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" Perfectionnements au traitement thermique des aciers, et produits conformes à ceux obtenus par ce traitement".
La présente invention concerne le traitement thermique de certains aciers. Elle vise à la fois le traitement ther- mique proprement dit et les produits obtenus par ce procédé .
Le but principal de la présente invention consiste à permettre d'obtenir une plus grande dureté de certains aciers, que l'on appellera plus loin des aciers à forte teneur en carbone, résistant à la corrosion et propres à servir pour la fabrication d'outils et d'ustensiles,par exemple des lames de rasoirs et des couteaux destinés à couper des matières relativement tendres . (L'invention @
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n'est pas applicable aux outils à couper les métaux).
Un autre but de la présente invention consiste à obtenir, par un traitement thermique, une dureté plus grande que la dureté actuelle d'une bande d'acier à forte teneur en carbone, résistant à la corrosion et ayant une @@@ épaisseur ne dépassant par 0,5 mm et une compo- sition telle qu'elle contienne de 0,8 à 1,4 % de carbone, 11 à 16 % de chrome, pouvant contenir aussi des impuretés ou des additions, telles que le soufre, le phosphore, le manganèse, le silicium, le molybdène, le tungstène, l'antimoine, l'azote, le cobalt, le nickel, l'aluminium et le titane , additions qui sont usuelles dans de tels aciers, mais qui ne dépassant pas 5 % en tout ;
tion a également pour but de donner une plus grande dureté que jusqu!ici à des produits tels que les lames de rasoirs, les bistouris de chirurgie, etc.., ainsi qu'aux bandes d'acier servant à les fabriquer.
L'invention est particulièrement applicable à la production en grande série de lames de rasoirs et d'au- tres objets ayant également des bords tranchants fins.
Un autre but de l'invention consiste à donner aux aciers à forte teneur de carbone résistant à la corrosion une dureté sensiblement plus grande sans les rendre notablement plus cassants. Par dureté en entendra ici cette propriété qui peut être mesurée au moyen d'un appareil d'essai constitué par un entailleur à diamant, de la manière qui sera décrite plus loin, et qui est ex- nrimée par le rapport entre la charge et la surface d'impression, par exemple en degrés de dureté Vickers.
Un autre but de l'invention consiste à faciliter la formation, par des procédés de production en grande série, de bords tranchants meilleurs et plus durables pour des lames de rasoirs et autres objets ayant les
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mêmes bords tranchants, fabriqués en aciers à forte teneur de carbone, résistant à la corrosion.
D'autres buts de la présente invention ressortiront de la description suivante et du résumé.
Les aciers à forte teneur en carbone, résistant à la corrosion, comme ceux qui ont été trempés jusqu'ici par des procédés de production en grande série et d'une façon continue ont été chauffés jusqu'à une température de "trempe", (qui sera appelée ci-dessous la "température normale de trempe" ordinairement aux environs de 1025 à 1070 C, puis refroidis à l'air, dans l'huile ou d'autres agents de refroidissement brusque, jusqu'à la température atmosphérique . Cette température normale de trempe et ce procédé de refroidissement dépendent largement de la composition exacte de l'acier. Ce traitement thermi- que a ordinairement été suivi d'une opération de revenu par chauffage jusqu'à une température ordinairement infé- rieure à 200 C.
La température normale de temps utilisée jusqu'ici à la fois pour les aciers à forte teneur de carbone, ne résistant pas à la corrosion, employés généralement pour faire des lames de rasoirs et d'autres objets présentant des bords tranchants analogues et qu'on appellera plus loin "aciers ordinaires à forte teneur de carbone" , et pour les aciers à forte teneur de carbone résistant à la corro- sion, n'a jamais été supérieure, et dans le cas des aciers à forte teneur de carbone résistant à la corrosion elle a même été quelquefois inférieure de 15 C à 30 C à la température minima (appelée plus loin "température de trempe de base")
à laquelle le même acier doit être chauffé'dans les mêmes conditions pour atteindre sa dureté maxima dans les mêmes conditions lorsqu'il est ensuite refroidi jusqu'à la température atmosphérique. Tout chauffage de l'acier
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au-dessus de sa température de trempe de base tend à rendre cet acier plus cassant, sans augmentation ni réduc- tion de la dureté obtenue par le refroidissement à la température atmosphérique , et si l'on chauffe un acier à forte teneur de carbone, résistant à la corrasion, au- dessus de sa température de trempe de base et si on le refroidit ensuite jusqu'à la température atmosphérique, il est ou trop cassant ou trop tendre pour pouvoir donner un bord tranchant efficace pour une lame de rasoir ou autre objet ayant un bord tranchant fin analogue .
