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La présenter invention est relative à des compositions réfractaires; elle concerne plus particulièrement le molybdène, le tungstène, le chrome, le rhénium et leurs alliages dans les- quels est dispersé du nitrure d'aluminium, du nitrure de titane, du nitrure de zirconium, du nitrure de tantale, du nitrure d'haf- nium, du nitrure de niobium, du nitrure de vanadium ou un mélange de ces corps. L'invention concerne en outre la préparation de oes dispersions, leur utilisation comme matières réfractaires à des températures élevées ainsi que pour fabriquer des outils coupants, et la préparation des nitrures utilisés dans les dispersions.
Les dispersions réfractaires suivant cette invention sont dures et solides, et résistent aux produits chimiques, aux chocs thermiques, aux chocs et aux températures élevées. Elles manifestent une conductivité tant électrique que thermique éle- vée et résistent, de façon supérieure, à l'érosion. Elles peuvent être utilisées dans des applications structurelles, dans des ins- tallations anti-corrosives et anti-érosives pour procédés chimi- ques, pour fabriquer des électrodes à. température élevée, des matrices ou filières, des guides-fils, des paliers et des joints -et dans de nombreux autres domaines dans lesquels on utilise, de façon classique, des matières réfractaires.
Sous la. forme de mè- ches d'outils et d'outils coupants utilisés pour découper, broyer, former, percer et emboutir des métaux ou des alliages très durs, ces dispersions manifestent une grande résistance à l'usure et à. la formation de cratères et résistent au soudage à des pièces de travail qu'elles déooupent, même à des vitesses élevées.
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La présente invention fournit une dispersion homogène d'une matière réfractaire constituée d'un métal choisi parmi le molybdène, le tungstène, le chrome, le rhénium et leurs alliages dans lequel est dispersé un nitrure choisi parmi le nitrure de titane, le nitrure de zirconium, le nitrure de tantale, le ni- trure d'hafnium, le nitrure d'aluminium, le nitrure de vanadium, le nitrure de niobium et leurs mélanges.
En plus du molybdène, du tungstène, du chrome, du rhé- nium et de leurs alliages, des quantités mineures d'autres agents d'alliage classiques peuvent être utilisées avec ces métaux dans les dispersions de l'invention comme on l'expliquera plus en détail ci-après.
Les dispersions de cette invention sont préparés en mélangeant intimement la nitrure à utiliser, sous la forme de très fines particules3 avec le métal à utiliser, également sous la forme de très fines particules, jusqu'à ce qu'une dispersion homogène soit obtenue. Cette poudre homogène peut alors être chauffée et pressée dans la forme désirée et avec le degré de densité désiré.
La préparation des dispersions en poudre est importan- te du fait que les propriétés des dispersions réfractaires for- mées à partir de ces poudres dépendant, dans une large mesure, de la composition de la poudre. Par exemple, l'homogénéité de la,dispersion mixte du métal et du nitrure, le calibre particu- laire et cristallin final du nitrure et du métal, et les quan- tités proportionnelles du métal et du nitrure sont critiques pour obtenir les propriétés désirées dans les dispersions ré- fractaires. de cette invention et sont largement déterminées par la poudre qui est utilisée pour former la dispersion réfractai- re.
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Le calibre les particules du métal et du nitrure à incorporer dans les dispersions en poudre de cette invention doit être aussi petit que possible. Le calibre maximal parti- culaire préféré est d'environ 5 microns. L'homogénéité désirée de la dispersion est beaucoup plus facile à obtenir lorsque le ca- libre des particules diminue et il est avantageux que les cons- tituants aient un .calibre particulaire moyen inférieur à 10 microns.
Si les poudres dispersées doivent être utilisées pour former des matières réfractaires très solides pour fabriquer des outils coupants et des mèches, on préfère que le calibre parti- culaire moyen des constituants soit inférieur à 1' micron. Un tel calibre particulaire aide, de façon significative, à obtenir le degré de'solidité, de dureté et de résistance à l'usure.
Des dispersions réfractaires peuvent être formées à partir de dispersions mixtes en poudre du nitrure et du métal dans lesquelles il y a environ 1 à 99 parties en volume de ni- trure par partie de métal. Si la quantité de nitrure dans une poudre est inférieure à 1 partie en volume par partie de métal, la dureté d'une dispersion réfractaire faite à partir de cette poudre est inférieure à celle qui est*désirée. Des quantités de nitrure dans les poudres supérieures à 99 parties par partie de métal tendent à diminuer.,de façon significative, la résistance amé- liorée des matières réfractaired faites à partir de ces poudres.
Une quantité préférée de nitrure dans les dispersions en poudre est entre-1,5 et 19 parties en volume par partie de métal. Le fait de restreindre la quantité du nitrure à moins de 19 parties en volume augmente la probabilité d'obtenir une conti- nuité du métal dans la dispersion réfractaire à former, et à son tour, la probabilité d'obtenir une résistance aux chocs, une so- lidité, une dureté marquantes.
Reciproquement, la présence d'au
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moins 1,5 partie de nitrure en volume par partie de métal dans la poudre assure une dureté, une résistance à l'usure, une ré- sistance aux produits chimiques, etc., dans une dispersion faite à partir de cette poudre, lesquelles caractéristiques la rendent très intéressante pour des usages réfractaires tels que des outils coupants et des mèches.
.L'une des formes de réalisation préféréé est une dis- persion en poudre dans laquelle les particules de nitrure sont séparées les unes des autres par des particules du métal. Cela empêche ou diminue l'agglomération ou la formation d'agrégats des particules de nitrure distinctes pendant la fabrication des dispersions réfractaires.
Une autre forme de réalisation préférée est une dis- persion dans laquelle les particules distinctes sont unifor- mément dispersées dans le métal qui est présent sous la forme d'une phase ou d'un véhicule continu séparant les particules distinctes de nitrure. Une telle distribution du métal procure ordinairement des propriétés mécaniques très améliorées dans une dispersion réfractaire, la rendant beaucoup plus intéressante à utiliser pour fabriquer des outils coupants et des mèches.
Une autre forme de réalisation préférée est une dis- persion mixte ou interdispersion dans laquelle il y a un degré limité d'interliaison dans un véhicule continu, ou réseau, de deux des principales phases de l'invention. Dans une telle struc- ture, à la fois la phase nitrure et la phase métal sont continues ' de façon mixte, un réseau interpénétrant de chaque phase étant s@multanément présent. De telles compositions montrent la plu- @art des propriétés marquantes lorsque les cristallites indivi- luelles des réseaux interpénétrants, bien que reliées l'une à
L'autre, restent tout à fait petites et discernables..
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Il doit être noté qu'une distribution du nitrure et du métal telle que décrite dans les trois précédents paragraphes n'est pas essentielle, étant donné que des matières réfractaires re- marquables peuvent être produites en l'absence d'une telle dis- tribution.
Il est souhaitable que le nitrure et le métal utili- sés possèdent tous deux un degré élevé de pureté chimique. En particulier il est souhaitable d'éviter la présence, dans l'un et l'autre constituants, d'oxygène, de carbone, d'azote, de bore, de silicium ou de soufre soit sous forme non-combinée, soit sous forme de composés ayant une énergie libre de formation par atome inférieure à celle des oxydes, des carbures, des nitrures, des borures, des siliciures ou des sulfures correspondants de molyb- dène, de tungstène, de chrome, de rhénium ou de leurs alliages.
D'autres éléments ou composés de ce genre sous une forme et en quantités qui réagiraient avec ou dissoudraient le métal utilisé pendant la fabrication de la dispersion réfractaire, de telle manière qu'ils donnent au métal un caractère cassant non souhai- table, doivent également être évités.
Il est certaines fois difficile de préparer et de maintenir les poudres très finement divisées de cette inven- tion complètement exemptes d'impuretés telles que l'oxygène et le carbone. C'est pourquoi'il est souhaitable, certaines fois, d'ajouter de petites.quantités de métaux qui forment des compo- sés thermodynamiquement stables avec des impuretés telles que l'oxygène ou le carbone. Ces métaux agissent donc comme des agents internes d'appropriation.
Les métaux qui conviennent pour un tel usage sont généralement ceux dont les oxydes ou les carbures, tels que l'aluminium, le thorium, le tanthane, le titane, le zirco- nium et le vanadium ont des.énergies libres de formation très élevées. On en utilise ordinairement une quantité qui
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dépasse légèrement la quantité stoéohiométrique requise pour la réaction avec l'oxygène, le carbone ou d'autres impuretés
Des quantités un peu plus grandes de ces agents d'ap- propriation peuvent être utilisées s ils forment des alliages en solution solide ou des composés intermétalliques de P.F. éle.. vé, stables avec les métaux de liaison.
Les quantités utilisées peuvent donc être comprises entre quelques dixièmes % en poids et
10 ou même 20 % en poids par rapport au poids de la hase métal- lique.
Par exemple l'aluminium est un agent d'appropriation particulièrement intéressant. Il forme un oxyde très stable du point de vue thermodynamique et réfractaire, Al2O3, qui est capable, simultanément, de retenir les impuretés de carbone en formant de l'oxycarbure d'aluminium AlOC et de se combiner avec les métaux de liaison de l'invention pour former des alliages et composés intermétalliques réfractaires, et de point de fu- sion élevé. De plus, un excès quelconque d'aluminium qui ne se combine pas avec le métal de liaison ou avec les impuretés est séparé par distillation à l'état de vapeur pendant la fabrica- tion des dispersions réfractaires.
Des quantités mineures d'agents d'alliage utilisés de façon classique avec le molybdène, le tungstène, le chrome 'et'le rhénium peuvent également être utilisées dans les disper- sions aussi longtemps qu'elles sont retenues sous forme de so- lution homogène avec le métal, laquelle solution a la structure cristalline du métal. Des quantités de ces agents d'alliage qui formeraient des composés intermétalliques ou des phases cristallographiques nouvelles doivent être évitées.
Les pour- centages autorisés de tels agents peuvent être déterminés suivant ce critère, en consultant les diagrammes appropriés des phases dans des textes métallurgiques standard .,Par exemple, de telles
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quantités admissibles d'agents classiques, telles que jusqu'à
1 % de fer dans le tungstène, jusqu'à 30 % de fer dans le chro me, de petits pourcentages de fer, de titane ou de zirconium dans le molybdène et même de plus petites quantités de nickel et de cobalt, peuvent être employées.
. Les nitrures d'aluminium, de titane,-de tantale, d'hafnium, de zirconium, de niobium ou de vanadium peuvent être utilisés seuls ou en combinaison'l'un avec l'autre dans les dis- persions. Lorsqu'on les utilise en combinaison, on notera sou- vent que des interactions de degré variable se produisent entre ces nitrures. Cela peut englober la formation de solutions so- lides, la formation de composés de nitrures mixtes, ou de com- binaisons de ceux-ci. On comprendra que les buts de l'invention sont atteints à la fois lorsque de telles interactions ont lieu et dans les cas où les divers nitrures restent sous leurs formes distinctes initiales.
En ce qui concerne les propriétés des dispersions obtenues telles que la résistance à l'usure, les propriétés mécaniques, et les caractéristiques réfractaires, les simples mélanges, les solutions solides, et les composés mix- tes de nitrure se comportent tous de la même façon.
D'autres composés réfractaires chimiquement stables tels que le nitrure d'uranium, le nitrure de bore, le nitrure de béryllium, le nitrure de cérium et le nitrure de thorium peuvent être utilisés pour remplacer une partie du nitrure de titane, du nitrure de . tantale, du nitrure de zirconium, du nitrure d'haf- nium, du nitrure de vanadium, du nitrure de niobium, ou du ni- trure d'aluminium ou de leurs mélanges .
Des carbures réfrac- taires chimiquement stables, tels que le carbure de titane, le carbure de zirconium, le carbure de tantale, le carbure de nio- bium et des oxydes réfractaires chimiquement stables tels que la magnésie, l'oxyde de zirconium, l'alumine et l'oxyde de
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thorium peuvent également être utilisés pour remplacer partiel- ; lement les.nitrures. Certains ces borures réfractaires les. plus stables du point de vue chimique, tels que les monoborures de titane ou de zirconium,peuvent également être utilisés.
Il est essentiel, cependant, qu'un nitrure de titane, de tantale, de zirconium, d'hafnium, de vanadium, de niobium, d'aluminium ou leurs mélanges soit toujours présent sous forme de l'un des constituants non métalliques dans les dispersions, en quantités d'au moins 5 % en volume de la phase non métalli- que des compositions de l'invention, et de préférence en quan- tités supérieures à 5 %. Généralement les compositions sont amé- liorées proportionnellement à la quantité des nitrures essentiels qui sont ajoutés, au moins jusqu'au point où une phase continue de nitrare est formée dans les compositions solides. Le critère nécessaire pour assurer que cela soit vrai pour la plupart des compositions préférées est discuté.
Il est aussi essentiel que les composés réfractaires utilisés comme additifs ne soient pas de ceux qui réagissent avec les métaux de liaison de manière à les rendre cassants, ou qui les décomposent en éléments dont la présence ne peut être tolérée pour la même raison.
En général, le critère à suivre pour choisir des com- posés additifs est que leur point de fusion dépasse 1600 à 180000.? tandis que leurs énergies libres de formation à partir des élé- ments constituants doivent être plus grandes que les énergies libres des composés qui seraient formés par disproportionnement du composé additif et par réaction des éléments constituants avec le métal liant.
Par exemple, Al2O3 ast un additif satisfaisant lorsqu' on l'emploie avec des compositions liées par du tungstène du fait que son l'énergie libre de formation dépasse sensiblement les .
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énergies libres combines de l'alliage tungstène-aluminium, et de l'oxyde tungstique qui résulterait de son disproportionnement et de la réaction de ses constituants avec le tungstène. Le carbo- ne de titane est un additif approprié pour une composition liée par du molybdène, car son énergie libre de formation dépasse les énergies libres combinées de formation de l'alliage titane-molyb- dène et du carbone de molybdène qui pourraient résulter de leur disproportionnement et de la réaction avec le molybdène métallique de liaison..
Un texte standard quelconque de référence qui renseigne sur les énergies libres de formation des alliages de métaux, des , composés intermédiaires et des carbures, nitrures et bornes ré- fractaires peut être consulté afin d'obtenir des renseignements nécessaires pour l'application de ce critère.
Il est à noter, cependant, que de petites quantités d'additifs, y compris ceux qui peuvent réagir par disproportion- nement, ne sont pas absolument écartées des compositions de l'in- vention. Par exemple, il serait possible d'ajouter une petits quantité de carbure'de tungstène à. une composition liée par du tungstène de l'invention, même si une réaction de disproportion- nement entre le tungstène de liaison et le carbure de tungstène pouvait arriver, pour former le oomposé W2C. Mais lorsque de tel- les réactions peuvent arriver, il est nécessaire de restreindre la quantité de n'importe quel additif à des quantités qui sont peti- tes par rapport à la quantité des métaux de liaison de l'inven- tion dans la composition particulière employée.
Une telle res- triction empêche la fixation d'une quantité de métal liant qui réduirait la solidité de la dispersion réfractaire et la ren- drait indésirablement cassante.
La quantité d'additif réfractaire à utiliser sera, de préférence; inférieure à une quantité suffisante pour former un réseau interpénétrant de l'additif et pour empêcher la forma- tion d'un réseau des nitrures essentiels.
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La formation d'un réseau continu ne' dépend pas seule- ment des fractions volumiques relatives du nitrure et de l'addi- tif, car elle est influencée également, d'une manière considéra- ble, par le calibre des particules ou le calibre des cristallites des nitrures relativement aux particules d'additifs. Donc, si des particules grossières de l'additif sont utilisées, par exemple des particules d'un calibre de 10 microns, conjointement avec des particules très finement divisées des nitrures essentiels en question, par exemple des particules d'un calibre compris entre
20 et 100 millimicrons, il se formera un réseau interpénétrant lié essentiellement par les nitrures essentiels. Cela est vrai - même lorsque les nitrures sont présents en quantités aussi pe- tites que 5 % de la phase non métallique.
Comme on préfère, de façon générale, utiliser des ad- ditifs ayant un calibre particulaire de moins d'un micron, des quantités plus grandes de nitrures essentiels, de l'ordre de
20 % de la phase non-métallique, sont habituellement nécessi- tées pour obtenir la continuité désirée. De façon similaire, si le oalibre particulaire du nitrure essentiel à utiliser est plus grand que 20 millimicrons, il peut devenir nécessaire d'utiliser le nitrure en quantités aussi grandes que 50 % ou davantage de la phase non-métallique pour assurer la.liaison préférée du ni-. trure de la phase continue non-métallique.
Un critère général à suivre pour la formation de ce type préféré de structure est que le produit de la fraction vo- lumétrique et de la surface spécifique des nitrures essentiels soit approximativement égal, ou de préférence supérieur, au pro- duit de la fraction volumique et de la surface spécifique de . l'additif à utiliser..En suivant convenablement ce critère lors- qu'on choisit les compositions, on obtient ordinairement le type préféré de structure.
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Comme la s@ucture est également déterminée jusqu!a un certain point par les vitesses d'accroissement des cristaux qui se développent pendant la fabrication, cependant, il n'est pas néoes- saire d'appliquer ce critère d'une façon tout à fait rigide, Dans des circonstantces particulièrement favorables, dans lesquelles la vitesse d'accroissement d@ réseau de nitrures.
dans les conditions de fabrication employées, dépasse fortement la vitesse d'accrois- sement ou la vitesse de recristallisation de l'additif employé, des quantités des nitrures essentiels considérablement inférieu- res à celles correspondant au critère mentionné ci-dessus peuvent être employées et le réseau interpénétrant préféré lié par les nitrures de la phase non-métallique sera encore formé.
Préparation des métaux.
Les métaux qui peuvent être utilisés dans les disper- sions de l'invention sont le molybdène, le tungstène, le chromer le rhénium, et leurs alliages. Ces métaux avec le degré de pureté re- quis peuvent être obtenus à partir de sources commerciales ou -peuvent être préparés de manière classique. Un procédé approprié 'de préparation de ces métaux à incorporer dans les dispersions est la réduction à l'aide d'hydrogène à basse température de l'oxyde de métal correspondant.
Dans la préparation de molybdène et de tungstène dont ' les oxydes sont un peu volatils à température élevée, il est pré- férable d'employer une réduction en deux étapes. L'oxyde est d'abord réduit en un oxyde de valence inférieure ,comme le bio- xyde de tungstène ou le bioxyde de molybdène à une température inférieure au point de fusion de l'oxyde, 60000 environ par exem- ple. La réduction est ensuite complétée à une température'élevée de 900 C environ par exemple, qui est assez basse pour éviter une agglomération ou un frittage excessif de la poudre métallique.
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La réduction sera suivie par des broyages dans un agent liquide inerte et, si nécessaire, d'une purification µ l'aide d'acide chlorhydrique. De cette manière, le métal pur peut être obtenu sous forme de poudre, de préférence avec une surface spécifique plus grande que 1 m2/g, qui le rend appro- prié pour une dispersion mixte ultérieure avec le nitrure d'alu- minium.
Pour éviter de devoir purifier, il est souhaitable- que les agents de broyage utilisés lors du broyage soient faits du même métal que celui qui est préparé.
Préparation des nitrures.
Les nitrures utilisés dans l'invention peuvent être préparés par une méthode classique quelconque.
Dans un procédé de préparation, un hydrure finement broyé de titane, de zirconium, de-tantale ou-d'hafnium ou de l'aluminium, de vanadium ou du niobium métallique finement divi- sé ou un .mélange de ces corps, est placé dans un fourneau étanohe aux gaz, à température élevée. L'air est évacué du fourneau en purgeant pendant une demi-heure environ avec une atmosphère tel- le que de l'azote ou de la vapeur d'ammoniac pur. La température du fourneau est alors augmentée à la vitesse d'environ 250 C par heure tout en maintenant une atmosphère telle que de l'azote ou de l'ammoniac dans le fourneau'. Lorsqu'on élève la température d'environ 700 à 1000 C, la température est maintenue pendant une période de temps suffisante pour pouvoir terminer la formation, à température plus basse, du nitrure formé.
Cela empêche une agglomération excessive des métaux formés par la décomposition des hydrures ou des métaux eux-mêmes s'ils étaient utilisés comme précurseurs. La température est alors élevée à environ 1100 C et est maintenue à cette valeur pendant de 1 à 16 heures tandis qu'on maintient un courant d'ammoniac à travers le four- neau. La température est alors élevée à nouveau à environ 1200C,
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sous une atmosphère telle que l'ammoniac ou de l'azote, et est maintenue pendant une période de 1 à 8 heures.
Le fourneau est alors refroidi à la température ambian- te;, et de produit enlevé. On a constaté que ce traitement thermi- que en trois étapes élimine les problèmes que pose une aggloméra- tion excessive qui peut se produire si la température est amené directement à la température finale de 1200 C, mais permet en@re la conversion virtuelle complète de l'hydrure de métal en n@ru- re correspondant à une température inférieure.
Lorsque la réaction est effectuée dans ces concilions, on constate que la totalité de ces nitrures métalliques peuvent être préparés sous forme de cristaux de nitrure dont les dimen- sions sont colloïdales. Bien que ces derniers s'agglomèrent, jus- qu'à un certain point, en amas, le degré d'agglomération n'est pas énorme et un cycle.de broyage relativement court dans un sol- vant inerte tel qu'une huile de type hydrocarbure ou de l'acéto- ne suffit pour briser les agrégats de façon à n'en'laisser sensi- blement que leurs derniers cristaux.
