un mélange pulvérulent de parties égales en poids de borure de chrome et de l'alliage liant convient aux besoins de l'invention; la quantité de borure de chrome pulvérulent peut être augmentée jusqu'à 80% environ, ou plus, du mélange. 



   Le mélange pulvérulent de borure de chrome et de l'alliage liant ou "ciment" est pressé à la forme d'un lingot ou   d'une   ébauche, ou à une forme correspondant à la forme de la pièce à produire, par exem- ple une soupape ou son siè'ge annulaire, une aube ou une pale, une tuyère ou un élément tubulaire. L'objet façonné est ensuite aggloméré par frittage, de préférence en atmosphère non oxydante ou protectri- ce, telle que de l'ammoniac dissocié ou de l'hydrogène très sec.

   Par exemple, un mélange initial de 50% en poids de borure de chrome et de 50% d'un alliage liant est comprimé à la forme voulue sous   6.600   kgs/ cm2 environ et ensuite aggloméré à une température maximum d'environ   1.100   à 1.150 , de préférence   1140   degrés environ, dans une atmosphè- re d'hydrogène sec pendant environ 30   minutes'ou   une heure ou plus jusqu'à obtention d'un corps dense, dur et tenace.

   Si la proportion 

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 des borures de chrome- s'élève à   70%   environ en poids et celle de l'alliage liant à 30% environ du mélange pulvérulent initial, on obtient des résultats satisfaisants en comprimant à forme sous une pression d'environ   6.500     kg/om2   et en agglomérant à une température maximum d'en- viron 1.500  pendant environ 30 minutes à une heure ou plus.

   Si la pro- portion des borures de chrome s'élève à 80% environ et celle de l'allia- ge liant à 20% environ en poids du mélange pulvérulent initial, une forme pressée à partir de ce mélange sous 6.500   kgs/cm2   environ sera ensuite agglomérée à une température maximum d'environ   1.800   à   1.850    pendant 30 minutes à une heure ou plus longtemps, dans une atmosphère non oxydante ou protectrice. Dans tous ces cas, l'agglomération est ef- fectuée dans des conditions telles qu'une phase liquide forme le liant au moins en contact avec les borures de chrome.

   Un alliage liant consti- tué principalement par environ 65 à 75% de nickel, 13 à 20% de chrome et 2,75 à 4,75 % de bore, et ayant un point de fusion d'environ   1.040   à   1.050 ,   sera fondu au cours de l'agglomérage à une température maximum de   1.100   à   1.150    pendant la période de durée indiquée, et son expul- sion du sein de la masse façonnée est empêchée principalement par un choix correct de la finesse des particules de borure de chrome, et par l'action capillaire qui en résulte dans la masse façonnée.

   Si l'on uti- lise un alliage liant comprenant surtout entre 75 et 90% de nickel, 5 et 19% de chrome et 2 à 4% de bore, dont le point de fusion est compris entre 1.160 et   1.220    suivant sa teneur en nickel, en chrome et en bore, il se développe une phase liquide à la température d'agglomération d'en- viron 1.100 à   1.150 .   Si dans un cas de ce genre, la quantité de la pha- se liquide ne suffit pas à pénétrer tous les interstices entre les particules de borure de chrome pulvérulents et à assurer au refroidissement un lien solide entre les dits borures et l'alliage liant, on appliquera des températures d'agglomération plus élevées.

   Avec les mélanges de te- neur en borure de chrome supérieurs à 50%, on utilise des températures d'agglomération supérieures à environ 1.150  afin d'assurer le lien soli- de entre l'alliage liant et les borures de chrome. Pour ces températures d'agglomération plus élevées, l'alliage liant ayant toute composition définie plus haut, fondra et sa fluidité,'augmentera,- l'expulsion de l'al- liage liant liquéfié du sein de la forme façonnée est empêchée par un choix convenable de la dimension des particules de borure de chrome et 

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 il en résulte au refroidissement une phase d'alliage liant qui est fermement liée et combinée ou alliée en surface avec les borures de chrome.

   Avec toute proportion entre les poudres mélangées indiquées plus haut, on a constaté une remarquable stabilité de forme aux températures d'agglomération et aux durées indiquées ci-dessus, sta- bilité qui est probablement due à la haute affinité des borures de chrome et de la composition d'alliages liant, Cette affinité peut aussi expliquer les liens solides entre l'alliage liant   solidifié   et les borures de chrome, bien que ces derniers ne soient pas dissous, du moins jusqu'à un degré nuisible, par l'alliage liant, aux tempé- ratures d'agglomération indiquées. 