Dans la fabrication industrielle d'outils à bord fin comme les lames de rasoirs, en acier à forte teneur en carbone, résistant à la corrosion, il a été jusqu'ici très difficile, lorsqu'on employait cet acier, sans dépense excessive de temps et de soins pour la formation du bord tranchant, d'obtenir un bord tranchant aussi efficace que celui qui peut être obtenu par les procédés de pro- duction en grande série avec de l'acier ordinaire à forte teneur de carbone .
Suivant la présente invention le procédé employé pour le traitement thermique d'aciers à forte teneur de carbone, résistant à la corrosion, est caractérisé par les opérations suivantes :premièrement, on chauffe l'acier, en le faisant passer continuellement à travers la zone de chauffage, jusqu'à untempérature supérieure à sa température de trempe de base mais ne dépassant pas sensiblement la tempe rature de trempe qui donne le maximum de dureté au même acier traité dans les mêmes conditions par le procédé qui fait l'objet de la présente invention;
deuxièmement, on refroidit jusqu'à une température infé- rieure à -25 C l'acier qui a été ainsi. chauffé et, troisièmement on porte la température de l'acier au- dessus de 30 C mais sans dépasser 200 C, les températures et les durées exactes de chacune des opérations étant
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choisies par des essais de telle façon que l'on obtienne un acier ayant la dureté voulue .
Par dureté voulue on entendra, lorsqu'il s'agit d'aciers à forte teneur de carbone, résistant à la corrosion, contenant 0,8 % de car- bone et 11 % de chrome, une dureté qui ne soit pas infé- rieure à 780 degrés de dureté Vickers ou, lorsqu'il s'agit d'aciers à forte teneur de carbone, résistant à la corrosion, contenant 1,4 % de carbone et 11 % de chrome, une dureté d'environ 850 degrés Vickers et, lorsqu'il s'agit d'aciers du type ci-dessus, contenant 16 % de chrome, avec les teneurs en carbone indiquées ci-dessus, une dureté inférieure d'environ 20 degrés Vickers à celle qui correspond à une teneur en chrome de 11 % et,
pour des aciers du type indiqué et dont la teneur en carbone est intermédiaire entre les limites de carbone indiquées plus haut et dont les teneurs en chrome sont également in- termédiaires entre les limites de chrome indiquées plus haut, des valeurs de dureté qui sont intermédiaires. Dans la troisième opération, la durée du laps de temps pendant lequel la température doit être maintenue est importante, car la dureté augmente jusqu'à son maximum pour différents laps de temps et différentes températures. Si l'acier est porté, pendant cette troisième opération, à une température égale à la limite inférieure de la gamme de températures,il n'atteint sa dureté maxima qu'après avoir été maintenu à cette température pendant un laps de temps considérable.
On chauffe de préférence l'acier jusqu'à une température supérieure de 20 à 50 C à la température de trempe de base, on le refroidit jusqu'à une température comprise entre -50 C et -80 C, puis on le chauffe de nouveau jusqu'à une température de 80 à 130 C.
Le chauffage initial peut être effectué dans tout four da type approprié, ce four étant choisi de façon à s'adapter à l'article à traiter. Au besoin, on peut chauffer l'acier dans une atmosphère de protection constituée
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par de l'ammoniac pyrolysé ou par un autre mélange de protection de type connu, pour que l'acier conserve sa surface brillante .
Lorsque l'acier a été chauffé en passant continuelle- ment à travers le four jusqu'à la température appropriée il est préférable de le refroidir tout d'abord jusqu'à la température atmosphérique en le plongeant dans 1'huile ou en le faisant passer entre des blocs de métal refroidis par de l'eau, ou dans l'air, On effectue ensuite le refroi- dissement à basse température, par exemple en le plongeant dans un liquide ayant un point d'ébullition peu élevé, dont la température a été réduite au moyen d'acide carbonique solide, ou à l'aide d'une installation réfrigérante.
