FR2481165A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING PRODUCTS FROM POWDERS OF FERROMAGNETIC MATERIALS, DEVICE FOR IMPLEMENTING SAME AND PRODUCTS OBTAINED BY SAID PROCESS - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à la métallurgie des poudres et a notamment pour objet un procédé et un dispositif de fabrication de produits à partir de poudres de matériaux ferromagnétiques. The present invention relates to powder metallurgy and in particular relates to a method and a device for manufacturing products from powders of ferromagnetic materials.
L'invention peut être utilisée avec le plus de seccès pour la fabrication de produits à partir de poudres métalliques magnétisables dans la métallurgie et dans les constructions mécaniques. The invention can be used with the greatest dryness for the manufacture of products from magnetizable metallic powders in metallurgy and in mechanical constructions.
Dans la métallurgie des poudres, on n'a pas jusqu'à présent, trouvé une solution technique suffisamment staisfaisante permettant de conférer une structure uniforme et des propriétés isotropes au matériau constituant les produits fabriqués à partir de poudres de composition granulométrique non homogène. In powder metallurgy, a technical solution has so far not been found to be sufficiently cool to give a uniform structure and isotropic properties to the material constituting the products made from powders of non-homogeneous particle size composition.
On contact une technique de fabrication de produits à partir de poudres métalliques qui consiste à malaxer la poudre pour l'homogénéiser du point de vue granulométrique, à en remplir un moule, à fermer le moule hermétiquement, à chauffer et à soumettre celui-ci à un pressage (voir, par exemple, la description de l'invention annexée au certificat d'auteur de L'URUS NO 417246). We contact a technique for manufacturing products from metal powders which consists in kneading the powder in order to homogenize it from a particle size point of view, filling a mold with it, closing the mold hermetically, heating and subjecting it to pressing (see, for example, the description of the invention annexed to the author's certificate of URUS NO 417246).
L'opération de malaxage de la poudre permet de répartir dwune manière relativement régulière les particules dans la masse de la poudre, que ces particules soient grosses ou petites. Malgré le fait que les produits ainsi obtenus se caractérisent par une structure relativement homogène du matériau qui les constitue, l'utilisation de la technique en question pose un certain nombre de problèmes. En particulier, la masse friable de poudre a une faible conductibilité thermique et exige, pour son frittage, une opération de chauffage d'une durée relativement longue. En outre, la technique décrite ne permet pas d'exploiter d'une manière rationnelle le volume utile du moule. The mixing operation of the powder makes it possible to distribute the particles in a relatively regular manner in the mass of the powder, whether these particles are large or small. Despite the fact that the products thus obtained are characterized by a relatively homogeneous structure of the material which constitutes them, the use of the technique in question poses a certain number of problems. In particular, the friable mass of powder has a low thermal conductivity and requires, for its sintering, a heating operation of a relatively long duration. In addition, the technique described does not allow a rational use of the useful volume of the mold.
On connaît également une autre technique de fabrication de produits à partir de poudres de matériaux ferromagnétiques, qui consiste à malaxer une poudre pour l'homogénéiser du point de vue granulométrique, à en remplir un moule, à compacter la poudre dans le moule par vibration, à porter le moule à la température de frittage de la poudre, à fermer le moule hermétiquement et, ensuite, à soumettre celui-ci à un pressage (voir L.Kh.Strokovsky et atl. 'Proizvodstvo bystrorezhuschei stali metodom poroshkovoi metallurgii za rubezhom", sbornik wProisvodstvo zheleznykh poroshkov", série 28, vypusk 1, M., Chermetinformatsia", 1973, p.p. 1-11). Another technique is also known for manufacturing products from powders of ferromagnetic materials, which consists in kneading a powder to homogenize it from a particle size point of view, in filling a mold, in compacting the powder in the mold by vibration, bring the mold to the sintering temperature of the powder, close the mold hermetically and then subject it to pressing (see L.Kh.Strokovsky et atl. 'Proizvodstvo bystrorezhuschei stali metodom poroshkovoi metallurgii za rubezhom " , sbornik wProisvodstvo zheleznykh poroshkov ", series 28, vypusk 1, M., Chermetinformatsia", 1973, pp 1-11).
On a recours, pour mettre en oeuvre ce procédé, à un dispositif comportant une capacité de malaxage avec une vanne dans sa fenêtre de déchargement. La capacité de malaxage est un tambour en acier de construction, lequel acier est un matériau magnétisable. Au-dessous de la vanne se trouve un vibrateur portant une plate-forme destinée à supporter le moule. Le dispositif comporte, de plus, un réchauffeur de moule et une presse d'extrudage. To implement this method, use is made of a device comprising a mixing capacity with a valve in its unloading window. The mixing capacity is a structural steel drum, which steel is a magnetizable material. Below the valve is a vibrator carrying a platform for supporting the mold. The device further comprises a mold heater and an extrusion press.
L'avantage incontestable de la technologie et du dispositif en question réside dans le temps réduit de chauffage pendant lequel s'effectue le frittage de la poudre compactée. Toutefois, lors du remplissage du moule et, surtout, lors de l'opération de compactage par vibration, on assiste à une ségrégation de la poudre en fractions. Il en résulte que la structure du matériau constituant le produit fabriqué n'est pas homogène et les propriétés dudit matériau ne sont pas similaires dans tout son volume, ce qui détériore sensiblement les caractéristiques mécaniques du produit. The undeniable advantage of the technology and the device in question lies in the reduced heating time during which the sintering of the compacted powder takes place. However, during the filling of the mold and, above all, during the compacting operation by vibration, there is a segregation of the powder into fractions. As a result, the structure of the material constituting the manufactured product is not homogeneous and the properties of said material are not similar throughout its volume, which significantly deteriorates the mechanical characteristics of the product.
L'invention vise donc un procédé et un dispositif de fabrication de produits à partir de poudres de matériaux ferromagnétiques, dont la technologie et la construction permettraient de conférer à la poudre des propriétés protégeant celle-ci contre toute s-égrégation en fractions lors du remplissage du moule et lors du compactage par vibration de ladite poudre. The invention therefore relates to a process and a device for manufacturing products from powders of ferromagnetic materials, the technology and construction of which would make it possible to give the powder properties protecting it against any fractions aggregation during filling. of the mold and during compacting by vibration of said powder.
Ce problème est résolu en ce que-dans le procédé de fabrication de produits à partir de poudres de matériaux ferromagnétiques, du type consistant à malaxer une poudre en vue de la rendre granulométriquement homogène, à en remplir un moule, à compacter par vibration ladite poudre, à porter le moule à la température de frittage de la poudre, à fermer le moule hermétiquement et à soumettre celui-ci à un pressage, selon l'invention la poudre rendue granulométriquement homogène est soumise, avant d' & re introduite dans le moule, à une magnétisation. Lors de la magnétisation, on voit se former des conglomérats de petites et de grosses particules de la poudre. Grâce à l'effet de magnétisme rémanent, ces conglomérats demeurent intacts lors du remplissage du moule aussi bien que lors du compactage de la poudre par vibration.Ceci exclut ia ségrégation en fractions de la poudre, ce qui assure les conditions nécessaires à la formation d'une structure homogène du matériau constituant le produit à fabriquer. This problem is solved in that in the process for manufacturing products from powders of ferromagnetic materials, of the type consisting in kneading a powder in order to make it particle size distribution, in filling a mold, in compacting said powder by vibration , to bring the mold to the sintering temperature of the powder, to close the mold hermetically and to subject it to pressing, according to the invention the powder made of particle size distribution is subjected, before being introduced into the mold , to a magnetization. During magnetization, we see conglomerates of small and large particles of the powder. Thanks to the effect of remanent magnetism, these conglomerates remain intact during filling of the mold as well as during compacting of the powder by vibration. This excludes the segregation into fractions of the powder, which ensures the conditions necessary for the formation of 'a homogeneous structure of the material constituting the product to be manufactured.
