BE852790A

BE852790A - Corps composite et procede pour sa fabrication

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Publication number: BE852790A
Application number: BE176042A
Authority: BE
Original assignee: Wahl Verschleiss Tech
Priority date: 1976-03-23
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1977-07-18
Also published as: DE2612210C2; DE2612210B1

Description


  Corps composite et procédé pour sa

  
fabrication. 

  
L'invention se rapporte à un corps composite résistant à l'abrasion, en particulier en forme de plaque, ainsi qu'à un procédé de fabrication d'un tel

  
corps composite.

  
Beaucoup de parties d'installations ou de machines sont soumises, en cours d'exploitation pratique, à

  
une sollicitation par usure relativement grande de leur surface, par exemple par l'action de corps minéraux intervenant dans l'exploitation, glissant sur cette surface, s'écoulant par-dessus, lui imprimant des chocs,

  
ou pressés contre elle, éventuellement dans le stade de fractionnement, ces corps pouvant se présenter sous des formes ou avec des natures diverses, avoir des arêtes plus ou moins tranchantes, etc.

  
Il s'agit, en ce qui concerne les corps soumis à usure dont il a été question ci-dessus, des parties suivantes, extrêmement importantes pour l'exploitation pratique desdites installations et machines, notamment:
Couloirs oscillants pour hauts-fourneaux, blindages de tranchants d'excavateurs et autres parties soumises à

  
une forte abrasion, blindages de concasseurs à cylindre denté, surfaces frontales de réglettes-battoirs pour broyeurs à impact (dans ce cas, il faut généralement un blindage interchangeable), blindages de carters de broyeurs à impact, blindages de roues de projection ou roues porte-fourches pour agents abrasifs dans le sablage des pièces de fonte, blindages de cylindres de machines pour le traitement d'argile, blindages de vis transporteuses

  
ou pièces de chaînes de chenilles. D'autres cas d'application importants pour des pièces soumises à l'usure,

  
du genre évoqué ci-avant, sont offerts par des machines pour la fabrication de tuyaux de béton, et en fait pour

  
des pièces de presse qui viennent en contact avec le béton, et d'autre part, des coudes de tuyaux et des conduites. D'autre part, il faut considérer une application des corps soumis à usure dont il a été question précédemment, comme gaines à glisser dans des conduits rectilignes pour matières minérales (garnissage de tuyaux); d'autre part pour le blindage de goulottes ainsi que

  
pour le revêtement de récipients de transport pour des matières abrasives, par exemple des cloisons de voitures

  
de transport d'ordures. Les pièces soumises à usure citées précédemment conviennent aussi comme tôles de roulis qui doivent être cintrées.

  
Il est donc très important d'insister sur le fait que beaucoup de parties d'installations et de pièces de machines évoquées dans ce qui précède sont soumises, en plus des sollicitations d'usure, à de fortes fatigues

  
dues au choc, à la flexion, etc... En pareils cas de fatigues multiples, la sollicitation d'usure superficielle fait qu'il faut avoir une protection de surface par des matériaux en général très durs mais cassants et peu résistants à la fatigue par chocs et au détachement de leur embase ou substrat, par exemple des formateurs de carbure de chrome. Par opposition à cela, la résistance au choc et à d'autres sollicitations mécaniques nécessite l'emploi de matériaux plus tendres et plus tenaces mais qui, pour cette raison, ne résistent que très peu à l'usur Il est connu déjà de fabriquer des pièces du genre dont il est question ici, par un procédé de coulée composite. Mais il y a alors la difficulté de produire la bonne liaison nécessaire entre la couche superficielle

  
dure et fragile et la couche sous-jacente tenace. Ceci

  
ne pouvait s'obtenir jusqu'à présent qu'au prix de fortes dépenses, par exemple avec un préchauffage intense, etencore n'est-on pas toujours assuré alors de la réussite.

  
On a pourvu aussi des pièces soumises à usure

  
de tout genre, d'une couche de chargement par soudage en  matière de soudure dure. Mais on n'arrive alors que ra-  rement à des épaisseurs de chargement supérieures à la  hauteur de deux cordons de soudure. Lorsqu'on dépasse  ces hauteurs de chargement, des parties entières de  chargement éclatent souvent déjà lors du soudage de  chargement et se détachent du substrat ou forme des éclats  après formation de larges fissures. L'ancrage d'une cou-  che de chargement plane sur un substrat également plan  est la plupart du temps défectueux et des chocs ou solli- i citations de flexion modérées conduisent déjà en pratique à la destruction des parties. A ces destructions partielles s'attache de préférence une fatigue d'usure  ultérieure et celle-ci conduit bien-tôt à la destruc- 

  
tion totale du revêtement, après quoi le substrat non protégé est détruit également très vite et la pièce tout entière devient finalement inutilisable.

  
Même lorsque la couche de chargement plane n'est pas détruite prématurément, comme décrit ci-avant, son volume usable à hauteur d'une à deux épaisseurs de cordons de soudure, c'est-à-dire environ 4 à 8 mm, s'usera complètement de manière relativement rapide. Ensuite commence l'usure de la couche de base tendre, avec le  résultat d'une fin rapide de la vie utile de la pièce considérée. Après usure de la couche protectrice supérieure plane, il n'y a en fait plus aucun effet protecteur contre l'usure. 

  
La demande de brevet allemande publiée DT-OS  1?627.754 et le brevet allemand DT-PS 354.543 ont déjà j fait connaître des procédés de fabrication de corps  composites qui consistent en couches métalliques dentées avec correspondance de formes. Les objets de ces documents ne sont pas des corps composites prévus pour, ou i  seulement convenables pour résister en permanence à de  fortes sollicitations d'usure mécanique. Dans le procédé connu d'après la demande de brevet publiée DT-OS
1.627.754, il s'agit plutôt de procurer une combinaison serrée de matériaux qui ne se prêtent pas ou ne se prêtent que peu au soudage ou au brasage.