On a constaté qu'il contient, pour obtenir les meil- leurs résultats, de refroidir l'acier jusqu'à la basse température immédiatement après l'avoir ramené à la tem- pérature atmosphérique, bien que ce refroidissement puisse aussi avoir lieu plus tard, mais de préférence dans les deux heures. L'acier doit seulement rester à la basse température pendant un laps de temps suffisant pour que l'on soit sur que toute la pièce d'acier traitée a été portée à la basse température . Cette basse température produit une augmentation de dureté, mais le maximum de dureté que l'on peut obtenir est atteint après que l'aug- mentation de température finale a duré assez longtemps pour assurer la dureté désirée .
On a constaté qu'il est possible d'obtenir, suivant la présente invention, des aciers à forte teneur de car- bone, résistant à la corrosion et ayant la dureté voulue, sans devenir trop cassants, et que des bords'tranchants de lam-es de rasoirs ou d'autres objets ayant des bords tranchants fins analogues peuvent être produits par des procédés de fabrication en grande série à partir des
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aciers en question, avec des bords tranchants meilleurs et plus durables que ceux que l'on produit avec des aciers à forte teneur en carbone, résistant à la corrosion, traités par les procédés courants .
Jusqu'ici, lorsque des aciers à forte teneur de carbone, résistant à la corrosion, conte- nant environ 1 % de carbone et 14 % de chrome, destinés à faire des lames de rasoirs, ont été groupés par chauffage à la température de trempe normale en passant continuellement à travers le four de trempe, et par refroidissement jusqu'à - la température atmosphérique en passant entre des blocs de refroidissement, la dureté maxima atteinte a été de 770 ddgré Vickers, bien que le chiffre usuel ait été de 750.
Suivant la présente invention, on peut donner au même acier, sans difficulté, une dureté de plan de 800 degrés de Vickers.
On conçoit qu'il est nécessaire, lorsqu'on détermine la dureté d'un métal relativement mince par l'essai de c dureté de Vikers, de prendre des précautions particulières en tenant compte à la fois de la faible épaisseur de l'a- cier, ainsi que d'autres facteurs qui, autrement, pourraient avoir une influence considérable sur les résultats des es- sais.
Lorsqu'il est question de dureté ici, il est bien entendu qu'il s'agit de la dureté déterminée par le procédé de Vickers , au moyen d'une faible charge de 1000 g, les entailles étant faites directement sur la surface de la bande soigneusement rodée et polie, ou de préférence sur des actions de bande placées dans une monture en fer,les mesures en diagonale étant faites à l'aide du micromètre à vis occulaire de Vickers-Armstrong décrit dans "The hardness of Metals and its measurernent" (La dureté des métaux et sa mesure), par H. O'Neill, Londres 1934, page 257, avec un objectif à immersion dans l'huile d'envi- ron 2 mm de distance focale, et les essais effectués
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suivant le procédé décrit dans un article de E. Borj;
e Bergsman dans le journal " Jernkontorest Annales" (Les Anna- les du comptoir du fer) édition 1945, vol. 129, n 10, pages 577 et suivantes . Il est bien entendu qn outre que lors- qu'il est question ici d'un chiffre de dureté quelconque correspondant à toute température de trempe, ce chiffre représente, sauf indications contraires, la dureté moyenne déterminée par des essais faits en nombre suffisant pour dé- terminer les variations individuelles pouvant toujours être décalées entre des éprouvettes d'essai individuelles en aciers de même composition. Il convient par exemple de pren- dre la moyenne de 50 ou de préférence plus de 50 essais effectués sur des éprouvettes différentes.
La température à laquelle l'acier est chauffé suivant la présente invention dépendra naturellement, entre autres, de la composition particulière de l'acier entre les limites indiquées plus haut, mais cette température sera comprise en général entre 1060 et 1150 C. Un tyce d'acier à forte teneur de carbone, résistant à la corrosion, propre à la fabrication de lames de rasoirs et d'objets tranchants ayant un bord fin analogue, à une composition telle qu'il contienne 0,90 à 1,24 % de carbone et 13 à 15 % de chrome, environ 0,24 % de silicium et 0,50 à 1,10 % de manganèse, et il est préférable d'employer des températures comprises entre 1090 et 1120 C.
