FR1450564A - Procédé de préparation d'un réfractaire - Google Patents

Description

Procédé de préparation d'un réfractaire. La présente invention concerne des compositions réfractaires et particulièrement le molybdène, le tungstène, le chrome, le rhénium et leurs alliages dans lesquels sont dispersés le nitrure d'aluminium, le nitrure de titane, le nitrure de zirconium, le nitrure de tantale le nitrure d'hafnium, le nitrure de niobium, le nitrure de vanadium et leurs mé langes. L'invention concerne en outre la préparation de ces dispersions, leur application comme réfrac taires à haute température et comme outils de cou pe, et la préparation des nitrures utilisés dans les dispersions.

Les dispersions réfractaires de la présente in vention sont dures et robustes et présentent une grande résistance aux produits chimiques, aux chocs thermiques, aux chocs mécaniques et aux tempé ratures élevées. Elles présentent une conductivité électrique et une conductivité thermique élevées ainsi qu'une très bonne résistance à l'érosion. Elles sont utiles dans les applications de constructions, pour un équipement de traitement de produits chi miques résistant à la corrosion et à l'érosion, pour des électrodes, des matrices, des guide-fil, des pa liers et des joints utilisés à haute température et dans de nombreuses autres applications dans les quelles on utilise des matières réfractaires d'une façon classique.. Sous la forme de pointes d'outils et d'outils de coupe utilisés pour découper, meu ler, conformer, percer et découper à l'emporte- pièce des métaux ou alliages très durs, ces dis persions présentent une grande résistance à l'usure et à la formation de cratères ou cavités et résis tent au soudage, aux ouvrages en cours de décou page même à des vitesses élevées.

Suivant la présente invention, on fournit une dispersion homogène d'un réfractaire comprenant un métal choisi parmi le moiybdène, le tungstène, le chrome, le rhénium et leurs alliages avec lequel est dispersé un nitrure choisi parmi les nitrures de titane, de zirconium, de tantale, d'hafnium, d'alu minium, de niobium et leurs mélanges.

En plus du moiybdène, du tungstène, du chrome, du rhénium et de leurs alliages, on peut utiliser de faibles quantités d'autres alliages classiques avec ces métaux dans les dispersions de la présente invention comme on l'expliquera plus en détail ci- après.

On prépare les dispersions de la présente inven tion en mélangeant intimement le nitrure à utiliser, sous la forme de très fines particules, avec le mé tal à utiliser, également sous la forme de très fines particules, jusqu'à ce qu'on obtienne une disper sion homogène. On peut ensuite chauffer et pres ser cette poudre homogène sous la forme voulue et au degré de densité voulu.

La préparation des dispersions sous forme de poudres est importante du fait que les propriétés des dispersions réfractaires formées à partir de ceux-ci dépendent dans une large mesure de la composition de la poudre. Par exemple, l'homogé néité de la dispersion du métal et du nitrure, la dimension finale des particules et des cristaux, des nitrures et du métal et les quantités proportion nelles du métal et du nitrure ont une importance primordiale pour obtenir les propriétés voulues dans les dispersions réfractaires de la présente invention et elles sont déterminées en grande partie par la poudre qui est utilisée pour former la dispersion réfractaire.

La dimension particulaire du métal et du nitrure qui sont incorporés dans les dispersions de pou dres de la présente invention peut être aussi petite que possible. La dimension particulaire maximum préférée est de 50 microns environ. L'homogénéité voulue de la dispersion est beaucoup plus facile à obtenir à mesure que la dimension particuiaire diminue et ii- est avantageux que les composants aient une dimension particulaire moyenne inférieure à 10 microns.

Si les poudres mutuellement dispersées peuvent être utilisées pour former des réfractaires sous for me d'outils de coupe et de pointes pour de tels outils, il est préférable que la dimension particu- laire moyenne des composants soit inférieure à 1 micron. Une telle dimension particulaire aug mente dans une large mesure le degré de résis tance mécanique, de ténacité et de résistance à l'u sure.

On peut former des dispersions réfractaires à partir de dispersions sous forme de poudres du nitrure et du métal dans lesquelles il existe de 1 à 99 parties en volume de nitrure par partie de métal.

Si la quantité de nitrure dans une poudre est inférieure à 1 partie en volume par partie de métal, la dureté de la dispersion réfractaire est inférieure à celle souhaitée. Des quantités de ni trure contenues dans les poudres supérieures à 99 parties par partie de métal ont tendance à ré duire d'une façon importante la résistance aux chocs des réfractaires formés.

Une quantité préférée de nitrure dans les dis persions en poudre est comprise entre 1,5 et 19 par ties en volume par partie de métal. En limitant la quantité de nitrure à moins de 19 parties en volume, on augmente la probabilité de la continuité du métal dans la dispersion réfractaire à former et en outre la possibilité d'obtenir une résistance aux chocs, une résistance mécanique et une ténacité remarquables. Inversement, la présence d'au moins 1,5 partie en volume de nitrure par partie de mé tal dans la poudre garantit l'obtention d'une. dureté, d'une résistance à l'usure, d'une résistance aux pro duits chimiques, etc., dans une dispersion réfrac taire formée à partir de la poudre qui la rend très avantageuse pour les applications réfractaires comme des outils de coupe et des pointes pour ces derniers.

L'une des formes de réalisation préférées est une dispersion sous forme d'une poudre dans laquelle les particules de nitrure sont séparées les unes des autres par des particules de métal. Ceci empêche ou réduit l'agglomération des particules individuel- les de nitrure pendant la fabrication des disper sions réfractaires.

Une autre forme de réalisation préférée est une dispersion dans laquelle les particules individuelles de nitrure sont dispersées uniformément dans le métal qui est présent sous forme d'une phase ou gangue continue séparant les particules individu elles de nitrure. Une telle répartition du métal four nit habituellement des propriétés mécaniques très améliorées dans une dispersion réfractaire, ce qui le rend beaucoup plus avantageuse pour les ap- plications, comme des outils de coupe et des poin tes.

Une autre forme de réalisation préférée est une dispersion solide dans laquelle ii existe un degré limité de liaison. Une telle structure est une struc ture dans laquelle à la fois la phase de nitrure - et la phase de métal sont continues, simultanément en présence d'un réseau d'interpénétration de cha que phase. Ces compositions présentent les pro priétés les plus remarquables lorsque les cristailites individuelles des réseaux d'interpénétration, bien qu'elles soient reliées les unes aux autres, restent très petites et reconnaissables.

On doit noter qu'une répartition du nitrure et du métal, comme décrit dans les trois paragraphes précédents, n'est pas essentielle étant donné qu'on peut obtenir des réfractaires remarquables en l'ab sence d'un tel état de répartition.

Il est souhaitable qu'à la fois le nitrure et le métal utilisés présentent un degré élevé de pureté chimique. En particulier, ii est souhaitable d'évi ter la présence, dans l'un ou l'autre composant, de l'oxygène, du carbone, de l'azote, du bore, du silicium ou du soufre soit sous forme non com binée, soit sous forme de composés présentant une énergie libre de formation par atome inférieure à celle des oxydes, carbures, nitrures, borures, sili ciures ou sulfures correspondants de molybdène, tungstène, chrome, rhénium et de leurs alliages. On doit également éviter la présence d'éléments ou de composés sous une forme et en des quan tités qui réagiraient avec le métal, ou qui dissou- draient le métal utilisé pendant la fabrication de la dispersion réfractaire de façon à provoquer une fragilité indésirable du métal.

Ii est quelquefois difficile de préparer et de maintenir les poudres très finement divisées de la présente invention entièrement exemptes d7im- puretés comme l'oxygène et le carbone. Par consé quent, ii est souhaitable d'ajouter quelquefois de petites quantités d'eau qui forment des composés thermodynamiquement- stables avec les impuretés comme l'oxygène et le carbone. Ces métaux agissent ainsi comme getters ou agents de dégazage inter nes.

Les métaux qui conviennent pour une telle ap plication sont généralement ceux ayant des énergies de formation très élevées de leurs oxydes ou car bures, par exemple l'aluminium, le thorium, le lanthane, le titane, le zirconium et le vanadium. On les utilise habituellement en une quantité qui est légèrement supérieure à la quantité stoéchio- métrique nécessaire pour une réaction avec l'oxy gène, le carbone ou une autre impureté.

On peut utiliser des quantités légèrement plus grandes de ces getters s'ils forment des alliages en solution solide, ou des composés intermétalliques stables, réfractaires, ayant un point de fusion éle- vé avec les métaux de liaison. Par conséquent, les quantités utilisées peuvent être comprises entre. quel ques dixièmes de pour cent en poids et 10 ou même 20 % en poids par rapport au poids de la phase métallique.

Par exemple, l'aluminium est un getter ou agent de dégazage particulièrement avantageux. Il forme un oxyde thermodynamiquement très stable et ré fractaire, Ai203, est capable de dégazer simulta nément des impuretés de carbone en formant de i'oxycarbure d'aluminium stable et réfractaire, AIOC, et se combine avec les métaux de liaison de la présente invention pour former des alliages et composés intermétalliques réfractaires ayant un point de fusion élevé. En outre, tout excès d'alu minium qui ne se combine pas avec le métal de liaison ou les impuretés est chauffé par distilla tion sous forme d'une vapeur pendant la fabrica tion des dispersions réfractaires.

On peut égaiement utiliser dans les dispersions de faibles quantités d'agents d'alliages utilisés cou ramment avec le moiybdène, le tungstène, le chro me et le rhénium pour autant qu'ils soient main tenus sous forme d'une solution homogène avec<B>le</B> métal présentant la structure cristalline du métal. On doit éviter des quantités de tels agents d'al liages qui formeraient des composés intermétalli- ques ou de nouvelles phases cristallographiques.

On peut déterminer les pourcentages admissibles de ces agents, suivant ce critère, en consultant les diagrammes de phases appropriées dans les ou vrages métallurgiques classiques. Par exemple, on peut avoir recours à des quantités admissibles des agents classiques allant jusqu'à<I>1</I> >o de fer, dans le tungstène, jusqu'à 30 % de fer dans le chrome, de faibles pourcentages de fer, de titane ou de zirconium dans le moiybdène et même de plus petites quantités de nickel et de cobalt.

On peut utiliser les nitrures d'aluminium de ti tane, de tantale, d'hafnium, de zirconium, de nio bium et de vanadium seuls ou en combinaison les uns avec les autres dans les dispersions. Lorsqu'on les utilise en combinaison, on remarquera souvent qu'il se produit divers degrés d'interaction entre les nitrures. Ils comprennent la formation de so lutions solides, la formation de composés mixtes de nitrures ou des combinaisons de ceux-ci. Ii est évident qu'on atteint les buts de la présente inven tion à la fois lorsqu'une telle interaction se pro duit et lorsque les divers nitrures restent sous leur forme individuelle initiale. En ce qui concerne les propriétés des dispersions ainsi obtenues, comme la résistance à l'usure, les propriétés mécaniques et les caractéristiques réfractaires, de simples mé langes, des solutions solides et des composés mixtes de nitrure se comportent tous d'une façon analogue.

On peut utiliser d'autres composés réfractaires chimiquement stables comme les nitrures d'ura- nium, de bore, de béryllium, de cérium et de tho rium pour remplacer une partie des nitrures de titane, de tantale, de zirconium, d'hafnium, de niobium et d'aluminium ou leurs mélanges. On peut également utiliser des carbures réfractaires chimi quement stables comme les carbures de titane, de zirconium, de tantale, de niobium et des oxydes ré fractaires chimiquement stables comme la magné sie, l'oxyde de zirconium, l'alumine et l'oxyde de thorium pour remplacer partiellement les nitrures. On peut égaiement utiliser certains des borures ré fractaires et chimiquement plus stables comme les monoborures de titane ou de zirconium.

Cependant, ii est essentiel qu'un nitrure de ti tane, de tantale, de zirconium, d'hafnium, de vana dium, de niobium, d'aluminium ou de leurs mé langes soit toujours présent comme l'un des com posants non-métalliques des dispersions en des quantités d'au moins 5 % en volume de la phase non métallique des compositions de l'invention, et de préférence en des quantités supérieures à 5<B>q</B> v. En générai, les compositions sont améliorées pro portionnellement à la quantité des nitrures essen tiels qui sont ajoutés, au moins jusqu'au point où une phase continue du nitrure est formée dans les compositions solides. On décrira le critère né cessaire permettant d'assurer que ceci est vrai pour les compositions préférées.

Il est égaiement essentiel que les composés réfrac taires utilisés comme additifs ne soient pas ceux qui réagissent avec les métaux de liaison, de fa çon à les rendre fragiles ou qui se décomposent en éléments dont la présence ne peut pas être admise pour la même raison.

En générai, le critère à suivre pour choisir les composés additifs est le suivant : leur point de fusion ne doit pas dépasser 1600 à 1800 C tan dis que leurs énergies libres de, formation à par tir des éléments constituants ne doivent pas être supérieures aux énergies libres des composés qui seraient formés par dismutation du composé additif et par réaction des éléments constituants avec l'é lément de liaison.

Par exemple, A1,03 est un additif satisfaisant lorsqu'on l'utilise avec des compositions liées par le tungstène, étant donné que son énergie libre de formation est sensiblement supérieure aux éner gies libres combinées de l'alliage de tungstène et d'aluminium et de l'oxyde tungstique qui résulte raient de sa dismutation et de la réaction de ses constituants avec le tungstène. Le carbure de titane est un additif approprié pour une composition lié par le moiybdène, étant donné que sou énergie libre de formation est supérieure aux énergies libres combinées de formation de l'alliage de titane et de molybdène et du carbure de molybdène qui ré sulteraient de sa dismutation et de la réaction avec le molybdène qui est le métal de liaison. On peut consulter tout ouvrage de référence clas- sique qui décrit les énergies libres de formation des alliages métalliques, des composés intermétal- liques et des carbures, nitrures et borures réfrac taires pour obtenir les renseignements nécessaires pour appliquer ce critère.

Toutefois, on doit noter que de faibles quanti tés d'additifs, même y compris ceux qui peuvent réagir par dismutation, ne sont pas absolument exclus des compositions de l'invention. Par exem ple, il serait possible d'ajouter une faible quantité de carbure de tungstène à une composition liée par 3e tungstène de l'invention, même si une réac tion de dismutation entre le tungstène formant le métal de liaison et le carbure de tungstène devait se produire pour former le composé W2C. Mais lorsque ces réactions peuvent se produire, ii est nécessaire de limiter la quantité d'un additif quel conque à des quantités qui sont faibles par rapport à la quantité des métaux de liaison de l'invention contenue dans la composition particulière utilisée. Cette limitation empêche la fixation d'une quantité de métal de liaison qui réduirait la résistance mé canique de la dispersion réfractaire et qui la ren drait défavorablement fragile.

La quantité de l'additif réfractaire à utiliser est inférieure de préférence à une quantité suffisante pour former un réseau d'interpénétration de l'ad ditif pour empêcher la formation d'un réseau des nitrures essentiels.

La formation d'un réseau continu ne dépend pas uniquement des fractions volumétriques relatives du nitrure et de l'additif, étant donné qu'elle est égaiement influencée dans une très large mesure par la dimension des particules ou la dimension des cristallites de nitrure par rapport aux parti cules de l'additif. Ainsi, si l'on utilise des parti cules grossières de l'additif, comme par exemple des particules de 10 microns, conjointement à des particules très f nement divisées des nitrures essen- tiels, par exemple comprises entre 20 et 100 mi$i- microns, il se forme un réseau d'interpénétration lié essentiellement par les nitrures essentiels. Ceci est vrai même si les nitrures sont présents en des quantités aussi faibles que<I>5</I> j'o de la phase non métallique.

Attendu qu'il est généralement préférable d'uti liser des additifs ayant une dimension particuiaire inférieure à 1 micron, des quantités légèrement plus grandes des nitrures essentiels, de l'ordre de 20 % de la phase non métallique, sont habituelle ment nécessaires pour obtenir la continuité vou lue.

D'une façon analogue, si la dimension particu- laire du nitrure essentiel à utiliser est supérieure à 20 millïmicrons, il est alors nécessaire d'utiliser le nitrure en des quantités atteignant 50 % ou plus de la phase non métallique pour garantir la liai- son préférée par les nitrures de la phase non mé tallique continue.

Un critère général à suivre pour la formation de ce type préféré de structure est le suivant le produit de la fraction volumétrique et de la surface spécifique des nitrures essentiels doit être sensiblement égal ou de préférence supérieur au produit de la fraction volumétrique et de la sur face spécifique de l'additif à utiliser. En tenant cor rectement compte de ce critère pour choisir les compositions, on obtient habituellement la structure de type préféré.

Etant donné que la structure est également déter minée dans une certaine mesure par les taux de croissance des cristaux qui se produit pendant la fabrication, il n'est cependant pas nécessaire d'ap pliquer ce critère d'une façon absolument rigide. Dans des cas particulièrement favorables, dans les quels le taux de croissance du réseau de nitrure, dans les conditions de fabrication utilisées, est très supérieur au taux de croissance ou à la vitesse de cristallisation de l'additif à utiliser, on peut avoir recours à des quantités des nitrures essentiels très inférieures à celles correspondant au critère ci- dessus, et il se forme encore le réseau d'interpé nétration préféré lié par les nitrures de la phase non métallique.

<I>Préparation des</I> métaux.

Les métaux auxquels on peut avoir recours dans les dispersions de la présente invention sont le molybdène, le tungstène, le chrome, le rhénium et leurs alliages. Ces métaux ayant la pureté voulue peuvent être obtenus à partir de sources du com merce ou on peut les préparer d'une façon clas sique. Un mode approprié de préparation de ces métaux pour les incorporer dans les dispersions consiste à réduire l'oxyde métallique correspondant au moyen de l'hydrogène à basse température.

Dans la préparation du moiybdène et du tungstène, dont les oxydes sont assez volatils à une tem pérature élevée, il est préférable d'utiliser une réduction en deux stades. On réduit d'abord l'oxyde en un oxyde de valence inférieure comme le bio xyde de tungstène ou le bioxyde de molybdène à une température inférieure au point de fusion de (oxyde, par exemple de 600 C. On achève ensuite la réduction à une température supérieure par ex emple de 900 C environ qui est suffisamment basse pour éviter un frittage excessif de la poudre métallique.

La réduction est suivie par des opérations de broyage dans un milieu liquide inerte, et, si néces saire par une purification avec l'acide. chlorhydri que. De cette façon, on peut obtenir le métal pur sous forme d'une poudre, ayant de préférence une surface spécifique supérieure à 1 mètre carré par gramme, ce qui la rend commode pour être dis persée ultérieurement avec le nitrure d'aluminium. Pour éviter la nécessité de recourir au stade de purification, ii est souhaitable que les milieux de broyage utilisés pour le broyage soit fait en le même métal que celui en cours de prépara tion.

Préparation <I>des nitrures</I> On peut préparer les nitrures à utiliser dans la présente invention par un procédé classique quel conque.

Dans un procédé de préparation, on place un hydrure finement broyé de titane., de zirconium, de tantale ou d'hafnium ou de l'aluminium, du vana dium ou du niobium métallique finement divisé, ou un mélange de ceux-ci, dans un four à haute température étanche aux gaz. On évacue l'air du four en le purgeant pendant une demi-heure avec une atmosphère, par exemple d'azote ou de vapeur d'ammoniac. On augmente ensuite la température du four à raison de 200 C environ par heure, tout en maintenant une atmosphère, par exemple d'azo te ou d'ammoniac dans le four. Après avoir atteint la température comprise entre 700 C et 1000 C, on maintient la température pendant une période de temps suffisante pour achever la formation à une température inférieure du nitrure. Ceci empêche un frittage excessif des métaux formés par la décom position des hydrures ou des métaux pro prement dits, s'ils sont utilisés comme précur seurs. On augmente ensuite la température jusqu'à <B>1100</B> C, et on l'y maintient pendant 1 à 16 heures tout en maintenant un courant d'ammoniac ou d'a zote dans le four. On augmente ensuite de nou veau la température jusqu'à 1200 C environ, dans une atmosphère par exemple d'ammoniac ou d'a zote et on la maintient pendant 1 à 8 heures.

On refroidit ensuite le four jusqu'à la tempéra ture ambiante et on enlève le -produit. On trouve que ce traitement thermique en trois stades évite des difficultés par frittage excessif qui peut se pro duire si la température est portée directement à la température finale de 1200 C, tout en permet tant encore la transformation pratiquement com plète de l'hydrure métallique en hydrure corres pondant à la température inférieure.

