FR2505878A1

FR2505878A1 - Poudre pour pulverisation par flamme dans un chalumeau et son procede de fabrication

Info

Publication number: FR2505878A1
Application number: FR8205877A
Authority: FR
Inventors: Paul A Kammer; George J Durmann
Original assignee: Eutectic Corp
Current assignee: Eutectic Corp
Priority date: 1981-04-06
Filing date: 1982-04-05
Publication date: 1982-11-19
Also published as: JPS5842767A; GB2096646B; CA1192422A; DE3212512A1; GB2096646A; JPH0313303B2; FR2505878B1; MX156890A; US4348433A; BR8201792A; DE3212512C2

Abstract

UNE POUDRE POUR PULVERISATION PAR FLAMME AUTOLIABLE A ECOULEMENT LIBRE, PROVENANT D'UNE POUDRE D'ALLIAGE ATOMISEE COMPORTE DES PARTICULES QUI SONT CARACTERISEES PAR DES FORMES ASPHERIQUES ET ONT UN DIAMETRE MOYEN COMPRIS ENTRE ENVIRON 35MICRONS ET 150MICRONS. LA POUDRE EST D'AUTRE PART CARACTERISEE PAR UNE SURFACE SPECIFIQUE D'ENVIRON 180CMG ET PLUS, ET A UNE COMPOSITION CONSTITUEE ESSENTIELLEMENT D'UN ALLIAGE DE METAL SOLVANT CHOISI DANS LES ALLIAGES DE BASE DU GROUPE FER CONSTITUES D'ALLIAGES A BASE DE NICKEL, A BASE DE FER ET ABASE DE COBALT CONTENANT EN POIDS ENVIRON 5 A 35 DE CHROME, L'ALLIAGE DE METAL SOLVANT AYANT UNE ENERGIE LIBRE NEGATIVE D'OXYDATION ATTEIGNANT ENVIRON 330KILOJOULES PAR ATOME GRAMME D'OXYGENE RAPPORTEE A 25C ET CONTENANT ENVIRON 5 A 15 EN POIDS D'UN METAL SOLUTE HAUTEMENT OXYDABLE DONT L'ENERGIE LIBRE NEGATIVE D'OXYDATION EST D'AU MOINS ENVIRON 400KILOJOULES PAR ATOME GRAMME D'OXYGENE RAPPORTEE A 25C.

Description

1.

La présente invention concerne une poudre d'allia-

ge à auto-liaison destinée à être pulvérisée par flamme,êga-

lement appelée poudre de pulvérisation par flamme en une étape. On sait revêtir des substrats métalliques avec un matériau pulvérisé par flamme dans le but de les protéger, ces substrats étant, par exemple, en métal ferreux, y compris l'acier et analogue, et leur conférer de meilleures propriétés dans le domaine par exemple de la résistance à la corrosion et/ou de la résistance à l'oxydation et/ou de la résistance à l'usure, et domaines analogues Le matériau pulvérisé, par exemple, des métaux, peut se présenter sous

la forme d'un fil ou d'une poudre, la pulvérisation par pou-

dre étant préférée.

De façon à obtenir un substrat comportant un re-

vêtement adhérant,là pratique consiste à le nettoyer et à préparer la surface par sablage avec des grains d'acier ou par passage au tour si la forme est cylindrique avant de

procéder au dépôt du revêtement métallique.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 322 515, on décrit un procédé d'obtention d'un revêtement adhérant pour substrat métallique o l'on nettoie d'abord le substrat, puis le recouvre d'un revêtement de liaison 2. métallique en faisant appel & une poudre pulvérisée par

flamme dans laquelle le nickel et l'aluminium sont combi-

nés de façon à former une particule composite, par exemple une particule de placage Ce type de poudre, appelé dans l'industrie poudre de revêtement par liaison, constitue une couche de base smr-laquelle est pulvérisée une surépaisseur d'autres métaux et alliages ayant une épaisseur suffisante qui adhère par liaison au substrat métallique Avec cette

technique,on peut obtenir des surépaisseurs assez importan-

tes. D'après ce brevet, le nickel et l'aluminium des particules composites sont supposés réagir exothermiquement dans la flamme de façon à former un composé intermétallique (aluminiage avec nickel) qui dégage de la chaleur destinée à faciliter la liaison du matériau en nickel- aluminium avec

le substrat métallique, le composé intermétallique consti-

tuant une partie du revêtement déposé.

On trouve dans les brevets des descriptions sur

l'emploi de poudres d'aluminium simplement mélangées à un

matériau de revêtement en particules dans le but d'amélio-

rer sa pulvérisation par flame en faisant appel à la cha-

leur d'oxydation de l'aluminium qui est sensiblement supé-

rieure à la quantité de chaleur dégagée dans la formation

du composé intermétallique d'aluminage avec nickel Un bre-

vet basé sur le concept précédent est le brevet N O 2 904 449 qui décrit l'utilisation d'un catalyseur à flamme, par exemple, l'aluminium, capable de catalyser la réaction

d'oxydation se produisant dans la flamme de façon à en aug-

menter la température Un autre brevet concernant sensible-

ment le méme sujet est le brevet N O 2 943 951.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n"