Il convient de remarquer que les températures de trempe ne peuvent pas être augmentées indéfiniment, car on n'obtiendrait pas le résultat désiré.
On a constaté, en général, que l'augmentation de dureté est accompagnée d'une certaine résistance à la corrosion dans un acier traité parole procédé qui fait l'objet de la présente invention.
Pour mieux faire comprendre l'invention on en donnera
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0 ci-dessus un exemple.
Exemple
La matière est constituée par une bande d'acier lami- née à froid, résistant à la corrosion, de 0,125 mm d'épaisseur, dont la température de trempe de base est de 1075 C et contenant :
EMI9.1
<tb> Carbone, <SEP> environ <SEP> un <SEP> pourcent
<tb>
<tb> Silicium, <SEP> " <SEP> 1/4 <SEP> %
<tb>
<tb> Manganèse <SEP> " <SEP> un <SEP> pourcent
<tb>
<tb> Chrome, <SEP> " <SEP> 14 <SEP> %
<tb>
Lorsque l'acier a été perforé comme d'habitude, on le chauffe en le faisant passer à travers le four jusqu'à une température de 1100 C. Le four doit contenir une atmosphère de protection appropriée telle que l'ammo- niac pyrolysé, pour que la bande d'acier puisse conserver sa surface brillante .
Lorsque la bande sort du four, on la fait passer entre des blocs refroidis par de l'eau et servant à refroidir la bande d'acier jusqu'à la température atmosphérique . On fait ensuite passer?la bande à travers de l'esprit de vin dénaturé dont la température a été rédui- te à -65 C jusqu'à -75 C au moyen d'acide carbonique soli- de .
La bande d'acier est ensuite soumise à un nouveau chauffage doux dans un four à air à une température d'envi- ron 110 C pendant une heure, pour obtenir la dureté voulue.
On obtient ainsi une bande ayant une dureté de 820 degrés Vickers, soit environ 50 degrés Vickers de plus que la dureté du même acier traité par le procédé connu, qui consiste à chauffer l'acier à la température normale de trempe, puis à le refroidir jusqu'à la température atmos- phérique . Ce nouveau chauffage est effectué par fournées, par exemple sur des rouleaux de bande de matière . Il con- vient de chauffer de nouveau un certain nombre de rouleaux en même temps. Les lames sont ensuite décapées, rodées et
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polies ou passées à la meule, au polissoir et repassées dans la bande comme d'habitude, puis séparées.
Pour mieux faire comprendre encore l'invention on se référera au dessin ci-joint, qui représente un diagramme de trempe (ou de traitementthermique) de deux échantillons d'aciers résistant à la corrosion destinés à faire des lames de rasoirs. Les échantillons sont marqués I et II respecti- vement . L'échelle de dureté est indiquée @@@ sur l'axe A et l'échelle de température, sur l'axe B. Les lignes en tireté indiquent les valeurs de dureté obtenues lorsque les aciers sent soumis à un traitement thermique continu suivant les procédés de trempe ordinaires employés jusqu'ici , tandis que les lignes en traits pleins s'appliquent au traitement thermique continu conforme à la présente invention.
Les températures k et m indiquent la limite inférieure èt la limite supérieure de la température normale de trempe em- ployée dans la pratique usitée jusqu'ici, tandis que n est la "température de trempe de base" (définie plus haut), c'est- à-dire la température à laquelle l'acier doit être chauffé pour atteindre sa dureté maxima lorsqu'il est ensuite re- froidi jusqu'à la température ambiante (température atmos- phérique). Si l'acier est chauffé jusqu'à une température encore plus haut , lorsqu'il est trempé par les procédés de traitement thermique connus jusqu'ici, la dureté diminue (et l'acier devient plus cassant), comme le montrent les par- ties descendantes en tireté des courbes 1'et II à droite de la ligne de température n.
