CH211698A - Composition de grandes dureté et ténacité, et procédé pour sa fabrication. - Google Patents

Composition de grandes dureté et ténacité, et procédé pour sa fabrication.

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Mowry Mckenna Philip
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  Composition de grandes dureté et ténacité, et procédé pour sa fabrication.    La présente invention concerne une com  position dure destinée à servir de taillants  d'outils pour la taille de métaux, pour l'em  ploi comme étampes, pour créer des surfaces  résistant à     l'usure    et pour des applications  analogues, et elle comprend plus particulière  ment une composition dure comprenant des  particules de carbure double de tungstène et  de titane de la constitution     WTiC=    cimentées  par un liant, ainsi qu'un procédé pour la  fabrication de     cette        composition    dure.

   La com  position dure peut encore contenir, en dehors  dudit carbure double, des carbures de tantale,  de     columbium        (Cb    ou niobium), de zirconium.  



  La composition dure suivant l'invention  possède une grande résistance, une grande  dureté et une grande ténacité     combinées     comme :le montre le fait qu'elle est capable  de supporter une grande     flexion    sans rupture,  spécialement aux températures élevées. Elle  est particulièrement durable lors de son em  ploi dans les pointes d'outil pour tailler les  matières dures à grande vitesse, pour l'usi-    nage des aciers de toutes duretés à des vi  tesses élevées.  



  Jusqu'à présent, on a     décrit    des composi  tions dures qui contiennent un mélange de  carbure -de tungstène, de carbure .de tantale,  de     carbure,de    titane et d'un métal auxiliaire  tel que le cobalt, le fer ou le nickel, comme  cela a été proposé par exemple dans le brevet  américain ne<B>1973</B> 428 de     Comstock,    lequel  brevet-se rapporte à la.

   formation d'un car  bure complexe contenant du     carbure    de  tungstène et du     carbure    de     titane    cimentés  dans une matrice métallique     auxiliaire.    De  même le brevet américain no<B>1959</B> 879 de  Schwarzkopf propose le mélange de     carbures     d'au moins deux     éléments    des troisième,  quatrième,

   cinquième et     sixième    groupes     @du     système périodique pour former des cristaux  mixtes et pour former une     matière    dure par       cimentation    de ces     cristaux    mixtes avec un  métal auxiliaire du groupe du fer comme  liant.  



  Le composé chimique     \VTiC2,    employé ici      pour former une composition dure suivant  l'invention, est distinct d'un mélange de car  bure de tungstène et de carbure de titane tel  qu'il est indiqué par     Comstock    et distinct de  cristaux mixtes tels qu'ils sont décrits par  Schwarzkopf même si le tungstène et le  titane sont présents dans ce mélange ou dans  ces cristaux mixtes dans les mêmes propor  tions que .dans le     WTiC.,,    par le fait que le       WT'C2    est plus dur, a un poids spécifique  différent du mélange de carbures ou d'une  solution solide d'un -de ces carbures dans  l'autre,

   n'est pas attaqué par l'eau régale et  présente de nombreuses autres     caract6risti-          ques    le distinguant d'un mélange de carbures  ou de     cristaux    mixtes de ces carbures. L'in  venteur a fabriqué des matières dures de  carbure cimenté conformément à l'exposé du  brevet     Comstock    et également conformément.

    à l'exposé du brevet Schwarzkopf, en em  ployant     @du    carbure de tungstène et du car  bure de titane dans des proportions telle  qu'on ait la même teneur atomique finale que  dans le nouveau carbure     ZVTiC_,    et on a  trouvé que ces matières dures cimentées  avaient des caractéristiques différentes de  façon définie, en     comparaison    de la composi  tion dure faite par l'emploi du carbure don  ble     WTiC.,    en ce sens que la composition dure  faite suivant le présent procédé en employant  du     WUQ,    au lieu de cristaux mixtes ou de  mélanges de WC et     TiC,

      est de beaucoup su  périeure en résistance de rupture et en dureté  combinées et peut avoir une     conductibilii    é  thermique inférieure de façon désirable et  offre une     plus    grande résistance au creuse  ment et à .l'usure lorsqu'elle est employée  dans les pointes d'outils de coupe de métaux  pour l'usinage d'acier ou de fonte au cuivre  et au silicium.  



