CH632790A5 - Modification of metal surfaces - Google Patents

Modification of metal surfaces Download PDF

Info

Publication number
CH632790A5
CH632790A5 CH329378A CH329378A CH632790A5 CH 632790 A5 CH632790 A5 CH 632790A5 CH 329378 A CH329378 A CH 329378A CH 329378 A CH329378 A CH 329378A CH 632790 A5 CH632790 A5 CH 632790A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
substrate
coating
jacket
alloy
silicon
Prior art date
Application number
CH329378A
Other languages
French (fr)
Inventor
Daniel Santhamurthi Gnanamuthu
Original Assignee
Avco Everett Res Lab Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avco Everett Res Lab Inc filed Critical Avco Everett Res Lab Inc
Publication of CH632790A5 publication Critical patent/CH632790A5/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F3/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by special physical methods, e.g. treatment with neutrons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C23C26/02Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00 applying molten material to the substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

La présente invention concerne la modification de la surface des pièces métalliques réactives à bas point de fusion, finies ou semi-finies, notamment en aluminium ou en magnésium sous forme The present invention relates to the modification of the surface of reactive metallic parts with low melting point, finished or semi-finished, in particular aluminum or magnesium in the form

élémentaire ou sous forme alliée, et plus particulièrement la production de propriétés physiques ou chimiques modifiées sur des surfaces métalliques, par exemple trempées. elementary or in alloyed form, and more particularly the production of modified physical or chemical properties on metallic surfaces, for example tempered.

Il existe de nombreux procédés connus et mis en pratique depuis longtemps pour améliorer la résistance des surfaces des pièces métalliques finies ou semi-finies (qu'elles soient en métal élémentaire, en alliage ou en composés métalliques) à l'usure, l'éraillure, la déformation, la corrosion, réchauffement et/ou l'érosion; il existe notamment une méthode de fusion et d'alliage, à l'aide d'un laser, d'un revêtement à point de fusion bas ou pas très supérieur, avec un substrat à point de fusion plus élevé pour produire des surfaces résistantes. There are many methods known and practiced for a long time to improve the resistance of the surfaces of finished or semi-finished metal parts (whether they are elementary metal, alloy or metal compounds) to wear, scuffing , deformation, corrosion, heating and / or erosion; there is in particular a method of melting and alloying, using a laser, a coating with a low melting point or not much higher, with a substrate with a higher melting point to produce resistant surfaces.

Les brevets des E.U.A. Nos 3952180 et 4015100 de la titulaire décrivent respectivement des procédés de placage et d'alliage de surface qui résolvent certains problèmes, et on va maintenant décrire un perfectionnement applicable à l'amélioration des propriétés des surfaces des substrats métalliques réactifs à bas point de fusion, par mélange d'un revêtement avec ces surfaces et/ou fusion du substrat. U.S. patents Nos. 3952180 and 4015100 of the licensee describe plating and surface alloying processes respectively which solve certain problems, and we will now describe an improvement applicable to the improvement of the surface properties of reactive low-melting metal substrates, by mixing a coating with these surfaces and / or melting the substrate.

C'est un objectif important de la présente invention de procurer un perfectionnement dans le domaine de la protection de la résistance à l'usure des métaux, et dans les domaines connexes, quant à l'extension des procédés utilisables dans ces mêmes domaines et/ou l'obtention de produits améliorés, et plus particulièrement le mélange d'un revêtement de surface à haut point de fusion avec un substrat à point de fusion plus bas de façon à produire une surface modifiée à un pourcentage volumique important, c'est-à-dire comportant plus de 50% du matériau de revêtement à haut point de fusion. It is an important objective of the present invention to provide an improvement in the field of the protection of the resistance to wear of metals, and in related fields, as regards the extension of the methods usable in these same fields and / or obtaining improved products, and more particularly the mixing of a surface coating with a high melting point with a substrate with a lower melting point so as to produce a surface modified at a large volume percentage, that is to say ie comprising more than 50% of the coating material with a high melting point.

C'est un autre objectif de l'invention de procurer des couches de surface modifiées très denses et peu poreuses. It is another objective of the invention to provide very dense and not very porous modified surface layers.

C'est encore un autre but de l'invention de procurer un procédé de traitement des couches de surface qui s'accommode des géomé-tries difficiles, y compris les régions de surface rentrantes et éloignées. It is yet another object of the invention to provide a method for treating surface layers which accommodates difficult geometries, including reentrant and distant surface regions.

C'est encore un autre objectif de l'invention de procurer un procédé de formation de couche superficielle, indépendamment des conditions de champ électrique ou magnétique qui existent éventuellement dans la région ou la surface à traiter, ou qui peuvent apparaître au cours du traitement. It is yet another objective of the invention to provide a method of forming a surface layer, independently of the electric or magnetic field conditions which may exist in the region or the surface to be treated, or which may appear during treatment.

D'autres objectifs encore de l'invention sont d'utiliser des matériaux de base ou des pièces peu coûteux, quant au choix et à la quantité initiaux et quant à la limitation de la quantité utilisée; de réduire au minimum les frais de main-d'œuvre, de matières premières et/ou de temps nécessaire à l'usinage auxiliaire et/ou au chauffage relatif à la formation de couche superficielle; de donner de la souplesse à la commande du procédé; de réduire au minimum les effets accidentels sur le substrat qui se trouve au-dessous de la couche de surface; de donner une couche de surface à microstructure sélectivement grossière ou fine; de permettre un temps de travail et un temps correspondant de préparation du substrat et de posttraitement réduits au minimum. Still other objectives of the invention are to use basic materials or inexpensive parts, as regards the initial choice and quantity and as regards the limitation of the quantity used; to reduce to a minimum the costs of labor, raw materials and / or time necessary for auxiliary machining and / or heating relating to the formation of surface layer; to give flexibility to the control of the process; minimize accidental effects on the substrate below the surface layer; providing a surface layer with selectively coarse or fine microstructure; to allow working time and a corresponding time of preparation of the substrate and post-treatment reduced to the minimum.

Le procédé selon l'invention est caractérisé comme il est dit à la revendication 1. The method according to the invention is characterized as described in claim 1.