   Egalement, dans les  corps composites fabriqués d'après le procédé qu'on peut  prendre dans le brevet allemand 354.543, on s'attache relativement moins à la résistance à l'usure mais bien  plutôt à la cohérence plus sûre de plusieurs couches métalliques fixées l'une sur l'autre.

  
Le but de la présente invention, par contre, consiste, dans un corps composite du genre décrit ci-  dessus, à veiller à un effet de protection en profondeur optimal en ce qui concerne la résistance à l'usure. 

  
Pour résoudre les problèmes décrits, l'invention

  
se caractérise dans son idée principale par un corps de base en un matériau tenace, à l'intérieur duquel - en partant de la surface du corps de base - pénètrent de manière adhérente des corps protecteurs en matière dure résistante à l'usure. 

  
Pour avoir une grande résistance à l'usure du

  
corps composite, on met à profit avantageusement les racines de matière dure suivant l'invention, qui pénètrent profondément à l'intérieur du corps de base. Le corps composite suivant l'invention est ainsi protégé

  
de l'usure jusqu'à des profondeurs notables.

  
Suivant un développement avantageux de l'idée fondamentale de l'invention, on propose que la surface

  
de base soit couverte totalement ou partiellement d'une couche extérieure en matière dure résistante à l'usure,

  
et que les corps de protection qui pénètrent à l'intérieur du corps de base partent de cette couche extérieure et lui soient liés. Cette forme d'exécution a l'avantage que non seulement on est assuré d'une protection uniforme contre l'usure jusqu'à de grandes profondeurs du corps composite, mais au surplus, qu'on évite

  
une usure partielle prématurée de la couche superficielle .

  
Une autre proposition en variante très importante pour la réalisation de l'idée de base de l'invention consiste à conformer les évidements pratiqués dans le corps de base pour recevoir les corps protecteurs résistants à l'usure, de manière qu'ils traversent le corps

  
de base. Un tel corps composite offre d'une part, sur son épaisseur totale , une résistance à l'enlèvement par

  
usure et d'autre part, la flexibilité et la ténacité nécessaires, en sorte qu'il puisse aussi ré3ister de manière durable aux charges mécaniques, comme par exemple à une forte sollicitation par choc. L'avantage essentiel de cette idée consiste aussi en ce que le corps composite est très résistant à l'usure non seulement à sa surface blindée ou jusqu'à une certaine profondeur, mais, au surplus, sur toute son épaisseur. Par ailleurs, le corps composite suivant l'invention présente avantageusement une très grande ténacité, lorsque sa surface n'est pas pourvue d'un blindage fragile passant de part en part, mais lorsque la protection contre l'usure est atteinte essentiellement seulement par le remplissage des forures qui le traversent, à distance les unes des autres, par un matériau résistant à l'usure.

   De ce fait, le corps composite suivant la forme d'exécution envisagée dans

  
ce qui précède, convient dans une large mesure pour les domaines d'utilisation évoqués au début de ce mémoire.

  
Bien entendu, il est dans le sens de l'invention que le corps composite présente à l'usure une résistance aussi grande que possible. On propose donc, suivant un développement avantageux de l'idée fondamentale de l'invention, que la somme des sections transversales des évidements passant de part en part représente 15 à 90 pourcents, de préférence 20 à 50 pourcents de la surface sollicitée à l'usure,du corps de base. La fraction superficielle de matière très résistante à l'usure est de ce fait très élevée, sans que, cependant, la ténacité recherchée du corps composite soit influencée défavorablement.

  
Suivant d'autres particularités de l'invention, la matière résistante à l'usure, introduite dans les évidements qui vont de part en part, peut être soudée, brasée ou collée au corps de base. Il est possible par exemple de remplir les évidements qui traversent le corps

  
 <EMI ID=1.1> 

  
point de fusion, judicieusement des matières de chargement par soudage de relativement grande dureté. Un remplissage des évidements par des matières susceptibles d'être frittées s'est aussi avéré judicieux. 

  
Une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention prévoit de disposer de manière adhérente,

  
dans les évidements du corps de base, des corps résistant à l'usure, qui présentent une forme correspondant

  
à celle des évidements. Ces corps résistants à l'usure peuvent à nouveau être soudés ou brasés ou collés au

  
corps principal. Il est possible aussi, en variante, de presser les corps résistants à l'usure dans les évidements qui traversent le corps de base ou de les y sertir.

  
Comme matériau résistant à l'usure, on peut, suivant une autre proposition de l'invention, employer un matériau contenant un carbure, par exemple du carbure

  
de tungstène ou du carbure de chrome. Pour remplir les évidements du corps de base, il est nettement convenable d'utiliser un mélange de divers matériaux résistants

  
à l'usure. 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
les évidements du corps de base, qui le traversent de  préférence, peuvent avoir une forme cylindrique ou une  forme conique. Dans ce dernier cas, on atteint une résis- j tance à l'usure qui change dans la direction de l'épais- !  seur du corps de base. 

  
Dans des essais, il s'est avéré optimal que les  évidements individuels du corps de base aient chaque 

  
 <EMI ID=3.1> 

  
ments remplis de matière dure correspond alors à peu 

  
près à 0,3 - 2 fois l'épaisseur du corps de base. 

  
Comme matière résistant à l'usure, il est re-  conunandable d'employer par exemple un alliage de chrome 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
le reste étant du fer et des éléments d'accompagnement. 

  
Un procédé particulièrement judicieux de fabrication

  
du corps composite suivant l'invention, avec une protection contre l'usure,le traversant de part en part,

  
se caractérise, suivant une autre particularité de l'invention, par les étapes suivantes:

  
 <EMI ID=5.1> 

  
le corps de base en forme de plaque, par poinçonnement, forage, fraisage, découpage au chalumeau, découpage au chalumeau à plasma, etc...