Un mode préféré de réalisation du procédé prévoit que, lors de l'opération de magnétisation, la poudre soit placée pendant 0,1-0,5 minute dans un champ magnétique permanent dont intensité est de 1.103-2.104 A/m. Ces régimes sont les plus économiques et assurent une qualité suffisamment élevée du matériau constituant le produit à fabriquer. A preferred embodiment of the method provides that, during the magnetization operation, the powder is placed for 0.1-0.5 minutes in a permanent magnetic field whose intensity is 1.103-2.104 A / m. These regimes are the most economical and ensure a sufficiently high quality of the material constituting the product to be manufactured.
Le problème posé est également résolu en ce que dans le dispositif pour la fabrication de produits à partir de poudres de matériaux ferromagnétiques, du type comportant une capacité de malaxage ayant une vanne placée dans sa fenêtre de déchargement, un vibrateur avec une plate-forme pour supporter un moule, et se trouvant audessous de ladite vanne, ainsi qu'un réchauffeur de moule et une presse, selon l'invention ledit dispositif est muni d'un électro-aimant installé au voisinage de la capacité de malaxage, ladite capacité de malaxage et sa vanne étant réalisées à partir d'un matériau non magnétisable ou amagnétique. The problem posed is also solved in that in the device for the manufacture of products from powders of ferromagnetic materials, of the type comprising a kneading capacity having a valve placed in its unloading window, a vibrator with a platform for support a mold, and being below said valve, as well as a mold heater and a press, according to the invention said device is provided with an electromagnet installed in the vicinity of the mixing capacity, said mixing capacity and its valve being made from a non-magnetizable or non-magnetic material.
Le dispositif ainsi conçu permet de magnétiser la poudre dans la capacité de malaxage dans aucun contact de ladite poudre avec ltélectro-aimant. Le magnétisme rémanent des particules de la poudre ne s'oppose pas à l'introduction de celles-ci dans le moule du fait que la capacité de malaxage et la vanne sont réalisées en matériau non magnétisable. The device thus designed makes it possible to magnetize the powder in the kneading capacity in no contact of said powder with the electromagnet. The residual magnetism of the powder particles is not opposed to the introduction of these into the mold because the kneading capacity and the valve are made of non-magnetizable material.
Il est rationnel que l'électro-aimant soit disposé au-dessous de la capacité de malaxage. Dans ce cas, la distance séparant l'électro-aimant de la poudre est minimale, ce qui correspond à des dépenses minimales d'énergie pour magnétiser la poudre. It is rational that the electromagnet is placed below the mixing capacity. In this case, the distance separating the electromagnet from the powder is minimum, which corresponds to minimum energy expenditure to magnetize the powder.
Afin de faciliter les opérations de chargement et de déchargement de la capacité de malaxage, il est rationnel que le dispositif comporte un organe pour approcher et éloigner ltélectro-aimant. La présence de l'organe en question permet d'amener l'électro-aimant au contact de la capacité de malaxage, le rendement de l'opération de magnétisation étant alors maximal. In order to facilitate the loading and unloading operations of the mixing capacity, it is rational for the device to include a member for approaching and moving away the electromagnet. The presence of the member in question makes it possible to bring the electromagnet into contact with the mixing capacity, the efficiency of the magnetization operation then being maximum.
Un autre mode de réalisation du dispositif est également possible et se caractérise par le fait que l'organe pour approcher et éloigner l'électro-aimant est réalisé sous forme de guides verticaux portant un chariot sur lequel se trouve 11 électro-aimant, ledit chariot étant relié à une commande de déplacement aler-retour. Another embodiment of the device is also possible and is characterized in that the member for approaching and distancing the electromagnet is produced in the form of vertical guides carrying a carriage on which 11 electromagnet is located, said carriage being connected to a back-to-back movement command.
Il est également possible de réaliser le dispositif de manière que l'organe pour approcher et éloigner l'électro- aimant soit réalisé sous forme d'un montant avec une flèche pivotante horizontale au bout duquel est fixé ltélectro-aimant. It is also possible to make the device so that the member for approaching and moving the electromagnet away is produced in the form of an upright with a horizontal pivoting arrow at the end of which the electromagnet is fixed.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description, qui va suivre, de différents modes de réalisation illustrés par les dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue générale du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication de produits à partir de poudres de matériaux ferromagnétiques selon l'invention (avec arrachements et coupes partielles);
- la figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif comportant un organe pour approcher et éloigner l'électro-aimant selon l'invention (avec arrache mentset coupes partielles);
- la figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif comportant un organe pour approcher et éloigner l'électro-aimant selon l'invention (avec arrachemenS et coupes partielles);;
- la figure 4 représente un mode de réalisation du dispositif comportant un organe pour approcher et éloigner l'électro-aimant selon l'invention (avec arrachements et coupes partielles).Other advantages and characteristics of the invention will be better understood on reading the description which follows of various embodiments illustrated by the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a general view of the device for implementing the method of manufacturing products from powders of ferromagnetic materials according to the invention (with cutaway and partial sections);
- Figure 2 shows an embodiment of the device comprising a member for approaching and moving away the electromagnet according to the invention (with cutouts and partial cuts);
- Figure 3 shows an embodiment of the device comprising a member for approaching and moving away the electromagnet according to the invention (with cutouts and partial cuts);
- Figure 4 shows an embodiment of the device comprising a member for approaching and distancing the electromagnet according to the invention (with cutaway and partial cuts).
Pour mettre en oeuvre le procédé revendiqué de fabrication de produits à partir de poudres de matériaux ferromagnétiques, on a recours à un dispositif qui comporte une capacité de malaxage 1 sous forme d'un tambour relié à une commande de rotation 2 (figure 1). La capacité de malaxage 1 est pourvue d'une fenêtre de chargement 3 et d'une fenêtre de déchargement 4. Dans la fenêtre de déchargement 4 est ménagée une vanne 5 au-dessous de laquelle se trouve un vibrateur 6 avec une plate-forme 7 pour supporter un moule 8. La capacité de malaxage 1 et sa vanne 5 sont réalisées, selon l'invention, à partir d'un matériau non magnétisable (par exemple, à partir d'acier inoxydable). Le moule 8 est en acier de construction. To implement the claimed process for manufacturing products from powders of ferromagnetic materials, use is made of a device which comprises a mixing capacity 1 in the form of a drum connected to a rotation control 2 (FIG. 1). The mixing capacity 1 is provided with a loading window 3 and an unloading window 4. In the unloading window 4 is provided a valve 5 below which is a vibrator 6 with a platform 7 to support a mold 8. The mixing capacity 1 and its valve 5 are produced, according to the invention, from a non-magnetizable material (for example, from stainless steel). The mold 8 is made of structural steel.
Au voisinage immédiat de la plate-forme 7 est disposé un réchauffeur 9 du moule 8 et une presse 10. In the immediate vicinity of the platform 7 is arranged a heater 9 for the mold 8 and a press 10.
Le dispositif est muni, selon l'invention, d'un électro-aimant 11 disposé au-dessous de la capacité de malaxage 1. According to the invention, the device is provided with an electromagnet 11 placed below the mixing capacity 1.
Les figures 2, 3, 4 des dessins annexés représentent différents modes de réalisation du dispositif comportant un organe 12 pour approcher et éloigner l'électro-aimant 11. FIGS. 2, 3, 4 of the appended drawings represent different embodiments of the device comprising a member 12 for approaching and moving away the electromagnet 11.
La figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif dans lequel l'organe 12 pour approcher et éloigner l'aimant 11 est réalisé, selon l'invention, sous forme de guides verticaux 13 sur lesquels est monté un chariot 14 supportant l'aimant 11. Lechariot 14 est relié à une commande de déplacement aller-retour. FIG. 2 represents an embodiment of the device in which the member 12 for approaching and moving away the magnet 11 is produced, according to the invention, in the form of vertical guides 13 on which is mounted a carriage 14 supporting the magnet 11 Lechariot 14 is connected to a return travel control.
La figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif dans lequel l'organe 12 pour approcher et éloigner l'aimant 11 est réalisé, selon l'invention, sous forme d'un montant 16 avec une flèche pivotante horizontale 17 au bout duquel est fixé l'aimant 11. FIG. 3 represents an embodiment of the device in which the member 12 for approaching and moving away the magnet 11 is produced, according to the invention, in the form of an upright 16 with a horizontal pivoting arrow 17 at the end of which is fixed magnet 11.