On peut mettre l'invention en œuvre en revêtant le substrat avec des ingrédients de renfort à haut point de fusion pour renforcer le substrat dans une couche superficielle de celui-ci. Dans ce cas, on fait fondre le revêtement et une couche superficielle du substrat sur une profondeur prédéterminée de ce dernier, par application d'un faisceau concentré d'énergie rayonnante sur les régions de surface limitées, d'une superficie de l'ordre de 0,0065 à 4,5 cm2, et on procède au déplacement relatif du faisceau d'énergie rayonnante et de la surface de façon à faire fondre et resolidifier séquentiellement la surface sur une profondeur et une largeur pratiquement constantes dans des conditions pratiquement uniformes au cours du balayage linéaire, de façon à définir un motif voulu de modification de surface. On protège soigneusement la pièce pour empêcher l'oxydation de la couche superficielle fondue. On règle les conditions de la fusion de façon à induire un mélange et un écoulement par convection forcés du matériau de revêtement fondu et du matériau fondu du substrat. On maintient toute région ainsi traitée à l'état fondu pendant moins The invention can be implemented by coating the substrate with high melting point reinforcing ingredients to reinforce the substrate in a surface layer thereof. In this case, the coating and a surface layer of the substrate are melted over a predetermined depth of the latter, by application of a concentrated beam of radiant energy on the limited surface regions, with an area of the order of 0.0065 to 4.5 cm2, and the relative movement of the beam of radiant energy and of the surface is carried out so as to melt and resolidify the surface sequentially to a practically constant depth and width under practically uniform conditions during linear scanning, so as to define a desired pattern of surface modification. The part is carefully protected to prevent oxidation of the molten surface layer. The conditions of the melting are adjusted so as to induce mixing and forced convection flow of the molten coating material and the molten material of the substrate. Any region so treated is kept in the molten state for less

2 2

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

632 790 632,790

de 2 s, et de préférence pendant moins de 1 s, et le substrat forme une source froide très importante pour la ou les régions fondues en assurant la solidification rapide au départ du faisceau d'énergie incident. Les grandes vitesses de refroidissement pendant la trempe du revêtement fondu par le laser, comparables à celles que l'on ne pouvait obtenir jusqu'à présent que par des techniques de refroidissement par projection, sont rapportées plus en détail dans l'article d'Elliot et al., «Rapid Cooling by Laser Melt Quenching», in «Applied Physics Letters», vol. 21, N° 1, pp. 23-25,juillet 1972. Cependant, l'état de la technique suppose des limites à tout traitement quantitatif de la pièce par suite de phénomènes tels que la porosité artificiellement engendrée par vaporisation des constituants à bas point d'ébullition d'un métal d'alliage, comme le disque utilisé par exemple à la page 123 de Gagliano et al., «Lasers in Industry», vol. 57, IEEE Proceedings, N° 2, 1969, pp. 114-117. Selon l'invention, on obtient des microstructures cristallines, alors que le refroidissement par projection ne permet d'obtenir que des microstructures amorphes. 2 s, and preferably for less than 1 s, and the substrate forms a very important cold source for the molten region or regions by ensuring rapid solidification from the incident energy beam. The high cooling rates during quenching of the laser melted coating, comparable to those which could only be obtained hitherto by spray cooling techniques, are reported in more detail in the article by Elliot et al., "Rapid Cooling by Laser Melt Quenching", in "Applied Physics Letters", vol. 21, N ° 1, pp. 23-25, July 1972. However, the state of the art supposes limits to any quantitative treatment of the part as a result of phenomena such as the porosity artificially generated by vaporization of the low boiling point constituents of a metal d alloy, as the disc used for example on page 123 of Gagliano et al., "Lasers in Industry", vol. 57, IEEE Proceedings, N ° 2, 1969, pp. 114-117. According to the invention, crystalline microstructures are obtained, while spray cooling allows only amorphous microstructures to be obtained.

Le procédé est de préférence mis en œuvre à la pression atmosphérique ou à une pression supérieure à la pression atmosphérique (pour supprimer la volatilisation des ingrédients du mélange et pour éviter le temps nécessaire à l'immobilisation, au nettoyage et à la préparation dans le traitement sous vide), et sous un gaz protecteur inerte. The process is preferably carried out at atmospheric pressure or at a pressure higher than atmospheric pressure (to suppress volatilization of the ingredients of the mixture and to avoid the time necessary for immobilization, cleaning and preparation in the treatment. under vacuum), and under an inert protective gas.

On fait éventuellement osciller localement à 100-1000 Hz la zone transitoire d'application d'énergie pour la fusion, pour favoriser davantage le mélange des ingrédients. Une telle oscillation comprend éventuellement un balayage local d'un faisceau d'énergie rayonnante et/ou une modification du contour du faisceau, par exemple par alternance entre une forme rectangulaire et une forme ronde du faisceau. The transient energy application zone for melting may be oscillated locally at 100-1000 Hz, to further promote the mixing of the ingredients. Such an oscillation possibly includes a local scanning of a beam of radiant energy and / or a modification of the contour of the beam, for example by alternation between a rectangular shape and a round shape of the beam.

On rebalaie éventuellement la chemise d'alliage avec un faisceau laser à onde continue à une vitesse plus grande que dans le premier balayage de façon à produire une chemise d'alliage à grains affinés (le facteur d'affinage étant au moins égal à 10). On applique éventuellement l'affinage des grains au substrat lui-même. The alloy jacket is optionally rebalanced with a continuous wave laser beam at a higher speed than in the first scan so as to produce an alloy jacket with refined grains (the refining factor being at least equal to 10) . Optionally, the refining of the grains is applied to the substrate itself.

Le procédé de la présente invention utilise le matériel laser à onde continue qui est décrit dans les brevets des E.U.A. Nos 3702972, 3721915,3810043,3713030,3848104 et 3952180 de la titulaire. The process of the present invention uses the continuous wave laser equipment which is described in the U.S. patents. Nos 3702972, 3721915.3810043.3713030.3848104 and 3952180 of the licensee.

Grâce au procédé qui fait l'objet de la présente invention, il est possible de fabriquer une pièce à partir d'un métal de base choisi en fonction de son prix de revient et/ou de ses propriétés chimiques, et il est possible de modifier sa surface de travail de façon à obtenir les caractéristiques requises pour une application particulière, par exemple dureté, résistance mécanique ou ductilité à haute température, résistance à l'usure, ou résistance à la corrosion. Thanks to the process which is the subject of the present invention, it is possible to manufacture a part from a base metal chosen as a function of its cost price and / or of its chemical properties, and it is possible to modify its working surface so as to obtain the characteristics required for a particular application, for example hardness, mechanical strength or ductility at high temperature, wear resistance, or corrosion resistance.

Sur les planches de dessins annexées : On the attached drawing boards:

la fig. 1 est un schéma qui montre une surface traitée avant et après modification conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention; fig. 1 is a diagram showing a surface treated before and after modification in accordance with a preferred embodiment of the invention;

les fig. 2 et 3 sont des photomicrographies, grossies 100 fois, de coupes d'une pièce traitée comme indiqué sur la fig. 1, et la fig. 6 est une coupe, grossie 2000 fois, de la fig. 2; fig. 2 and 3 are photomicrographs, magnified 100 times, of sections of a part treated as indicated in fig. 1, and fig. 6 is a section, magnified 2000 times, of FIG. 2;

la fig. 4 est un diagramme donnant le pourcentage volumique de particules de silicium (à gauche), d'une part, et le pourcentage pondéral de silicium (à droite), d'autre part, en fonction de la profondeur de la pièce (en millimètres); fig. 4 is a diagram giving the volume percentage of silicon particles (on the left), on the one hand, and the weight percentage of silicon (on the right), on the other hand, as a function of the depth of the part (in millimeters) ;

la fig. 5 est un diagramme donnant la dureté Knoop (500 g) en kilogrammes par millimètre carré (à gauche), d'une part, et la dureté Rockwell (à droite), d'autre part, en fonction de la profondeur de la chemise d'alliage, en millimètres, et les fig. 7 et 8 sont des photomicrographies, grossies 500 fois, représentant un autre aspect des applications de l'invention. fig. 5 is a diagram giving the Knoop hardness (500 g) in kilograms per square millimeter (on the left), on the one hand, and the Rockwell hardness (on the right), on the other hand, as a function of the depth of the jacket d alloy, in millimeters, and figs. 7 and 8 are photomicrographs, magnified 500 times, representing another aspect of the applications of the invention.