  
(2) On applique le corps de base en forme de plaque

  
sur un substrat de tôle ou de matière céramique.

  
(3) On remplit les évidements d'une matière dure en poudre.

  
(4) On échauffe le corps composite tout entier pour faire fondre et souder la matière dure à elle-même et au corps de base qui l'entoure.

  
Suivant une autre variante, on peut, après le remplissage des évidements, au moyen de matière dure pulvérulente, apporter un agent liant sur les évidements remplis de matière dure, cet agent étant chauffé ensuite

  
à sa température de fusion et réalisant ainsi un lien

  
entre la matière dure résistante à l'usure et la matière

  
du corps de base qui l'entoure.

  
Une autre variante du procédé suivant l'invention pour la fabrication des corps composites, se caractérise

  
en ce que l'on pratique le remplissage des évidements du corps de base par déversement dans ceux-ci d'un matériau résistant à l'usure, liquide.

  
Lorsqu'on désire une conformation bombée du corps 

  
composite, on peut - comme les essais l'ont montré - 

  
ï procéder au bombement du corps de base soit avant, soit après l'introduction de la matière résistante à l'usure

  
 <EMI ID=6.1>  

  
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la lecture de la présente description et de-la considération des dessins joints au présent mémoire, sur lesquels on voit, en:
- Figure 1, la vue en plan d'une forme de réalisation d'un corps composite de métal à matières multiples suivant l'invention, après réalisation;
- figure 2, une coupe de la figure 1, suivant le plan II-II ;
- figure 3, une autre forme de réalisation d'un corps composite suivant l'invention, en coupe suivant la ligne III-III de la figure 4;
- figure 4, une vue en plan de l'objet de la figure 3;
- figure 5, une autre forme de réalisation d'un corps composite suivant l'invention, dans une représentation correspondant à la figure 3 ;
- figure 6, une autre forme de réalisation d'un corps composite suivant l'invention, également vue en coupe;

  
- figure 7, une autre forme de réalisation d'un corps composite en forme de plaque, suivant l'invention, vue en plan ;
- figure 8, une forme de réalisation bombée d'un corps composite suivant l'invention, vue en coupe.

  
Aux figures 1 et 2, 1 désigne un corps de base qui, dans ce cas, est en forme de plaque, en un matériau métallique tenace, capable d'être soudé, mais peu résistant à l'usure. Dans la surface 2-3 de ce corps de base 1, là où la protection contre l'usure doit avoir lieu, on a prévu plusieurs évidements 4,5,6,7,8,9 et 10 qui sont dans le cas présent des rainures parallèles. Les rainures sont soit obtenues à la coulée, soit pratiquées au chalumeau. Au lieu de rainures parallèles régulières, on peut prévoir aussi un système de rainures se croisant, ou de trous, dépressions, etc... ou enfin, on,\peut fixer par soudage au corps de base des réglettes, des montants ou des systèmes de nervures préfabriqués qui se croisent.

  
Il s'est avéré que dans ce procédé de fabrication, il était commode d'exprimer toutes les données dimensionnelles en hauteurs de cordons de soudure, la hauteur d'un cordon de soudure normal étant de 4 à 5 mm.

  
C'est ainsi par exemple que la profondeur 11 des évidements 4-10 mesurée perpendiculairement à la surface du corps de base doit être d'au moins deux hauteurs de cordons de soudure, c'est-à-dire d'au moins 8 - 10 mm. Cependant, l'épaisseur restante 12 du corps de base, des extrémités intérieures des trous d'enracinement jusqu'à la face inférieure 13-14 du corps de base, qui est de l'autre côté, doit être d'au moins deux hauteurs de cordons de soudure, c'est-à-dire d'au moins 8-10 mm, pour avoir une résistance suffisante du corps de base à la rupture. La largeur 15 des rainures doit également être d'au moins deux hauteurs de cordons de soudure, soit de 8 à 10 mm, et la section des rainures 4-10 doit avoir une forme qui se prête bien au remplissage par de la soudure, et s'élargissant judicieusement vers le haut.

   Les deux dispositions citées en dernier lieu servent à faciliter plus tard le remplissage des rainures par la soudure.

  
Les montants 16,17,18,19,20... qui subsistent entre les évidements 4-10 doivent avoir une largeur d'au moins 2 à 4 hauteurs de cordons de soudure, pour ne pas fondre en majeure partie lorsqu'on remplit les évidements de soudure et pour que plus tard, dans l'exploitation pratique, ils offrent un appui suffisant du corps de protection pour résister aux forces horizontales. La direction principale des évidements 4-10 est choisie transversalement ou obliquement par rapport à la direction de mouvement 21,22 des matières glissant sur le

  
corps de base, et ayant une action d'usure, afin que

  
les montants tendres 16-20 ne soient pas balayés profondément.

  
Après cette préparation, on remplit d'abord complètement les évidements 4-10 d'une matière de chargement par soudage, dure et cassante, complètement jusqu'à la surface 2-3 du corps de base, par chargement par soudage, les parois des évidements 4-10 se reliant intimement,

  
d'une manière inséparable et en permettant la ti-ansmission de forces , aux racines de même désignation. Enfin

  
on coule, également par-dessus les faces extérieures des  racines de soudure ainsi engendrées et des montants 16-20,  de manière à tenir ensemble,une couche de chargement 2, 3,23,24,2 d'une épaisseur d'au moins une et avantageusement de deux hauteurs de cordons de soudure, et davanta- 

  
ge dans des cas exceptionnels. 

  
i Le corps de base 1 est à présent revêtu, aux 

  
points sujets à usure, d'une couche de chargement par soudage 2,3,23,24,2 qui adhère intimement aux racines

  
4-10 remplissant les évidements et il est ainsi bien protégé contre le détachement et l'échappement des raci-

  
 <EMI ID=7.1> 

  
montants tenaces 16-20 et les forces et chocs horizontaux sont repris par les parois tenaces des évidements 4-10.