Lorsqu'on conduit la réaction dans ces condi tions, on a trouvé que l'on peut préparer tous ces nitrures métalliques sous forme de cristaux de ni trure dont les dimensions sont comprises dans la gamme colloïdale. Bien qu'ils soient agglomérés dans une certaine mesure sous forme de touffes, le degré d'agglomération n'est pas important et un cycle de broyage relativement court dans un solvant inerte comme une huile hydrocarbonée ou l'acé tone pour désagréger les agrégats essentiellement sous forme de leurs cristaux.

Après le broyage, il peut être souhaitable de, purifier le nitrure par un traitement par un acide pour enlever les impuretés recueillies pendant le boyage par attrition du milieu de broyage. Si l'on désire obtenir une très faible teneur en oxy gène, on peut réduire le nitrure dans une atmos phère comme de l'ammoniac craqué pour éliminer tout oxygène absorbé pendant le processus de pu rification.

Pour éviter la nécessité de recourir à la puri fication, il est préférable d'utiliser un milieu de broyage comme les billes fait en le même métal que celui avec lequel le nitrure est finalement dis persé.

Pour nitrurer l'aluminium, il est souhaitable d'in corporer de 1 à 25 %o en volume, par rapport à l'aluminium présent, d'une matière finement divisée à point de fusion élevé mélangée intimement avec les paillettes d'aluminium pour empêcher l'alumi nium de former une masse fondue lorsque la tem pérature est supérieure à son point de fusion. Des matières appropriées pour une telle application sont le molybdène, le tungstène, le chrome, l'oxyde d'a luminium, le nitrure d'aluminium et les sels d'a luminium qui se décomposent en oxyde d'aluminium comme l'acétate d'aluminium.

En présence de ces matières à point de fusion élevé, on peut porter la température de la réaction dans la gamme comprise entre 1200 et 1500 C pour achever la réaction. Lorsqu'on utilise les mé taux tels que le molybdène, le tungstène ou le chrome, une température supérieure à 1400 C est recommandée pour décomposer tous les nitrures de ces métaux qui sont présents et pour éliminer toute impureté résiduelle comme le carbone ou l'o xygène qui peut être présente dans les métaux. Toutefois, attendu que les températures supérieures ont tendance à augmenter la dimension particu- laire du nitrure d'aluminium en cours de forma tion, il est préférable de limiter la température à 1400 C ou à une température inférieure et d'uti liser des composés à point d'ébullition élevé comme l'oxyde ou le nitrure d'aluminium.

Pendant la préparation des nitrures d'aluminium, il est aussi préférable de maintenir une tempéra ture supérieure à 900 C. A des températures infé rieures, la réaction nécessite une longue période de temps pour s'achever et le nitrure d'aluminium formé est si réactif du point de vue chimique qu'il est difficile d'empêcher sa réaction avec la vapeur d'eau de l'air. Toutefois, le nitrure d'aluminium formé à des températures légèrement inférieures peut être utilisé si l'on évite un contact avec l'hu midité atmosphérique pendant sa manipulation.

Préparation <I>des</I> dispersions <I>en</I> poudres.

Les dispersions des métaux avec les nitrures et autres composés réfractaires si on le désire, sous la forme d'une poudre, constitue une forme de réalisation préférée de la présente invention. On peut disperser les nitrures d'aluminium, de titane, de zirconium, de tantale, d'hafnium, de vanadium, de niobium ou leurs mélanges, et les autres com posés réfractaires dont la présence peut être sou haitable, avec le métal en poudre d'une façon com mode quelconque, par exemple par broyage dans un hydrocarbure solvant ou l'acétone dans un bro yeur colloïdogène ou un boyeur à biffes. Des du rées de broyage comprises entre 24 et 500 heures se sont avérées satisfaisantes.

Etant donné que le nitrure de l'invention est difficile à purifier, il est souhaitable d'utiliser un milieu de broyage, par exemple des billes, fait en le même métal que celui avec lequel le nitrure est dispersé.

Le broyeur peut être un broyeur qui est enduit d'une matière élastomère comme le néoprène qui n'est pas ramolli ni attaqué par le fluide de bro yage.

Après avoir broyé le mélange jusqu'à ce qu'il soit homogène, on peut enlever le fluide de bro yage en lavant avec un solvant approprié comme l'hexane et en séchant sous vide. On peut effec tuer une analyse chimique à ce stade, et si les quantités appréciables d'oxygène, de carbone ou d'azote sont combinées avec le métal sous une forme autre que les composés réfractaires stables susmen tionnés, on peut réduire les poudres pour élimi ner ces impuretés. -On effectue de préférence cette réduction au dessous de 1000 C avec de l'hydro gène très anhydre et pur.

On peut facilement déterminer la dimension moyenne des particules en examinant les poudres dis persées en utilisant un microscope équipé pour les plus grandes particules et un microscope élec tronique pour les plus petites particules. Dans les dispersions en poudre préférées, la surface de contact par centimètre cube des solides est com prise entre 3 et 180 m2 environ. La surface de contact par centimètre cube peut être déterminée en divisant la surface spécifique par la densité des solides de la dispersion.

<I>Préparation des</I> dispersions <I>réfractaires.</I>

Les dispersions des métaux avec les nitrures et d'autres composés réfractaires dont la présence peut être souhaitable, sous la forme d'un solide, cons tituent une autre forme de réalisation préférée de la présente invention. Un procédé de formation de ces dispersions donné à titre illusiratif consiste à chauffer et à presser les dispersions en poudre à une densité voisine de la densité théorique sous un -.ide poussé et en présence d'une amosphère inerte comme l'azote, l'hélium, l'hydrogène ou l'ar gon: La température de pressage dépend de la quan tité de métal utilisée, de son état de subdivision et de la composition et de l'état de subdivision du nitrure. D'une façon- générale, les températures Sont comprises entre 3/10 et 9/l0 du point de fusion, exprimées en degrés Kelvin, du composant métallique et elles doivent être d'au moins 1600 C et ne doivent pas dépasser 2 200 C. La température de fabrication doit être d'autant plus élevée que la quantité du nitrure utilisé est plus grande et que la pression appliquée est plus faible.

La durée pendant laquelle la masse compacte ou tassée est maintenue à la température la plus élevée utilisée et sous la pression maximum appli quée varie suivant la température de pressage, la composition et l'état de la dispersion. En général, la durée varie entre quelques secondes et 30 mi nutes ou plus.

La pression utilisée varie également suivant la température et le procédé de fabrication utilisés et la composition et l'état de dispersion mais est généralement comprise entre 35 et plus de 420<B>kg/_</B> <B>cm</B> 2.

Les combinaisons applicables des conditions de pressage seront décrites -plus en détail dans les exemples ci-après.

Une variante<B>du</B> mode de dispersion des com posants les uns avec les autres, avant la prépa ration d'une dispersion solide, consiste à précipi ter le métal à utiliser sur des particules finement divisées et préparées à l'avance du nitrure à utili ser. Le métal peut précipiter par exemple sous for me d'un hydroxyde ou d'un oxyde hydraté et on peut ensuite réduire le mélange homogène ainsi obtenu dans une atmosphère riche à la fois en azote et en hydrogène, comme de l'ammoniac craqué. Ceci permet la réduction des oxydes qui sont pré sents sans effectuer de changement dans les ni trures utilisés.

Après avoir préparé une dispersion réfractaire, on peut déterminer les dimensions particulaires des composants en formant une mince lamelle métallo- graphique, en décapant la lamelle avec un produit chimique approprié et en examinant la surface à l'aide d'un microscope, en utilisant un microscope optique ou un microscope électronique, suivant les besoins. Lorsqu'on doit utiliser un microscope élec tronique, on effectue d'abord une reproduction classique de la surface sur du carbone ou une ma tière plastique et on effectue ensuite une mesure sur la reproduction.

La dimension particulaire moyenne des compo sants d'une dispersion réfractaire peut être infé rieure à 50 microns. Dans les formes de réalisa tion préférées, la dimension particulaire moyenne est inférieure à 10 microns, et dans les formes de réalisation très préférées, la dimension particulaire moyenne est inférieure à 1 micron.

La nature de la dispersion du nitrure avec le métal et les dimensions du métal dans les dis persions réfractaires sont fonction des conditions de fabrication et de la fraction volumétrique uti lisée ainsi que de la nature de la matière de dé part. Il se produit une certaine amélioration des particules de nitrure mais comme susmentionné, l'une des formes de réalisation préférées est celle dans laquelle la plupart des particules de nitrure sont séparées les unes des autres par une forme de gangue métallique continue donnant une dis persion homogène et uniforme des particules indi viduelles des nitrures.

Comme susmentionné, une des formes de réali sation préférées est une dispersion réfractaire dans laquelle il existe. un réseau continu de cristailites individuelles très finement divisées à la fois de la phase métallique et des particules de nitrure, les dites cristallites ayant une dimension particulaire moyenne inférieure à 1 micron.

Plus spécialement, suivant les aspects préférés de l'invention, il est souhaitable que l'homogénéité de dispersion soit telle que la répartition du ni trure et du métal dans la dispersion réfractaire soit à une échelle de 100 microns carrés. Pair cette expression on désigne une image métallographique ou microphotographique obtenue à l'aide d'un mi croscope électronique, comme celle couramment uti lisée en métallurgie pour examiner la structure des alliages, qui montre la présence à la fois du nitrure et du métal dans une région carrée n'ayant pas plus de 32 microns de côté et de préférence pas plus de 10 microns de côté. En outre, dans la forme de réalisation préférée, chaque région carrée de 10 microns de côté qui est examinée présente sensiblement les mêmes caractéristiques structura bles qu'une de ces régions sur deux dans la dis persion, dans les limites de répartition classiques.

La présence d'une phase continue du métal dans les dispersions réfractaires préférées peut être, dé terminée en mesurant la résistivité électrique de la dispersion. Etant donné que les composés réfrac taires utilisés dans la présente invention ont une résistance électrique supérieure à celle de moiyb- dène, du tungstène, du chrome, du rhénium ou de leurs alliages, si les composés réfractaires sont répartis de façon à interrompre la continuité du mé tal, la résistivité électrique de la dispersion ré fractaire est de 10 à 100 fois plus élevée que si le métal est continu. Au contraire, si un conducteur électrique comme le moiybdène, le tungstène, le chrome ou le rhénium est réparti suivant une phase continue d'un bout à l'autre de la dispersion ré fractaire, la résistivité électrique de la dispersion est inversement proportionnelle à la fraction volu métrique et à l'épaisseur du trajet continu du cons tituant métallique. Une continuité appréciable du métal d'un bout à l'autre de la dispersion réfrac taire est indiquée par une résistivité électrique spé cifique inférieure à 1 ohm-centimètre environ et dans les dispersions réfractaires préférées, la résis tivité électrique spécifique est inférieure à 0,05 ohm- centimètre environ.

Ii est habituellement possible, en examinant des échantillons métallographiques préparés d'une façon appropriée des compositions de l'invention, de dé terminer ceux qui contiennent le réseau de nitrure d'interpénétration préféré. Si la dimension des cristailites est de l'ordre de 1 micron ou plus pour les divers composants de la structure, on peut observer directement l'existence d'un tel ré seau sous un microscope optique, en utilisant un grossissement de 1000 ou 2 000 X. Si certains élé ments structuraux ou tous les éléments structuraux sont sensiblement plus petits qu'un micron, on peut examiner la structure au moyen de techniques de reproduction à l'aide de microphotographies ob tenues au moyen d'un microscope électronique en utilisant des processus classiques.

Une technique analogue à celle utilisée pour dé terminer la continuité de la phase métallique peut être utilisée dans certains cas pour déterminer si les nitrures essentiels forment ou non un réseau continu. Par exemple, vérifier de cette façon des compositions dans lesquelles le tungstène ou le moiybdène est utilisé comme métal de liaison et le nitrure de titane est utilisé comme nitrure es sentiel principal. D'autres nitrures essentiels peu vent être présents comme le nitrure d'aluminium ainsi que des additifs appropriés comme l'alumine. Dans ces compositions, on enlève le tungstène par lessivage préférentiel en faisant réagir<B>là</B> compo sition avec une solution de brome et de méthanol qui n'attaque pas les nitrures, oxydes et carbures. On peut ensuite déterminer la conductivité élec trique de la structure partielle ainsi obtenue. Etant donné que l'alumine n'est pas conductrice, comme le nitrure d'aluminium, la présence d'une conductivité appréciable dans une telle composition indiquerait la présence d'un réseau continu de ni trure de titane, qui est un semi-conducteur ayant une conductivité électrique appréciable même à la température ambiante.

Les dispersions réfractaires de la présente inven tion ont une densité supérieure à 90 >o de la den sité théorique et de préférence supérieure à 95 %o de la densité théorique. Les dispersions réfractaires qui sont destinées à des applications comme des outils de coupe présentent de préférence une den sité supérieure à 98 % de la densité théorique et sont sensiblement exemptes de pores lorsqu'on les examine par des méthodes métallographiques. On calcule la densité théorique en supposant que les volumes spécifiques des éiements individuels sont additifs.

On peut déterminer la densité des dispersions réfractaires par une technique quelconque permet tant de déterminer simultanément le poids et le volume du composite. De la façon la plus simple, on peut déterminer le poids avec une balance de de précision et on peut déterminer le volume par déplacement de mercure ou d'eau. II est évident que les aspects précédemment dé crits de la structure comme la pureté, la densité, l'homogénéité, la continuité du métal des disper sions réfractaires constituent chacun un facteur contribuant à l'obtention des meilleures propriétés de ces dispersions. Cependant, les résultats les plus remarquables sont obtenus lorsque toutes les carac téristiques sont simultanément présentes. Un tel ré fractaire sous la forme d'un outil de coupe ou d'une mèche ou pointe constitue la forme de réali sation préférée de la présente invention.

Un tel composite réfractaire est un composite dans lequel les particules individuelles du nitrure. et les particules individuelles des autres composés réfrac taires, si on les utilise, présentant une dimension moyenne inférieure à 1 micron, sont dispersées d'une façon homogène, dans une gangue continue de mo lybdène, de tungstène, de chrome, de rhénium ou de leurs alliages de façon que l'uniformité de la répartition soit à une échelle inférieure à 100 mi crons carrés. La dimension moyenne des cris taux métalliques du composite est inférieure à 1 micron et la continuité du métal est telle que le composite présente une résistivité électrique infé rieure à 0,01 ohm-centimètre. La quantité de ni trure et des autres composés réfractaires, si on les utilise, est comprise entre 1 et 19 parties en volume par partie de métal et la densité du com posite est supérieure à 99 j'a de la densité théori que. Les métaux préférés pour un tel composite sont le molybdène et le tungstène. Parmi les mé langes préférés des composés réfractaires on peut citer le nitrure de titane. et le nitrure d'aluminium, le nitrure de titane et l'oxyde d'aluminium; des mélanges ternaires de nitrure d'aluminium, de ni trure de titane et d'oxyde d'aluminium et des mé langes d'un, de deux ou des trois avec le carbure de titane.

<I>Exemple</I> 1. - On charge 94 g de particules broyées aux billes d'une dimension de 250 milli- microns d'hydrure de titane dans des nacelles en alumine et on les place dans un four présentant un tube en alumine. On enlève l'air du four en le purgeant pendant 30 minutes avec de l'azote pur, sur quoi on remplace l'atmosphère du four par de l'ammoniac qui est maintenu d'un bout à l'autre du traitement ultérieur. 'On augmente la tempéra ture du four à raison de 250 C par heure, jus qu'à une température de 1000 C et on maintient le four â cette température pendant 3 heures. On augmente ensuite la température jusqu'à<B>1100</B> C et on la maintient pendant 16 heures, après quoi on la porte à 1200 C et on maintient cette température pendant 6 heures et demie. 'On refroidit le four jusqu'à la température ambiante et on récupère au total 114 g de produit sous la forme d'une poudre finement divisée. Ceci re présente 97,8 % du rendement théorique prévu à partir d'une réaction pour former du nitrure de titane. L'analyse chimique révèle que le produit contient 17,91 % d'azote,<I>0,47</I> #é d'oxygène, le res te de la composition étant du titane. La surface de contact déterminée par absorption d'azote est de 0,3 m2/g et un examen par élargissement des raies d'absorption des rayons X révèle qu'elle con tient du nitrure de titane ayant une dimension moyenne des cristallites de 84 millimicrons. Il n'existe pas d'autres phases.

On charge 50,8 g de cette matière dans un broyeur à billes en acier chemisé de caoutchouc d'une contenance de 1,1 litre avec 9,45 de tungstène mé tallique finement divisé ayant une dimension par- ticulaire -de 100 millimicrons et 2 500 g de pièces en alliage -de carbure de tungstène contenant<I>6</I> rje de cobalt. Les pièces en alliage de carbure de tun- stène et de cobalt sont sous la forme de petits cylindres ayant un diamètre de 6,35 mm et d'une longueur de 6,35 mm. On charge également dans le broyeur 350 cm' d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé ayant un point d'éclair de <B>185</B> C. On fait tourner ce broyeur sur des rou leaux chemisés de caoutchouc pendant 24 heures à une vitesse de 60 tours par minute.

On récupère la dispersion de poudre finement divisée ainsi obtenue de nitrure de titane et de tungstène métallique à partir du broyeur et on la sépare des tiges en alliage de carbure de tungstène et de cobalt, on enlève la plus grande partie de l'huile par décantation, on lave la dispersion pour la débarrasser entièrement de l'huile au moyen de six lavages avec de l'hexane. On la sèche ensuite dans une étuve à vide.

L'analyse chimique révèle que la composition finale comprend 18,7 parties en volume de nitrure de titane et 0;3 partie en volume environ de carbure de tungstène par partie en volume de métal qui consiste en<I>98</I> c/o en volume de tungstène et en <I>2</I> qfo en volume de cobalt. Le carbure de tungstène et le cobalt sont recueillis par attrition des tiges pendant le processus de broyage.

On place 25 grammes de cette poudre dans un moule en carbone cylindrique, on porte la tem pérature du four à 1000 C et on applique une pression de 280 kg/em2. On augmente ensuite la température du four, tout en maintenant cette pres sion jusqu'à une température finale de 2 000 C que l'on maintient pendant cinq minutes. On enlève ensuite l'échantillon du four. On découpe la dis persion réfractaire ainsi obtenue de l'invention à l'aide d'une scie à diamants sous forme d'échantil lon pour essayer la résistance à la rupture dans le sens transversal, la résistance aux chocs la du reté Rockwell à l'échelle A et la densité. On usine égaiement une partie sous la forme d'un outil de coupe de métaux. La résistance à la rupture dans le sens transversal est de<B>3990</B> kg/cm, sa résis- tance aux chocs est de 0,1344 kgm/cm' et sa dure té Rockwefl à l'échelle A est de 90,5. La densité est de 6,11 g/em3, ce qui correspond à 97,8 % de la densité théorique de 6,25 g/cm3 prévue pour cette composition.

Ce réfractaire constitue un excellent outil de coupe sur l'acier 4 340 même à une vitesse de 450 mètres de surface par minute.

<I>Exemple 2. -</I> On place dans un broyeur à billes 40,2 grammes du nitrure de titane en pou dre de l'exemple 1 et 47,7 grammes de tungstène métallique en poudre ayant une dimension particu- faire de 100 millimicrons avec la même quantité de. pièces en alliage de carbure de tungstène et de cobalt et d'huile hydrocarbonée que dans l'exem ple 1. On effectue le broyage d'une façon analo gue et on récupère le produit final égaiement com me dans l'exemple 1. La dispersion intime ainsi obtenue de fa présente invention s'avère contenir, par analyse chimique, 3,0 parties en volume de nitru re. de titane et 0,05 partie en volume de carbure de tungstène par partie en volume de métal qui comprend 99,6 % en volume de tungstène et 0,4 % en volume de cobalt. On place 32 grammes de cette poudre dans un cylindre en carbone et on la presse dans l'équipement décrit dans l'exemple 1 en uti lisant également les mêmes conditions de pressage. La dispersion réfractaire ainsi obtenue de l'invention a une résistance à fa rupture dans le sens trans versal de 5810 kg/cm', une résistance aux chocs de 0,2079 kgm/cm=, et une dureté Rockwefi à l'é chelle A de 88,3,. Sa densité est de 8,79 g/cm3 ce qui correspond à 98 a/o de fa densité théorique de 8,98 g/cmI prévue pour cette composition.

Un examen métallographique du réfractaire ré vèle une dispersion du nitrure de titane et du car bure de tungstène dans un alliage de tungstène et de cobalt. La dimension particufaire moyenne des cristaux d'alliage est comprise entre 0,4 et 0,8 mi cron et fa dimension particufaire moyenne du nitru re de titane est de 0,5 micron environ.

