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"Procédé pour la formation de couches de nitrure".
Il a déjà été antérieurement proposé de former des couches de nitrure sur tout type d'acier ou de fer, dont la te- neur en carbone ne dépasse pas 0,5 % par traitement dans des bains de sels de nitruration, composés d'un mélange de cyanures et de cyanates, les couches de nitrure ainsi obtenues atteignant une épaisseur de 0,3 à 0,4 mm,/si on poursuit la nitruration pendant deux heures et demie.
En appliquant ces procédés, on a constaté qu'il y a avantage à ce que les pièces qui doivent répondre de façon conti- nue à certaines exigences maxima en ce qui concerne la résistance
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nucléaire, contiennent au moins 0,8 de chrome si les pièces durcies doivent servir à remplacer complètement des aciers d'alliage riche: Tel est le cas pour la fabrication d'outils, arbres, pièces de munition, armes, etc.
Llême lorsque la profondeur de la nitruration n'est pas accrue sensiblement par l'alliage au chrome, l'influence de cet élément est cependant de grande importance dans le procédé de nitruration, pour la réduction de la zone austénitique ou respectivement l'accroissement de la zone ferritique. La dureté de la surface croît par formation de nitrures doubles de fer et de chrome, et la résistance nucléaire se trouve renforcée sans que la teneur en carbone soit accrue.
En revanche, s'il s'agit de conférer les propriétés mentionnées à des pièces qui ne contiennent pas au moins 0,8 de chrome, on n'atteint pas complètement le résultat désiré.
L'invention concerne un procédé permettant de conférer toutes les propriétés citées aux pièces à travailler, même si elles ne contiennent pas 0,8 de chrome, ce procédé étant caractérisé par ce qu'on utilise des aciers qui contiennent de la silice au lieu de chrome comme élément d'alliage prédo- minant et qu'on soumet ces aciers au même traitement. On a remarqué que, dans ces conditions, on obtient des résultats non seulement aussi bons, nais même meilleurs de beaucoup de points de vue.
On a observé que la silice présente dans l'acier met celui-ci à même d'accroître la zone ferritique pendant le traitement conforme à l'invention. La dureté superficielle de tels aciers alliés à de la silice/atteint au moins 85,5 unités Hockwelle avec 62,5 Kg de charge. La résis- tance nucléaire est aussi considérablement accrue. En outre, l'azote s'infiltre dans ces aciers avec une facilité extraor- dinaire,permettant d'atteindre dans ces aciers des profon-
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deurs de nitruration notablement supérieures,sang modifier la durée de la nitruration.
Le comportement favorable des aciers alliés à de la silice permet d'utiliser aussi des aciers au manganèse aux fins de la nitruration. C'est pourquoi les aciers au manganèse-silice paraissent être d'autant plus utiles qu'ils peuvent remplacer les aciers au chrome-manganèse. Ce fait a une importance toute spéciale en ce qui concerne la formation de couches de nitrures sur des roues dentées, engrenages et autres objets analogues.
Dans la formation de couches de nitrures en bains de fusion, les aciers au manganèse tendent à former une première couche molle, ce qu'on peut éviter complètement en utilisant des aciers dont la teneur en silice est égale ou supérieure à la teneur en manganèse. Il est avantageux de soumettre l'acier au silice à un traitement préalable avec une dissolution d'alumi- nate avant de procéder à la nitruration en bains de sels fondus.
Un exemple d'application non limitatif mettra en lumière le procédé décrit. Une chape de 2 mm d'un acier à la silice avec 0,35 % de carbone, 1,80 de silice et 0,50 de manganèse est soumise à un traitement préalable par de l'aluminate de potasse, puis est nitrurée dans le bain de sels de nitruration avec activation additionnelle et simultanée de la surface par polarisation pendant deux heures et demie. La profondeur de nitruration atteint 0,8 mm et la dureté de la surface 85,5 unités Rockwell C avec 62,5 Kg de charge. Après enlèvement d'une épais- seur de 0,6 mm la dureté constatée est encore de 83,5 Rockwell C.
Par conséquent, la profondeur de nitruration est sensiblement accrue comparativement à la profondeur atteinte par les procédés connus jusqu'ici.
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"Method for the formation of nitride layers".
It has already been proposed to form nitride layers on any type of steel or iron, the carbon content of which does not exceed 0.5% by treatment in baths of nitriding salts, composed of a. mixture of cyanides and cyanates, the nitride layers thus obtained reaching a thickness of 0.3 to 0.4 mm, / if the nitriding is continued for two and a half hours.
In applying these methods, it has been found that it is advantageous if the parts which must continuously meet certain maximum requirements with regard to strength.
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nuclear, contain at least 0.8 chromium if the hardened parts are to be used to completely replace rich alloy steels: This is the case for the manufacture of tools, shafts, ammunition parts, weapons, etc.
Even when the depth of nitriding is not significantly increased by the chromium alloy, the influence of this element is however of great importance in the nitriding process, for the reduction of the austenitic zone or respectively the increase of the ferritic zone. The hardness of the surface increases by the formation of double nitrides of iron and chromium, and nuclear resistance is enhanced without increasing the carbon content.
On the other hand, if it is a question of imparting the mentioned properties to parts which do not contain at least 0.8 chromium, the desired result is not completely achieved.
The invention relates to a method making it possible to impart all the properties mentioned to the workpieces, even if they do not contain 0.8 chromium, this method being characterized in that steels which contain silica are used instead of chromium as the predominant alloying element and that these steels are subjected to the same treatment. It has been observed that, under these conditions, results are obtained not only as good, but even better from many points of view.
It has been observed that the silica present in the steel enables the latter to increase the ferritic zone during the treatment in accordance with the invention. The surface hardness of such steels alloyed with silica / reaches at least 85.5 Hockwelle units with 62.5 kg load. Nuclear resistance is also considerably increased. In addition, nitrogen infiltrates these steels with extraordinary ease, making it possible to reach deep levels in these steels.
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Significantly higher nitriding times, blood modifying the duration of nitriding.
The favorable behavior of steels alloyed with silica makes it possible to also use manganese steels for the purposes of nitriding. This is why manganese-silica steels appear to be all the more useful as they can replace chromium-manganese steels. This fact is of special importance with regard to the formation of nitride layers on toothed wheels, gears and the like.
In the formation of nitride layers in molten baths, manganese steels tend to form a soft first layer, which can be completely avoided by using steels whose silica content is equal to or greater than the manganese content. It is advantageous to subject the silica steel to a preliminary treatment with a dissolution of aluminate before proceeding with the nitriding in baths of molten salts.
A non-limiting example of application will highlight the method described. A 2 mm screed of a silica steel with 0.35% carbon, 1.80 silica and 0.50 manganese is subjected to a pretreatment with potassium aluminate, then is nitrided in the bath of nitriding salts with additional and simultaneous activation of the surface by polarization for two and a half hours. The nitriding depth reaches 0.8mm and the surface hardness reaches 85.5 Rockwell C units with 62.5 Kg of load. After removal of a thickness of 0.6 mm, the hardness observed is still 83.5 Rockwell C.
Therefore, the depth of nitriding is significantly increased compared to the depth achieved by the methods known heretofore.