  
On a ainsi une large protection contre les forces et

  
les chocs.

  
L'usure commence dans le plan 23,24 en direction

  
de l'intérieur du corps de base, perpendiculairement à 

  
sa surface. Il s'écoule un temps assez long avant que  l'usure ait progressé jusqu'au plan 2-3 du corps de base;

  
à ce moment, l'action protectrice d'un chargement par soudage normal, non enraciné, serait épuisée et le corps 

  
de base serait prêt à se désagréger. Dans un corps de 

  
base suivant la présente invention, c'est maintenant au  contraire que commence la deuxième phase de l'action 

  
de protection, notamment l'action de protection des racines de soudure, qui se trouvent entre les montants

  
plus tendres 16-20 et qui, par suite de leur plus grande résistance à l'usure, dépassent quelque peu, dans l'état d'usure, au-dessus de ces montants. Ainsi se crée une

  
sorte d'action de "saut de ski", l'agent d'exploitation qui glisse ou s'écoule dans la direction 21,22 étant guidé par les têtes des racines dépassant quelque peu, et étant  guidé comme dans un saut de ski, au-dessus des montants plus tendres, un peu en retrait, 16-20, jusqu'à la tête

  
de racine saillante suivante. De cette façon, on obtient une surface de corps de base telle que représentée en 
25,26. Les racines de soudure ont un effet d'empêchement d'usure marqué et allongent la durée de vie de la pièce d'une manière très sensible par rapport à celle d'une pièce simplement revêtue de soudure superficiellement. L'effet de protection das racines ne prend fin que lorsque l'usure a progressé jusqu'à leur extrémité intérieure. 

  
Comme matériau de chargement par soudage, il est judicieux d'employer un matériau dur cassant, par exemple un corps formateur de carbures, par exemple de la composition suivante (en pourcentages pondéraux approximatifs) :

  

 <EMI ID=8.1> 


  
le reste étant du fer et les impuretés habituelles.

  
Ce matériau est, par le procédé suivant l'invention, bien protégé, en dépit de sa grande dureté et de son caractère cassant, des éclatements et effeuillements et est appuyé de manière à pouvoir résister aux forces normales et horizontales.

  
La dureté (Vickers) du chargement par soudage est choisie judicieusement au moins triple de celle du corps de base.

  
Au lieu d'employer le chargement par soudage prévu, le corps de protection suivant l'invention peut être fabriqué par un procédé de travail comportant le frittage, la coulée ou analogue, mettant à profit l'état d'aggrégation fluide ou pâteux des matériaux.

  
Les évidements 4-10 dans le corps de base 1 suivant les figures 1 et 2, sont conformés comme cavités

  
de réception des racines du corps protecteur, par exemple

  
 <EMI ID=9.1>  vures ou de montants s'étendant vers l'extérieur. Les évidements sont formés avec une section transversale facile à remplir, par exemple avec une section arrondie ou évasée vers l'extérieur. Les évidements peuvent par exemple être réalisés par des rainures ou par des striures parallèles ou qui se croisent. La profondeur 11 des évidements dans le corps de base peut être choisie d'au moins deux hauteurs normales de cordons de soudure, donc

  
 <EMI ID=10.1> 

  
sera judicieusement à peu près égale à la profondeur 11 des rainures. Pour ne pas affaiblir inutilement la résistance du corps de base, l'épaisseur de paroi 12 subsistant entre le fond des évidements et la surface du corps de base opposée 13-14 doit être choisie d'une hauteur d'au moins deux épaisseurs de cordons de soudure (soit de 8

  
à 10 mm). La largeur des parties, par exemple des rainures, ou des parties subsistantes de la surface du corps de base, par exemple des montants 16-20, sera judicieusement prise égale à au moins 2 à 4 hauteurs de cordons de soudure (8 à 20 mm). Les évidements 4-10 deviennent si grands et disposés en si grand nombre qu'ils couvrent environ 30 à 80% de toute la surface du corps de base à protéger. Dans le cas de l'écoulement, au-dessus du corps métallique à substances multiples, de matières provoquant de l'usure, par exemple de minéraux, les évidements et les enracinements seront de préférence inclinés de 20 à 90 degrés par rapport à la direction d'écoulement 21-22.

  
Dans la deuxième phase d'usure, c'est-à-dire après usure de la couche extérieure 2,3,24,23,2 du corps protecteur, les enracinements de matière dure, en raison de leur plus grande résistance à l'usure, restent quelque peu surélevés et guident la matière d'exploitation à la manière de sauts de ski au-dessus des surfaces du corps de base plus tendre . Il en résulte une ligne d'usureondulée comme indiqué entre 25 et 26. Il est avantageux de prendre la largeur des montants 16,17,18,19,20 sur

  
la base de quelques essais de façon que l'amplitude de la ligne d'usure ondulée atteigne au plus la hauteur d'un cordon de soudure de chargement normal, c'est-à-dire

  
 <EMI ID=11.1> 

  
suffisant des racines de soudure demeure à peu près maintenu sans diminution de largeur. 

