Corps moulé en un alliage dur et difficilement fusible, et procédé de préparation d'un tel corps. Pour le travail des fontes et des aciers durs, an a mis au point depuis quelques années des outils spéciaux dont les qualités doivent allier une extrême dureté, aux tem pératures même élevées, à une certaine élas ticité. Au début de ces recherches, on s'est adressé tout d'abord à des aciers spéciaux (aciers rapides). Puis, par le canal de l'in dustrie des filaments de lampes, on est arrivé à résoudre le problème en utilisant des allia ges contenant des métaux rares tels que le tungstène, le molybdène, le vanadium, etc. Enfin, on s'est adressé à des combinaisons chimiques de dureté extrême, comme des bo rures, des carbures et des nitrures de métaux lourds.
La très grande dureté de ces alliages, subsistant à, température élevée, permet de les employer non seulement pour le travail des fontes et des aciers, mais aussi pour le travail de matériaux très durs tels que le verre, le marbre ou des matériaux tels que l'ébonite, le papier mâché, ainsi que pour des parties de machines nécessitant une grande dureté on une très forte résistance au frot tement.
Il est toutefois à noter que les alliages contenant des composés tels que des borures, carbures, nitrures de métaux lourds présen tent des qualités mécaniques très différentes, d'une part, suivant leurs composants acces soires, même présents en quantités très fai bles, d'autre part, suivant le procédé employé pour obtenir cesdits alliages. Ceci a surtout lieu en ce qui concerne le degré d'élasticité de l'alliage, sa résistance aux chocs et le tran chant de son arête.
Un grand nombre de procédés et d'alliages ont été élaborés pour tenter d'atteindre un ensemble de .qualités optima dans ce domaine.
Or, on a trouvé que l'adjonction d'une certaine quantité d'un bronze aux consti tuants de tels alliages, permettait d'obtenir, à côté d'une grande dureté, une résistance aux chocs et une élasticité remarquables.
La présente invention comprend un corps moulé en un alliage dur et difficilement fusi- ble, et un procédé de préparation d'un tel corps.
Le corps moulé suivant l'invention est ca ractérisé en ce que l'alliage dont il est formé contient de 80 à<B>95%</B> d'au moins un carbure présentant une grande dureté, tel que ceux des métaux appartenant aux sous-groupes de gauche des groupes IV et VI du système périodique, les constituants d'au moins un bronze, ceux-ci formant ensemble de 0,1 à 5 % de l'alliage et jusqu'à<B>15%</B> d'au moins un métal du groupe du fer appartenant au groupe VIII du système périodique, agissant comme liant sur les éléments de l'alliage, et en ce qu'il a une grande dureté, une résis tance aux chocs et une élasticité remarqua bles.
Par bronze, on entend tout alliage conte nant plus de 50 % de cuivre, le reste pouvant être n'importe quel métal ou métaux appar tenant aux groupes II à IV du système pé riodique.
Le procédé de préparation d'un tel corps est caractérisé en ce que l'on chauffe un mé lange pulvérulent formé de 80 à<B>95%</B> d'au moins un carbure de grande dureté, tel que ceux des métaux appartenant aux sous- groupes de gauche des groupes IV et VI du système périodique, de 0,1 à 5% d'au moins un bronze et de jusqu'à 15 % d'au moins un métal du groupe du fer appartenant au groupe VIII du système périodique, ce mé lange étant placé dans un moule clos main tenu dans une atmosphère non oxydante, jus-. qu'à la température de fusion de l'un au moins des constituants du mélange, à point de fusion le plus bas, et en ce que l'on exerce une pression mécanique sur les constituants enfermés dans le moule, jusqu'au moment du refroidissement.
L'atmosphère non oxydante peut être ré ductrice ou inerte de manière à éviter toute oxydaÛion pendant le chauffage. Ce dernier peut être réalisé dans un four électrique étanche.
Pour obtenir une masse compacte, il est avantageux d'éliminer l'air occlu dans le mé lange des poudres des constituants, en dimi- nuant la pression de l'atmosphère inerte ou réductrice jusqu'à quelques millimètres de mercure, tout au moins au début du traite ment thermique.