La fig. 1 représente un substrat métallique de base S, par exemple un siège de soupape ou une cage de roulement à billes, ou une pièce similaire, en aluminium ou en magnésium (élémentaire ou allié) avec un revêtement en poudre PC qui est fluide ou lié par un liant volatil ou encore semi-fritté, ou encore appliqué par pulvérisation au plasma ou au chalumeau ou par peinture avec un liant volatil, et chauffage préalable pour faire sécher le revêtement d'un matériau à haut point de fusion. On applique éventuellement ce revêtement par points ou en bandes sous des formes géométriques régulières ou bien comme motif irrégulier, suivant les impératifs de l'application finale. Dans un exemple d'application, la bande de revêtement en poudre PC était faite de poudre fluide et avait une largeur de 6 mm et une hauteur de 1,5 mm et une porosité de 50% environ. On a balayé Iongitudinalement cette bande avec un faisceau laser ayant un diamètre D plus petit que la largeur de la bande d'essai, pour faire fondre cette bande ainsi qu'une profondeur limitée (de moins de 50% de l'épaisseur de la bande d'essai) du substrat. Les métaux fondus se resolidifiaient à mesure que le faisceau laser les balayait, par transmission de chaleur à la partie très conductrice du substrat formant source froide. Fig. 1 shows a basic metal substrate S, for example a valve seat or a ball bearing cage, or a similar part, made of aluminum or magnesium (elementary or alloyed) with a PC powder coating which is fluid or bonded by a volatile or semi-sintered binder, or else applied by plasma or torch spraying or by painting with a volatile binder, and preliminary heating to dry the coating of a material with a high melting point. This coating is optionally applied in spots or in strips in regular geometric shapes or as an irregular pattern, depending on the requirements of the final application. In an example application, the PC powder coating strip was made of flowing powder and was 6 mm wide and 1.5 mm high and had a porosity of about 50%. This strip was scanned lengthwise with a laser beam having a diameter D smaller than the width of the test strip, to melt this strip as well as a limited depth (of less than 50% of the thickness of the strip of the substrate. The molten metals re-solidified as the laser beam swept them, by transmission of heat to the highly conductive part of the substrate forming the cold source.

On a formé une chemise complexe resolidifiée C dont la hauteur, au-dessus de la surface d'origine de la pièce (WP—), était plus grande que la hauteur du revêtement de poudre d'origine, et dont l'épaisseur, au-dessous de la surface d'origine de la pièce (WP+), était moins de la moitié de WP—. Une zone Z de matériau de substrat à grains affinés, d'épaisseur moindre que l'épaisseur moyenne de cette chemise, apparaît près de la chemise. A complex resolidified jacket C was formed, the height of which, above the original surface of the part (WP—), was greater than the height of the original powder coating, and the thickness of which, at the - below the original surface of the part (WP +), was less than half of WP—. A zone Z of refined grain substrate material, of thickness less than the average thickness of this jacket, appears near the jacket.

Quand on fait subir au revêtement un frittage préalable ou une agglomération préalable et qu'on le fait adhérer mécaniquement ou qu'on le réunit d'une autre manière au substrat, la forme finale de la chemise C se conforme (avec un léger retrait) à la forme d'origine de la bande PC. When the coating is subjected to a preliminary sintering or a prior agglomeration and that it is made to adhere mechanically or that it is joined in another way to the substrate, the final shape of the jacket C conforms (with a slight shrinkage) to the original form of the PC tape.

Au sein de la chemise se trouvent de grosses particules de silicium, à raison d'environ 70% en volume, dans une matrice d'eutectique silicium-aluminium représentant 30% en volume environ, en moyenne, avec une plus forte concentration de silicium dans la région WP — de la chemise que dans sa région WP +. Within the jacket are large particles of silicon, at a rate of approximately 70% by volume, in a silicon-aluminum eutectic matrix representing approximately 30% by volume, on average, with a higher concentration of silicon in the WP region - of the shirt only in its WP + region.

Les fig. 2 et 3 sont des photomicrographies en coupe, grossies 100 fois, des exemples précédents de traitement réel d'un revêtement de silicium élémentaire sur un substrat d'alliage d'aluminium (AA390) (sous forme de plaque coulée de 12,7 mm d'épaisseur), par balayage avec un faisceau laser f/21 de 5 mm de diamètre et de 4,3 kW de puissance à une vitesse de traitement de 51 cm/min. Les photomicrographies des fig. 2 et 3 ont été prises aux endroits indiqués sur la fig. 1. La fig. 2 se compose en fait de deux de ces photomicrographies, superposées pour faire apparaître une plus grande profondeur. Figs. 2 and 3 are sectional photomicrographs, magnified 100 times, previous examples of actual treatment of a coating of elementary silicon on an aluminum alloy substrate (AA390) (in the form of a 12.7 mm d cast plate thickness), by scanning with an f / 21 laser beam of 5 mm in diameter and 4.3 kW of power at a processing speed of 51 cm / min. The photomicrographs of figs. 2 and 3 were taken at the locations indicated in fig. 1. Fig. 2 actually consists of two of these photomicrographs, superimposed to reveal a greater depth.

La fig. 6 est une photomicrographie, grossie 2000 fois, prise de l'intérieur d'une région à forte densité de silicium de la photomicrographie de la fig. 2. Fig. 6 is a photomicrography, magnified 2000 times, taken from the interior of a region with a high density of silicon from the photomicrography of FIG. 2.

Les fig. 4 et 5 montrent les gradients de composition du silicium, et de dureté résultante, en descendant de la surface de la chemise à travers la profondeur de la chemise, chaque gradient distinct (comprenant une modification progressive de plus de 20% dans la région WP + de la profondeur de la chemise) étant en contradiction avec le caractère homogène des couches d'alliage obtenues jusqu'à présent à l'aide d'un laser. Figs. 4 and 5 show the gradients of silicon composition, and of resulting hardness, going down from the surface of the jacket through the depth of the jacket, each distinct gradient (including a progressive modification of more than 20% in the WP + region of the depth of the jacket) being in contradiction with the homogeneous nature of the alloy layers obtained until now using a laser.