   Au lieu de l'alliage liant pré-formé et complété, indiqué pour les compositions ci-dessus, on peut utiliser un mélange pulvérulent de ses constituants, nickel, chrome, bore et éventuellement un peu de fer; on ajoute avantageusement des traces de carbone (environ 0,09 à 0,22% en poids du mélange). Par agglomération prolongée d'un corps contenant le mélange liant pulvérulent et les borures de chro- me pulvérulents en tant que constituants précités aux hautes tempé- ratures jusqu'à 1.850 à   1.9000   environ, on peut obtenir un corps ou une matière de construction convenant à la plupart des applications de l'invention ayant notamment une haute résistance à la corrosion aux températures élevées. 



   Pour la compression des formes à partir des mélanges pulvéru- lents initiaux de borure de chrome et de l'alliage liant ou ciment, l'utilisation d'un lubrifiant est parfois désirable. Les lubrifiants usuels, tels que la paraffine, mélangés au mélange pulvérulent ini- tial, ont entrainé dans la forme agglomérée une diminution de la den- sité due apparemment à la volatilisation et la carbonisation du lu- brifiant au cours de l'agglomération. On préfère par suite agglomérer au préalable la forme contenant ce lubrifiant à température relative- ment basse, de 200 à 5000 environ, suivant la nature et la températu- re de volatilisation du lubrifiant, puis agglomérer le corps d'une manière définitive en atmosphère protectrice ou non oxydante pendant la durée indiquée.

   L'agglomération par chauffage à induction, notam- ment à induction haute fréquence en atmosphère protectrice ou non oxydante ou encore dans le vide a donné de bons résultats. 

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   En raison des températures d'agglomération relativement élevées qu'il faut utiliser dans les cas des crops comprimés à partir d'une poudre initiale renfermant une proportion de borure de chrome notablement supérieure à 50%, la.compression à chaud du mélange pul- vérulent initial se recommande. Les mélanges de borure de chrome pul-   vérulents   et de l'alliage liant à point de fusion le plus bas (conte- nant environ 65 à   75%   de nickel, 13 à 20% de chrome, 2 à 5% de bore et un peu de fer, de silicium et de carbone, le total de ces éléments s'élevant à 10%) ont été soumis à l'agglomération sous pression, c'est à dire à la compression à chaud dans des creusets ou moules en carbone de   tous *types   connus.

   Par exemple, ce moule peut être constitué par un creuset en graphite dont la cavité a la forme du corps à agglomérer, et un plongeur ou piston de graphite est introduit dans le moule sur le mélange qui y est contenu, ou encore le moule peut être constitué par un anneau en graphite dans lequel les plongeurs ou pistons en graphite sont introduits des deux cotés. Pendant l'agglomération, le ou les deux pistons sont pressés contre le mélange contenu dans le moule. Le chauffage est assuré de toute manière connue, par exemple en faisant passer le courant de chauffage à travers les pistons et à tra- vers le mélange intercalé entre eux ainsi qu'à travers'les parois du moule.

   Gomme variante, on peut disposer une bobine d'induction, de préférence à haute fréquence, autour du creuset ou du moule annulaire tout contre celui-ci, et chauffer ainsi ce moule ainsi que le mélange pulvérulent y contenu rapidement jusqu'à la température d'aggloméra- tion par des courants d'induction, de préférence haute fréquence, pen- dant qu'en même temps les pistons compriment la poudre chauffée. 



   Le moule peut   être   constitué en une seule section ou en sections multiples et peut être muni d'une ou de plusieurs tiges formant noyau fixe ou mobile, suivant les exigences de la forme à presser à chaud. 



  Il doit être entendu qu'au lieu de graphite ou d'un garnissage en gra- phite on peut utiliser toute autre matière hautement réfractaire, par exemple des produits agglomérés d'un mélange contenant de la poudre d'alumine et/ou de silliamnite avec un faible pourcentage de silicium ou de silice comme liant. 



   Par exemple, avec un mélange   50/50   de borure de chrome et d'al- liage liant, une pression de 100 à 125 kg/cm2 et une température d'envi- 

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 EMI7.1 
 rQn 1.2t0  peuvent suffire pour agglomérer le mélange complètement . en l'espace de quelques minutes. Une phase fondue constituée par l'alliage liant se forme au cours de l'agglomération; le corps après refroidissement présente la densité la plus forte, l'alliage liant y est solidement lié aux borures de chrome et le corps exhibe d'au- tres propriétés avantageuses indiquées plus loin. Avec un mélange pulvérulent contenant 70% en poids de borures de chrome la m#me pression maximum suffit si la température d'agglomérat%on est élevée à 1500 environ pendant quelques minutes.

