<B>Procédé de formation d'au moins une couche métallique adhérente à la surface</B> <B>d'un support également métallique.</B> La présente invention concerne la forma tion d'au moins une couche métallique adhé rente à la surface d'un support également métallique, soit pour constituer un plaquage (doublage) uniforme du support, c'est-à-dire l'application, sur sa surface, d'une seule cou che, généralement mince, d'un autre métal ou alliage capable d'adhérer sur le premier, soit pour constituer un plaquage à plusieurs cou ches, dont seulement une adhère directement à la surface du support et les autres indirec tement par les couches intermédiaires.
On sait que le plaquage est en général obtenu soit par voie d'un dépôt électrolytique du second métal sur le premier, soit par sou dure directe, sur le métal de base, avec ou sans interposition d'une couche d'adhérence intermédiaire, d'une feuille plus ou moins épaisse du métal de plaquage, soit par exem ple sous l'action de la pression à une tempé rature suffisamment élevée pour assurer la soudure, l'ensemble pouvant être ensuite la miné ou étiré.
On sait également qu'en utilisant les mé thodes de la métallurgie des poudres, il est possible de faire adhérer une couche de pou dre métallique sur un support, de façon à for mer sur ce dernier un revêtement, en procé dant au frittage, éventuellement accompagné d'une compression mécanique, de cette poudre au contact dudit. support. Cependant, il est parfois difficile, sinon impossible, d'obtenir une adhérence correcte du revêtement métallique sur le support. L'in vention tend à. améliorer cette adhérence.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on recouvre, au moins partielle ment, le support d'une couche de grains mé talliques susceptibles d'adhérer par chauffage sur ledit support, puis que l'on chauffe la surface du support ainsi recouvert à une tem pérature au moins égale à celle nécessaire pour obtenir une interdiffusion des métaux en contact, dans une atmosphère réductrice contenant de l'hydrogène et constamment re nouvelée le long de ladite surface.
De cette façon, on évite la formation d'oxydes et élimine les oxydes éventuellement préexistants qui sont, nuisibles à l'adhérence des grains métalliques à la surface du sup port.
Lorsqu'il s'agit de plaquer le support à L'aide d'une couche uniforme d'un seul métal ou alliage différent du métal ou alliage du support, le recouvrement de la surface de ce support à l'aide du métal ou alliage à l'état granulaire, avant le traitement thermique, peut n'être que partiel. Si, au contraire, il s'agit d'obtenir sur ladite surface deux cou ches métalliques, dont la couche composée d'un métal ou alliage susceptible d'adhérer facilement au support sert à l'accrochage de la couche extérieure, ce recouvrement, est effectué, de préférence, sur toute la surface du support qui doit être couverte par le revê tement définitif.
Ce premier recouvrement, qu'il soit total ou partiel, à l'aide d'un métal ou alliage à l'état granulaire, peut être réalisé en répan dant ou fixant-sur cette surface une poudre dudit métal ou alliage, ou en projetant ce dernier, à l'état fondu ou vaporisé, finement divisé, sur ladite surface, par exemple à l'aide d'un pistolet de métallisation.
Dans le cas où l'on part d'urne poudre du métal ou alliage, celle-ci peut être soit simplement sau poudrée sur la surface à plaquer, éventuelle ment enduite au préalable d'un liant liquide susceptible de favoriser l'adhésion momenta née de la poudre sur son support, par exem ple de l'eau, additionnée ou non d'une subs tance organique liante, soit étendue par les procédés habituels de peinture sur ladite sur face, à l'état de suspension dans une solution d'un liant organique dans un liquide volatil, par exemple une solution alcoolique de eam- phre.
Dans le cas où l'on désire former directe ment sur la surface du métal ou alliage de base une couche uniforme de métal ou alliage constituant un plaquage, la surface saupou drée ou garnie de grains comme il vient d'être exposé est portée à une température suffi samment élevée pour assurer une fusion et une vaporisation partielle du métal ou alliage de plaquage.