Suivant la présente invention, toutefois, l'acier doit être chauffé jusqu'à une température comprise entre les limites p et s, mais il ne faut pas le chauffer beaucoup en-dessus de la température t, qui est la température de trempe donnant le maximum de dureté à l'acier traité suivant la présente invention . On voit nettement, par le dessin,
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qu'on obtient une dureté sensiblement plus grande, pour un seul et même acier, en le traitant suivant la présente in- vention , que celle qui peut être obtenue autrement. Les températures k, m, n, p, s et t auront évidemment des valeurs différentes pour des aciers de différentes compositions ( entre les limites usuelles).
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"Improvements in the heat treatment of steels, and products conforming to those obtained by this treatment".
The present invention relates to the heat treatment of certain steels. It relates both to the heat treatment proper and to the products obtained by this process.
The main object of the present invention consists in making it possible to obtain a greater hardness of certain steels, which will be referred to below as steels with a high carbon content, resistant to corrosion and suitable for use in the manufacture of tools. and utensils, for example razor blades and knives for cutting relatively soft materials. (The invention @
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is not applicable to metal cutting tools).
Another object of the present invention is to obtain, by heat treatment, a hardness greater than the current hardness of a steel strip with a high carbon content, corrosion resistant and having a thickness not exceeding. per 0.5 mm and a composition such that it contains 0.8 to 1.4% carbon, 11 to 16% chromium, which may also contain impurities or additions, such as sulfur, phosphorus , manganese, silicon, molybdenum, tungsten, antimony, nitrogen, cobalt, nickel, aluminum and titanium, additions which are customary in such steels, but which do not exceed 5% in all ;
The aim is also to give a greater hardness than heretofore to products such as razor blades, surgical scalpels, etc., as well as to the steel bands used to manufacture them.
The invention is particularly applicable to the mass production of razor blades and other articles also having fine cutting edges.
Another object of the invention consists in giving steels with a high carbon content resistant to corrosion a substantially greater hardness without making them notably more brittle. By hardness will be understood here that property which can be measured by means of a testing apparatus constituted by a diamond notcher, in the manner which will be described later, and which is expressed by the ratio between the load and the printing surface, for example in degrees of Vickers hardness.
Another object of the invention is to facilitate the formation, by mass production processes, of better and more durable cutting edges for razor blades and other articles having the same characteristics.
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same sharp edges, made of high carbon steels, corrosion resistant.
Other objects of the present invention will emerge from the following description and the summary.
Corrosion resistant, high carbon steels, such as those which have been quenched heretofore by mass production processes and in a continuous fashion, have been heated to a "quench" temperature, ( which will be referred to below as the "normal quench temperature" usually around 1025-1070 C, then cooled in air, oil or other sudden cooling agents, to atmospheric temperature. Normal tempering temperature and this cooling process depend largely on the exact composition of the steel.This heat treatment has usually been followed by a tempering operation by heating to a temperature usually below 200 C.
The normal temperature of time used heretofore both for high carbon steels, not resistant to corrosion, generally employed for making razor blades and other objects with similar sharp edges and which will later call "ordinary high carbon steels", and for steels with a high carbon content resistant to corrosion, has never been greater, and in the case of steels with a high carbon content resistant to corrosion, corrosion it has even been sometimes 15 C to 30 C lower than the minimum temperature (later called "base quenching temperature")
to which the same steel must be heated under the same conditions to reach its maximum hardness under the same conditions when subsequently cooled to atmospheric temperature. All steel heating
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above its base quench temperature tends to make this steel more brittle, without increasing or reducing the hardness obtained by cooling to atmospheric temperature, and if a steel with a high carbon content is heated, corrosion resistant, above its basic quenching temperature and then cooled to atmospheric temperature, it is either too brittle or too soft to be able to provide an effective sharp edge for a razor blade or the like object having a similar thin sharp edge.
In the industrial manufacture of fine-edged tools such as razor blades, made of corrosion-resistant, high-carbon steel, it has heretofore been very difficult, when this steel has been employed, without excessive expenditure of time and care for the formation of the cutting edge, to obtain a cutting edge as efficient as that which can be obtained by the mass production processes with ordinary high carbon steel.