L'examen métallographique de la dispersion ré vèle égaiement la présence à la fois de l'alliage de tungstène et de cobalt et du nitrure de titane dans une région carrée. de 10 microns de côté et sur 10 régions de 100 microns carrés examinées 9 présentent ces mêmes caractéristiques structurales.

La résistivité électrique de fa dispersion est de 0,01 ohm-centimètre environ.

Cette faible valeur de résistivité électrique indi que que fa continuité du métal dans cette disper sion réfractaire n'est pas interrompue par le ni trure de titane.

Un outil de coupe de cette composition est es sayé sur de l'acier 4340 en utilisant une profon deur de coupe de 1,59 mm et en faisant varier la vitesse de surface à laquelle la coupe est effectuée. A une vitesse de 150 m de surface par minute, au bout de 3 minutes de coupe, l'usure du flanc est de 150 microns, la profondeur du cratère ou cavité formé est de 6,35 microns et la largeur du cratère de 550 microns. A une vitesse de surface de, 300 mètres par minute, au bout d'une minute, l'usure du flanc est de 125 microns, la profon deur du cratère de 12,5 à 25 microns et la largeur du cratère de 650 microns. Même à une vitesse de surface de 450 mètres par minute, l'usure du flanc au bout d'une minute de coupe est comprise entre 150 et 375 microns pour plusieurs faces dif férentes de cet outil, tandis que la largeur du cra tère est de, 400 microns et sa profondeur de 50 microns.

<I>Exemple 3.</I> - On place 93,2 grammes d'hydrure de zirconium broyé aux billes dans des nacelles en aluminium et on les place dans un tube en alumine froid. On balaye le tube avec une atmos phère d'ammoniaque ou d'azote. Tout en mainte nant un courant d'ammoniaque, on chauffe le tube jusqu'à 1000 C en l'espace de 3 heures. On le maintient à<B>1000</B> C pendant 3 heures et l'on aug mente ensuite la température jusqu'à<B>1100</B> C et on les maintient pendant 16 heures. Finalement, on le chauffe jusqu'à<B>1</B>200 C et on le maintient à cette température pendant 8 heures, on le re froidit jusqu'à 250 C, on l'enlève de la zone chaude du four dans une atmosphère d'azote et on le refroi dit jusqu'à la température ambiante.

L'analyse chimique révèle que cette matière con tient 11,28 % d'azote, 0,27 a/o d'oxygène et 88,2 %O de zirconium.

Un examen aux rayons X révèle qu'il s'agit de nitrure de zirconium ayant une dimension de crys- taffites de 160 miffimicrons comme l'indique l'élar gissement des raies.

,On broie 67,4 grammes de cette poudre, de ni trure de zirconium et 9,6 grammes d'une poudre de tungstène métallique finement divisée pendant 24 heures dans un broyeur à billes en acier che misé de caoutchouc d'une contenance de 1,1 litre rempli jusqu'à 40 % de son volume avec des tiges cylindriques d'un diamètre de 6,35 mm et d'une longueur de 6,35 mm en alliage de carbure de tungstène et de<I>6</I> % de cobalt. Le broyeur con tient égaiement 350 cm' d'une huile hydrocarbo- née à point d'ébullition élevé. La vitesse de broyage est de 60 tours par minute. On récupère les pou dres mélangées de tungstène métallique et de. ni trure de zirconium comme décrit dans les exemples précédents. On presse à chaud cette dispersion en poudre dans les conditions décrites dans les exem ples 1 et 2 et fa dispersion réfractaire ainsi obte nue caractérise l'invention. Elle contient 19 par ties en volume environ de nitrure de zirconium par partie en volume de tungstène et a une densité de 7,37 gramme/cm', ce qui correspond à 96 %o de la densité théorique prévue pour cette composi- tion. Sa dureté Rockweli à l'échelle A est de 87,8, sa résistance aux chocs est de 0,0609 kgm/cm' et sa résistance à la rupture dans le sens transversal est de 3647 kg/cm2.

On usine ce réfractaire sous forme d'un outil de coupe et on l'utilise comme outil de coupe sur l'acier de qualité 4340. En utilisant une profon deur de coupe de<B>1,59</B> mm et en faisant varier la vitesse de coupe, on remarque qu'à une vitesse de coupe de 150 m de surface par minute, en utilisant une durée de coupe de 3 minutes, l'usure du flanc est de 162,5 microns, la largeur du cra tère est de 500 microns et la profondeur du cra tère est de 20 microns. A une vitesse de coupe de 300- mètres de surface par minute au bout d'une minute de coupe, l'usure du flanc est de 125 mi crons, la largeur du cratère de 500 microns et sa profondeur de<B>12,5</B> microns. Même à une vitesse de 450 mètres de surface par minute, au bout d'une minute, l'usure du flanc n'est encore que de 875 microns, la largeur du cratère de 750 microns et sa profondeur de 87,5 microns.

<I>Exemple 4.</I> - On broie 52,2 grammes du nitrure de zirconium de l'exemple 3 et 4-8,3 grammes d'un échantillon finement divisé d'une poudre de tungs tène métallique, en utilisant l'équipement et les conditions décrits dans l'exemple 3.

On presse 40 g de cette poudre en utilisant les conditions décrites dans les exemples 1 à 3, et on trouve que. la dispersion réfractaire ainsi obte nue de l'invention comprend trois parties en vo lume de nitrure de zirconium par partie en volume de tungstène. La résistance à la rupture de ce ré fractaire est 5 355 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 0,1386 kgm/cm2 et sa dureté Rockweli à l'échelle A est de 85,9. Sa densité est de 9;73 g/ cm3,, ce qui correspond à 96 %o de la densité théo- rique de 10,15 g/cm3 prévue pour cette composition.

On essaie ce réfractaire comme outil de coupe sur l'acier 4340 dans les conditions décrites dans l'exemple précédent. A une vitesse de coupe de <B>150</B> mètres de surface par minute, on trouve que l'usure du flanc est de 200 microns, la largeur du cratère de 550 microns et la profondeur du cratère de 25 microns au bout d'une coupe de 3 minutes. A 300 mètres de surface par minute, l'usure du flanc est de 200 microns, la profondeur du cratère de 25 microns et sa largeur de 525 mi crons.

<I>Exemple 5.</I> = On broie- 68,4 grammes du ni trure de zirconium de l'exemple 3 et 1,77 gramme de chrome métallique pur ayant une dimension particulaire inférieure à 0,044 mm dans un broyeur à billes en acier chemisé de caoutchouc d'une con tenance de 1,1 litre, rempli jusqu'à<I>40</I> jo de sa capacité avec des billes en acier ayant un diamètre de 4, 76 mm et contenant 350 cm3 d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé. On effec- tue le broyage à une vitesse de 60 tours par mi nute et on le poursuit pendant 14 heures. On trouve que la poudre finement divisée a absorbé 0,86 g de fer par attrition des billes en acier du broyeur. On la récupère et la purifie comme décrit dans les exemples précédents. L'analyse chimique révèle qu'elle contient 96,4 % en volume de nitrure de zirconium, 2,5 % en volume de chrome métallique et 1,151, en volume de fer. Ainsi, la composition de ce réfractaire est de 26,8 parties en volume de nitrure de zirconium par partie en volume d'un alliage qui comprend 77 r/c en poids de chrome et 30 9jo en poids de fer. On presse 28 g de cette matière sous une pression de 280 kg/em2 appli quée initialement à une température de 100 C, on la maintient sous cette pression tout en augmentant la température jusqu'à 1700 C, on la maintient à cette température pendant 5 minutes, on la refroi dit et on l'enlève de la presse. La dispersion réfrac taire ainsi obtenue de l'invention présente une résistance à la rupture dans le sens transversal de 7<B>521,5</B> kg/cm2, une résistance aux chocs de 0,1176 kgm/cm2, une dureté Rockweil à l'échelle A de 87,8 et une densité de 6,74 g/cms ce qui repré sente 96 ;'o de la densité théorique de 7,10 g/cm3 prévue pour cette composition. Ce réfractaire forme un bon outil de coupe à 150 mètres de surface par minute sur l'acier 4340 en utilisant une pro fondeur de coupe de 1,59 mm. Au bout de 3 mi nutes de coupe dans ces conditions, l'usure du flanc est de 375 microns, la largeur du cratère est de 500 microns et sa profondeur de 6,35 microns.

Il forme égaiement une matière de construction à haute température exceptionnelle en combinant une excellente résistance à l'oxydation à des tem pératures s'élevant jusqu'à et y compris<B>1100</B> C en conservant une partie importante de sa résis tance à la rupture à la température ambiante, même à ces températures élevées.

<I>Exemple</I> 6. - On place 0,68 kg de tungstène métallique en poudre dans un broyeur à billes en acier d'une contenance de 3, 785 litres rempli avec des billes en acier de 4,76 mm jusqu'à 40 %c de son volume. On les recouvre avec 1700 cm' d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé ayant un point d'éclair de<B>170 OC</B> et on broie pendant 3 jours à 60 tours par minute. On sépare la poudre de tungstène métallique par sédimentation et centri fugation à partir de l'huile et on la lave à deux reprises avec de l'hexane, puis avec de l'acétone et finalement avec de l'eau. On la traite au moyen d'un mélange d'un litre d'acide chlorhydrique con centré et de 1,5 litre d'eau distillée et on la chauffe pendant une heure à 90 C. _ On l'effectue pour dissoudre le fer recueilli pendant le broyage. On la laisse à l'état agité avec le mélange d'acide chlo rhydrique et d'eau pendant 16 heures. On la cen trifuge ensuite pour récupérer le tungstène et pour le séparer du fer dissous qui a été enlevé par trai tement par un acide et on le lave avec une solu tion de HCl 0,1 normal jusqu'à ce qu'il soit dé barrassé du fer. Ceci nécessite cinq lavages. On le lave ensuite encore avec de l'eau distillée jusqu'à ce qu'il soit débarrassé des ions chlorure et on le sèche dans une étuve à vide. Le tungstène en pou dre ainsi obtenu présente une surface de contact déterminé par absorption d'azote de 3,0 m2/g, ce qui correspond à une dimension particuiaire indi viduelle de 100 millimicrons environ. L'analyse chi mique révèle que la poudre consiste en 98,91 % de tungstène métallique, en 0,6 Jo de fer et en 0,66 Q/o d'oxygène.

On mélange 67,2 g de tungstène métallique fine ment divisé avec 32,6 g du nitrure de titane de l'exemple 1 et on broie le mélange pendant 3 jours dans un broyeur à billes chemisé de caout chouc d'une contenance de 1,1 litre rempli jusqu'à <I>40</I> %o de son volume avec des billes en alumine de 6,35 mm et contenant 350 cm3 d'une huile hydro- carbonée à point d'ébullition élevé. @On effectue la récupération de la poudre de tungstène et de ni trure de titane formant la dispersion à partir du broyeur et sa séparation de l'huile hydrocarbonée comme décrit dans les exemples précédents.

On presse 44 g de cette dispersion à une tem pérature de 2 200 C en utilisant une durée de séjour d'une minute et une pression de 280 kg/ cm'. La dispersion réfractaire ainsi obtenue de l'in vention contient 1,5 partie en volume de nitrure de titane par partie en volume de tungstène et a une résistance à la rupture dans le sens transversal de 7420 kg/cm2, une résistance aux chocs de 0,2394 kgm/cm2 et une dureté Rockwell à l'échelle A de 87,5. Sa densité est de 10,93 g/cm3, ce qui correspond à 99,6 % de la densité théorique pré vue pour cette composition.

Cette dispersion réfractaire forme un excellent outil de coupe sur l'acier, même à des vitesses allant jusqu'à 300 mètres de surface par mi nute et elle forme également un bon outil de coupe sur la fonte, en raison de sa grande résis tance aux chocs de sa faible tendance à l'usure, et de sa faible tendance à une formation de cra tère ou de cavité.

<I>Exemple</I> 7. - On charge dans un broyeur 77,2 g du tungstène métallique préparé comme décrit dans l'exemple 6 avec 36 grammes du nitrure de zir conium préparé comme décrit dans l'exemple 3. On effectue le broyage et la récupération des pou dres broyées à partir de l'huile comme décrit dans l'exemple précédent. On presse 45 g de la disper sion de poudres intimement mélangées de tungstène et de nitrure de zirconium ainsi obtenue à une température de 2 100 C avec une durée de séjour de 3 minutes en utilisant une pression de 420 kg/ <B>cm</B> 2. La dispersion réfractaire ainsi obtenue a une résistance à la rupture de 7 000 kg/cm2, une ré sistance aux chocs de 0,1953 kgm/cm', une dureté Rockwell à l'échelle A de 86,5 et une densité de 10,79 g/cm3 ce qui représente 95,3 %o de la densité théorique prévue pour cette composition. Cette dis persion réfractaire comprend 1,5 partie en volu me de nitrure de zirconium par partie en volume de tungstène métallique. Ce réfractaire forme un excellent outil de coupe à des vitesses de coupe allant jusqu'à 150 m de surface par minute sur de la fonte sur laquelle sa grande résistance aux chocs et sa grande conductivité thermique le ren dent utile même pour des coupes interrompues.

<I>Exemple</I> 8. - On place 1360 g de molybdène métallique, en poudre ayant une dimension parti cuiaire inférieure à 0,044 mm dans un broyeur à billes en acier de 3,785 litres rempli jusqu'à 40 de son volume avec des billes en acier et conte nant également 1800 cm3 d'une huile hydrocarbonée à poids d'ébullition élevé. On broie cette poudre à une vitesse de 60 tours par minute pendant 3 jours, au bout desquels on sépare la poudre de molyb dène de l'huile hydrocarbonée et des billes en acier, on la lave soigneusement avec de l'hexane pour enlever l'huile et on la sèche dans une étuve à vide. On la purifie en la traitant par un mélange d'acide chlorhydrique et d'eau d'une façon iden tique à celle décrite pour la purification de la pou dre de tungstène métallique de l'exemple 6. La poudre de molybdène métallique finement divisée ainsi obtenue a une dimension particulaire moyenne comprise entre 100 et 200 millimicrons et ne con tient que des traces de fer comme impuretés.

On place 42,2 g du nitrure de titane de l'exem ple 1 dans un broyeur avec 7,15 g de la poudre de molybdène métallique préparée comme décrit dans l'exemple ci-dessus.

Le broyeur a une capacité de 1,1 litre, il est en acier chemisé de caoutchouc, contient 350 cm3 d'hui le hydrocarbonée à point d'ébullition élevé et rem pli avec 2 600 g de tige en alliage de carbure de tungstène contenant 6 0/"o de cobalt. On fait fonctionner le broyeur pendant 24 heures à 60 tours par minute puis on récupère la poudre métal lique intimement mélangée et le nitrure de titane comme décrit dans les exemples précédents.

On presse à chaud 20 g de la dispersion ainsi obtenue qui comprend 13,3, parties en volume de nitrure de titane par partie en volume de moiybdène à température maximum de 2100 C sous une pres sion de 420 kg/cm' et on la maintient dans ces conditions pendant 15 minutes avant de la refroidir et de l'enlever de la presse. La dispersion réfrac taire ainsi obtenue de l'invention a une résistance à la rupture dans le sens transversal de 4 690 kg/ <B>cm</B> 2, une dureté Rockweü à l'échelle A de 89;30 et une résistance aux chocs de 0,1638 kgm/cm2. Sa densité est de 4,88 g/cm3 ce qui correspond à 99 % de la densité théorique calculée pour cette composition.

<I>Exemple</I> J. <I>- On</I> broie 42,45 g du nitrure de zirconium de l'exemple 3 et 40,8 g de molyb dène métallique finement divisé de l'exemple 8 avec 0;2 g d'hydrure de titane dans les conditions dé crites dans l'exemple précédent. On presse à chaud 24 g de cette dispersion en poudre à une tempé rature maximum de 2 000 C lisant une pression de 280 kg/cm2 avec une durée de séjour de 5 mi nutes dans ces conditions.

La dispersion réfractaire ainsi obtenue comprend 1,5 partie en volume de nitrure de zirconium par partie en volume d'un alliage de moiybdène con tenant 0,5 % en poids de titane. La résis tance à la rupture dans le sens transversal de ce réfractaire est de<B>5950</B> kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 0,315 kgm/cm2, et sa dureté Rock- well à l'échelle A est de 83,0. Sa 'densité est de 6,33 g/cm3, ce qui correspond sensiblement à la densité théorique calculée pour cette composition.

<I>Exemple 10. -</I> On charge 30,7 g du nitrure de titane de l'exemple 1 dans un broyeur avec 25,5 grammes de la poudre métallique colloidaie pré parée comme décrit dans l'exemple 8. On ajoute également 0,55 g d'hydrure de zirconium. On ef fectue le broyage dans un broyeur à billes en acier chemisé de caoutchouc d'une contenance d'1,1 litre rempli jusqu'à 40 %a de son volume avec des tiges en moiybdène métallique pur ayant un dia mètre de 6,35 mm et une longueur de 6,35 mm. On poursuit le broyage pendant 48 heures à une vitesse du broyeur de 60 tours par minute.

On effectue la récupération de la poudre et sa purification à partir de l'huile hydrocarbonée comme dans les exemples précédents.

On presse 40 g de cette dispersion en poudre à une température de 2200 C en utilisant une pression de 280 kg/cm' avec une durée de séjour d'une minute dans ces conditions. On refroidit le corps dense ainsi obtenu de l'invention et on le découpe sous forme d'échantillon pour l'essayer quant à ses propriétés mécaniques. L'analyse chi mique révèle qu'il comprend 3 parties en volume de nitrure de titane par partie en volume d'un alliage métallique comprenant 98 % en poids de moiybdène et 2<I>go'</I> en poids de zirconium.

La résistance à la rupture dans le sens trans- versal de ce réfractaire est de 8 680 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 0,252 kgm/cm' et sa du reté Rockwell à l'échelle A est de 84. Sa densité est de 6,62 g/cm3, ce qui représente 100 % de la densité théorique calculée pour cette composition.

<I>Exemple 11. -</I> On charge 53,2 grammes du ni trure de zirconium de l'exemple 3 et 17,75 g d'une poudre de chrome métallique pur d'une dimension partieulaire de 10 microns dans un broyeur avec des tiges en moiybdène comme milieu de broyage et 350 cm' d'une huile hydrocarbonée à point d'ébul lition élevé et on les broie comme décrit dans l'exemple précédent. On effectue égaiement la récu pération comme décrit dans les exemples précédents. On presse 28 g -de cette dispersion en poudre à une température de _1650 C sous une pression de 35 kg/cm2 avec une durée de séjour de 30 minutes. La dispersion réfractaire ainsi obtenue qui com prend trois parties en volume de nitrure de zir conium par partie en volume de chrome métalli que a une densité de 6,85 g/cm3 ce qui représente 96,5 % de la densité théorique pour cette compo sition. Sa résistance à la rupture dans le sens transversal est de 9100 kg/cm-', sa résistance aux chocs est de 0,336 kgm/cm2 et sa dureté Rockweli à l'échelle A est de 83. Ce réfractaire est utile comme matière de construction à haute tempéra ture et présente une bonne résistance à l'oxydation et une bonne résistance, mécanique même à des températures supérieures à 100 C.

<I>Exemple</I> 12. - On forme un hydrure d'un al liage de titane et de tantale à un rapport en poids de 90 parties de titane pour 10 parties de tantale à une température de 800 C dans une atmosphère d'hydrogène pur et on le refroidit lentement dans le four tout en maintenant l'atmosphère d'hydro gène. On broie ensuite cette composition aux billes pour obtenir un hydrure mélangé finement divisé contenant du titane et du tantale à un rapport en poids de 90 :10. On soumet maintenant cette composition à une nitruration en utilisant les pro cessus et conditions décrits dans l'exemple 1 pour obtenir une poudre finement divisée de nitrure de titane et de tantale à un rapport en poids de 90 :10.

On charge 47,5 grammes de cette poudre, 26,0 g de la poudre de tungstène de l'exemple 6 et 1.07 g d'une poudre de chrome métallique pur ayant une dimension particulaire inférieure à 10 microns dans un broyeur à billes en acier chemisé de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre avec 350 cm' d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé. On remplit égaiement le broyeur jusqu'à 49 % de son volume avec des tiges d'un diamètre de 6,35 mm et d'une longueur de 6,35 mm en tungstène métal lique pur. On broie cette composition pendant 48 heures et on la récupère comme décrit dans les exemples précédents. On presse 33 g de cette dis persion en poudre à une température de 1975 C en utilisant une pression de 420 kg/cm2 avec une durée de séjour de 30 minutes. La dispersion ré fractaire ainsi obtenue comprend 5,1 parties en volume de nitrure de titane et 0,6 partie en vo lume de nitrure de tantale par partie en volume d'un alliage de tungstène et de chrome à un rap port en volume de 90:10.