D'une manière générale, dans la mise en pratique de l'invention, on balaie la surface à modifier avec un faisceau laser de 1 à 20 kW, concentré sur un cercle de 0,5 à 17,8 mm de diamètre, ou sur une superficie équivalente mais d'une autre forme (par exemple sur un carré ou un rectangle de même superficie), à une vitesse de 12 cm à 1,2 m/min, les conditions étant réglées en moyenne de façon que la densité de puissance soit un peu plus forte (d'environ 20%) que pour allier un revêtement à bas point de fusion dans le même substrat avec une importante dilution (plus de 50% en poids) du matériau de revêtement, et une densité de puissance nettement plus importante (40% environ) que celle que l'on utiliserait pour plaquer un revêtement sur le substrat sans modification significative de la composition du revêtement. Des temps de séjour types à l'état fondu pour une région donnée quelconque de la couche superficielle sont de 0,1 à 1,0 s, et le temps de refroidissement, pour la région fondue à 50% au maximum de la température de solidus applicable pour la composition d'alliage, est sensiblement égal au temps d'échauffe- Generally, in the practice of the invention, the surface to be modified is scanned with a laser beam of 1 to 20 kW, concentrated on a circle of 0.5 to 17.8 mm in diameter, or on an equivalent area but of another shape (for example on a square or a rectangle of the same area), at a speed of 12 cm at 1.2 m / min, the conditions being adjusted on average so that the power density a little stronger (about 20%) than to combine a coating with a low melting point in the same substrate with a significant dilution (more than 50% by weight) of the coating material, and a significantly higher power density significant (about 40%) than that which would be used to apply a coating to the substrate without significant modification of the composition of the coating. Typical melt residence times for any given region of the surface layer are 0.1 to 1.0 s, and cooling time for the molten region to 50% or less of the solidus temperature applicable for the alloy composition, is substantially equal to the heating time-

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

632790 632790

4 4

ment. Pendant la fusion, les seuls gradients thermiques induisent un degré important de mélange des ingrédients du revêtement avec la partie couche superficielle fondue. En outre, on pense qu'une onde de pression est induite par le grand apport d'énergie, et que cette onde de pression favorise davantage le mélange vigoureux, sensiblement dans une recirculation par convection de ce que l'on estime être de 50 à 200 fois autour d'un point donné alors que la matière est à l'état fondu ou semi-fondu. A mesure que les grosses particules de silicium (ou autre phase à haut point de fusion) précipitent, la recirculation par convection se poursuit dans la suspension ainsi formée, jusqu'à ce que la matrice d'aluminium-silicium se congèle. Entre-temps, les particules de silicium qui ont précipité les premières atteignent une grande dimension, peut-être par coalescence (largeur 40 à 100 ;j.et rapport d'aspect de 2 à 5 x ). is lying. During the melting, the only thermal gradients induce a significant degree of mixing of the coating ingredients with the melted surface layer part. In addition, it is believed that a pressure wave is induced by the large energy supply, and that this pressure wave further promotes vigorous mixing, substantially in a convection recirculation of what is estimated to be 50 to 200 times around a given point while the material is in the molten or semi-molten state. As the large particles of silicon (or other phase with a high melting point) precipitate, recirculation by convection continues in the suspension thus formed, until the aluminum-silicon matrix freezes. Meanwhile, the silicon particles which precipitated the first ones reach a large dimension, perhaps by coalescence (width 40 to 100; j. And aspect ratio from 2 to 5 x).

On obtient et on manipule éventuellement le faisceau laser à énergie rayonnante qui a été décrit ci-dessus, à l'aide d'un appareil à laser à onde continue du type décrit dans les brevets des E.U.A. Nos 3721915, 3702973,3577096 et 3713030 de la titulaire. The radiant energy laser beam which has been described above is obtained and possibly manipulated, using a continuous wave laser apparatus of the type described in the patents of the USA. Nos 3721915, 3702973,3577096 and 3713030 of the licensee.

On utilise éventuellement une sous-couche absorbant l'énergie sous le revêtement de poudre PC, comme décrit dans les brevets sus-indiqués. An energy absorbing undercoat is optionally used under the PC powder coating, as described in the above-mentioned patents.

On fait appel à un gaz protecteur pour éviter l'oxydation du revêtement fondu. On utilisera généralement un courant d'hélium de 0,28 m3/h (pour une vitesse de balayage du laser de 51 cm/min), suivi par un courant d'argon également protecteur à raison de 0,28 m3/h, dans la zone de traitement de la surface. A protective gas is used to prevent oxidation of the molten coating. A helium current of 0.28 m3 / h will generally be used (for a laser scanning speed of 51 cm / min), followed by an argon current also protective at the rate of 0.28 m3 / h, in the surface treatment area.

Il a été décrit un procédé de modification de surface et un produit résultant qui correspondent aux objectifs précités. Le temps de traitement est très bref, et les contraintes de place, de matériel et de coût sont faibles. La perturbation des propriétés du substrat sous-jacent au-dessous de sa mince zone à grains affinés est minime. On forme des alliages ou des chemises complexes en faisant passer des constituants mineurs du substrat dans un matériau de renfort, si bien que la chemise terminée à une matrice très dense (99,9%) avec de 0,1 à 10,0% en poids de particules secondaires du matériau de revêtement d'origine dans la matrice du matériau du substrat à grains affinés. A method of surface modification and a resulting product have been described which correspond to the above-mentioned objectives. The processing time is very short, and the constraints of space, material and cost are low. The disturbance of the properties of the underlying substrate below its thin, fine-grained zone is minimal. Complex alloys or jackets are formed by passing minor constituents of the substrate through a reinforcing material, so that the finished jacket in a very dense matrix (99.9%) with 0.1 to 10.0% in weight of secondary particles of the original coating material in the matrix of the material of the refined grain substrate.

D'autres matériaux à haut point de fusion (supérieur à 1000 °C) que l'on peut utiliser comme revêtements sur les substrats d'aluminium ou de magnésium conformément à l'invention comprennent les formes élémentaires ou alliées des métaux Mo, W, Cr, V, Hf, Zr, Fe, B, Be, Ni, Co, Ta, Nb, Ti, Pd, Th, Rh, Re, Os, Ir, Pt, Cu, Au et Mn, ainsi que les matériaux céramiques et réfractaires. Le revêtement peut être coulé ou forgé, ou bien ce peut être une structure consolidée très dense, par exemple un fil ou une feuille, au lieu des formes pulvérulentes ou autres formes poreuses ou spongieuses. Other materials with a high melting point (above 1000 ° C.) which can be used as coatings on aluminum or magnesium substrates in accordance with the invention include the elementary or alloyed forms of the metals Mo, W, Cr, V, Hf, Zr, Fe, B, Be, Ni, Co, Ta, Nb, Ti, Pd, Th, Rh, Re, Os, Ir, Pt, Cu, Au and Mn, as well as ceramic materials and refractory. The coating can be cast or forged, or it can be a very dense consolidated structure, for example a wire or a sheet, instead of powdered forms or other porous or spongy forms.

Grâce à l'invention, les substrats peuvent être de moins bonne qualité, et être donc moins coûteux, dans les cas où un impératif donné — par exemple aptitude à l'écrouissage et/ou plus grande densité — est fixé pour une surface telle que celle d'un siège de soupape dans une culasse de cylindre en aluminium, ou des rainures de segments dans les pistons en aluminium pour moteurs à explosion. Thanks to the invention, the substrates can be of lower quality, and therefore be less costly, in cases where a given requirement - for example workability and / or higher density - is fixed for a surface such that that of a valve seat in an aluminum cylinder head, or segment grooves in aluminum pistons for internal combustion engines.