La figure 4 représente un mode de réalisation du dispositif dans lequel l'organe 12 pour approcher et éloigner l'aimant Il est réalisé, selon l'invention, sous forme de guides horizontaux 18 sur lesquels est monté un chariot 19 supportant l'aimant 11. Le chariot 19 est relié à une commande de déplacement aller-retour. FIG. 4 represents an embodiment of the device in which the member 12 for approaching and moving away the magnet It is produced, according to the invention, in the form of horizontal guides 18 on which is mounted a carriage 19 supporting the magnet 11 The carriage 19 is connected to a return movement control.
Le procédé de fabrication de produits à partir de poudres de matériaux ferromagnétiques est mis en oeuvre de la-manière suivante. The process for manufacturing products from powders of ferromagnetic materials is carried out in the following manner.
On fait passer la poudre de matériau ferromagnétique (par exemple : poudre d'acier de construction) à travers un tamis pour séparer les particules dont les dimensions dépassent 800km. La poudre à particules de 800,k m et moins est introduite, à travers la fenêtre de chargement 3, dans la capacité de malaxage 1, que l'on met en rotation pour malaxer la poudre et la rendre granulométriquement homogène. Ensuite lapoudre rendue granulométriquement homogène est soumise à une magnétisation en étant placée pendant 0,1-0,5 min dans un champ magnétique d'une intensité de 1.103-2.104 A/m. A cette fin on a recours à l'aimant Il en l'amenant à la capacité de malaxage 1 à l'aide de l'organe 12 (figures 2,3 et 4). The ferromagnetic material powder (for example: structural steel powder) is passed through a sieve to separate the particles whose dimensions exceed 800 km. The powder with particles of 800, k m and less is introduced, through the loading window 3, into the kneading capacity 1, which is put into rotation to knead the powder and make it particle size distribution. Then the powder, made granulometrically homogeneous, is subjected to a magnetization by being placed for 0.1-0.5 min in a magnetic field with an intensity of 1.103-2.104 A / m. To this end, use is made of the magnet II by bringing it to the mixing capacity 1 using the member 12 (FIGS. 2, 3 and 4).
Ensuite la poudre magnétisée est versée à travers la fenêtre 4 (figure 1) de la capacité de malaxage dans le moule 8 placé sur la plate-forme 7 du vibrateur 6. La poudre magnétisée introduite dans le moule 8 est soumise à un compactage par vibrations de fréquence 50 Hz et d'amplitude 0,5 mm. Then the magnetized powder is poured through the window 4 (FIG. 1) of the mixing capacity into the mold 8 placed on the platform 7 of the vibrator 6. The magnetized powder introduced into the mold 8 is subjected to compacting by vibration frequency 50 Hz and amplitude 0.5 mm.
Ensuite le moule 8 contenant la poudre ainsi compactée est chauffé, à l'aide du réchauffeur 9, à la température de frittage de la poudre. Pendant l'opération de chauffage on effectue un dégazage de la poudre, après quoi le moule 8 est fermé d'une manière hermétique. Then the mold 8 containing the powder thus compacted is heated, using the heater 9, to the sintering temperature of the powder. During the heating operation, the powder is degassed, after which the mold 8 is closed hermetically.
Puis le moule 8 contenant la poudre agglomerée est soumis à un extrudage à l'aide d'une presse 10 pour obtenir par exemple des tiges de dimensions prédéterminées. Then the mold 8 containing the agglomerated powder is subjected to extrusion using a press 10 to obtain, for example rods of predetermined dimensions.
La poudre ainsi frittée et pressée ou comprimée (produit visé) est ensuite libérée du matériau constituant le moule 8 déformé. The powder thus sintered and pressed or compressed (targeted product) is then released from the material constituting the deformed mold 8.
Les produits fabriqués en conformité avec l-a technologie décrite après avoir subi un traitement thermique (trempe, revenu), sont soumis à une analyse métallographique et à des essais physico-mécaniques en vue de déterminer la résistance du matériau à la flexion, la dureté Rockwell et la ténacité au choc. The products manufactured in accordance with the technology described after having undergone a heat treatment (quenching, tempering), are subjected to a metallographic analysis and to physico-mechanical tests in order to determine the resistance of the material to bending, the Rockwell hardness and toughness to shock.
Afin de déterminer la résistance du matériau à la flexion on prépare, à partir des produits obtenus, des échantillons se présentant sous forme de barrettes dont les dimensions sont de 6 x 6 x 50 mm et que l'on soumet à un traitement thermique (trempe, triple revenu). Les échantillons sont soumis à la flexion dans un dispositif spécial réalisé sous forme de deux supports éloignés l'un de l'autre à une distance de 40 mm et d'un poinçon disposé entre eux et relié à une presse hydraulique. Lesdits supports et la partie de travail du poinçon comportent des arrondis de 15 mm de rayon pour les supports et de 7,5 mm pour la partie de travail du poinçon. In order to determine the bending strength of the material, samples are prepared from the products obtained in the form of bars whose dimensions are 6 x 6 x 50 mm and which are subjected to a heat treatment (quenching , triple income). The samples are subjected to bending in a special device made in the form of two supports spaced from each other at a distance of 40 mm and a punch placed between them and connected to a hydraulic press. Said supports and the working part of the punch have rounds of 15 mm radius for the supports and 7.5 mm for the working part of the punch.
L'échantillon est placé sur les supports et soumis à une flexion, à l'aide du poinçon, jusqu'à destruction. The sample is placed on the supports and subjected to bending, using the punch, until destruction.
La vitesse de déplacement du poinçon est de 0,1 mm/s.The speed of movement of the punch is 0.1 mm / s.
Au moment de la destruction de l'échantillon on lit sur l'indicateur de la presse l'effort de flexion déployé.When the sample is destroyed, the bending force deployed is read on the indicator of the press.
La résistance des produits à la flexion est déterminée par calculs selon la formule 6 xf = 3Pl
flex. - = bh2 où : r f est le moment de flexion, kg.mm;
W = bh est le moment de résistance, mm3;
6
P est l'effort de flexion au moment de la destruc
tion de l'échantillon, kg;
1 est la distance entre les- supports, mm;
b est la largeur de l'échantillon après destruction,
mm;
h est la hauteur de l'échantillon après destruction,
mm.The flexural strength of the products is determined by calculations according to the formula 6 xf = 3Pl
flex. - = bh2 where: rf is the bending moment, kg.mm;
W = bh is the moment of resistance, mm3;
6
P is the bending force at the time of destruction
tion of the sample, kg;
1 is the distance between the supports, mm;
b is the width of the sample after destruction,
mm;
h is the height of the sample after destruction,
mm.
Afin de déterminer la ténacité du matériau au choc, on prépare à partir des produits obtenus des échantillons sous forme de barrettes dont les dimensions sont de 10 x 10 x 55 mm et que l'on soumet au traitement thermique (trempe, triple revenu). In order to determine the toughness of the material at impact, samples are prepared from the products obtained in the form of bars, the dimensions of which are 10 × 10 × 55 mm and which are subjected to heat treatment (quenching, triple tempering).
Lesdits échantillons sont essayés à l'aide d'une machine à choc dont le pendule accomplit un travail de choc égal à 30 kgm. Said samples are tested using an impact machine, the pendulum of which performs an impact work equal to 30 kgm.
Le pendule frappe l'échantillon jusqu'à destruction de celui-ci, après quoi, à l'endroit de la destruction, on mesure la surface de la section transversale de l'échan- tillon, et à l'aide de l'indicateur on détermine le travail du choc du pendule au moment de la destruction de l'échan- tillon. The pendulum strikes the sample until it is destroyed, after which, at the place of destruction, the area of the cross section of the sample is measured, and using the indicator the work of the pendulum shock is determined at the time of the destruction of the sample.
La ténacité au choc est déterminée par calculs selon la formule = 7A kgm/cm2 où : A est le travail de choc du pendule au moment de la
destruction de l'échantillon, kgm;
F est l'aire de section transversale de l'échantillon
à ltendroit de la destruction, cm2. The toughness at impact is determined by calculations according to the formula = 7A kgm / cm2 where: A is the shock work of the pendulum at the time of
destruction of the sample, kgm;
F is the cross-sectional area of the sample
at the place of destruction, cm2.