  
Le mode d'exécution du procédé suivant l'invention pour la fabrication des corps composites représentés aux figures 1 et 2 se caractérise donc de la manière suivante: 

  
1. On prévoit dans la surface du corps de base,  d'abord aux endroits d'usure , plusieurs évidements, de préférence des rainures parallèles,
- ces rainures pénétrant dans le corps de base perpendiculairement à sa surface à une profondeur d'au moins  deux hauteurs de cordons de soudure( donc d'au moins 8 à 10 mm);
- mais se terminant au moins à deux hauteurs de cordons de soudure au-dessus de la surface du corps de base ' de l'autre coté; 
- avec une largeur dans la surface du corps de base d'au moins deux hauteurs de cordon de soudure;
- et avec une section transversale de forme facile à remplir, s basant judicieusement vers le haut;
- les montants qui subsistent dans le corps de base ayant une largeur d'au moins 2 à 4 hauteurs de cordons de soudure (donc d'environ au moins 8 à 20 mm) ;

   
- la direction principale des évidements s'étendant transversalement ou obliquement par rapport à la direc-tion de mouvement des matières glissant, en cours d'exploitation, avec un effet d'usure, au-dessus du corps protecteur.

  
2. Ces évidements sont remplis jusqu'au fond, moyennant chargement par soudage, d'une matière de
-chargement par soudage, dure et cassante;

  
et en ce que

  
3. les surfaces extérieures des racines de soudure et des montants subsistants du corps de base, qui tiennent ensemble, sont également submergées sur au moins une hauteur de cordon de soudure.

  
Les corps composites du genre précité sont, par rapport à des chargements par soudage simples, protégés de l'usure dans une mesure très accrue, car après usure de la couche de couverture du corps protecteur, une protection contre l'usure prolongée se trouve assurée par les racines du chargement.La liaison du corps protecteur au corps de base est si intime et multiple que même de grandes forces verticales ou horizontales ne produisent pas de séparation. On empêche aussi des éclatements lors du soudage. Le procédé suivant l'invention permet l'emploi de matériaux très durs, très résistants à l'usure pour le corps protecteur, et l'obtention d'une profondeur usable notablement plus grande que dans le cas d'autres procédés de protection, notamment par rapport à un chargement par soudage normal. Le procédé est ici économique et intensif.

   Le procédé peut s'employer aussi pour des corps de base de formes et de grandeurs des plus variées.Une automation du procédé est possible aussi lorsqu'on traite des pièces de même genre.

  
Dans les formes de réalisation représentées aux figures 3 à 8, aussi, du corps composite suivant l'invention, celui-ci est réalisé en forme de plaque ,tout comme dans la forme de réalisation suivant les figures 1 et 2, et consiste essentiellement en un corps de bise désigné par 110. Le corps de base 110 est fait d'un matériau de grande résistance au choc et de grande ténacité, par exemple d'acier au carbone. Dans le corps de base 110 sont pratiqués des évidements 111 dont la forure suivant les figures 3,4 et 8, est cylindrique.

  
Comme le montrent les figures 5,6 et 7, on peut imaginer cependant d'autres formes encore des évidements
111. D'après les figures 5 et 6, on réalise par exemple les évidements 111a ou 111b chaque fois en cône, les évidements 111a étant, suivant la figure 5, agencés ou conformés toujours dans le même sens, alors qu'au contraire, les évidements 111a et 111b peuvent être conformés, suivant la figure 6, alternativement convergents

  
et divergents.

  
Dans la forme de réalisation suivant la figure 7, on a prévu des évidements de deux genres différents, à savoir des forures cylindriques 111 comme dans les formes de réalisation des figures 3 et 4, et d'autre part des forures en trous allongés 111c.Les évidements 111 peuvent, comme montré, être arrangés en lignes à distances égales, ou (comme le montre la figure 4) deux lignes voisines peuvent être décalées chaque fois de la moitié de la distance entre deux trous voisins. Il est possible aussi, pourtant, de faire varier les distances des divers évidements dans un seul et même corps composite, à peu près de telle façon que les distances des évidements 111  aux points de sollicitation d'usure plus grande soient plus petites qu'à des endroits où la sollicitation d'usure est moins grande.

   Par ailleurs, on peut imaginer aussi de faire les évidements non pas seulement cylindriques, coniques ou en trous allongés, mais de leur donner des formes quelconques suivant le but d'application particulier envisagé. Il est possible aussi, sans plus, de combiner de manière appropriée des formes quelconques

  
de tels évidements en un seul et même corps composite. L'invention ne se limite donc en aucune façon aux exemples de formes de réalisation représentés.

  
Après avoir pratiqué les évidements III du corps de base 110 par exemple par forage, fraisage, estampage, etc., il faut remplir les évidements d'une matière résistant à l'usure. Il peut s'agir par exemple d'un mélange de matières dures d'abord pulvérulentes, se prêtant au frittage, à base de carbure de tungstène et/ou de carbure de chrome qu'on fritte ensemble après remplissage des évidements III, par action convenable de la température et de la pression, éventuellement, la matière formant avec les parois voisines des évidements 111 une liaison adhérente.

  
Une autre forme de réalisation prévoit que l'on remplisse les évidements 111 en faisant fondre une matière de chargement par soudage en pratiquant en même temps la liaison par soudage nécessaire avec la matière du corps de base. La matière résistant à l'usure, qui garnit les évidements III est indiquée par 112 aux figures 3 à 8. 

  
Il est naturellement possible, au surplus, de réaliser la liaison adhérente nécessaire entre la matière résistant à l'usure ,112, et la matière du corps de base qui l'entoure, par soudage ou brasage pratiqués après

  
coup. Un tel soudage après coup est suggéré par exemple

  
à la figure 5. Les cordons de soudure sont indiqués par

  
113 et 114 .

  
Une autre possibilité de remplissage des évidements 111 de matière résistant à l'usure consiste à déverser dans les évidements 111 la matière résistant à l'usure, à l'état liquide. Il est nécessaire ou judicieux, alors, de couvrir le corps de base 10, pourvu des évidements qui le traversent (représenté à la figure 3) d'une plaque de tôle ou de céramique 115 à sa face inférieure. Cette couverture inférieure des évidements 111 s'indique aussi pour le remplissage par une matière dure ou un mélange de matières dures sous forme pulvérulente.

