BE496049A - - Google Patents

Description

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    PROCEDE   DE RECOUVREMENT D'UN METAL PAR UN AUTRE   METAL-   
La présente invention se rapporte au recouvrement d'un métal par un autre. 



   Le terme recouvrement tel qu'on l'utilise   ici,,   implique la   diffu-   sion. 



   La présente invention concerne plus particulièrement l'espèce de procédé dans laquelle on chauffe un métal en présence d'un halogénure, un chlo- rure de préférence, d'un autre métal et qu'on désigne ci-après par l'expression "procédés de l'espèce susdite!! 
Les spécifications du Royaume Uni, No 572703,   574737,   575676,   577504,     586241,     586376,   décrivent des exemples des procédés de l'espèce sus- dite. 



   Conformément au procédé, de la présente invention pour le recou- vrement d'un métal par un autre, on chauffe le métal en présence d'un iodure du métal de recouvrement,en présence d'un matériau réfractaire absorbant. 



   Conformément à une réalisation préférée de l'invention, on chauf- fe le métal à recouvrir avec le métal de recouvrement ou avec un alliage de ce dernier, avec de l'iodure   ammonique,   de l'acide iodhydrique ou de   l'iode   et avec un matériau réfractaire absorbant, l'alumine ou la magnésie de pré-   férence.   



   On peut employer l'alumine sous la forme d'argiles telles que le kaolin. 



   L'alumine ou la magnésie enlève de l'atmosphère du récipient à réaction   l'iodure   du métal à   recouvrir   qui se forme par réaction entre le mé- tal à recouvrir et l'iodure du métal de recouvrement. 



   Conformément à un autre aspect de l'invention, on effectue la réaction dans un récipient fermé au moyen d'une substance qui fond ou se ram- molit suffisamment pour   s'écouler   à la température de la réaction mais qui est solide aux températures atmosphériques. 



   Il est préférable que le point de fusion de la substance   d'obtura-   

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 tion ne soit pas beaucoup plus bas (soit 50 C.) que la température de la réac- tion, mais on peut utiliser des substances fondant à plus basses températures. 



   La substance utilisée doit être stable, d'une faible volatilité à la température de réaction et sans effet préjudiciable sur la réaction. Les silicates et les borosilicates dont les points de fusion peuvent être ajus- tés en y incorporant d'autres substances telles que des oxydes métalliques, sont des substances convenables. 



   Le récipient à réaction peut comprendre un récipient constitué d' une sorte de boite entouré d'une sorte de caisse contenant la substance   d'ob-   turation et recouvert d'un couvercle dont l'extrémité inférieure plonge dans la substance d'obturation. 



   En alternative,le récipient à réaction peut comprendre une boîte fermée à sa partie supérieure et dont la partie inférieure ouverte plonge dans la substance d'obturation, la boite étant munie d'un faux fond sur lequel on place le métal soumis au traitement. 



   Le processus d'obturation s'effectue selon la méthode suivante : 1. Au chauffage, les gaz peuvent sortir immédiatement de la boite et traver- ser la substance fondue, sous forme de bulles. 



  2. A la température maximum utilisée, les gaz ne peuvent pas entrer dans la boite ni en sortir, à moins qu'il n'y ait des différences excessives de pres- sions entre l'intérieur de la boîte et l'atmosphère. 



  3. Quand on enlève la boîte du four, la substance d'obturation se solidifie rapidement (le côté externe de la boîte se refroidit rapidement) et ferme la   boîte.   



   Lorsqu'on craint que la contraction des gaz au refroidissement puisse créer une auccion suffisante pour faire pénétrer une certaine quan- tité de la substance d'obturation dans la boîte, il est recommandé d'utili- ser la méthode suivante 1. Mettre une couche, d'argile ou de substance réfractaire pour fermer l'ou- verture, entre la boîte et le couvercle. 



  2. Recouvrir la surface de l'argile ou de la substance réfractaire avec le produit d'obturation. 



   Cela a pour résultat de former après l'opération'un bouchon dur et réfractaire dont la surface est recouverte d'un verre ou d'un émail imper- méable qui ne peut en aucun cas pénétrer dans la boîte. 



   Les exemples suivants illustrent la façon de mettre en pratique le procédé de   l'invention.   