4 230 750, on décrit un procédé de production d'un revête-

ment adhérant faisant appel à un mélange en poudre pulvéri-

sé par flamme qui comprend: ( 1) des agglomérats d'une com-

position métallo-thermique dégageant de la chaleur consti-

tuée essentiellement de fines particules d'un oxyde métalli-

que réductible formé à partir d'un métal caractérisé par une

énergie libre d'oxydation atteignant environ 250 kilojou-

les par atome gramme d'oxydation rapportée à 25 C, inti-

mement combinées au moyen d'un liant fugitif thermiquement avec de fines particules d'un agent fortement réducteur constitué essentiellement d'un métal caractérisé par une

énergie libre d'oxydation rapportée à 25 C d'au moins en-

viron 375 kilojoules par atome gramme d'oxygène, ( 2) les-

dits agglomérats étant uniformément mélangés avec au moins un matériau de revêtement choisi dans le groupe constitué

des métaux,alliages, et oxydes,carbures, siliciures, nitru-

res et borures des métaux réfractaires des 4 èmet 5 ème et

6 ème groupes de la classification périodique.

Selon ledit brevet, en utilisant une composition mêtallo-thermique dégageant de la chaleur (par exemple, un mélange aluminothermique) sous forme agglomérée et en le mélangeant simplement avec un matériau de revêtement, par

exemple avec du nickel, entre autres matériaux de revête-

ment,on -cbtient une nette amélioration du lien par rapport à

l'utilisation d'une composition métallo-thermique agglomé-

rée seule suivie d'une sur-couche obtenue par pulvérisation.

En utilisant l'agglomérat métallo-thermique, on obtient diverses caractéristiques de flamme qui permettent

l'obtention de revêtements adhérant solidement.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 4 039 318, on décrit un matériau métallifère à pulvérisation

par flamme, constitué d'une pluralité d'ingrédients physi-

quement combinés ensemble sous forme d'agglomérat, la plu-

ralité d'ingrédients de l'agglomérat comprenant en poids entre environ 3 % et 15 % d'aluminium, entre environ 2 et

15 % de siliciure de métal réfractaire,le reste de l'agglo-

múrat étant constitué essentiellement d'un métal choisi dans le groupe constitué des métaux à base de nickel, L.

base de cobalt, à base de fer et à base de cuivre Une com-

binaison préférée est au moins un disiliciure de métal ré-

fractaire,par exemple Ti Si 2, aggloméré avec de la poudre

d'aluminium et de nickel, La composition précédente d'in-

gr 6 dients fournit des revêtements métalliques par exemple des revêtements en une étape, qui présentent une meilleure 4.

aptitude à l'usinage.

Un inconvénient de l'utilisation de poudres com-

posites comprenant des particules de nickel et d'aluminium

élémentaires liées à&ec un liant fugitif est que le revà-

tement obtenu n'est Bis un revêtement totalement allié, comme cela est mis eÀ évidence par la présence d'aluminium libre dans le revêtein 4 t De tels revêtements ne sont pas

souhaitables dans l'obtintion de caractéristiques de ré-

sistance à la corrosion#

On sait produire des revêtements à partir de pou-

dres d'alliage, en particulier de poudres d'alliage dans lesquelles l'un des constituants de l'alliage est un métal

soluté d'un métal hautement oxydable, tel que-l'aluminium.

Un alliage typique est une poudre atomisée contenant du ni-

ckel sous forme de métal solvant allié à 5 % d'aluminium.

Des poudrer atomisées par gaz sont employées dans de telles poudres,qui ont généralement une forme sphérique, s'écoulant librment ce qui est souhaitable pour une pulvérisation par flamme De façon à assurer la liaison, il faut avoir recours 2 'à des températures de pulvérisation par flamme relativement

élevées Ainsi, on préfère les chalumeaux à plasma de fa-

çon à produire des revêtements uniformes ayant la force de

liaison souhaitée Le temps de séjour dans la flamme à plas-

ma ou à gaz est très court, et nécessite une absorption ra-

pide de chaleur par la poudre de façon à atteindre la tem-

pérature désirée Ainsi, dans le cas des pulvérisations par

flamme avec un chalumeau oxyacétylénique, il n'a pas tou-

jours été possible S'obtenir la cnstance désirée de la for-

ce de liaison, bien que de tels revêtements soient très

souhaitables, en ce sens que ce sont de véritables revê-

tements d'alliage avec l'aluminium sensiblement dissous

dans le nickel solvant ou ayant pré-réagi avec celui-ci.

Les présents inventeurs ont maintenant trouvé

que l'on pouvait résoudre le probl&me précédent de la liai-

son avec des poudres d'alliage ayant les compositions men-

tionnées ci-dessus ou des compositions similaires, en uti-

lisant des poudres d'alliage ayant une configuration de 5. particule, caractérisée par une haute surface spécifique par rapport à la surface spécifique relativement faible des poudres d'alliage atomisées par gaz dont la forme est sensiblement sphérique, lorsqu'on compare ces poudres dans une distribution de dimension de particule sensiblement identique. Un objet de la présente invention est une poudre d'alliage pulvérisée par flamme capable de produire des revêtements adhérant à des substrats métalliques qui sont

caractérisés par une meilleure qualité de la liaison.

Un autre objet de la présente invention est un procédé de pulvérisation par flamme d'un revêtement adhérant en une étape, en utilisant une poudre d'alliage pulvérisée

par flamme.