La résistance à la rupture de ce réfractaire est de 5 740 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 0,168 kgm/cm' et sa densité est de 7,46 g/cm3, ce qui représente sensiblement 100 a/o de la densité théorique de cette composition.

<I>Exemple 13.</I> - On broie 29,5 g du nitrure de titane de l'exemple 1, 12,3 g d'une poudre de car bure de titane ayant une dimension particuiaire de 5 microns environ, 15,3 g de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 8 et 10,65 g d'une poudre de chrome pur ayant une dimension particulaire inférieure à 10 microns dans un bro yeur à billes en acier chemisé de caoutchouc d'une contenance de 1,1 litre rempli jusqu'à 40 %o de son volume avec des tiges en molybdène d'un dia mètre et d'une longueur de 6,35 mm et 350 cm' d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition éle vée.

On poursuit le broyage pendant 48 heures à une vitesse de 60 tours par minute.

On effectue la récupération de la dispersion en poudre comme dans les exemples précédents. On presse à chaud 28 g de cette dispersion en pou dre à une température de 2 000 C sous une pres sion de 280 kg/cm' avec une durée de séjour de 5 minutes. La dispersion réfractaire ainsi obtenue comprend 1,75 partie en volume de nitrure de titane et 0,58 partie en volume de carbure de ti tane par partie en volume de métal.

Après le pressage à chaud, un examen aux rayons X révèle la présence des constituants métalliques sous la forme d'un alliage de molybdène et de chrome. La résistance à la rupture de ce réfrac taire est de 6 475 kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 0,2226 kgm/cm2 et sa dureté Rockwell à l'échelle A est de 85. La densité de cette compo sition est de 6,70 g/cm3 ce qui représente 99 %o de la densité théorique calculée pour cette com position.

<I>Exemple</I> 14. - On mélange intimement 193 g de la poudre de tungstène métallique de l'exem ple 6 et 153 g de la poudre de molybdène métal lique de l'exemple 8 et on les fait fondre pour obtenir un alliage comprenant 40 1/o en volume de tungstène et 609o' en volume de molybdène. On broie cet alliage dans un broyeur à mâchoires pour le réduire sous forme d'une poudre et on le broie ensuite et le purifie comme décrit dans les exem ples 6 et 8 pour préparer une poudre finement divisée de tungstène et de molybdène respective ment. On mélange 36,5 g du nitrure de titane de l'exemple 1 avec 3,2 g de bioxyde de titane ru tile ayant une dimension particulaire d'un micron environ et 33,4 g de la poudre d'alliage de moiyb- dène et de tungstène finement divisée. On broie le mélange comme décrit dans l'exemple précédent en utilisant des tiges en tungstène comme milieu de broyage.

On effectue la récupération de la dispersion en poudre intimement mélangée également comme dé crit dans les exemples précédents.

On presse 35 g de cette dispersion en poudre à une température de 2 000 C et sous une pression de 280 kg/cm2 pendant 15 minutes. La dispersion réfractaire ainsi obtenue de l'invention comprend 2,7 parties en volume de nitrure de titane et 0,3 partie en volume de bioxyde de titane par par tie en volume d'un alliage métallique de tungstène et de molybdène à un rapport en volume de 40:60. La résistance à la rupture de ce réfractaire est de <B>7000</B> kg/cm2, sa résistance aux chocs est de 0,273 kgm/cm2 et sa dureté Rockwell à l'échelle A est de 87,3. Sa densité est de 8,40 g/cm2 ce qui représente 99,7 % de la densité théorique calcu lée pour cette composition.

<I>Exemple 15.</I> - On mélange intimement 95 g de la poudre de nitrure de zirconium de l'exemple 3 et 5 g d'une poudre finement divisée de nitrure d'hafnium et on les fritte pendant 5 heures à une température de 1750 C pendant qu'elles sont contenues dans des nacelles en alumine. 'On broie la poudre frittée ainsi obtenue pour former des particules ayant un diamètre de 50 mm et on broie 64,8 g de cette poudre avec 7,1 g d'une pou dre métallique pure d'une dimension de 10 microns en utilisant des tiges en tungstène, une durée de broyage de 48 heures, 350 cm' d'une huile hydro- carbonée à point d'ébullition élevé comme milieu de, dispersion et une vitesse de 60 tours par mi nute.

On effectue la récupération comme décrit dans les exemples précédents et. on presse à chaud 30 g de cette poudre à une température de<B>1700</B> C et sous pression de 420 kg/cm avec une durée de séjour de 30 minutes. La dispersion réfrac taire ainsi obtenue comprend 8,55 parties en volu me de nitrure de zirconium et 0,45 partie en vo lume de nitrure d'hafnium par partie en volume de chrome.

La résistance à la rupture dans le sens trans versal de ce réfractaire est de 8 050 kg/cm2, sa ré sistance aux chocs est de 0,21 kgm/cm2 et sa dureté Rockwell à l'échelle A est de 86,0. Sa densité est de 7,19 g/cmg ce qui correspond approximative ment à la densité théorique calculée pour cette composition.

<I>Exemple 16.</I> - On broie 20,2 g de la poudre de tungstène métallique de l'exemple 6, 8,5 g d'une poudre de rhénium métallique d'une dimension par- ticulaire de 10 microns, 41,6 g de la poudre de nitrure de titane de l'exemple 1, et 6,0 g de la poudre de nitrure de zirconium de l'exemple 3 en utilisant des tiges en tungstène, les autres condi tions de broyage et de récupération de la disper sion de poudre étant comme décrit dans l'exemple précédent.

Après la récupération de la poudre et sa puri- fication, on presse à chaud 35 g à une température de 2 lao C, sous une pression de 420 kg/cm2 et avec une durée de séjour d'une minute. La disper-, Sion réfractaire ainsi obtenue comprend 5,1 par ties en volume de nitrure de titane et<B>0,57</B> par tie en volume de nitrure de zirconium par partie en volume d'un métal comprenant du tungstène et du rhénium à un rapport en volume de 70 par ties de tungstène pour 30 parties de rhénium.

On fritte ensuite cette composition à une tem pérature de 2<B>100</B> C pendant 24 heures pour com pléter l'alliage des phases de tungstène et de rhé nium.

Après ce traitement, on détermine ses proprié tés mécaniques et sa densité et on trouve qu'il a une résistance à la rupture dans le sens transver sal de 7 490 kg/cm2, une résistance au choc de 0,63 kgm/cm2 et une dureté Rockweil à l'échelle A de 90,0. La densité est de 6,33 g/cm3 ce qui correspond à 97 jo de la densité théorique cal culée pour cette composition.

<I>Exemple 17.</I> - On broie 38 g du nitrure de titane de l'exemple 1, 18,4 g de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 8 et 25,2 g d'une poudre de rhénium métallique ayant une dimension particuiaire de, 10 microns en utilisant des tiges en molybdène dans les conditions décrites dans les deux exemples précédents. On effectue égale ment la récupération comme dans les exemples précédents.

On presse. 32 g de la dispersion en poudre fine ment divisée ainsi obtenue à une température de 2 000 C sous une pression de 280 kg/cm2 avec une durée de séjour de 5 minutes. On recuit en suite cet échantillon sous vide à 2 000 C pendant 24 heures pour achever l'alliage par diffusion du molybdène et du rhénium. La dispersion réfrac taire ainsi obtenue contient 2,33 parties en volume environ de nitrure de titane par partie en volume d'un alliage de 60 Jo en volume de molybdène et de 40 q/o en volume de rhénium. Sa résistance à la rupture dans le sens transversal est de 6 300 kg/ cm2, sa résistance au choc est de 0,525<B>kg</B> m/cm2 et sa dureté Rockwell à l'échelle A est de 89;0. Sa densité est de 8,16 g/cm3, ce qui correspond sensiblement à la densité théorique calculée pour cette composition.

<I>Exemple<B>18.</B></I> - On broie 30,4 g du nitrure de titane de l'exemple 1, 58,6 g de la poudre de tungstène métallique de l'exemple 6 et 7,8 g d'une poudre de nitrure d'aluminium ayant une dimen sion particulaire inférieure à 10 microns en utili sant des tiges en tungstène dans les conditions de broyage décrites dans l'exemple 15. On effectue la récupération comme précédemment décrit et on presse 36 g de cette composition à une tempéra ture de 2 200 C sous une pression de 280 kg/cm2 avec une durée de séjour de 10 minutes. La dis- persion réfractaire ainsi obtenue contient 2,8 par ties en volume de nitrure de titane et 1,2 partie en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de tungstène métallique.

La résistance à la rupture dans le sens trans- versal de ce réfractaire est de<B>6720</B> kg/em2, sa résistance au choc est de 0,1575 kgm/cm2, sa dureté Rockweil à l'échelle A est de 90,5 et sa densité est de 9,68 g/cm3, ce qui correspond à 100 % de la densité théorique calculée pour cette composition.

Exemple <I>19. -</I> On broie 407,2 g de nitrure de titane de l'exemple 1 et 19,2 g d'une poudre de tungstène métallique ayant une dimension particu- faire de 100 millimicrons pendant 500 heures dans un broyeur à billes en acier d'une contenance de 7,57 litres rempli jusqu'à 40 c/a de son volume avec des tiges en tungstène métallique et contenant une quantité suffisante d'huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé pour recouvrir les tiges de tungs tène métallique et les poudres mélangées finement divisées.

On effectue la récupération comme décrit dans les exemples précedents et on presse à chaud le mélange ainsi obtenu de nitrure de titane et de tungstène métallique à une température de 2 lao C sous une pression de 280 kg/cm2, on le maintient à cette pression pendant 5 minutes on le refroidit et on l'enlève de la presse. Ce réfractaire com prend une dispersion de 75 parties en volume de nitrure de titane dans une partie en volume de tungstène métallique. La densité de la composition est de 5,69 g/cm3. Ce réfractaire forme un excel lent outil de coupe., en particulier pour effectuer des coupes à grande vitesse avec des avances re lativement légères sur l'acier et la fonte.

<I>Exemple 20. -</I> On broie 537,6 g du nitrure de titane de l'exemple 1 et 10,2 g de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 8, comme décrit dans l'exemple précédent. On effectue également la récupération à partir du broyeur, la purifica tion, le séchage et le pressage à chaud comme décrit dans l'exemple précédent.

Le réfractaire ainsi obtenu consiste en une dis persion de 99 parties en volume de nitrure de titane et d'une partie en volume de moiybdène métallique. La densité de la composition est de 5,48 g/Cm3, ce qui correspond à la densité théo rique calculée pour elle. Comme dans l'exemple pré cédent, ce réfractaire forme un excellent outil de coupe pour de légères coupes à grande vitesse sur des aciers et la fonte.

<I>Exemple 21. -</I> On mélange 40 g d'une forme finement divisée de gamma-alumine ayant une sur face de contact de 200 m2/g environ, et consti tuant en sphères relativement non agglomérées, avec -100 g d'un pigment de paillettes d'aluminium ayant une teneur en oxygène de 1,43<I>a /o.</I> On ajoute à ce mélange 5,5 g d'une dispersion de lithium mé- tallique dans de la cire paraffinique, la teneur en lithium métallique étant de<I>37</I> a/o environ. On les charge dans un broyeur en acier d'une contenance de 3,785 litres qui est rempli jusqu'à 40 % de son volume avec des billes en acier. On y ajoute une quantité suffisante d'un hydrocarbure solvant iso- parafptnique ayant un point d'éclair de 185 C pour recouvrir les billes en acier. La charge des billes en acier pèse 9 288 g et on utilise 1700 cm3 de l'huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé. On ferme le broyeur et le fait tourner sur des rouleaux à une vitesse de 60 tours/ minute pendant 4 jours. On sépare un échantil lon de 150 g de cette. matière des billes en acier et de l'hydrocarbure solvant, puis on le charge dans une nacelle en carbone que l'on place dans un tube en alumine qui est disposé à son tour dans un four électrique. On porte la température à 1450 C tout en maintenant une atmosphère d'am moniac craqué et de N= dans le tube pendant 3 heures environ, et on le maintient à cette tempé rature pendant 2 heures.

Le produit consiste à ce stade en une poudre de nitrure d'aluminium très finement divisée ayant une surface de contact de 6,6 m2/- et une dimension des cristallites de 210 millimicrons déterminée par élargissement des raies d'absorption des rayons X.

Après avoir déterminé la surface de contact. on replace cette matière dans la nacelle en carbone et on la chauffe pendant 8 heures supplémentaires dans une atmosphère d'azote à 7. 450 C. Une ana lyse chimique révèle qu'elle contient 65 % d'alumi nium, 2,43 a/o d'oxygène et 30,72 %o d'azote. Sa surface de contact est de 2,0 m2/g. Les mesures d'élargissement des raies d'absorption des rayons X révèle que cette matière consiste en du nitrure d'aluminium ayant une dimension des cristallites de 265 miliimicrons environ.

On mélange 20 g de ce nitrure d'aluminium dans un mélangeur à grande vitesse mis en suspension dans 200 cm' du même hydrocarbure solvant à point d'ébullition élevé que celui utilisé pour le broyage avec 3 g d'une poudre de moiybdène mé tallique ayant une dimension particuiaire inférieure à 0,044 mm. On sépare le mélange du nitrure d'alu minium et du molybdène métallique du solvant par sédimentation, on le lave à 4. reprises avec de i'hexane et on le sèche pendant 16 heures dans une étuve à vide.

On presse 10 g de cette poudre qui consiste en 20,9 parties en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de moiybdène dans une presse chaude en utilisant des moules en carbone d'un diamètre de 25 mm. A une température de 1600 C, on applique une pression de 14 kg/cm2 à l'échan tillon, puis on augmente la température jusqu'à <B>1900</B> C, sur quoi on augmente la pression jus qu'à 280 kg/cm2, la température étant de nouveau augmentée jusqu'à 2 000 C et ('échantillon étant maintenu à cette température pendant 5 minutes. On refroidit le moule et on enlève l'échantillon.

Un examen métallographique du produit révèle une dispersion du molybdène métallique dont la dimension particulaire est comprise entre 1 et 5 microns, avec une dimension particulaire moyenne de 4 microns de la phase de nitrure d'aluminium de l'invention. On met initialement le. molybdène métallique sous la forme de cristaux de dimension de 40 microns environ, et le broyage n'est pas rigoureux. La résistivité électrique de la dispersion est 3;07 X 105 ohms-cm. Cette valeur très élevée de résistivité électrique révèle que la continuité du molybdène dans cette dispersion est interrom pue par le nitrure d'aluminium. Malgré ceci, on doit noter que le comportement de cette dispersion comme outil de coupe sur l'acier est encore très remarquable, comme décrit dans fa partie qui va suivre de l'exemple.

On découpe le produit moulé sous forme de pe tits échantillons destinés à être utilisés pour dé terminer la résistance à la rupture dans le sens transversal. sous forme de barres pour déterminer la résistance au choc, et sous forme d'une section pour estimer des pointes de coupe pour tailler l'acier. La densité de la dispersion est de 3,53 g/cm3, ce qui correspond à 98,7 >o de la densité théorique. Sa résistance au choc est (le 0,1071 kam/cm=, sa dure té Rockwell à l'échelle A est de 89,2 et la résis tance moyenne à la rupture dans le sens trans versal de deux barres essayées est de 3 370,5<B>kg/</B> cm 2.

On essaie la dispersion comme outil de coupe pour l'acier de qualité 4 $4.0 à des vitesses d'avance de<B>103, 1.50.</B> 300 et 450 mètres de surface par mi nute. 1,a profondeur de coupe est de 1,59 mm. Cette dispersion se comporte d'une façon très sa- ti,sfaisarnte et montre une usure du flanc à 102 mè tres de surface par minute de<B>125</B> microns seule ment au bout de 3 minutes de coupe. de 225 mi crons à 150 mètres de surface par minute au bout de 3 minutes de coupe et une usure du flanc de 200 microns au bout d'une minute de coup_ e à 300 mètres de surface par minute.

<I>Exemple</I> 22. - On disperse 20<I>a</I> du nitrure d'aluirinium préparé comme décrit dans l'exemple 21 avec 5.6 g d'une poudre de tiinrstène avant lire dimension particulaire inférieure à 0,047 mm, on les mélana-e. fes lave, les sèche et les presse comme décrit dans l'exemple 21. La dispersion ainsi obtenue comprend 21.5 parties en volume de nitrure d'aluminium par partie en vo lume de tungstène métallique, ce qui correspond à -1.1.5 % en volume de tungstène métallique. Après son pressage, cette dispersion a une résistance au choc de 0.08-1. kam/cm2, une densité de 3,93, g/cm3 et une résistance moyenne à la rtiptitre ha sAe sur des essais effectués sur 4 barres, de 3 052 kg/em2. La densité correspond à 99,82 0/-o de la densité théo rique de cette composition. La durée Rockwell à l'échelle A est de 89,9.

On examine cet échantillon du point de vue métal lographique et on voit qu'il consiste en une disper sion de tungstène métallique ayant une dimension particulaire moyenne. comprise entre 1 et 6 microns et de nitrure d'aluminium ayant une dimension particulaire moyenne inférieure à 4 microns. L'exa men aux rayons X révèle que les phases présentes sont des phases de nitrure d'aluminium, de tung stène métallique et d'une faible quantité de car bure de tungstène (WZC). La résistivité électrique est de 4,0 X 105 ohms-cm. Cette résistivité élec trique élevée est caractéristique d'une phase dis continue du tungstène métallique. Malgré ceci, com me indiqué ci-dessous, cette dispersion est encore très satisfaisante comme outil de coupe sur l'acier.

On essaie la dispersion comme outil de coupe d'une façon analogue à celle de l'exemple 21. Elle présente une usure du flanc de 125 microns au bout de 3 minutes de coupe à 102 mètres de sur face par minute sur l'acier 4 340 et de 250 mi crons au bout de 30 secondes de coupe à 300 mè tres de surface par minute; même au bout d'une coupe d'une minute à 300 mètres de surface par minute cette dispersion présente une usure du flanc comprise entre 300 et 400 microns seulement.

<I>Exemple 23.</I> - On place 0,68 kg d'une poudre de tungstène -métallique dans un broyeur à billes en acier d'une contenance de 3,785 litres, rempli jusqu'à 40 ofo de son volume avec des billes en acier de 4.,76 mm. On les recouvre avec 1700 cm3 d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé ayant un point d'éclair de 185 C, et on broie la poudre pendant 3 jours à une vitesse de 60 tours/minute. On sépare la poudre de tungstène métallique de l'huile par sédimentation et centrifugation, et on la lave à deux reprises avec de fhexane, puis avec de l'acétone et finalement avec de l'eau. On la traite au mayen d'un mélange d'un litre d'acide chlorhydrique concentré et de 1,5 litre d'eau dis- tillée et on la chauffe pendant une heure à 90 C. On -l'effectue pour dissoudre le fer recueilli pen dant le broyage. On la laisse à l'état agité avec le mélange d'acide chlorhydrique et d'eau pendant 16 heures. On la centrifuge ensuite pour récupérer le tungstène et pour le séparer du fer dissous qui a été enlevé par traitement dans l'acide et on la lave avec une solution de HCi 0,1 normal jusqu'à ce qu'elle soit débarrassée du fer. Ceci nécessite 5 lavages. On la lave ensuite encore avec de l'eau distillée pour la débarrasser de ions chlorure et on la sèche dans une étuve à vide. La poudre de tungstène ainsi obtenue a une surface de contact, déterminée par absorption d'azote, de 3,0 m2/g, ce qui correspond à une dimension particuiaire indi viduelle de 100 miüimicrons. L'analyse chimique révèle qu'elle contient 98,9 % de tungstène métal tique, 0,6 5jc de fer, et 0,0,7 % d'oxygène.