According to the present invention the process employed for the heat treatment of high carbon steel, corrosion resistant, is characterized by the following operations: firstly, the steel is heated, passing it continuously through the zone of heating, to a temperature higher than its base quenching temperature but not substantially exceeding the quenching temperature which gives the maximum hardness to the same steel treated under the same conditions by the process which is the subject of the present invention ;
second, the steel which has been so is cooled to a temperature below -25 ° C. heated and, thirdly, the temperature of the steel is raised above 30 C but not exceeding 200 C, the temperatures and the exact times of each operation being
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chosen by tests in such a way that a steel having the desired hardness is obtained.
By desired hardness is meant, in the case of steels with a high carbon content, resistant to corrosion, containing 0.8% of carbon and 11% of chromium, a hardness which is not less at 780 degrees Vickers hardness or, in the case of high carbon, corrosion resistant steels containing 1.4% carbon and 11% chromium, a hardness of about 850 degrees Vickers and , in the case of steels of the above type, containing 16% chromium, with the carbon contents indicated above, a hardness approximately 20 degrees Vickers lower than that corresponding to a chromium content by 11% and,
for steels of the type indicated and whose carbon content is intermediate between the carbon limits indicated above and whose chromium contents are also intermediate between the chromium limits indicated above, hardness values which are intermediate. In the third operation, the length of time that the temperature is to be maintained is important, as the hardness increases to its maximum for different time periods and different temperatures. If the steel is brought, during this third operation, to a temperature equal to the lower limit of the temperature range, it does not reach its maximum hardness until after having been maintained at this temperature for a considerable period of time.
The steel is preferably heated to a temperature 20 to 50 C above the base quenching temperature, it is cooled to a temperature between -50 C and -80 C, then it is heated again up to a temperature of 80 to 130 C.
The initial heating can be carried out in any suitable type oven, this oven being chosen so as to adapt to the article to be treated. If necessary, the steel can be heated in a protective atmosphere consisting of
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by pyrolyzed ammonia or by another protective mixture of known type, so that the steel retains its shiny surface.
When the steel has been heated by passing continuously through the furnace to the appropriate temperature it is preferable to cool it first to atmospheric temperature by dipping it in oil or passing it. between blocks of metal cooled by water, or in air, The cooling is then carried out at low temperature, for example by immersing it in a liquid having a low boiling point, the temperature of which has been reduced by means of solid carbonic acid, or with the aid of a cooling system.
For best results it has been found to contain cooling the steel to low temperature immediately after bringing it back to atmospheric temperature, although this cooling can also take place later. , but preferably within two hours. The steel should only remain at the low temperature for a sufficient period of time to ensure that the entire piece of steel being treated has been brought to the low temperature. This low temperature produces an increase in hardness, but the maximum achievable hardness is reached after the final temperature increase has lasted long enough to provide the desired hardness.
It has been found that it is possible to obtain, according to the present invention, steels with a high carbon content, corrosion resistant and having the desired hardness, without becoming too brittle, and that sharp edges of the blade razors or other objects having similar fine sharp edges can be produced by mass production processes from
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steels in question, with better and more durable cutting edges than those produced with high carbon, corrosion resistant steels treated by current processes.
Hitherto, when high carbon, corrosion resistant steels containing about 1% carbon and 14% chromium, intended for making razor blades, have been grouped by heating to the quenching temperature Normal by passing continuously through the quenching furnace, and by cooling to atmospheric temperature passing between cooling blocks, the maximum hardness achieved was 770 Vickers degree, although the usual figure was 750.
According to the present invention, the same steel can be given, without difficulty, a plane hardness of 800 degrees Vickers.
It will be appreciated that it is necessary, when determining the hardness of a relatively thin metal by the Vikers hardness test, to take special care taking into account both the small thickness of the a- cier, as well as other factors which might otherwise have a considerable influence on the results of the tests.
When it comes to hardness here, of course, it is the hardness determined by the Vickers method, using a low load of 1000 g, the notches being made directly on the surface of the carefully lapped and polished tape, or preferably on tape actions placed in an iron mount, diagonal measurements being made using the Vickers-Armstrong eyepiece screw micrometer described in "The hardness of Metals and its measurernent "(The hardness of metals and its measurement), by H. O'Neill, London 1934, page 257, with an oil immersion objective of about 2 mm focal length, and the tests carried out
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according to the process described in an article by E. Borj;
e Bergsman in the journal "Jernkontorest Annales" (The Annals of the Iron Counter) 1945 edition, vol. 129, n 10, pages 577 and following. It is of course also understood that when it is a question here of any hardness figure corresponding to any quenching temperature, this figure represents, unless otherwise indicated, the average hardness determined by tests carried out in sufficient number to de - complete the individual variations that can always be shifted between individual test specimens in steels of the same composition. For example, the average of 50 or preferably more than 50 tests carried out on different specimens should be taken.