La présente invention sera bien comprise lors de

la description suivante faite en liaison avec les dessins

ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une photomacrographie prise avec

un grossissement de 80 d'une poudre d'alliage à pulvérisa-

tion par flamme, atomisée par gaz, ayant des particules très lisses de forme sensiblement sphérique; et

Les figures 2 et 3 représentent chacune une photo-

macrographie prise avec un grossissement de 80 de poudres d'alliage pulvérisées par flamme selon la présente invention,

atomisées de façon à donner des particules ayant des confi-

gurations asphériques irrégulières de manière aléatoire

caractérisées par une haute surface spécifique.

Dans ses aspects généraux, la présente invention concerne une poudre pulvérisée par flamme provenant d'un

alliage atomisé dans laquelle les particules sont caracté-

risées par des formes asphériques et ont une dimension moyenne comprise entre environ 35 et 150 microns, la poudre étant d'autre part caractérisée par une surface spécifique d'environ 180 cm 2/g et plus, et généralement d'environ 250 cm /g et plus Par surface spécifique on entend l'aire

de la surface totale des particules par gramme.

La poudre d'alliage décrite est caractérisée par

une composition constituée essentiellement d'un métal sol-

vant ayant un point de fusion dépassant 1100 'C dont l'éner-

gie libre négative d'oxydation atteint environ 330 kilojou-

lés par atome gramme d'oxygène rapportée à 251 C et con-

tient au moins un métal soluté hautement oxydable comme

constituant d'alliage suivant une quantité d'au moins en-

viron 3 % en poids, ce métal oxydable ayant une énergie libre négative d'oxydation d'au moins environ 400 kilojou les- par atome gramme d'oxygène rapportée à 250 C, Des exemples de métaux solvants sont les métaux

du groupe fer, le nickel, le fer, et le cobalt, et les al-

liages & base du groupe fer, les alliages à base de nickel, à base de fer, à base *de cobalt et leurs mélanges contenant des métaux solutés hautement oxydables tels que l'aluminium, le titane, le zirconium et analogue, les métaux hautement oxydables étant caractérisés par une énergie négative libre d'oxydation d'au moins environ 400 kilojoules par atome

gramme d'oxygène comme indiqué ci-dessus.

La présence du métal soluté hautement oxydable est importante,ainsi que la configuration de la poudre atomisée pour obtenir la caractéristique d'auto-liaison

lorsque la poudre est pulvérisée par flamme.

Selon le cas concerné,grace a l'utilisation de poudres sphériques irrégulières de manière aléatoire ayant une surface spécifique d'au moins environ 180 cm /g et de

préférence d'environ 250 cm 2/g et plus,la poudre est capa-

ble d'absorber beaucoup de chaleur pendant la courte durée de son séjour dans la flamme de sorte que les particules frappant le substrat se trouvent à la température désirable pour obtenir une auto-liaison La présence du métal soluté hautement oxydable facilite également l'obtention de cette caractéristique. La dimension moyenne de particule de la poudre

asphérique est contrôlée dans la gamme comprise entre envi-

ron 35 et 150 microns et de préférence entre environ 45 et

microns Les particules peuvent être une poudre sphéri-

que atomisée par gaz qui a été ensuite aplatie par passage 7, dans un moulin à billes de façon à augmenter la surface spécifique;ou les particules asphériques peuvent être une poudre atomisée formée par atomisation par eau, vapeur ou gaz,de façon que la poudre obtenue en dernier lieu ait une forme asphérique, irrégulière de manière aléatoire, présen-

tant une haute surface spécifique.

Le terme "dimension moyenne" signifie la moyenne

des dimensions minimum et maximum des particules asphéri-

ques Par exemple une partie des particules peut être infé-

rieure à environ 35 microns dans la mesure o la dimen-

sion moyenne dépasse environ 35 microns De même, une par-

tie des particules peut dépasser environ 150 microns dans la mesure o la dimension moyenne globale de particule est

de 150 microns ou moins.

En dehors de la forme asphérique, la poudre doit

pouvoir s'écouler librement de façon à assurer une alimen-

tation par gravité du chalumeau Ainsi, la densité apparen-

te de la poudre et sa dimension de particule ne doivent pas

être suffisamment faibles pour que celle-ci perde ses carac-

téristiques de libre écoulement.

En outre, la dimension moyenne de particule ne doit pas tomber sensiblement au-dessous de 35 microns, car la poudre d'alliage aurait tendance a s'oxyder et à brûler

dans la flamme oxyacétylénique.

Le concept d'améliorer la liaison en utilisant

une poudre atomisée de haute surface spécifique est particu-

lièrement applicable aux alliages de base du groupe fer plu-

tôt complexes choisis parmi les alliages à base de nickel,à

base de fer,èt à base de cobalt (ainsi que les alliages con-

tenant deux métaux ou plus Ni, Co, Fe) incorporant des quantités importantes de chrome (environ 5 % à 35 %) en plus de quantités effectives d'un métal hautement oxydable,

tel que l'aluminium, le titane,le zirconium et analogue.