   1. On a placé des échantillons d'acier doux dans un mélange de fer- ro-chrôme en poudre et de kaolin   (4/1   en poids) dans une boîte en acier. On a ajouté un peu d'iodure ammonique et on a fermé la   boîte.   On l'a chauffée à 1100 c pendant 4 heures. 



   On a obtenu une zone de diffusion du chrome plus profonde que celle qu'on obtient en procédant de la même manière mais en utilisant de la poudre décolorante et du chlorure d'ammonium au lieu d'iodure   ammonique,   et supérieure au point de vue de l'épaisseur et de l'uniformité au recouvrement produit en l'absence de kaolin. 



   2. On a placé une barre d'acier doux dans un mélange de poudre de tungstène et de kaolin (à   90%   de tungstène en poids) dans un tube d'acier, On a ajouté un peu d'iode et on a fait passer lentement de l'hydrogène à travers le tube chauffé   à     1100 G.   pendant 6 heures. 



   La barre était recouverte par diffusion d'une mince couche de tungs- tène apparaissant nettement après attaque de la section polie. On n'a pas ob- tenu ce résultat en l'absence de kaolin.      



   3. On a placé des barres de nickel dans un mélange de chrome en 

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 poudre et de kaolin (3/1 en poids) dans un tube réfractaire. On a introduit de l'iodure d'ammonium à une extrémité du tube qu'on a scellé; on a connecté l'extrémité ouverte du tube à un   barbotteur.   On a chauffé le tube à 1100 c pendant 4 heures. 



   Les barres étaient recouvertes d'une couche de chrome-nickel   qu'   on pouvait séparer de lame par dissolution de cette dernière dans l'acide nitrique,. Cette couche avait une épaisseur et une teneur en chrome plus for- tes que celle qu'on obtenait en l'absence de kaolin. 



   Dans tous les exemples ci-dessus, la réaction avait fourni un résultat considérablement meilleur grâce à la présence du kaolin. 



   La diffusion du chrôme, du molybdène, du tungstène, du vanadium, du cuivre et de l'aluminium s'est révélée grandement améliorée, en présence d'oxydes tels que l'alumine ou la magnésie. Le procédé possède la même ef- ficacité lorsqu'on utilise le nickel au lieu du fer comme métal à recouvrir ainsi que dans le cas d'autres métaux. 



   4 On a placé des morceaux d'acier avec des morceaux de ferro- chrôme dans une boite en acier inoxydable conçue selon la description ci- dessus. On a ajouté de l'iodure ammonique. On a fermé la boite au moyen   d'une   couche de   kaolin,   au-dessus de laquelle on a placé un mélange de chaux, de car- bonate de soude et de silice en poudre. On a chauffé la boite à 1100 c pen- dant 6 heures. 



   Après refroidissement on a constaté que la poudre avait fondu fer- mant la boite et empêchant l'air d'entrer dans la boîte pendant le refroidis- sement. Les tiges traitées ne montraient aucun signe d'oxydation. 



     5.  On a placé des tiges d'acier dans un mélange de cuivre en pou- dre, de kaolin et d'iodure   ammonique   dans un récipient en acier inoxydable du type décrit ci-dessus. On a fermé le récipient avec du verre en poudre et on a chauffé à   920 C.   pendant 4 heures. 



   Après refroidissement on a constaté que le verre avait fondu et fermait la boite mais n'était pas devenu suffisamment fluide pour y pénétrer. 



  Les baguettes étaient recouvertes d'une couche de cuivre satisfaisante. 



   6. On a enfermé des bandes de nickel.comme il a été décrit dans l'exemple 4. On a fermé la boite avec une mince couche de kaolin sur laquelle on a placé des débris de verre. On a chauffé la boite à 1050 c pendant 6 heu- res. 



   On a constaté que la boite était fermée de façon satisfaisante par le verre. 



   7. On a placé des baguettes de cuivre dans un mélange   d'iodure   am-   monique   contenant de l'aluminium dans une boite de cuivre conçue de la façon décrite ci-dessus. On a fermé la   boîte   au moyen d'une couche d'argile réfrac- taire sur laquelle on a répandu de   l'acide   borique. On a chauffé la boite à 750 c pendant 6 heures. 



   L'acide borique avait fondu et formé un verre sur la surface de l'argile réfractaire empêchant l'air de pénétrer dans la boîte. 