Après le broyage, on peut désirer purifier le nitrure par traitement à l'acide par exemple, pour éliminer les impure- tés recueillies pendant le broyage par attrition de l'agent de broyage. Si on désire obtenir un taux d'oxygène très faible, le nitrure peut être réduit dans une atmosphère telle que l'am- moniac craqué, pour éliminer toute trace d'oxygène recueilli pen- dant le processus de purification. '
Pour éviter de devoir purifier, on préfère utiliser un agent de broyage, tel que des boulets, du même métal que celui avec lequel le nitrure doit éventuellement être dispersé.
Lorsqu'on nitrure de l'aluminium, il est souhaitable de mélanger de 1 à 25 % en volume, par rapport à l'aluminium présent, d'une matière finement divisée ayant un point de fusion élevé, in- timement, avec les paillettes d'aluminium pour empêcher l'aluminium
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de former une phase fondue lorsque la température dépasse son point de fusion. Des matières appropriées pour un tel usage sont les oxydes de molybdène, de tungstène, de chrome, d'aluminium, le nitrure d'aluminium et les sels d'aluminium qui se décomposent en oxyde d'aluminium, tels que l'aoétate d'aluminium,
En présence de telles matières à point de fusion éle- vé, la température réactionnelle peut être élevée à 1200-1500 C. ' , pour compléter la réaction.
Lorsqu'on utilise du molybdène, du tungstène, du chrome, une température supérieure à 1400 0 est recommandée pour décomposer les nitrures de ces métaux qui sont . présents et pour éliminer les impuretés résiduaires telles que le carbone ou l'oxygène qui peuvent être présentes dans les mé- taux. Cependant, comme des températures élevées tendent à augmen- ; ter le calibre particulaire du nitrure d'aluminium qui se for- me, il est préférable de restreindre la température à 1400 C ou au dessus et d'utiliser des composés à point de fusion élevé tels que l'oxyde ou le nitrure d'aluminium.
Pendant la préparation du nitrure d'aluminium on pré- fère également maintenir une température supérieure à 900 C. A des températures plus basses, la réaction requiert de longues périodes de temps pour se terminer, et le nitrure d'aluminium formé est si réactif du point de vue chimique qu'il est diffici- le d'empêcher sa réaction avec la vapeur d'eau de l'air. Cepen.. dant, du nitrure d'aluminium formé à des températures un peu plus basses peut être utilisé si le contact avec l'humidité atmos- phérique est évité pendant la manipulation.
Préparation des dispersions en poudre.
Les interdispersions des métaux aveo les nitrures et d'autres composés réfractaires si on le désire, sous forme d'une poudre, constituent l'une des formes préférées de cette invention. Le nitrure d'aluminium, le nitrure de titane, le nitrure de zirconium, le nitrure de tantale, le nitrure d'haf- nium, le nitrure de vanadium, le nitrure de niobium ou leurs mélan- ges, et d'autres composés réfractaires comme on le désire, peuvent,
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être disperses de facon mixte ou interdispersés avec la. poudre métallique de n'impcte .quelle manière appropriée@ par exem- ple par mélange dans un solvant du type hydrocarbure ou de l'acétone, dans un broyeur à colloïdes ou un broyeur à boulets .
Des périodes de broyage dans un broyeur à boulets allant de 24 à 500 heures se sont révélées satisfaisantes.
Comme le nitrure de l'invention est difficile à puri- fier, il est souhaitable d'employer des agents de broyage,tels que des boulets, du même métal que celui avec lequel le nitrure ; est dispersé. Le broyeur peut être'de ceux qui sont revêtus d'une matière élastomère telle que du néoprène, qui n'est pas amolli ou attaqué par le fluide de broyage.
Après le broyage du mélange jusqu'à homogénéité, le fluide de broyage peut être éliminé par lavage avec un solvant approprié, tel que de l'hexane,et séchage sous vide. Une analyse chimique peut être effectuée à ce stade et, si d'appréciables quan- tités d'oxygène, de carbone, ou d'azote sont combinées avec le métal dans une forme quelconque autre que les composés réfrac- taires stables mentionnés précédemment, les poudres peuvent être réduites pour éliminer ces impuretés. Cette réduction est de préférence effectuée au dessous de 1000 C avec de l'hydrogène pur très sec.
Le calibre moyen des particules peut aisément être déterminé par examen des poudres interdispersées en utilisant un microscope optique pour les particules de gros calibre et un microscope électronique pour les plus petites particules.
Dans les dispersions en poudre préférées la surface par cm3 de matière solide est d'environ 3 à 180 m2. La surface par cm3 peut être déterminée en divisant la surface spécifique par la densité de la matière solide dans la dispersion..
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?réparation de dispersions réfractaires.
Les interdispersions des métaux avec les nitrures et les autres composés réfractaires que l'on peut désirer sous la forme d'un solide constituent une autre forme préférée de l'in- vention. Un procédé représentatif pour former ces dispersions consiste à chauffer et à presser les dispersions en poudre jus- qu'à obtenir presque la densité théorique, sous vide ou en présen- ce d'une atmosphère inerte telle que de l'azote de l'hélium, '. de l'hydrogène ou de l'argon.
La température de pressage dépend de la quantité de métal employée, de son état de subdivision et de la composition et de l'état de subdivision du nitrure. De façon générale, les températures sont comprises entre 3/10 ét 9/10 du point de fu- sion, exprimé en degrés Kelvin, du constituant métallique et doivent être d'au moins 1600 C et pas supérieures à 2200 C.
Plus la quantité de nitrure utilisé est grande, et plus la'pression' utilisée est basse, plus la température de fabrication doit être- élevée.' '
Le temps que la matière compacte passe à la tempéra- . ture la plus élevée utilisée et sous la:pleine pression employée varie suivant la température de pressage, la composition, et l'état de dispersion. Généralement le temps varie de quelques secondes à 30 minutes ou davantage.
La pression employée varie également suivant la tem- ,pérature et la méthode de fabrication utilisées et la composition et l'état de dispersion, mais est'comprise généralement entre environ 35 à plus de 420 kilogrammes par cm2.
Les combinaisons utilisables de conditions de pres- sage seront plus complètement illustrées dans les exemples dans la suite du présent mémoire.'
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U n autre procédé d'interdispersion des constituants l'un avec l'autre, avant la préparation d'une interdispersion solide consiste à précipiter le métal utilisé sur des fines particules préalablement préparées du niarure utilisé. Le métal peut être précipité, par exemple, sous forme d'un hydroxyde' ou d'un oxyde hydraté et le mélange homogène obtenu peut ensuite âtre réduit dans une atmosphère riche à la fois en azote et'en hydrogène, telle que de l'ammoniac craqué..
Cela permet la ré- duction des oxydes qui sont présents sans apporter un changement dans les nitrures utilisés.
Après qu'une dispersion réfractaire ait été préparée, les calibres des particules des constituants peuvent être dé- terminés en faisant une coupe métallographique, en attaquant la coupe avec un produit chimique approprié, et en examinant la surface avec un microscope en utilisant un microscope optique ou un microscope électronique suivant le cas. Lorsqu'on utilise un microscope électronique, on fabrique d'abord une replique classique en carbone ou en matière plastique de la surface et les mesures sont ensuite faites sur la replique.
Le calibre particulaire moyen des constituants d'une disparsion réfractaire doit être inférieur à 50 microns. Dans ,les formes de réalisation plus préférées,le calibre particulai- re moyen est inférieur à 10 microns, et dans les formes de réa- lisation les plus préférées, le calibre particulaire moyen est inférieur à un micron.
La nature de l'interdispersion, du nitrure avec le métal et les dimensions du métal dans les dispersions réfrac- taires sont en fonction des conditions de fabrication et de la fraction volumique employée aussi bien que la nature de la ma- tière de départ.
Une certaine agglomération des particules de nitrures se produit, mais comme mentionné précédemment,l'une ' des formes de réalisation préférée est celle dans laquelle
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la majeure partie des particules de nitrure sont séparées l'une ,de 1'autre-par un véhicule métallique continu donnant une disper- sion homogène et uniforme de particules de nitrures distinctes. comme mentionné précédemment, l'une des formes de réa- lisation les plus préférées est une dispersion réfraotaire dans laquelle.il y à un réseau ou véhicule continu mixte de cristalli- tes distinctes très finement divisées .de la phase métallique et des particules de nitrure à la fois, de telles cristallites ayant un calibre'particulaire moyen inférieur à un micron.
Plus particulièrement, dans ses aspects préférés, on désire que l'homogénéité de la dispersion soit telles que la distribution du nitrure ou du métal dans la dispersion réfrac- taire soit répartie sur une échelle de 100 microns carrés. Par cela on veut dire qu'un balayage métallographique ou un balaya- ge de photographie au microscopique électronique, comme on en'uti- lise, de façon classique dans la métallurgie pour examiner la structure des alliages montrera à la fois le nitrure et le mé- tal présents à l'intérieur d'une zone carrée qui n'a pas plus de 32 microns de c8té et de préférence pas plus de 10 microns de côté.
De plus, dans la forme de réalisation préférée, cha- que carré de 10 microns de côté qui est examiné montre sensi- blement les mêmes caractéristiques structurelles que chaque au-' tre région de ce genre dans la dispersion dans les limites classiques de distribution statistique. la présence d'une phase continue du métal dans les dispersions réfractaires préférées peut être déterminée en mesu- rant la résistivité électrique de la dispersion.
Comme les ' composés réfractaires utilisés dans cette invention possèdent une résistance électrique plus élevée que le molybdène, le tungstène, le chrome, le rhénium ou leurs alliages si les compo- sés réfractaires ont une distribution telle'qu'elle brise la continuité du métal, la résistivité électrique de la dispersion
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réfractaire sera de 10 à 100 fois plus élevée que si le métal est continu. Réciproquement, si un conducteur électrique tel que le molybdène, le tungstène, le chrome ou le rhénium a.une . distribution suivant une phase continue dans une dispersion réfractaire, la résistivité électrique de la dispersion sera ' inversement-proportionelle au volume et à l'épaisseur du tra- jet continu du constituant métallique.
Une continuité appré- ciable'du métal dans une dispersion réfractaire est indiquée par une résistivité électrique spécifique inférieure à envi-
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ron un ohm-centimètre et, danses dispersionsjréfractaires préférées, la résistivité électrique spécifique est inférieu- re à environ 0,05 ohm-centimètre. , '
Il est habituellement pnssible, par inspection des specimens métallographiques convenablement préparés des compo- sitions de l'invention, de déterminer et de montrer lequel d'en- , tre eux contient le réseau de nitrure interpénétrant préféré.
Si le calibre des cristallites est de l'ordre d'un micron ou davan- tage pour les divers composants de la structure, l'existence d'un tel réseau peut être observée directement dans un micros- cope optique,'en utilisant une puissance de 1000 ou 2000 fois.
Si certaines unités structurelles, ou toutes les unités struc- turelles, sont sensiblement plus petites qu'un micron, la struc- ture.peut être examinée par des techniques d'examen de photo- graphie de répliques au microscope électronique en utilisant des procédés classiques.
Une technique similaire à celle utilise pour déter- ! miner la continuité de la phase métallique peut être utilisée pour déterminer si les nitrures essentiels forment ou ne for- ment pas un véhicule ou réseau continu. Par exemple, des compo- sitions dans lesquelles du tungstène ou du molybdène est utili- sé comme métal liant et du nitrure de titane comme nitrure principal essentiel peuvent être expérimentées de cette maniè- re.
Il peut y avoir, présents, d'autres nitrures choisis parmi
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les nitrures essentiels mentionnés, comme du nitrure d'aluni- nium, ainsi que des additifs appropriés comme de l'alumine. Dans ' ces compositions, le tunsgtène est de préférence extrait en faisant réagir la composition avec une solution de brome -étha- nol qui n'attaque pas les nitrures, oxydes et carbures. La con- ductivité électrique de la structure partielle obtenue peut alors être déterminée.
Comme l'alumine est un non-conducteur, comme l'est le nitrure d'aluminium, la présence d'une conductivité ap- préciable dans une telle composition est une indication d'un ré- seau continu de nitrure de titane, qui est un semiconducteur ayant une conductivité électrique appréciable.même à température ambiante.
Les dispersions réfractaires de cette invention ont une ,densité en excès de 90 % de la densité théorique et de pré- férence en excès de 95 % de la densité théorique. Ces dispersions réfractaires qui doivent servir pour fabriquer des outils cou- pants ont plus préférablement une densité en excès de 98 % de la densité théorique et sont sensiblement exempts de pores lors- qu'on les examine par des procédés métallographiques. La densité' théorique est calculée en supposant que les volumes spécifiques de constituants individuels sont additionnés.
La densité des dispersions réfractaires peut être déterminée par 'une technique quelconque pour déterminer le poids et le volume simultanés du composé. Très simplement le poids peut être déterminé avec une balance analytique sensible et le volu- me peut l'être par déplacement de mercure ou d'eau.
On doit comprendre que les aspects mis en relief pré- cédemment concernant la structure, la pureté, la densité, 1'homogénéité et la continuité du métal des dispersions réfrac- taires sont tous des facteurs qui contribuent à donner à ces dispersions des propriétés améliorées. Cependant les résultats
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le3 plus intéressants'sont obtenus lorsque toutes ces caracté- ristiques sont présentes simulténément. La forme de réalisation de l'invention que l'on préfère le plus est constitué par une mat tière réfractaire de ce genre sous la forme d'un outil coupant ou d'une mèche.
Une telle composition réfractaire est une de celles dans lesquelles des particules de nitrures distinctes et des particules distinctes d'autres oomposés réfractaires,si on en utilise, ayant un calibre moyen inférieur à un micron, sont,de façon homogène, dispersées dans un. véhioule continu de molyb- dène, de tungstène, de chrome, de rhénium ou de leurs alliages de telle sorte que l'uniformité de la distribution se fasse sur une échelle de'moins de 100 microns carrés. Le calibre moyen des cristaux de métal dans la composition est inférieur à un micron et la continuité du métal est telle que la composition ait une' résistivité électrique inférieure à 0,01 ohm-centimètre.
La quan- tité de nitrure et des autres composés réfractaires, si on en utilise est de 1 à 19 parties en volume par partie de métal, et la densité de la composition est en excès de 99 % de la densité théorique. Les métaux les plus préférés pour réaliser un tel com-' posé sont le molybdène et le tungstène. Parmi, les mélanges de composés préférés réfractaires, on peut citer le nitrure de titane et le nitrure d'aluminium, le nitrure de titane et l'oxyde d'aluminium; des mélanges ternaires de nitrure d'aluminium , de nitrure de titane et d'oxyde d'aluminium; et des mélanges d'un, de deux ou des trois ensemble de ceux qui viennent d'être'cités avec du carbure de titane.
EXEMPLE 1.'
94 grammes de particules broyées dans un broyeur à bou- lets d'm oalibre de 250 millimicrons d'hydrure de titane sont char- gés dans des nacelles d'alumine et placés dans un fourneau en purgeant pendant 30 minutres avec de l'azote pur, après quoi
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l'atmosphère du fourneau est remplacée par de l'ammoniac, ' et cette nouvelle atmosphère est maintenue tout au long du trai- tement ultérieur. La température du fourneau est augmentée, à raison de 250 C par heure, jusqu'à une température de 1000 C et le fourneau est maintenu à cette température pendant 3 heures.
La température est alors élevée à 1100 C et maintenue pendant 16 heures, âpres quoi elle est élevée à 1200 C et cette tempéra- ture est maintenue pendant 6 1/2 heures. Le fourneau est refroidi. jusque température ambiante et on recueille un total de 114 g de produit sous forme d'une poudre finement divisée. Cela repré- sente 97,8 % du rendement espéré d'une réaction pour former du nitrure de titane. L'analyse chimique montre que le produit con- tien.1 17,91 % d'azote, 0,47 % d'oxygène, le restant de la compo- sition Ôtant du titane.
La surface d'azote de cette poudre est de 0,3 m2/g et l'examen aux rayonx X montre qu'elle est cons- tituéo de nitrure de titane d'un calibre moyen des oristallites de 84 millimicrons. Aucune autre phase n'est présente.
50,8 grammes de cette matière sont chargés dans un broyeur à boulets en acier revêtu de caoutchouc d'une contenance de 1,1 litre avec 9,45 grammes de tungstène métallique finement divisé ayant'un calibre particulaire de 100 millimicrons au moins et 2500 grammes d'éléments de carbure de tungstène contenant 6 % de oobalt. Les éléments de carbure de tungstène et de cobalt ont environ 6,35 mm de diamètre et 6,35 mm de long et ont la forme de petits cylindres. On charge également,dans le broyeur,350 cm3 d'une huile du type hydrocarbure de point d'ébullition élevé ayant un point d'éclair de 85 C.
Ce broyeur tourné sur des rou- leaux revêtus de caoutchouc pendant une période de 24 heures à une vitesse de 60'. tour@minute. La dispersion poudreuse fine- ment divisée obtenue de nitrure de titane et de tungstène métal- lique est recueillie dans le broyeur et séparée des éléments de
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carbure de tungstène et de cobalt en forme de joncs, séparée , de la plus grande partie de l'huile par décantation, et lavée jusqu'à être complètement exempte d'huile par six lavages à 'l'hexane. Elle est alors séchée dans un four à vide.
L'analyse chimique détermine, dans la composition finale,environ 18,7 parties en volume de nitrure de titane, et environ 0,3 partie en volume de carbure de tungstène, par partie en volume d'un. métal constitué de 98 % en volume de tungstène et de 2 % en volume de cobalt. Le carbure de tungstène et le cobalt sont recueillis par attrition des éléments en forme de joncs pen- dant le broyage.
25 grammes de cette poudre sont placés dans un moule cylindrique de carbone, la température du fourneau est élevée à 1000 C et une pression de 280 kg/cm2 imposée. La température du fourneau est alors augmentée tandis qu'on maintient cette près- sion jusqu'à une température finale de 2000 C. et maintenue lien- dant une période de 5 minutes. L'échantillon est alors enlevé du fourneau. La dispersion réfractaire obtenue suivant l'invention est coupée avec un diamant en spécimens pour tester la résistance à la rupture transversale, la résistance aux chocs,, la dureté
Rockwell et la densité. Une coupe est également usinée pour former une piève@rapportée d'un outil de coupe de métaux.
La résistance à la rupture transversale est de 3390 kg/cm2, sa résistance aux chocs de 6,66 kg/cm2 environ, sa dureté Rockwall A de 90,5. La densité est de 6,11 g/cm3, ce qui représente 97,8 % de la densi- té de 6,25 g/cm3 à laquelle on s'attendait pour cette composition.
Cette composition forme un outil de coupe excellent sur acier 4340, même à une vitesse de surface de 450 mètres par minute.
EXEMPLE 2.
40,2 grammes de la poudre de nitrure de titane de l'exem- ple 1 et 47,7 grammes d'une poudre de tungstène métallique d'un calibre de 100 millimicrons sont placés dans un broyeur à boulets, avec la même quantité d'éléments de carbure de tungstène et de
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cobalt et d'huile du type hydrocarbure qu'à l'exemple 1.' Le broya- ge est effectué de façon similaire, .ainsi que la récupération du produit final. La dispersion intime obtenue suivant l'invention con- tient, d'âpres l'analyse chimique effectuée,environ 3,0 parties en volume de nitrure de titane et environ 0,05 partie en volume de carbure de tunbstène par partie en volume d'un métal constitué de 99,6 % en volume de tungstène et de 0,4 % en volume de cobalt.
33 grammes de cette poudre sont placés dans un cylindre ' , de carbone et pressés dans l'installation décrite à l'exemple ' n 1, dans les mêmes'conditions de pressage. La dispersion réfrap- taire obtenue de l'invention possède une résistance à la rupture . transversale de 5810 kg/om2, une résistance aux chocs de 10,29 kg/cm2 environ, et une dureté Rockwell A de 88,3. La densité est de 8,79 g/om3; ce qui représente 98 % de la densité théorique de 8,97 g/cm3 espérée pour cette composition.
L'examen métallographique de la composition réfractai- re montre une interdispersion de nitrure de titane et de carbure de tungstène dans un alliage tungstène-cobalt. Le calibre particu- ' laire moyen des cristaux d'alliage est compris entre 0,4 et 0,8 mi- cron et le calibre particulaire moyen du nitrure de titane est d'environ 0,5 micron.
L'examen métallographique de la dispersion montre éga- lement que l'alliage tungstène-cobalt et le nitrure de titane son- tous deux présents dans un carré de 10 microns de coté et sur 1Q.' régions de 100 microns carrés examinés, neuf montraient ces mêmes caractéristiques structurelles. ,
La résistivité électrique de la dispersion est d'envi- ron 0,01 ohm-centimètre. Cette faible valeur de la résistivité électrique indique que la continuité du métal dans cette disper- sion réfractaire n'est pas interrompue par du nitrure de titane.
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Une pièce rapportée d'outil coupant constituée de cette composition est testée sur de l'acier 4340, en utili- sant une profondeur de coupe de 1,5875 mm et en faisant va- rier la vitesse de surface à laquelle on effectue la coupe.
A une vitesse de surface de 150 mètres par minute, après 3 minutes de coupe, l'usure du taillant est de 0,152 mm envi- ron, la profondeur du cratère formé de 6,35 microns et la largeur du cratère de'0,5588 mm. A une vitesse de surface . t 300 mètres par minute, après une expérimentation de 1 minute, l'usure du taillant est de 0,127 mm, la profon- deur du cratère de 12,7 microns et sa largeur de 0,6604 mm.