On broie aux billes 66 g de cette poudre de tungstène sur un broyeur chemisé de caoutchouc avec 34 g de nitrure d'aluminium préparé comme décrit dans l'exemple 21. On remplit le broyeur avec des billes en aluminium ayant un diamètre de 6,35 mm environ, qui occupent<I>40</I> %`o du volume du broyeur. Ii contient égaiement 350 cm' d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé, ayant un point d'éclair de<B>185</B> C. Après un broyage de <B>16</B> heures, à 60 tours/minutes, on récupère le produit par filtration par lavage avec de fhexane et par séchage dans une étuve à vide. On presse un échantillon de 25 g dans les mêmes conditions que celles utilisées dans les exemples 21 et 22, et la dispersion ainsi obtenue est caractérisée d'une façon analogue. Elle présente une résistance au choc de<B>0,1013</B> kgm/cm2, une dureté Rockwell à l'échel le A de 90,1 une résistance moyenne à la rupture dans le sens transversal de 6742,75 kg/cm2 et une densité de 6,98<U>--/cm'-</U> Par rapport à la densité théorique de 7,26 g/cm3 pour une composition de ce type, ceci représente 96,14 % de la densité thé orique. La dispersion se compose de 2,94 parties en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de métal.

Après l'avoir essayée comme outil de coupe sur l'acier 4 340 comme décrit dans l'exemple 21, cette dispersion présente une usure du flanc de 125 mi crons, une largeur totale du cratère de 625 mi crons et une profondeur du cratère de 6.35 mi crons au bout de 3 minutes de coupe à 102 mètres de surface par minute. Après 3 minutes à 150 mè tres de surface par minute. les chiffres correspon dants sont : une usure du flanc de 225 microns, une largeur de cratère de 675 microns et une profon deur de cratère de 19 microns. Après une coupe de 30 secondes à 300 mètres de surface par mi nute, les chiffres sont de 100 microns d'usure du flanc, de 500 microns de largeur du cratère et de <B>12,5</B> microns de profondeur du cratère. Même a près une coupe de 450 mètres de surface par mi nute, (usure du flanc au bout d'une minute de coupe n'est que de 300 microns, la largeur du cratère étant de 550 microns environ et sa pro fondeur de 37,5 microns.

Un examen métallographique de cette dispersion- réfractaire révèle une répartition beaucoup plus uniforme du composant métallique dans l'ensem ble de la structure que dans les exemples pré cédents. L'effet de l'utilisation d'une poudre de tungstène métallique de dimension particulaire plus fine est égaiement indiqué par la plus petite di mension particulaire moyenne du métal qui est com prise entre moins d'un micron et 1 microns envi- ron, et des composants non métalliques qui tous ont une dimension particulaire moyenne sensible ment inférieure à 2 microns. Ce réfractaire répré- sente l'une des formes de réalisation préférée de l'invention. Elle a une phase continue du métal comme indiqué par sa résistivité électrique extrê mement faible de 0,03-1. ohm-cm. La meilleure répar tition et l'effet d'une phase métallique continue peu vent aussi être indiqués par la valeur supérieure au double de la résistance à la rupture dans le sens transversal et par l'augmentation de la dureté, et par le comportement comme outil de coupe, lorsqu'on compare cet exemple avec l'exemple 22.

<I>Exemple 24.</I> - On mélange 61 g de la poudre de tungstène métallique préparée comme décrit dans l'exemple 23 avec 5 g d'une poudre de chrome métallique ayant une dimension particulaire infé rieure à 0,044 mm, et 31 g de la composition de nitrure d'aluminium préparée comme décrit dans l'exemple 21. On broie ce mélange dans 350 cm3 d'un hydrocarbure solvant à point d'ébullition éle vé dans un broyeur à billes en acier chemisé de caoutchouc d'une capacité de<B>1,1</B> litre. On remplit le broyeur jusqu'à 40 >o de son volume avec des billes en alumine ayant un diamètre de 6,35 mm. Après un broyage pendant 14 heures à 60 tours/ minutes, on récupère le mélange intime de tungstène et de nitrure d'aluminium par centrifugation et on le lave avec de l'hexane jusqu'à ce que le produit ainsi obtenu soit débarrassé de l'huile hy- drocarbonée utilisée comme fluide de broyage. On presse à chaud 35 grammes de cette composition dans les conditions décrites dans l'exemple 21. Le réfractaire ainsi obtenu consiste en 2,67 parties en volume de nitrure d'aluminium par partie en vo lume d'un alliage de tungstène et de. chrome com prenant 13,2 pour cent en poids de chrome.

La résistance moyenne à la rupture de ce réfrac taire est de 4707,5 kg/cm2, sa résistance au choc est de 0,1281 kgm/cm2, sa dureté Rockwell à l'é chelle A est de 88,9, et sa densité est de 6,87 g/cmg, ce qui correspond à 97,44 % de la densité théo rique.

Un examen métallographique de la structure du réfractaire montre une dispersion extrêmement uni forme du métal et du nitrure d'aluminium, la di mension particulaire du nitrure étant comprise entre 2 et 4 microns, et celle du métal étant comprise entre moins d'un micron et 10 microns environ. L'existence d'une phase métallique continue est in diquée par la mesure de la résistivité électrique qui est de 0,035 ohm-cm. De nouveau, on doit noter qu'en comparant cet exemple avec les exem ples 21 et 22, la résistance à la rupture et la résistance au choc sont améliorées, ainsi que le comportement en tant qu'outil de coupe, comme décrit ci-après.

On usine une. partie de ce réfractaire pour pré- parer un outil de coupe et on l'essaie comme dé crit dans l'exemple 21. On obtient le comportement suivant : à 102 mètres de surface par minute, l'u sure du flanc est de 150 microns, la largeur du cratère est de 625 microns et sa profondeur de <B>12,5</B> microns, au bout d'une durée de coupe de 3 minutes. Pour une coupe de 3 minutes à 150 mè tres de surface par minute, l'usure du flanc est de 200 microns, la largeur du cratère de 675 microns et sa profondeur de 25 microns. Après une coupe d'une minute à 450 mètres de surface par minute, l'usure du flanc est de 625 microns, la largeur du cratère de 450 microns et sa profondeur de 37,5 microns.

<I>Exemple 25.</I> - On broie 20 g de particules de carbure de silicium ayant une dimension particu- laire de 0,1 micron pendant 4 jours avec 380 g d'un pigment de paillettes d'aluminium, analogue à celui utilisé dans l'exemple 21. On ajoute éga lement 5,5 g d'une dispersion à 37 a/o de lithium métallique dans de la cire paraffinique. On effec tue le broyage avec 9 300 g de billes d'acier et 1700 cm' d'une huile hydrocarbonée à point d'ébul lition élevé comme. fluide de broyage. On effectue le broyage dans un broyeur en acier d'une capa cité de 3,785 litres et on broie la composition pen dant 4 jours au bout desquels on récupère le mélange d'aluminium et de carbure de silicium à partir de l'huile de broyage et on le débarrasse de l'huile avec de l'hexane. On réduit 150 g de cette matière dans une nacelle en carbone à 1450 C pendant 8 heures dans une atmosphère d'azote et d'ammoniac craqué. Le produit ainsi ob tenu consiste en une solution solide de 5 Yo de carbure de silicium dans le nitrure d'aluminium. La dimension des particules agglomérées de nitrure d'aluminium et de carbure de silicium est de 40 microns environ.

On broie 27,7 g de cette matière et 4,05 g d'une poudre de chrome métallique ayant une dimension particulaire inférieure à 0,044 mm dans un broyeur en acier chemisé de caoutchouc d'une capacité de 1,1. litre rempli jusqu'à 40 % de son volume avec des billes en alumine de 6,35 mm, et contenant 350 cm' d'huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé. 'On effectue le broyage à 60 tours/minute pendant 2 jours. Après avoir récupéré le produit en le séparant des billes et en le lavant pour le débarrasser de l'hydrocarbure solvant à point d'é bullition élevé, on trouve que la poudre finale présente la composition suivante en pour cent en volume : 85,5 7o en volume de la poudre. sont constitués par la solution solide de 95 a/o de ni trure d'aluminium et de<I>5</I> a/o de carbure de sili cium, 5,7 % en volume sont constitués par le chrome métallique et<I>8,7</I> a/o en volume par une forme fi nement divisée d'alumine recueillie à partir des billes d'alumine. - On presse 15 g de cette composition d'une façon assez analogue à celle décrite dans l'exemple 21, excepté que l'on applique une pression de 280 kg/ cm2 à 1800 C et que la température à laquelle l'échantillon est maintenu pendant 5 minutes est de 1900 C. La dispersion ainsi obtenue comprend 11,25 parties en volume de nitrure d'aluminium, 1,53 partie en volume d'alumine et 0,75 partie en volume de carbure de silicium par partie en vo lume de chrome.

La dispersion a une résistance moyenne à la rupture dans le sens transversal de 3 640 kg-/cm2. une dureté Rockweli à l'échelle A de 90.1. une ré sistance au choc de 0.0378 kgm/cm2, et une densité de 3.28 -/cm'. Par rapport à une densité théo rique de 3,54 g/ems pour la dispersion ci-dessus. ceci correspond à 95.5<B>%,</B> de la densité théorique.

<I>Exemple</I> 26. - En utilisant les mêmes matières de départ que celles utilisées dans l'exemple 25. on broie 24.2 - de la solution saïide de nitrure d'aluminium et de carbure de silicium de l'exemple 25 avec 17,8 g de chrome métallique ayant une dimension particulaire inférieure à 0.044. mm dans un broyeur à billes chemisé de caoutchouc d'une capacité de 1.1 litre, contenant 350 em3 d'un hydro carbure solvant à point d'ébullition élevé. L e bro- veur est rempli jusau'à -?0 %a de son volume avec des billes en acier de 4.76 mm et on poursuit le broyage pendant 24 heures à 60 tours/minute. A près avoir récupéré le mélange intime finement di visé du chrome. du nitrure d'aluminium et du car bure de silicium à partir des billes d'acier et de l'hydrocarbure solvant. après l'avoir lavé à i'he- xane et l'avoir séché dans une étuve à vide, l'ana- lyse indique que la dispersion ainsi obtenue con tient 2.24. parties en volume de nitrure d'alumi- nium et 0.1 partie en volume de carbure de sili cium par partie en volume du métal. Le métal comprend 78 % en volume de chrome et 22 % en volume de fer.

On presse 20 g de la dispersion comme dans l'ex emple 25, et le réfractaire ainsi obtenu a une du- retê Rockweil à l'échelle A de 89.6. une résis tance au choc de 0,315 km/cm2, une résistance moyenne à la rupture dans le sens transversal de <B>7000</B> kg/cm2 et une densité de 4.34 g /cm3. Par rapport à la densité théorique de 4,,44: g/cm3 pour ce réfractaire. elle correspond à 98.0 Mo de ladite densité théorique.

<I>Exemple</I> 27. - On broie 77.2 g du tungstène métallique de l'exemple 23 avec 19,5 g du nitrure d'aluminium de l'exemple 21. On effectue le bro yage dans un broyeur à billes chemisé de caout chouc d'une capacité de 1.1 litre rempli jusqu'à 40 % de son volume avec des billes en acier de 4,76 mm et 350 cmg d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé. On effectue 3e broyage à 60 tours/minutes pendant 24 heures. On récupère la poudre intimement mélangée de tungstène et de nitrure d'aluminium ainsi obtenue à partir des billes et on la lave pour la débarrasser de l'hydro carbure solvant avec de i'hexane et on la sèche dans une étuve à vide. On presse 36 g de la poudre ainsi obtenue comprenant 1,5 partie en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de tung stène dans les conditions décrites dans l'exemple 21, excepté que la pression maximum appliquée est de 420 kg/cm2.

La dispersion réfractaire ainsi obtenue présente une résistance à la rupture de 10 360 kg/em2, une résistance au choc de 0,1554 kgm/cm2, une dureté Rockweii A de 85,6, et une densité de 9.46 -/cm". Ceci représente 98 % de la densité théorique de 9.67 g/cm3 calculée pour ce réfractaire. On essaie le réfractaire comme outil de coupe sur de la fonte et ii présente un comportement exceptionnel même en cas de coupes interrompues et à grande vi tesse.

Exemple <I>28.</I> - On place 1360 g d'une poudre de molybdène métallique ayant une dimension parti- cuiaire inférieure à 0.044 mm dans un broyeur à billes en acier d'une capacité de 3,785 litres, rem pli jusqu'à 40 % de son volume avec des billes en acier et contenant égaiement 1800 em3 d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé. On broie cette poudre à une vitesse de 60 tours/mi- nutes pendant 3 jours, au bout desquels on sépare la poudre de moiybdène de l'huile hydrocarbonée et des billes d'acier, on la lave soigneusement avec de i'hexane pour enlever l'huile et on la sèche dans une étuve à vide. On la purifie en la traitant par un mélange d'acide chlorhydrique et d'eau de fa çon identique à celle décrite pour la purification de la poudre de tungstène métallique de l'exemple 23. La poudre de moiybdène métallique finement divisée ainsi obtenue a une dimension particuiaire moyenne comprise entre 100 et 200 miüimicrons et ne contient que des traces de fer comme impureté.

On broie 40,8 g de cette matière avec 19.5 g de nitrure d'aluminium préparé comme décrit dans l'exemple 21, dans un broyeur à billes en acier che misé de caoutchouc d'une capacité de 1.1 litre. rempli jusqu'à 4.0 % de son volume avec des bil- les d'acier de 4.,76 mm. Le broyeur contient éga iement 350 cm3 d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé. On effectue le broyage pendant 24 heures à une vitesse de 60 tours/minute. Après avoir récupéré la poudre intimement mélangée de moivbdène et de nitrure d'aluminium. à partir de l'huile hydrocarbonée, en la lavant avec de l'hexane pour enlever l'huile et en la séchant dans une étuve à vide. on presse à chaud 25 grammes de cette matière dans les conditions décrites dans l'exem ple 21.

L a dispersion réfractaire ainsi obtenue contient L5 partie en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de molybdène. Elle présente une résistance moyenne à la rupture dans le sens trans versal de 5447,75 kg/cm2, une résistance au choc de 0,2352 kgm/cm2, une dureté Rockwell à l'échelle A de 83,2 et une densité de 5,97 g/cm3. Par rap port à la densité théorique de 6,03 g/cm3 pour cette composition, ceci représente 99 a/o de la den sité théorique.

<I>Exemple 29. -</I> On mélange 21,2 g de la poudre de. nitrure d'aluminium de l'exemple 21 avec 24,9 g de chrome métallique pur ayant une dimension par- ticuiaire inférieure à 0,044 mm. On broie cette poudre et on la récupère comme dans les exemples précédents. On la presse à chaud en l'introduisant dans le moule en carbone à 1600 C, en chauffant jusqu'à<B>1800</B> C, en appliquant une pression de 280 kg/CM2, en portant la température à 1900 C et en maintenant cette température pendant 5 mi nutes.

*La dispersion ainsi obtenue a une résistance à la rupture de 9 240 kg/cm2, une résistance au choc de 0,315 kgm/em2, une dureté Rockwell à l'échelle A de 90,1 et une densité de 4,61 g/cm3, ce qui représente 100 a/o de la densité théorique. La dispersion contient 1,86 partie en volume de ni trure d'aluminium par partie en volume de chrome métallique. Cette dispersion constitue un excel lent réfractaire à haute température présentant une grande résistance à l'oxydation et une grande résis tance mécanique même au-dessus de<B>1100</B> C.

<I>Exemple 30. -</I> On mélange 41,5 g de la poudre de tungstène métallique de l'exemple 23 et 22,8 g de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 avec 17,8 g d'une poudre de rhénium métalli que ayant une dimension particulaire inférieure à 0,044 mm et on les broie dans les mêmes condi tions que dans l'exemple 21. Les conditions de pres sage sont également les mêmes que celles utilisées dans l'exemple 21, excepté qu'on utilise une durée de maintien de 15 minutes à 2 200 C au lieu d'une durée de maintien de 5 minutes à cette température. La dispersion réfractaire ainsi obtenue contient 2,33 parties en volume de nitrure d'alumi nium par partie en volume d'un alliage contenant <I>70</I> a/o en poids de tungstène et 30 %o en poids de rhénium. Sa résistance à la rupture dans le sens transversal est de 14.000 kg/CM2, sa dureté Rock- weli à l'échelle A est de 91,5, sa résistance aux chocs est de 0,945 kgm/cm2 et sa densité est de 7,2 g/cm9, ce qui représente plus de 99,5 % de la densité théorique de cette composition. L'examen aux rayons X montre que la dispersion se compose de nitrure d'aluminium et d'une phase d'alliage de tungstène et de rhénium. On utilise cette dis persion comme outil de coupe pour usiner la fonte, l'acier inoxydable l'acier 4'340, ainsi que des super- alliages à base de nickel et de chrome contenant de l'aluminium et du titane comme agents de dur- cissement par précipitation structurale. Son résul tat de coupe sur ces métaux est remarquable et ne présente qu'une usure presque négligeable, même aux vitesses de coupe les plus élevées sur tous, sauf les superalliages. Même avec ces alliages ex trêmement durs et robustes, il s'est avéré possible d'effectuer des coupes sans usure excessive aux vitesses élevées.

<I>Exemple 31.</I> - On mélange 31 g de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 et 3,85 g de la poudre de molybdène de l'exemple 28 avec 2,48 g d'une poudre de rhénium pur ayant une dimension particulaire inférieure à 0,044 mm. On les broie dans un broyeur en acier chemisé de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre, rempli jus- u <B>'</B> de son volume avec des billes d'acier de q<B>'à</B> 40<I>%</I> 4,76 mm et contenant 350 cm3 d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé. On effectue le broyage pen dant 24 heures à 60 tours/minute et on effec tue la récupération de la poudre intimement mélan gée de métal et de nitrure d'aluminium, comme indiqué dans les exemples précédents.

On presse 15 g de cette composition à 2 000 C pendant 5 minutes après avoir appliqué d'abord une pression de 280 kg/cm2 à une température de<B>1900</B> C. La dispersion ainsi obtenue. a une ré sistance à la rupture de 4 200 kg/CM2, une résis tance au choc de 0,315 kgm/cm2, une densité de 3,70 et une dureté Rockwell à l'échelle A de 89. La dispersion consiste en 19 parties en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume d'un al liage de 60 tr/o en poids de molybdène et de<I>40</I> a/o en poids de rhénium, et la densité obtenue corres pond à 99 QJo de la densité théorique de cette dis persion.

<I>Exemple</I> 32. - On mélange 19;5 g de la poudre de nitrure d'aluminium et de carbure de silicium de l'exemple 25 avec 17,7 g d'une poudre de chro me métallique ayant une dimension particulaire infé rieure à 0,044 mm et 5 g de nitrure de magné sium du commerce. On broie ce mélange dans un broyeur chemisé de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre contenant 350 cm3 d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé et rempli jusqu'à 40 Jo de son volume avec des billes d'acier de 4,7'6 mm pendant 24 heures à une vitesse de 60 tours/minute.

Après avoir récupéré et lavé la poudre, comme décrit dans les exemples précédents, on presse 17 g de cette poudre dans un moule en carbone à une température de 1900 C pendant 5 minutes. La dispersion réfractaire ainsi obtenue présente une ré sistance à la rupture dans le sens transversal de 7 210 kg/CM2, une résistance au choc de 0,252 kgm/ <B>cm,,</B> une dureté Rockwell à l'échelle A de 91,0, et une densité de 4,22 g/cm3. Celle-ci est très pro che de 100<B>%</B> de la densité théorique calculée pour cette composition. On doit noter que les com posants non métalliques de cette composition cons- tituent 3 parties en volume par partie en volume du métal.

<I>Exemple 33. -</I> On mélange 2,48 g d'une pou dre de chrome métallique pur ayant une dimension particulaire inférieure à 0,044 mm et 3,57 g de la poudre de moIybdène métallique préparée comme décrit dans l'exemple 28 avec 30,3 g de nitrure d'aluminium préparé comme décrit dans l'exemple 21. Les conditions de broyage, de récupération à partir du solvant et de pressage sont sensiblement identiques à celles décrites dans l'exemple 21. A près pressage, la dispersion ainsi obtenue contient 13,3 parties en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume d'un alliage qui contient 50 en volume de chrome et 50 %'Q en volume de moly b dène. La résistance à la rupture dans le sens trans versal de cette dispersion est de 7 140 kg/cm=, sa résistance au choc est de 0,147 kgm/cm=, et sa dureté Rockweil à l'échelle A est de 88,5. La densité de 3,60 g/cm3 représente 99,3 % de la densité théorique de cette composition. Cette dispersion montre une bonne résistance aux hautes tempéra tures avec une excellente résistance à l'oxydation même à des températures supérieures à 1000 C.

