CH345218A - Procédé de formation d'alliage superficiel et four pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

  Procédé de     formation    d'alliage superficiel  et four pour la mise en     aeuvre    de ce procédé    La présente invention se rapporte à un procédé  de formation d'alliage superficiel par diffusion en  phase gazeuse d'un métal d'apport, dans lequel les  pièces à traiter sont chauffées dans un, four en pré  sence du métal d'apport et d'un réactif propre à  véhiculer ce dernier.  



  Dans les procédés connus de ce genre, les piè  ces à traiter sont disposées dans le métal d'apport  se trouvant sous forme de morceaux en vrac ou de  poudre. Ces procédés, peuvent être satisfaisants mais  présentent parfois des aléas tels que défauts d'homo  généité de la couche d'apport, piqûres, etc. En outre,  ils ne conviennent pas à toutes les applications.  



  La présente invention a pour objet un procédé  de formation     d'alliage    superficiel sur des pièces  métalliques par     diffusion,    en phase gazeuse d'un  métal d'apport, qui est exempt des inconvénients sus  visés.  



  Le     procédé    suivant l'invention est caractérisé en  ce que le métal d'apport se trouve sous     forme    d'un  ou plusieurs éléments frittés. Cette disposition per  met une homogénéité excellente de la couche d'ap  port et un fini irréprochable des pièces terminées,  tandis que le métal d'apport reste sensiblement sans  salissures au cours, des: opérations et se prête à une  coopération intime et efficace avec le réactif.     Celui-          ci    peut être liquide tel qu'un acide halogéné, par  exemple l'acide fluorhydrique ou autre dont les élé  ments frittés seront imprégnés ;

   il peut être solide,  de préférence pulvérisé, tel qu'un     halogénure,    et sera  soit incorporé dans tout ou partie des éléments     frit-          tés,    de préférence dans des logements ménagés à  l'avance à cet effet, soit disposé à côté d'eux ; il    peut encore être gazeux tel qu'un halogène,     avanta-          F    Cr       usement    du fluor, et sera admis au sein ou au voi  sinage des éléments frittés.  



  Les éléments frittés de métal d'apport peuvent  être     prévus,    sous forme d'une multitude de particules  telles que des billes ;     celles-ci    viennent entourer les  pièces à traiter, comme les morceaux de métal utili  sés     jusqu'à    présent, mais présentent, par rapport à  ces     derniers,    une efficacité considérablement accrue.  



  De préférence cependant, les éléments frittés pré  sentent des     dimensions    plus importantes et ont un  contour dont tout ou partie est agencé pour suivre,  voire épouser la     surface    à traiter, en en étant séparé  par un     intervalle    petit ou nul ; on     emboite    alors les  dits éléments, à la manière d'écrins ou de noyaux,  sur ou dans les pièces à traiter.  



  Pour les petites pièces de série, un même écrin  fritté peut être prévu avec un nombre plus ou moins  important d'alvéoles, chacun de ces alvéoles étant  destiné à recevoir une de ces petites pièces. Plusieurs  écrins: frittés ainsi     garnis    peuvent être empilés dans  un même creuset, ce qui permet un gain appréciable  de place et de temps.  



  Le traitement des pièces, qui s'effectue au four  dans une atmosphère habituellement réductrice, peut  être     conduit    de manière discontinue, c'est-à-dire que  l'on enfourne les pièces, on les laisse     ainsi    jusqu'à la  fin de l'opération, puis on les retire, mais de préfé  rence, et     notamment    lorsqu'il s'agit de pièces longues  profilées telles que tubes, feuillards, etc., il est exé  cuté en     continu,    c'est-à-dire que les     pièces    voyagent  dans le four les unes: à la suite des autres et sont  traitées entre le moment où elles y sont     admises    et  celui où elles en sortent.

        En vue d'une telle opération; les éléments     frittés     peuvent     accompagner    les pièces qui     cheminent    dans  le four ou encore être montés stationnaires dans       celui-ci    et présenter ainsi un mouvement relatif par  rapport aux pièces. Dans les deux cas, le sens de  déplacement des pièces dans le four peut être verti  cal, horizontal ou incliné, et les éléments frittés con  sistent de préférence en des blocs juxtaposés et/ou  empilés     agencés    pour former dans leur ensemble, par  exemple, soit un tunnel ou cheminée dans le cas du  traitement d'une surface externe de pièce, soit une  âme dans le cas du traitement d'une     surface    interne.  



  L'invention a également pour objet un four pour  la     mise    en     oeuvre    du procédé décrit ci-dessus, ainsi  qu'une pièce munie d'une couche superficielle d'al  liage obtenue par ce procédé.  



  Le four que     comprend    l'invention est caractérisé  par un dispositif de guidage permettant aux pièces  de se     déplacer    dans le four pour subir un traitement  en     continu.       Des formes d'exécution de l'invention sont     ci-          après        décrites,    à titre d'exemple, en référence au des  sin annexé, dans lequel  la     fig.    1 est une vue en coupe verticale d'un creu  set à écrins, frittés multicellulaires pour le traitement  de petites pièces  la     fig.    2 est une vue schématique en coupe ver  ticale d'un four en continu pour le traitement des       tubes,    ;

    la     fig.    3 est une vue de ce four en coupe suivant  la ligne     III-III    de la     fig.    2 ;  la     fig.    4     concerne    une partie modifiée de l'instal  lation représentée à la     fig.    2 ;    la     fig.    5 est relative à une autre variante.    On se référera d'abord à la     fig.    1 qui concerne  une application du procédé au traitement, par apport  de chrome, de petites pièces P de série, telles que  pignons, vis ou autre, etc.

   En vue de leur     chromi-          sation,        ces    pièces P sont logées dans des alvéoles A  ménagés en, grand nombre dans des écrins E, à rai  son     d'un.e        pièce    P par alvéole A. Chaque écrin E  est     constitué    par de la poudre de chrome frittée à  l'avance. Plusieurs tels écrins E sont empilés dans  un même creuset R. Les alvéoles de chaque écrin  sont     recouverts    et fermés par l'écrin, immédiatement  supérieur, tandis qu'un,     couvercle    C assure la ferme  ture des alvéoles de l'écrin placé en haut de la pile.  En outre, un réactif halogéné est admis au sein ou  au voisinage des écrins.  



  Le creuset R est passé au four sous une tempé  rature appropriée en atmosphère réductrice. Après  le temps voulu, les pièces P sont dotées d'une cou  che de chrome parfaitement uniforme et exempte de  piqûres ou autres défauts.  



  On se référera maintenant aux     fig.    2 et 3 qui       concernent    une application du procédé au traitement    de l'extérieur de tubes ou autres pièces à profil cons  tant par apport de chrome. On voit à la     fig.    2 en 1  un four, en 2 la sole du four, en 3 une chambre de  préchauffage, et en 4 une chambre de refroidisse  ment, en 5 une gaine fixe en acier réfractaire traver  sant de part en part l'ensemble de la chambre de  préchauffage 3, du four 2 et de la chambre de re  froidissement 4. Les extrémités de la gaine fixe 5  dépassent légèrement à l'extérieur et sont munies  respectivement l'une d'une tubulure d'amenée 6  d'hydrogène et l'autre d'une tubulure d'évacuation 7.  



  Une série de tubes-support 8, 9, 10, 11 sont  réunis bout à bout par des manchons 12, 13 et 14  comportant chacun, une collerette centrale de dimen  sions identiques, aux dimensions extérieures des     tubes-          support    et deux portions symétriques pouvant s'en  gager dans une     extrémité    de tube-support et servir  ainsi de bouchon. A l'intérieur d'un tube-support  peuvent être disposés des éléments 15 en une ou  deux parties en métal     d'apport    fritté qui forment une  gaine à l'intérieur de laquelle est placé le tube 16  à traiter.  



  A leur entrée et à leur sortie de la gaine fixe 5,  les différents tubes-support traversent un dispositif  d'étanchéité (non représenté) qui peut être, par  exemple, un presse-étoupe à garniture d'amiante.  



  La vitesse d'avance des tubes-support est réglée  de façon. que chaque point d'un tube reste dans la  partie chauffante du four le temps nécessaire à assu  rer une     chromisation    normale de la pièce à traiter.  



  La     fig.    3 montre la coupe, suivant     III-III    de la       fig.    2, d'un four équipé de cinq gaines fixes 5a, 5b,  <I>5c, 5d</I> et 5e placées sur la sole 2 du four. Dans ces  gaines passent les tubes-support qui sont garnis d'élé  ments 15 en métal d'apport fritté. Ces éléments 15  entourent eux-mêmes les tubes 16 à traiter.  



  Il est à noter que, grâce à ses formes bien défi  nies de corps. solide obtenu, par frittage, le métal  d'apport se prête à une mise en place précise du  réactif, ce qui permet une répartition judicieuse de  ce dernier dont peut dépendre le succès du traite  ment lorsque les pièces sont longues.  



  En variante     (fig.    4), la disposition, est analogue  à     celle    qui vient d'être décrite en, référence aux     fig.    2  et 3, excepté que les tubes sont chromisés non plus  sur leur extérieur mais sur leur intérieur. Dans ce  cas, les     tubes.    à traiter jouent le rôle des tubes-support  8 de la     fig.    2 et les blocs en chrome fritté 15 sont  disposés à l'intérieur des tubes à la manière de  noyaux. Les, blocs 15 sont de préférence     prévus    eux  mêmes creux de façon à ce que au moins l'un. d'eux  puisse recevoir une charge convenable de     réactif,     ainsi qu'il est représenté en 20.  



  Dans les modes de réalisation: des     fig.    2 et 3 et  de la     fig.    4, les blocs frittés accompagnent les pièces  à traiter pendant le trajet de celles-ci dans le four.  Dans la variante qui va maintenant être décrite en       référence    à la     fig.    5, les blocs frittés sont empilés à  poste fixe dans, le four et présentent ainsi un mou  vement relatif par rapport aux pièces.      A la     fig.    5, on voit en 21 le four, en 22 le moufle  dans lequel sont disposés les uns au-dessus des autres  des éléments annulaires 23 en métal     d'apport    fritté.

    Un embrèvement 24 permet de les centrer avec pré  cision et de constituer une gaine centrale 25 parfai  tement cylindrique à l'intérieur de laquelle passe le  tube à traiter 26. Le tube est maintenu dans l'aligne  ment de la gaine 25 par des dispositifs de guidage  constitués par au moins deux paires de poulies 27  et 28.  



  Les mouvements des poulies 27 et 28 sont réglés  pour assurer soit une descente régulière du tube 26  soit une descente par     saccades    alternées avec des  arrêts prolongés. Ces mouvements sont en outre con  jugués de telle sorte que les poulies 27     supportent    le  poids de la portion, supérieure du tube 26 et     celui     du tube qui lui fait suite, tandis que les poulies 28  supportent la     portion    inférieure du tube 26, déjà  traitée.  



  Le tube 26 pénètre     dans    l'enceinte du four par  un organe d'étanchéité 29 placé au sommet d'une  chambre d'entrée 30, c'est-à-dire dans une zone rela  tivement froide. L'organe 29 consiste avantageuse  ment en des     presse-étoupes.    D'une     façon    analogue,  le tube 26     sort    du four par une chambre de refroi  dissement 31 en traversant, si besoin est, un organe  d'étanchéité 32. De l'hydrogène est introduit en 33  au sommet de la chambre 40 et     ressort    en 34 à la  base du four.  



  Les éléments frittés sont percés chacun d'un ou  plusieurs trous tels que 35 formant un conduit ver  tical obturé en 36 à la     partie    supérieure et par lequel  on peut introduire du réactif par l'orifice 37 en tra  versant par un tube 38 la chambre de refroidisse  ment 31. Des passages 40 de préférence radiaux peu  vent être ménagés dans un, ou plusieurs blocs frittés  23 et s'étendent entre le conduit 35 et la gaine 25  de manière à faire     communiquer    ces derniers.  



  Une pièce de jonction 39 assure la     continuité     entre les tubes     successifs,    26. Cette pièce est en métal       d'apport    fritté lorsque les faces extrêmes des tubes  doivent être traitées.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Procédé de formation, d'alliage superficiel par diffusion, en phase gazeuse d'un métal d'apport, dans lequel les. pièces à traiter sont chauffées dans un four en présence du métal d'apport et d'un réactif pro pre à véhiculer ce dernier, caractérisé en ce que ledit métal d'apport se trouve sous forme d'un ou plusieurs éléments frittés.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que lesdits éléments frittés ont un contour dont tout ou partie est agencé pour suivre, voire épouser, la surface à traiter ou en étant séparé par un inter valle petit ou nul, et l'on emboîte lesdits éléments, à la manière d'écrins, ou de noyaux, sur ou dans les pièces à traiter. 2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que ledit réactif est un réactif halogéné, placé au sein ou au voisinage des éléments frittés. 3.

   Procédé suivant la revendication 1 et la sous- revendication 2, caractérisé par des logements, mé nagés dans, les éléments frittés et destinés à recevoir le réactif. 4. Procédé suivant la revendication I et la sous revendication 1, pour le traitement de petites pièces de série, caractérisé en ce que les écrins comportent des alvéoles en grand nombre pour recevoir chacun une pièce et en, ce que plusieurs écrins sont empilés dans un même creuset.

   REVENDICATION II Four pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication I, caractérisé par un dispositif de guidage permettant aux pièces de se déplacer dans le four pour subir un traitement en continu. SOUS-REVENDICATIONS 5. Four suivant la revendication II, caractérisé par une gaine fixe adaptée pour guider les pièces et/ou les éléments frittés, lesquels accompagnent celles: ci dans leur déplacement. 6. Four suivant la revendication 1I, caractérisé par un, logement adapté pour recevoir un empilement fixe d'éléments frittés parcouru par les pièces.

   REVENDICATION III Pièce munie d'une couche superficielle d'alliage obtenue par le procédé suivant la revendication 1.