L'aluminium a une conductivité thermique de 0,53 cal/cm-s-°C, le magnésium une conductivité thermique de 0,36 cal/cm-s-°C, et leurs alliages ont une conductivité du même ordre. De préférence, la présente invention est appliquée aux substrats dont la conductivité thermique dépasse 0,25 cal/cm-s-'C et dont le point de fusion (ou le liquidus, dans le cas d'un alliage) est de 400 à 800° C, et est suffisant pour assurer une conductivité suffisante pour empêcher la fusion au-delà d'une profondeur prédéterminée du substrat, et pour garantir une croissance limitée des grains de la phase à point de fusion le plus haut, qui reprécipite donc la première (par exemple, le silicium dans le cas d'une chemise d'alliage silicium-aluminium). Aluminum has a thermal conductivity of 0.53 cal / cm-s- ° C, magnesium a thermal conductivity of 0.36 cal / cm-s- ° C, and their alloys have a conductivity of the same order. Preferably, the present invention is applied to substrates whose thermal conductivity exceeds 0.25 cal / cm-s-'C and whose melting point (or liquidus, in the case of an alloy) is from 400 to 800 ° C, and is sufficient to ensure sufficient conductivity to prevent melting beyond a predetermined depth of the substrate, and to guarantee limited growth of the grains of the highest melting point phase, which therefore reprecipitates the first (for example, silicon in the case of a silicon-aluminum alloy jacket).

La chemise du produit résultant est unique par sa forte densité, son grand pouvoir adhérent, sa microstructure et sa liaison de diffusion métallurgique, par rapport au produit obtenu, selon la technique antérieure, par pulvérisation au chalumeau ou au plasma. The jacket of the resulting product is unique by its high density, its great adhesion, its microstructure and its metallurgical diffusion bond, compared to the product obtained, according to the prior art, by spraying with a torch or plasma.

Le matériau de revêtement a un point de fusion ou un liquidus de The coating material has a melting point or a liquidus of

1000° C, ou supérieur d'au moins 200° C, et de préférence beaucoup plus élevé que celui du substrat. 1000 ° C, or at least 200 ° C higher, and preferably much higher than that of the substrate.

Selon un autre aspect du procédé de l'invention, un profil de profondeur de dureté microscopique, pris dans des tranches très rapprochées, ferait apparaître des duretés spectaculairement différentes, c'est-à-dire de nombreux pics et creux alternants, les particules primaires de silicium ou autre matériau de revêtement ayant une plus grande dureté (étant sur une échelle Rockwell plus élevée) que les zones intermédiaires de la matrice. According to another aspect of the process of the invention, a depth profile of microscopic hardness, taken in very close sections, would reveal spectacularly different hardnesses, that is to say numerous alternating peaks and troughs, the primary particles. silicon or other coating material having a higher hardness (being on a higher Rockwell scale) than the intermediate zones of the matrix.

L'invention peut en outre être utilisée pour l'affinage des grains du substrat, en dehors de la formation d'une chemise à revêtement appliqué. The invention can also be used for refining the grains of the substrate, apart from the formation of an applied coating jacket.

Les pièces coulées et forgées présentent normalement des inclusions, par exemple des composés intermétalliques, des oxydes et des sulfures, outre les pores qu'elles contiennent. Si ces défauts se trouvent près de là surface, ils risquent d'altérer la résistance à la fatigue, la résistance à la corrosion et la résistance à l'usure d'une pièce. Par conséquent, on cherche à obtenir une structure de grains désirée et une composition chimique plus homogène en des endroits voulus de la surface. Par exemple, si une petite partie d'une grosse pièce est soumise à une forte usure et/ou à une forte corrosion, et à une fatigue, le mieux serait d'avoir une fine structure de grains et des inclusions d'alliage uniformément dispersées. Castings and forgings normally have inclusions, for example intermetallic compounds, oxides and sulfides, in addition to the pores they contain. If these defects are found near the surface, they may affect the fatigue strength, corrosion resistance and wear resistance of a part. Consequently, it is sought to obtain a desired grain structure and a more homogeneous chemical composition at desired locations on the surface. For example, if a small part of a large part is subjected to heavy wear and / or strong corrosion, and to fatigue, the best would be to have a fine grain structure and uniformly dispersed alloy inclusions. .

Dans l'état actuel de la technique, il est possible de parvenir à un affinage des grains par un traitement thermomécanique convenable, qui est bien entendu exécuté à l'état solide. Par conséquent, le procédé demande plusieurs heures, et il faut une grande quantité d'énergie thermique pour l'accomplir. D'autre part, avec le traitement connu, ce sont les grains de toute la pièce qui sont affinés. In the current state of the art, it is possible to achieve a refining of the grains by a suitable thermomechanical treatment, which is of course carried out in the solid state. Therefore, the process takes several hours, and it takes a large amount of thermal energy to accomplish it. On the other hand, with the known treatment, it is the grains of the whole part which are refined.

Le balayage de la surface avec un faisceau laser émettant une onde continue permet d'obtenir une structure affinée. On règle le faisceau de façon à obtenir une fusion rapide, suivie par une solidification rapide. Comme ce procédé est exécuté à l'état liquide, il est nettement plus rapide. Scanning the surface with a laser beam emitting a continuous wave provides a refined structure. The beam is adjusted so as to obtain rapid fusion, followed by rapid solidification. As this process is carried out in the liquid state, it is significantly faster.

Il est possible de faire fondre localement la surface d'une pièce peu coûteuse sur une profondeur prédéterminée avec un faisceau laser. On peut ainsi porter la température de surface de 200 à 400° C au-dessus du point de fusion. Le liquide fondu surchauffé qui se trouve sur la surface dissoudra les inclusions tout en devenant chimiquement homogène, alors que, ce qui est plus important, l'ensemble de la pièce sera à la température ambiante. Par conséquent, en raison de l'extraction rapide de chaleur du liquide fondu (réchauffement et le refroidissement totaux à 50% du point de fusion se faisant en 2 s au maximum), la cristallisation du liquide sous la forme solide se fait rapidement. Comme les cristaux peuvent atteindre une grande dimension, tout le liquide est complètement congelé. On obtient ainsi une fine structure dendritique se composant de fines inclusions. D'autre part, la composition chimique de cette structure est plus uniforme qu'avant le traitement. It is possible to locally melt the surface of an inexpensive part to a predetermined depth with a laser beam. It is thus possible to bring the surface temperature from 200 to 400 ° C above the melting point. The superheated molten liquid on the surface will dissolve the inclusions while becoming chemically homogeneous, while, more importantly, the entire part will be at room temperature. Consequently, due to the rapid extraction of heat from the molten liquid (total heating and cooling to 50% of the melting point taking place in a maximum of 2 s), the crystallization of the liquid in solid form takes place quickly. As the crystals can reach a large size, all the liquid is completely frozen. This gives a fine dendritic structure consisting of fine inclusions. On the other hand, the chemical composition of this structure is more uniform than before the treatment.