Même à une vitesse de surface de 450 mètres par minute, l'u- sure du taillant, après une minute de coupe, est comprise en- tre 0,1524 mm et 0,381 mm pour diverses faces différentes de la pièce rapportée de l'outil, tandis que la.largeur du cratère est de 0,4064 mm et la profondeur du cratère de 50,8 microns.
EXEMPLE 3.. -
93,2 grammes d'hydrure de zirconium broyés dans un broyeur à boulets sont.placés dans des nacelles d'alumine et placés dans un tube d'alumine froid. Le tube est balayé avec. de l'ammoniac plus de l'azote. Tout en maintenant un.courant ' d'ammoniac, le tube est chauffé à 1000 C en l'espace de 3 heu- res. Il est maintenu à 1000 C pendant trois heures et la tem- pérature est alors élevée à 1100 C et maintenue à cette valeur pendant 16 heures..'Enfin, il est chauffé à 1200 C et mainte- nue pendant 8 heures, refroidi à 250 C, enlevé de la zone chaude du fourneau sous azote 'et refroidi à la température ambiante.
. L'analyse chimique,de cette matière donne 11,28 % d'azote, 0,27 % d'oxygène et 88,2 % de zirconium.
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L'examen aux rayons X montre que cette matière est' constituée de nitrure de zirconium ayant un calibre de cris- tallites de 160 millimicrons, comme indiqué par l'élargissement des raies.
67,4 grammes de cette poudre de nitrure de zirconium et 9,6 grammes d'une poudre de tungstène métalliue finement divisée sont broyés pendant. 24 heures dans un broyeur à bou- let6en acier recouvert de caoutchouc d'une contenance de 1,1 litre, rempli à 40% de son volume de bâtonnets cylindriques de carbone de tungstène contenant 6 % de cobalt de 6,35 mm de diamètre et de 6,35 mm de long. Le broyeur contient également
350 cm3 d'une huile du type hydrocarbure de poin d'ébullition élevé. La vitesse de broyage est de 60 tours par minute. La ré- cupération des poudres mixtes de tungstène métallique et de ni- trure dé zirconium se fait comme décrit dans les exemples pré- cédents.
Cette dispersion en poudre est pressée à chaud dans les conditions décrites aux exemples 1 et 2 et la dispersion réfractaire obtenue suivant l'invention est analysée. Elle con- tient environ 19 parties en volume de nitrure de zirconium par partie en volume de tungstène et à une densité de 7,37 g/cm3 qui représente 96 % de la densité théorique à laquelle on s'attend pour cette composition, Sa dureté Rockwell A est de 87,8, sa résistance aux chocs de 3,016 kg/cm2 et sa résistance à la rupture transversale est de 3640 kg/cm2.
Cette matière réfractaire est façonnée de façon à obtenir une pièce rapportée d'outil coupant et utilisée comme outil coupant sur de l'acier 4340. n utilisant une profondeur de coupe de 1,5875 mm et en faisant varier la vitesse de cou- pe, on observe qu'à une vitesse de coupe de 152 mètres en sur- face par minute, en utilisant une durée de coupe de 3 minutes, l'usure du taillant est de 0,1651 mm, la largeur du cratère est de 0,508 mm et la profondeur du cratère est de
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20,32 microns. A une vitesse de coupe de 304 mètres en surfa- ce par minute après une minute de coupe, l'usure du bord cou- pant ou .taillant est de 0,127 mm, la largeur du cratère de.
0,508 mm et la profondeur du cratère est de 12,7 microns.
Même à des vitesses de 456 mètres en surface par minute, après une minute de coupe, l'usure du taillant n'est encore que de 0,889 mm, la largeur du cratère de 0,762 mm et la profondeur de cratère de 88,9 microns.
EXEMPLE 4.
52,2 grammes du nitrure de zirconium de l'exemple 3 et'48,3 g d'une poudre de tungstène métallique finement divi- sée, sont broyés en utilisant l'équipement et les conditions décrites à l'exemple 3.
40 grammes de cette sont pressés, en utilisant les conditions mentionnées dans les exemples 1 à 3, et la disper-' sion réfractaire obtenue suivant l'invention est constituée de 3 parties en volume de nitrure de zirconium par partie en volume de tungstène. La résistance à la. rupture de cette matiè- re réfractaire est de 5355 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 6,864 kg-mètre/cm2 , et sa dureté Rockwell A est de 85,9.
Sa densité est égale à 9,73 g/cm3, ce qui correspond à 96 % de la densité théorique ,qui est de 10,15 g/cm3, que l'on pou:- vait espérer pour cette composition.
Cette matière réfractaire est testée sous la forme d'une pièce rapportée d'un outil coupant sur de l'acier 4340 dans les conditions décrites dans l'exemple précédent. A une vitesse de coupe de 152 mètres én surface par minute, on cons- tate que l'usure du taillant est de 0,2032 mm, la largeur du cratère est de 0,5588 mm et la profondeur de cratère de 25,4 microns après 3 minutes de coupe. A une vitesse en surface de
304 mètres/minute, l'usure du taillant est de 0,2032 mm, la largeur de cratère est de 0,5334 mm et la profondeur' de cratère est de 25,4 microns.
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EXEMPLE 5.
68,4 grammes du nitrure de zirconium de l'exemple 3 et 1,77 grammes de chrome métallique pur d'une granulométrie de -0,44 mm,sont broyés dans un broyeur à boulets en acier gar- ni de caoutchouc d'une contenance de 1,1 litre, rempli à 40 % de sa capacité avec des boulets ou billes d'acier d'un diamètre de 4;732 mm et contenant 350 om3 d'une huile de type hydrocar- . bure à point d'ébullition élevé. Le broyage est effectué à une vitesse de 60 tours par minute et continué pendant 14 heures. La poudre finement divisée a recueilli 0,86 grammes de fer par at- trition des boulets d'acier du broyeur. Cette poudre est récupé- rée et purifiée comme décrit dans les exemples précédents.
L'ana- lyse chimique montre qu'elle contient 96,4 % en volume de nitru- re de zirconium, 2,5 % en volume de chrome métallique et de 1,1 % en volume de fer. Ainsi la composition de cette matière réfractai- re est de 26,8 parties en volume de nitrure de zirconium par'par- tie en volume d'un alliage constitué de 70 % en poids de chrome et de 30 % en poids de'fer.
28 grammes de cette matière sont'pressés sous une pression de 280 kg/cm2 imposée initialement à une température de 1000 C, maintenus sous cette pression, tandis que la tempé- rature est élevée à 1700 C, maintenus à cette température pen- dans 5 minutes, refroidis et enlevés de la presse. La dis- persion réfractaire obtenue suivant l'invention a une résistan- ce'à la rupture transversale de 7521,5 kg/cm2, une résistance aux chocs de 5,824 kg-mètre/cm2, une dureté Rockwell A de 87,8 et une densité de 6,74 g/cm3, ce qui représente 96 % de la den- sité théorique de 7,10 grammes/cm3 à laquelle on pouvait s'at- tendre pour cette composition.
Cette matière constitue'un bon outil de coupe à,une vitesse en surface de 152 mètres/minute sur de l'acier 4340 en utilisant une profondeur de coupe de
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1,587 mm. Après 3 minutes de coupe dans ces conditions, l'usu- re du taillant est de 0,381 mm, la largeur de cratère de:0,508 mm et la profondeur de cratère de 6,35 microns. ',
Cette matière est également une matière de co.'struc- tion exceptionnelle à des températures élevées, car e:.le possè- de une excellente résistance à l'oxydation à des températures poouvant aller jusqu'à 1100 C inclus, tout en gardant une frac- tion sensible de sa résistance à la rupture à température am- biante, même à des températures élevées.
EXEMPLE 6.
679,5 grammes de poudre de tungstène métallique sont placés danun broyeur à boulets en acier d'une capacité de 3,78 litres rempli jusqu'à 40 % de son volume de boulets d'acier de 4,762 mm. Cette substance est recouverte de 1700 cm3 d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé ayant un point d'éclair de 170 C, et broyée pendant une période de 3 jours à une vitesse de 60 tours/minute. La poudre de tungstène métallique est sé- parée par sédimentation et centrifugation de l'huile et lavée deux fois avec de l'hexane, puis avec de 'l'acétone, et,enfin avec de l'eau. Elle èst traitée avec un mélange de 1 litre d'aci- de chlorhydrique concentré et de 1,5 litre d'eau distillée, et chauffée pendant une heure à 90 C.
Cette opération est effec- tuée pour dissoudre le fer recueilli pendant le broyage. Elle est admise à rester, tout en remuant avec le mélange acide chlor- hydrique-eau, la nuit entière. Elle est ensuite centrifugée pour récupérer le tungstène et pour séparer celui-ci-du fer dissous qui a été éliminé par le traitement à l'acide et lavée avec une solution de HCl 0,1 normale jusqu'à élimination du fer.
Cela requiert 5 lavages. Elle est ensuite à noùveau lavée avec
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de l'eau distillée jusqu'à élimination des ions chlorure,, et séchée dans un four à vide. La poudre de tungstène ainsi obtenue a uneurface azotée de 3,0 m2/g, ce qui correspond à une taille particulaire individuelle d'environ 100 milli- microns. L'analyse chimique donne 98,91 % de tungstène métal- . lique, q,6 % de fer et 0,66 % d'oxygène.
77,2 grammes du tungstène métallique finementdivi- sé sont mélangés avec 32,6 grammes du nitrure de titane de l'ex- emple 1, et le mélange est broyé' pendant une période de 3 jours dans un broyeur à boulets garni de caoutchouc d'une contenance de 1,1 litre rempli à 40 % de- son volume de boulets d'alumine de 6,35 mm et contenant 350 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé. La récupération de lpoudre cons- tituée de tungstène ,et de nitrure de titane sous forme d'une dispersion,du broyeur et sa séparation de l'huile de type hy- , drocarbure se font comme décrit dans l'exemple précédent.
44 grammes de cette dispersion sont pressés à une tem- ' pérature de 22000C, en utilisant un temps de maintien de 1 minute et une pression de, 280 kg/cm2. La dispersion réfractai- .re obtenue suivantl'invention contient 1,5 partie en volume de nitrure.de titane par partie en volume de tungstène et a une résistance à la rupture transversale'de 7420 kg/cm2, une résis- tance aux chocs de 11,856 kg-mètre/cm2 et une dureté Rockwell
A de 87,5 . Sa densité est de 10,93 g/cm3, ce qui représente 99,6 % de la densité théorique à laquelle on s'attend pour cet- te composition.
Cette dispersion réfractaire constitue un outil de .coupe excellent sur de l'acier, même à des vitesses de 304 mè- tres en surface par minute et cette dispersion constitue également un bon outil de coupe sur du fer coulé, en raison de srésis- tance aux chocs élevée, de sa faible usure, et de sa tendance à former des cratères faible ,.
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EXEMPLE 7.
77,2 grammes du tungstène métallique préparé comme décrit à l'exemple 6 sont chargés dans un broyeur avec 36 gram- mes de nitrure du zirconium préparé comme décrit à l'exemple 3; Le broyage et la récupération des poudres broyées de l'hui- le sont effectués comme décrit dans l'exemple précédent. 45 gr@m- mes de la dispersion en poudre mélangée intimement obtenue de tungstène et. de nitrure.de zirconium sonpressés à une temp ra- ture de 2100 C avec un temps de maintien,de-3 minutes en tili- sant une pression de 420 kg/cm2.
La dispersion réfractaire obtenue a une résistance à la rupture de 7000 kg/cm2, une ré- ,sistance aux chocs de 9,672 kgrmètre/cm2, une dureté Rockwell A de 86,5 et. une densité de 10,79 g/cm3, ce qui représente 95,3% de la densité' théorique.pour cette composition. Cette dispersion réfractaire est constituée de 1,5 partis en volume de nitrure de zirconium/partie en volume de tungstène métallique. Cette ma- tière réfractaire constitue un outil coupant excellent'à des vitesses de coupe pouvant aller jusqu'à 152 mètres en surface/ minute sur du fer coulé, sa résistance aux chocs élevée et sa conductivité thermique élevée la rendant intéressante même lors'de coupes interrompues.
EXEMPLE 8.
1360 grammes de poudre de molybdène métallique d'une -granulométrie de -0,044 millimètre sont placés dans un broyeur à boulets d'acier d'une capacité de 3,78 litres rempli à 40 % de'son volume avec des boulets d'acier et contenant également ,
1800 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé. Cette substance est broyée à une vitesse de 60 tours/ minute pendant 3 jours, après quoi la poudre de molybdène est séparée de l'huile de type hydrocarbure et des boulets d'acier, lavée complètement avec de l'hexane pour éliminer l'huile
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et séchée dans un four à vide. Elle est purifiée à l'aide d'un traitement ( l'acide chlorhydrique et à l'eau d'une manière identique à celle décrite pour la purification de la'poudre de tungstène métallique de l'exemple 6.
La pou- dre de molybdène métallique finement divisée obtenue a un calibre particulaire moyen de 100 à 200 millimicrons et ne 'contient que des traces de fer comme impureté.
42,2 grammes du nitrure de titane de l'exemple 1 sont placés dans un broyeur avec 7,15 grammes de la poudre de molybdène métallique préparée comme décrit dans l'exem-, ple ci-dessus. Le broyeur a une capacité de 1,1 litre ; il est en acier garni de caoutchouc et contient 350 cm3 d'une 'huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé ; il est rempli- de 2600 grammes' d'éléments en forme de bâtonnets constitués de carbure de tungstène contenant 6 % de co- balt. Le broyeur est mis en marche pendant 24 heures à 60 tours par minute, après quoi on effectue la récupération du mélange intime constitué par la poudre métallique et le nitrure de titane, comme décrit dans les exemples précédents'.
20 grammes de la dispersion obtenue, qui est cons- tituée de 13,3 parties en volume de,nitrure de titane par partie en volume de molybdène, sont pressés à chaud à une tem- pérature maximale de 2100 sous une pression de 402 kg/cm2 et maintenus dans ces conditions pendant 15 minutes avant de refroidir et de l'enlever de la presse. La ,dispersion réfrac-. taire obtenue suivant l'invention a une résistance à la rup- ture transversale de 4690 kg/cm2, une dureté Rockwell A de
89,30 et une résistance aux chocs de'8,112 kg-mètre/cm2. Sa densité est de 4,88 grammes/cm3, ce qui représente 99% de sa densité théorique calculée pour cette composition.
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EXEMPLE 9.
42,54 grammes du nitrure de zirconium de l'exem- ple 3 et 40,8 grammes du molybdène métallique finement di- visé de l'exemple 8, conjointement avec 0,2 gramme d'hydru- re de titane sont broyés dansles conditions décrites dans l'exemple précédent. 24 grammes de cette dispersion en pou- dre sont pressés à chaud à une température maxima.le de 2000 C, en utilisant une pression de 280 kg/cm2 avec un temps de maintien:de 5 minutes dans ces conditions.
La dispersion réfractaire obtenue est constituée de 1,5 partie en volume de nitrure de zirconium par partie en volume d'un alliage'de molybdène contenant 0,5 % en poids de titane. La résistance à la rupture transversale de cette matière réfractaire est de 5950 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 15,6 kg-mètre/cm2 et sa aureté Rockwell A est de 83,0. Sa densité est de 6,33 g/cm3 ce qui représente sen- siblement la densité théorique espérée pour cette composition,.
EXEMPLE 10.
30,7 grammes du nitrure de titane de l'exemple 1 sont chargés dans un broyeur avec 25,5 grammes de la poudre métallique colloïdale préparée comme décrit à l'exemple 8.
On ajoute également 0,55 g d'hydrure de zirconium. Le broyage est effectué dans un broyeur à boulets d'acier garni de ca- outchouc d'une contenance de 1,1 litre rempli à 40 % de son - volume avec des bâtonnets de molybdène métallique pur ayant
6,35 mm de diamètre sur 6,35 mm de longueur. Le broyage est constitué pendant une période de 48 heures à 60 tours p@ minute en ce qui concerne la vitesse du broyeur.
La récupération et la purification de ],± poudre de l'huile de type hydrocarbure qu'elle contiez sont effec- tuéescomme dans les exemples précédents.
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40 grammes de cette dispersion en poudre sont pressés à une température de 2200 C en utilisant une pression de 280 kg/cm2 avec un temps-de maintien dans ces conditions de l'minute. Le corps dense obtenu suivant l'in- vention e st refroidi et découpé en spécimens pour tester ses propriétés mécaniques. Une analyse chimique montre que ce corps contient 3 parties en va lume de nitrure de titane par partie en volume d'un alliage métallique constitué de
98 % en poids de molybdène et de 2 % en poids de zirconium.
La résistance à la rupture transversale de 'cette matière réfractaire est de 8680 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 12,48 kg-mètre/cm2 et sa dureté Rockwell A est de 84. Sa densité est de 6,62 grammes/cm3, ce qui représen- te 100 % de la densité théorique calculés pour cette compo- sition.
EXEMPLE 11.
53,2 grammes du nitrure de zirconium de l'exemple
3 et 17,75 grammes de poudre métallique de chrome pur d'un calibre de 10 microns sont chargés dans un broyeur, conjoin- tement avec des éléments de broyage en forme de bâtonnets constitués de molybdène et 350 cm3 d'une huile de type hydro- carbure à point d'ébullition élevé,et broyés comme décrit dans l'exemple précédent. La récupération s'effectue égale- ment de la manière décrite dans les exemples précédents.
28 grammes de cette dispersion en poudre sont pressés à une température de 1850 C,sous unepression de 35 kg/cm2, avec un temps de maintien-de 30 minutes. La dispersion réfractaire obtenue qui est constituée de 3 parties en volume de nitrure de zirconium par partie en volume de chrome métallique, à une densité de 6,85 grammes/cm3, ce qui représente 96,5 % de la densité théorique prévue pour cette composition. Sa résistance à la rupture transversale est de 9100 kg/cm2
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t sa résistance aux chocs est de 16,64 kg-mètre/cm2 et sa dureté Rockwell. A est de 83.
Cette matière réfractaire est intéressante comme matière de construction à tempé- rature élevée ; montre une résistance à l'oxydation qui est bonne et une solidité également, bonne même à des températures de plus de 1000 C..
EXEMPLE 12.'
Un alliage de titane et de 'tantale dans le rap- port pondéral de 90 parties de titane pour 10 parties de tantale est hydruré à unetempérature de 800 C sous une atmosphère d'hydrogène pur et refroidi lentement dans le four tandis qu'on maintient l'atmosphère d'hydrogène. Cette composition est alors broyée dans un broyeur à boulets pour fournir un hydrure mixte finement divisé contenait.du tita- ne et du tantale dans le rapport pondéral de 90 à 10.
Cette composition est maintenant nitrurée, en utilisant les procédés et les conditions décrits à l'exemple 1, pour pro- duire une poudre finement divisée de nitrures de titane et , de tantale dans le rapport pondéral de 90/10.
47,5 grammes de cette poudre, .26,0 grammes delà pou- dre'de tungstène de l'exemple 6 et 1,07 gramme d-'une poudre de chrome métallique pur d'un calibre particulaire inférieur à 10 microns sont chargés dans un broyeur à boulets en acier garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre, conjointe- ment avec 350'cm3 d'unehuile de type hydrocarbure à point d'é- bullition élevé. Le broyeur est également rempli à 40 % de , son volume par des bâtonnets d'un diamètre de 6,35 mm et d'une longueur de 6,35 mm constitués de tungstène métallique pur.
Cette composition est broyée pendant 48 heures et récupérée comme décrit dans les exemples précédents. 33 grammes de la dispersion en poudre sont pressés à une température de 1975 C
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en utilisant une pression de 420 kg/cm2, avec un temps de maintien de 30 minutes, '
La dispersion réfractaire obtenue est constituée d'environ 5,1 parties en volume de nitrure de titane et envi- ron 0,6 partie en volume de' nitrure de tantale par partie en 'volume d'un alliage- tungstène-chrome dans un rapport volumi- que de 90/10
La résistance à la rupture de cette matière réfrac- taire est de 5740 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 8,32 kg-mètre/cm2 et sa densité est de 7,46 grammes/cm3, ce qui re- présente sensiblement 100 % de la densité théorique prévue pour cette composition.
EXEMPLE 13.
29,5 gwammes du nitrure de titane de l'exemple 1, .
12,3 grammes de poudre de carbure de titane d'un calibre particulaire d'environ 5 microns, 15,3 grammes de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 8 et 10,65 grammes de poudre de chrome pur d'un calibre particulaire inférieur à
10 microns sont broyés dans un broyeur à boulets en acier garni de caoutchouc d'une contenance de 1,1 litre rempli à 40% de son volume par des.bâtonnets de molybdène d'un diamè- tre et d'une longueur de 6,35 mm et de 350 cm3 d'une huile , du type hydrocarbure à point d'ébullition élevé.'Le broyage s'effectue pendant 48 heures à une vitesse de 60 tours par minute.
La récupération de la dispersion en poudre s'ef- fectue comme dans les exemples précédents, 28 grammes de , 'cette dispersion en poudre sont pressés à chaud à une tempé- rature. de 2000 C sous uneression de 280 kg/cm2, avec un temps'de maintien de 5 minutes. La dispersion'réfractaire
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obtenue est constituée d'environ 1,75 partie en volume de nitrure de titane et d'environ 0,58 partie en volume de carbure de titane par partie en volume de métal.
Après le pressage à chaud, un examan aux rayons X ; montre que les constituants métalliques sont présents sons la forme d'un alliage de molybdène-chrome. La résistance à la rupture de cette matière réfractaire est de 6475 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 11,024 kg-mètre/cm2 et sa dureté Rockwell A est dé 85. La densité de cette composition est de'6,78 grammes/cm3, ce qui représente 99 % de la densi- thé théorique calculée pour cette composition.