On constate alors, lors du chauffage de la surface métallique recouverte de grains du métal ou alliage de plaquage, dans les condi tions ci-dessus énoncées, qu'il se produit tune véritable diffusion dudit métal ou alliage sur la surface plaquée, diffusion qui donne lieu à la formation d'une couche mince adhérente et parfaitement uniforme de ce métal ou alliage sur cette surface.
On peut-ainsi obtenir des feuilles, bandes, fils et articles analogues en un premier métal ou alliage, recouverts d'une couche d'un mé tal ou alliage différent constituant, par exemple, un revêtement protecteur ou doué de propriétés physiques, par exemple optiques, particulières.
Les produits plaqués obtenus peuvent être, après le traitement de plaquage, soumis à fui traitement de déformation mécanique par la minage, étirage, forgeage, emboutissage ou autres traitements analogues, soit en vue de réduire encore l'épaisseur de la couche de pla quage, soit en vue de donner au produit ob tenu sa forme définitive.
Les deux exemples ci-après se réfèrent à la mise en oeuvre d'un procédé de plaquage conforme à l'invention. Exemple <I>1:</I> Plaquage d'une tôle d'acier à l'aide d'une couche très mince de bronze à 7 % d'étain. La tôle d'acier, parfaitement, nettoyée, est mouillée à sa surface par de l'eau ou du pé trole dont on laisse écouler l'excédent en dressant la plaque verticalement,
puis elle est saupoudrée de grains d'alliage de bronze à 7 % d'étain de 0,1 à 50 p. de diamètre, sans que ceux-ci aient besoin d'être jointifs. Ces grains adhèrent à la surface en raison de la pellicule d'eau ou pétrole.
La tôle ainsi saupoudrée est passée dans un four dans lequel règne une atmosphère ré ductrice contenant de ].'hydrogène et constam ment renouvelée, ce four étant chauffé à J70 C.
Lorsque la tôle est extraite du foui, au bout de 10 minutes environ, on constate que les grains de l'alliage ont disparu. Ils sont remplacés par une couche uniforme très mince de ].'alliage qui s'est étendue sur toute la surface par cheminement superficiel.
Exemple <I>.?:</I> Plaquage d'une plaquette de carbure de tungstène pour outils à coupe rapide, en vue de sa fixation sur son support.
La ou les faces de la. plaquette de tungs tène destinées à venir au contact du support. sont tout d'abord mouillées à l'eau ou au pé trole, puis saupoudrées d'une poudre de bronze à 7 % d'étain et 03 % de cuivre. L'en- semble est alors porté, pendant une dizaine (le minutes environ, à, une température de 970" C, dans un four à atmosphère réductrice contenant clé L'hydrogène et constamment re nouvelée.
Après ce traitement, la plaquette se trouve recouverte, aux endroits traités, d'une couche clé bronze diffusée sur toute la surface, de fa- Sori continue, l'épaisseur de cette couche, qui dépend de celle de la couche de poudre initia lement déposée sur la plaquette, pouvant être celle d'une simple pellicule ou aller jusqu'à 1 mm environ.
La couche ainsi obtenue permet, de braser ensuite, sans aucune difficulté, la plaquette sur la pièce de support destinée à la main tenir lors de son utilisation. Elle constitue, en outre, une liaison élastique permettant de compenser les dilatations linéaires, différentes pour une même température, subies par le support et par la plaquette lors du brasage.