  
Les formes de réalisation des figures 3 à 8 prévoient que le corps composite est conformé de façon  telle que les régions de la surface du corps de base,  qui se trouvent comprises entre les évidements remplis 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
blindage par de la matière résistant à l'usure. Dans ce cas, la protection contre l'usure est réalisée seulement par les corps résistants à l'usure, disposés en îlots 112,112a ou 112b et 112c. Le corps composite est

  
 <EMI ID=13.1> 

  
raison de l'usure inégale des régions superficielles non protégées du corps composite et de ses régions protégées  de l'usure, il se crée avec le temps des renfoncements 

  
 <EMI ID=14.1>  au métal dur, ce qu'indique la ligne 116 à la figure 3. Afin que ces renfoncements 116 ne pénètrent pas trop

  
loin, il est recommandable, d'une part , de ne pas choisir trop grande la distance entre les différents évidements 111, et d'autre part de veiller à ce que la fraction de la surface totale du corps composite comporte en suffisance de la matière résistant à l'usure. Des valeurs correspondantes qui satisfont à ces exigences sont indiquées à la revendication 3. Naturellement, cependant,

  
 <EMI ID=15.1> 

  
 <EMI ID=16.1> 

  
dans la revendication 35. 

  
La figure 3 montre une autre variante consistant  en ce que, également les régions superficielles du corps  f de base 110 comprises entre les divers évidements 111 

  
sont recouvertes de matière résistant à l'usure. Ces recouvrements indiqués en traits mixtes sont repérés par l'indice 117.

  
Une autre forme de réalisation de l'invention prévoit, non pas de remplir d'abord de matière protectrice à l'égard de l'usure, pulvérulente ou liquide, les évidements 111, mais d'enfoncer dans les évidements des pièces de forme préparées à l'avance, telles que des  chevilles. Ces pièces de forme préparées à l'avance peu-  vent être fabriquées par exemple par laminage ou par coulée continue, et dans ce dernier cas, la barre coulée doit être subdivisée en tronçons convenables. Les pièces

  
de forme telles que des chevilles enfoncées dans les évidements 111 sont ensuite reliées de manière adhérente 

  
à la matière du corps de base, par exemple par soudage, brejage ou collège. De cette manière aussi, on paut très  favorablement réaliser la protection recherchée contre l'usure, pour le corps de base 110, en conservant en même temps une ténacité suffisante de celui-ci. 

REVENDICATIONS

  
1.- Corps composite résistant à l'usure, en particulier en forme de plaque, caractérisé par un corps de base en une matière tenace, dans l'intérieur duquel en partant de la surface du corps de base - pénètrent, en y adhérant, des corps de protection constitués d'une matière dure , résistante à l'usure.

Claims

2.- Corps composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface du corps de base est couverte totalement ou partiellement d'une couche extérieure en matière dure résistante à l'usure , et en ce que les corps de protection qui pénètrent dans l'intérieur du corps de base , partent de cette couche extérieure et lui sont reliés (figures 1,2 et 3).

3.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, comme points de réception pour les corps de protection qui pénètrent dans l'intérieur du corps de base, on a disposé dans le corps de base plusieurs évidements (4-10) ,(111), tels que des rainures, des trous , des retraits ou des nervures ou des montants qui s'étendent vers l'extérieur.

4.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les évidements (4-10) dans le corps de base , présentent une section transversale arrondie ou s'évasant vers l'extérieur.

5.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les évidements (4-10) dans le corps de base sont formés par des rainures ou des stries parallèles. 6.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, comme évidements, on a disposé dans le corps de base des rainures qui se recoupent.

7.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur (11) des évidements dans le corps de base correspond à au moins deux hauteurs de cordons de soudure-normales , donc à au moins 8 à 10 mm.

8.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, comme évidements dans le corps de base, on utilise des rainures dont la largeur de rainure extérieure (15) correspond

à peu près à la profondeur (11) des rainures.

9.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi subsistante (12) entre le fond des évidements et la surface du corps de base située de l'autre côté (13,14) correspond à au moins deux hauteurs de cordons de soudure ( à 8 - 10 mm).

10.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur des parties (16-20) subsistant entre les évidements de la surface du corps de base , correspond à au moins deux à quatre hauteurs de cordons de soudure (8

à 20 mm).

11.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les évidements (4-10) sont réalisés assez grands et en nombre; tel qu'ils couvrent à peu près 20 à 70 pourcents de la surface totale du corps de base à protéger. 12.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

les évidements dans le corps de base et les corps de protection qui pénètrent dans ceux-ci , sont dirigés

à peu près perpendiculairement à la surface du corps

de base.

13.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les évidements et les corps de protection (4-10) qui pénètrent dans ceux-ci , sont inclinés de 20 à 90 degrés sur la direction d'écoulement (21,22) des matières qui provoquent l'usure.

14.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que la largeur des parties (16-20) du corps de base, qui subsistent entre les évidements remplis de matière dure , est dimensionnée de façon telle que l'usure en forme d'on-

des (25,26) qui se produit dans la deuxième phase d'usure (après usure de la couche extérieure résistant

à l'usure (2,3,23,24,2 ) ) , par suite de l'effet de

saut de ski , dû aux corps de protection pénétrant dans le corps de base, a lieu avec des crêtes d'ondulations

à l'endroit des corps de protection durs et avec des vallées d'ondulations aux surfaces tendres du corps

de base , avec des amplitudes d'ondes ayant au maximum

la hauteur d'un cordon de soudure de chargement normal , c'est-à-dire de 4 à 5 mm au maximum.

15.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les évide- ments (111) pratiqués dans le corps de base (110) pour recevoir les corps de protection (112) résistant à l'usure, sont réalisés de façon à traverser le corps de part en <EMI ID=17.1> 16.- Corps copposite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que les évidements (111), vus en coupe transversale, sont remplis complètement d'une matière (112) résistant à l'usure.