  On a fabriqué de même des matières dures  de carbure cimenté en suivant exactement  dans chaque cas le procédé décrit ici, sauf  que des mélanges de carbure de tungstène et       ,le    carbure de titane étaient employés au lieu  de     WTiC2,    dans des proportions capables de  produire la même teneur en tungstène et en  titane.

   Des essais comparatifs     avec    (les     pièces       faites de façon     analogiue,    mais contenant du       ZVTiC._    ont montré que les compositions dures  contenant du     ZVTiC_    étaient de beaucoup su  périeures à la matière fabriquée par le même  procédé, mais avec emploi d'un mélange de  carbure de tungstène et de carbure de titane.

    en ce sens qu'elles avaient une résistance  égale ou plus grande aux essais de rupture  transversale, qu'elles étaient. nettement plus  dures, qu'elles avaient une plus faible     conduc-          tibilité    thermique et duraient au moins deux  fois aussi longtemps lors de l'emploi dans les  pointes d'outils pour l'usinage de     tambours     de frein en fonte au cuivre et. au silicium, et  cinq fois aussi longtemps lors de l'emploi  dans les pointes d'outils pour l'usinage  d'acier, dans les mêmes conditions d'essai  dans chaque cas.  



  Pour la. mise en pratique de la présente  invention, des     particules    dures du carbure  double peuvent être moulues dans un broyeur  à, boulets ayant une surface de roulement en  acier trempé et dont les boulets sont de pré  férence d'environ 16 mm de diamètre, le  broyeur à boulets étant rempli d'un hydro  carbure tel que du naphte qui a au préalable  été traité par du     sodium    pour enlever les  impuretés. Après broyage pendant une lon  gue période, qui peut varier (le 1 à à jours  au plus, la charge est enlevée. le surplus de  naphte est décanté et le résidu est séché par  un jet d'air jusqu'à, ce qu'il contienne seule  ment environ 1 à     \?    % de naphte.

   Du cobalt  finement divisé ou du nickel ou du     tungstène     ou un autre métal liant tel que du tungstène  carburé, qui est appelé ci-après     .,'\V,        C"    ou un  mélange de ces matières liantes sous la forme.  de particules finement divisées et mélangée:  si on le désire avec du naphte dan: un moulin  colloïdal, sont ajoutés audit carbure double  broyé. On peut aussi, de préférence, broyer  ensemble le carbure double et le liant dans  un broyeur à boulets tel que celui décrit.

   Les  particules     finement    divisées de carbure dou  ble et les particules finement divisées de  liant sont     mélangées    complètement dans du  naphte     purifié    ou     nui        hydrocarbure    analogue  qui est enlevé pour laisser seulement environ      1 à 2 % de l'hydrocarbure; dans cet état, la  masse est facilement     moulable    et peut aisé  ment être mise sous n'importe quelle forme  désirée.

   On peut ensuite procéder comme  suit: A partir de cette masse     moulable,    on  prépare une pièce de la f orme désirée et de  dimensions suffisamment plus grandes que  celles désirées pour compenser le retrait de  15 à 25<I>l o.</I> et cette pièce est soumise à une  pression la rendant compacte, de préférence  dans une. chambre hydraulique, de l'ordre  d'environ 2250 kg par centimètre carré.

   La  pièce ainsi formée est placée dans un four       électrique    à vide à induction, avec du magné  sium métallique dans la. proportion d'environ  1 partie de magnésium pour 200 à 300 parties  de la. pièce, et le four est. chauffé lentement  pour atteindre en environ 2 heures une tem  pérature supérieure à 1315   C et de préfé  rence voisine de 1445   C et est maintenu à  cette température pendant une période va  riant de 15 à 60 minutes.