EXEMPLE 14.
193 grammes de la poudre de tungstène'métallique de l'exemple 6 et 153 grammes de la poudre de molybdène mé- tallique de l'exemple 8 sont mélangés intimement et sont fondus pour produire un alliage constitué de 40 % en volume de tungstène et de 60 % en volume de molybdène. La matière obtenue est broyée dans un broyeur à mâchoires pour la ré- duire en une poudre et elle est ensuite broyée et purifiée comme décrit dans les exemples 6 et 8 afin de préparer une fine poudre de tungstène et de molybdène rèspectivement.
' 36,5 grammes du nitrure de titane de l'exemple 1 sontnélangés à 3,2 grammes de bioxyde de titane de type rutile ayant un calibre particulaire d'environ 1 micron, et
33,4 grammes de l'alliage en poudre finement divisée de mo- lybdène et de tungstène. Toutes ces.substances sont broyées comme décrit dans l'exemple précédent'en utilisant des bâ- tonnets de tungstène comme agents de broyage, . -
La récupération de la dispersion en poudre inti- memendmélangée est également effectuée comme décrit dans les exemples précédents.
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35 grammes de cette dispersion en poudre sont pressés ), une températura de 20000C sous une pression de 280 kg/cm2, en utilisant un temps de maintien de 15 minu- tes.
La dispersion réfractaire obtenue suivant l'in- vention contient 2,7 parties en volume de nitrure de tita- ne et 0,3 partie en volume de bioxyde de titane par par- tie en volume d'un alliage métallique de tungstène et de molybdène dansn rapport volumique de 40/60. La résistance à la rupture transversale de cette matière réfractaire est de 7000 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 13,52 kg-mè- tre/cm2 et sa dureté Rockwell A est de 87,3. Sa densité est de 8,40 grammes/cm3, ce qui représente 99,7 % de la densité théorique espérée pour cette composition.
EXEMPLE 15.
95 grammes de la poudre de nitrure de zirconium de l'exemple 3 et 5 grammes d'une poudre finement divisée de nitrure d'hafnium sont mélangés intiemement et agglomé- rés ou frittés pendant 5 heures à une température de 1750 C, ces substances étant contenues dans des nacelles d'alumine.
La poudre agglomérée obtenue est broyée jusqu'à obtenir des particules d'environ 50 microns de diamètre, et 64,8 gram- mes de cette poudre sont broyés avec 7,1 grammes de poudre de chrome métallique pur d'un calibre particulaire de 10 mi- crons, en utilisant des éléments en forme de bâtonnets cons- titués de tungstène, une durée de broyage de 48 heures, 350 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé à titre d'agent de dispersion et une vitesse de 60 tours par minute.
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La. récupération est effectuée comme décrit dans les exemples précédents et 30 grammes de cette poudra so4t pressés 4 chaud à une température de 1700 C sous une pres- ' sion de 420 kg/cm2 avec un temps de maintien de 30 minutes,
La dispersion réfractaire obtenue est constituée de 8,55 parties en volume de nitrùre de zirconium et de 0,45 partie en volume de nitrure d'hafnium par partie en vo- lume de chrome.
La résistance à la rupture transversale de cette matière réfractaire est de 8050 kg/cm2,.sa résistance aux chocs est de 10,4 kg-mètre/cm2 et sa dureté Rockwell. A est de 86,0. Sa densité est de 7,19 grammes/cm3, ce qui corres- pond approximativement à la densité théorique attendue pour cette composition.. '
EXEMPLE 16.
20,2 grammes de la poudre de tungstène métallique de l'exemple 6,'8,5 grammes de poudre de rhénium.métallique d'un calibre particulaire de 10 microns, 41,6 grammes de la ' poudre de nitrure de titane de l'exemple 1 et 6,O.grammes de la poudre de nitrure de zirconium de l'exemple 3 sont broyés, en utilisant des éléments en forme de bâtonnets cons- titués de tungstène,avec les autres conditions pour le broya- ge et la récupération de la dispersion en poudre utilisées dans l'exemple précédent.
Après la récupération de la poudre et sa purifica- tion, 35 grammes sont pressés à chaud à unetempérature de 2100 C, unepression de 420 kg/cm2 et un temps de maintien de 1 minute. La dispersion réfractaire obtenue est constituée de 5,1 parties en-volume de nitrure de titane et de 0,57 par- tie en volume deitrure de zirconium par partie en volume, d'un métal constitué de tungstène et de rhénium'dans le rap- port volumique de 70 parties de tungstène à 30 parties de rhénium.
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Cette composition est ensuite agglomérée ou frittée . à une température de 2100 C pendant une période de 24 heures pour compléter l'alliage des phases tungstène et rhénium.
Après ce traitement, les propriétés mécaniques et la densité de sa substance sont déterminées. Il 'se révèle que. la résistance à la rupture transversale est de 7490 kg/cm2, sa résistance aux chocs de 31,20 kg-mètre/cm2 et sa dureté
Rockwell A de 90,0. La densité est de 6,33 grammes/cm3 ce qui représente 97 % de la densité théorique attendue pour cette composition.
EXEMPLE 17.
38 grammes du nitrure de titane de l'exemple 1, 18,4 grammes de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 8 et
25;2 grammes de poudre de rhénium métallique d'un calibre de
10 microns sont broyés en utilisant des éléments en forme, de .
. bâtonnets constitués de molybdène dans les condtions décri- tes.pour les deux 'exemple$précédents. La récupération s'ef- . fectue également comme dans les exemples précédents.
32 grammes de la dispersion en poudre finement di- visée obtenue sont pressés à une température de 2000 C sous une pression de 28D kg/cm2 avec un temps de maintien de 5 mi- nutes. Cet échantillon est ensuite recuit sous vide à 2000 C . pendant une période de 24 heures pour compléter l'alliage par diffusion du molybdène et du rhénium. La dispersion.réfractai.., re obtenue contient environ 2,33 parties en volume de nitrure de titane par partie en volume d'un alliage constitué de 60 % en volume de molybdène et de 40% en volume de rhénium.
Sa résistance à la rupture .transversale est de .6300 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 26 kg-mètre/cm2 et sa dureté
Rockwell A est de 89,0.Sa densité est,de 8,16 grammes/cm3, ce qui représente approximativement la densité théorique at-, tendue pour cetté composition.
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EXEMPLE 18.
30,4 grammes du nitrure de titane de l'exemple 1,
58,6 grammes de la poudre de tungstène métallique de l'exem- ple 6 et 7,8 grammes d'une poudre de nitrure d'aluminium d'ur calibre inférieur à 10 microns sont broyés en utilisant des éléments sous forme de bâtonnets de tungstène, dans les con- ditions de broyage décrites à l'exemple 15. La récupération s'effectue comme décrit.précédemment et 36 grammes de cette composition sont pressés à une température de 2200 C sous unepression de 280 kg/cm2 avec un temps de maintien de 10 minutes. La dispersion réfractaire obtenue contient 2,8 par- ties en volume de nitrure de titane et 1,2 partie en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de tungstène mé- tallique.
La résistance à la rupture transversale de cette substance réfractaire est de 6720 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 7,8 kg-metre/cm2, sa dureté Rockwell A est de
90,5 et sa densité est de 9,68 grammes/cm3, ce qui correspond à 100 % de la densité théorique attendue pour cette composi- ' tion.
EXEMPLE 19.
407,2 grammes du nitrure de titane(de l'exemple 1 et 19,2 grammes d'unepoudre de tungstène métallique d'un ca- libre particulaire de 100 millimicrons sont broyés.pendant
500 heures dans un broyeur à boulets d'acier d'une contenance de 7,56 litres rempli à 40 % de son volume de bâtonnets de tungstène métallique et contenant une huile de type hydrocar- bure à point d'ébullition élevé en quantités suffisantes pour couvrir à peine les bâtonnets de tungstène métallique et les poudres mixtes finement divisées.
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La récupération est effectuée comme décrit dans . les exemples -précédents et le mélange obtenu de nitrure de titane et de tungstène métallique est pressé à chaud à une température de 21000C sous unepression de 280 kg/cm2, main- tenu à cette pression pendant 5 minutes, refroidi et enlevé de la presse. Cette matière réfractaire est constitué d'une dispersion de 75 parties en volumede nitrure de titane dans 1 partie en volume de tungstène métallique. La densité de cette composition est de 5,69 grammes/cm3. Cette matière ré- fractaire constitue un excellent outil de coupe, particulié- rement pour effectuer des coupes à vitesse élevée avec des. avances relativement légères sur de l!acier ou du fer coulé.
EXEMPLE 20.
537,6 grammes du nitrure de titane de l'exemple 1 et 10,2 grammes de la poudre de molybdène métallique de l'ex- .emple 8 sont broyés comme décrit dans l'exemple précédent.
La récupération du broyeur, lapurification, le séchage et le pressage à chaud se font également comme décrit dans l'exem- ple précédent.
La matière réfractaire obtenue est constituée d'une dispersion de 99 parties en volume de nitrure de titane et de
1.partie en volume de molybdène métallique. La densité de cet- te composition est de 5,48 grammes/cm3 ce qui correspond à la densité théorique attendue pour cette composition. Comme dans l'exemple précédent, cette matière réfractaire constitue un excellent.outil de coupe pour des coupes légères à vitesse élevée sur des aciers et du fer coulé.
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EXEMPLE 21.
40 grammes d'une-forme finement divisée d'alumine gamma, ayant une surface d'environ 200 m2/gramme et constituée de sphères relativement non aggloméréessontmélangés à 400 grammes d'un pigment sous forme de baguettes d'aluminium ayant une teneur en oxygène de 1,43 %. A ce mélange on ajoute 5,5 gram- mes d'une dispersion de'lithium métallique dans de la cire de paraffine, la teneur en lithium métallique étant d'environ 37'%. Ces substances sont chargées dans un broyeur d'acier d'une capacité de 3,78 litres qui est rempli à 40 % de son volume avec des boulets d'acier.
On ajoute alors à ce mélange une'quantité suff isante d'un solvant de type hydrocarbure isoparaffinique ayant un point d'éclair de 85 C, pour recou- vrir les boulets d'acier. Le chargement de boulets d'acier pèse 9288 grammes et on utilise 1700 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé. Le broyeur est fer- mé et on le fait tourner sur des rouleaux tournant à une vi- tesse de 60 tours/minute pendant une période de 4 jours. Un échantillon d'environ 150 grammes de cettd matière est sé- paré des boulets d'acier et du solvant de type hydrocarbure et. chargé dans une nacelle de carbone que l'on place dans un tube d'alumine-qui-, à son tour, est placé dans un four . ' électrique.
La température est élevée à 1450 C tandis qu'on maintient une atmosphère d'ammoniac craqué et de N2 dans le tube pendant environ 3 heures, et maintenue à cette valeur pendant 2 heures.
Le produit à ce moment est constitué d'une poudre . très finement divisée de.-nitrure d'aluminium ayant une sur- : face de 6,6 m2/gramme et un calibre des cristallites de 210 millimicrons comme établi par l'élargissement des raies aux rayons X..
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'Après avoir déterminé la surface spécifique, cette matière est replacée dans la nacelle de carbone et brûlée 'pendant 8 heures supplémentaires sous une atmosphère d'azote à 1450 0. Une analyse chimique montre que cette matière con- tient 65 % d'aluminium, 2,43 % d'oxygène et 30,72 % d'azote.
Sa surface est de 2,0 m2/gramme. Des mesures de l'élargisse- ment des raies aux rayons X montre que cette matière est'cons- tituée de nitrure d'aluminium ayant un calibre dés cristalli- tes d'environ 265 millimicrons.
20 grammes de ce nitrure d'aluminium sont mélangés dans un mélangeur fonctionnant à vitesse élevée, mis en suspen- sion dans 200.cm2 du même solvant de type hydroqarbure à point d'ébullition élevé que l'on a utilisé lors du broyage, avec
3 grammes de poudre de molybdène métallique d'un calibre infé- rieur à 0,044 mm. Le mélange de nitrure d'aluminium et de mo- lyb@ne métallique est séparé du solvant par sédimentation, lavé 4 fois avec de l'hexane et séché-jusqu'au lendemain dans un four à vide.
10 grammes de cette poudre, qui est constituée d'en- viron 20,9 parties'en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de molybdène, sont pressés dans une presse à chaud en utilisant des moules de carbone d'un diamètre de 2,54 cm.
A une température de'160000, une'pression de 14 kg/cm2 est appliquée à l'échantillon, puis la température est augmentée à 1900 C, après quoi Impression est augmentée jusqu'à 280 kg/ cm2, la température est à nouveau augmentée jusqu'à 2000 C et l'échantillon est maintenu à cette température pendant 5 mi-' nutes. Le moule est refroidi et l'échantillon enlevé.
'Un examen métallographique du produit obtenu montre une interdispersion de molybdène métallique d'un calibre com- pris entre 1 à 5 microns, avec les particules d'un calibre moyen de 4 microns du nitrure d'aluminium de l'invention. - Le
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molybdène métallique est introduit sous la forme de cristaux d'un calibre particulaire d'environ 40 microns initialement, et le broyage n'est pas considérable'. La résistivité électri- ' que de la dispersion est de 3,07 x 105 ohm/cm..Cette valeur très élevée de la résistivité-électrique montre que la con- tinuité du molybdène dans cette dispersion est interrompue par du nitrure d'aluminium.
En dépit de ce fait, il est à no- ter que l'utilisation de cette dispersion comme outil cou- pant sur l'acier est encore tout à fait remarquable, comme il en sera question dans la partie suivante de l'exemple.
Le produit moulé est coupé suivant de petits échan- tillons pour tester la rupture transversale, en barres pour tes- ter la résistance aux chocs, et une section coupée pour évaluer des pointes coupantes pour découper de l'acier. La densité de la dispersion se révèle être de 353 grammes/cm3, ce qui repré- ' sente 98,7 % de la densité théorique. La résistance aux chocs est de 5,304 kg-mètre/cm2, sa dureté Rockwell A est de 89,2, et la résistance à la rupture transversale moyenne de deux barres t@stées est de 3 370,5 kg/cm2.
La dispersion est testée sous forme d'un outil cou- pant pour de, l'acier sur de l'acier 4340 à des vitesses d'avan- ce de 103, 152, 304 et 456 mètres en surface parminute. La pro- fondeur de la coupe est de 1,587 mm. La dispersion se révèle très satisfaisante, montrant une usure du taillant à 103 mètres en surface par minute de 0,127 mm seulement après 3 minutes de cou- pe, de 0,2286 mm à 152 mètres en surface par minute après 3 mi- nutes de coupe, et une usure du.taillant de 0,2032 mm après 1 mi- nute de coupe à 304 mètres én surface, par minute.
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EXEMPLE 22.
20 grammes du nitrure d'aluminium préparé comme dé- crit à l'exemple 21 sont dispersés mutuellement avec 5,6 grammes d'une poudre de tungstène métallique d'un calibre de -0,044 mm, mélangés, lavés, séchés et pressés comme décrit à l'exemple 21.
.La dispersion obtenue est constituée d'environ 21,5 parties en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de tungstène métallique, ce qui correspond à 1 % en volume de 4,45 % de tungstè - ne métallique. Après le pressage, cette dispersion a une résistance-. aux chocs de 4,16 kt-mètre/cm2, une densité de 3,93 grammes/cm3 et une résistance à la rupture moyenne, basée sur les essais de 4 barres, de 3052 kg/cm2. La densité ést de 99,82 % de la densité théo- rique de cette dispersion. La dureté Rockwell A est de 89,9.
Cet échantillon est.examiné par une technique métal- lographique et il se révèle qu'elle est constituée d'une interdis- persion de tungstène métallique ayant un calibre particulaire moyen de 1 à 6 microns et de nitrure d'aluminium ayant un calibre particulaire moyen inférieur à 4 microns. Un examen aux rayons X montre que les phases présentes 'sont le nitrure d'alumi- nium, le tungstène métallique et une petite quantité de carbure de tungstène (W2C)..La résistivité électrique est-de 4,0 x 105ohm- cm. Cette résistivité électrique élevée est caractéristique d'une - phase discomtinue du tungstène métallique.
En dépit de ce fait, com- me noté ci-dessous, cette dispersion constitue encore un outil cou- 'pant satisfaisant pour couper de l'acier.
La dispersion est testée sous forme d'un outil cou- pant d'une m@nière similaire à celle de l'exemple 21. Elle montre une usure du .-aillant de 0,127 mm après 3 minutes de coupe à une vitesse de 103 mètres en surface par minute sur de l'acier 4340, et 0,254 mm apugs une coupe de 30 secondes
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à une vitesse en surface de 304 mètres/minute; même après une coupe d'une minute entière à une vitesse en surface de
304 mètres/minute, cette dispersion montre une usure du taillant qui n'est que de 0,3048 mm à 0,406 mm seulement.
EXEMPLE 23.
679 grammes d'une poudre de tungstène métalli- que sont placés dans un broyeur à boulets en acier d'une con- tenance de 3;78 litres rempli à 40 % de son volume dé bou- lets ou billes d'acier d'un diamètre de 4,762 mm. L'ensemble de la poudré et des boulets est couvert. '* de 1700 cm3 d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé ayant un point d'éclair de 85 C, et broyé pendant une période 'de 3 jours à une vi- tesse de 60 tours par minute. La poudre de tungstène métallio@e est séparée par sédimentation et centrifugation de l'huile et lavée deux fois avec de l'hexane,.'puis avec de l'acéto@e et. finalement avec de l'eau.
Elle est traitée avec un méange de 1 litre d'acide chlorhydrique concentré et 1,5 lit@e d'eau distillée, et chauffée pendant 1 heure à 90 C. Cette opéra- , tion est réalisée 'pour dissoudre le fer recueilli pendant le broyage. Cette substance est laissée au repos tout en agitant avec le mélange d'acide chlorhydrique et d'eau jusqu'au lende- main. Elle est ensuite soumise à une centrifugation pour ré- cupérer le tungstène et pour séparer celui-ci du fer dissous ' qui a -été éliminé par le traitement à l'acide et le laver avec.une solution d'acide chlorhydrique 0,1 normal jusqu'à être exempt de fer. Cela nécessite 5 lavages.
La substance est ensuite lavée de façon supplémentaire avec de l'eau dis- tillées jusqu'à être exempte d'ions chlorure, et séchée dans un four à vide: La poudre de tungstène ainsi obtenue a une surface d'azote de 3,0 m2/gramme, ce qui correspond à un ca- libre particulaire individuel de 100 millimicrons environ.
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Une analyse chimique montre que cette'matière est constituée d'environ 98,9 % de tungstène métallique, de 0,6 % de fer et de 0,7 % d'oxygène. 66 grammes de cette poudre de tungstène sont broyés dans un broyeur à boulets garni de'caoutchouc avc
34 g du nitrure d'aluminium préparé comme décrit à l'exemple
21. Le broyeur est ,rempli de boulets 'ou de billes d'alumine, d'un diamètre approximatif'de 6,35 mm, qui occupent 40 % du vo- lume, du broyeur. Ce broyeur contient également 350 cm3 d'un ' hydrocarbure à point d'ébullition élevé, ayant un point d'é- clair de 85 C.
Après un broyage jusqu'au lendemain à 60 tours minute, le produit est récupéré par filtrage, lavage avec de l'hexane et séchage sur un four à vide. Un échantillon de
25 grammes est pressé dans les mêmes .conditions que celles dès exemples 21 et. 22 et la dispersion obtenue'est analysée de façon similaire. Elle a uneésistance aux chocs de 5,512 kg-m/cm2, une dureté Rockwell A de 90,1, une résistance à la rupture transversale moyenne de 6742,75 kg/cm2 et une densité de 6,98 grammes/cm3. Par rapport à une.densité théorique de
7,26 g/cm3 prévue pour une composition de ce type, cela re- présente 96,14 % de la densité théorique. La dispersion est composée d'environ 2,94 parties en volume de nitrure d'alu- minium par partie en volume de métal.
' Lorsqu'on expérimente sur de l'acier 4340 comme décrit à,l'exemple 21 sous.forme d'un outil coupant, la dis- persion montre une usure du bord coupant ou du taillant de 0,127 mm, une largeur totale-de cratère de 0,635 mm et une profondeur de cratère de 0,0635 mm après 3 minutes de coupe à une vitesse en surface de 103 mètres/minute. Après 3 mi- nutes de coupe à une vitesse en surface de 152 mètres/minute, les figures correspondantes ,ont une us@re du taillant de
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0,2286 mm, une largeur de cratère de 0, 6958 on et une proton- . ' deur de cratère de 0,1905 mm.
Après une coupe de 30 secondes .à une vitesse en surface de 304 mètres/minute, les figures ont ; une usure du:''taillant de 0,1016 mm, une largeur de cratère de 0,5080 mm et une profondeur de cratère de 1,27 cm. Même après une coupe à.une vitesse en surface de 456 mètres/minute, l'usu- . re du taillant après 1 minute ,de coupe n'est que de 0,348 mm,, .la largeur de cratère de 0,5588 mm environ.et la profondeur de cratère-de 25,4 microns à 12,7 microns..
Un examen métallographique de cette dispersion ré- fractaire montre une distribution beaucoup plus uniforme du constituant métallique à travers la structure que dans les exemples précédents. Le résultat de l'utilisation de la poudre de tungstène métallique de calibre particulaire plus fin est également montré par le calibre particulaire moyen plus petit du métal qui est compris entre moins d'un micron et environ 4 microns, et par celui des constituants non métalliques qui ont tous un calibre moyen sensiblement inférieur à 2 microns.