   Avec un mélange contenant environ 80% en poids de borure de chrome, la température d'agglomé- ration doit 3tre portée à 1.850 à 1.9000 pendant quelques minutes, On peut faire appel à des pressions supérieures à 100-150 Kg/cm2 et jusqu'à 225 Kg/om2 mais elles sont ilimit6es par la résistance du moule ou anneau de graphite et des pistons de graphite utilisés. On peut aussi utiliser des températures plus élevées que celles indi- quées ci-dessus pendant la brève période d'agglomération, bien que celles-ci entrainent une plus grande fluidité de l'alliage liant de . ) sorte que de petites quantités de celui-ci pourront se trouver ex- pulsées à travers le jeu existant entre les pistons et le creuset ou moule. 



  Il doit gtre bien entendu que ce creuset ou ce moule annulaire nia pas nécessairement une section droite circulaire et peut avoir toute autre configuration, telle que carrée ou rectangulaire. Il est commode d'utiliser un moule par exemple en acier ou en acier allié avec des pièces rapportées ou garnissages remplaçables en graphite pour pouvoir remplacer économiquement les pièces rapportées fenduée ou usées; de plus, en rapportant des garnissages de forme intérieu- res différentes, on peut produire au moyen d'une même presse des corps de formes différentes. Les pistons 'ou' poinçons de doivent pas nécessairement consister entièrement en graphite, seules leurs sur- faces devant entrer en contact avec le mélange pulvérulent doivent âtre constituées en une pièce de graphite façonnée aisément rempla- gable. 



  On a trouvé avantageux de remplacer une partie de l'alliage liant complètement pré-formée pulvérulent par un mélange pulvérulent de nickel pur et de borure de chrome complétés, de préférence dans 

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 la même proportion approximative que celle dans laquelle le nickel, le chhome et le bore étaient présents dans l'alliage liant complété. 



   Par exemple dans l'agglomération de poudre sous une pression jus- qu'à environ 7.200 kg par cm2 les formes résultantes présentaient une plus forte densité et par suite une cohésion qui facilite leur manu- tention ultérieure, et la masse agglomérée présentait une dureté plus uniforme et même plus élevée. on a observé les résultats optima en ce qui concerne la dureté et la densité finales, avec un mélange conte- nant 50% en poids de borures de chrome et un ciment consistant en al- liage liant complété, mélangé à environ 11 à 15% de nickel et environ 2,5 à 3,5% de chrome en poids du ciment, et plus particulièrement en- viron 13% de nickel et 2,8 à 3% de chrome. 



   La matière de construction et les corps façonnés suivant l'inven- tion offrent une dureté et une résistance à l'érosion extraordinaire aux hautes températures. Par exemple, un corps aggloméré à partir d'un mélange contenant 50% de borure de chrome et   50%   d'alliage liant fon- dant à. 1030-1050  environ, pressé à forme et aggloméré à 1040  pendant environ 30 minutes ou plus suivant les dimensions et la.

   forme présen- tait une dureté à froid d'environ 83   Rockwell   A, d'environ 82,5 à 93 , 
82 à environ 204 , et supérieure à 80 à 315 , Une forme obtenue par compression à chaud du même mélange initial à la pression et à la tem- pérature indiquée ci-dessus présentait à froid la même dureté de 83 
Rockwell A que la corps pressé à forme et ensuite aggloméré, mais con- servait cette même dureté   jusqu'à   une température d'environ 380 . La dureté baisse ensuite à 81,5 à 540  environ et reste encore aux envi- rons de 80 à 650 . 



   Un mélange pulvérulent contenant 70% de borure de chrome et 30% d'alliage liant fondant à   1.040   à   1.050    environ, présentait par com- pression à chaud de la manière décrite plus haut, une dureté à froid égale à 89,5   Rockwell   A qu'elle conserve jusqu'à environ 200 , et qui tombe ensuite peu à peu jusqu'à 88,2 à 425  environ, à   82,5   environ à 
540  environ, restant encore bien au-dessus de 80 à 650  environ. 