   Pendant le chauf  fage, la chambre du four est vidée d'air jus  qu'à obtention d'une pression de 40 à 7 mi  crons de mercure, ce vide élevé étant main  tenu pendant que la température des pièces  est supérieure à, 1400   C, de préférence au  moyen d'une pompe à mercure à diffusion  reliée à la chambre du four, et d'une pompe  à huile appropriée reliée de préférence à l'ori  fice de sortie de la pompe à mercure à diffu  sion, comme on l'a représenté et décrit par  exemple au brevet américain no 2 093 845.  Après que le four et son contenu se sont re  froidis, la pièce moulée peut être enlevée et  est prête à l'usage.  



  Un exemple particulier d'une semblable  composition dure a été formé au moyen du  procédé suivant à partir d'un mélange con  sistant en 45 % de     WTiC2,    17 % de     TaC   <B>à -</B>  gros cristaux, 15 % de Co finement divisé  et     239o'    de WC (tungstène carburé obtenu  par chauffage de tungstène et de carbone et  contenant 6,08 % de carbone à l'analyse). Ces  ingrédients ont été placés dans un broyeur à  boulets, en acier trempé, avec une charge de  boulets en carbure dur de 16 mm de diamètre,  le broyeur a été rempli de naphte qui a. été    au préalable traité par du sodium, et les  ingrédients ont été broyés ensemble pendant  environ 100 heures.

   La charge a été enlevée  du broyeur à boulets et le surplus de naphte  a été enlevé jusqu'à obtention d'un résidu  d'environ 1 à 2 % , état dans lequel la masse  était facilement     moulable.    Au moyen de cette  masse, on a formé un certain     nombre,de    pièces  de dimension et de forme telles qu'elles  avaient approximativement 5     X    7,5     X    19 mm,  en prévoyant approximativement 20 % de  retrait pendant les traitements pour chauffer  et rendre les pièces compactes.

   Plusieurs de  ces pièces ont été placées avec 1 gr de ma  gnésium métallique dans un four électrique à  induction à. vide de 23 cm auquel était reliée  une pompe à mercure à diffusion pour     l'enl@@-          vement    des vapeurs et des gaz et une pompe  mécanique à huile à vide pour l'enlèvement  des gaz; avec les deux pompes en fonctionne  ment pendant tout le chauffage, les pièces  ont été chauffées lentement à environ  <B>1100'</B> C pendant une période de 30 minutes  et ensuite chauffées de<B>1100'</B> C à environ  1450   C au cours des trois minutes suivantes,  et maintenues à une température de 1450' C  pendant 15 minutes, après quoi le four et son  contenu ont été laissés se refroidir et les  pièces ont été enlevées pour l'essai.

   Des essais  de ces pièces par un essai     normal    -de rupture  transversal ont montré     qu'une    force de  2300 kg est nécessaire pour les briser lors  qu'elles sont supportées en des points séparés  par     une    distance de 1,43 cm et pressées au  milieu au moyen d'une bille de Brinell, ce  qui par le calcul indique une force en for  mule -de poutre de<B>19987</B> kg par cm.     'Fil     essai de ces pièces par l'essai de dureté nor  mal     Rockwell    "A" a montré qu'elles avaient  une dureté de 91,0     Rockwell    "A".

   Lors des  essais, elles ont montré une     conductibilité     thermique de 0,0685 cal./'     C/cm/sec.,        c'est-à-          dire    0,0685 calorie par degré centigrade par  centimètre par seconde.  



  En comparaison -de telles pièces, des pièces  analogues ont été faites moyennant l'emploi  des carbures séparés en proportion équimolé  culaire de tungstène et de titane, renfermant      du     TiC    à     ;tus    cristaux de     grande    pureté,  pièces qui étaient formées     identiquement    de  la, même manière; la résistance de ces pièces  de carbure formées des carbures     séparés    a été  trouvée presque aussi élevée que celle des  pièces contenant     -#VTiC,    mais la. dureté a.

    été trouvée de 89,9     Rockwell        "A"    et la     con-          ductibilité    thermique a été trouvée approxi  mativement 0,094 -cal./'     C/cm/sec.    Les     pièces     ont été essayées comme outils de coupe par  l'emploi sur une machine     Bullard    pour usiner  des tambours de     frein:    en fonte au cuivre et  au silicium, à 45 à 50     m/min.    et avec un  avancement de 0,05 cm par tour et<B>0,16</B>     ;i     0,24 cm de     profondeur    de coupe sur des sur  faces rugueuses.