Lorsque le procédé comporte la formation d'une première couche d'accrochage, il est préférable de chauffer les grains de cette cou- ciie (toujours en atmosphère réductrice con tenant de l'hydrogène et constamment renoa- velée) à une température qui, tout en étant suffisamment élevée pour obtenir leur adhé rence au support, par interdiffusion des mé taux en contact, n'est pas assez élevée pour qu'il se produise une fusion totale des grains;
après quoi on recouvre la sous-couche ainsi obtenue avec le métal ou alliage en poudre ou en feuille, destiné à former la couche de revêtement final, la poudre, dans le premier cas, étant formée de grains dont le diamètre moyen est de préférence inférieur à celui des grains de la sous-couche, après quoi l'on pro cède au frittage de cette poudre, avec com pression éventuelle, par les méthodes de la métallurgie des poudres.
Les grains métalliques destinées à former le revêtement final ou la sous-couche de liai son sont, de préférence, dîme poudre obtenue conformément au procédé décrit dans le bre vet suisse N 279387, Ce procédé permet en effet d'obtenir des poudres dont les grains sont sphériques ou sensiblement tels, ou formés d'une pellicule en forme -d'enveloppe de sphère, et qui pré sentent tous approximativement le même dia mètre ou tout au moins des diamètres compris dans les limites relativement étroites, ces pou dres étant particulièrement aptes à jouer le rôle de sous-couche dans la forme d'exécution du procédé conforme à l'invention, qu'on vient de décrire.
Ainsi qu'il a déjà été dit plus haut, les grains de poudre peuvent être simplement saupoudrés sur le support. Cependant, il vaut mieux, en particulier dans le cas où ce sup port n'est. pas plan et où il serait difficile de le saupoudrer régulièrement, de mouiller la surface à recouvrir d'un liquide (tel que, par exemple, eau, eau glycérinée, alcool. camphré, pétrole) capable de fixer les globules sur le support pendant toutes les manipulations qui précèdent l'opération de chauffage.
On peut aussi procéder en mettant les globules en sus pension dans un liquide volatil, par exemple l'alcool ordinaire ou un alcool supérieur con tenant en dissolution un corps organique pré sentant des propriétés liantes et capables de se sublimer ou de s'évaporer facilement, par exemple le camphre,- après quoi cette suspen sion est appliquée sur la surface du support par les procédés habituels de peinture. L'éva poration rapide du solvant laisse ainsi les glo bules métalliques collés au support et entre eux par une fine pellicule du liant organique qui empêchera tout déplacement dans les opé rations et manipulations ultérieures.
Enfin, on peut également recouvrir le sup port de grains métalliques, sans utiliser une masse de poudre métallique, en procédant à la pulvérisation directe, sur le support, du métal ou de l'alliage destiné à former par exemple une sous-couche, au moyen d'un pis tolet de métallisation. Dans ce cas, la couche adhérente obtenue, surtout s'il s'agit d'une couche intermédiaire destinée à être chauffée au-dessous de son point de fusion, donne sou vent lieu à la formation de cloques au refroi dissement. Pour remédier à cet inconvénient, il peut être procédé à un laminage, martelage ou autre traitement analogue avant refroidis- sement complet pour refermer la couche sou levée avant le chauffage.
Que cette sous-couche intermédiaire soit ou non soumise à un tel traitement de compression, elle présente, après ledit chauffage, et grâce au dimensionnement et à la nature des grains métalliques utilisés, des aspérités et des vides de dimensions régulières ou sensiblement telles, et assez régulièrement répartis, ressem blant grossièrement à la texture que présente rait une toile métallique fine dont les mailles seraient de dimensions comparables.
Ces aspérités et ces vides réguliers, dont on peut faire varier les dimensions à volonté en choisissant un diamètre plus ou moins grand pour les grains, facilitent l'accrochage de la deuxième poudre, dont la granulométrie est choisie de préférence, ainsi qu'il a été dit, pour qu'elle puisse pénétrer dans les vides de la sous-couche.
Le procédé peut être réalisé également en fabrication continue, dans le cas oùl'on désire obtenir des bandes de grandes longueurs, dans lesquelles pourront être découpés des élé ments, ou qui pourront être ultérieurement recouvertes en bloc ou par un procédé continu, d'une couche de poudre métallique, d'une qua lité autre que celle de la première couche adhérente.