Dans ce qui suit, sont décrits plusieurs exemples concrets mais non limitatifs de réalisation de l'invention. In what follows, several concrete but nonlimiting examples of embodiment of the invention are described.
Exemple 1
On fabrique les produits selon l'invention à partir d'une poudre d'acier de construction dont la composition est la suivante, % en poids : carbone -1,3, silicium-0,4, manganèse-0,4, chrome-4,0, nickel-0,4, tungstène-11,5, molybdène-3,0, vanadium-3,0, cobalt-10,0, soufre-0,03, phosphore-0,03, fer- le reste. A cette fin, on sépare à l'aide d'un tamis les particules de poudre dont les dimensions dépassent 800M m. Ensuite on soumet la poudre à grains de 800 > m et moins à un malaxage pendant 30 min dans la capacité de malaxage en vue de répartir uniformément sa granulométrie.Puis, la poudre dont la granulométrie est uniformément répartie est soumise à une magnétisation en étant placée dans un champ magnétique permanent dont l'intensité est de 1.104 A/m. L'opération de magnétisation continue 0,25 min, après quoi la poudre magnétisée est versée dans un moule en acier de construction à teneur en carbone de l'ordre de 0,2S/o, Le moule est un cylindre dont le diamètre est de 300 mm et la hauteur de 600 mm.Example 1
The products according to the invention are produced from a structural steel powder, the composition of which is as follows,% by weight: carbon -1.3, silicon-0.4, manganese-0.4, chromium- 4.0, nickel-0.4, tungsten-11.5, molybdenum-3.0, vanadium-3.0, cobalt-10.0, sulfur-0.03, phosphorus-0.03, iron- the rest . To this end, the powder particles whose dimensions exceed 800 mm are separated using a sieve. Then the powder with grains of 800> m and less is subjected to a kneading for 30 min in the kneading capacity in order to distribute its particle size uniformly. Then, the powder whose particle size is uniformly distributed is subjected to a magnetization by being placed in a permanent magnetic field whose intensity is 1.104 A / m. The magnetization operation continues 0.25 min, after which the magnetized powder is poured into a structural steel mold with a carbon content of the order of 0.2S / o, The mold is a cylinder whose diameter is 300 mm and the height of 600 mm.
Introduite dans le moule, la poudre magnétisée subit un compactage par vibration dudit moule à une fréquence de 50 Hz et à une amplitude de 0,5 mm. Trois minutes après, l'opération de compactage de la poudre par vibration se termine et un couvercle muni d'un tube est soudé au bout ouvert du moule. Ensuite on met le tube en communication avec une pompe à vide pour produire à l'intérieur du moule un vide de 10 2 mm de Hg. Simultanément, le moule est porté à 11500C et maintenu à ladite température pendant 8 heures, au cours desquelles s'effectuent le frittage et le dégazage de la poudre.Introduced into the mold, the magnetized powder undergoes compacting by vibration of said mold at a frequency of 50 Hz and at an amplitude of 0.5 mm. Three minutes later, the compacting operation of the powder by vibration ends and a cover with a tube is welded to the open end of the mold. Then the tube is placed in communication with a vacuum pump to produce inside the mold a vacuum of 10 2 mm Hg. Simultaneously, the mold is brought to 11500C and maintained at said temperature for 8 hours, during which s '' perform sintering and degassing of the powder.
Le dégazage de la poudre étant terminé, on étrangle le tube en vue de fermer hermétiquement le moule, et on soude l'endroit d'étranglement. Porté à la température précitée, le moule et la poudre contenue dans celui-ci sont soumis à un extrudage dont résultent des tiges cylindriques de 100 mm de diamètre. The degassing of the powder being finished, the tube is strangled in order to hermetically close the mold, and the place of throttling is welded. Brought to the aforementioned temperature, the mold and the powder contained therein are subjected to an extrusion which results in cylindrical rods of 100 mm in diameter.
Le noyau de chaque tige est le métal en poudre (produit visé), son enveloppe étant le moule déformé. Les tiges obtenues sont recuites à la température de 8500C pendant 4 heures et, ensuite, refroidies à une vitesse de 200C/min jusqu'à la température de 500 C, l'opération étant continuée à l'air jusqu'à la température ambiante. The core of each rod is powdered metal (target product), its envelope being the deformed mold. The rods obtained are annealed at the temperature of 8500C for 4 hours and then cooled at a speed of 200C / min to the temperature of 500C, the operation being continued in air until room temperature.
Alors, on enlève les enveloppes.des tiges par tournage.So we remove the envelopes from the rods by turning.
Ainsi obtenus, les produits sont soumis au préalable à un traitement thermique (trempe, revenu) et, ensuite, à une analyse métallographique et aux essais physicomécaniques, ceux-ci en vue de déterminer la résistance du matériau à la flexion, la dureté Rockwell et la ténacité au choc. Thus obtained, the products are subjected beforehand to a heat treatment (quenching, tempering) and, then, to a metallographic analysis and to physicomechanical tests, these in order to determine the resistance of the material to bending, the Rockwell hardness and toughness to shock.
Les résultats obtenus sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm............... 260
dureté Rockwell, HRC ......................... 69
ténacité au choc, kgm/cm2 .................... 1,8
De manière analogue, on fabrique des produits à partir d'une poudre similaire mais sans avoir recours à l'opération de magnétisation, et on soumet lesdits produits aux essais mentionnés. Les caractéristiques mécaniques des deux sortes de produits étant comparées, la conclusion tirée est que la résistance spécifique est augmentée de 20 à 25%, en moyenne, et la ténacité au choc, de 30%.The results obtained are collated below
flexural strength, kg / mm ............... 260
Rockwell hardness, HRC ......................... 69
impact toughness, kgm / cm2 .................... 1.8
Similarly, products are made from a similar powder but without resorting to the magnetization operation, and these products are subjected to the tests mentioned. The mechanical characteristics of the two kinds of products being compared, the conclusion drawn is that the specific resistance is increased by 20 to 25%, on average, and the toughness at impact, by 30%.
L'analyse métallographique montre une meilleure homogénéité de la structure granulométrique du matériau constituant les produits obtenus selon la technologie revendiquée.Metallographic analysis shows a better homogeneity of the particle size structure of the material constituting the products obtained according to the claimed technology.
Exemple 2
On fabrique des produits selon l'invention à partir d'une poudre d'acier à outillage dont la composition est la suivante, % en poids : carbone-1,2, chrome-4,2 nickel-0,4 , manganèse-0,4 , silicium-0,4 , tungstène-12,0 , molybdène-3,0 , vanadium-2,2 , cobalt-8,2 , soufre-0,03, phosphore-0,03 , fer - le reste. A-cette fin, on sépare à l'aide d'un tamis les particules de poudre dont les dimensions sont supérieures à 800 m. Ensuite on soumet la poudre à particules de 8002Xm et moins à un malaxage pendant 30 min dans la capacité de malaxage en vue de répartir uniformément sa granulométrie. Puis la poudre dont la granulométrie est uniformément répartie est soumise à une magnétisation en étant placée dans un champ magnétique permanent dont l'intensité est de 1.104 A/m.L'opération de magnétisation continue 0,25 min, après quoi la poudre magnétisée est versée dans un moule en acier de construction à teneur en carbone de l'ordre de 0,2. Le moule est un cylindre dont le diamètre est de 300 mm, et la hauteur de 600 mm. Introduite dans le moule, la poudre magnétisée subit un compactage par vibration dudit moule à une fréquence de 50 Hz et une amplitude de 0,5 mm. Trois minutes après, l'opération de compactage de la poudre par vibration se termine et un couvercle muni d'un tube est soudé au bout ouvert du moule. Ensuite on met le tube mentionné en communication avec une pompe à vide pour produire à l'intérieur du moule un vide de 10 mIn de Hg.Example 2
Products according to the invention are manufactured from a tool steel powder, the composition of which is as follows,% by weight: carbon-1,2, chromium-4,2 nickel-0,4, manganese-0 , 4, silicon-0.4, tungsten-12.0, molybdenum-3.0, vanadium-2.2, cobalt-8.2, sulfur-0.03, phosphorus-0.03, iron - the rest. To this end, the powder particles whose dimensions are greater than 800 m are separated using a sieve. Then the powder is subjected to particles of 8002Xm and less to a kneading for 30 min in the kneading capacity in order to uniformly distribute its particle size. Then the powder, the particle size of which is uniformly distributed, is subjected to magnetization by being placed in a permanent magnetic field whose intensity is 1.104 A / m. The magnetization operation continues 0.25 min, after which the magnetized powder is poured into a structural steel mold with a carbon content of the order of 0.2. The mold is a cylinder with a diameter of 300 mm and a height of 600 mm. Introduced into the mold, the magnetized powder undergoes compacting by vibration of said mold at a frequency of 50 Hz and an amplitude of 0.5 mm. Three minutes later, the compacting operation of the powder by vibration ends and a cover with a tube is welded to the open end of the mold. Then put the tube mentioned in communication with a vacuum pump to produce inside the mold a vacuum of 10 mIn of Hg.