Cette matière réfractaire représente l'une des formes de réa- lisation préférée de l'inventon. Elle présente une phase. continue de métal-comme montré par sa résistivité électrique extrêmement basse de 0,034 ohm-cm. La distribution amélio- rée et. l'effet d'une phase métallique continue peuvent égale- ment être notés dans la'résistance, à la rupture transversale qui est plutôt double et l'augmentation de dureté, et dans l'utilisation de cette dispersion comme outil coupant, lors- que' cet exemple est comparé à l'exemple 22.
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EXEMPLE 24.
61 grammes de la poudre de tungstène métallique pré- parée comme décrit, à l'exemple 23 sont mélangés à 5 grammes de poudre de chrome métallique d'un calibre de -0,044 mm, et à 34 grammes de la composition de nitrure d'aluminium préparée comme décrit à l'exemple 21. Ce mélange est broyé dans 300 ce d'un solvant de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé placé dans un broyeur à boulets en acier garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre. Le broyeur est rempli à 40 % de son volume de boulets d'alumine d'un diamètre de 0,635 mm.
Après broyage pendant 14 heures à une vitesse de 60 tours par minu- te, le broyage intime de tungstène et de nitrure d'aluminium est récupéré par centrifugation et lavé avec de l'hexane jus- qu'à ce que le produit obtenu soit exempt de l'huile de type hydrocarbure utilisée comme agent de broyage. 25 grammes de cette composition sont pressés à chaud dans les conditions décrites à l'exemple 21. La matière réfractaire obtenue est constituée d'environ 2,67 parties en volume de nitrure d'alu- ' minium par partie en volume d'un alliage chrome-tungstène con- .tenant 13,2 % en poids de chrome.
La résistance à la rupture moyenne de cette matiè- re réfractaire est de 4 707,5 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 6,344 kg-m/cm2, sa dureté Rockwell A est de 88,9 et sa densité de 6,87 g/cm3, ce qui représente 97,44 % de la den- sité théorique.
Un examen métallographique de la structure de la dispersion réfractaire montre une interdispersion extrême- ment uniforme du métal et du nitrure d'aluminium, le calibre particulaire du, nitrure étant compris entre environ 2 à 4 mi- crons, et celui du métal étatt compris entre moins de 1 mi- cron et environ 10 microns. L'existence d'une phase métallique
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continue est montrée en mesurant la résistivité électrique ', qui est de 0,035 ohm-cm.
Il est encore à noter que, en com- parant cet exemple aux exemples 21 et 22, la résistance à la rupture et la résistance aux chocs cont améliorée:; comme, l'utilisation sous forme d'outil coupant, dont il est ques- tion ci-dessous,
Une partie de cette matière réfractaire est usi- née pour préparer une pièce rapportée d'outil coupant et expérimentée comme l'exemple 21. On obtient les résultats suivants: A une vitesse de 103 m en surface en minute, l'usù- . re du taillant est de 0,1524 mm, la largeur de cratère est de 0,635 mm, et la profondeur de cratère est de 12,7 microns, après une coupe de.3 minutes.
Lors d'une coupe de 3 minutes à une vitesse en surface de 152 m/minute, l'usure du taillant est de 0,2032 mm, la largeur de cratère est de 0,6958 mm et la profondeur de cratère est de 25,4 microns. Lors d'une cou- pe de, 1 minute à une vitesse en surface de 456 mètres minu- te, l'usure du taillant est de 0,635 mm, la largeur de cra- tère est de 0,4572 mm et la profondeur de cratère est de , 25,4 microns.
EXEMPLE 25.
20 grammes de particules de carbure de silicium d'une granulométrie'de 1/10 de micron sont broyés pendant 4 jours avec 380 grammes de pigment sous forme de baguettes d'aluminium, similaire à celui 'employé à l'exemple 21.
5,5 g d'une dispersion de lithium métallique à 37 % dans de la cire de paraffine sont également ajoutée.-Le broyage est . effectué avec 9300 g de boulets d"acier et 1700 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé à titre de fluide de broyage, Le broyage est effectué.dans un broyeur d'acier d'une capacité de 3,78 litres et la composition est broyée pendant 4 jours, après quoi le mélange d'aluminium
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et de carbure de silicium est récupéré de l'huile de broyage et lavé jusqu'à être exempt d'huile avec de l'hexane.
150 g de cette atière sont réduits dans une nacelle de carbone à
1450 C pendant une période de 8 heures sous une atmosphère d'azote et d'ammoniac craqué. Le produit obtenu est consti- tué d'une'solution solide de 5 % de carbure de silicium dans 'du nitrure d'aluminium. Le calibre des particules de carbure de silicium et de nitrure d'aluminium agglomérées est d'envi- ron 40 microns.
27,7 grammes de cette matière et 4,05 grammes de poudre de chrome métallique d'un calibre de - 0,044 mm sont broyés dans un broyeur d'acier garni de caoutchouc d'une ca- pacité de 1,1 litre, rempli à 40 % de son volume avec des boulots d'alumine d'un calibre de 0,635 mm et contenant 350 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'ébullition éle- vé. Le broyage est effectué à raison de 60 tours/minute pendant une période de 2 jours.
Après la récupération du produit des boulets et séparation par lavage du solvant de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé, on a constaté que la poudre finale a une composition en pourcent en volume qui est la suivante: 85,5 % en volume de la poudre sont constitués par la solution solide de 95 % de nitrure d'aluminium et de 5 % de carbure de si- licium, 5,7 % en volume sont constitués de chrome métallique et 8,7 % en volume sont constitués par une forme finement di- visée d'alumine recueillie à partir des boulets d'alumine.
15 g de cette composition sont pressés d'une maniè- re sensiblement similaire à celle décrite à l'exemple 21, sauf que la pression de 280 kg/cm2 est imposée à 1800 C et que la température à laquelle l'échantillon est maintenu pendant
5 minutes est de 1900 C. La dispersion obtenue est constituée
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1 de'14,25 partiel en volume de nitrure d'aluminium, d'envi- ron 1,53 parties"en volume d'alumine et de 0,75 parties en volume de carbure,de silicium par partie en volume de chro- me...
La dispersion a une résistance à la rupture trans- .. versale moyenne de 3540 kg/cm2, une dureté Rockwgll A de 90,1, une résistance aux chocs de 1,872 kg-m/cm2 et une densité de 3,28 g/cm3, ce qui correspond, par rapport à la densité théorique de
3,54 g/cm3 prévue pour la dispersion ci-dessus à un pourcentage de la densité théorique de 95,5 %.
EXEMPLE 26.
En utilisant les mêmes matières de départ que celles employées à l'exemple 25, 24,2 grammes de la solution solide de nitrure d'aluminium et de carbure de silicium de l'exemple
25 sont broyée avec 17,8 g de chrome métallique, d'une granu- lométrie de - 0,044 mm, dans un broyeur à boulets garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre et 350 cm3 de solvant de type hydrocarbure à point d'ébulition élevé. Le broyeur est rempli à 40 % de son volume avec des boulets d'acier d'un ca- libre de 4,762 mm et le broyage est effectué pendant une pé- riode de 24 heures à une vitesse de 60 tours/minute.
Après la récupération du mélange intime finement divisé de chrome, de nitrure d'aluminium et de carbure de silicium des boulets d'acier et du solvant de type hydrocarbure, lavage à l'hexa- ne et séchage dans un four à vide,, l'analyse montre que la dispersion obtenue contient 2,24 parties en volume de nitrure d'aluminium et 0,1 partie en volume de carbure de silicium par partie en volume de métal. Le métal est constitué par
78 % en volume de chrome et 22 % en volume de fer.
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20 grammes de cette dispersion sont pressés comme à l'exemple 25 et la dispersion réfractaire obtenue a une du- reté Ro@kwell A de 89,6, une résistance aux chocs de 15,6 kg- met @/cm2, une résistance à la rupture transversale moyenne de @00 kg/cm2 et une densité de 4,34 g/cm3 ce qui corresponde par rapport à la densité théorique de 4,44 g/cm3 prévu pour cette dispersion réfractaire, à un pourcentage de la densité théo- rique de 98,0 %.
EXEMPLE 27.
77,2 grammes du tungstène métallique de l'exemple . 23 sont broyés avec 19,5 grammes du nitrure d'aluminium de l'exemple 21. Le broyage est effectué dans un broyeur à bou- lets garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre, rempli à 40 % de son volume avec des boulets d'acier d'un calibre de 4,762 mm et de 350 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à 'point d'ébullition élevé. Le broyage est effectué à raison de 60 tours par minute pendant 24 heures.
La poudre obtenue de nitrure d'aluminium et de tungstène mélangée intimement est récupérée de boulets et lavée jusqu'à êxempte du solvant de type hydrocarbure avec de l'hexane et séchée dans un four à vide 36 grammes de la poudre obtenue constituée de 1,5 par- tie en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de tungstène, sont pressas dans les conditions décrites à l'ex- emple 21, si ce n'est que la pre@don maximale imposée est de 420 @/cm2.
La dispersion réfracta:;,ce obtenue a une résistance à. la rupture de 10 360 kg/cm2, une r@istance aux chocs de 7,696 kg/cm2, une dureté Rockwell A de 85, 6 et une densité de 9,46 g/cm3, ce qui représente 98 % d@ la densité théorique de 9,67 g/cm3 calculée pour cette matière réfractaire. La su stance réfractaire est testée sous forme d'un outil cou- sur du fer coulé; elle a un rendement exceptionnel même l@ de coupes interrompues et à des vitesses élevées.
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EXEMPLE 28.
1360grammes de poudre de molybdène métallique d'une granulométrie de -0,044 mm sont placés dans un broyeur à boulets d'acier d'une contenance de 3,78 litres rempli à 40 % de son volume avec des boulets d'acier et contenant également 1800 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé. Ce mélange est broyé à une vitesse de
60 tours/minuté pendant 3 jours, après quoi la poudre de molybdène'est séparée de l'huile de type hydrocarbure et des boulets d'acier, lavé complètement avec de l'hexane pour éliminer l'huile et séché dans un four à vide. Elle est purifiée, avec un traitement à l'acide chlorhydrique et à l'eau de ma- nière identique à celui décrit dans'la purification de la pou- dre de tungstène métallique de l'exemple 23.
La poudre de, molybdène métallique finement divisée obtenue a un calibre particulaire moyen de 100 à 200 millimicrons et ne contient . que des traces de fer comme impuretés.
* 40,8 grammes de cette matière sont broyés avec
19,5 grammes de nitrure d'aluminium préparé comme décrit à l'exemple 21, dans un broyeur à boulets d'acier garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre rempli à 40 % de son volume avec des boulets d'acier d'un calibre de 4,762 mm.
Le broyeur contient également 350 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé, Le broyage est effectué pendant.une période de 24 heures à une vitesse de
60 tours/minute. Après la récupération de la poudre inti- mement mélangée de molybdène et de nitrure d'aluminium de l'huile d'hydrocarbure, lavage avec de l'hexane pour élimi- ner l'huile et séchage dans un four à vide, 25 grammes de , cette matière sont pressés à chaud dans les conditions décrites à l'exemple 21.
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La dispersion réfractaire obtenue contient envi- ron 1,5 partie en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de molybdène. La dispersion a une résistance à-la rupture transversale moyenne de 5447,75 kg/cm2, une résis- tance auX chocs de 11,648 kg-m/cm2, une dureté Rockwell' À de 83,2 et une densité de 5,97 g/cm3.Par rapport à la densi- té théorique prévuepour cette composition et qui est de 6,03 g/cm3, cela représente 99 % de la densité théorique.
EXEMPLE 29.
21,2 g de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exem- ple 21 sont mélangés avec 24,9 g de chrome métallique pur d'une granulométrie de -0,044 mm. Cette poudre broyée est ré- cupérée comme dans l'exemple précédent. Elle est pressée à chaud par introduction dansle moule de carbone à 1600 C, chauffage à 1800 C, application d'une pression de 280 kg/cm2, en augmentant la température jusqu'à 1900 C et en maintenant à cette température pendant 5 minutes. La dispersion obtenue a une résistance à la rupture de 9240 kg/cm2, une résistance aux chocs de 15,6 kg-m/cm2, une dureté Rockwell A de 90,1 et une densité de 4,61 g/cm3, ce qui représente 100 % de la densité théorique. La dispersion contient environ 1,86 partie en volume.de nitrure d'aluminium par partie en volume de chro- me métallique.
Cette dispersion constitue une matière ré- fractaire excellente à température élevée qui montre une résis- tance à l'oxydation élevée ainsi qu'unerésistance élevée même au-dessus de 1100 C.
' EXEMPLE 30.
41,5 g de la poudre de tungstène métallique de l'exemple 23 et.22,10 g de poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 sont mélangés à 17,8 g de poudre de rhénium métallique d'une granulométrie de -0,044 mm et broyés dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 21.@ Les conditions de
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pressage sont également les mêmes que celles employées à. l'exemple 21, si ce n'est qu'un temps de maintien de 15 minutes à 20000C est utilisé au lieu d'un temps de main- tien de 5 minutes à cette température. La dispersion réfractaire obtenue contient environ 2,33 parties en volu- me de nitrure d'aluminium par partie d'aluminium d'un alliage' constitué de 70 % en poids de tungstène et de 30 % en poids de rhénium.
Sa résistance à la rupture transver- saleest de 14 000 kg/cm2, sa dureté Rockwell A est de 91,5, sa résistance aux chocs est de 46,8 kg-m/cm2 et sa densité est de 7,20 g/cm3, ce qui représente plus de 99,5 % de la densité,théorique prévue pour cette composition. Un examen aux rayons X,montre que cette dispersion est constituée de nitrure.. d'aluminium et d'une phase d'alliage tungstène- rhénium. Cette dispersion est utilisée sous forme d'un outil coupant pour couper du fer coulé, de l'acier inoxydable, de l'acier 4340 aussi bien que divers super alliages à base de nickel et de chrome contenant de l'aluminium et du titane com- me agents de durcissement par précipitation.
Son utilisation en tant qu'outil coupant sur ces métaux est remarquable, l'usure étant presque négligeable, même aux vitesses de coupe les plus élevées sur tous ces métaux sauf les super'alliages.
Même avec ces alliages extrêmement durs et solides, il s'est révélé possible de couper sans usure excessive à des vitesses élevées.
EXEMPLE 31.
31 grammes de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 et 3,85 grammes de la poudre de molybdène de l'exemple 28, sont mélangés à 2,48 grammes de poudre de rhé- nium pur d'une granulométrie de -0,044 mm..Ces matières sont broyées dans un broyeur en acier garni de caoutchouc d'une
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capacité de 1,1 litre rempli à 40 % de son volume de boulets d'aciérie 4,762 mm et contenant 350 cm3 d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé.
Le broyage est effectué pen- dant 24 heures à raison de 60 tours/minute et la récoupération de la poudre intimement mélangée de métal et de nitrure d'aluminium est effectuée comme indiqué dansles exemples pré- cédents.
15 grammes de cette composition sont pressés à 2000 C pendant une période de 5 minutes, après qu'on ait d'abord appliqué une pression de 280 kg/cm2 à une température de 1900 C. La dispersion obtenue a une résistance à la ruptu- re de 4200 C, une résistance aux chocs de 15,6 kg-m/cm2, une densité'de 3,70 et une dureté Rockwell A de 89. La dispersion est constituée de 19 parties en volume de nitrure d'aluminium' par partie en volume d'un alliage de rhénium et. de molybdène dansun rapport parlerai de 40 à 60 et la densité obtenue cor- respond à 99 % de la densité théorique prévue. pour cette com- position.
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EXEMPLE 32
19,5 grammes de la poudre de carbure de silicium et de nitrure d'aluminium de l'exemple 25 sont mélangés ave @17,7 g de poudre de chrome'métallique,d'une granulométrie de-0,044 mm et à 5 g de nitrure de magnésium commercial. Ce mélange est broyé dans un broyeur garni de caoutchouc d'une contenan- ce de 1,1 1 contenant 350 cm3 d'un hydrocarbure à poin@ d'é- bullition élevé et rempli à 40 % de son volume avec desbou- lets d'acier d'un'calibre de 4,762 mm, pendant une pér@ole de 24 heures à une vitesse de 60 tours/minute.
Après la récupération et le lavage de la poudre cmme décrit aux exemples précédents, 17 g de-cette poudre sont pressés dans un moule ,en carbone à'une température d@ 1900 Cependant une période de 5 minutes. La dispersion r@ractaire obtenue montre une résistance à la rupture transve@sale de
7210 kg/cm2, une résistance auxchocsde 12,48 kgm/c@2, une dureté Rockwell A de 91-,0 et une densité de '4,?2 cm3, ce qui est très proche des 100 % de la densité théorique que l'on attend pour cette composition.
Il-est à noter que les constituants non métalliques de la dispersion constituent 3 parties en volume par partie en volume,de métal.
EXEMPLE 33.
2,48 g de poudre de chrome métallique pur d'un calibre de'-0,044 mm et'3,5? g de la poudre de molybdène métallique préparée à l'exemple 28 sont mélangés avec 30,3 g de nitrure d'aluminium préparé comme décrit à l'exemple 21. Les condi- tions de broyage, la récupération à partir du solvant et le - pressage sont sensiblement identiques à ceux décrits à l'ex- emple 21. Après le pressage, la dispersion obtenue contient - environ 13,3 parties en'volume d'aluminium par partie en vo-
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lume d'un alliage qui est de 50 % en volume de chrome et 50 en volume de molybdène.
La résistance à la rupture transver- sale de cette dispersion est de 7140 kg/cm , sa résistance auxchocs est de 7,28 kgm/cm2 etsa dureté Rockwell A est de 88,5. La densité de 3,60 g/cm3 représente 99,3 % de la densi- té,théorique de cette composition. Cette dispersion montre une résistance à la température élevée conjointement à une résistance à l'oxydation excellente, même à des températures de plus de 10000 C.
......
EXEMPLE 34: 13,45 g de la.poudre de.tungstène métallique de l'exem- ple 23, et 7,65 g de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 28 sont mélangés à 27,7 g de la poudre de nitrure, d'aluminium de l'exemple 1 et ces substance4sont broyées dans un broyeur garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre rempli à 40 % de son volume de boulets d'acier d'un calibre de 4,762 mm et contenant 350 cm3 d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé. Le broyage est effectué pendant une pé- riode de 24 heures à une vitesse de 60 tours par minute. Après' la récupération du mélange intime de nitrure d'aluminium et de métal sous forme de poudre,comme décrit aux exemples pré- cédents, 18 g de cette composition sont pressés dans les conditions de pressage décrites à l'exemple 21.
La dispersion réfractaire obtenue montre une résistance à la rupture de
5250 kg/cm2, une dureté Rockwell A de 90, une résistance aux chocs de 4,16 kgm/cm et une densité de 4,83 g par cm3, ce qui correspond à 97 % de la densité théorique prévue pour cette composition. Cette dispersion contient environ 5,67 parties en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume d'un alliage constitué de 50 % en volume de molybdène et de 50
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en volume de tungs@ène.
E X E M P L E 35.
5,10 g de la poudre de 'molybdène de 1'.exemple 28 sont mélangés à 0,12 g d'hydrure de zirconium et à 31,0 g de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 21. Ces substances sont broyées et séparées de l'huile comme décrit à l'exemple précédent. Les conditions de pressage utilisées sont celles de l'exemple 21. La dispersion obtenue.constituée de 5 % en volume d'un alliage à 98 % de molybdène' et à 2 % de zirconium possède une résistance à la .rupture de 4900 kg/cm2, une dure- té Rockwell A de 91, une résistance aux chocs de 10,4 kgm/em2 et une densité de 3,61 g/cm3, valeur qui est très proche de 100 % de la densité théorique prévue pour cette composition.
EXEMPLE 36.
26 g de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 28 sont broyés avec 24,4 g de la poudre de nitrure d'alumi- nium de l'exemple 21 et à ce mélange on ajoute 0,6 g d'hydru- re de zirconium. Ce mélange est broyé et récupéré comme dé- crit aux exemples précédents et 20 g de ce mélange sont pres-. ses à 2000 C, en utilisant le cycle de pressage décrit à l'exemple 21'. La dispersion réfractaire obtenue montre une résistance à la rupture transversale de 11210 kg/cm , une résistance auxchocs de 31,20 kgm/cm , une dureté Rockwell A de'90,5 et une densité de 5,05 g par cm , ce qui représente 99 % de la densité théorique.
La dispersion contient 25 % d'un alliage de molybdène et de zirconium qui est constitué à 98 % en poids de molybdène. -
La dispersion est exceptionnellement intéressante sous forme d'un outil coupant sur une variété de métaux et 'd'al- liages, avec une usure minimale. Les alliages testés compren-
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nent le bronze, un alliage abrasif cuivre-aluminium, durci par précipitation, un superalliage de cobalt contenant du chrome et du tungstène ainsi que du carbone comme agents de durcissement, du fer coulé, et de l'acier 4340. On enregistre que de très petites usures en utilisant des vitesses de coupe allant jusqu'à 456 m'en surface par minute sur tous les al- liages sauf sur le superalliage à basede cobalt. Cet alli- age peut être coupé avec une'usure'relativement faible à une vitesse allant jusqu'à 122 m en surface par minute.
Cette composition pour outil coupant est particulièrement remarqua- ble lors de coupes interrompues sur de l'acier et du fer cou- lé, en raison, on suppose, de sa résistance aux chocs de sa résistance mécanique et sa dureté élevées.
EXEMPLE 37.