   Dans ces conditions, les  pièces contenant     WTiC.    ont produit     1273    piè  ces avant que l'outil doive être     remeulé,    tan  dis que les pièces contenant les carbures sé  parés, employées dans la même machine, au  même travail et à, la même coupe et à la.  même vitesse ne fonctionnaient plus à cause       d'émoussage    avant d'avoir produit 425 pièces  de travail.

   Des pièces d'essai comparatif sem  blables ont été formées, l'une contenant 50 ô  de     WTiC,    17     %    de Ta C, 8     %    de     Co    et 25 ô  -de WC, et l'autre contenant     50ô    d'un mé  lange de     WC    et     TiC    en proportion équimo  léculaire,     177o    de     TaC.   <B>8%</B> de Co et<B>25 /'0</B> de  WC de façon à. avoir la même analyse chi  mique et fabriquée par la. même méthode et  avec.

   les mêmes quantités des mêmes matières  liantes, et, lors de l'essai, les     pièces    contenant         WTiC_    avaient une résistance de<B>14765</B> kg  par     cm*'    avec une dureté de 92,3 et une con  ductibilité thermique de 0,0645, tandis que  les     pièces    contenant du WC et     TiC    avaient  une résistance     lé-èrement    inférieure avec une  dureté de 91,4 et une     conductibilité    thermi  que (le 0.091.

   Des essais comparatifs d'éprou  vettes formées de façon analogue ont été faits  dans un grand     nombre    de cas avec des pro  portions variables de teneur en carbure et de       o-neur    en liant, et     avec    les mêmes résultat       comparatif,    et     mène    une plus brande supé  riorité des     compositions    de matière contenant  du     @VTiC_    a été notée dans leur résistance<B>il</B>  la formation de cratères et à     l'usure    lors de  l'emploi pour la. coupe d'aciers. De même, la.

         conductibilté        thermique:    (les pièces contenant  du     WTiCz        était;    de façon caractéristique plus  faible, au     moins    lorsque la matière liante for  mait moins de 611<B>'</B> de la composition.  



  L'inventeur a formé de nombreuses com  positions différentes dure., suivant le procédé  décrit ci-dessus. avec des proportions varia  bles de     ZVTiC,    et avec des matières liantes       diverses    et en faisant varier le     pourcentage     de celles-ci, ainsi qu'en incorporant d'autres  carbures dur:, outre le     -\VTiC_;    ces composi  tions comprennent celles représentées au ta  bleau suivant     qui        indique    les ingrédients de  quelques     exemplt,#4    particuliers. avec leurs     ca-          ractéristiques        montrées    par des essais;

   le pre  mier et le     cinquième    exemples de ce tableau  ont été mentionnés précédemment:  
EMI0004.0062     
  
    Exemple <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb>  Teneur <SEP> en
<tb>  <I>Carbures</I>
<tb>  WTiC <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 50 <SEP> <B>)</B>0 <SEP> 5@) <SEP> 50 <SEP> 58
<tb>  Ta.C <SEP> 17 <SEP> 1 <SEP> 7 <SEP> 17
<tb>  TiC <SEP> 17
<tb>  Ta(Cb)C <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> <B>17</B>
<tb>  Cb <SEP> (Ta) <SEP> C
<tb>  <I>Liant</I>
<tb>  Co <SEP> 15 <SEP> <B>1</B>à <SEP> 1<I>2</I> <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 1@1
<tb>  Ni <SEP> 8
<tb>  W(métal)

         
EMI0005.0001     
  
    Exemple <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb>  WC <SEP> 23 <SEP> 28 <SEP> 21 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 15
<tb>  <I>Propriétés</I>
<tb>  Résistance <SEP> 19987 <SEP> 18952 <SEP> 17085 <SEP> 14647 <SEP> 14765 <SEP> 15187 <SEP> 13499
<tb>  Dureté <SEP> 91,0 <SEP> 91,1 <SEP> 90,9 <SEP> 92,1 <SEP> 92,3 <SEP> 91,8 <SEP> 9l,2
<tb>  Conductibilité
<tb>  thermique <SEP> 0,0685 <SEP> 0,0650 <SEP> 0,0645 <SEP> 0,0645 <SEP> 0,0645 <SEP> 0,0640     
EMI0005.0002     
  