En outre, on obtiendra un produit d'au tant plus compact que le mélange des consti tuants sera soumis à la pression mécanique dès le début du traitement thermique.
<B>TA'</B> nfin, on peut augmenter la dureté super ficielle de l'alliage en carburant celui-ci, par exemple, par des vapeurs d'un hydrocarbure liquide volatil, que l'on entraîne au moyen d'un barbotage des gaz de l'atmosphère inerte ou réductrice dans cet hydrocarbure, avant leur entrée dans le four.
Le procédé de l'invention permet d'obte nir un produit de qualité optima. Ce dernier peut avoir une densité d'environ 10 à 15, une dureté de 9 à, 10 mesurée à l'échelle de Mohs, une résistance aux chocs et une élas ticité remarquable.
Comme bronze pour préparer le corps moulé, on peut utiliser un bronze à base de cuivre allié soit à de l'étain, soit :à des mé taux légers (terreux), par exemple magné sium, aluminium, béryllium, ou alcalino- terreux (calcium, baryum, strontium).
L'effet,de l'addition de bronze est d'aug menter notablement l'élasticité et la résis tance aux chocs de l'alliage, sans préjudice pour sa dureté, même aux températures éle vées. De plus, lorsqu'on forme -des plaquettes d'outils :à coupe rapide avec cet alliage, la présence d'un bronze permet d'obtenir un fil d'afffitage très net, ce qui améliore le rendement -de l'outil.
Voici, à titre d'exemple, comment le pro cédé de préparation d'un corps selon l'inven tion peut. être exécuté en pratique: <I>Exemple 1.</I> On prépare tout d'abord un mélange con tenant: 9 % de bronze à l'étain (alliage de cuivre à 30 % d'étain), 5 % de nickel ou de cobalt, <B>93%</B> de carbure de tungstène, le tout étant très finement pulvérisé et soigneusement mé langé par voie mécanique. Le mélange ainsi obtenu est placé dans un moule en graphite dont la forme est telle que l'objet ou les objets ainsi formés ne demanderont ensuite (lue les opérations de finissage telles que le polissage et l'affûtage.
Ce moule présente au moins un canal où l'on place un surplus de matière, et des pis tons en graphite coulissant dans ce ou ces canaux. Le mouler est placé dans un four électrique, dans lequel on fait passer un cou rant d'hydrogène, afin d'éviter toute oxyda tion pendant le chauffage. En même temps, on exerce sur les- pistons une pression de quelques kilos par cm''', au moyen d'un dis positif mécanique commandé de l'extérieur du four.
On chauffe le four jusqu'à, une tempé rature de<B>1800</B> à 1400 . A ce moment, on augmente la pression jusqu'à environ 150 1g par cm.. Le chauffage est alors arrêté et l'on refroidit le moule dans un courant d'hydrogène.
Les pièces démoulées sont soumises en suite à des, opérations de finissage telles que polissage et affûtage.
Exemple <I>2.</I>
On prépare un mélange contenant: 1,0%' de bronze au baryum (alliage de cuivre à<B>15%</B> de baryum),<B>5,0%</B> de cobalt, M0% do carbure de titane, 76,0% de car bure =de tungstène, le tout étant finement pulvérisé et mélangé dans un broyeur à bou lets. Le mélange des constituants est placé dans le moule en graphite, qui est alors intro duit dans le four. On fait passer un courant de gaz carbonique, jusqu'à ce que tout l'air soit chassé de l'appareillage. Au moyen d'une pompe à vide, on diminue la pression du P;az jusqu'à 5 mm de mercure.
On commence alors à chauffer le fouir, tout en appliquant une pression mécanique sur le piston du moule. Sitôt atteinte la température de<B>800',</B> on recommence à faire passer le gaz carbo nique avec une légère surpression, en le fai sant barboter, avant son entrée dans le four, dans un flacon vaporisateur contenant de la ligroine. On continue le chauffage jusqu'à 1400 . A ce moment, on augmente la pres- sion pour atteindre environ 150 kg par cm'. Le chauffage est alors arrêté et l'on refroidit le moule dans un courant de gaz carbonique.
Le procédé de l'invention présente sur les méthodes anciennes de nombreux avantages de ;simplicité et -d'économie de temps et de travail.