<I>Exemple 34.</I> - On mélange 13,45 g de la poudre de tungstène métallique de l'exemple 23 et 7,65 g de la poudre de moiybdène métallique de l'exemple 28 avec 27,7 g de la poudre de nitrure d'alumi nium de l'exemple 1, et on les broie dans un broy eur chemisé de caoutchouc, d'une capacité de 1;1 litre, rempli jusqu'à 40 % de sa capacité avec des billes d'acier de 4,76 mm et contenant 350 cm3 d'un hydrocarbure à point d'ébullition élevé. On effectue le broyage pendant 24 heures à 60 tours/ minute. Après avoir récupéré le mélange intime des poudres de nitrure d'aluminium et du métal, comme décrit dans les exemples précédents, on pres se<B>18</B> g de cette -composition dans les conditions de pressage décrites dans l'exemple 21. La disper sion réfractaire ainsi obtenue présente une résis tance à la rupture de 5 250 kg/cm2, une dureté Rockweil à l'échelle A de 90, une résistance au choc de 0,084 kgm/cm4, et- une densité de 4,83 g/cm3, ce qui correspond à 9 7 % de la densité théorique calculée pour cette composition. Cette dispersion contient 5,67 parties en volume de nitrure d'alu minium par partie en volume d'un alliage à 50:50 en volume de Mo et W.

<I>Exemple 35.</I> - On mélange 5,10 g de la poudre de molybdène de l'exemple 28 avec 0,12 g d'hy drure de zirconium et 31,0 g du nitrure d'alumi nium en poudre de l'exemple 21, On les broie et les sépare de l'huile comme décrit dans l'exem ple précédent. Les conditions de pressage utilisées sont celles de l'exemple 21. La dispersion ainsi obtenue comprenant 5 % en volume d'un alliage de 98 % de molybdène et de<I>2</I> % de zirconium a une - résistance à la rupture de 4 900 kg/cm=, une dureté Rockweü à l'échelle A de 91, une ré sistance aux choc de 0,21 kgm/cm= et une densité de 3,61 g/cm3. Cette densité se rapproche de très près de celle qui a été calculée théoriquement pour cette composition.

<I>Exemple 36.</I> - On mélange<I>26 g</I> de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 28 avec 2-1,4.g de la poudre de nitrure d'aluminium de de l'exemple 21 et on y ajoute 0,6 g d'hydrure de zirconium. On broie ce mélange et on le récu père comme décrit dans les exemples précédents et on presse 20 g dudit mélange à 2 000 C en utilisant le cycle de pressage décrit dans l'exemple 21. La dispersion réfractaire ainsi obtenue pré sente une résistance à la rupture dans le sens transversal de 11.200 kg/cm=, une résistance au choc de 0,63 kgm/cm2, une dureté Rockweii A de 90,5 et une densité de 5;05 g/cm3, ce qui repré sente 99 je de la densité théorique. La dispersion contient 25 % en volume d'un alliage de molyb dène et de zirconium qui comprend 98 @"c en poids de molybdène.

La dispersion se comporte d'une façon exception nelle comme outil de coupe sur divers métaux et alliages, avec un minimum d'usure. Les alliages essayés comprennent le bronze, un alliage abrasif d'aluminium et de cuivre durci par précipitation structurale, un super-alliage à base de cobalt con tenant du chrome et du tungstène et du carbone comme agent de durcissement, la fonte et l'acier 4 3-10. Ii ne se produit que de très faibles taux d'usure en utilisant des vitesses de coupe allant jusqu'à 450 mètres de surface par minute sur tous les alliages en dehors du super-alliage à base de cobalt. Cet alliage peut être découpé avec une usure relativement faible à une vitesse allant jus qu'à 120 mètres de surface par minute. Cette com position sous forme d'un outil de coupe est par ticulièrement remarquable en cas de coupes inter rompues sur un acier et de la fonte, probable ment en raison de sa grande résistance aux chocs, de sa grande résistance mécanique et de sa grande dureté.

<I>Exemple 37.</I> - On mélange 19,6 g du nitrure d'aluminium de l'exemple 21 avec 22,6 g d'une poudre d'hydrure de titane et on les broie dans un broyeur chemisé de caoutchouc d'une. capacité de 1,1 litre, rempli jusqu'à 20 Jo de son volume avec des billes en acier de 4,76 mm, dans un milieu constitué par 350 em3 d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé. On poursuit le broyage pendant 4 jours à une vitesse de 60 tours/minute. On récupère le mélange intime ainsi obtenu de l'hy drure de titane et du nitrure d'aluminium à partir des billes du broyeur et on le lave pour le débarras ser de l'huile avec de i'hexane. On le charge en suite dans un tube en alumine étanche aux gaz en le disposant dans des nacelles en aluminium et on le nitrure à une température de 850 C pendant 8 heures dans une atmosphère d'ammoniac craqué. Au bout de la période de 8 heures, on porte la température à 1200 C en maintenant encore l'at mosphère d'ammoniac craqué et on poursuit la ni truration pendant 4 heures supplémentaires. 0=i re froidit le four et on enlève le produit. L'analyse chimique et l'identification par diffraction aux ra yons X révèlent que la poudre consiste en 60 a/o en volume de nitrure d'aluminium et en 40 -7o en vo lume de nitrure de titane. La dimension des cris- tallites des deux phases est inférieure à 1 micron, comme déterminé l'élargissement des raies d'absorp tion des rayons X.

On mélange 28,8 g de cette poudre avec 21,3 g d'une poudre de chrome métallique pur ayant une dimension particulaire inférieure à 0,044 mm et on les broie aux billes pendant 3 jours dans un broyeur chemisé de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre contenant 350 cm3 d'un hydrocarbure solvant à point d'ébullition élevé et rempli jusqu'à 40 % de son volume avec des billes d'acier de 4,76 mm. La vitesse de broyage est de 60 tours/minute. On récupère ensuite le produit et on le lave pour le débarrasser de l'huile avec de i'hexane et on le sèche dans une étuve à vide.

On presse 20 g de ce mélange à une température de<B>1900</B> C avec une durée de maintien de 5 mi nutes et sous une pression de 280 kg/cm'. On applique d'abord la pression de 280 kg/cm' à <B>1800</B> C après avoir introduit le moule en carbone contenant la poudre dans la zone chaude du four.

La dispersion ainsi obtenue contient 0.93 partie en volume de nitrure de titane et 1,4 partie en volume de nitrure d'aluminium par partie en vo lume de chrome qui est présent sous forme d'une gangue continue. La dispersion présente une résis tance à la rupture dans le sens transversal de 14.000 kg/cm', une résistance au choc de 0;315 kgm/cm', une dureté Rockweli à l'échelle A de 91 et une densité de 4,97 g/em3, ce qui représente 99.,2 % de la densité théorique calculée pour cette composition.

<I>Exemple 38. -</I> Cet exemple décrit la prépara tion d'une dispersion contenant 30 fo en volume de chrome métallique et 70 % en volume d'une phase réfractaire dispersée comprenant 60 7o en volume de nitrure d'aluminium et 40 % en volume de ni trure de zirconium. On mélange<B>19,6</B> grammes du nitrure d'aluminium de l'Exemple 21 avec 29,1 g d'hydrure de. zirconium et on broie ce mélange et le récupère à partir du broyeur comme décrit dans l'exemple précédent. On effectue également la nitru- ration de ce mélange de la façon décrite dans l'exemple 37. Après la nitruration l'analyse chi mique et l'examen aux rayons X révèle que la poudre ainsi obtenue comprend un mélange intime de nitrure de zirconium et de nitrure d'aluminium à un rapport de 40 %o en volume de nitrure de zirconium pour 60 % en volume de nitrure d'alu minium. Les deux phases de nitrure présentent des dimensions particulaires inférieures à 1 micron comme l'indique l'élargissement des raies d'absorp tion des rayons X. On combine 33,6 g de cette matière avec 21,3 g de chrome métallique de très grande pureté ayant une dimension particuiaire inférieure à 0;044 mm et on les broie au boulet et les récupère à partir du broyeur comme décrit dans l'exemple 37.

On presse à chaud 23 g de ce produit en uti lisant une pression de 3,5 kg/cm=, une tempéra ture de 1600 C et une durée de maintien de 30 minutes à la température et la pression maxima. La dispersion réfractaire ainsi obtenue présente une résistance à la rupture dans le sens transversal de 12.600 kg/cm' ; une dureté de 90,5 à l'échelle Rockwell A, et une résistance aux chocs de 0,278 kgm/cm'. La densité est de 3,45 g/cm3, ce qui représente 99,4 a/o de la densité théorique calcu lée pour cette composition. La dispersion combine une grande résistance mécanique avec une ductilité raisonnable, et une excellente résistance à l'oxy dation même à des températures supérieures à 1000 OC.

<I>Exemple 39.</I> - On dissout dans un litre d'eau 317,15 g de nitrate chromique (7,5 molécules d'eau de cristallisation). On dissout également dans un litre d'eau une seconde solution consistant en 6,6 g de nitrate de magnésium (6 molécules d'eau de cristallisation). On admet simultanément ces deux solutions et à des débits égaux dans un bain de trois litres consistant en une solution saturée de bicarbonate d'ammonium. On lave minutieusement le précipité .ainsi obtenu des carbonates basiques de magnésium et de chrome intimement mélangés l'un avec l'autre, pour éliminer les sels d'ammo nium et on le sèche dans une étuve à vide. On l'échauffe ensuite à une température de 250 C pour décomposer le carbonate basique de chrome. On réduit ce mélange dans une atmosphère d'hydro gène en augmentant lentement la température à raison de 200 C par heure jusqu'à ce qu'une tem pérature maximum de 1200 C soit atteinte. On maintient ensuite l'échantillon à cette température pendant 18 heures et on le refroidit. L'analyse chimique. et la diffraction aux rayons X révèlent que la poudre ainsi obtenue consiste en une dis persion intime uniforme et finement divisée, de 2 /-o d'oxyde de magnésium dans du chrome métallique pur.

On mélange 10,65 g de cette poudre avec 28,7 g de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exem ple 21 et on broie le mélange et le récupère à partir du broyeur comme décrit dans les exemples précédents. On presse 18 g de ce mélange à une température de<B>1800</B> C et sous une pression de 280 kg/cm2 avec une durée de maintien de 15 mi nutes à 1800 C. On applique d'abord une pres sion de 280 kg/cm2 à une température de 1700 C. La dispersion réfractaire ainsi obtenue consiste en des particules de nitrure d'aluminium dispersées avec du chrome métallique dans lequel sont dis persés des cristaux d'oxyde de magnésium finement divisé. La résistance à la rupture dans le sens transversal de la dispersion est de 8 610 kg/cm2, sa résistanée au choc est de 0,63 kg/m/cm2, sa dureté Rockwell à l'échelle A est de 90 et sa densité est de 3,93 g/cm3. Cette densité correspond étroi tement à la densité théorique calculée pour cette composition.

<I>Exemple 40. - On</I> mélange 48.2 g d'un échan tillon d'une poudre de tungstène métallique conte nant à l'état dispersé 1 tja en poids de particules d'oxyde de thorium d'une dimension de 100 milii- microns, avec 24;5 g du nitrure d'aluminium de l'exemple 21. On broie ce mélange pendant 24 heures dans un broyeur chemisé de caoutchouc d'une capacité de 1,1 litre contenant 350 cm3 d'un hydro carbure solvant à point d'ébullition élevé et rem pli jusqu'à<I>40</I> Mo de son volume avec des billes en acier de 4,76 mm. La vitesse de broyage est de 60 tours par minute. Après récupération et élimi nation de l'huile comme décrit dans les exemples précédents, on presse 25 g de cette matière à une température de 2 200 C avec une durée de main tien d'une minute à la température supérieure sous une pression de 280 kg/cm2 qui est appliquée d'a bord à 2 000 C. La dispersion réfractaire ainsi obtenue consiste en 0,09 partie en volume d'oxyde de thorium et en 3,26 parties en volume de ni trure d'aluminium par partie en volume de tungstène métallique. La résistance à la rupture dans le sens transversal est de 7 700 kg/cm2, la densité est de 7,20 g/cm3, la dureté Rockweli à l'échelle A est de 90,9 et la résistance aux chocs est de 0,42 kgm/ em2. La densité représente 96,2 %o de la densité théo rique de cette composition.

<I>Exemple 4,1.</I> - On mélange 20,4 g d'un échan tillon d'une poudre de molybdène finement divisée contenant à l'état dispersé 10 qo' en poids d'oxyde de thorium sous la forme de cristaux individuels de 100 millimicrons avec 261 g du nitrure d'alu minium de l'exemple 21 et on broie ces matières, on les récupère à partir du broyeur et on les lave pour les débarrasser de l'huile comme décrit dans l'exemple précédent. On presse 18 g de cette ma tière dans les conditions décrites dans l'exemple précédent et la dispersion réfractaire ainsi obtenue présente une résistance à la rupture dans le sens transversal de 6 300 kg/cm2, une dureté Rockwell à l'échelle A de 91,5 une résistance aux chocs de 0,315 kgm/cm2 et une densité de 4,63 g/cm3, ce qui représente 99,5 %o de la densité théorique de cette composition. LA dispersion con5Lte en 20 ja en volume d'une phase métallique de liaison de molybdène contenant à l'état dispersé 10 a/o en poids par rapport au poids du moly bdène de particules d'oxyde de thorium ayant une dimension comprise entre 100 et 200 miliimicrons et en une phase ré fractaire de particules finement divisées de nitrure d'aluminium constituant 80 % de la dispersion. Cette matière présente une grande résistance méca nique et une résistance exceptionnelle au fluage, même à des températures s'élevant jusqu'à 1500 C dans des atmosphères inertes.

<I>Exemple</I> 4,2. - On broie<B>322,7</B> g du nitrure d'aluminium de l'exemple 21<I>et 19,2</I> g du tungstène métallique de l'exemple 23 en utilisant <B>2500</B> g de tiges cylindriques en alliage de carbure de tungstène et de cobalt et 350 cm3 d'une huile hydrocarbonée à point d'ébullition élevé dans un broyeur à billes en acier chemisé de caoutchouc d'une contenance de 1.1 litre. On effectue le broyage pendant 500 heu res a une vitesse de 60 tours par minute. On récu père le mélange broyé du tungstène et du nitrure d'aluminium comme décrit dans les exemples pré cédents.

La poudre intimement mélangée ainsi obtenue consiste en 99 parties en volume de nitrure d'alu minium et en une partie en volume de tungstène métallique, les deux phases ayant des particules d'une dimension inférieure à 1 micron. On presse 14 g de cette poudre dans une atmosphère d'azote en appliquant la pression à une température de 2 000 C. On utilise une pression de 280 kg,/cm2.

Le corps dense. ainsi obtenu, de l'invention com prend une dispersion de 99 parties en volume de nitrure d'aluminium dans 1 partie en volume de tungstène métallique. La densité est de 3,42 g/cm3, ce qui correspond à la densité théorique de cette composition. Ce corps est dur, robuste, résiste à la corrosion et à l'érosion et convient parfai tement pour des applications de construction à hau te température.

<I>Exemple 43. - On</I> mélange 244,5 g de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 et 19,2 g de tungstène métallique de l'exemple 23, on les broie et les récupère à partir du broyeur comme décrit dans l'exemple précédent. On effectue également le pres sage dans les mêmes conditions et le corps dense ainsi obtenu de l'invention comprend une disper sion de 75 parties en volume de nitrure d'alu minium dans 1 partie en volume de tungstène mé tallique. La densité du corps pressé à chaud est de 3a3-1 g/cm3 ce qui correspond à la densité théo rique de cette composition. Cette composition est plus robuste, plus ductile, mais présente autrement des propriétés et une utilité analogue à celle de la composition de l'exemple 42.

<I>Exemple</I> 44. - On prépare une solution de tungstate d'ammonium en dissolvant de l'oxyde tungstique dans un excès d'hydroxyde d'ammonium concentré. Cette solution contient 11,2 /o d'oxyde tungstique. On complète 6 317 g de la solution de tungstate d'ammonium jusqu'à un volume de 6 litres. On mélange<B>1821</B> g d'un sol à 22 % d'o xyde de titane, l'oxyde de titane étant sous la forme d'agrégats sphériques de 20 miliimicrons for més par des particules de 5 à 10 millimicrons, avec <B>1713</B> g d'un sol à 3,5 % d'alumine, l'alu mine étant sous la forme de particules d'une di mension de 20 miliimicrons. On règle le pH des sols mélangés à 1 avec l'acide chlorhydrique et on com plète ensuite le mélange jusqu'à un volume total de 6 litres. On complète 1970 cm' d'une solution aqueuse à 18,5 % d'acide chlorhydrique jusqu'à un volume de. 6 litres avec de l'eau. On règle le pH d'un bain de 6 litres d'eau distillée avec de l'acide chlorhydrique.

On admet simultanément la solution des sols mé langés d'oxyde de titane et d'alumine, la solution du tungstate d'ammonium et la solution d'acide chlorhydrique dans l'eau à des débits égaux dans le bain vigoureusement agité.

On lave le mélange précipité ainsi obtenu d'oxyde tungstique, de bioxyde de titane et d'alumine par décantation et centrifugation, et on le sèche dans une étuve à air pendant 16 heures entre 250 et 300 C.

Le produit récupéré à ce stade pèse 1076 . On chauffe ensuite cette matière dans un four entre 400 et 450 C pendant 16 heures et son poids di minue jusqu'à 956 g. On réduit ensuite cette ma tière au moyen de l'hydrogène dans un four chauf fé électriquement, dans une atmosphère d'hydro gène anhydre et pur, d'abord à 600 C et finale- ment à<B>1000</B> C. Dans ces conditions, l'oxyde tungs- tique est transformé en tungstène métallique dans un mélange colloïdal avec l'oxyde de titane et l'alu mine.

On récupère 826 g de ce mélange et l'analyse révèle qu'il présente une teneur en oxygène à ce moment de 22,1 a/o. On mélange 141 g de carbone avec cette matière et on les chauffe dans un four à tube en matière céramique dans une atmosphère d'azote jusqu'à une température de 1250 C. On change ensuite l'atmosphère pour la remplacer par de l'ammoniac et on maintient le système à 1250 C pendant 15 heures et demie au bout duquel on le chauffe jusqu'à 1550 C et le maintient à cette température pendant 22 heures et demie.

Le produit ainsi obtenu est un mélange à l'échelle colloïdale intime de tungstène et de nitrure de ti tane avec une faible quantité d'alumine et de ni trure d'aluminium. L'examen aux rayons X de cette poudre révèle qu'elle consiste en des cristallites de tungstène, ayant un diamètre de. 30 miliimicrons avec du nitrure de titane ayant un diamètre des particules de 17,5 millimicrons. L'alumine et le ni trure d'aluminium sont présents en une quantité inférieure à la limite de détection au moyen des rayons X.

Le produit est légèrement aggloméré, comme l'in dique sa surface spécifique déterminée par absorp tion de l'azote de 2 m2/g ce qui est très infé rieur à celle qui devrait être obtenue pour un mé lange de cristaux non agglomérés- de la dimen sion indiquée par les mesures d'absorption des rayons X.

On charge 27-1, g de cette composition 1,5 g d'une poudre de cobalt pur ayant une dimension particulaire d'un micron et 4996 g de tiges de tungstène dans le broyeur à tiges chemisé d'acier avec<B>180</B> cm' d'une huile hydrocarbonée non vola tile. La capacité du broyeur est de<B>1300</B> cm3 en viron et on effectue <B>le</B> broyage à une vitesse de 60 tours par minute pendant 5 jours.

Pendant le broyage, le produit absorbe 13 g de tungstène à partir des tiges en tungstène à rai son d'une attrition partielle pendant le broyage. L'analyse chimique indique que cette. poudre se compose de 2,59 parties en volume de nitrure de titane et de 0,58 partie en volume d'alumine par partie en volume du métal qui contient 98 % en volume de tungstène et 2 % en volume de, cobalt. La densité théorique de cette composition, calculé en supposant que les volumes spécifiques des com posants sont additifs, est de 8,5 g/cm3.

On fabrique un certain nombre d'échantillons réfractaires à partir de cette poudre en la pres sant à chaud à des températures comprises entre 1800 et 18-15 C, en utilisant une pression de 280 kg/cm2 et une durée de maintien à ladite température d'une minute. Les propriétés moyennes obtenues sont les suivantes : une densité de 8,52 g/ <B>cm</B> 3e une dureté Rockweil à l'échelle A de 90, une résistance à la rupture dans le sens transversal de 11060 kg/cm2, et une résistance aux chocs de 0,777 kgm/cm2.