17.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans les évidements (111) sont disposés de manière adhérente, des corps creux en forme de manchons , en matière résistant à l'usure.

18.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

la somme des sections transversales des évidements (111) représente 15 à 90 pourcents , de préférence 20 à 50 pourcents 'de la surface sollicitée à l'usure, du corps de base (110).

19.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

la matière résistant à l'usure, introduite dans les évidements (111) est reliée par soudage au corps de base (110).

20.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que les évidements (111) dans le corps de base (110) sont remplis de matière de soudure à bas point de fusion , judicieusement de matière de chargement par soudage

de plus grande dureté.

21.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les évidements (111) dans le corps de base (110) sont remplis de matières se prêtant au frittage. 22.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications 1 à 19, ou suivant la revendication 21 , caractérisé en ce que, dans les évidements (111) du corps de base (110) , on a disposé, de manière à adhérer, des corps résistant à l'usure (par exemple 112a,112b,112c) qui ont une forme correspondant à celle des évidements.

23.- Corps composite suivant la revendication 22, caractérisé en ce que les corps (112) résistant à l'usure sont reliés par soudage , à leur périphérie, aux surfaces intérieures des évidements (111) dans le corps de base (110).

24.- Corps composite suivant la revendication 22, caractérisé en ce que les corps résistant à l'usure (112) sont brasés à leur pourtour avec les surfaces intérieures des évidements (111) du corps de base (110).

25.- Corps composite suivant la revendication 22, caractérisé en ce que les corps (112) résistant à l'usure sont collés à leur pourtour aux surfaces intérieures

des évidements (111) du corps de base (110).

26.- Corps composite suivant la revendication 22, caractérisé en ce que les corps (112) résistant à l'usure sont pressés de force dans les évidements (111) du corps de base (110).

27.- Corps composite suivant la revendication 22, caractérisé en ce que les corps (112) résistant à l'usure sont sertis dans les évidements (111) du corps de

base (110).

23.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

la matière dure qui forme les corps de base résistant à l'usure, ou la couche extérieure résistant à l'usure,sont constitués par un matériau formateur de carbures. 29.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

les évidements (111) dans le corps de base (110) sont remplis de matière résistante à l'usure , contenant des carbures , par exemple du carbure de tungstène ou du carbure de chrome. ,

30.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce

que la matière dure est une matière dont la composition , est approximativement la suivante (indications en pour- cents pondéraux approximatifs) :

<EMI ID=18.1>

le reste étant du fer et les impuretés habituelles.

31.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que, comme corps de base et comme corps de protection, on utilise deux matériaux dont les duretés (Vickers) sont dans un rapport d'au moins 1 : 3.

32.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications 1 à 27, caractérisé en ce que les évidements (111) dans le corps de base (110) sont remplis de matière céramique dure, résistante à l'usure. !

i

33.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications 1 à 27, caractérisé en ce que les

<EMI ID=19.1>

mélange de différentes matières résistant à l'usure. 34.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les

<EMI ID=20.1>

de forme conique . : .

35.- Corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les différents évidements (111) du corps de base (110) présentent chaque fois une section transversale de

<EMI ID=21.1>

0,2 cm - 20 cm , de préférence de 1 cm - 10 cm .

36.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

le diamètre moyen des évidements (111) remplis de matières dures correspond à environ 0,3 à 2 fois l'épaisseur (a) du corps de base (110).

37.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce que, comme matière dure , on choisit une matière dont la dureté correspond à 3 à 5 fois la dureté du corps de

base (110). '

38.- Corps composite suivant la revendication 37, caractérisé en ce que, comme matière dure, on utilise

un alliage de chrome avec environ 2 à 5 pourcents de

<EMI ID=22.1>

<EMI ID=23.1>

<EMI ID=24.1>

39.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications 1 à 33 et 35 à 38, caractérisé en ce que les évidements (111) dans le corps de base (110) sont des forures cylindriques.

<EMI ID=25.1> 41.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

les évidements dans le corps de base (110) sont disposés

en lignes , à distances égales les uns des autres ,

les distances des évidements (111) dans les différentes lignes étant chaque fois égales.

42.- Corps composite suivant la revendication 41, caractérisé en ce que les évidements (111) de deux lignes voisines sont chaque fois décalés l'un par rapport

à l'autre, de préférence d'une demi-distance entre deux évidements voisins (figure 4).

43.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications précédentes, caractérisé en ce

que tous les évidements (111) remplis de matière dure, prévus dans le corps de base (110) sont de même forme

et de même volume.

44.- Corps composite suivant l'une quelconque

des revendications 1 à 42, caractérisé en ce que les évidements remplis de matière dure , dans un seul et

même corps de base (110) sont de forme et/ou de volume différents, en combinaison.

45.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

la somme des sections transversales des évidements rem- plis de matière dure à la surface du corps de base (110)

se monte à une fraction d'au moins 15 pourcents de la surface totale du corps de base et en ce que les distan- ces entre les différents évidements (111) ne dépassent

pas une valeur prédéterminée , de telle sorte que les amplitudes(b) des dépressions (116) oui se forment entre les évidements remplis de matière dure (112) voisins, à

la suite de l'usure du corps de base (110), ont une <EMI ID=26.1>

46.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

le corps composite est de forme bombée (figure 8).

47.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

le corps composite est fixé sur un corps porteur après arrêt de l'usure.

43.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications 1 à 46, caractérisé en ce que le corps composite constitue par lui-même un élément constructif.

49.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications précédentes, en particulier suivant les revendications 34 à 48, caractérisé en ce que dans les évidements (111) du corps de base (110) , on a disposé, avec adhérence, des chevilles de métal dur (112).