    Exemple <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb>  Teneur <SEP> en
<tb>  <I>Carbures</I>
<tb>  WTiC, <SEP> 58 <SEP> 58 <SEP> 60 <SEP> 72 <SEP> 75 <SEP> 36 <SEP> 17
<tb>  Ta.C <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb>  TiC
<tb>  Ta:

  (Cb) <SEP> C <SEP> '
<tb>  Cb(Ta)C <SEP> 11
<tb>  <I>Liant</I>
<tb>  Co <SEP> 5 <SEP> 25 <SEP> 16 <SEP> 25 <SEP> 12 <SEP> 4
<tb>  Ni <SEP> 14
<tb>  W <SEP> (métal) <SEP> 14
<tb>  WC <SEP> 20 <SEP> 13 <SEP> 35 <SEP> 79
<tb>  <I>Propriétés</I>
<tb>  Résistance <SEP> 11249 <SEP> 22921 <SEP> 18843 <SEP> 17015 <SEP> 24608 <SEP> 17226 <SEP> 15890
<tb>  Dureté <SEP> 94,1 <SEP> 89,2 <SEP> 90.,8 <SEP> 91,0 <SEP> 88,0 <SEP> 9l,0 <SEP> 91,9
<tb>  Conductibilité
<tb>  thermique <SEP> 0,150       Dans le tableau     ci-dessus,        "Ta(Cb)C"    est  employé pour     indiquer    une solution solide  de     CbC    dans     T & C,

      .et la     substance    employée  contenait approximativement 84% de     TaC    et  <B>16%</B> de     CbC.        "Cb(Ta)C"    est de même em  ployé pour indiquer une solution solide de       TaC    dans     CbC    et la substance employée con  tenait approximativement<B>83%</B> de     CbC    et  17% de     TaC.        "W(métal)"    est employé pour  indiquer de la poudre de tungstène métalli  que.

       "WC"    est employé pour indiquer du  tungstène carburé amorphe formé par chauf  fage de particules de tungstène ou d'oxyde  de     tungstène    avec du carbone dans     une    atmo  sphère d'hydrogène ou par n'importe quelle  méthode de carburation, et la matière em  ployée contenait -de 6,08 % à 6,1 % de car  bone à l'essai. L'exemple 14 ci-dessus indiqué    était formé -de la manière indiquée sauf que  le chauffage se faisait dans une atmosphère  d'hydrogène sans emploi de magnésium ou  du procédé à vide, à 1482   C. La     conducti-          bilité    thermique des exemples 7 à 13 inclusi  vement était en dessous -de 0,07.  



  Les nouvelles compositions que .l'on a for  mées contenaient des ingrédients que l'on peut  classer en (1) le nouveau composé de     carbure          WTiC_,    avec (2) une matière liante qui peut  être (a) un ou     plusieurs    métaux du groupe       cobalt-nickel    ou bien (b) un ou plusieurs mé  taux du groupe cobalt-nickel avec un ou plu  sieurs métaux du groupe     tungstène-molyb-          déne,    ou bien (c) un ou     plusieurs    métaux du  groupe cobalt-nickel avec un ou plusieurs mé  taux du groupe tungstène-molybdène, ces  deux derniers métaux ayant avec eux du car-      boue soit,     sous    la forme d'un métal carburé,

    soit d'un mélange du métal ou des métaux  avec du carbone.  