Cette dispersion réfractaire s'avère former un excellent outil de coupe comme le montrent les essais suivants. On tourne des échantillons d'un acier trempé de qualité 4 340, de dureté Brinell 351, sur un tour en utilisant une avance de 250 microns, une profondeur de coupe de<B>1,25</B> mm et une vitesse exprimée en mètres de surface par minute de 270. Au bout de 3 minutes de coupe, l'usure moyenne du flanc de 125 microns environ, la plus grande usure locale observée étant com prise entre 150 et 200 microns, et la profondeur du cratère étant de 31,25 microns.

Au cours d'un essai au tour dans lequel l'avance est de 750 microns, la profondeur de coupe de 3,18 mm et la vitesse de 90 mètres de surface par minute, un tournage d'une minute donne une usure locale de 50 microns et une usure moyenne de 50 microns et une profondeur de cratère nulle. Les courbes de la vie en service de l'outil sont déterminées sur le même acier en utilisant une vi tesse de 150 mètres de surface par minute, une avance de 500 microns et une profondeur de coupe de 1,59 mm et l'outil se comporte sans défaillance pendant 19 minutes et 45 secondes. A la fin de cet essai l'usure et la variation de cratère ou de cavi té ne sont pas excessives, bien qu'un faible degré de formation de copeaux provoque une certaine détérioration du fini de la surface de la disper sion réfractaire à ce moment. Dans des conditions analogues à une vitesse de -120 m de surface par minute, la vie en service de ce réfractaire est de 14 minutes et 15 secondes.

Comme autre indication de la ténacité extrê mement grande de cet outil, on l'utilise comme seule dent d'une tête à fraiser en fraisant de bas en haut pour tailler de la fonte malléable à une profondeur de coupe de 2,5 mm à une avance de 1 mm par dent et à une vitesse de 58,8 mètres de surface par minute. On ne remarque pas d'usure par formation de cratère ou d'usure du flanc et aucune défaillance de l'outil, même après une cou pe de 2 650 mm de métal, moment auquel l'essai est interrompu.

Ainsi, cet outil se comporte d'une façon remar quable à la fois dans les conditions de fraisage pratique les plus rigoureuses et dans les conditions dans lesquelles seuls les outils en matière céramique les plus résistants à l'usure sont normalement uti lisés.

<I>Exemple</I> 45. <I>- On</I> charge un broyeur à billes en acier ayant un volume de 1,3 litre avec 114 g de nitrure de titane finement divisé,<B>17,1</B> g de ni trure d'aluminium et 90 g de tungstène broyé aux billes. 'On charge également dans le broyeur 450 g d'une huile hydrocarbonée ayant un point éclair de 130 C et 5,75 kg de pièces en tungstène. On broie ce mélange pendant 5 jours. On effectue fa récupération du produit en transférant la suspen sion du broyeur dans une chaudière de résine, on laisse la suspension se décanter et on enlève le liquide surnageant par siphonage. On lave la gà- teau humide à plusieurs reprises avec de i'hexane et on le sèche ensuite sous vide. On ouvre la chau dière contenant la poudre sèche dans une atmos phère inerte pour la mettre dans une boîte sèche et on tamise la poudre à travers un tamis ayant une ouverture de mailles de 0,21 mm.

On presse à chaud un échantillon de cette dis persion en poudre ayant une dimension particu- iaire de 0,21 mm suivant le processus indiqué ci- après : on chauffe -l'échantillon jusqu'à 1900 C dans un moule en graphite et on le maintient pen dant 6 minutes. On applique ensuite une pression de 280 kg/cm2 que l'on maintient pendant 5 mi nutes au total et on laisse ensuite refroidir l'échan tillon rapidement. On l'effectue sous une pression d'un demi-atmosphère d'azote. L'échantillon ainsi obtenu a une résistance à la rupture dans le sens transversal de 9 527 kg/em2, une résistance au choc de 0;126 kgm/em2 et une dureté Rockwell à l'échelle A de 90,1. La densité de 7.7 g/cm3 correspond à la densité théorique de cette composition, qui contient 3,4 parties en vo lume de nitrure de titane et 0,8 partie en vo lume de nitrure d'aluminium par partie en volume (le tungstène.

On usine cette dispersion réfractaire sous forme d'un outil de coupe et on l'utilise comme outil de coupe sur l'acier de qualité 4340. Elle forme un excellent outil de coupe à grande vitesse à 180 mètres de surface par minute en utilisant une a vance de 250 microns par révolution et une profon deur de coupe de 1,25 mm. Au bout de trois mi nutes de fonctionnement, l'outil présente une usure moyenne du flanc de<B>175</B> microns seulement et une profondeur de cratère de 25 microns. A 90 mètres de surface par minute, également sur l'acier de qualité 4340, en utilisant une forte avance de 750 microns et une profondeur de coupe de 3,18 mm, cet outil taille de façon satisfaisante et ré siste à la rupture. Au bout d'une minute, il pré sente une usure moyenne du flanc de 75 microns seulement et point d'usure mesurable sous forme de cratère.

Cet outil usine pendant 30 minutes sans défail lance sur l'acier 4 340, à<B>111</B> mètres de surface par minute, à une profondeur de coupe de 3,18 mm et avec une avance de 0,5 mm, et une profon deur de cratère de 25 microns. Le fini de l'ouvrage est excellent.

<I>Exemples</I> 46 à<I>60.</I> - Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif d'autres compositions qui sont préparées d'une façon analogue à celles décrites dans l'exemple 1. Les conditions particu- lières utilisées au cours des opérations de broyage et de pressage à chaud, l'analyse chimique de la poudre et la composition nominale et les propri étés des pièces pressées sont indiquées sur les ta bleaux suivants. Le comportement de la dispersion réfractaire sous forme d'une pointe d'outil de coupe est décrit séparément pour chaque exemple. <I>(Voir tableaux I et II, pages 25 et 26)</I> <I>Exemple</I> 46. - On fabrique un outil de coupe comme décrit dans l'exemple 1 à partir de la bil- lette pressée représentée pour l'exemple 46 sur les tableaux 1 et 2. On essaie cet outil de coupe sur l'acier de qualité 4340 à 150 mètres de surface par minute en utilisant une avance de 250 microns et une profondeur de coupe de 1,25 mm. L'outil se comporte d'une façon satisfaisante. Après 3 mi nutes sans défaillance, il présente une usure mo yenne du flanc de 100 microns et une profondeur de cratère de 25 microns seulement. A 60 mètres de surface par minute, en utilisant une profon-

deur de coupe de 1;59 mm et une avance de 750 microns, cet outil ne présente pas d'usure du flanc ni d'usure sous forme de cratère et fonc tionne pendant 1 minute. Au cours d'un autre essai à 90 mètres de surface par minute, en utilisant de nouveau une profondeur de coupe de<B>1</B>,59 mm et d'une avance de 500 microns, cette pointe fonctionne pendant 30 minutes sans défaillance, en donnant un excellent fini à l'ouvrage et présente une usure du flanc de 100 microns seulement et une profon deur de cratère de 25 microns seulement.

<I>Exemple 47.</I> - On charge sur un plateau en mo lybdène 73 g d'un nitrure de titane colloïdal actif. dans une atmosphère inerte et on le transfère dans un four à tube en matière céramique. On chauffe cette matière pendant 16 heures à 1200 C dans une atmosphère d'ammoniac. 'On ouvre le four à l'air et on récupère 69 g d'une poudre de couleur brune friable. Cette matière a l'analyse suivante 2,16 a/o d'oxygène, 0;04 % de carbone, 77,1 %o de titane et 20,55 a/o d'azote. Cette poudre a une sur face de contact de 7,3 M2/g, ce qui correspond à une dimension particulaire de 155 miliimicrons et un examen aux rayons X révèle que la seule phase présente est du nitrure de titane. On pré pare une dispersion réfractaire à partir de ce ni trure de titane en combinaison avec du nitrure. d'aluminium et du tungstène, comme dans l'exem ple 45, mais en utilisant les conditions indiquées sur les tableaux 1 et 2 pour l'exemple 47. L'outil de coupe fabriqué à partir de cette matière se comporte d'une façon excellente lorsqu'on l'utilise pour découper l'acier 4340. A une vitesse de surface supérieure à 270 mètres de surface par mi nute et à une profondeur de coupe de 1,25 mm, et avec une avance de 250 microns, cet outil pré sente une usure du flanc de<B>100</B> microns et une profondeur de cratère de 50 microns, lorsqu'on effectue une coupe pendant 3 minutes. Cet outil fonctionne sans défaillance et produit un excellent fini sur l'ouvrage. Sur l'acier 4 340 à 130,5 m de surface par minute, en utilisant une profondeur de coupe de 3,18 mm et une avance de 750 microns, il présente une usure du flanc de 50 microns seu lement et pas d'usure mesurable sous forme de cra tère au bout d'une minute de fonctionnement. On utilise cet outil de coupe pour enlever la cala mine d'un nouveau lingot d'acier 4 340 et il effec tue des coupes sur une longueur totale de 900 mm, avec une usure du flanc de 100 microns seulement et une profondeur de cratère de 62,5 microns en donnant un excellent fini à l'ouvrage. Dans ce cas, les conditions sont 96 mètres de surface par mi nute, une avance de 500 microns et une profondeur de coupe de '3,18 mm.

<I>Exemple 48.</I> - On prépare un outil de coupe à partir de la billette pressée à chaud préparée pour l'exemple 48, comme indiqué sur les tableaux 1 et 2. On essaie cet outil de coupe sur de la fonte à 150 mètres de surface par minute en utilisant une avance de 500 microns et une profondeur de coupe de 1,25 mm et il fonctionne pendant 9'1 mi nutes sans défaillance. Egalement sur la fonte, et à 228 mètres de surface par minute, dans les même conditions de profondeur de coupe et l'avance, il coupe pendant 43 minutes sans défaillance.

Une autre dispersion pressée obtenue à partir de la même poudre- donne un outil de coupe ayant une vie en service de 43 minutes et 30 secondes sur l'acier 4 340, à 120 mètres de surface par mi nute, avec une avance de '500 microns et une pro fondeur de coupe de 1,59 mm. On utilise la même pointe pour fraiser de haut en bas de la fonte malléable à une vitesse de 58,8 mètres de surface par minute en utilisant une profondeur de coupe de 2,5 mm et une avance d'un millimètre par dent et il coupe 61,6 centimètres avant de subir une défaillance.

<I>Exemple</I> 49. - En utilisant un nitrure de titane du commerce, on prépare une dispersion réfrac taire pressée à chaud, comme dans l'exemple 45, en utilisant les conditions indiquées pour l'exem ple 49 sur les tableaux 1 et 2. On prépare un outil de coupe avec cette matière qui se comporte d'une façon excellente sur l'acier à une vitesse de 120 mètres de surface par minute et présente une faible usure et une longe durée en service.

<I>Exemple 50.</I> - On fabrique un outil de coupe comme décrit dans l'exemple 45 en utilisant un nitrure de titane finement divisé. Ii s'agit d'un outil de coupe dur et tenace qui se comporte d'une façon satisfaisante sur l'acier à une vitesse de 9 mètres de surface par minute, avec une longue vie en service.

<I>Exemple 51.</I> - On prépare un outil de coupe à grande vitesse à partir de la dispersion réfrac taire pressée à chaud représentée pour l'exemple 51 sur le tableau. On le prépare en répétant les opérations du processus de l'exemple 45, et il s'a git d'un outil de coupe réfractaire, stable au choc thermique. Cet outil de coupe fonctionne pendant 9 minutes et 12 secondes sur l'acier 4 340 d'une dureté Brinnei de 203, lorsqu'on l'essaie à une vitesse de 165 mètres de surface par minute en utilisant une avance de 500 microns et d'une profondeur de coupe de 1,59 mm.

<I>Exemple 52.</I> - On essaie le premier outil de coupe de l'exemple 52 des tableaux 1 et 2 sur l'acier 4340 et il se comporte d'une façon excel lente comme on le voit ci-après : à 255 mètres de surface par minute en utilisant une profondeur de coupe de 1,25 mm et une avance de 0,25 mm, cet outil usine pendant 3 minutes sans défaillance et présente une, usure du flanc de 100 microns seule ment et d'une profondeur de cratère de 37,5 mi crons seulement. A 111 mètres de surface par mi- nute, en utilisant une profondeur de coupe de 3,18 mm, et une avance de 500 microns cet outil fonctionne pendant 1 minute avec une usure du flan de 25 microns seulement, sans usure mesura- ble sous forme de cartère. Egaiement à<B>111</B> mètres de surface par minute, avec une profondeur de coupe de 3,18 mm, et une avance de 750 microns, ii se comporte d'une façon excellente pendant 15 mi nutes et 27 secondes.

Le second outil de coupe, préparé à partir de la même dispersion de poudre, ayant les propriétés indiquées sur les tableaux présente égaiement d'ex cellentes propriétés de coupe lorsqu'on l'essaie sur l'acier 4 340 à 300 mètres de surface par minute. Il se comporte de façon satisfaisante pendant 3 mi nutes, avec une usure du flanc de 75 microns seule ment et une profondeur de cratère de 137,5 mi crons. A 97,5 mètres de surface par minute, il coupe d'une façon satisfaisante pendant 10 minutes, avec une usure du flanc de 50 microns seulement et une profondeur de cratère de 7,35 microns seu lement. Au cours d'un essai de fraisage, montant sur de la fonte malléable, cet outil de coupe pré sente une tenacité supérieure à celle d'autres ou tils de coupe du commerce utilisés sur ce type de matière. On essaie cet outil à 77,1 mètres de surface par minute, avec une profondeur de coupe de 2,5 mm et une des avances de 205 microns, de 425 microns et de 937,5 microns. Dans toutes ces conditions, ii fonctionne d'une façon satisfaisante sans défaillance.

<I>Exemple 53.</I> - On usine la billette pressée à chaud représentée pour l'exemple 53 sur les ta bleaux sous forme d'un outil de coupe et on l'es saie sur l'acier 4340 ayant une dureté Brinnel su périeure à 307. Cet outil présente une durée en ser vice de 66 minutes et 30 secondes à une vitesse de 111 mètres de surface par minute, à une profondeur de coupe de 1,59 mm et avec une avance de 500 microns. A<B>159</B> m de surface par minute, cet ou til a une durée en service de 8 minutes.

<I>Exemple</I> 54. - On prépare une dispersion ré fractaire comme dans l'exemple 45 et dans les con ditions indiquées sur les tableaux 1 et 2 pour l'exemple 54. Cette matière forme un outil de coupe tenace et robuste qui a une durée en service de 23 minutes et 30 secondes sur l'acier 4 340 à 120 mètres de surface par minute.

<I>Exemple</I> 55. - On fabrique une dispersion ré fractaire extrêmement tenace et robuste représentée pour l'exemple 55 sur les tableaux 1 et 2 sous forme d'un outil de coupe pour l'acier et on l'es saie sur l'acier 4340 à 123 mètres de surface par minute, en utilisant une profondeur de coupe de 1,59 mm et une avance de 500 microns. Il se com porte d'une façon satisfaisante pendant plus de 9 minutes sur l'acier 4 340.

<I>Exemples 56 à 60. -</I> On prépare les cinq exem- pies suivants comme dans l'exemple 45 excepté qu'après la période de fraisage indiquée sur le ta bleau pour la suspension du nitrure de titane et du nitrure d'aluminium, on ajoute du tungstène finement divisé dans le broyeur et le disperse dans la suspension pendant deux heures de broyage sup plémentaire.

<I>Exemple 56.</I> - On prépare un outil de coupe réfractaire et dur pour l'acier en répétant les opé rations de l'exemple 45,à partir de la dispersion réfractaire indiquée pour l'exemple 56 sur les ta bleaux. Au cours d'essais d'usinage sur l'acier de qualité 4340 à 300 mètres de surface par minute. en utilisant une profondeur de coupe de 1,25 mm et une avance de 0,25 mm, cet outil de coupe réfractaire présente une usure du flan de 100 mi crons et une profondeur de cratère de 37.5 microns après une coupe de 3 minutes sans défaillance. Sur le même acier à 108 m de surface par minute avec une profondeur de coupe de 3,18 mm et une avance de 750 microns. cet outil présente une usure du flanc de 25 microns seulement et pas d'usure me- surable sous forme de cratère au bout d'une mi nute de fonctionnement.

<I>Exemple 57.</I> - On prépare une billette pressée à chaud de la même façon que celle de i'exempie 45, à l'exception des indications données plus haut. Le mode de préparation et les propriétés physiques sont indiquées sur les tableaux 1 et 2.

Un outil de coupe fabriqué avec cette matière est un excellent outil de coupe sur l'acier et la fonte lorsqu'on l'utilise à une vitesse comprise entre 90 et 150 m de surface par minute. une profondeur de coupe de 1,59 mm et une avance de 0,25 mm.

<I>Exemple</I> 58. - Cette composition indiquée sur les tableaux 1 et 2 et préparée comme décrit ci- dessus forme une excellent outil de coupe sur la fonte, à une vitesse de 120 mètres de surface par minute, à une profondeur de coupe de 3.18 mm et avec une avance de 500 microns.

<I>Exemple 59.</I> - On fabrique un outil de coupe comme décrit dans l'exemple 45 -avec la dispersion réfractaire pressée indiquée pour l'exemple 59 sur les tableaux 1 et 2. Cet outil de coupe présente une excellente résistance à l'usure lorsqu'on ]'uti lise pour découper l'acier 4 340 à une vitesse de 90 mètres de surface par minute en utilisant une profondeur de coupe de 3,18 mm et une avance de 0.25 mm.

<I>Exemple 60.</I> - On fabrique un outil de coupe pour l'acier avec la dispersion réfractaire pressée à chaud représentée sur les tableaux 1 et 2 pour l'exemple 60. Cet outil présente une résistance exceptionnelle à l'usure et une stabilité exception nelle au choc thermique et taille les aciers à des vi tesses s'élevant jusqu'à 150 mètres de surface par minute avec une bonne -durée en service de l'outil.

<I>Exemple 61.</I> - On charge un broyeur à billes avec 92 g de nitrure de vanadium du commerce ayant une dimension particuiaire inférieure à 0,044 mm et on le broie pendant 5 jours dans un broyeur en acier contenant 6 000 g de pièces en tungstène et 150 g d'une huile hydrocarbonée. On ajoute à cette bouillie broyée de nitrure de vana dium finement divisé 77,8 g d'une poudre de tung stène précédemment broyée. On mélange ensuite cette charge pendant 2 heures en la broyant avec des billes. On transfère ensuite la bouille ainsi obtenue dans une chaudière de résine et on la sèche sous vide. On enlève ensuite la poudre séchée dans une atmosphère inerte et on la tamise à travers un tamis ayant une ouverture de mailles de 0,21 mm. On met un échantillon de cette dispersion de pou dre sous forme d'une billette pressée à chaud et on en fabrique un outil de coupe comme décrit dans l'exemple 45. Les échantillons de ces mécaniques de cette matière donnent les résultats suivants résistance à la rupture dans le sens transversal de 7.857 kg/cm, d'une dureté Rockwell à l'échelle A de 86,4 et une densité de<B>9,18</B> g/cm3 ce qui cor respond à presque 98 a/o de la densité théorique prévue. pour cette matière qui a une composition nominale de 3 parties en volume de vanadium par partie en volume de tungstène métallique.

Cet échantillon forme un bon outil de coupe pour l'acier et présente une bonne résistance à l'usure et au choc thermique.

<I>Exemple 62. -</I> On charge 36 g d'une poudre colloïdale de corindon ayant une. surface de con tact de 29 m2/g et une dimension moyenne des cristallites de 40 millimicrons environ dans un broyeur en acier d'une capacité de 1,892 litre avec 40 g de la poudre de nitrure de titane de l'exemple 1, 6 g de la poudre, de nitrure d'alu minium de l'exemple 21, et 93 g de la poudre de tungstène métallique de l'exemple 23.

,On charge également dans le broyeur 345 mil lilitres d'une huile hydrocarbonée à point d'ébul lition élevé, présentant un point d'éclair de 185 C et 6 622 g de tiges en tungstène. métallique. Les tiges en tungstène métallique ont la forme de pe tits cylindres ayant un diamètre et une longueur de 6,35 mm. 'On charge le broyeur et le ferme en y prévoyant une atmosphère d'azote pour empêcher l'oxydation de la matière pendant le broyage. On fait tourner le broyeur sur des rouleaux chemisés de caoutchouc pendant 5 jours à raison de 90 tours par minute.

On relie le broyeur à une installation de mise sous vide et on sèche le contenu sous vide en chauf fant l'extérieur du broyeur avec de la vapeur d'eau. On récupère la dispersion en poudre finement divi sée ainsi obtenue d'alumine de nitrures et de métal à partir du broyeur et on la sépare des pièces en forme de tiges de tungstène. On effectue ces opé rations dans une atmosphère d'azote. Les tiges de tungstène perdent 29 g de leur poids au cours du broyage de 5 jours. Cette quan tité, ajoutée aux 93. g de la poudre de tungstène métallique initialement chargée dans le broyeur, donne au total 122 g de tungstène métallique in corporé dans la composition.