19,6 g de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 sont mélan- gés à 22,6 g de poudre d'hydrure de titane et ces substances sont broyées dans un broyeur garni de caoutchouc d'une capa- cité de 1,1 litre rempli à 20 % de son volume avec des billes d'acier d'un calibre'de 4,762 mm dans un milieu de 350 cm3 d'une'huile de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé.
Le broyage est effectué pendant 4 jours à une vitesse de 60 tours/minute. Le mélange intime obtenu d'hydrure de titane et de nitrure d'aluminium est récupéré des billes ou boulets dans le broyeur et lavé jusqu'à être exempt d'huile avec de l'he- xane. Ce mélange est ensuite chargé dans un tube d'alumine ¯,étanche aux gaz dans des nacelles d'alumine et est nitruré à une température de 8500 C pendant une période de b heures sous une atmosphère d'ammoniac craqué. Au bout de la pério- de de 8 heures la température est élevée à 12000 C, tout en maintenant l'atmosphère d'ammoniac craqué et la nitruration
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est effectuée pédant 4 heures supplémentaires.
Le four pst refroidi et le produit enlevé. L'analyse chimique et l'iden- tification de la diffraction des rayons X montre 'que la pou- dre est constituée de 60 % en volume de nitrure d'aluminium et de 40 % en volume de nitrure de titane. Le calibre des cris- tallites des deux phases est inférieur à 1 micron, comme dé-' . terminé par l'élargissement des raies lors de l'examen au rayons X.
28,8 g de cette poudre sont mélangés aveo 21,3 g de'pou- dre de chrome métallique pur d'un calibre de-0,044 mm et ces substances sont broyées conjointement pendant 3 jours dans un broyeur à boulets garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre contenant 350 cm3 d'un solvant de type hydrocar- bure à point d'ébullition élevé et rempli à 40 % de son volu- me de boulets d'acier de 4,762 mm de calibre. La vitesse de broyage est de 60 tours/minute. Le produit est alors récupéré et lavé jusqu'à être exempt d'huile avec de l'hexane et séché dans un four à vide.
20 g de ce mélange sont pressés à une température de
1900 C, avec un temps de maintien de 5 minutes et une prese- sion de 280 kg/cm . La pression de 280 kg/cm2 est d'abord imposée à 1800 C après qu'on ait introduit le moule de car- bone contenant la poudre dans la zone chaude du four.
La dispersion obtenue contient 0,93 parties en volume de nitrure de titane et 1,4 parties en volume de nitrure d'a- luminium par partie en volume de chrome, qui est présent sous . forme d'un réseau ou'véhicule continu. La dispersion a une résistance à la rupture transversale de 14000 kg/cm2, une résistance au choc de 15,6 kgm/cm , une dureté Rockwell A de
91 et une densité de 4,97 g/cm3, ce qui représente 99,2 % de la densité théorique prévue pour cette composition.
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E X E M P LE 38.
.Cet exemple illustre la préparation d'une dispersion contenant 30 % en volume de chrome métallique et 70 % en volume d'une phase réfractaire dispersée constituée de 60 % en volume de nitrure d'aluminium et de 40 % en volume de ni- trure de zirconium. 19,6 g du nitrure d'aluminium de l'exem- ple 21 sont mélangés à 29,1 g d'hydrure de zirconium et ce mélange est broyé et récupéré des broyeurs comme mentionné à l'exemple précédent. La nitruration de ce mélange est égale- ment effectuée de la manière décrite à l'exemple 37.
Après la nitruration l'analyse chimique et l'examen aux rayons X mon- trent que la poudre obtenue est constituée d'un mélange intime de nitrure de zirconium et de nitrure d'aluminium dans le rap- port de 40 % en volume de nitrure de zirconium à 60 % en volume de nitrure d'aluminium. Les deux phases nitrure ont des calibres particulaires inférieurs à 1 micron comme montré par l'élar- gissement des raies lors d'un examen aux-rayons X.
33,6 g de cette matière sont combinés avec 21,3 g de chrome métallique de pureté élevée et de calibre de -0,044 mm et ces substances sont broyées dans un broyeur à boulets et récupérées comme décrit à l'exemple 37.
23 g de ce produit sont pressés à chaud en utilisant une pression de 35 kg/cm2, une température de 1600 C et un temps de maintien-. de 30 minutes à température et pression maximales. La dispersion réfractaire obtenue montre une résis- tance à la rupture transversale de 12600 kg/cm2, une dureté de 90,5 sur l'échelle Rockwell A et une résistance aux chocs de 13,52 kg-m/cm2. La densité est de 5,45 g/cm3, ce qui repré- sente 99,4 % de la densité théorique prévue pour cette compo- sition. La dispersion combine une résistance élevée ######'
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avec une ductilité raisonnable et une résistance à l'oxydation excellente même à d@s températures de plus de 1000 C.
E X E M P L E 39.
317,15 g de pirate chromique, 7,5 eau d'hydrata- tion sont dissous dans 1 litre d'eau. Une seconde solution constituée de 6,6 g de nitrate de magnésium, de 6 eau d'hy- dratation est également dissoute dans 1 litre d'eau. Ces ' deux solutions sont versées simultanément et avec des rapports égaux dans un fond de 3 litres constitué d'une solution se,- turée de bicarbonate d'ammonium. Les précipités obtenus des carbonates basiques de magnésium et de chrome intimement mé- langés l'un avec l'autre sont lavés complètement pour éliminer les sels d'ammonium desséchés dans un four à vide. Ils sont alors chauffés à une température de 2500 C pour décomposer le carbonate basique de chrome.
Ce mélange est réduit dans de l'hydrogène en élevant lentement la température à un rapport de 2000 C par heure jusqu'à une température de pointe de 1200 C. L'échantillon est alors maintenu à cette température pendant 18 heures et refroidi. L'analyse chimique et la diffraction aux rayons X montrent que la poudre obtenue est constituée d'une dispersion intime, uniforme et fine de 2 % d'oxyde de magnésium dans du chrome métallique pur.
10,65 g de cette poudre sont mélangés avec 28,7 g de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 et le mé- lange est broyé et récupéré comme décrit aux exemples précé- dents. 18 g de ce mélange sont pressés à une température de 1800 C et à une pression de 280 kg/cm2, avec'un temps de main- tien de 15 minutes à 18000 C. Une pression de 280 kg/cm est d'abord appliquée à une température de 1700 C: La dispersion réfractaire obtenue est constituée de particules de nitrure d'aluminium mutuellement disperées avec du chrome métallique qui possède, dispersés dans la masse, des cristaux d'oxyde de -magnésium finement divisés.
La résistance à la rupture trans-
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versale de la dispersion est de 8610 kg/cm2, la résistance aux chocs est de 31,2 kg/cm2, la dureté Rockwell A de 90 et la densité de 3,93 g/cm3, ce qui correspond à peu près à la densité théorique prévue pour cette composition.
E X E M P L E 40.
48,2 g d'un échantillon de poudre de tungstène mé- tallique contenant, dispersé dans sa masse, 1 % en poids de particules d'un calibre de 100 millimicrons d'oxyde de tho- rium sont mélangés à 24,5 g du nitrure d'aluminium de l'exem- ple 21. Ce mélange est broyé pendant 24 heures dans un broyeur garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre contenant 350 cm3 d'un solvant de type hydrocarbure à point d'ébullition élevé et rempli à 40 % de son volume de boulets d'acier d'un calibre de -1,5875 mm. La vitesse de broyage est de 60 tours par minute.
Après la récupération et l'élimination de l'huile comme décrit dans les exemples précédents, 25 g de cette matiè- re sont pressés à une température de 2200 C avec un temps de maintien de 1 minute à la température de pointe sous,une pression de 280 kg/cm2 qui est d'abord introduite à 2000 C. La disper- sion réfractaire obtenue est constituée d'environ 0,09 partie en volume d'oxyde de thorium et de 3,26 parties en volume de , nitrure d'aluminium par partie en volume de tungstène métal- lique. La résistance à la rupture transversale est de 7700 kg/ cm2, sa densité est de 7,20 g/cm3, sa dureté Rockwell A de 90,9 et la résistance aux chocs est de 20,8 kg-m/cm2. La densité re- présente 96,2 % de la densité théorique prévue pour cette composition.
EXEMPLE 41.
20,4 g ,d'un échantillon de poudre de molybdène fine- ment divisée contenant, à l'état dispersé, 10 % en poids d'oxyde de thorium sous la forme de cristaux distincts d'un calibre de 100 millimicrons, sont mélangés à 26,1 g de nitrure
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d'aluminium 'de\ .;
l'exemple 21 et ces matières sont broyées, ré- cupérées du biibyeur et lavées jusqu'à être exemptes d'huile comme décrira l'exemple précédent, 18 g de cette matière sont pressés dansâtes conditions décrites à l'exemple précédent et la dispersion réfractaire obtenue montre une résistance de la rupture transversale de 6300 kg/cm2, une dureté Rockwell A de
91,5, une résistance aux chocs de 15,6 kg-m/cm2 et une densité de 4,63 g/cm3. Cette densité représente 99,5 % de la densité théorique prévue pour cette composition.
La dispersion est constituée de 20 % en volume d'une phase métallique liante de molybdène contenant, à l'état dispersé, 10 % en poids par rapport au poids du molybdène de particules d'oxyde de thorium distinctes d'un calibre de 100 à 200 millimicrons, et une phase réfractaire comprenant 80 % de la dispersion de particules de nitrure d'aluminium finement divisées. Jette matière montre une résistance élevée ainsi qu'une résistance au boursouflement exceptionnelle, même à des températures'allant jusqu'à 1500 C dans des atmosphères inertes.
. EXEMPLE 42.
322,7 g du nitrure d'aluminium de l'exemple 21 et
19,2 g du tungstène métallique de l'exemple 23 sont broyés en ' utilisant 2500 g d'éléments ou joncs en forme de bâtonnets de forme cylindrique constitués de cobalt et de carbure de tungs- tène et 350 cm3 d'une huile de type hydrocarbure à point d'é- bullition élevé dans un broyeur à boulets en acier garni de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre. Le broyage est effec- tué pendant une période de 500 heures à une vitesse de 60 tours par minute.
Le mélange broyé de tungstène et de nitrure d'aluminium est récupéré comme décrit dans les exemples pré- cédents. '
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La poudre obtenue intimement mélangée est constituée de 99 parties en volume de nitrure d'aluminium et* de 1 partie. en volume de tungstène métallique, les deux phases ayant des calibres particulaires inférieurs à 1 micron. 14 g de cette poudre sont pressés dans une atmosphère d'azote, la pression étant appliquée à une température de 2000 C. Une pression de 280 kg/cm2 est utilisée.
Le corps dense obtenu suivant l'invention'est cons- titué d'une dispersion de 99 parties en volume de nitrure d'aluminium dans une partie en volume de tungstène métallique.
Sa densité est de 3,42 g/cm3, ce qui est la densité théorique prévue pour la composition. Ce corps est dur et solide, résis- te à la corrosion et à l'érosion et est tout à fait approprié pour des applications structurales à température'élevée.
EXEMPLE 43.
244,5 g du nitrure d'aluminium de l'exemple 21 et .
19,2 g du tungstène métallique de l'exemple 23 sont mélangés, broyés et récupérés du broyeur comme décrit dans l'exemple pré- cédent. Le pressage est aussi effectué dans les mêmes conditions et le corps dense obtenu suivant l'invention est constitué d'une dispersion de 75 parties en volume de nitrure d'aluminium dans,une, partie en volume de tungstène métallique. La densité du corps pressé à chaud est de 3,34 g/cm3, ce qui représente la densité théorique de cette composition. Cette composition est plus solide, plus ductile, mais autremert similaire du point de vue propriétés et utilité à la composition de l'exemple 42.
EXEMPLE 44.
Une solution de tungstate d'ammonium est préparée en dissolvant de l'oxyde de tungstène dans un excès d'hydroxyde d'ammonium concentré. Cette solution contient 11,2 % d'oxyde tungstique. 6317 g de la solution de tungstate d'ammonium sont ajustés à un volume de 6 litres. 1821 g de sol d'oxyde de titane à 22 %, l'oxyde de titane étant sous la forme d'agrégats sphé- riques d'un calibre de 20 millimicrons de ##############
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de particules de calibre de 5 à 10 millimicrons sont mélapgés à 1713 g d'un so. d'alumine à 3,5 %, l'alumine étant sous la forme de particul@s d'un calibre de 20 millimicrons. Le pH des sols mélangés @t ajusté à 1 avec de l'acide chlorhydrique et le mélange est alors ajusté à un.volume total de 6 litres.
2970 cm3 d'une solution d'acide chlorhydrique à 18,5 % aqueuse est ajustée à 6 litres n volume avec de l'eau. Un fond de 6 litres d'eau distillée @t ajusté à un pH de 1 avec de l'acide chlorhydrique.
La solution des @ols mélangés d'oxyde de titane et d'alumine, la solution de ignstate d'ammonium et la solution de l'acide chlorhydrique et ie l'eau'sont versées à débits' égaux simultanément dans le @nd précité vigoureusement agité.
Le mélange précipité obtenu d'oxyde tungstique, de dioxyde de titane et d'alumine est lavé par décantation et centrifugation, et séché dans un four à air jusqu'au lendemain à 250 - 300 C.
Le poids récupéré à ce stade est de 1076 g. Cette matière est alors calcinée dans un four à 400 - 450 C jusqu'au lendemain et le poids diminue jusqu'à 956 g. Cette matière est alors réduite à l'aide d'hydrogène dans un four chauffé électrique- ment dans un courant d'hydrogène sec pur, d'abord à 600 C et enfin à 1000 C. Dans ces conditions, l'oxyde tungstique est transformé en tungstène métallique en un mélange colloïdal avec du monoxyde de titane et de l'alumine.
826 g de ce mélange sont récupérés et l'analyse montre qu'il a une teneur en oxygène de 22,1 % à ce stade.
141 g de carbone sont mélangés à cette matière et le mélange est chauffé dans un four tubulaire en matière céramique dans une atmosphère d'azote à'une température de 1250 C.
L'atmosphère est alors remplacée par une atmosphère d'ammo- niac et le système est maintenu à 1250 C pendant 15,5 heures, après quoi il est chauffé jusqu'à 1550 C et maintenu à
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cette température pendant 22,5 heures.
Le produit obtenu est un mélange colloïdal intime de tungstène métallique et de nitrure de titane, avec une petite quantité d'alumine et de nitrure d'aluminium. L'examen aux rayons X de cette poudre montre qu'elle est constituée de cristallites de tungstène, de 30 millimicrons de diamètre, conjointement avec du nitrure de titane, de 17,5 millimicrons de diamètre. L'alumine. et le nitrure d'aluminium sont au- dessous de la limite de détection aux rayons X.
Le produit est'un peu aggloméré, comme indiqué par sa surface d'azote de 2 m2/g, ce qui est considérablement in- férieur à celle qu'on obtiendrait avec un mélange de cristaux . non agglomérés du calibre indiqué par les rayons X.
274 g de cette composition, 1,5 g d'une poudre de cobalt pur d'un calibre de 1 micron et 4996 g de bâtonnets ou de joncs de tungstène sont chargés dans le broyeur à bou- lets garni de caoutchouc, conjointement avec 180 cm3 d'une huile de type hydrocarbure non volatile. La capacité du broy- eur est d'environ 1300 cm3. Le broyage est effectué à une vi- tesse de 60 tours/minute pendant 5 jours.
Pendant le broyage, 13 g de tungstène sont recueillis par le produit, à partir des bâtonnets de tungstène en raison de l'attrition partielle pendant le broyage. Cette poudre s'est révélée, lors de l'analyse chimique, être composée de
2,59 parties en volume de nitrure de titane et de 0,58 partie en volume d'alumine par partie en volume du métal qui est constitué de 98 % en volume de tungstène et de 2 % en volume de cobalt. La densité théorique prévue pour cette composition, qui est calculée en supposant que l'on puisse ajouter les vo- lumes spécifiques des.constituants, est de 8,50 g/cm3.
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Un certain nombre d'échantillons réfractaires sont fabriqués à partir de cette poudre en la pressant à chaud à une température de 1800 à 1845 C, en utilisant une pression de 280 kg/cm2 et un temps de maintien à cette température de 1 minute. Les propriétés moyennes obtenues sont les suivantes:. la densité est de 8,52 g/cm3, la dureté Rockwell A est de 90, la résistance à la rupture transversale est de 11.060 kg/cm2 et la résistance aux chocs est de'38,48 kg-m/cm2.
Cette dispersion réfractaire constitue un outil de coupe excellent comme montré dans les essais suivants. Les échantillons d'acier durci, de qualité 4340, de dureté Brin- nel 351 sont usinés sur un tour en utilisant une avance de
0,254 mm, une profondeur de coupe de 1,2? mm et une vitesse exprimée en mètres en surface/minute de 274 mètres environ.
Après 3 minutes de coupe, l'usure moyenne du bord coupant ou du taillant est d'environ 0,127 mm, l'usure locale la plus élevée observée est de 0,1524 à 0,2032 mm et la profondeur .de cratère est d'environ 31,75 microns. ,
Dans un essai d'usinage sur un tour, dans lequel l'avance est de 0,762 mm, la profondeur de coupe de 3,175 mm et la vitesse en surface de 91,2 mètres par ninute, un usi- nage de 1 minute donne pour résultat.une-usure locale de 50,8 microns et une usure moyenne de 50,8 microns; ainsi qu'une profondeur de cratère nulle.
Les courbes de durée de vie de l'outil sont calculées sur le même acier, en utilisant une vitesse en surface de 152.mètres par minute, une avance de
0,508 mm et une profondeur de coupe de 1,587 mm, et l'outil fonctionne sans défaillance pendant une période de 19 minutes et de 45 secondes. A la fin de cet essai, l'usure et la for- mation de cratère ne sont pas excessives ; bienqu'un léger écaillement -
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provoque une certaine détérioration du fini d@ la surface de la dispersion réfractaire à ce stade. Dans des conditions , similaires à une vitesse en surface de 121,6 nôtres par minu- te, la vie de cette matière réfractaire est de 14 minutes et de 15 secondes.
A titre d'indication supplémentaire de la solidité excessivement µlevée de cet outil, ce dernier est utilisé- sous forme d'une seule dent dans une tête de fraisage pour découper du fer co@lé maléable suivant une profondeur de cou- pe de 0,254 cm, une avance de 1,016 mm par dent, et une vi- tesse de 60 mètres en surface par minute. Aucune usure par formation de cratère @ usure du taillant observable et aucu- ne défaillance de l'out.. n'ont suivi, même après une coupe de 1,68 cm de métal, l'es@i étant terminé à ce moment.
Par conséquent, ce util fonctionne d'une façon re- marquable à la fçis dans le.' conditions de broyage pratiques du type les plus dures et da , les conditions où on n'emploie normalement que des outils en@éramique les plus résistants à l'usure.
EXEMPLE 45.
Un broyeur à boulets en aci@ avec un volume de
1,3 litre est chargé de 114 g de ni.'ure de'titane finement divisé, de 17,1 g de nitrure d'alum@ium et de 90 g de tung- stène broyé dans un broyeur à boulets. On charge également dans le'broyeur 450 g d'une huile du t@e hydrocarbure ayant ' un point d'éclair de 130 C, et 5,75 kg éléments de tungsténe,
Ce mélange est broyé dans un broyeur à mulets pendant 5 jours.
La récupération du produit est el'ectuée entransfé- rant la suspension du broyeur à boulets jans un chaudront de résine la suspension se dépose et le liqiide qui surnage est enlevé par un siphon. Le gâteau humide est lavé de façon r@étée avec de l'hexane et est ensu@te séché sous vide. Le chaudron de résine contenant la pcudre sèche est
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ouvert dans une atmosphère inerte dans une boite sèche et la rési- , ne est tamisée à trave@s un tamis de 0,210 mm.
Un échantillon c cette dispersion en poudre de 0,210 mm est pressé à chaud suivant le procédé suivant: l'échantillon est chauff@ à 1900 C dans un moule de graphite et maintenu à cette température pendant 6 minutes.' Une pres- sion de 280 kg/cm2 est alors appliquée et maintenue pendant un total de 5 minutes, l'échantillon est alors autorisé à re- froidir rapidement. Ces opérations sont réalisées dans une de- mi-atmosphère d'azote.
L'échantillon obtenu a une résistance à la rupture trans- versale de 9527 kg/cm2, une résistance aux chocs de 6,24 kg-m/ cm2 et une dureté Rockwell A dE 90,1. La densité de 7,7 g/cm3 est égale à 100 de la densité théorique prévue pour cette éompo- . sition, qui contient environ 3, @ parties en volume de nitrure de titane et environ 0,8 partie er volume de nitrure d'aluminium par'partie en volume de tungstène.
Cette dispersion réfractaire est utilisée pour fabriquer une pièce rapportée d'outil coupant et employée comme outil cou- . pant sur de l'acier 4340. Elle constitue un excellent outil de coupe à vitesse élevée à 274 mètres en surface par minute, en utilisant une avance de 0,254 cm/révolution et une profondeur de coupe de 1,27 mm. Après 3 minutes de fonctionnement, l'outil. a une usure moyenne du taillant de 0,1778 mm sèulement et une profondeur de cratère de 25,4 microns. A une vitesse en surface par minute de 91,2 mètres, également sur de l'acier de qualité
4340, en utilisant une avance intensive de 0,762 mm et une pro- fondeur de coupe de 3,175 mm, cet outil coupe de façon satisfa.' , santé et résiste à la rupture.