Simultanément, le moule est porté à 11500C et maintenu à ladite température pendant 3 heures, au cours desquelles la poudre subit un frittage et un dégazage.Simultaneously, the mold is brought to 11500C and maintained at said temperature for 3 hours, during which the powder undergoes sintering and degassing.
Le dégazage de la poudre étant terminé, on étrangle le tube en vue de fermer hermétiquement le moule, et on soude l'endroit d'étranglement. Porté à la température précitée, le moule et la poudre contenue dans celui-ci sont soumis à un extrudage dont résultent des tiges cylindriques de 100 mm de diamètre. The degassing of the powder being finished, the tube is strangled in order to hermetically close the mold, and the place of throttling is welded. Brought to the aforementioned temperature, the mold and the powder contained therein are subjected to an extrusion which results in cylindrical rods of 100 mm in diameter.
Le noyau de chaque tige est le métal en poudre (produit) son enveloppe étant le moule déformé. Les tiges obtenues sont recuites à la température de 8500C pendant 4 heures et ensuite refroidies à la vitesse de 200C/min jusqu'à la température de 500 C, le refroidissement continuant ensuite à l'air jusqu'à la température ambiante. The core of each rod is the powdered metal (product), its envelope being the deformed mold. The rods obtained are annealed at the temperature of 8500C for 4 hours and then cooled at the speed of 200C / min to the temperature of 500C, the cooling then continuing in air to room temperature.
Alors on enlève les enveloppes des tiges par tournage.Then we remove the envelopes from the rods by turning.
Les produits ainsi obtenus sont soumis au préalable à un traitement thermique (trempe, revenu) et ensuite à une analyse métallographique et à des essais physicomécaniques, ceux-ci en vue de déterminer la résistance du matériau à la flexion, la dureté Rockwell et la ténacité au choc. The products thus obtained are subjected beforehand to a heat treatment (quenching, tempering) and then to a metallographic analysis and to physicomechanical tests, these in order to determine the resistance of the material to bending, the Rockwell hardness and the toughness. to shock.
Les résultats obtenus sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm2 270
dureté Rockwell, HRC .................. HRC 68
ténacité au choc, kgm/cm2 1,5 . The results obtained are collated below
flexural strength, kg / mm2 270
Rockwell hardness, HRC .................. HRC 68
impact toughness, kgm / cm2 1.5.
La conclusion tirée est que la résistance des produits obtenus selon la technologie revendiquée est augmentée, par rapport aux produits obtenus par la technique antérieure, de 25% en moyenne, et sa ténacité au choc, de 30%. The conclusion drawn is that the resistance of the products obtained according to the claimed technology is increased, compared to the products obtained by the prior art, by 25% on average, and its impact toughness, by 30%.
Exemple 3
On fabrique des produits selon l'invention à partir d'une poudre d'acier à outillage dont la composition est la suivante, % en poids : carbone-1,0 , manganèse-0,4 silicium-0,4 , chrome-3,9 , tungstène-6,6 , molybdène-4,8 vanadium-1,7 , cobalt-4,8 , soufre-0,03 , phosphore-0,03 fer - le reste. A cette fin, on sépare à l'aide d'un tamis les particules de poudre dont les dimensions sont supérieures à 800k m. Ensuite on soumet la-poudre à particules de 800 m et moins à un malaxage pendant 30 min dans la capacité de malaxage en vue de répartir uniformément sa granulométrie. Puis la poudre dont la granulométrie est uniformément répartie est soumise à une magnétisation en étant placée sous un champ magnétique permanent dont l'intensité est de 1.103 A/m.L'opération de magnétisation continue pendant 0,25 min, après quoi la poudre. magnétisée est versée dans un moule en acier de construction à teneur en carbone de 0,2%. Le moule est un cylindre dont le diamètre est de 300 mm, et la hauteur , de 600 mm.Example 3
Products according to the invention are produced from a tool steel powder, the composition of which is as follows,% by weight: carbon-1.0, manganese-0.4 silicon-0.4, chromium-3 , 9, tungsten-6.6, molybdenum-4.8 vanadium-1.7, cobalt-4.8, sulfur-0.03, phosphorus-0.03 iron - the rest. To this end, the powder particles whose dimensions are greater than 800 km are separated using a sieve. Then the powder is subjected to particles of 800 m and less to kneading for 30 min in the kneading capacity in order to uniformly distribute its particle size. Then the powder, the particle size of which is uniformly distributed, is subjected to magnetization by being placed under a permanent magnetic field whose intensity is 1.103 A / m. The magnetization operation continues for 0.25 min, after which the powder. magnetized is poured into a structural steel mold with a carbon content of 0.2%. The mold is a cylinder with a diameter of 300 mm and a height of 600 mm.
Introduite dans le moule, la poudre magnétisée subit un compactage par vibration dudit moule à une fréquence de 50 Hz et une amplitude de 0,5 mm. Trois minutes après, l'opération de compactage de la poudre par vibration se termine-et un couvercle muni d'un tube est soudé au bout ouvert du moule. Ensuite on met ledit tube en communication avec une pompe à vide pour produire à l'intérieur du moule un vide de 10 -2 mm de Hg. Simultanément, le moule est porté à 11300C et maintenu à ladite température pendant 2 heures, au cours desquelles ont lieu le frittage et le dégazage de la poudre. Introduced into the mold, the magnetized powder undergoes compacting by vibration of said mold at a frequency of 50 Hz and an amplitude of 0.5 mm. Three minutes later, the compacting operation of the powder by vibration ends - and a cover with a tube is welded to the open end of the mold. Then said tube is placed in communication with a vacuum pump to produce inside the mold a vacuum of 10 -2 mm Hg. Simultaneously, the mold is brought to 11300C and maintained at said temperature for 2 hours, during which the sintering and degassing of the powder take place.
Le dégazage de la poudre étant terminé, on étrangle le tube en vue de fermer hermétiquement le moule, et on soude l'endroit d'étranglement. Porté à la température précitée le moule et la poudre contenue dans celui-ci sont soumis à un extrudage dont résultent des tiges cylindriques de 100 mm de diamètre. The degassing of the powder being finished, the tube is strangled in order to hermetically close the mold, and the throttling place is welded. When brought to the aforementioned temperature, the mold and the powder contained therein are subjected to an extrusion which results in cylindrical rods 100 mm in diameter.
Le noyau de chaque tige est le métal en poudre (produit visé), son enveloppe étant le moule déformé. Les tiges obtenues sont recuites à la température de 8500C pendant 4 heures et ensuite refroidies à une vitesse de 200C/min jusqu'à 5000C, le refroidissement continuant ensuite à l'air jusqu'à la température ambiante. Alors on enlève les enveloppes des tiges par tournage. The core of each rod is powdered metal (target product), its envelope being the deformed mold. The rods obtained are annealed at the temperature of 8500C for 4 hours and then cooled at a speed of 200C / min to 5000C, the cooling then continuing in air to room temperature. Then we remove the envelopes from the rods by turning.