Des exemples de tels alliages sont les suivants; 8. ou partiel ges comple Alliage n

4

Alliages à base de nickel Composition préférée -35 % Cr 8-20 % Cr -15 % A 1 6-11 % Al 0-20 % Mo et/ou W 3-7 % Mo et/ou W 0-10 % Fe 4-8 % Fe 0-5 % Si 0,5-4 % Si

0-5 % B 0,5-3 % B

0-5 % C 0-1 % C

Le reste étant constitue Le reste étant cons-

d'au moins environ 45 % titué d'au moins en-

de Ni viron 45 % de Ni Le cobalt peut remplacer le nickel entièrement

lement dans les alliages cites ci-dessus.

Alliages à base de fer Composition préférée -35 % Cr 8-20 % Cr -15 % Al 611 % Ai 0-15 % Ni 2-8 % Ni 0-5 % Si 0,5-4 % Si

0-5 % B 0,5-3 % B

0-5 % C 0-1 % C

Le reste étant constitué Le reste étant cons-

d'au moins environ 45 % titué d'au moins de Fe environ 45 % de Fe

Des exemples de compositions spécifiques d'allia-

xes sont les suivants: % Cr % Al % Mo % Fe % Ni 8-10 8-10 4-6 6-8 reste , 1 9,5 3,6 8,2 reste 9,8 8,7 4,6 5,3 reste 9,7 8,0 5,0 5,1 reste

9 2505878

Alliage n % Cr % A% MO % Fe % E % Si % C % Ni % au-

tres 8-11 8-10 5-7 6-8 1,5-3 3-5 reste -

6 8,2 8,2 5,8 6,3 1,8 1,6 reste -

7 9,7 8,4 5,0 5,0 1,8 3,4 reste - 8 18,0 8,010,0 1,o 3,0 28,0 32,0 Co

9 30,0 10,010,0 47,0 3,0

Ti

17 10 17 5 47 4 W

11 19 8 11 51 11 -

Ainsi, sur un plan général, la présente invention permet d'obtenir une poudre pulvérisée par flamme auto-liable en une étape, à partir d'une poudre d'alliage atomisée, cette

poudre ayant des particules caractérisées par des formes as-

515 phériques et ayant une dimension moyenne comprise entre en-

virop 35 microns et 150 microns, la poudre étant d'autre part caractérisée par une surface spécifique d'environ 180 cm 2/g

et plus, ou d'environ 250 cm 2/g et plus La composition com-

prend essentiellement un alliage de métal solvant choisi dans 201 e groupe constitué des alliages à base de nickel, à base de fer, à base de cobalt et de leurs mélanges contenant environ % à 35 % de chrome en pôids, l'énergie libre négative d'oxy- dation de l'alliage atteignant environ 330 kilojoules par

atome gramme.

Les alliages contiennent un métal soluté hautement oxydable, par exemple environ 5 % à 15 % d'aluminium, dont

l'énergie libre négative d'oxydation dépasse 400 kilojou-

les par atome gramme d'oxygène rapportée à 25 C Des exem-

ples d'autres métaux hautement oxydables sont le titane et 301 e zirconium, entre autres,ces métaux ayant une énergie libre négative d'oxydation supérieure & 400 kilojoules par atome

gramme d'oxygène.

Des exemples d'alliages à base de nickel et à base de fer sont indiqués précédemment, ainsi que les compositions

préférées.

L'importance de la configuration de la poudre dans la présente invention a été confirmée par des essais Comme ) 10. indiqué dans les applications concernées, des particules sensiblement sphériques d'environ 35 microns à 150 microns

ne confèrent pas une surface spécifique adéquate permet-

tant d'assurer une résistance de liaison relativement éle-

vée (voir figure 1 > Cependant, lorsque les particules atomisées sont aplaties, par exemple par passage dans un moulin à billes, la surface spécifique par gramme de poudre

peut être sensiblement accrue Un effet sensiblement iden-

tique peut être obtenu en atomisant spécialement l'alliage par de l'eau ou de la vapeur à haute pression d'une manière

permettant d'obtenir des particules asphériques irréguliê-

res de manière aléatoire qui sont caractérisées par une

surface spécifique élevée.

A titre d'exemple de particules atomisées par gaz sensiblement sphérique, on se reportera à la figure 1 qui est une représentation d'une photomacrographie prise avec un grossissement de 80 d'un alliage à autoécoulement d'une

densité d'environ 6,91.

Si l'on suppose une distribution de la dimension des particules sphériques comprise entre 35 microns et microns, la surface spécifique en cm 2/g est déterminée comme suit pour un alliage contenant 8-10 % A 1, 5- 7 % Mo, 6-8 % Fe, 8-11 % Cr, 1,5-3 % B, 3-5 % Si et le reste étant du nickel ayant une densité d'environ 6- 191 (d), le diamètre (D) des particules sphériques étant en microns: ir D 2 6

S.S = 3

1/6 r D xd Dd ou en centimètres: 6 xl O 4 8683 cm 2/gr S.S 6 j mg Dx 6,91 Si l'on suppose que les particules sphériques d'un

diamètre compris entre 35 et 150 microns sont aplaties jus-

qu'à une épaisseur d'environ 10 microns et ont une forme

sensiblement circulaire, le passage de la surface spécifi-

que d'une configuration sphérique & une configuration aplatie apparaîtra dans le tableau suivant: il. Miame re de Aire Particules aplaties la poudre jusqu'à une épaisseur sphérique de 10 microns atomisée par gaz Les particules après aplatissage sont supposées avoir la forme d'un disque, bien que l'on remarquera que certaines particules puissent avoir une forme légèrement elliptique.