  L'inventeur a formé également de nou  velles compositions dures contenant. des ingré  dients qui peuvent être classés en (I) le nou  veau composé chimique     WTiC,    avec (II) du  carbure de tantale ou du carbure de     colum-          bium    ou des corps     multi-carbures    contenant       CbC    ou     TaC    comme constituant principal et  contenant comme constituant accessoire, en  solution solide dans le constituant principal,  un ou plusieurs composés choisis dans le       g    roupe     comprenant    du     TaC,        CbC,

          TiC    et     ZrC,     et (III) une matière liante qui peut être (A)  un ou plusieurs métaux du groupe cobalt  nickel, ou bien (B) un ou     plusieurs    métaux       @du    groupe cobalt-nickel, avec un ou plusieurs  métaux du groupe     tungstène-moylbdéne,    ou  bien (C) un ou plusieurs métaux du groupe  cobalt-nickel, avec un ou plusieurs métaux  du groupe tungstène-molybdène, ces deux       derniers    métaux ayant avec eux du carbone  soit sous la forme de métal ou de métaux car  burés, soit en un mélange de métal ou des  métaux avec du carbone.  



  Si du     WTiC,    est employé comme carbure  dur sans comprendre aucun carbure auxi  liaire, la, matière liante utilisée sera de pré  férence, pour obtenir des compositions de fai  ble     conductibilité    thermique, un ou plusieurs  métaux du groupe     cobalt-nickel,    auquel cas  la quantité de la matière liante peut.

   être de  3 à 30 % de la composition, ou bien, en  second lieu, un ou plusieurs métaux du  groupe cobalt-nickel avec un ou     plusieurs          métaux    du groupe     tungstène-molybdène,    au  quel cas la quantité totale de cette     matière     liante peut être de 10 à 50 % de la compo  sition, et jusqu'à 80 % -de la matière liante  peuvent être un métal ou des métaux du  groupe tungstène-molybdène, ou bien en troi  sième lieu, un ou plusieurs métaux du groupe       cobalt-nickel    avec un ou plusieurs métaux  du groupe     tungstène-molybdène,    ce tungstène  et ce molybdène ayant absorbé du carbone,

    auquel cas la quantité de cette matière liante  peut être de 10 à     55    % de la composition    et jusqu'à 80% de la.     matière    liante peuvent  être un ou     plusieurs    métaux du groupe     tungs-          tène-molybcléne.        z-        compris    le carbone qu'ils  ont absorbé.  



  Si le     WTiC.,    est     employé    avec un carbure  auxiliaire tel que     TaC,        CbC,        Ta(Cb)C.          Ta(Ti)C,        Ta(Zr)C,        Ta(CbTi)C,        Ta(CbZr)C.          Ta(TiZr)    C, Ta     (CbTiZr)   <B>C, Ch</B> (Ta)<B>C, Ch</B> (Ti)<B>C,</B>       Cb        (Zr)    C,     Cb        (>\    a     Ti)    C,     Cb        (TaZr)    C,

       Cb(TiZr)    C,  ou     Cb(TaTiZr)C.    dont une méthode de pro  duction est exposée par exemple dans le bre  vet américain n     o_    ? 124509, et si le pourcen  tage du nouveau carbure     ZVTiC,    est diminué  du pourcentage du     carbure    auxiliaire ajouté,  les spécifications pour les pourcentages de  matières liantes et la composition de la ma  tière liante     restent        dans    les limites indiquées  ici.  



  Pour former les     compositions    de la caté  gorie indiquée en premier lieu ci-dessus.  c'est-à-dire ne comprenant pas, avec le nou  veau composé de     carbure        -\VTiC,,    de carbure  auxiliaire ni de métal     carburé    à part un liant.

    on a employé<B>17</B>     ;@    9>     '(;        de        WTiC,    avec  le reste de 83 à 5 % en     matière    liante, et  pour     l'emploi    pour la fabrication de pièces  ,  pour la taille d'acier, c     est-@i-dire    de pièces à  faible conductibilité thermique, la composi  tion contient de préférence de 45 à     95     de     WTiC,    et il est préférable d'employer  comme liant à la fois du cobalt et du tungs  tène et du     molybdène    carburé.

   le cobalt dis  solvant le     tungstène    ou le molybdène carburé  et formant un liant solide qui produit une  composition dure pouvant être déformée dans  une plus grande mesure sans rupture que ne  le peut une composition analogue utilisant  du WC au lieu de     -#\i        riC,,    avec la même quan  tité de cobalt comme liant, et est également       beaucoup    plus dure.