A titre d'exemple, on a traité un alliage d'aluminium AA 390 contenant de grosses inclusions de silicium primaire en faisant fondre la surface sur une profondeur de 1 tnm environ en appliquant un faisceau laser ayant une densité de puissance de 27,8 kW/cm2 à une vitesse de traitement de 51 cm/min. Le temps d'arrêt du faisceau était de 0,4 à 0,5 s. On estime que la vitesse de refroidissement, près du point de congélation de l'alliage, était de 103 à 104 °C/s, d'après l'espacement des branches des dendrites, qui était de 5 u.m environ. Etant donné que la surface de l'aluminium a un très grand pouvoir réflecteur pour un faisceau laser de 10,6 |xm de longueur d'onde, on l'a revêtue d'un agent d'absorption d'énergie en la traitant par environ 10% d'une solution de soude pendant 10 min environ pour faire apparaître un revêtement noir d'oxyde ou d'hydroxyde. On a rincé la surface ainsi revêtue avec de l'eau froide et on l'a fait sécher avant de la traiter avec le laser. For example, an aluminum alloy AA 390 containing large inclusions of primary silicon was treated by melting the surface to a depth of about 1 tnm by applying a laser beam having a power density of 27.8 kW. / cm2 at a processing speed of 51 cm / min. The beam stop time was 0.4 to 0.5 s. The cooling rate near the freezing point of the alloy is estimated to be 103-104 ° C / s based on the branch spacing of the dendrites which was approximately 5 µm. Since the surface of aluminum has a very high reflectivity for a laser beam of 10.6 µm wavelength, it has been coated with an energy absorbing agent by treating it with about 10% of a sodium hydroxide solution for about 10 min to reveal a black coating of oxide or hydroxide. The surface thus coated was rinsed with cold water and dried before being treated with the laser.

Les photomicrographies des fig. 7 et 8 montrent l'état de la surface de la pièce (une couche d'environ 1 mm d'épaisseur moyenne) avant et après traitement. Avant traitement, on peut observer des particules anguleuses de silicium primaire atteignant jusqu'à 60 p.m, The photomicrographs of figs. 7 and 8 show the state of the surface of the part (a layer of approximately 1 mm of average thickness) before and after treatment. Before treatment, angular particles of primary silicon can be observed reaching up to 60 p.m,

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

632 790 632,790

ainsi que l'eutectique aluminium-silicium; la surface de la pièce présente une certaine rugosité. Après traitement, la structure possède de fines particules anguleuses de silicium, de 1 à 4 ^m de grosseur environ, dispersées uniformément dans la matrice de l'alliage d'aluminium; la rugosité de la tranche a été complètement supprimée. 5 as well as the aluminum-silicon eutectic; the surface of the part has a certain roughness. After treatment, the structure has fine angular particles of silicon, from 1 to 4 μm in size approximately, dispersed uniformly in the matrix of the aluminum alloy; the roughness of the wafer has been completely removed. 5

D'une manière générale, on peut appliquer le traitement à des couches superficielles épaisses de 0,125 à 3 mm, de préférence de 1 mm environ, en utilisant un temps d'arrêt du faisceau de moins de 1 s, de préférence d'environ une 'A s. Le temps d'arrêt ne signifie pas une immobilisation du faisceau, mais correspond à la vitesse d'un 10 faisceau qui se déplace sans interruption et au diamètre de ce faisceau qui frappe la surface à traiter en produisant 5 à 100 kW-s/cm2 de surface traitée. On adapte l'apport d'énergie à chaque métal et à la profondeur de fusion voulue. On prévoit un gaz protecteur, comme décrit ci-dessus relativement à l'emploi d'un revêtement à haut point de fusion. In general, the treatment can be applied to surface layers 0.125 to 3 mm thick, preferably approximately 1 mm, using a beam stop time of less than 1 s, preferably approximately 1 'S. Stopping time does not mean that the beam is immobilized, but corresponds to the speed of a beam which moves continuously and to the diameter of this beam which strikes the surface to be treated producing 5 to 100 kW-s / cm2 of surface treated. We adapt the energy supply to each metal and to the desired depth of fusion. A protective gas is provided, as described above with respect to the use of a high melting point coating.

On peut appliquer l'affinage de grains dans un second temps, après le premier temps consistant à former une chemise comme décrit ci-dessus relativement aux fig. 1 à 6. Le rebalayage par un faisceau laser implique un échauffement et un refroidissement encore plus rapides que pour la formation de la chemise d'origine pour obtenir dans le produit fini un affinage de grains par un facteur au moins égal à 10. Cela implique de préférence une plus grande vitesse de balayage et/ou une plus petite densité de puissance dans le second temps par rapport au premier temps, ce qui est compensé par la meilleure transmission de chaleur à travers la liaison métallurgique de la chemise au substrat, par rapport aux conditions de transmission de chaleur interfaciale qui existent dans le premier temps. It is possible to apply the refining of grains in a second step, after the first step consisting in forming a jacket as described above in relation to FIGS. 1 to 6. Re-scanning by a laser beam involves heating and cooling even faster than for the formation of the original jacket to obtain in the finished product a grain refinement by a factor at least equal to 10. This implies preferably a higher scanning speed and / or a lower power density in the second time compared to the first time, which is compensated by the better heat transmission through the metallurgical bond of the jacket to the substrate, compared to the interfacial heat transmission conditions which exist in the first instance.

R R

4 feuilles dessins 4 sheets of drawings

Claims (12)