Comme cela a été indiqué précédemment, la dimen-

sion moyenne de particule de la poudre pulvérisée par

flamme doit être comprise entre environ 35 et 150 microns.

D'après le tableau, la poudre utilisable pré-

sentant une haute surface spécifique (par exemple, plus de 180 cm 2/g) est une poudre dont la dimension de particule à la suite de l'aplatissage, est comprise entre environ

42 et 126 microns Les particules souhaitées de configura-

tion plate sont obtenues par tamisage de façon à obtenir une dimension comprise entre plus de 42 microns et environ 125 microns, une telle poudre provenant d'une poudre

d'alliage atomisée par gaz.

On peut obtenir des particules de haute surface spécifique en faisant appel a des techniques d'atomisation

utilisant l'eau, un gaz ou la vapeur comme agent d'atomi-

sation, dans des conditions qui favorisent la formation

de particules irrégulières Ainsi, dans le cas de l'atomi-

sation, par eau, les conditions sont facilement détermi-

Microns Surface spéci Diamètre Surface fique du dis spécifique ____________ que(il)

149 48,6 470 301,8

57,9 362 305,4

69,0 272 310,8

88 82,3 255 312,1

74 97,9 160,2 325,5

62 116,8 126,5 335,2

53 136,7 81,4 360,6

44 164,6 75,5 366,2

37 195,8 58,3 388,7

241,5 42,4 426,0

12. nées par la pression et le débit du fluide en fonction de

la conception des buses de façon à obtenir des forces tur-

bulentes qui l'emportent sur les forces normales de ten-

sion de surface de formation de sphères agissant sur la particule à l'état fondu Un avantage de l'atomisation à

l'eau est la valeur élevée de la cadence de refroidisse-

ment, permettant un refroidisselment rapide des particules

pour leur conférer des formes asphériques irrégulières.

Dans le cas de l'atomisation par gaz, on peut utiliser des

gaz de refroidissement.

A titre d'exemple d'une poudre d'alliage atomi-

sée par l'eau, on se reportera à la figure 2 qui représente des particules ayant une surface spécifique relativement élevée,avec des formes asphériques irrégulières de manière aléatoire De telles poudres atomisées sont caractérisées par des propriétés de libre écoulement permettant leur emploi dans des chalumeaux à pulvérisation par flamme, tel que les chalumeaux oxyacétyléniques du type décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 986 668 et n 3 620 454, entre autres, en fonction du débit d'alimentation

utilisé et de la capacité énergétique du chalumeau.

En utilisant une poudre asphérique ayant la composition décrite dans la présente invention, des forces de liaison relativement élevées dépassant environ 140 x 105 Pa

par exemple, d'environ 175 x 105 Pa etplus, peuvent être obte-

* nues,ces valeurs étant mesurées conformément à la procédu-

re C 633-69 de la norme ASTM.

Selon la procédure ASTM, la détermination est faite en utilisant un jeu de deux blocs cylindriques ayant

un diamètre de 25,4 mm et une longueur de 25,4 mm Une fa-

ce extrême de chaque bloc du jeu est meulée pour obtenir un

fini lisse et une face est d'abord revêtue avec la composi-

tion indiquée ci-dessus par pulvérisation par flamme jus-

qu'à une épaisseur d'environ 0,2 mm à 0,3 mm Une sur-cou-

che de haute résistance mécanique est appliquée & la premiè-

re couche, cette sur-couche étant, par exemple,un alliage à base de nickel commercialisé sous le nom d'Inconel ( 7 % z/ 13.

Fe 15 % Cr,le reste étant du nickel) ou un acier inoxy-

dable 431 ( 16 % Cr, le reste étant du fer) L'épaisseur de la sur-couche est d'environ 0,4 à O,S mm; après dép Ot, le revêtement total qui a une épaisseur atteignant environ 0,6 mm est alors meulé pour obtenir une épaisseur d'envi- ron 0,4 mm Une couche de résine époxy est appliquée à la sur-couche de revêtement, cette couche d'époxy ayant une

force de liaison supérieure à 703 x 105 Pa.

L'autre bloc du jeu est de même meulé à l'une de ses extrémités pour obtenir un fini correspondant 1 une valeur de la racine de la moyenne des carrés comprise

entre 20 et 30, et une couche de résine époxy de résistan-

ce mécanique élevée est appliquée cette face Les deux

blocs du jeu sont assemblés en fixant le bloc au revête-

ment métallique et à la couche en époxy à l'autre, les fa-

ces en époxy des blocs étant en contacte et les blocs assu-

jettis étant soumis à un chauffage d'une heure dans un four porté à une température de 150 C, à la suite de quoi les faces en époxy adhèrent fortement l'une à l'autre de

façon à constituer un joint solidement lié.

On tire alors sur les blocs avec des boulons d'ancrage montés coaxialement sur leurs côtés opposes en

utilisant une machine d'essai de la résistance à la trac-

tion permettant d'enregistrer les forces de rupture La force de liaison est alors déterminée en divisant la force obtenue au moment de la rupture par la surface d'une face

circulaire de 25,4 mm des blocs.