Les produits ainsi obtenus sont soumis au préalable à un traitement thermique (trempe, revenu) et ensuite à une analyse métallographique et à des essais physicomécaniques, ceux-ci en vue de déterminer la résistance du matériau à la flexion, la dureté Rockwell et la ténacité au choc. The products thus obtained are subjected beforehand to a heat treatment (quenching, tempering) and then to a metallographic analysis and to physicomechanical tests, these in order to determine the resistance of the material to bending, the Rockwell hardness and the toughness. to shock.
Les résultats obtenus sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm2 ............ 300
dureté, HRC ............................... 68
ténacité au choc, kgm/cm2 . 1,8
La conclusion tirée est que la résistance des produits obtenus selon la technologie revendiquée est augmentée de 25% par rapport aux produits obtenus par la technique antérieure, et sa ténacité au choc,de 30%.The results obtained are collated below
flexural strength, kg / mm2 ............ 300
hardness, HRC ............................... 68
impact toughness, kgm / cm2. 1.8
The conclusion drawn is that the resistance of the products obtained according to the claimed technology is increased by 25% compared to the products obtained by the prior art, and its impact toughness, by 30%.
Exemple 4
On fabrique les produits selon l'invention à partir d'une poudre d'acier à outillage dont la composition est la suivante, % en poids : carbone-1,0 , silicium-'0,4 manganèse-0,4 , chrome-3,2 , nickel-0,4 , tungstène-9,0 molybdène-4,0 , vanadium-2,3 , cobalt-8,0 , soufre-0,03 phosphore-0,3 , fer - le reste. A cette fin, on sépare à l'aide d'un tamis les particules de poudre dont les dimensions dépassent 800 > t m. Ensuite on soumet la poudre à particules de 800h m et moins à un malaxage pendant 30 mX dans la capacité de malaxage en vue de répartir uniformément sa granulométrie.Puis la poudre dont la granulométrie est uniformément répartie est soumise à une magnétisation en étant placée dans un champ magnétique permanent dont l'intensité est de 2.104 A/m. L'opération de magnétisation continue pendant 0,25 min, après quoi la poudre magnétisée est versée dans un moule en acier de construction à teneur en carbone de 0,2%. Le moule est un cylindre dont le diamètre est de 300 mm, et la hauteur g de 600 mm. Example 4
The products according to the invention are produced from a tool steel powder, the composition of which is as follows,% by weight: carbon-1.0, silicon -'0.4 manganese-0.4, chromium- 3.2, nickel-0.4, tungsten-9.0 molybdenum-4.0, vanadium-2.3, cobalt-8.0, sulfur-0.03 phosphorus-0.3, iron - the rest. To this end, the powder particles whose dimensions exceed 800> t m are separated using a sieve. Then the powder is subjected to particles of 800 h m and less to a kneading for 30 mX in the kneading capacity in order to uniformly distribute its particle size. Then the powder whose particle size is uniformly distributed is subjected to a magnetization by being placed in a permanent magnetic field with an intensity of 2.104 A / m. The magnetization operation continues for 0.25 min, after which the magnetized powder is poured into a structural steel mold with a carbon content of 0.2%. The mold is a cylinder whose diameter is 300 mm, and the height g of 600 mm.
Introduite dans le moule, la poudre magnétisée subit un compactage par vibration du moule à une fréquence de 50 Hz et une amplitude de 0,5 mm. Trois minutes après, l'opération de compactage de la poudre par vibration se termine et un couvercle muni d'un tube est soudé au bout ouvert du moule. Ensuite on met ledit tube en communication avec une pompe à vide pour produire à l'intérieur du moule un vide de 10 2 mm de Hg. Simultanément, le moule est porté à la température de 11300C et maintenu à ladite température pendant 2 heures, au cours desquelles s'effectuent le frittage et le dégazage de la poudre . Le dégazage de la poudre étant terminé, on étrangle le tube en vue de fermer hermétiquement le moule et on soude l'endroit d'étranglement. Porté à la température précitée, le moule et la poudre contenue dans celui-ci est soumis à un extrudage dont résultent des tiges cylindriques de 100 mm de diamètre.Introduced into the mold, the magnetized powder undergoes compacting by vibration of the mold at a frequency of 50 Hz and an amplitude of 0.5 mm. Three minutes later, the compacting operation of the powder by vibration ends and a cover with a tube is welded to the open end of the mold. Then said tube is placed in communication with a vacuum pump to produce inside the mold a vacuum of 10 2 mm Hg. Simultaneously, the mold is brought to the temperature of 11300C and maintained at said temperature for 2 hours, at during which the sintering and degassing of the powder are carried out. The degassing of the powder being finished, the tube is strangled in order to hermetically close the mold and the place of throttling is welded. Brought to the aforementioned temperature, the mold and the powder contained therein is subjected to an extrusion which results in cylindrical rods of 100 mm in diameter.
Le noyau de chaque tige est le métal en poudre (produit visé), son enveloppe étant le moule déformé. Les tiges obtenues sont recuites à la température de 8500C pendant 4 heures et, ensuite, refroidies à une vitesse de 2O0C/min jusqu'à la température de 5000C, le refroidissement continuant ensuite à l'air jusqu'à la température ambiante. The core of each rod is powdered metal (target product), its envelope being the deformed mold. The rods obtained are annealed at the temperature of 8500C for 4 hours and, then, cooled at a speed of 2O0C / min to the temperature of 5000C, the cooling then continuing in air to room temperature.
Alors on enlève l'enveloppe des tiges par tournage. Then we remove the casing of the rods by turning.
Les produits ainsi obtenus sont soumis au préalable à un traitement thermique (trempe, -revenu) et ensuite à une analyse métallographique et à des essais physico mécaniques, 'ceux-ci en vue de déterminer la résistance du matériau à la flexion, la dureté Rockwell et la ténacité au choc. The products thus obtained are subjected beforehand to a heat treatment (quenching, -return) and then to a metallographic analysis and to physico-mechanical tests, these in order to determine the resistance of the material to bending, the Rockwell hardness. and toughness to shock.
Les résultats obtenus sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm2 . 320
dureté, HRC , 67
ténacité au choc, kgm/cm2 ......................... 1,8
La conclusion tirée est que la résistance des produits obtenus selon l'invention est augmentée de 25 par rapport aux produits obtenus par la technologie antérieure, et sa ténacité au choc, de 30%.The results obtained are collated below
flexural strength, kg / mm2. 320
hardness, HRC, 67
impact toughness, kgm / cm2 ......................... 1.8
The conclusion drawn is that the resistance of the products obtained according to the invention is increased by 25 compared to the products obtained by the prior technology, and its impact toughness, by 30%.
Exemple 5
On fabrique des produits selon l'invention à partir d'une poudre d'acier à outillage dont la composition est la suivante, % en poids : carbone-1,0 , manganèse-0,4 silicium-0,4 , chrome -3,9 , tungstène-6,0 , molybdène-4,8, vanadium-1,7 , cobalt-4,8 , soufre-0,03 , phosphore-O,03 fer - le reste.Example 5
Products according to the invention are produced from a tool steel powder, the composition of which is as follows,% by weight: carbon-1.0, manganese-0.4 silicon-0.4, chromium -3 , 9, tungsten-6.0, molybdenum-4.8, vanadium-1.7, cobalt-4.8, sulfur-0.03, phosphorus-O, 03 iron - the rest.