   Les formes pressées à froid et agglomérées, contenant 50% de boru- re de chrome et un ciment consistant   surtout' en   l'alliage liant   Retint   ci-dessus et jusqu'à un total d'environ 25% de nickel, et du borure de 

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 chrome complété dans la proportion approximative dans laquelle le nickel, le chrome et le bore sont présents dans l'alliage liant com-   plété,   exhibaient une dureté à froid jusqu'à 90   Rockwell   A environ qui.est légèrement supérieure à celle de la composition 70/30 pres- sée à chaud de borures de chrome et d'alliage complété, indiquée plus haut. Sa dureté restait légèrement au-dessus de celle de la composition   70/30   pressée à'chaud aux températures élevées corres- pondantes. 



   La résistance à l'érosion du corps aux hautes températures cor- respond à peu près à sa dureté. Les formes produites suivant l'in- vention ne modifiant pas leur configuration géométrique par exposi- tion prolongée à haute température jusqu'au-dessus de 700 . Alors quelles peuvent être agglomérées ou pressées à'chaud avec des tolé- rances inférieures à   0,125   mm sur leurs dimensions linéaires, on n'observait aucune modification de la forme par chauffage jusqu'à et au-dessus de 7000.

   La température de ramollissement de la matière agglomérée est bien supérieure à celle de l'alliage liant, ce qui est dû évidemment au lien'solide et à la combinaison ou alliage chi-   mique se   produisant en surface avec les borures de chrome, de tempé- rature de ramollissement et de fusion très supérieures à celles de tous les alliages liants utilisés. on a observé en outre qu'une croate se forme à la surface des corps lorsqu'ils sont exposés aux gaz de combustion et autres gaz corrosifs à haute température, croûte qui adhère d'une manière tenace sans déformer ni détériorer d'une manière sensible la surface expo- sée. on a constaté aussi que plus sont fines les poudres initiales dont les corps sont obtenus, meilleure et plus stable est la surface des corps agglomérés, et elle le reste aux hautes températures.

   En augmentant la teneur du mélange initial en borures de chrome pulvéru- lents bien au-dessus de 50% en poids du mélange et jusqu'à 70 et 80%, la résistance à la chaleur, la résistance à l'écaillage et la stabi- lité dimensionnelle des corps agglomérés ou pressés à chaud sont no-   tablement   améliorées. Comme on l'a indiqué plus haut, l'agglomération ou la compression à chaud de ces mélanges exige des températures com- prises entre 1.500 et   1.900    environ pour produire une phase liquide 

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 de ciment ou de liant.

   Ce fait parait expliquer la raison pour la- quelle les formes agglomérées ou pressées à chaud de ces compositions sont stables dans la marge des températures de 700 à   10000   et même au-dessus, et conservent leur extrême dureté et résistance à l'éro- sion à ces températures. 



   Afin d'essayer la matière pour sa résistance à la corrosion à froid et à chaud, on l'a soumise aux essais usuels à l'oxyde de plomb. Alors que d'autres matières résistantes à la corrosion que l'on trouve sur le marché présentaient une corrosionmarquée lors-   d'un   essai durant un ou deux jours, la matière obtenue suivant l'in- vention n'était pas attaquée de manière visible et ses pertes de poids étaient négligeables. 



   En soumettant la matière suivant   l'invention   aux essais de cor- rosion par les vapeurs à hautes températures et en particulier à des gaz contenant des produits de décomposition de l'oxyde de plomb, il se forme à la surface des corps un film protecteur tenace empêchant toute nouvelle attaque. Par exemple, une matière pressée à chaud consistant environ en 72% de borure de chrome et 30% dallage liant comme décrit plus haut fut   exposée   aux vapeurs du dernier type sus- nommé à une température de 875 . Elle perdit environ 0,013% de son poids au bout de 18 heures, puis on n'observa aucune nouvelle perte de poids en prolongeant cet essai pendant environ 40 heures. 



   La résistance à la rupture transversale de la matière normale-   ment agglomérée ou pressée à chaud suivant l'invention n'a pu jusqu' ici être essayée que sur les matières et les corps produits en labo-   ratoire et est ainsi susceptible d'être fortement améliorée par les   procédés tels que les suivants, broyage des borures de chrome jusque leur plus grande finesse de particules possible dans les moulins   à boulets garnis en alliage de borures de chrome ; mélange plus intime   de cette poudre avec l'alliage liant ou avec un ciment constitué par l'alliage liant et le nickel et les borures de chrome complétés, à l'état sec ou humide et en atmosphère protectrice;

   pré-agglomération   des formes comprimées pour en chasser,aussi complètement et économi-   quement   que possible tout lubrifiant (qui n'est pas en général uti- lisé dans les procédés de compression à chaud); et dégazéification 

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 pour obtenir les densités maxima par l'agglomération finale, requise,, pour obtenir une grande résistance à la rupture transversale, Avec les méthodes de compression' à chaud, il est possible de dégazéifier le mélange pulvérulent avant ou pendant qu'on le place dans le moule ou le creuset dans lequel il doit être aggloméré sous pression. 