A titre d'illustration de la présente inven-

tion l'exemple suivant est donné.

EXEMPLE

Des essais de liaison sont effectués sur des particules irrégulières atomiséer pulvérisées par flamme comprenant des alliages constitués de nickel chrome avec et sans présence d'aluminium, Toutes les poudres ont un

diamètre moyen approximatif compris entre environ 45 mi-

crons et 105 microns, ont un écoulement libre, et présen-

tent des surfaces spécifiques dépassant sensiblement 180 14. * 2 2 g tspurssn cm /g,par exemple dépassant 250 cm 2/g Les poudres sont pulvérisées par flamme avec un chalumeau oxyacétylénique de la marque Rotoloy d'un type similaire à celui décrit

dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 3 986 668.

Les poudres sont introduites sous un débit d'en-

viron 2,5 à 3 kg par heure et sont déposées sur un subs-

trat en acier 1020 La force de liaison est mesurée en conformité avec la norme C 633-69 de 1 'ASTM L'aire de la

surface de la poudre est déterminée en utilisant la métho-

de dite BET La corrélation des poudres par rapport à la surface spécifique et la force de liaison est la suivante:

TABLEAU I

Essai N O Type de Composi Densité Aire Fbrce de

poudre tion no g/cm 3 cm 2/g la liai-

minale son (Pas-

1 Particu NI-16 % 8,44 400 '< 1

les ir Cr-7 %Fe-

réguliè-

res ato-

misées 2 Particu Ni-16 % 8,40 600 < 14 les ne i Cr-7 %Fe broyées dans le moulin à billes 3 Particu Ni-20 % 6,90 850 210 les ir Cr-6 %Al

réguliè-

res ato-

misées 4 Particu N$ 31 % 6 t 79 1970 154 les jr Cr-91 % régulie A 1-2 %Mo

res ato-

misées Particu Ni-10 % 7,17 1500 260 les jr Cr-4,5 % réguliè Mo= 6 %

res ato Fe-9 % -

_ _ _ _ _ _ _-

miïsses Al Comme cela apparaît clairement dans le tableau, les poudres comportant de l'aluminium hautement oxydable

ont une force de liaison grandement améliorée.

Les caractéristiques de libre écoulement de la poudre pulvérisée par flamme sont importantes Les carac-

téristiques désirées sont définies par le débit d'une quan-

tité prédéterminée de poudre dans un entonnoir, tel que le

débit bien connu dit Hall.

Le dispositif Hall de mesure de débit comprend un cône inversé ou un entonnoir ayant un orifice à son fond d'un diamètre de 2,5 mm et une gorge de 3 mm de long Un tel

entonnoir est représenté page 50 de l'ouvrage suivant Hand-

book of Powder ietallurgy by Henry H Hausner ( 1973, Chemi-

cal Publishing Co, Inc, New York, NY) Le débit est le nombre de secondes nécessaires au passage de 50 grammes de poudre dans l'ouverture de l'entonnoir Un débit typique

pour une poudre asphérique irrégulière de manière aléatoi-

re, telle que représentée dans la figure 2, est de 30 à 33 secondes pour 50 grammes de poudre ayant la distribution de particules suivante Diamètre de maille du tamis en en poids microns

+ 150 O

+ 105 1,0 max.

+ 89 10,0 max.

+ 44 Reste -44 20,0 max, Un avantage de la production d'un revêtement de liaison en alliage en une étape selon la présente inven tion est que lerevêtement d'alliage déposé est généralement homogène et ne contient pas d'aluminium libre comme cela se produit lorsque les poudres composites de pulvérisation

comprennent des agglomérats de nickel et d'aluminium élé-

mentaires.

L'appréciation de certaines des valeurs de mesu-

res indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en

unités métriques.

16. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle

est au contraire susceptible de modifications et de varian-

tes qui apparaîtront à l'homme de l'art.

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17.

Claims

-REVENDICATIONS

1 Poudre pour pulvérisation par flamme, auto-

liable, à écoulement libre, provenant d'un alliage atomisé, caractérisée en ce qu'elle est constituée de particules de forme asphérique, ayant un diamètre moyen compris entre environ plus 35 microns et moins 150 microns, cette poudre de forme asphérique étant en outre caractérisée par une surface spécifique d'environ 180 cm 2/g et plus, cette poudre ayant une composition constituée essentiellement d'un alliage de métal solvant choisi dans les alliages de base du groupe fer constitués d'alliages à base de nickel, à base de fer, et à base de cobalt contenant environ 5 % a 35 % en poids de chrome, l'alliage de métal

solvant ayant une énergie libre négative d'oxydation attei-

gnant environ 330 kilojoules par atome gramme d'oxygène rapportée à 25 C et contenant environ 5 % à 15 % en poids d'un métal soluté hautement oxydable dont l'énergie libre négative d'oxydation-est au moins environ 400 kilojoules

par gramme d'atome d'oxygène rapportée à 25 C.

2 Poudre selon la revendication 1,caractérisée en oe que la dimension moyenne de particule de la poudre asphérique est comprise entre environ 45 et 105 microns, et l'alliage est un alliage à base de nickel, et comprend en outre enpoids jusqu'à environ 20 % de Mo et/ou W, jusqu'à

environ 10 % de Fe, jusqu'à environ 5 % de Si, jusqu'à en-

viron 5 % de B, jusqu'à environ 5 % de C, environ 5 % à 15 % d'aluminium comme métal hautement oxydable, le reste étant

essentiellement constitué d'au moins environ 45 % de nickel.