A cette fin on sépare à l'aide d'un tamis les particules de poudre dont les dimensions sont supérieures à 800 m. Ensuite la poudre à particules de 8003 m et moins est soumise à un malaxage pendant 30 min dans la capacité de malaxage en vue de répartir unifôrmément sa granulométrie. Puis la poudre dont la granulométrie est uniformément répartie est soumise à une magnétisation en étant placée dans un champ magnétique permanent dont l'intensité est de 1.104 A/m. L'opération de magnétisation continue pendant 0,1 min, après quoi la poudre magnétisée est versée dans un moule en acier de construction à teneur en carbone de 0,2%. Le moule 'est un cylindre dont le diamètre est de 300 mm, et la hauteur de 600 mm.Introduite dans le moule, la poudre magnétisée subit un compactage par vibration dudit moule à une fréquence de 50 Hz et une amplitude de 0,5 mm. Trois minutes après, l'opération de compactage de la poudre se termine et un couvercle muni d'un tube est soudé au bout ouvert du moule. Ensuite on met ledit tube en communication avec une pompe à vide pour produire à l'intérieur du moule un vide de 10 -2 mm de Hg. To this end, the powder particles whose dimensions are greater than 800 m are separated using a sieve. Then the powder with particles of 8003 m and less is subjected to mixing for 30 min in the mixing capacity in order to uniformly distribute its particle size. Then the powder, the particle size of which is uniformly distributed, is subjected to magnetization by being placed in a permanent magnetic field whose intensity is 1.104 A / m. The magnetization operation continues for 0.1 min, after which the magnetized powder is poured into a structural steel mold with a carbon content of 0.2%. The mold is a cylinder with a diameter of 300 mm and a height of 600 mm. Introduced into the mold, the magnetized powder undergoes compacting by vibration of said mold at a frequency of 50 Hz and an amplitude of 0.5 mm. . Three minutes later, the powder compacting operation ends and a cover with a tube is welded to the open end of the mold. Then said tube is placed in communication with a vacuum pump to produce inside the mold a vacuum of 10 -2 mm Hg.
En même temps le moule est porté à la température de 71300C et maintenu à ladite température pendant 2 heures, au cours desquelles s'effectuent le frittage et le dégazage de la poudre. Le dégazage de la poudre étant terminé, on étrangle le tube en vue de fermer hermétiquement le moule, et on soude l'endroit d'étranglement.At the same time the mold is brought to the temperature of 71300C and maintained at said temperature for 2 hours, during which the sintering and degassing of the powder are carried out. The degassing of the powder being finished, the tube is strangled in order to hermetically close the mold, and the throttling place is welded.
Porté à la température précitée, le moule et la poudre contenue dans celui-ci est soumis à un extrudage dont résultent des tiges de 100 mm de diamètre. Brought to the aforementioned temperature, the mold and the powder contained therein is subjected to an extrusion which results in rods of 100 mm in diameter.
Le noyau de chaque tige est le métal en poudre (produit visé), son enveloppe étant le moule déformé. Le tiges obtenues sont recuites à la température de 8500C pendant 4 heures et, ensuite, refroidies à une vitesse de 2O0C/min jusqu'à la température de 5000C, l'opération de refroidissement continuant ensuite à l'air jusqu'à la température ambiante. L'enveloppe des tiges est enlevée par tournage. The core of each rod is powdered metal (target product), its envelope being the deformed mold. The rods obtained are annealed at the temperature of 8500C for 4 hours and then cooled at a speed of 2O0C / min to the temperature of 5000C, the cooling operation then continuing in air to room temperature . The casing of the rods is removed by turning.
Les produits ainsi obtenus sont soumis au préalable à un traitement thermique (trempe, revenu) et ensuite à une analyse métallographique et à des essais physicomécaniques, ceuxi-ci en vue de déterminer la résistance du matériau à la flexion, la dureté Rockwell et la ténacité au choc. The products thus obtained are subjected beforehand to a heat treatment (quenching, tempering) and then to a metallographic analysis and to physicomechanical tests, these in order to determine the resistance of the material to bending, the Rockwell hardness and the toughness. to shock.
Les résultats obtenus sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm2 ........... 310
dureté, HRC .....,......................... 68 ténacité au choc, kgm/cm2 .................. 1,. The results obtained are collated below
flexural strength, kg / mm2 ........... 310
hardness, HRC ....., ......................... 68 impact toughness, kgm / cm2 ........ .......... 1 ,.
D'une manière analogue, on fabrique et on soumet à des essais des produits constitués par la même poudre, mais sans soumettre celle-ci à une magnétisation. Les caractéristiques mécaniques des deux types de produits étant comparées on constate une augmentation moyenne de la résistance de 20 à 25%, et de la ténacité au choc de 709r;. In an analogous manner, products made up of the same powder are produced and tested, but without subjecting the latter to magnetization. The mechanical characteristics of the two types of products being compared, there is an average increase in strength of 20 to 25%, and in impact toughness of 709r .;
L'analyse métallographique montre une meilleure homogénéité de la structure granulométrique du matériau formant les produits obtenus selon la technologie revendiquée. Metallographic analysis shows a better homogeneity of the particle size structure of the material forming the products obtained according to the claimed technology.
Exemple 6
On fabrique des produits selon l'invention à partir d'une poudre d'acier à outillage dont la composition est la suivante, % en poids : carbone-i,0 , manganèse-0,4 silicium-O,4 , chrome-3,9 , tungstène-6,0 , molybdène-4,8 vanaditm-1,7 , cobalt-4,8 , soufre-0,03 , phosphore-0,03 fer - le reste.Example 6
Products according to the invention are produced from a tool steel powder, the composition of which is as follows,% by weight: carbon-i, 0, manganese-0.4 silicon-O, 4, chromium-3 , 9, tungsten-6.0, molybdenum-4.8 vanaditm-1.7, cobalt-4.8, sulfur-0.03, phosphorus-0.03 iron - the rest.
A cette fin, on sépare à l'aide d'un tamis les particules de poudre dont les dimensions sont supérieures à 800 m. Ensuite la poudre à particules de 800t m et moins est soumise à un malaxage dans la capacité de malaxage pendant 30 min en vue de répartir uniformément sa granulométrie. Puis la poudre dont la granulométrie est répartie uniformément est soumise à une magnétisation en étant placée dans un champ magnétique permanent dont l'intensité est de 1.104 A/m. L'opération de magnétisation continue pendant 0,5 min, après quoi la poudre magnétisée est versée dans un moule en acier de construction à teneur en carbone de 0,2%.Le moule est un cylindre dont le diamètre est de 300 mm, et la hauteur, de 600 mm. introduite dans le moule, la poudre magnétisée subit un compactage par vibration dudit moule à une fréquence de 50 Hz et une amplitude de 0,5 mm. Trois minutes après, l'opération de compactage de la poudre par vibration se termine et un couvercle muni d'un tube est soudé au bout ouvert du moule. To this end, the powder particles whose dimensions are greater than 800 m are separated using a sieve. Then the powder with particles of 800 t m and less is subjected to kneading in the kneading capacity for 30 min in order to uniformly distribute its particle size. Then the powder, the particle size of which is uniformly distributed, is subjected to magnetization by being placed in a permanent magnetic field whose intensity is 1.104 A / m. The magnetization operation continues for 0.5 min, after which the magnetized powder is poured into a structural steel mold with a carbon content of 0.2%. The mold is a cylinder with a diameter of 300 mm, and the height, 600 mm. introduced into the mold, the magnetized powder undergoes compacting by vibration of said mold at a frequency of 50 Hz and an amplitude of 0.5 mm. Three minutes later, the compacting operation of the powder by vibration ends and a cover with a tube is welded to the open end of the mold.
Ensuite on met ledit tube en communication avec une pompe à vide pour produire à l'intérieur du moule un vide de 10 2 mm de Hg. En même temps le moule est porté à la température de 11300C et maintenu à ladite température pendant 2 heures, au cours desquelles s'effectuent le frittage et le dégazage de la poudre.Then said tube is placed in communication with a vacuum pump to produce a vacuum of 10 2 mm Hg inside the mold. At the same time the mold is brought to the temperature of 11300C and maintained at said temperature for 2 hours, during which the sintering and degassing of the powder are carried out.
Le dégazage de la poudre étant terminé, on et rangle le tube en vue de fermer hermétiquement le moule, et on soude l'endroit d'étranglement. Porté à la température précitée, le moule et la poudre contenue dans celui-ci sont soumis à un extrudage dont résultent des tiges cylindriques de 100 mm de diamètre. The degassing of the powder being finished, the tube is stored and stored in order to close the mold hermetically, and the place of throttling is welded. Brought to the aforementioned temperature, the mold and the powder contained therein are subjected to an extrusion which results in cylindrical rods of 100 mm in diameter.