   L'inventeur pense que       jusqu'à    un     pourcentage    donné, le WC est dis  sous dans le cobalt ou le. nickel, à la tempé  rature de cimentation utilisée. pour former  un     eutectique    fondu. qui n'attaque pas les  particules de     WTiC_,    malgré leur petite di  mension, en mouillant complètement les sur  faces de ces     particules    excessivement     petites     de     ZVTiC,    pour former une liaison solide.      sans les dissoudre, et réduisant     l'agglom6ra-          tion    ou la croissance de ces     particules,    en les  laissant enchevêtrées.  



  L'inventeur pense que dans les composi  tions telles qu'elles sont faites jusqu'à pré  sent, en cimentant du     WC    au moyen de co  balt comme liant, le cobalt métallique s'unit  aux plus fines des particules de tungstène  carburé dans le mélange broyé pour former  un eutectique, lorsque la température dépasse  1350   C, ce qui a pour résultat leur élimina  tion comme carbure dur et laisse seulement  les particules plus grandes noyées dans ce  liant eutectique, tandis que si on emploie,  comme carbure dur, des particules de     WTiCz,     broyées à des dimensions excessivement pe  tites avec ou sans autres carbures tels que       TaC,        Ta(Cb)C,        Cb(Ta)C,    ou des carbures  analogues broyés de façon semblable,

   qui sont  également insolubles dans le liant, on produit  des compositions de matière qui ont un grain  fin et dans lequel toute tendance à la crois  sance du grain ou à l'agglomération est ré  duite au minimum. Il est. à remarquer que,  comme dans tout acier à outil à grande vi  tesse ou toute autre matière employée pour  des opérations de coupe, la durabilité aug  mente avec la finesse du grain.  



  L'emploi de magnésium dans     l'opération     de cimentation pour former la composition  dure agglomérée de matière a différents  effets précieux. Il agit comme substance de  captation et de retenue     (getter)    en se combi  nant à des gaz tels que l'oxygène et l'azote  pour empêcher une oxydation et pour contri  buer notablement à obtenir le vide extrême  ment élevé désiré. Il a été remarqué égale  ment que, dans certains cas, des traces de  magnésium restent dans les pièces soit en  carbure (le magnésium, soit allié à d'autres  substances et semblent améliorer la résistance  de la composition.

   Des essais comparatifs  avec et sans emploi de magnésium ont montré  que, dans     certains    cas, si le magnésium n'est  pas     utilisé    et particulièrement si on emploie  une température     supérieure    à 1400   C, il y a  une tendance pour le cobalt, lorsqu'il est em  ployé comme liant, à se vaporiser dans une    mesure minime à. la surface de la. pièce, de  sorts qu'il y a. un léger manque de     cobalt    à  la surface en comparaison du reste de la pièce  et qu'un dépôt de cobalt a été remarqué sur  des parties froides du four. Il a. au contraire  été observé que, lorsque du magnésium était  employé, ce manque de cobalt à la surface de  la pièce, ainsi que les dépôts sur la paroi du  four ne se présentent pas.

   L'inventeur     pense     que le magnésium fournit une atmosphère de  vapeur métallique dans le voisinage des  pièces, ce qui réduit ou empêche la vapori  sation du cobalt.  



  La faible     conductibilité        thermique,    d'en  viron 0,0645, qui peut être obtenue dans     ces     compositions dures, est particulièrement dési  rable dans des outils pour la coupe d'aciers.  D'autre part, pour la coupe rapide d'une fonte  qui a un copeau granulaire ou     s'émiettant,     une conductibilité thermique élevée est très  désirable et est essentielle si une durée d'exis  tence raisonnable de l'outil doit être obtenue  à des vitesses supérieures à 90     m/min.    La  raison -de ceci est que lorsque les copeaux  sont courts, la     production,de    chaleur par frot  tement est localisée très près du tranchant,

    habituellement dans la surface entre le tran  chant et une     ligne    située à quelques millièmes  de millimètres de celui-ci, de sorte qu'il est  désirable que l'outil ait     une    conductibilité  thermique élevée pour faciliter la. conduction  rapide de cette chaleur au corps de l'outil.  en vue. de réduire au minimum la tempéra  ture la plus élevée développée au bord tran  chant. On comprend que dans les aciers de  coupe à grande vitesse, le problème était  tout à fait différent parce que les     copaux     sont fendus et enroulés et viennent en prise  avec la surface de l'outil dans une zone espa  cée du tranchant d'une distance notable,  c'est-à-dire dans la zone où la formation de  cratères se présenterait.