Après une minute, l'outil coupai . a une usure moyenne du bord coupant de 76,2 microns seulement @t aucune ,
<Desc/Clms Page number 74>
usure par formation de cratère mesurable,
Cet outil fonctionne pendant 30 minutes sans dé- faillance sur de l'acier 4340 à une vitesse de 112,5 mètres en surface/minute, avec une profondeur de coupe de 3,175 mm et une avance de 50,8 microns et il présente une usure du bord coupant de 91,6 microns seulement et une profondeur de cratè- re de 25,4 microns. Le fini de la pièce de travail est excel- lent.
EXEMPLES 46 - 60.
Les exemples suivants illustrent d'autres com- .positions qui sont préparées de manière similaire à celle décrite. à l'exemple 1. 'Les conditions spécifiques utilisées dans les opérations de broyage et de pressage à chaud, l'ana- lyse chimique de la poudre, et la composition nominale ainsi que les propriétés des pièces pressées sont données dans les tableaux donnés ci-après.
Le fonctionnement de la dispersion réfractaire sous forme d'une pointe de coupe est décrit sé- parément pour chaque exemple,
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EMI75.1
1-1 TABLEAU
EMI75.2
<tb> Exem- <SEP> Quantités <SEP> de <SEP> matières <SEP> de <SEP> Conditions <SEP> de <SEP> traitement <SEP> Analyse <SEP> de <SEP> la <SEP> poudre <SEP> Calibres <SEP> des
<tb> ple <SEP> départ <SEP> (grammes) <SEP> dans <SEP> un <SEP> broyeur <SEP> à <SEP> boulets <SEP> cristaux <SEP> déterminés <SEP> par <SEP> examen
<tb> aux <SEP> rayons <SEP> X.
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<tb> 45 <SEP> 114 <SEP> 17,1 <SEP> - <SEP> 90,0 <SEP> - <SEP> W <SEP> '5,75 <SEP> 5 <SEP> jours <SEP> 1,15 <SEP> 1,68 <SEP> 10,26 <SEP> 10 <SEP> 19 <SEP> 30
<tb> 46 <SEP> ' <SEP> 114 <SEP> 17,1 <SEP> - <SEP> 90,6 <SEP> 1,6 <SEP> W <SEP> 5,58 <SEP> 6 <SEP> jours <SEP> 1,34 <SEP> 1,80 <SEP> 8,64 <SEP> 8,6 <SEP> -
<tb> 47 <SEP> 66,6 <SEP> 9,9 <SEP> - <SEP> 90,0 <SEP> - <SEP> W <SEP> 7,86 <SEP> 5 <SEP> jours <SEP> 1,11 <SEP> 2,01 <SEP> 8,37 <SEP> 11 <SEP> 27
<tb>
EMI75.5
48 89,5 17,4 fui' - 125 - W 6, 64 5 jours 0, 24 3,12 9, 07 ' =r 22 30 - .
49 64,0 6t2 60 - W 7, 00 16 heures 0,81 0,80 11,39 - 5, 6 37 29
EMI75.6
<tb> 50 <SEP> 72,8 <SEP> 7,0 <SEP> - <SEP> 77,2 <SEP> - <SEP> WC <SEP> ' <SEP> 3,44 <SEP> 15 <SEP> heures- <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb> 51 <SEP> 94,0 <SEP> . <SEP> 17,2 <SEP> 100- <SEP> w <SEP> 7,50 <SEP> 8 <SEP> jours <SEP> 1,18 <SEP> 4,80 <SEP> 6,39 <SEP> 8,8 <SEP> 27 <SEP> 23
<tb>
EMI75.7
52 114 17,1 - 169 - . WC 4,00 5 j ours 1,50 1,43 8, 00 8,16 - - 53 63 9,45 - 69,5 - W - tu, 70 16 heures 0,81 0, 94 11,10 6,1 40 . 25
EMI75.8
<tb> 54 <SEP> 54,3 <SEP> 8,15 <SEP> - <SEP> 104,2 <SEP> .- <SEP> W <SEP> 4,72 <SEP> 16 <SEP> heures <SEP> 0,73 <SEP> 0,70 <SEP> 8,34 <SEP> 5,5 <SEP> 32 <SEP> 25.
<tb>
55 <SEP> 47,8 <SEP> 7,17 <SEP> - <SEP> 139,0 <SEP> - <SEP> W <SEP> 4,71 <SEP> 16 <SEP> heures <SEP> 0,63 <SEP> 0,72 <SEP> 5,57 <SEP> 4,6 <SEP> 39 <SEP> 25 <SEP>
<tb>
EMI75.9
56 114 17,1 - 55,2 1,2 W 5,00 6 jours 1r23 2,08 9,54 11 22 33 57 39,9 1,78 8 - 16,6 - W b,38 . 16 heures - - - .. ¯ ¯ 58 36,1, 2,51 a - 25,0 0,8 W 6,24 16 heures - - - .-- - -
EMI75.10
<tb> 59 <SEP> 43,5 <SEP> - <SEP> - <SEP> 30 <SEP> - <SEP> W <SEP> 7,00 <SEP> 16 <SEP> heures <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb>
EMI75.11
60 43,5 - ' - 7,0 0319 W 6,31 16 heures - - - - - -
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<tb> @ <SEP> = <SEP> aluminium <SEP> atomisé <SEP> remplaçant <SEP> le <SEP> nitrure <SEP> d'aluminium.
<tb>
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TABLEAU II.
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####'####'""######""'" Composition réfractaire
EMI76.2
<tb> Parties <SEP> de <SEP> matière <SEP> réfrac-
<tb> @ <SEP> taire-par <SEP> par- <SEP> Composition
<tb> Conditions <SEP> de <SEP> pres- <SEP> Propriétés <SEP> mécaniques <SEP> tie <SEP> de <SEP> métal <SEP> Composition <SEP> de <SEP> la
<tb>
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DIe I:><it!.c hase "méta liaue pie boLb.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.###:
###############*"#######* n Tema Atmos- Résis- Dureté 'Densité observée / TiN AIN'AL 0 %W % C % autres
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<tb> C <SEP> de <SEP> phère <SEP> tance <SEP> Rockwell <SEP> densité <SEP> calculée' <SEP> ' ' <SEP>
<tb> main- <SEP> à <SEP> la <SEP> A
<tb> tienruptu-
<tb> (min) <SEP> re
<tb> transversale
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45 l90Ck 6 N 2 9527 90,1"' 7,7/7,75 3s4 0,8 100 - 46 1750 5 N2 12341 90,2 8,23/8,35 - 2,10,6 - 97,9 2,1 - 47 1810 2 vide - 90,4 907/9,iz 2,1 0,5 - ¯i00 - 48 1800 1 vide 10388 86,2 8e!1/8,53 2,9 0,6 - 100. - - 49 1500 4 vide 10528 88,8 8,06/7,86 3,0 0,6 - 100 - - 50 1600 4 vide 11815 - 88,8 7, 96/8, OI. ),4 0,5 - 100 - 51 1800 2 vide 17413 90,6 8,49/8,69 2,9 - 0,6 100 - .
- 52 1900 6 vide 9212 91$0- 8,53/8,86 2,4 0,6'- 846 ¯ 15,4 wc/'co 1800 vide 8918 91,,3 8,65/8,86 2,4 0,6 84s6 - 15,4 wc/co
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<tb> 54 <SEP> 1850 <SEP> 4 <SEP> vide <SEP> 8659 <SEP> 86,0 <SEP> 8,99/9,43 <SEP> 1,8 <SEP> 0,4 <SEP> - <SEP> 100-
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55 1825 4 vide 11515 84,1 10,71/10,61 1#2 oye3 - 100 56 1780 5 vide - - 7,73/7,86 3,1 0,8 - 97,5 2,5 57 1700 4 vide 9562 89,0 7,97/8,03 3,7 Oe3 - 100 - -
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0 <SEP> - <SEP> - <SEP> 97,2 <SEP> 2,8 <SEP> -
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EXEMPLE 46.
Un outil co pant est fabriqué comme décrit à l'exemple 1 à partir de la bille pressée montrée à l'exem- ple 46 dans les tableaux I et II. Cet outil coupant est ex- périmenté sur de l'acier de qualité 4340 à une vitesse en surface de 152 mètres/minute, en utilisant une avance de 0,254 mm et une profondeur de coupe de 1, 27 mm. L'outil fonctionne de façon satisfaisante. Après 3 minutes sans dé- faillance, il montre une usure moyenne du taillant de 101,6 microns et une profondeur de cratère de 25,4 microns seule- ment.
A une vitesse de 61 mètres en surface par minute, en utilisait une profondeur de coupe de 1,587 mm et une avance de
0,762 mm, cet outil ne montre aucune usure du taillant et aucune usure par formation de cratère, lorsqu'il fonctionne pendant 1 minute. Dans un autre essai à une vitesse en sur- face de 91,2 mètres par minute, en utilisant à nouveau une profondeur de coupe d@ 1,587 mm et une avance de 0,508 mm, cette pointe'coupante fonctionne'pendant 30 minutes sans dé- , faillance, en donnant un excellent fini à la pièce de,tra- vail et elle présente une usure du taillant de 101,6 microns seulement et une profondeur de cratère de 25,4 microns seu- lement.
EXEMPLE 47.
Une cuvette de molybdène est chargée de 73 g d'un nitrure de titane colloïdal actif dans une atmosphère inerte et est placée dans un four tubulaire en matière céramique.
Cette matière est calcinée pendant 16 heures à 1200 C dans une atmosphère d'ammoniac. Le four est ouvert à l'air et on récupère 69 g d'une poudre brune friable. Cette matière a la composition suivante: 2,l6 % d'oxygène, 0,04 % de carbone, @7,1 % de titane,et 20,55 % d'azote. Cette poudre a une sur- face spécifique de 7,3 m2/g, ce qui correspond à un calibre particulaire de 155 millimicrons, l'examen aux rayons X
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révèle que la seule phase présente est constituée par du nitrure de titane.
Uns dispersion réfractaire est préparée à partir de ce nitrure de titane, en combinaison avec du nitrure d'aluminium et du tungstène, comme l'exemple 45, mais en utilisant des conditions opératoires données aux tableaux 1 et II pour l'exemple 47. L'outil coupant àbri- qué à partir de cette matière fonctionne de manière excel- lente lorsqu'on l'utilise pour couper l'acier 4340. A une vi- tesse en surface supérieure à 274 mètres en surface/minute et une profondeur de coupe de 1,27 mm et une avance de ' 0,254 mm, cet outil montre une usure du taillant de 101,6 mi- crons et une profondeur de cratère de 50,8 microns, quand on le fait fonctionner pendant 3 minutes. Cet outil fonctionne sans défaillance et produit un excellent fini sur la pièce de travail.
Sur.de l'acier 4340, à une vitesse' en surface par minute de 132 mètres, en utilisant une profondeur de coupe de
3,175 mm et une avance de 0,762 mra, cet outil présente une usure du taillant de 50,8 microns seulement et aucune usure par formation de cratère mesurable après 1 minute de fonction- nement. Cet outil coupant est utilisé pour enlever les barbu- res d'un nouveau loch constitué d'acier 4340, et coupe sur une longueur totale de'91,44 cm avec 'une usure du taillant de
101,6 microns seulement et une profondeur de cratère de 63,5 microns, en donnant 'un excellent fini à la pièce de travail.
Les conditions sont ici. de 97 mètres en surface/minute, une vitesse de 0,508 mm et une profondeur de coupe de 3,175 mm.
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EXEMPLE 48.
On prépare un outil coupant à partir de la bille traitée à chaud préparée pour l'exemple 48 comme montré aux tableaux 1 et 2.' Ce oùtil coupant expérimenté sur du fer coulé a une vitesse an surface de 152 mètres/minute, en uti- lisant une avance de 0,508 mm et une profondeur de coupe de
1,27 mm, des coupes pendant 91 minutes sans défaillance.
Egalement sur du fer coulé et à une vitesse en surface de
231 m/minute, avec les mêmes conditions de.profondeur de coupe et d'avance, cet'outil coupe pendant 43 minutes sans défaillance.
Une autre dispersion pressée de cette même poudre donne un outil coupant ayant une vie de 43 minutes et 30 se- condes sur de l'acier 4340 à une vitesse en surface de 121,6. m/minute, une avance de 0,508 mm et une profondeur de 1,587 mm. La même pointe est utilisée pour effectuer un fraisage .sur du fer coulé malléable à une vitesse en surface de 60 m environ par minute, en utilisant une profondeur de coupe de 2,54 mm et une avance de 1,016 mm par dent et découpe un, total de 58,736 cm avant qu'une défaillance se produise.
EXEMPLE 49.
En utilisant un nitrure de titane commercial, une dispersion réfractaire pressée à chaud est préparée comme à l'exemple 45, dans les mêmes conditions que l'exemple 49 (voir tableaux 1 et 2). Un outil coupant est préparé à,partir de cette matière, lequel outil fonctionne, de manière excel- lente, sur de l'acier à une vitesse de 121,6 m en surface ' par minute -et montre une usure faible et une vie longue.
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EXEMPLE 50.
Un outil coupant est fabriqué comme décrit à l'exemple 45, en utilisant un nitrure de titane finement divisé: On obtient un outil coupant dur et solide qui fonc- .tionne de façon satisfaisante sur de l'acier à une vitesse en surface de,91:,2 m/minute, avec une durée de fonctionne- ment ou vie longue.
EXEMPLE 51.
Un outil coupant fonctionnant à vitesse élevée est préparé à partir de la dispersion réfractaire pressée à chaud montrée pour l'exemple 51.dans le tableau. Cet outil est préparé suivant le procédé de l'exemple 45 et il cons- titue un outil réfractaire de coupe stable vis-à-vis des chocs thermiques,, Cet outil coupant coupe pendant 9 minutes et 12 secondes sur de l'acier 4340 d'une dureté Brinnel 203, lorsqu'on expérimente à une vitesse en surface de 167 m/minu-' te, en utilisant une avance ou déplacement latéral de 0,508 mm et une profondeur de coupe de 1,587 mm.
EXEMPLE 52.
Le premier outil coupant de l'exemple 52 au@ta- bleaux 1 et 2 est expérimenté sur de l'acier 4340 et fonc- tionne de manière excellente, comme montré par l'essai suivant:
A une vitesse en surface de 258 mètres par minute, en utili- sant une profondeur de coupe de 1,27 mm et une avance de 0,254 mm, cet outil fonctionne pendant 3 minutes sans'défait- lance et présente une usure du taillant de 1,016 mm seulement et une profondeur de cratère de 38,1 microns seulement.
A une vitesse de 112,5 m en surface par minute, en utilisant une profondeur de coupe de 3,175 mm et une avance de 0,508 mm, cet outil -ne fonctionne que pendant 1 minute avec une usu@e du taillant de 25,4 microns seulement et aucune usure par formation
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de cratère mesurable.
Egalement à une vitesse en surface de
112,5 mètres/minute, avec.une profondeur de coupe de 3,175 mm et une avance dé 0,76@ mm, cet outil fonctionne de manière excellente pendant 15 minutes et 27 secondes,
Le second o,til coupant, préparé à partir de la même dispersion en pordre, avec les propriétés montrées dans les tabléaux, manifeste également des propriétés de pointes coupantes excellentes lorsqu'on l'expérimente sur de l'acier
4340 à une vitesse en surface de 304 mètres par minute. Cet outil fonctionne,de façon satisfaisante pendant 3 minutes, avec une usure du taillant de 76,2 microns seulement et une profondeur de cratère de 0,1397 mm.
A une vitesse en surface , de 99 mètres/minute, cet outil coupe de façon satisfaisante pendant 10 minutes avec une usure du.taillant de 50,6 microns' seulement et une profondeur de cratère de 6,35 microns seu- . lement. Dans un essai de fraisage sur du fer coulé malléable . cette pointe coupante montre une solidité dépassant celle 'les autres pointes de coupe commerciales utilisées sur ce type de' matière. Cet outil est expérimenté à une vitesse de 78 @etres . en surface/minute, une profondeur de coupe de 2,54 mm, avec des.avances de 0,208 mm, 0,432 mm et 0,953 mm. Dans toutes. ces conditions, l'outil fonctionne de façon satisfaisante sans défaillance.
EXEMPLE 53.
La bille pressée à chaud montrée pour l'exemple
53 dans le tableau est utilisée pour fabriquer un outil coupant et est expérimentée sur de l'acier 4340 de dureté
Brinnell supérieure à 307. Cet outil, à une vitesse en sur- ", face de 112,5 mètres/minute, avec une profondeur de coupe de 1,587 mm et une avance de 0,508 mm, a une existence de
66 minutes et de 30 secondes. A une vitesse en surface
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de 161 mètres/minute, cet outil a une vie de 18 minutes.
EXEMPLE 54.
Une dispersion réfractaire est préparée comme à l'exemple 45 et dans les conditions montrées dans les tableaux 1 et II pour l'exemple 54. Cette matière cons- titue 'un outil coupant solide et dur qui a une vie de
23 minutes et 30 secondes sur de l'acier 4340 à une vi- tesse de 121,6 mètres en surface/minute.
EXEMPLE 55.
Une dispersion réfractaire extrêmement dure et solide montrée pour l'exemple 55 dans les tableaux I et II est conforme suivant un outil coupant pour de l'acier 6t expérimentée sur de l'acier 4340 à une vitesse en surface de 125 mètres/minute, en utilisant une profondeur de cou- pe de 1,587 mm et une avance de 0,508 mm. Cet outil fonc- tionne de façon satisfaisante pendant plus de 9 minutes sur de l'acier 4340 .
EXEMPLES 56 '- 60..
Les cinq exemples suivants sont préparés comme à l'exemple 45P si ce n'est qu'après la période de.broya- ge indiquée dans le tabl@u pour la suspension du nitrure de titane et du nitrure d luminium, le tungstène .finement divisé est ajouté au broyeu- à boulets et dispersé dans la suspension par un broyage su@plémentaire de deux heures..
EXEMPLE 56.
Un outil coupant réfractaire dur prévu pour de ' l'acier est préparé conune à l'exemple 45 à partir de la dispersion réfractaire montrée pour l'exemple 56 dans les tableaux./Dans les essais d'usinage sur de l'acier de qua- lité 4340, à une vitesse en surface de 304 mètres/minute, en utilisant une profondeur.de coupe de 1,27 mm et une avance de 0,254 mm, cet outil coupant réfractaire a une
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usure du taillant de 101,6 microns et'une profondeur de cratère de 38,10 Microns après une coupe de 3 minutes sans défaillance.
Sur le même acier à une vitesse de 109 mètres en surface par minute$ avec une profondeur de cou- pe de,3,175 mm et une avance de 0,762 mm, cet outil mon- tre une usure du taillant de 25,4 microns seulement et aucune usure par formation de cratère mesurable après 1, minute de fonctionnement.
EXEMPLE 57.
Une bille pressée à chaud est préparée de la mê- me manière que celle de l'exemple 45, avec les exceptions mentionnées ci-dessus. Le procédé de préparation et les propriétés physiques sont donnée, dans les tableaux I et Il.
Un outil coupant fabriqué à partir de cette ma- tière constitue un excellent outil de coupe sur de l'acier et du fer coulé, lorsqu'on utilise à une avance de 91,2 à
152,0 mètres en surface/minute, une profondeur de'coupe de 1,587 mm et une avance de 0,254 mm.
EXEMPLE 58.
Cette composition.montrée dans les tableaux I et
II est préparée comme décrit ci-dessus, constitué un excel- lent outil decoupe sur du fer coulé, à une' vitesse en sur- , . face de 121,6 mètres/minute, avec une profondeur de coupe de
3,175 mm et une avance de 0,508 mm.
EXEMPLE 59.
' Un outil coupant est fabriqué comme décrit à l'exemple 45 à partir de la dispersion réfractaire pressée montrée pour l'exemple 59 dans les tableaux I et II. Cet outil coupant présente une résistance à l'usure excellente lorsqu'on Inutilisé pour couper de l'acier 4340 à une vites- se de 91,2 mètres en surface/minute'avec une profondeur de
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coupe de 3,175 mm et une avance de 0,254 mm..
EXEMPLE 60.
La dispersion réfractaire pressée' à chaud montrée dans les tableaux I et II pour l'exemple 60 est utilisée pour fabriquer une pointe de coupe pour acier. Cet outil montre une résistance à l'usure exceptionnellemment et une sta- bilité aux chocs thermiques exceptionnelle et coupe des aciers à des vitesses allant jusqu'à 152 mètres en surface par minute avec une bonne durée de fonctionnement.
EXEMPLE 61..
Un broyeur à boulets est chargé'de 92 grammes de nitrure de vanadium commercial d'un calibre de - 0,044 mm qui sont broyés pendant 5 jours dans un broyeur d'acier . avec 6000 g d'éléments de tungstène et 150 g d'une huile de . ,type hydrocarbure. A cette suspension broyée de nitrure de vanadium finement divisé, on ajoute 77,8 g d'une poudre de tungstène préalablement broyée dans un broyeur à boulets.
Ces substances sont alors mélangées pendant 2 heures par broyage. La suspension obtenue est alors placée dans un chau- dron de résine et séchée ses vide. La poudre séchée est alors déchargée dans une atmosphère inerte et tamisée à tra- vers un tamis de 0,210 mm. Un hantillon de cette disper- , sion en poudre est utilisé pour abriquer une bille pressée à chaud et un outil coupant comme récrit à l'exemple 45.
Les échantillons d'expérimentation écanique donnent-les résultats suivants: résistance à la vupture transversale
7854 kg/cm2, dureté Rockwell A : 86,4\et densité : 9,18 g/cm3.