Le noyau de chaque tige est le métal en poudre (produit visé), son enveloppe étant le moule déformé. The core of each rod is powdered metal (target product), its envelope being the deformed mold.
Les tiges obtenues sont recuites à la température de 8500C pendant 4 heures et, ensuite refroidies à une vitesse de 200C/min jusqu'à la température de 5000C, l'opération de refroidissement continuant ensuite à l'air jusqu'à la température ambiante. L'enveloppe des tiges est enlevée par tournage.The rods obtained are annealed at the temperature of 8500C for 4 hours and then cooled at a speed of 200C / min to the temperature of 5000C, the cooling operation then continuing in air to room temperature. The casing of the rods is removed by turning.
Les produits ainsi obtenus sont soumis au préalable à un traitement thermique (trempe, revenu) et ensuite à une analyse métallographique et à des essais physicomécaniques, ceux-ci en vue de déterminer la résistance du matériau à la flexion, la dureté Rockwell et la ténacité au choc. The products thus obtained are subjected beforehand to a heat treatment (quenching, tempering) and then to a metallographic analysis and to physicomechanical tests, these in order to determine the resistance of the material to bending, the Rockwell hardness and the toughness. to shock.
Les résultats obtenus sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm2 320
dureté, HRC ............................... 68
ténacité au choc, kgm/cm2 ................. 2,0
La conclusion tirée est que la résistance spécifique des produits obtenus selon la technologie revendiquée est augmentée en moyenne de 25% par rapport aux produits obtenus par la technique antérieure, et leur ténacité au choc, de 35%.The results obtained are collated below
flexural strength, kg / mm2 320
hardness, HRC ............................... 68
impact toughness, kgm / cm2 ................. 2.0
The conclusion drawn is that the specific resistance of the products obtained according to the claimed technology is increased on average by 25% compared to the products obtained by the prior art, and their impact toughness, by 35%.
Exemple 7 (négatif)
On obtient des produits d'une manière sensibelemnt identique à celle décrite dans l'exemple 1 et à partir d'un matériau similaire. Toutefois, lors de l'opération de magnétisation, la valeur de l'intensité du champ magnétique permanent constitue 1.102 A/m, ce qui est inférieur à la limite minimale revendiquée.Example 7 (negative)
Products are obtained in a substantially identical manner to that described in Example 1 and from a similar material. However, during the magnetization operation, the value of the intensity of the permanent magnetic field constitutes 1.102 A / m, which is less than the minimum limit claimed.
Les résultats-procurés par les essais des produits ainsi obtenus sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm2 ........... 180
dureté HRC .................................. 69
ténacité au choc kgm/cm2 .................. 1,1.The results obtained by testing the products thus obtained are collated below
flexural strength, kg / mm2 ........... 180
hardness HRC .................................. 69
impact toughness kgm / cm2 .................. 1.1.
Les résultats précités montrent une baisse de la qualité des produits, due à une ségrégation des particules de la poudre en fractions granulométriques lors de sa mise en moule. Ce phénomène est le résultat du faible degré de magnétisation de la poudre par le champ magnétique permanent dlntensité précitée. The above results show a decrease in the quality of the products, due to a segregation of the particles of the powder into particle size fractions when it is molded. This phenomenon is the result of the low degree of magnetization of the powder by the above-mentioned permanent magnetic field of intensity.
Exemple 8 (négatif)
On prépare des produits d'une manière sensiblement analogue à celle décrite dans exemple 4 et à partir d'un matériau identique. Toutefois, lors de l'opération de magnétisation, la valeur de l'intensité du champ magnétique permanent constitue 5.104 A/m, ce qui dépasse la limite maximale revendiquée.Example 8 (negative)
Products are prepared in a manner substantially similar to that described in Example 4 and from an identical material. However, during the magnetization operation, the value of the intensity of the permanent magnetic field constitutes 5.104 A / m, which exceeds the maximum limit claimed.
Les résultats obtenus lors des essais des produits ainsi fabriqués sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm2 .............. 320
dureté, HRC ............ 67
ténacité au choc, kgm/cm2 9 1,8.The results obtained during the tests of the products thus produced are gathered below
flexural strength, kg / mm2 .............. 320
hardness, HRC ............ 67
impact toughness, kgm / cm2 9 1.8.
Les résultats précités montrent que l'intensité du champ magnétique permanent utilisé n'améliore pas la qualité des produits par rapport à celle obtenue par la technologie revendiquée, tandis que les dépenses d'énergie augmentent d'une manière injustifiée. The above results show that the intensity of the permanent magnetic field used does not improve the quality of the products compared to that obtained by the claimed technology, while the energy expenditure increases unjustifiably.
Exemple 9 (négatif)
On obtient des produits d'une manière sensiblement identique à celle décrite dans l'exemple 3 et à partir d'un matériau identique. Toutefois, l'opération de magnétisation ne dure que 0,04 min, ce qui est inférieur à la limite minimale revendiquée.Example 9 (negative)
Products are obtained in a manner substantially identical to that described in Example 3 and from an identical material. However, the magnetization operation only lasts 0.04 min, which is less than the claimed minimum limit.
Les résultats des essais auxquels sont soumis les produits ainsi obtenus sont réunis ci-après
résistance à la flexion, kg/mm2 ............. 230 dureté, HRC ................................. 68
ténacité au choc, kgm/cm ................... 1,2
Les résultats précités montrent que la durée choisie de l'opération de magnétisation ne confère pas à la poudre le degré de magnétisation nécessaire ce qui provoque une ségrégation des particules de poudre en fractions granulométriques lors de sa mise en moule et, ainsi, une détérioration des propriétés des produits obtenus.The results of the tests to which the products thus obtained are subjected are collected below
flexural strength, kg / mm2 ............. 230 hardness, HRC ......................... ........ 68
impact toughness, kgm / cm ................... 1.2
The aforementioned results show that the chosen duration of the magnetization operation does not give the powder the necessary degree of magnetization, which causes the powder particles to segregate into particle size fractions when it is molded and, therefore, a deterioration of the properties of the products obtained.
Exemple 10 (négatif)
On obtient des produits d'une manière sensiblement identique à celle décrite dans l'exemple 2 et à partir d'un matériau identique. Toutefois, l'opération de magnétisation dure 1,0 min, ce qui dépasse la limite supérieure revendiquée.Example 10 (negative)
Products are obtained in a manner substantially identical to that described in Example 2 and from an identical material. However, the magnetization operation takes 1.0 min, which exceeds the claimed upper limit.
Les résultats des essais auxquels sont soumis les produits ainsi obtenus sont réunis ci-après :
résistance à la flexion, kg/mm2 270
dureté, HRC..................... 68
ténacité au choc, kgm/cm2 ...... 1,5
Les résultats précités montrent que la durée choisie de l'opération de magnétisation ne permet pas d'améliorer la qualité des produits par rapport à celle qui caractérise des produits obtenus par la technologie revendiquée, tandis que les dépenses d'énergie augmentent d'une manière injustifiée.The results of the tests to which the products thus obtained are subjected are collected below:
flexural strength, kg / mm2 270
hardness, HRC ..................... 68
impact toughness, kgm / cm2 ...... 1.5
The aforementioned results show that the chosen duration of the magnetization operation does not make it possible to improve the quality of the products compared to that which characterizes products obtained by the claimed technology, while the energy expenditure increases in a way unjustified.
La présente invention peut être utilisée notamment en métallurgie et dans les constructions mécaniques pour la fabrication d'ébauches cylindriques ou de forme, à partir de poudres métalliques magnétiques, par exemple à base d'aciers de construction ou à outils. En outre, l'invention peut être utilisée pour la fabrication d'ébauches bi-métalliques diverses. Lesdites ébauches sont employées pour ia fabrication d'outils de coupe et de matriçage ou d'estampage hautement résistants. The present invention can be used in particular in metallurgy and in mechanical constructions for the manufacture of cylindrical or shaped blanks, from magnetic metallic powders, for example based on structural or tool steels. In addition, the invention can be used for the production of various bi-metallic blanks. Said blanks are used for the manufacture of highly resistant cutting and stamping or stamping tools.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En tarticulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations if these are executed according to its spirit and implemented within the framework of protection as claimed.
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