632790 REVENDICATIONS632,790 CLAIMS 1. Procédé de formation d'une chemise d'alliage dans une couche superficielle, caractérisé en ce qu'on revêt d'une couche de métal une zone prédéterminée d'un substrat métallique, l'épaisseur du substrat étant telle que le substrat constitue une source froide suffisant à assurer, en tout point non directement chauffé, une rapide resolidification de toute partie du revêtement préalablement amené à son point de fusion, ou liquidus, celui-ci étant supérieur d'au moins 1. A method of forming an alloy jacket in a surface layer, characterized in that a predetermined area of a metal substrate is coated with a layer of metal, the thickness of the substrate being such that the substrate constitutes a cold source sufficient to ensure, at any point not directly heated, rapid resolidification of any part of the coating previously brought to its melting point, or liquidus, the latter being at least greater 200 C à celui du substrat, puis on balaie ladite zone avec un faisceau laser à une vitesse et avec une densité de puissance qui, en conjonction avec la conductivité thermique du matériau choisi pour le substrat, assurent un échauffement rapide, impliquant la fusion du revêtement et d'une épaisseur prédéterminée du substrat correspondant à la partie de la chemise d'alliage qu'il représente, en moins de 2 s, et un refroidissement et une resolidification rapides du revêtement fondu de façon à produire une chemise d'alliage, ayant une densité de 99%, avec les particules du matériau de revêtement dans une matrice d'un eutectique de matériaux de revêtement et de substrat lié par diffusion métallurgique au substrat, lesdites particules du matériau de revêtement étant concentrées vers le haut au sein de ladite chemise. 200 C to that of the substrate, then sweep the said area with a laser beam at a speed and with a power density which, in conjunction with the thermal conductivity of the material chosen for the substrate, ensure rapid heating, implying the melting of the coating and of a predetermined thickness of the substrate corresponding to the part of the alloy jacket which it represents, in less than 2 s, and rapid cooling and resolidification of the molten coating so as to produce an alloy jacket, having a density of 99%, with the particles of the coating material in a matrix of a eutectic of coating materials and of substrate bonded by metallurgical diffusion to the substrate, said particles of the coating material being concentrated upwards within said jacket . 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on règle les conditions de façon à obtenir une couche de substrat à grains affinés près de ladite chemise. 2. Method according to claim 1, characterized in that the conditions are adjusted so as to obtain a layer of substrate with refined grains near said jacket. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le substrat est un métal ou un alliage dont le point de fusion ou la température de liquidus est de 400 à 800° C, et le revêtement est un métal ou un alliage dont le point de fusion ou la température de liquidus est de plus de 1000° C. 3. Method according to claim 1, characterized in that the substrate is a metal or an alloy whose melting point or the liquidus temperature is 400 to 800 ° C, and the coating is a metal or an alloy whose melting point or the liquidus temperature is more than 1000 ° C. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le substrat est l'aluminium ou le magnésium ou un alliage de l'un de ces deux métaux. 4. Method according to claim 3, characterized in that the substrate is aluminum or magnesium or an alloy of one of these two metals. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le matériau de revêtement est le silicium, le fer, le nickel, le cobalt, le molybdène, le tungstène, le chrome, le vanadium, le zirconium, l'hafnium, le tantale, le niobium, le titane, le bore, le béryllium, le palladium, le rhodium, le rhénium, l'iridium, le platine, le cuivre, l'or, le manganèse ou l'osmium, sous forme élémentaire ou alliée. 5. Method according to claim 3, characterized in that the coating material is silicon, iron, nickel, cobalt, molybdenum, tungsten, chromium, vanadium, zirconium, hafnium, tantalum, niobium, titanium, boron, beryllium, palladium, rhodium, rhenium, iridium, platinum, copper, gold, manganese or osmium, in elemental or alloyed form. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau de revêtement est le silicium, le fer, le nickel, le cobalt, le molybdène, le tungstène, le chrome, le vanadium, le zirconium, l'hafnium, le tantale, le niobium, le titane, le bore, le béryllium, le palladium, le rhodium, le rhénium, l'iridium, le platine, le cuivre, l'or, le manganèse ou l'osmium, sous forme élémentaire ou alliée. 6. Method according to claim 1, characterized in that the coating material is silicon, iron, nickel, cobalt, molybdenum, tungsten, chromium, vanadium, zirconium, hafnium, tantalum, niobium, titanium, boron, beryllium, palladium, rhodium, rhenium, iridium, platinum, copper, gold, manganese or osmium, in elemental or alloyed form. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le substrat comprend de l'aluminium et le revêtement comprend du silicium. 7. Method according to claim 6, characterized in that the substrate comprises aluminum and the coating comprises silicon. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement a une épaisseur de 0,25 à 2,5 mm. 8. Method according to claim 1, characterized in that the coating has a thickness of 0.25 to 2.5 mm. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement est sous forme consolidée. 9. Method according to claim 1, characterized in that the coating is in consolidated form. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement est sous forme de poudre fluide. 10. Method according to claim 1, characterized in that the coating is in the form of a fluid powder. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on procède à un rebalayage rapide ultérieur de ladite chemise avec le faisceau laser pour faire refondre et resolidifier la chemise encore plus rapidement, en réduisant ainsi la grosseur desdites particules d'un facteur au moins égal à 10. 11. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that one proceeds to a subsequent rapid re-scanning of said jacket with the laser beam to redesign and resolidify the jacket even faster, thereby reducing the size said particles by a factor at least equal to 10. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on effectue le rebalayage au moyen d'un laser émettant une onde continue et dont le faisceau a une puissance de plus de 20 kW/cm2. 12. Method according to claim 11, characterized in that the rescan is carried out by means of a laser emitting a continuous wave and whose beam has a power of more than 20 kW / cm2.
CH329378A 1977-03-28 1978-03-28 Modification of metal surfaces CH632790A5 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US78223077A 1977-03-28 1977-03-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH632790A5 true CH632790A5 (en) 1982-10-29

Family

ID=25125423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH329378A CH632790A5 (en) 1977-03-28 1978-03-28 Modification of metal surfaces

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS53119732A (en)
CA (1) CA1119479A (en)
CH (1) CH632790A5 (en)
DE (1) DE2813707A1 (en)
FR (1) FR2385810A1 (en)
GB (1) GB1583835A (en)
IL (1) IL54312A (en)
IT (1) IT1102134B (en)
SE (1) SE7803284L (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0154196A1 (en) * 1984-02-24 1985-09-11 Mazda Motor Corporation Process for forming a wear-resistant layer on a substrate
DE3936479A1 (en) * 1989-11-02 1991-05-08 Guenter Link Metallic and ceramic substrate coating method - using powder material applied to surface in liq. medium and melted by laser beam