On peut, par' exemple, fixer les grains d'adhésion en couche régulière, par l'un des procédés décrits ci-dessus, saupoudrage, en- duction sous forme de suspension, pulvérisa tion directe à l'état fondu, sur une bande- support en feuillard, toile métallique ou toute bande-support métallique analogue ininter rompue qui se déplace progressivement, ou aussi sur une portion de bande plus ou moins longue reposant sur un ruban de transport ininterrompu.
L'ensemble, se déplaçant à vitesse constante, pénètre dans un four à atmosphère réductrice contenant de l'hydro gène et constamment renouvelée, dans lequel le tout est porté à une température suffisam ment élevée pour assurer soit une fusion accompagnée d'une vaporisation partielle des grains utilisés, soit tout au moins une inter- diffusion des métaux de ces derniers et du support.
A sa sortie du four, le support ainsi pré paré peut être recouvert, soit immédiatement, soit ultérieurement, d'une poudre choisie pour constituer le revêtement définitif. Le tout est alors repassé dans un deuxième four placé à la suite du premier et chauffé à une tem pérature suffisamment élevée pour assurer le frittage de cette poudre et son interdiffusion avec la sous-couche, réalisant ainsi une fabri cation continue.
En particulier, cette forme d'exécution du procédé conforme à l'invention peut s'appli quer avec avantage pour faire adhérer d'une faon parfaite des poudres de bronze au plomb sur un support en acier, pour lequel ces poudres ne présentent pas d'affinité, en constituant sur ledit support une sous-couche de liaison en poudre de bronze à l'étain, lai ton ou tout autre alliage analogue.
Dans une première opération, cette sous- couche est chauffée à une température infé rieure à celle correspondant à la fusion, mais suffisamment élevée pour permettre l'inter- diffusion des métaux constituant le support, d'une part, et la sous-couche, d'autre part, ainsi que la eoliésion des globules de poudre, ce chauffage ayant lieu en atmosphère réduc trice contenant de l'hydrogène et constam ment renouvelée et la surface du support ainsi que la poudre ayant été préalablement ame nées ou maintenues dans un état de propreté et de désoxydation aussi parfait que possible.
Une fois la sous-couche obtenue, on la recou vre de la poudre de bronze au plomb, par l'un des procédés signalés ci-dessus, et on chauffe à nouveau l'ensemble à la température néces saire pour réaliser l'agglomération. Il se pro duit alors une interdiffusion des grains des deux poudres, assurant l'adhérence parfaite du revêtement final.
A titre d'exemple, on a réalisé un coussi net de bronze au plomb en procédant de la façon suivante: Le corps du coussinet, en acier moulé, a été recouvert, sur sa surface correspondant à la surface de frottement, d'une première cou- (-lie, très mince, d'une poudre d'alliage cuivre- él ain obtenue conformément au procédé ci- dessus rappelé et présentant une grosseur de grain comprise entre 50 et 200,u. A cet effet, ladite poudre a été mise en suspension dans une solution alcoolique de camphre à 5 0/0,
cette suspension ayant été ensuite badigeon née sur la surface à recouvrir.
L'ensemble a ensuite été porté à une tem pérature de 950 C pendant 10 minutes, après quoi on a recouvert la sous-couche ainsi obte- me, par les mêmes moyens, d'une couche d'en viron 1,5 mm d'épaisseur d'une poudre de bronze au plomb à 30 % de Pb, obtenue par le même procédé que la première poudre et présentant une grosseur de grain comprise entre 0,1 et 50,u.
On a de nouveau chauffé l'ensemble<B>à.</B> une température de 750 à 850 C pendant 10 minutes. On a ainsi obtenu, sur le sup port, une couche de bronze au plomb de 1,2 mm environ d'épaisseur, parfaitement adhérente.