50.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications précédentes, en particulier suivant lésa revendications 34 à 48, caractérisé en ce que dans les évidements (111) du corps de base (110) , on a disposé de façon adhérente des chevilles (112) résistant

à l'usure , produites par un procédé de coulée continue.

51.- Corps composite suivant la revendication 49, caractérisé en ce que les chevilles résistant à l'usure (112) sont fabriquées par laminage.

52.- Corps composite suivant la revendication 49, la revendication 50 ou la revendication 51, caractérisé en ce que les chevilles (112) résistant à l'usure, qui sont fixées dans les évidements (111), dépassent par rapport à une ou deux surfaces du corps de base (10)

<EMI ID=27.1> 53.- Corps composite suivant une ou plusieurs

des revendications précédentes, caractérisé en ce que

le corps de base (110) est disposé sur une tôle sousjacente (115) qui est relié, de préférence par soudage , au corps de base, au moyen de la matière (112) résistant à l'usure, logée dans les évidements (111) , ou par un agent liant.

54.-- Procédé pour la fabrication d'un corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on prévoit, dans

la surface du corps de base , plusieurs évidements qui pénètrent perpendiculairement à la surface du corps de base , sur une hauteur d'au moins deux hauteurs de cordons de soudure (donc sur au moins 8 à 10 mm) dans l'intérieur du corps de base , mais qui se terminent à au moins deux hauteurs de cordons de soudure au-dessus de la surface située de l'autre côté du corps de base, de largeur dans la surface du corps de base d'au moins deux hauteurs de cordons de soudure et de section transversale de forme s'évasant vers le haut , facile à remplir de soudure , les montants qui subsistent entre les évidements dans le corps de base ayant une largeur d'aumoins 2 à 4 hauteurs de cordons de soudure (donc d'au moins environ 8 à 20 mm) , et la direction des évidements étant transversale et oblique par rapport à la direction de déplacement des matières qui glissent ,

en cours d'exploitation, au-dessus du corps protecteur en exerçant des actions d'usure , et en ce que ces évidements sont remplis , par chargement par soudage, au moyen d'une matière de chargement par soudage dure et cassante, jusqu'au fond , et en ce que les surfaces extérieures des racines de soudure ainsi produites et des montants de corps de base qui subsistent sont recouvertes pardessus , en tenant ensemble, par une couche de soudure d'une épaisseur d'au moins un cordon de soudure (figures 1 et 2).

55.- Procédé pour la fabrication d'un corps composite suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps protecteurs de matière dure sont apportés à l'état d'aggrégat liquide ou pâteux , sur le corps de base (1), par chargement par soudage , par frittage par-dessus , ou par déversement par-dessus (figures 1 et 2).

56.- Procédé pour la fabrication d'un corps composite suivant une ou plusieurs des revendications

15 à 53, caractérisé par les étapes suivantes du procédé:

1) On pratique les évidements (111) dans le corps de base (110) en forme de plaque , par estampage, forage, fraisage, découpage au chalumeau , découpage au chalumeau à plasma ou autres moyens analogues ;

2) on applique le corps de base en forme de plaque (110) sur une base (115) de tôle (par exemple de cuivre ou d'acier) ou de matière céramique;

3) on remplit les évidements (111) de matière dure pulvérulente (112); et

4) on chauffe le corps composite tout entier pour fondre par soudure la matière dure avec elle-même et avec le corps de base (110) qui l'entoure.

57.- Procéda pour la fabrication d'un corps composite suivant une ou plusieurs des revendications

15 à 53, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes; 1) On pratique les évidements (111) dans le corps

de base en forme de plaque (110) par estampage, forage, fraisage , découpage au chalumeau, découpage au chalumeau à plasma ou par des moyens analogues;

2) on applique le corps de base en forme de plaque (110) sur une base (115) de tôle (par exemple de cuivre ou d'acier),ou d'une matière céramique;

3) on remplit les évidements (111) d'une matière

dure (112) sous forme pulvérulente;

4) on apporte un agent liant sur les évidements remplis de matière dure ;

5) on chauffe l'agent liant au-dessus de sa température de fusion.

<EMI ID=28.1>

composite suivant une ou plusieurs des revendications 15 à 53 , caractérisé par les étapes suivantes:

1) On pratique les évidements (111) dans le corps de base (110) en forme de plaque, par estampage, forage, fraisage, découpage au chalumeau, découpage au chalumeau à plasma, ou par d'autres moyens analogues;

2) on engage dans les évidements des chevilles (par exemple 112a, 112b) de matière dure;

3) on apporte un agent liant sur les évidements remplis au moyen des chevilles ;

4) on chauffe l'agent liant jusqu'à ce que celui-ci ait pénétré complètement dans l'intervalle annulaire entre les chevilles et la paroi, limite de l'évidement

59.- Procédé pour la fabrication d'un corps composite suivant une ou plusieurs des revendications 15 à 53, caractérise en ce que le remplissage des évi-

<EMI ID=29.1> dans ces évidements , d'une matière résistant à l'usure, liquide ,(112).

60.- Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps

de base en forme de plaque (110) est bombé avant ou après remplissage des évidements (111) qui le traversent. (Figure 3).

61.- Procédé suivant une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps composite qui présente , après sa fabrication, d'abord des dimensions unitaires, est ensuite soumis à coupure de préférence au chalumeau à plasma , dans des dimensions qui correspondent aux cas d'application spéciaux envisagés.

62.- Emploi d'un corps composite suivant une

ou plusieurs des revendications précédentes, comme protection contre l'usure de ventilateurs.

63.- Emploi d'un corps composite suivant une

ou plusieurs des revendications 1 à 61 , comme couche

de protection pour des couloirs oscillants pour hautsfourneaux.

64.- Application d'un corps composite suivant

une ou plusieurs des revendications 1 à 61, comme

couche de protection pour des couteaux .