   Comme le copeau est  rapidement déformé et par conséquent chauffé  à une température élevée, habituellement à  l'incandescence, il est désirable que l'outil  évacue de cette     surface    aussi peu de chaleur  que possible, principalement parce qu'il est  avantageux que le copeau ne soit pas refroidi      notablement par son contact avec l'outil,     vii     qu'il est moins facilement ondulé ou déformé       lorsqu'il    est refroidi.

   L'exemple 14 du ta  bleau ci-dessus donné était destiné à l'emploi  pour la coupe de la fonte et a été trouvé très  efficace pour cette application, sa.     conducti-          bilité        thermique    élevée servant à évacuer la  chaleur du     tranchant.  

Claims (1)

  1. REVENDICATION I: Composition de grandes dureté et ténacité, caractérisée par le fait qu'elle comprend des particules fines;ée carbure de tungstène et de titane, WTiC=, cimentées par un liant. SC)#êS-P,EVE\ DIC ATION S 1 Composition suivant la revendication I, caractérisée par le fait qu'elle comprend, en plus des particules de carbure de tungstène et de titane, @@TT'C2, des parti cules d'autres carbures durs, toutes ces particules étant cimentées par le liant.
    2 Composition suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le liant consti tue environ 3 à 55 % de la. composition, tandis que la teneur en carbure double WT\iC.. est d'environ 45 à 97 %. 3 Composition suivant la revendication 1. caractérisée par le fait qu'elle comprend des particules de carbure de tungstène et de titane, WTiC2, en une quantité -de 45 à 58/"0-' de la composition, conjointement avec des particules d'autres carbures durs. tandis que le liant constitue environ 25 à 50 % de la composition.
    4 Composition suivant la revendication I et la sous-revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comprend 45 à 90 % de carbure de tungstène et de titane, WTiC... 5 Composition suivant la. revendication 1, dans laquelle le liant comprend du cobalt. 6 Composition suivant la revendication 1, dans laquelle le liant comprend du nickel.
    7 Composition suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le liant con tient, outre l'un au moins des. métaux du groupe cobalt-nichel, une matière liante additionnelle. 8 Composition suivant la revendication I et la sous-revendication 7, caractérisée en ce que la. matière liante additionnelle est du tungstène.
    9 Composition suivant la revendication I et la, sous-revendication 7, caractérisée en ce que la matière liante additionnelle est du molvbdène. 10 Composition suivant la revendication I et la sous-revendication 7, caractérisée par le fait que la matière liante additionnelle est carburée. 11 Composition suivant la revendication I et la sous -revendication 7. caractérisée par le fait que la matière liante additionnelle constitue jusqu*à 80", du liant.
    REVENDICATION II: Procédé pour la fabrication d'une compo sition dure suivant la revendication I, carac térisé en ce qu'on prépare un mélange de par ticules finement divisées de carbure de tungstène et de titane. WTiC... et de liant. forme avec ce mélange une pièce de la forme désirée et chauffe cette pièce sons une pres sion réduite ;î, une température dépassant 131.5 " C.
    SOUS-REVENDICATIONS: 1? Procédé suivant la revendication<B>il,</B> ca ractérisé par le fait que le carbure et le liant sont divisés ensemble un présence d'hydrocarbure liquide, le mélange ainsi formé étant incomplètement séché et en suite mis à la forme désirée. 13 Procédé suivant la revendication II et la sous-revendication 12, caractérisé par le fait que la pièce formée est chauffée en présence de magnésium métallique. 1-1 Procédé suivant la revendication II, ca ractérisé en ce que la masse îi carbure de tungstène et de titane traitée renferme encore d'autres carbures durs.
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