3 Poudre selon la revendication 2, caractérisée

en ce que le nickel est totalement ou partiellement rempla-

cé par le cobalt.

4 Poudre selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'alliage contient environ 8-20 % Cr environ 6-11 % A 1, environ 3-7 % Mo et/ou W, environ 4,8 %:e, environ 0,5-4 % Si, environ 0,5-3 % B, environ 0-1 % C, le reste étant essentiellement constitué d'au moins environ 45 % de nickel.

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Poudre selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce que la dimension moyenne de particule de la pou-

dre asphérique est comprise entre environ 45 et 105 mi-

crons, et l'alliage est un alliage à base de fer et con-

tienten outre en poids jusqu'à environ 15 % Ni, jusqu'à environ 5 % Si, jusqu'à environ 5 % B, jusqu'à environ 5 %

C,entre environ 5 % et 15 % d'aluminium comme métal haute-

ment oxydable,le reste étant constitué d'au moins environ

% de fer.

6 Poudre selon la revendication 5, caractérisée

en ce que l'alliage contient environ 8-20 % Cr, environ 6-

11 % A 1, environ 2-8 % Ni, environ 0,5-4 % Si, environ.

0,5-3 % B, environ 0-1 % C, le reste étant essentiellement

constitué d'au moins environ 45 % de fer.

7 Poudre pour pulvérisation par flamme atomisée auto-liable en une étape, à écoulement libre, caractérisée

en ce qu'elle a des formes asphériques irrégulières de ma-

nière aléatoire et une dimension moyenne de particule com-

prise entre environ 45 microns et 105 microns,

la poudre de forme aspirique irrégulière de ma-

nière aléatoire étant en outre caractérisée par une surface spécifique d'environ 250 nm 2/g et plus, la poudre étant constituée d'un alliage de métal

solvant choisi dans les alliages de base du groupe fer com-

prenant des alliages à base de nickel, à base de fer, et & base de cobalt contenant en poids environ 5 % à 35 % de chrome,l'alliage de métal solvant ayant une énergie libre négative d'oxydation atteignant environ 330 kilojoules par

atome gramme d'oxygène rapportée à 25 C et contenant envi-

ron 5 % à 15 % en poids d'un métal soluté hautement oxyda-

ble dont l'énergie libre d'oxydation est au moins environ 400 kilojoules par atome gramme d'oxygène rapportée & C. 8 Poudre selon la:evendication 7, caractérisée

en ce que l'alliage de métal solvant est un alliage & ha-

se de nickel et contient en outre en poids jusqu'à environ % Mo et/ou W, jusqu'à environ 10 % Fe, jusqu'à environ 19. % Si, jusqu'à environ 5 % B, jusqu'à environ 5 % C, en- viron 5 % à 15 % d'aluminium comme métal hautement oxydable,

le reste étant constitué essentiellement d'au moins envi-

ron 45 % de nickel.

9 Poudre selon la revendication 8, caractérisée

en ce que le nickel est totalement ou partiellement rempla-

cé par du cobalt.

Poudre selon la revendication 8, caractéri-

sée en ce que l'alliage à base de nickel contient environ

8-20 % Cr, environ 6-11 % Al, environ 3-7 % Mo et/ou W, en-

viron 4-8 % Fe, environ 0,5-4 % Si, environ 0,5-3 % B, en-

viron 0-1 % C, le reste étant constitué essentiellement

d'au moins environ 45 % de nickel.

11 Poudre selon la revendication 7, caractérisée

en ce que l'alliage est un alliage à base de fer et con-

tient en outre en poids jusqu'à environ 15 % Ni, jusqu'à environ 5 % Si, jusqu'à environ 5 % B, jusqu'à environ 5 %

C, le reste étant constitué d'au moins environ 45 % de fer.

12 Poudre selon la revendication 11, caractéri-

sée en ce que l'alliage contient environ 8-20 % Cr, envi-

ron 6-11 % Al, environ 2-8 % Ni, environ 0,5-4 % Si, envi-

ron 0,5-3 % B, environ 0-1 % C,le reste étant essentiel-

lement constitué d'au moins environ 45 % de fer.

13 Procédé de production d'un revêtement métal-

lique adhérant sur un substrat métallique, caractérisé

en ce qu'il comprend la pulvérisation par flamme d'une pou-

dre à écoulement libre provenant d'un alliage atomisé et

ayant des particules caractérisées par des formes asphéri-

ques et une dimension moyenne de particules comprise entre environ plus 35 microns et moins 150 microns, la poudre étant d'autre part caractérisée par une surface spécifique d'environ 180 cm 2/g et plus, la poudre pour pulvérisation par flamme ayant

une composition constituée essentiellement d'un métal sol-

vant choisi dans les alliages de base du groupe fer compre-

nant les alliages à base de nickel, à base de fer, à base de cobalt contenant en poids environ 5 % à 35 % de chrome, 20.

l'alliage de métal solvant ayant une énergie libre néga-

tive d'oxydation atteignant environ 330 kilojoules par

atome gramme d'oxygène rapportée à 25 C et contenant envi-

ron 5 % a 15 % en poids d'un métal soluté hautement oxy-

dable dont l'énergie libre négative d'oxydation est au moins 400 kilojoules par atome gramme d'oxygène rapportée à 25 c, et la poursuite de la pulvérisation par flamme de façon à former un revêtement d'alliage adhérant sur le

substrat métallique.