Cette densité constitue à peu près 98 % de la.densité es- pérée pour cette matière, qui a une conposition nominale de 3'parties en volume de nitrure de vanadium par partie en volume de tungstène métallique.
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Cet échantillon constitue un outil coupant e bonne qualité pour de l'acier, qui montre une résistance à l'usure et aux chocs thermiques qui est bonne.
EXEMPLE 62.
36 g d'une poudre de corindon colloïdal ayant une surface spécifique de 29 m2/g et un calibre du crie- tallites moyen d'environ 40 millimicrons sont chapes dans un broyeur d'acier de 1,9 litre avec 40 g de la @udre de nitrura de titane de l'exemple 1, 6 g de nitrure 'alumi- nium en poudre de l'exemple 21 et 93 g de la poilre de tungstè- ne métallique de l'exemple 23.
345 ml d'une huile de type hydrocarbuts à point d'ébullition élevé ayant un point d'éclair de 8 C ainsi que 6.622 g de bâtonnets ou joncs de tungstène méta lique sont également chargés dans le broyeur. Les élément: de tungstène métallique' sont sous la forme de petits cylind@es, de 6,35 mm de diamètre et de 6,35 mm de long. Le broyeurst chargé et fermé dans une atmosphère d'azote pour empêch@ l'oxydation de la matière pendant l'opération de broyage, je broyeur tour-'. ne sur des rouleaux garnis de caoutchouc pendant une période de 5 jours à raison de 90 révolutions/minute.
Le broyeur est relié à un système'sors vide et le contenu est séché sous vide en chauffant l'extérieur du broyeur avec la yapeur d'eau. La dispersion en poudre finement divisée obtenue d'alumine,,de nitrures et de mé- tal est récupérée du broyeur et séparée des éléments de tungstène. Ces opérations sont effectuées dans une atmosphè- re d'azote. ,
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Les éléments de tungstène Ierdent 29 g lors du broyage de 5 jours, Cette quantité, adulée aux 93 g de la poudre de tungstène métallique init. alement cra rgée dans-le broyeur, donne un total de 122 g de tungstène métallique incorporé dans la composition.
L'analyse chimique de la dispersion en poudre montre qu'elle contient environ 18 % Al2O3, 20 % TiN, 3 % AIN, et 59 % W. La surface spécifique est de 11 u2/g.
23 g de cette poudre sont placés @ans un moule de carbone, dans une atmosphère inerte, en utilisant des dis- ques de molybdène métallique comme séparateu:s. La tempéra- ture est élevée à 1775 C, sous vide, et après 5 minutes, une pression de 280 kg/cm2 est imposée. La température et la pression sont maintenues pendant 2,5 minutes. La pression est alors supprimée, l'échantillon est refroidi et ensuite enlevé du four.
Le corps compact réfractaire obtenu suivant l'in- vention est coups avec un diamant de façon à obtenir des échantillons pour expérimenter-la résistance à la rupture transversale, la résistance aux chocs, la dureté sur l'échel- le Rockwell A et la '.ensilé. Une coupe est fabriquée sous la forme d'une pièce reportée d'outil coupant pour métal.
La résistance à la rupture transversale est de 8750 kg/cm2, sa résistance aux chocs de 1@ 68 kg-m/cm2 et sa dureté
Rockwell A est de 91,8. La den@té est de 8,12 g/cm3 ce qui représente plus de 99 % de la débité théorique que l'on attendait pour ces compositions, p@r rapport aux volumes spé- cifiques des constituants initiaux.
. Un examen métallographique de ce coprs compact montre que l'alumine, le tungstène et la phase nitrure sont présents dans une région carrée de 10 mirons de côté, et,
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dans' 10 régions de @e genre de 100 microns carrés exami- nées, toutes montrenv ces mêmes caractéristiques structu- relies. Les corps compacts contiennent 1,5 partie d'alu- mine, 1,2 partie de nitrure de titane et 0,3 partie de ni- trure d'aluminium par partie de tungstène.
Une pièce rapportée d'outil coupant de cette com- position est testée sur de l'acier 4340, en utilisant une profondeur de coupe de 3,175 mm, une vitesse en surface de '
91,2 mm/minute et une avarie de 0,762 mm par révolution.
Après 1 minute de coupe, l'usure du taillant constatée est de 50,8 microns et la profondeur de cratère de 12,7 microns.
La pièce rapportée d'outil coupant suivant l'in- vention peut couper de l'acier 4340, même à une vitesse de
274 mètres en surface/minute, avec une profondeur de coupe de 1,27 mm et une avance de 0,254 mm par révolution. Dans ce cas, l'usure moyenne du taillant est de 0,1524 mm en trois minutes et la profondeur de cratère est de 25,4 mi- crons.
Un autre outil coupant de cette composition est utilisé sous forme d'une seule dent dans une tête de fraisa- ge lors d'un fraisage classique pour couper de l'acier durci de qualité 4340, de dureté Brinnell 330, avec une pro@on- deur de coupe de 1,27 mm, une avance de 0,1778 mm par dent et une vitesse de 144 mètres en surface par minute. L'usure moyenne du taillant n'est que de 0,3048 mm et aucune dé- faillance ou boursouflement de l'outil ne s'ensuit, même après une coupe de 6,10 mètres de métal, l'expérimentation étant arrêtée à ce point. Le fini. de la surface du métal à ce stade est encore très bon.
Un outil coupant commercial* résistant à l'usure constitué de carbure de tungstène modifié et par du carbure de titane et du carbure de tantale testé
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suivant les mêmes conditions ne coupe que 122 cm de métal, l'essai étant arrêté à ce point en raison de la détériora- tion du fini de la surface du métal. L'usure moyenne du , bord coupant de l'acier commercial est alors de 0,6096 mm.
Un autre outil coupant de cette composition est utilisé sous forme d'une seule dent .dans une tête de frai- sage pour couper du fer coulé malléable suivant une profon-. deur de coupe de 0,254 mm, une avance de 1,016 mm par dent et une vitesse de 60 mètres en surface par minute. On n'a constaté aucune usure par formation de cratère ou aucune usure du bord coupant ainsi qu'aucune défaillance d'outil même après une coupe de 168 cm de métal, l'expérimentation étant alors arrêtée.
EXEMPLE 63.
51 g de la poudre d'alumine de l'exemple 62, 55 g de poudre de nitrure de titane de l'exemple 1, 8 g de poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 23 et 81 g de@ poudre de molybdène métallique de l'exemple 8 sont placés dans un broyeur à boulets avec 350 millilitres d'huile de type hydro- carbure et 4883 g de bâtonnets ou joncs de molybdène métal- lique. Le broyage est effectué comme décrit à l'exemple 62 ainsi que la récupération du produit final. Les éléments de molybdène ne montrent aucune perte de poids pendant l'opéra- tion de broyage.
La dispersion intime obtenue suivant l'invention présente, d'après l'analyse chimique effectuée, une composi- tion suivante: 25,5 % en poids de Al2O3, 27,5 % de TiN, 4 %
AlN et 43 % Mo,
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17 g de @ette poudre sont pli és dans une matrice
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de carbone et pres,4a avec l'ins%allat..>n décrite à llextm- # ple 62, en utilisant les mêmes conditions de pression à
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1725*0* La dispersicn réfractaire obtel1e suivant l'invea- tion a une résistance à la rupture transversale de 8750 kg/ 'cm2, une résistance aux chocs de 14,56 kg-m/cm2 et une du-. reté Rockwell A de 91,8.
La densité est de 5,86 g/cm3, ce qui représente 100 % de la densité théorique attendue pour cette composition.
L'examen métallographique de la dispersion réfrac- taire montre une interdispersion d'al@mine, de molybdène et des nitrures. Le calibre moyen des cristallites déterminé aux rayons X de l'alumine est de 420 millimicrons, celui de molybdène est de 71 millimicrons et celui du nitrure de tita- , ne est de 100 millimicrons. L'examen métallographique montre que tous les constituants sont présents à l'intérieur d'une région carrée de 10 microns de côté et que, parmi 10 régions de 100 microns carrés examinées, 9 montrent ces mêmes carac- téristiques structurales. La dispersion est constituée d'en- viron 1,5 partie d'alumine, de 1,2 partie de TiN et de 0,3 partie de AIN par partie de molybdène.
La pièce rapportée d'outil coupant suivant l'inven- tion, lorsqu'on l'utilise pour couper de l'acier 4340 à une vitesse de 274 mètres'en surface par minute, avec une.profon- . deur de coupe de 1,270 mm et une avance de 0,254 mm par ré- volution, montre une usure du bord coupant de 0,1524 mm en
3 minutes et une profondeur de cratère de 25,4 microns,
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EXEMPLE 64
2000 g d'une alumine alpha tabulaire d'un cali- bre de -0,044 mm, commercialement disponible sous forme d'une poudre d'alumine de qualité T-61, sranx chargea dans un broyeur d'acier à moitié rempli de boulets d'acier.
200 g d'eau sont ajoutés et la broyeur est mis en rotation à raison de 35 tours/minute pendant 144 heures, Après le broyage, l'alumine est récupérée, traitée avec un mélange d'acide chlorhydrique et d'acide nitrique pour éliminer le fer, lavée à l'eau et séchée.
La poudre d'alumine . broyée a une surface spé- cifique d'environ 9 m2/g et un calibre particulaire moyen de 2 microns environ.
6 g de cette poudre d'alumine, 40 g de la pou- dre de nitrure de titane de l'exemple 1 et 6 g de la pou- dre de nitrure du'aluminium de l'exemple 21 sont placés dans un broyeur à boulets conjointement avec 5837 g des éléments de tungstène utilisés à l'exemple 62 et environ 200 ml d'huile de type hydrocarbure. Un broyage est effec- tué pendant 5 jours, comme décrit à l'exemple 62 et la ré- cupération'du produit s'effectue de même..
La dispersion en poudre finement divisée obtenue est récupérée et séparée des éléments de tungstène. Ces opé- .rations sont effectuées dans une atmosphère d'azote.
Les éléments de tungstène perdent 48 g lors du broyage de 5,jours.
70 g de poudre de tungstène métallique de l'exemple 23 et toute la dispersion en poudre précédemment récupérée du broyeur sant placés dans un broyeur avec la même quantité d'éléments de tungstène et d'huile de type hydrocarbure uti- lisés ci-dessus. Le broyage est effectué pendant 2 heures,
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comme décrit à l'exemple 62 et la récupération' du produit.
S'effectue de même. La dispersion en poudre finement divi- sée obtenue d'alumine, de nitrures mélangée et de tungstène est récupérée du broyeur et séparée des éléments de tungstè- . ne dans une atmosphère inerte. Lea éléments de tungstène ne p perdent aucun poids lors de l'opération de broyage de 3 heures.
23 gram'en du produit sont placés dans un moule de graphite dans une atmosphère inerte. La température est@. élevée à 1775 C sous vide et une pression de 280 kg/cm2 est imposée après 5 minutes. La température et la pression sont maintenues pendant 3 minutes, La pression est alors éliminée, l'échantillon est refroidi et est ensuite enlevé du four.
Le produit compact réfractaire obtenu est sensible- ment dense, très solide et a une résistance aux chocs excel- lente. Ce corps compact réfractaire peut constituer un outil de coupe excellent pour l'acier. Il contient 1,5 partie d'a- lumine, 1,2 partie de TiN et 0,3 partie de AlN par partie de tungstène.
Une pièce rapportée de coupe de cette composition est utilisée sous forme d'une seule dent dans une tête de fraisage pour couper de l'acier durci, de qualité 4340, de dureté Brinnell 330, avec une profondeur de coupe de 1,27 mm, . une avance de 0,1778 mm par dent-et une vitesse de 144 mè- tres en surface par minute environ. L'usure du bord coupant moyenne n'est que de 0,508 mm après une coupe de 244 cm de métal, l'expérimentation étant arrêtée à ce point.
EXEMPLE 65.'
27 g de la poudre d'alumine de l'exemple 62 et
35,7 g de la poudre de nitrure de titane du même exemple sont.placés dans un broyeur à boulets, conjointement avec la même quantité d'éléments de tungstène'et d'huile de ty- pe hydrocarbure, comme décrit à l'exemple 62.
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Le broyage esteffectué te la même façon que dé- crit à l'exemple 62 et la récupération du produit final se fait de même. Les éléments de tungs@ne perdent 25 g lors du . broyage de 5 jours,
62,2 g de la poudre de tung@ène métallique de l'exemple 23 et toute la dispersion en coudre précédemment récupérée .du broyeur sont placés dans un'broyeur d'acier avec la même quantité d'éléments de tungs@ène et d'huile de type hydrocarbure utilisés ci-dessus.
Le broyage est effec- tué pendant heures comme décrit à l'exemple 62 et la récu- paration du produit se fait de même* La dispersion en pou- dre finement divisée obtenue d'alumine, de n@trure de titane .et de tungstène est récupérée du broyeur et a parée des élé- ment* de tungstène dans une atmosphère inerte. Il n'y a au- cune perla de poids des éléments de tungstène pendant le brayage..
23 g de cette poudre sont chargée dans un Mule de graphite et chauffés à 1680 C. Après5 minutes à cette température., on applique une pression de 280 kg/cm2 que l'on maintient pendant 1 minute La pression est ensuite relâchée, l'échantillon est refroidi et est ensuite enlevé du four.
Le corps compact réfréctaire obtenu est sensible- ment dense, Iras solide, très dur et est intéressant pour effectuer un traitement pour des métaux tournant à des vi- tesses élevées, dans des conditions où les outils commerciaux ne donnent pas satisfaction. Ce corps contient 1,5 partie . d'alumine et 1,5 partie de TiN par partiede tungstène.
EXEMPLE 66.
24 g de la poucre d'alumine de l'exemple 62, 14,1 g de la poudre de nitrure de titane de l'exemple 1, et 2,11 g de la poudre de nitrure d aluminium de l'exemple 21 sont pla- cés dans un broyeur à boulets, conjointement avec la même quotité '
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d'éléments de tung@tène et d'huile de type hydrocarbure comme décrit à l'exemple 62. Le broyage est effectué pendant 5 jours co@ne décrit à l'exemple 62 et la récupé- ration du produit s@ fait de même. Les éléments de tungst- ne perdent. 22 g pencant ce broyage.
La dispersion en poudre obtenue est chargée nouveau dans un broyeur à boulets conjointement avec 37,75 g de poudre de t@ngstène métallique de l'exemple 23, Le broyage pendant 2 jours, le séchage et la récupération' du produit sont identiques à ceux qui ont été décrits à l'exemple 65. Les éléments de tungstène ne montrent aucune perte de poids pendant cette opération de broyage.
23 g de ce produit sont placée dans un moule de carbone et chauffés sous vide à 1650 C. Après 5 minutes on applique une pression' de 280 kg/cm2 que l'on maintient peu-. dans 1 minute..La pression est ensuite relâchée, l'échan- tiilon est refroidi et est ensuite enlevé du four. Le corps compact réfractaire obtenu est sensiblement dense, très dur et très résistant.
Il contient 1,95 partie d'alumine, 0,84 partie de TiN et 0,21 partie de AIN par partie de tungstène métallique. Ce corps est intéressant pour faire tourner des métaux dans des conditions de vitesse élevée avec des avan- ces où les outils commerciaux en matière céramique ne donnent pas satisfaction.
EXEMPLE 67.
60 g de la poudre d'alumine de l'exemple 62,
16,34 g du nitrure de titane de l'exemple 1 et 2,44 g du nitrure d'aluminium de l'exemple 21 sont placés dans un broyeur à boulets avec 200 ml d'huile d'hydrocarbures et
5981 g de bâtonnets ou joncs de tungstène métallique,
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Le broyage est effectua comme décrit à l'exemple
62 et la récupération du produit se fait de même. Les élé- mente de tungstène perdent 33 g lors de Itération de broyage de 5 jours.
La dispersion en poudre récupérée du broyage et 87 g de la poudre de'tungstène métallique de l'exemple 23 sont placés dans un broyeur à boulets avec la même quantité d'é- léments de tungstène-et d'huile d'hydrocarbures que dans l'opération de broyage précédente, Le broyage est effectué pendant 2 heures comme décrit à l'exemple 62, ainsi que la récupération du produit. La dispersion en poudre finement divisée obtenue d'alumine, de nitrures mélangés et de tung- stène dans une atmosphère inerte. Il n'y a aucune perte de - poids des éléments de tungstène pendant le broyage.
23 g de cette poudre sont chargés dans un-moule en graphite et chauffas à 1730 C. Après 5 minutes à cette température, on appliqua une pression de 280 kg/cm2 que l'on maintient pendant 1 minute\La pression est ensuite relâchée, .l'échantillon est refroidi e est ensuite enlevé du four.
Le corps compact réfractaire obtenu est sensible- ment dense*$ possède une résistance à la rupture transversa- le de 8890 kg/cm2 et une résistance aux chocs de 5,2 kg-m/cm2.
Il contient 2,4 partis d@ umine, 0,48 partie de TiN et
0,12 partie de AlN par partie' de tungstène. Il montre une . utilité remarquable %Ou$ forme l'un outil pour couper des métaux.
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' j , ,'7'.;!("....ff,I; ' EXEMPLE 68. " '- - ' ' . 1).""(."$Il<" ,/" 114 g d! nitrure de titane, 17,1 g de nitrure f<),,,µj+0/9 ,19 dta.um3,n.um oudr ma1 bdns 3,nemant . ': ; ' ;,I a d'aluminium et 5C de poudre de molybdène finemon%#1- ]4'()"' visée sont chargés dans un broyeur à boulets d'acier et,: l" , . /". Il " ' ,1.} .., ' ;f broyés pendant 5 jours avec 3,96 kg d'élémenta de molys- <,1(é"" \ ;.'J.. f. t 1. . dène. Cette suspension est élaborée et préparée pur s ' =1,.' '. pressage; (1'. le est pressée cornue à l'exemple 4S ai ce '\-.'f;:;"'''?;Íi;::,''! '\ :;;f'l,i " I; .... n'est que 1s poudre est maintenue à 1835"C, pendant 5 j'==;'e' minutes avant que la pression ne soit appliquée.
Cette d" ,y:.,'y '"'"t;.'.< ' persion ré±'ractai""e obtenue a une résistance à la rupture ,:,1).'7;:.' / transversale de 11.907 k/om, une dureté Rockwell A de ::/:;.,;.:''':: z8 et une densité de 6,05 g/cm3. La densité théoriaue ' '/.'. prévue pour pette composition est de 6,0 g/cm3 La dispexr, . ,y',, , sst constituée denviron ,,t partios volume . l' , sion est constituée d'environ 34 parties en volume de ni" l.' .' trure de titane et d'environ 0,8 partie en volume de nitt- > ; : 5 re d'aluminium par partie en volume de molybdène. '>:.a;.,tJ,j ?'';;., Cette substance constitue un outil excellent lors':" vt;', . qu'onibtilise pour usiner de l'acier 4340. A une vitesse en. 1:..;' ,4 .y .
N , surface de 304 mètres/minute, avec une avance de 0,254 ama ... v Fe . yt' , et une profondeur de coupe de i,27 mm, cet outil coupe pen- . .. " dant 3 minutes sans défaillance et montre une usure du bord ./gl¯,j,, coupant de 101,6 microns seulemont et une profondeur <1. OI"QI'If ': ': ' t';1"e de 25,4 miorona ..ulemeSu.r de 3.'f,Q:Ltr 4340 à uno . bzz vitesse en surface da $6 mittra,/m1nute, avec une avanoe 4# y,' ,"5.. 0, 76 mm et une profondeur de .ooupe de 3,17S mm, cet bu%#1 '"1'/ , 1, ]): coupe sans défaillance pendant 1 minute, en présentant une "É J 1µ, . tr., ',1(1 . usure de bord coupant de 25,µ microns seulement et une p"o", "''.;,1, fondeur cratére qui n'e*t pao moaUrabÀa , flela oon#ti%ùe 'o)Ç? fondeur de cratère qui n'est pas mesurable Cela constitue 1\1..;." lament un bon outil coupant pour le fraisage sur du fer coulé ,.
Y,'' S ,p4A.3'a.:'y malléable à raison de 27,94 cm sana défaillance, l'usure du ,\,.i')' 7 : 2' . dY
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bord coupant n'étant que de 50,8 microns, lorsqu'on l'expérimente
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à une vitesse de 106 métrée en surface @ar minute, avec une profondeur de coupe de 2,54 mm et une @vance de
0,762 mm par dent.
REVENDICATIONS, 1.- Composition réfractaire comprenant un métal choisi parmi le molybdène, le tungstène, le chrome, le rhénium et leurs alliages, avec lesquels est interdispersé ou mutuelle-' ment dispersé un nitrure choisi parmi le nitrure de titane, le nitrure' de zirconium, le(nitrure de tantale, le nitrure d'hafnium, le nitrure d'aluminium, le nitrure de vanadium, le nitrure de niobium et leurs mélanges.
2.- Composition réfractaire suivant la revendica- tion 1, dans laquelle sont dispersée: de'façon homogène 1 à
99 parties en volume par partie en volume dénotai de parti- cules distinctes du nitrure.
3,- Composition réfractaire suivant la revendica- %ion 1 ou 2, dans laquelle sont dispersés de façon homogène
1,5à 19 parties en volume par partie en volume de métal de particules distinctes du nitrure.
4.- Composition réfractaire suivant l'une ou l'au- tre des revendications1 à 3, caractérisée en ce que le mé- tal et.le nitrure ont un calibre particulaire moyen infé- rieur à 50 microns.
5.- Composition réfractaire suivant l'une ou l'au- tre des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le métal et le nitrure ont un calibre particulaire moyen inférieur à
10 microns.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.