  Dans tous ces procédés on peut associer un traitement dans le vide du mélange initial soit à froid soit à chaud et en particulier pen- dant ou après la pré-agglomération éventuelle. La résistance à la rupture transversale à froid ou à chaud peut encore être améliorée par l'addition au ciment de métaux réfractaires pulvérisés tels que le tungstène en proportions pouvant aller jusqu'à 17 à 22% en poids du   odment;   dans ces cas, le point de fusion de l'alliage liant peut   augmenter   jusqu'à   1.325    environ. Dans le cas d'une matière normale- ment agglomérée ou comprimée à chaud, obtenue jusqu'ici dans les ex- périences de laboratoire à partir d'une composition initiale à 50/50, on a observé des résistances à la rupture transversale d'environ 5. 400 kg/cm2. 



   A la place de n'importe lequel des procédés de métallurgie des métaux en poudre décrits ci-dessus, on peut aussi mettre en-oeuvre un procédé de métallurgie des métaux semi-pulvérulents en comprimant des borures de chrome pulvérulents à la forme voulue et jusqu'à une porisité d'environ   50   à 20%, puis en faisant infiltrer dans cette matrice poreuse l'alliage liant.

   L'alliage liant complété, en mor- ceaux ou en poudre, peut être placé dans un moule ou un support de matière réfractaire au-dessus ou au-dessous de la matrice poreuse, ou liant encore on peut comprimer l'alliage/pulvérulent dans des machines in- dustrielles pour la formation de boulettes ou des machines analogues jusqu'à la forme voulue, dont une surface est essentiellement confor- me à celle de la matrice poreuse à travers laquelle   l'inf&ltration   doit être effectuée. Il est possible aussi de placer et de faire fondre l'alliage liant dans un compartiment d'un moule en matière réfractaire et de placer la matière poreuse dans un autre comparti- ment communiquant avec le premier, et faire en sorte que la masse fondue pénètre dans la matrice.

   En raison de la grande affinité en- tre làalliage liant -fondu et la matière formant matrice, l'infiltra- 

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 tion peut être réalisée au bout d'un temps relativement court, de 2 à 15 minutes environ, suivant la finesse et la porosité de la matrice et le degré de liquéfaction de l'infiltrant. on préfère surchauffer l'alliage liant jusqu'à une température dépassant nettement, de   préfé-   rence au moins de 100 , le point de fusion de l'alliage, pour donner à celui-ci assez de fluidité pour pénétrer facilement dans les pores   intercommunicants   de la matrice. Les températures indiquées pour l'ag- glomération d'un corps contenant   50,   70 et 80% en poids de borures de chrome sont avantageuses pour réaliser l'infiltration par la méthode décrite.

   La matrice comprimée peut être pré-agglomérée et dégazéifiée avant l'infiltration, notamment si on a utilisé pour la, compression un lubrifiant ou un liant volatil tel que le camphre. La matrice in- filtrée est de préférence refroidie lentement, et après solidification de l'infiltrant, on peut appliquer au corps infiltré tout traitement thermique voulu, surtout un traitement favorisant l'allia,ge   superfi-   ciel, dans la mesure voulue, entre l'infiltrant et la matrice à l'état solide. Les températures comprises entre 500 et   1000   sont efficaces à cet effet. 



   Il doit être entendu que le procédé consistant à comprimer à la forme voulue des borures de chrome pulvérulents mélangés à un alliage liant ou ciment pulvérulent, ou sans ce mélange, pour obtenir une ma- trice poreuse, comprend aussi l'extrudage ou le refoulement de la pou- dre mélangée à un lubrifiant ou un liant volatil approprié, suivi de préférence d'une pré-agglomération.