14 Procédé selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que le diamètre moyen de particule de la poudre asphérique pulvérisée est compris entre environ 45 microns

et 105 microns, et l'alliage est un alliage à base de ni-

ckel et contient en poids jusqu'à environ 20 % Mo et/ou W, jusqu'à environ 10 % Fe, jusqu'à environ 5 % Si, jusqu'à environ 5 % B, jusqu'à environ 5 % C, entre environ 5 % et % d'aluminium comme métal hautement oxydable,le reste étant essentiellement constitué d'au moins environ 45 % de

nickel.

Procédé selon la revendication 14, caractéri-

sé en ce que l'alliage est totalement ou partiellement rempla-

cé par le cobalt.

16 Procédé selon la revendication 14, caractéri-

sé en ce que l'alliage pulvérisé contient environ 8-20 % Cr, environ 6-11 % Al, environ 3-7 % Mo et/ou W, environ 4-8 % Fe,envl Iron:0,5-4 % Si, environ 0,5-3 % B, environ 0-1 % C, le reste étant essentiellement constitué d'au moins environ

% de nickel.

17 Procédé selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que le diamètre moyen de particule de la poudre asphérique pulvérisée est compris entre environ 45 microns et 105 microns, et l'allia 5 e est un alliage à base de ter

et contient en poids jusqu'à environ 15 % Ni, jusqu'à envi-

ron 5 % Si, jusqu'à environ 5 % B, jusqu'à environ 5 % C, le reste étant constitué d'au moins environ 45 % de 'fert

18 Procédé selon la revendication 17, caractéri-

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sâ en ce que l'alliage contient environ 8-20 % Cr, envi-

ron 6-11 % Ai, environ 2-8 % Ni, environ 0,5-4 % Si, envi-

ron 0,5-3 % B, environ 0-1 % C, le reste étant essentielle-

ment constitué d'au moins environ 45 % de fer.

19 Procédé de production d'un revêtement métalli- que adhérant sur un substrat métallique, caractérisé en ce qu'il comprend: la pulvérisation par flamme d'une poudre

atomisée à écoulement libre ayant des particules caractéri-

sées par des formes asphériques irrégulières de manière aléatoire et ayant un diamètre moyen de particule compris entre environ 45 microns et 105 microns, la poudre de forme asphérique irrégulière de manière aléatoire étant d'autre part caractérisée par une surface spécifique d'environ 250 cm 2/g et plus, la poudre à pulvérisation par flamme atomisée

étant constituée d'un alliage solvant choisi dans les al-

liages de base du groupe fer constitués d'alliages à base de nickel, à base de fer et à base de cobalt contenant en poids environ 5 % à 35 % de chrome, l'alliage de métal

solvant ayant une énergie libre négative d'oxydation attei-

g-nant environ 330 kilojoules par atome gramme d'oxygène rapportée à 25 C et contenant environ 5 % à 15 % en poids d'un métal soluté hautement oxydable dont l'énergie libre

d'oxydation est au moins environ 400 kilojoules par ato-

me gramme d'oxygène rapportée à 25 C, et la;poursuite de la pulvérisation par flamme de façon à former un revêtement métallique adhérant sur le

substrat métallique.

Procédé selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que l'alliage pulvérisé est un alliage à base de nickel et comprend en outre en poids jusqu'à environ 15 % Mo, et/ou W, jusqu'à environ 10 % Fe, jusqu'à environ 5 % Si, jusqu'à environ 5 % B, jusqu'à environ 5 % Cl entre en, viron 5 % et 15 % d'aluminium comme métal hautement oxyda_ ble, le reste étant essentiellement constitué d'au moins

environ 45 % de nickel.

21 Procédé selon la revendication 20, caracté-

risé en ce que l'alliage est totalement ou partiellement

remplacé par du cobalt.

22.

22 Procédé selon la revendication 20,carac-

térisé en ce que l'alliage pulvérisé contient environ 8-20 % Cr, environ 6-11 % Al, environ 3-7 % Mo et/ou W, environ 4-8 % Fe, environ 0,5-4 % Si, environ 0,5-3 % B, environ 0-1 % C, le reste étant essentiellement constitué

d'au moins environ 45 % de nickel.

23 Procédé selon la revendication 19, carac-

térisé en ce que l'alliage pulvérisé est un alliage à base de fer et contient en outre en poids jusqu'à environ 15 % Ni, jusqu'à environ 5 % Si, jusqu'à environ 5 % B, jusqu'à environ 5 % C,le reste étant constitué d'au moins environ

% de fer.

24 Procédé selon la revendication 23, caracté-

risé en ce que l'alliage pulvérisé contient environ 8-20 % Cr, environ 611 % Al, environ 2-8 % Ni, environ 0,5-4 % Si, environ 0,5-3 % B, environ 0-1 % C, le reste étant

constitué essentiellement d'au moins environ 45 % de fer.