The temperature to which the steel is heated according to the present invention will naturally depend, among other things, on the particular composition of the steel between the limits indicated above, but this temperature will generally be between 1060 and 1150 C. A tyce d 'corrosion resistant high carbon steel suitable for the manufacture of razor blades and sharp objects having a similar fine edge, of a composition such that it contains 0.90 to 1.24% carbon and 13 to 15% chromium, about 0.24% silicon and 0.50 to 1.10% manganese, and it is preferable to use temperatures between 1090 and 1120 C.
It should be noted that the quench temperatures cannot be increased indefinitely, as the desired result would not be obtained.
It has been found, in general, that the increase in hardness is accompanied by a certain resistance to corrosion in a steel treated by process which is the object of the present invention.
To better understand the invention, we will give
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0 above an example.
Example
The material consists of a cold-rolled, corrosion-resistant steel strip 0.125 mm thick, with a basic hardening temperature of 1075 C and containing:
EMI9.1
<tb> Carbon, <SEP> approximately <SEP> one <SEP> percent
<tb>
<tb> Silicon, <SEP> "<SEP> 1/4 <SEP>%
<tb>
<tb> Manganese <SEP> "<SEP> a <SEP> percent
<tb>
<tb> Chrome, <SEP> "<SEP> 14 <SEP>%
<tb>
When the steel has been perforated as usual, it is heated by passing it through the furnace to a temperature of 1100 C. The furnace should contain an appropriate protective atmosphere such as pyrolyzed ammonia, so that the steel strip can keep its shiny surface.
When the strip leaves the furnace, it is passed between blocks cooled by water and used to cool the steel strip to atmospheric temperature. The strip is then passed through denatured wine spirit, the temperature of which has been reduced to -65 C to -75 C by means of solid carbonic acid.
The steel strip is then subjected to gentle heating again in an air oven at a temperature of about 110 ° C. for one hour, to obtain the desired hardness.
A strip is thus obtained having a hardness of 820 degrees Vickers, which is approximately 50 degrees Vickers more than the hardness of the same steel treated by the known process, which consists in heating the steel to the normal quenching temperature, then cooling it. up to atmospheric temperature. This new heating is carried out in batches, for example on rolls of strip of material. A number of rollers should be reheated at the same time. The blades are then stripped, lapped and
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polished or grinded, polished and ironed through the strip as usual, then separated.
To better understand the invention, reference will be made to the accompanying drawing, which represents a hardening (or thermal treatment) diagram of two samples of corrosion-resistant steels intended for making razor blades. The samples are marked I and II respectively. The hardness scale is indicated @@@ on the A axis and the temperature scale on the B axis. The dashed lines indicate the hardness values obtained when the steels are subjected to continuous heat treatment according to the Ordinary quenching methods employed heretofore, while the solid lines apply to the continuous heat treatment according to the present invention.
The temperatures k and m indicate the lower limit and the upper limit of the normal quench temperature employed in heretofore practice, while n is the "base quench temperature" (defined above), c ' that is, the temperature to which the steel must be heated to reach its maximum hardness when it is subsequently cooled to room temperature (atmospheric temperature). If the steel is heated to an even higher temperature, when it is quenched by the heat treatment processes known heretofore, the hardness decreases (and the steel becomes more brittle), as shown by the par- Descending dashed links of curves 1'and II to the right of the temperature line n.
According to the present invention, however, the steel must be heated to a temperature between the limits p and s, but it must not be heated much above the temperature t, which is the quench temperature giving the maximum hardness to the steel treated according to the present invention. We can clearly see, by the drawing,
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that a substantially greater hardness is obtained for one and the same steel by treating it according to the present invention than that which can be obtained otherwise. The temperatures k, m, n, p, s and t will obviously have different values for steels of different compositions (between the usual limits).