Claims (1)

  1. RESUME -------------- La présente invention a pour objet: A - Une matière de construction résistante à la chaleur, à l'usure et à la corosion, consistant essentiellement en très petites parti- cules de borure de chrome liées par un alliage consistant surtout en nickel, en bore et en chrome, cette matière étant en outre caractéri- sée par les points suivants pris isolément ou en toutes combinaisons: a) l'alliage de liaison a une température de fusion comprise entre 1.025 et l.250 ; b) les particules de borure de chrome en proportion d'environ 40 à 80% en poids de la matière, sont liées par l'alliage liant, et sont superficiellement combinées ou alliées avec lui;
    <Desc/Clms Page number 13> c) l'alliage liant comprend au moins 65% de nickel, au moins 5% de chrome et au moins 1% de bore en poids de l'alliage; d) l'alliage liant comprend aussi une quantité appréciable d'in- grédient d'addition constituée par du fer, du silicium et du carbone, le carbone s'il y en a ne dépassant pas 0,22% et le total des ingré- dients d'addition ne dépassant pas 10% en poids de l'alliage liant ; e) les particules de borure de chrome ont un diamètre moyen égal ou inférieur à celui correspondant au tamis de 130 mailles au cm environ; f) l'alliage liant'comprend aussi au moins un métal réfractaire, par exemple du tungstène, en proportion appréciable, jusqu'a 22% en- viron en poids de l'alliage liant.
    B - Un corps ou une pièce aggloméré ou pressé à chaud au moyen de la matière visée aux paragraphes précédents.
    C - Un procédé de fabrication de la matière visée en A et du corps visé en B, procédé caractérisé par les points suivants pris isolément ou en toutes combinaisons: a) il consiste à mélanger intimement du borure de chrome pulvé- rulent et un alliage liant pulvérulent oomprenant une proportion ma- jeure en poids de nickel et des proportion mineures de chrome et de bore, à comprimer le mélange à la forme voulue et à agglomérer celle- ci à une température comprise entre 1.100 et 1.850 ; b) on mélange un lubrifiant volatil au mélange pulvérulent de borure de chrome et d'alliage liant, on comprime le mélange à la forme voulue, on chauffe celle-ci à haute température jusqu'à 5000 environ jusqu'à ce que le lubrifiant soit sensiblement expulsé, et enfin, on agglomère la forme;
    c) on mélange intimement du borure de chrome pulvérulent et un ciment pulvérulent, le ciment comprenant un alliage pulvérulent com- plété contenant une proportion majeure de nickel et des proportions mineures de chrome et de bore mélangées à du borure de chrome et à du nickel pulvérulent, le borure de chrome et le nickel étant dans une proportion à peu près égale à celle du nickel, du chrome et du bore contenus dans l'alliage complété, on comprime le mélange pulvérulent à la forme voulue et on agglomère celle-ci à 1.100 à 1.800 environ; d) le borure de chrome pulvérulent et le nickel se montent -à. <Desc/Clms Page number 14>
    20% en poids du ciment; e) on mélange intimement 50% environ en poids de borure de chro- me pulvérulent à un alliage liant pulvérulent comprenant au moins 65% de nickel, au moins 5% de chrome et au moins 1% de bore, on comprime la mélange à la forme voulue et on agglomère celle-ci à une températu- re d'environ 1.100 à 1.150 environ; f) on mélange intimement environ 70% en poids de borure de chrome pulvérulent à environ 30% en poids d'un alliage liant pulvérulent com- prenant au moins 65% de nickel au moins 5% de chrome et au moins 1% de bore, On comprime le mélange à la'.forme voulue et on agglomère celle- ci à 1.500 environ;
    g) on mélange intimement environ 80% en poids de borure de chrome pulvérulent et environ 20% d'un alliage liant pulvérulent comprenant au moins 65% de nickal, au moins 5% de chrome et au moins 1% de bore, on comprime le mélange à la forme voulue et on l'agglomère à 1.800 - 1.850 environ;
    h) on mélange intimement du borure de chrome pulvérulent et un alliage liant pulvérulent comprenant une proportion majeure en poids de nickel et une proportion mineure en poids de chrome et de bore et on agglomère le mélange sous une pression s'élevant jusqu'à environ 225 kg/cm2 et une température d'environ 1.200 à 1.9000; i) on comprime du borure de chrome pulvérulent à la forme voulue, de aorte qu'il y subsiste des pores interconnectés entre eux, donnant une porosité d'environ 20 à 50% et on provoque l'infiltration dans cette forme poreuse d'un alliage fondu complété comprenant une propor- tion majeure en poids de nickel et une proportion mineure de chrome et de bore, l'alliage d'infiltration étant surchauffé au-dessus de sa température de fusion.
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