   8. On a répété l'exemple 1, le mélange de remplissage étant cons- titué toutefois, de 65% de   ferre-chrome;,   0,1% d'iode, 0,25% d'iodure ammoni que et en complément du kaolin non cuit et non vitrifié. 



   Le procédé de l'invention a de nombreux avantages, ainsi 
1 Par l'élimination des produits de la réaction (par exemple l'iodure ferreux) l'équilibre entre l'iodure métallique et le métal ne peut être atteint, et la réaction peut progresser plus rapidement donnant une dif fusion plus profonde et une plus forte concentration du métal ayant diffusé; 
2. Etant donné que les oxydes ajoutés réagissent avec l'iodure ferreux ou tout autre iodure formé pour former des oxydes mixtes, de l'iode est libéré qui augmente la concentration de l'iodure du métal diffusant. 

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   3. Comme le fer est éliminé par les oxydes, le métal diffusant présent dans la chambre (par exemple le chrôme, le   molybdène,   ou le tungstène) n'est pas contaminé par le fer. La pression de vapeur à l'équilibre de son io- dure se maintient de ce fait à un maximum diminuant les quantités de métal diffusant nécessaires dans la chambre de réaction. 



     4.   Il se produit une régénération complète des composés nécessai- res dans la réaction de recouvrement ou de diffusion et la série des réactions qui interviennent ne produit pas de changement de volume important. Le procé- dé est d'une très grande valeur quand   on   effectue la réaction dans des boites fermées. 



   En outre, l'utilisation d'iodure ammonique, d'acide iodhydrique ou d'iode a un grand nombre d'avantages sur l'emploi des chlorures et des brô- mures. Ainsi : a)   L'iodure   de chrôme étant moins stable que les autres halogénu- res, le chrome est plus facilement libéré par la réaction avec le métal soumis au traitement augmentant par conséquent l'efficience de dépôt du chrome. b) L'acide iodhydrique provenant de la   décomposition   de l'iodure ammonique se scinde facilement en formant de l'hydrogène naissant qui assure une meilleure condition de surface qu'aucune autre forme d'hydrogène.

   c) Au refroidissement, on récupère la plus grande partie de 1 iode sous forme d'halogène libre et les pertes sont très faibles, tandis que le chlore ou le brome forme un halogénure stable qui absorbe rapidement la plus grande partie du chrome métal. Ceci cause une diminution rapide de l'ef- ficacité du composé. On peut utiliser le composé iodé pendant une période beaucoup plus longue. 



   Il en résulte les avantages suivants : 
1. Meilleur fini sur les articles et moins de porosités 
2. Meilleure pénétration en profondeur et teneur plus élevée en chrome. 



   3. Possibilité de traiter des pièces en aciers à haute teneur en carbone et en fonte. 



   4, Meilleures qualités de conservation du composé. 



   REVENDICATIONS. 



   1.- Procédé de recouvrement d'un métal par un autre métal carac- térisé en ce qu'on chauffe le métal en présence d'un iodure du métal de re- couvrement et en présence d'un matériau réfractaire absorbant.

Claims (1)

1. 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on for- me l'iodure du métal de recouvrement en chauffant le métal de recouvrement en présence d'iodure ammonique, d'acide iodhydrique ou d'iode en présence du mé- tal à recouvrir et du matériau réfractaire absorbant.

   3. - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau réfractaire absorbant est la magnésie ou l'alumine.

   4.- Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce qu'on u- tilise l'alumine sous forme d'une argile de préférence le kaolin.

   5. - Procédé suivant les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le métal à recouvrir est le fer ou l'acier.

   6.- Procédé suivant les revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu' on ferme le récipient à réaction au moyen d'une substance qui fond ou devient suffisamment molle pour couler à la température de la réaction, mais qui est solide à la température atmosphérique.

   7.- Procédé suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le récipient à réaction a la forme d'une boite ou similaire, entourée d'un bac <Desc/Clms Page number 5> ou autre élément semblable qui contient la substance d'obturation et, en ce qu'on recouvre ce récipient au moyen d'un couvercle dont la partie inférieure plonge dans la substance d'obturation.

   8.- Procédé suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le récipient à réaction est une boîte fermée à sa partie supérieure et dont la partie inférieure est ouverte et plonge dans la substance d'obturation et en ce que la boîte est munie d'un faux fond sur lequel se trouve le métal sou- mis au traitement.