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55148752A (en) * 1979-05-11 1980-11-19 Nippon Steel Corp Formation method of coating on metal surface
FR2461173A1 (en) * 1979-07-13 1981-01-30 Ts Dizelny I Reinforcing aluminium alloy piston ring groove - by fusing ring portion and adding constituent alloying to fused part
US4322453A (en) * 1980-12-08 1982-03-30 International Business Machines Corporation Conductivity WSi2 (tungsten silicide) films by Pt preanneal layering
FR2503601A1 (en) * 1981-04-09 1982-10-15 Inst Elektroswarki Patona Weld deposition onto aluminium alloy surfaces - comprises remelting at least once using controlled heat output and increasing weld pool volume each time
JPS5844965A (en) * 1981-09-10 1983-03-16 Fuji Kogyosho:Kk Formation of build-up welded layer
US4500364A (en) * 1982-04-23 1985-02-19 Exxon Research & Engineering Co. Method of forming a protective aluminum-silicon coating composition for metal substrates
JPS591678A (en) * 1982-06-29 1984-01-07 Nippon Steel Corp Production of composite tool steel for hot working
DE3224810A1 (en) * 1982-07-02 1984-01-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München METHOD FOR PRODUCING HARD, WEAR-RESISTANT EDGE LAYERS ON A METAL MATERIAL
JPS59150016A (en) * 1983-02-15 1984-08-28 Nippon Piston Ring Co Ltd Sliding member for internal-combustion engine
DE3311882A1 (en) * 1983-03-31 1985-02-07 Carl Baasel Lasertechnik GmbH, 8000 München MATERIAL PIECE OF ALUMINUM, PREFERABLY ALUMINUM SHIELD AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JPS59219427A (en) * 1983-05-27 1984-12-10 Toyoda Autom Loom Works Ltd Sliding material
AT380316B (en) * 1983-06-23 1986-05-12 Miba Gleitlager Ag BEARINGS
GB2150858B (en) * 1983-12-06 1986-11-26 Standard Telephones Cables Ltd Optical fibres
JPS60187660A (en) * 1984-02-24 1985-09-25 Honda Motor Co Ltd Partially hardened cast iron member
JPS60238489A (en) * 1984-05-12 1985-11-27 Daiki Gomme Kogyo Kk Formatin of metallic coating layer on surface
DE3512176A1 (en) * 1985-04-03 1986-10-09 Winfried 7758 Meersburg Heinzel METHOD FOR TREATING THE SURFACE OF A PRINTING MACHINE CYLINDER
JPS6216894A (en) * 1985-07-17 1987-01-26 Toyota Motor Corp Padding method for aluminum base metal
JPS6277192A (en) * 1985-09-30 1987-04-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> Coating method for outerside and inside of pipe
DE3637447A1 (en) * 1985-11-05 1987-05-07 Nippon Telegraph & Telephone SURFACE TREATED MAGNESIUM OR MAGNESIUM ALLOY AND METHOD FOR SURFACE TREATING MAGNESIUM OR MAGNESIUM ALLOY
FR2594851A1 (en) * 1986-02-25 1987-08-28 Cegedur METAL PARTS WITH AT LEAST SIDE OF AT LEAST ONE AREA OF WEAR-RESISTANT ZONES
FR2594852B1 (en) * 1986-02-25 1988-04-29 Cegedur ALUMINUM PARTS AND ALLOYS HAVING AT LEAST ONE SIDE AT LEAST ONE REGION OF WEAR RESISTANT ZONES
CH670104A5 (en) * 1986-12-15 1989-05-12 L En De L Ouest Suisse Eos Sa
LU86753A1 (en) * 1987-01-30 1988-08-23 Centre Rech Metallurgique PROCESS FOR THE SURFACE TREATMENT OF A ROLLER CYLINDER
DE3836614A1 (en) * 1987-11-13 1989-06-08 Lugscheider Erich Prof Dr Tech Coating of a thermally stressed magnesium or magnesium alloy
DE3808285A1 (en) * 1988-03-12 1989-09-21 Messer Griesheim Gmbh Process for producing hard and wear-resistant surface layers
DE3917211A1 (en) * 1989-05-26 1990-11-29 Aesculap Ag METHOD FOR PRODUCING A HARDENED SURFACE IN JOINT ENDOPROTHESES
DE3922378A1 (en) * 1989-07-07 1991-01-17 Audi Ag METHOD FOR PRODUCING WEAR-RESISTANT SURFACES ON COMPONENTS FROM AN ALUMINUM-SILICUM ALLOY
GB8922629D0 (en) * 1989-10-07 1989-11-22 Univ Birmingham Method of modifying the surface of a substrate
CH682327A5 (en) * 1990-11-28 1993-08-31 Alusuisse Lonza Services Ag
DE4102495A1 (en) * 1991-01-29 1992-07-30 Thyssen Edelstahlwerke Ag METHOD FOR COATING SUBSTRATES
DE69218916T2 (en) * 1991-07-22 1997-08-14 Furukawa Aluminum Co., Ltd., Tokio/Tokyo ALUMINUM ALLOY SHEET WITH IMPROVED COMPRESSIBILITY AND METHOD FOR PRODUCING IT
DE19959378B4 (en) * 1999-12-09 2005-03-03 Mtu Aero Engines Gmbh Coating process for magnesium alloy components
DE102006023567A1 (en) * 2006-05-19 2007-11-22 Schaeffler Kg Rolling bearing component and method for producing such
FR3102687B1 (en) * 2019-10-31 2021-10-15 Safran Aircraft Engines PROCESS FOR COMPACTING AN ANTI-CORROSION PAINT OF A TURBOMACHINE PART

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1295960B (en) * 1965-02-22 1969-05-22 Gewerk Eisenhuette Westfalia Method and device for applying metallic coating materials to the surfaces of workpieces
AT299627B (en) * 1968-01-20 1972-06-26 Goetzewerke Process for the production of piston rings
GB1373490A (en) * 1970-12-09 1974-11-13 British Steel Corp Heat treatment of metal strip
GB1404865A (en) * 1971-12-29 1975-09-03 Nissan Motor Method of forming hardened layers on castings
DE2362026A1 (en) * 1973-12-13 1975-06-26 Aluminium Werke Ag Surface hardening of aluminium (alloys) - by applying a metal coating followed by a fusion treatment
CA1035675A (en) * 1974-01-07 1978-08-01 Avco Everett Research Laboratory Formation of surface layer casings on articles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0154196A1 (en) * 1984-02-24 1985-09-11 Mazda Motor Corporation Process for forming a wear-resistant layer on a substrate
DE3936479A1 (en) * 1989-11-02 1991-05-08 Guenter Link Metallic and ceramic substrate coating method - using powder material applied to surface in liq. medium and melted by laser beam

Also Published As

Publication number Publication date
IL54312A (en) 1982-01-31
DE2813707A1 (en) 1979-02-01
CA1119479A (en) 1982-03-09
IL54312A0 (en) 1978-06-15
GB1583835A (en) 1981-02-04
SE7803284L (en) 1978-09-29
JPS53119732A (en) 1978-10-19
IT1102134B (en) 1985-10-07
FR2385810A1 (en) 1978-10-27
FR2385810B1 (en) 1984-11-23
IT7848599A0 (en) 1978-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH632790A5 (en) Modification of metal surfaces
US4401726A (en) Metal surface modification
Hekmatjou et al. Hot cracking in pulsed Nd: YAG laser welding of AA5456
Thomas et al. Laser metal deposition of the intermetallic TiAl alloy
EP3821047A1 (en) Process for manufacturing aluminium alloy parts
FR3077524A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING ALUMINUM ALLOY AND CHROME ALLOY
Su et al. Microstructure and mechanical properties of laser DED produced crack-free Al 7075 alloy: Effect of process parameters and heat treatment
FR3086873A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING AN ALUMINUM ALLOY PART
CA2207579A1 (en) A sintered part with an abrasion-resistant surface and the process for producing it
EP3924124B1 (en) Method for manufacturing an aluminum alloy part
WO2020002813A1 (en) Process for manufacturing an aluminum alloy part
FR3083478A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING AN ALUMINUM ALLOY PART
FR2502043A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING DIFFUSER AND GAS TURBINE BLADES BY LOW PRESSURE ARC ARC PLASMA SPRAY
Wang et al. Effect of Mo on the morphology, microstructure and mechanical properties of NbTa0. 5TiMox refractory high entropy alloy fabricated by laser powder bed fusion using elemental mixed powders
Yao et al. A study on mechanical properties of CuNi2SiCr layered on nickel–aluminum bronze via directed energy deposition
Jeyaprakash et al. Improvement of tribo-mechanical properties of directionally solidified CM-247 LC nickel-based super alloy through laser material processing
Mofid et al. Effect of bonding temperature on microstructure and intermetallic compound formation of diffusion bonded magnesium/aluminum joints
EP3810817A1 (en) Process for manufacturing an aluminum alloy part
Yadav et al. Elucidating laser directed energy deposition based additive manufacturing of copper-stainless steel functionally graded material: Processing and material behavior
Cyril Joseph Daniel et al. Friction surfaced alloy 718 deposits: effect of process parameters on coating performance
JPH0613743B2 (en) Solid-state joining method for nickel-base superalloys
Chen et al. Microstructure evolution and mechanical properties of multilayer AA6061 alloy fabricated by additive friction stir deposition
CN117680704B (en) Method for inhibiting cracks of beta-gamma TiAl alloy manufactured by laser additive
Song et al. Optimization of Welding Parameters during Ti-TA2/5A06Al Dissimilar Double-Sided Cold Arc Metal Inert Gas Welding
RU2701612C1 (en) Method of producing coatings with an intermetallic structure

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased