CH533174A - Procédé de traitement, comportant une étape de durcissage, de la surface d'une pièce en acire inoxydable austénitique à l'exception d'une pièce d'horlogerie, et pièce obtenue par la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

  
 



   Procédé de traitement, comportant une étape de durcissage, de la surface d'une pièce en acire inoxydable austénitique à l'exception d'une pièce d'horlogerie,
 et pièce obtenue par la mise en oeuvre de ce procédé
 La présente invention a pour objet un procédé de traitement, comportant une étape de durcissage, de la surface d'une pièce en acier inoxydable austénitique à l'exception d'une pièce d'horloge rie.



   L'invention a également pour objet la pièce obtenue par la mise en oeuvre de ce procédé.



     II    est d'usage d'utiliser des aciers martensitiques pour la fabrication de pièces à surface dure. Ce genre d'acier est en effet peu oxydable, présente une belle allure et se prête aisément à la trempe. Ces qualités le font donc généralement préférer, pour cegenre d'utilisation, aux aciers austénitiques.



   Toutefois les aciers martensitiques sont magnétiques, chers, et d'un usinage ainsi que d'un matriçage à chaud peu aisés.



   Si les aciers austénitiques, également inoxydables, offrent par rapport aux aciers martensitiques l'avantage d'être meilleur marché et non magnétiques, ils présentent l'inconvénient d'être relativement mous et de ne pas se prêter à la trempe, de sorte qu'ils sont sujets à s'user ou à se rayer.



   Un certain nombre de solutions ont été proposées pour assurer le durcissement de telle surfaces. Ces solutions doivent concilier des exigences qui sont le plus souvent contradictoires.



   La surface doit être inoxydable, très dure, sans être magnétique, tout en présentant une grande stabilité de coloration.



   On a par exemple proposé d'utiliser un acier inoxydable austénitique qui, comme on l'a vu, est mou (sa dureté moyenne est d'environ 50 unités de l'échelle de Vickers) et de durcir la surface des pièces par nitruration.



   Une telle nitruration peut s'obtenir soit par un traitement d'activation, réalisé par un bain de sel de nitruration, soit par un traitement de passivation effectué sous atmosphère contrôlée nitrurante, obtenue par dissociation de l'ammoniac.



   On a proposé, dans l'application de tels traitements et préalablement à la nitruration, de traiter des aciers austénitiques inoxydables par un agent réducteur effectuant une dépassivation de leur surface.



   Dans le cas du traitement à l'ammoniac, on a également proposé d'effectuer la nitruration en deux étapes, une première réali   sée    entre 500 et   510 C    et une deuxième entre 550 et 5600 C.



   On a par ailleurs eu l'idée de réaliser des pièces en métal fritté.



  Cette méthode est toutefois d'un prix de revient très élevé.



   Une autre solution consiste à durcir la surface des pièces, réalisées en acier austénitique, par un traitement selon lequel on commence par sabler la partie de la surface à traiter, chauffe très rapidement la pièce sous une température de l'ordre de   10500 C,    répand sur ladite surface, maintenue à cette température, un composé pulvérulent, formé dans une proportion de 85 % environ de carbure de tungstène, lequel pénètre par diffusion dans l'épaisseur superficielle de cette surface, puis refroidit brutalement la pièce et la termine enfin par meulage et polissage. Ce procédé requiert cependant un dépôt de matière et conduit à une mise en oeuvre relativement délicate.



   On a également proposé de réaliser des pièces en acier austénitique dont la surface est durcie sans qu'il soit nécessaire de recourir à un dépôt de matière.



   Le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait que, lors de l'étape de durcissage, dans une première phase, d'activation, on chauffe la pièce préalablement formée dans cet acier, à une température comprise entre 350 et   7000    C dans un bain de sel à base de cyanure de sodium légèrement carburant et fortement nitrurant, et, dans une seconde phase, de passivation, destinée à fixer l'état de la surface de la pièce, on réchauffe celle-ci à une température comprise entre 400 et 6000 C en atmosphère contrôlée, nitrurante, pendant plusieurs dizaines d'heures au total, laisse la pièce se refroidir à la température ambiante, et polit alors sa surface,

   pour permettre de lui faire subir d'éventuels   traite-    ments de finition
 La présente invention a également pour objet une pièce dont la surface est durcie par mise en oeuvre de ce procédé.



   A titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé objet de l'invention va maintenant être décrite en détail:
 La pièce à traiter est tout d'abord usinée ou formée dans un acier austénitique inoxydable.



   Le procédé comprend deux phases, une première phase d'activation destinée à assurer une grande dureté à la surface de la pièce traitée et une seconde phase de passivation permettant de conserver indéfiniment à la surface de la pièce traitée son aspect, en particulier de rendre cette surface inoxydable.



   Dans cette première phase d'activation, la pièce est progressivement chauffée dans un bain de sel présentant des qualités légèrement carburantes mais très fortement nitrurantes, ce bain de  sel étant à base de cyanure de sodium. Ce bain est chauffé à une température qui est comprise entre 350 et 700 C. Une température de 570 C est particulièrement propice.



   La pièce est ensuite plongée dans un bain de sel présentant des qualités légèrement carburante mais très fortement nitrurantes. ce bain de sel étant à base de cyanure de sodium.



   Dans la seconde phase du procédé, dite de passivation. la pièce est tout d'abord réchauffée à une température comprise entre 400 et 600 C par une atmosphère contrôlée, nitrurante, qui est obtenue par dissociation de l'ammoniac. Ce réchauffement est progressif et demande une durée assez longue, par exemple plusieurs dizaines d'heures. La pièce est ensuite laissée à la température ambiante à laquelle elle se refroidit progressivement. Un deuxième cycle de passivation est alors entamé, tout d'abord par réchauffement progressif de la pièce à une température comprise entre 400   et600    C dans une atmosphère contrôlée identique à la précédente. nitrurante et obtenue par dissociation de l'ammoniac.



  La durée de ce réchauffement dure assez longtemps, par exemple plusieurs dizaines   d'heures.    à la suite de quoi la pièce est finalement abandonnée à la température ambiante qu'elle atteint progressivement. La surface de la pièce est ensuite polie de façon habituelle et   l'on    peut la terminer par certains traitements de finition.



   La pièce ainsi traitée présente une surface particulièrement dure. résistant aux rayures, d'un éclat que ne peut altérer aucune oxydation.



   Il y a cependant lieu de noter que la dureté de cette surface doit être interprétée comme une résistance à l'usure, au frottement, et aux rayures. et non aux chocs trop violents. lesquels pourraient détériorer la pièce en décollant la couche superficielle traitée. La pièce ainsi obtenue est en outre amagnétique et offre de grandes possibilités d'utilisation.



   Bien que les surfaces des pièces traitées comme indiqué ci-dessus soient inoxydables et présentent une dureté suffisante dans la plupart des cas, il est possible d'augmenter encore cette dureté et la résistance à la corrosion due à certains agents par un traitement consistant à revêtir l'acier durci d'un métal ou d'un alliage métallique.

 

   Ce revêtement additionnel peut être réalisé par dépôt galvanique ou par dépôt électrostatique sous vide, par exemple.



   Pour un accroissement de la dureté, la couche déposée sera de quelques microns et pourra être faite de chrome dur ou d'un alliage au chrome tel que du chrome-vanadium ou du chrometungstène.



   Dans certains cas, s'il n'est pas nécessaire d'augmenter la dureté mais seulement la résistance à certains agents corrosifs auxquels la pièce terminée est exposée. la couche déposée pourra être très mince. de I micron par exemple, et être faite de zinc ou même de plomb. 

Claims (1)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de traitement. comportant une étape de durcissage.

   de la surface d'une pièce en acier inoxydable austénitique à l'ex- ception d'une pièce d'horlogerie. caractérisé par le fait que, lors de ladite étape. dans une première phase, d'activation, on chauffe la pièce préalablement formée dans cet acier. à une température comprise entre 350 et 700 C dans un bain de sel à base de cyanure de sodium légèrement carburant et fortement nitrurant. et, dans une seconde phase. de passivation. destinée à fixer l'état de la surface de la pièce. on réchauffe celle-ci à une température comprise entre 400 et 600 C en atmosphère contrôlée. nitrurante. pendant plusieurs dizaines d'heures au total, laisse la pièce se refroidir à la température ambiante. et polit alors sa surface pour permettre de lui faire subir d'éventuels traitements de finition.

   II. Pièce obtenue par la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication I.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que. au cours de ladite seconde phase, ladite atmosphère contrôlée. nitrurante, est obtenue par dissociation de l'ammoniac.

   et que, la durée de ce réchauffement étant d'une dizaine d'heures.

   on laisse la pièce se refroidir à la température ambiante. avant de la réchauffer à nouveau à 400-600 C.

   2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que, durant la première phase du durcissage, on chauffe la pièce à une température de 570 C.