L'analyse chimique de la dispersion en poudre révèle qu'elle contient 18 %o d'Ai2O3, 20 % de. TiN, 3 1/c d'AIN, et 59 % de W. La surface de contact est de 11 m2/g.

On place 23 g de cette poudre dans un moule en carbone dans une atmosphère inerte, en uti lisant des disques en molybdène métallique comme séparateurs. On augmente la température jusqu'à <B>1775</B> C sous vide, et au bout de 5 minutes on applique une pression de 280 kg/cm2. On maintient la température et la pression pendant 2 minutes et demie. On relâche ensuite la pression, on laisse refroidir l'échantillon et on l'enlève du four.

On découpe la masse d'acier réfractaire ainsi obtenue de la présente invention à l'aide d'une scie à diamant sous forme d'échantillons pour l'essayer quant à sa résistance à la rupture dans le sens transversal, quant à sa résistance. au choc, quant à sa dureté Rockweil à l'échelle A, et quant à sa densité. On usine une partie sous forme d'un outil de coupe des métaux. La résistance à la rup ture dans le sens transversal est de 8 750 kg/em2, sa résistance au choc est de 0,357 kgm/cm2 et sa dureté Rockweli à l'échelle A est de 91,8. La densité est de<B><U>8.12</U></B> r/cm3, ce qui est supérieur à 99 (,#fo de la densité théorique calculée pour ces compositions, par rapport aux volumes spécifiques des compo sants initiaux.

Un examen métallographique de la pièce tassée révèle que l'alumine le tungstène et le nitrure sont présents dans une région carrée de 10 microns de côté, et sur<B>100</B> régions de 100 -microns au carré examinées toutes présentent ces mêmes caractéris tiques de structure. Les pièces tassées contiennent 1,5 partie d'alumine, 7.,2 partie de nitrure de titane et 0,3 partie de nitrure d'aluminium par partie de tungstène.

On essaie un outil de coupe de cette composition sur l'acier 4340, en utilisant une profondeur de coupe de 3,18 mm, une vitesse de 90 mètres de surface par minute, et une vitesse d'avance de 0,75 mm par rotation. Au bout d'une minute de coupe l'usure du flanc est de 50 microns et la profondeur du cratère est de 12,5 microns.

L'outil de coupe de la présente invention peut décolleter l'acier 4340 même à une vitesse de 270 mètres de surface par minute, en utilisant une profondeur de coupe de<B>1,25</B> mm et une vitesse d'avance de 0,25 mm par rotation. Dans ce cas, l'usure moyenne du flanc est de 150 microns en l'espace de 3 minutes, et la profondeur du cratère est de 25 microns. Un autre outil de coupe de cette composition est utilisé sous forme d'une seule dent sur une tête à fraiser au cours d'un fraisage classique pour tailler un acier trempé de qualité 4340, ayant une. dureté Brinnell de 330,à une profondeur de coupe de 1,25 mm avec une avance de 175 microns par dent, et à une vitesse de 142,2 mètres de surface par minute; l'usure moyenne du flanc n'est que de 300 microns et ii n'en résulte aucune défail lance ou ébréchage de l'outil même après une cou pe de 600 -centimètres de métal au bout desquels l'essai est interrompu. Le fini superficiel du métal est encore très bon à ce moment. Un outil de coupe résistant à l'usure du commerce en carbure de tungstène modifié par du carbure de titane et du carbure de tantale, essayé dans les mêmes condi tions, ne découpe que 120 cm de métal au bout desquels l'essai est interrompu en raison de la dé térioration du fini superficiel du métal. L'usure moyenne du flan de l'outil du commerce à ce mo ment est de 0,6 mm.

On utilise un autre outil encore de cette com position sous forme d'une dent individuelle d'une tête à fraiser pour tailler de la fonte malléable à une profondeur de coupe de 2,5 mm, avec une avance d'un millimètre par dent et à une vitesse de 58,8 mètres de surface par minute. Il n'en ré sulte pas d'usure sous forme de cratère ou du flanc, ni de défaillance de l'outil, même après avoir décolleté 1650 mm de métal, au bout desquels l'essai est interrompu.

<I>Exemple 63. -</I> On place dans un broyeur à billes 51 g de la poudre d'alumine de l'exemple 62, 55 g de la poudre de nitrure de titane de l'exemple 1, 8 g de la poudre de nitrure d'alumi nium de l'exemple 23 et 81 g de la poudre de molybdène métallique de l'exemple 8 avec 350 milli litres d'une huile - hydrocarbonée et<B>4883</B> g de tiges en molybdène métallique.

On effectue le broyage comme décrie dans l'exem ple 62, ainsi que la récupération du produit final. Les tiges en molybdène ne subissent pas une diminu tion de poids pendant le broyage.

Une analyse chimique révèle que la dispersion intime ainsi obtenue de la présente invention con tient 25,5 je en poids d'A1203 27;5 %, de TINT, 4 d'AIN, et 43 %. de Mo.

On place 17 g de cette poudre dans une matrice en- carbone et on la presse dans l'équipement décrit dans l'exemple 62 en utilisant les mêmes conditions de pressage à 1725 G. La dispersion réfractaire ainsi obtenue de la présente invention- a une résis tance à la rupture dans le sens transversal de 8 750 kg/cm2. une résistance au choc de 0,29-1. kgm/ em2, et une dureté Rockweii à l'échelle A de 91,8. La densité est de 5;86 g/cm3, ce qui équivaut à la densité théorique calculée pour cette composition.

Un examen métallographique de cette dispersion réfractaire montre une dispersion d'alumine de mo- lybdène et de nitrure. La dimension moyenne des cristallites déterminée aux rayons X de l'alumine est de 420 millimicrons, celle du moiybdène est de 71 miliimicrons et celle du nitrure de titane est de 100 millimicrons. L'examen métallographique révèle que tous les composants sont présents dans une région carrée, de 10 microns de côté, et sur dix de ces régions de 100 microns carrés exami nées, neuf présentent les mêmes caractéristiques de structure. La dispersion consiste en 1,5 partie d'a lumine, 1.2 partie TiN, et en 0,3 partie d'AIN par partie de moiybdène.

L'outil de coupe de la présente invention, lors qu'on l'utilise pour décolleter l'acier 4340 à une vitesse de 270 mètres de surface par minute, en utilisant une profondeur de coupe de 1,25 mm et une vitesse d'avance de 0,25 mm par tour, présente une usure du flanc de 150 microns en l'espace de trois minutes et une profondeur du cratère de 25 microns.

<I>Exemple</I> 64. - On charge dans un broyeur en acier à demi rempli de billes en acier, 2 000 g d'al pha alumine de forme tubulaire ayant une dimen sion particulaire de 0,04-1. mm disponibles dans le commerce sous forme d'une poudre d'alumine de qualité T-61. On ajoute 2(10 g d'eau et on fait tour ner le broyeur à 335 tours par minute pendant 1-I? heures. Après le broyage. on récupère l'alu mine, on la traite au moyen d'un mélange d'acide chlorhydrique et d'acide nitrique pour enlever le fer. on la lave à l'eau et on la sèche.

La poudre d'alumine broyée a une surface de contact de 9 m= /g environ et une dimension par ticuiaire moyenne de 2 microns environ.

On place 36 g de cette poudre d'alumine, -1.0 g de la poudre de nitrure de titane de l'exemple 1 et 6 g de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 dans un broyeur à billes avec 5 837 g des pièces en tungstène utilisé dans l'exemple 62 et 200 millilitres environ d'une huile hydrocarbonée. On effectue le broyage pendant 5 jours, comme décrit dans l'exemple 62, et on récupère le produit également comme décrit dans cet exemple.

On récupère la dispersion de poudre finement divisée ainsi obtenue du broyeur et on la sépare des pièces en tungstène. On effectue ces opérations dans une atmosphère d'azote.

Les pièces en tungstène perdent 48 g de leur poids au cours du broyage de cinq jours.

On place 70 g d'une poudre de tungstène mé tallique de l'exemple 23 et toute la dispersion 'de poudre précédemment -récupérée du broyeur dans un broyeur avec la même quantité de pièces en tungstène et avec la même huile hydrocarbonée que celles utilisées ci-dessus. On effectue le broyage pendant deux heures et la récupération du produit comme décrit 'dans l'exemple 62. On récupère. la dispersion en poudre finement divisée ainsi obtenue, de l'alumine, des nitrures mixtes et du tungstène à partir du broyeur et on la sépare des pièces en tungstène dans une atmosphère inerte. Le poids des pièces de tungstène n'a pas diminué au cours du broyage de deux heures.

On place 23 g du produit dans un moule en graphite dans une atmosphère inerte. On porte la température à 1775 C sous vide et on applique une pression de 280 kg/cm' au bout de cinq mi nutes. On maintient la température et la pression pendant deux minutes. On relâche ensuite la pres sion, on laisse l'échantillon se refroidir et on l'en lève du four.

La masse compacte réfractaire obtenue est sen siblement dense, très robuste et a une excellente résistance aux chocs. 'Cette masse compacte réfrac taire forme un excellent outil de coupe pour l'acier. Elle contient 1,5 partie d'alumine, 1,2 partie de TiN et 0,3 partie d'AIN par partie de tungstène.

On utilise un outil de coupe de cette composi tion comme dent individuelle d'une tête à fraiser pour découper un acier trempé de qualité 4 340 ayant une dureté Brinnell de 330 à une profon deur de coupe de 1,25 mm avec une avance de 175 microns par dent et à une vitesse de 142,2 mètres de surface par minute. L'usure moyenne du flanc n'est que de 500 microns après une coupe de 2400 mm de métal au bout desquels l'essai est interrompu.

<I>Exemple 65.</I> - On place dans un broyeur à billes 27 g de la poudre d'alumine de l'exemple 62, et 35,7 g de la poudre de nitrure de titane du même exemple avec la même quantité de pièces en tungstène et d'huile hydrocarbonée que celles in diquées dans l'exemple 62.

On effectue le broyage de la même façon que celle décrite dans l'exemple 62 et il en est de même de la récupération du produit final.

Les pièces en tungstène perdent 25 g de leur poids au cours du broyage de cinq jours.

On place 62,2 g de la poudre de tungstène mé tallique de, l'exemple 23 et la totalité de la dis persion en poudre précédemment récupérée du bro yeur dans un broyeur en acier avec la même quan tité de pièces en tungstène et d'huile hydrocarbo- née que celles utilisées ci-dessus. On effectue le broyage pendant deux heures comme décrit dans l'exemple 62, et il en est de même de la récupé ration du produit. On récupère la dispersion en poudre finement divisée ainsi obtenue d'alumine, de nitrure de titane et de tungstène à partir du broyeur et on la sépare des pièces en tungstène dans une atmosphère inerte.

Les pièces en tungstène. ne subissent pas une diminution de poids pendant le broyage.

On charge 23 g de cette poudre dans un moule en graphite et on la chauffe jusqu'à 1680 C. Au bout de 5 minutes à cette température, on appli que une pression de 280 kg/cm2 qu'on maintient pendant une minute. On relâche ensuite la pres sion, on laisse refroidir l'échantillon et on l'enlève du four.

La masse compacte réfractaire obtenue est sen siblement dense, très robuste, très dure et est utile pour tourner un métal à grande vitesse dans des conditions dans lesquelles des outils du commerce sont peu satisfaisants. Elle contient 1,5 partie d'a lumine et 1,5 partie de TiN par partie de tungstène.

<I>Exemple</I> 66. - On place dans un broyeur à billes 24 g de la poudre d'alumine de l'exemple 62, 14,1 g de la poudre de nitrure de titane de l'exemple 1 et 2,11 g de la poudre de nitrure d'aluminium de l'exemple 21 avec la même quan tité de pièces en tungstène et d'huile hydrocarbo- née que celles indiquées dans l'exemple 62.

On effectue le broyage pendant 5 jours comme décrit dans l'exemple 62 et il en est de même de la récupération du produit. Les pièces en tung stène perdent 22 g de leurs poids pendant ce bro yage.

On charge de nouveau la dispersion en poudre dans un broyeur à billes avec 37,75 g de la poudre. de tungstène métallique de l'exemple 23. On effec tue un broyage de deux heures, un séchage et une récupération du produit comme décrit dans l'exem ple 65. Les pièces en tungstène ne subissent pas de diminution de poids pendant ce broyage.

On place 23 g de ce produit dans un moule en carbone et on le chauffe sous vide à 1650 C. Au bout de 5 minutes, on applique une pression de 280 kg/cm' qu'on maintient pendant 1 minute. On relâche ensuite la pression, on laisse refroidir l'é chantillon et on l'enlève du four.

La masse compacte réfractaire obtenue est sen siblement dense, très robuste et très dure. Elle contient 1,95 partie d'alumine, 0;84 partie de TiN et 0,21 partie d'AIN par partie de tungstène mé tallique. Elle est utile pour tourner un métal dans des conditions de fonctionnement à grande vitesse avec des vitesses d'avance auxquelles les outils en matière céramique du commerce ne résisteraient pas.

<I>Exemple</I> 67. - On place dans un broyeur à billes 60 g de la poudre d'alumine de l'exemple 62, 16,34 g du nitrure de titane de l'exemple 1, et 2,44 g du nitrure d'aluminium de l'exemple 21 avec 200 millilitres d'huile hydrocarbonée et 5 981 g de tiges en tungstène métallique.

On effectue le broyage comme décrit dans l'e xemple 62, ainsi que la récupération du produit. Les tiges en tungstène subissent une diminution de poids de 33 g au cours du broyage d'une durée de 5 jours.

On place la dispersion en poudre récupérée à partir du broyage et 87 g de la poudre de tung stène métallique de l'exemple 23 dans un broyeur à billes avec la même quantité de tiges en tungstène et d'huile hydrocarbonée que celles utilisées au cours du broyage précédent. On effectue un broyage pendant 2 heures comme décrit dans l'exemple 62, et on effectue égaiement la récupération du pro duit comme décrit dans cet exemple. On récupère la dispersion en poudre finement divisée ainsi ob tenue de l'alumine, des nitrures mixtes et du tungs tène à partir du broyeur et on la sépare des tiges en tungstène dans une atmosphère inerte. II ne se produit pas de diminution du poids des tiges en tungstène pendant le broyage.

On charge 23 g de cette poudre dans un moule en graphite et on la chauffe jusqu'à 173.0 C. Au bout de 5 minutes de cette température, on applique une pression de 280 kg/cm' qu'on maintient pen dant une minute. On relâche ensuite la pression, on laisse refroidir l'échantillon et on l'enlève du four.

La masse compacte réfractaire obtenue est dense, présente une résistance à la rupture dans le sens transversal de 8 890 kg/cm' et une résistance aux chocs de 0,015 kgmfem=. Elle contient 2,4 par ties d'alumine, 0,48 partie de TiN et 0,12 partie d'AIN par partie de tungstène. Elle est remarqua blement utile comme outil pour décolleter le mé tal.

<I>Exemple</I> 68. - On charge dans un broyeur à billes en acier, 114 g de nitrure de titane,<B>17,1</B> g de nitrure d'aluminium et 50 g de poudre de mo lybdène finement divisée et on les broie pendant cinq jours avec 3,96 kg de pièces en molybdène. On traite cette bouillie et la prépare pour la pres ser et on la presse comme dans l'exemple 45, ex cepté qu'on maintient la poudre à 1835 C pen dant 5 minutes avant d'appliquer la pression. La dispersion réfractaire ainsi obtenue a une résis tance à la rupture dans le sens transversal de 11907 kg/cm4, une dureté Rockwell à l'échelle A de 90,8, et une densité de 6,05 g/cm3. La densité théorique calculée pour cette composition est de 6,0<B>-/cm'.</B> La dispersion consiste en 3,4. parties en volume de nitrure de titane et en 0;8 partie en volume de nitrure d'aluminium par partie en volume de moIybdène.

Elle forme un excellent outil lorsqu'on l'utilise pour usiner l'acier 4 340. A une vitesse de 300 mètres de surface par minute, en utilisant une avance de 250 microns et une profondeur de coupe de 1,25 millimètre, cet outil coupe pendant 3 mi nutes sans défaillance et présente une usure du -flanc de 100 microns seulement et une profondeur du cratère de 25 microns seulement. Sur l'acier 4 340 a une vitesse de 94,5 mètres de surface par minute, en utilisant une avance de 0,75 mm et une profondeur de coupe de<B>3,18</B> mm, cet outil coupe sans défaillance pendant 1 minute, en présentant une usure du flanc de 25 microns seulement et pas de profondeur de cratère mesurable. La dite dis persion forme également un bon outil de coupe pour le fraisage montant sur une fonte malléable et fonctionne sur 275 mm sans défaillance en mon trant une usure. du flanc de 50 microns seulement lorsqu'on l'essaye a une vitesse de 104,4 mètres de surface par minute, avec une profondeur de coupe de 2,5 mm et une avance de 0,75 mm par dent.

Claims (1)

1. RÉSUMÉ A. Réfractaire caractérisé par les points suivants séparément ou en combinaisons 1 Il comprend un métal choisi parmi le molyb dène, le tungstène, le chrome, le rhénium, et leurs alliages, avec lequel est dispersé un nitrure choisi parmi les nitrures de titane de zirconium, de tan tale, d'hafnium, d'aluminium, de vanadium, de nio bium et leurs mélanges. 2 Dans ledit réfractaire est dispersée d'une fa çon homogène une quantité comprise entre 1 et 99, de préférence entre 1,5 et 19 parties en volume, par partie en volume du métal de particules indi viduelles du nitrure. 3 Le métal et le nitrure présentent une dimen sion particulaire moyenne, inférieure à 50 microns de préférence inférieure à 10 microns. -1 Ledit réfractaire comprend un métal choisi parmi le moIybdène, le tungstène, le chrome. le rhénium, leurs alliages les uns avec les autres et leurs alliages avec de faibles quantités d'un métal choisi parmi le fer, le titane et le zirconium, dans lequel est dispersé de 1 à 99 parties en volume, par partie en volume du métal, d'un nitrure par- ticulaire choisi parmi les nitrures de titane, de zir conium, de tantale, d'hafnium, d'aluminium, de va nadium, de niobium, et de leurs mélanges. 5 Le nitrure est remplacé par des quantités allant jusqu'à 95 a/o de son volume par un compo sé particulaire choisi parmi les nitrures de béryl lium, de thorium, de cérium, de bore, d'uranium, le monoborure de titane, le monoborure de zir conium, le carbure de titane, le carbure de zirco nium, le carbure de tantale, le carbure de niobium, la magnésie, l'oxyde de zirconium, l'alumine, l'oxyde de thorium et leurs mélanges. 6 La dispersion a une densité supérieure à 95 5ja, de préférence supérieure à 98 %o de sa densité théo rique. 7 Le métal est sous la forme d'une gangue continue. 8 Le métal est le molybdène ou le tungstène. 9 Ledit réfractaire est sous forme d'une com position de poudre. B. Procédé de formation d'un réfractaire, pro cédé caractérisé par les points suivants séparément ou en combinaisons 1 Il consiste à tasser une composition suivant le paragraphe A et à la chauffer. 2 La pression est comprise entre 35 et 420 kg/ cm2. 3 L a température est comprise entre 1600 et 2 200<B>OC.</B> 4 On poursuit le chauffage pendant 5 secon des à 30 minutes. 5 On effectue le chauffage et le pressage sous un vide ou dans une atmosphère inerte. 6 La composition contient une faible quantité de fer, de titane ou de zirconium. 7 'On prépare le nitrure en réduisant un ni trure de titane, de zirconium, de tantale, de vana dium, de niobium ou d'hafnium, à une dimension particulaire inférieure à 1 micron, on met la pou dre en contact avec une atmosphère réductrice azotée pendant 1 à 4 heures à une température comprise entre 800 et 1000 C, on maintient la dite atmosphère tout en augmentant la tempéra ture jusqu'à<B>1000</B> à<B>1100</B> C et on maintient ladite température pendant 1 à 6 heures, tout en main tenant encore ladite atmosphère, on augmente la température entre 1200 et 1300 C et on maintient ladite température jusqu'à ce que l'absorption de l'azote cesse et on récupère les nitrure réfractaires colloïdaux. C. A titre de produit industriel nouveau, un bord tranchant d'un outil de coupe fait en un réfractaire suivant le paragraphe A.