FR2508933A1 - Poudre pour pulverisation par flamme dans un chalumeau, et procede de fabrication de cette poudre - Google Patents

Abstract

UNE POUDRE POUR PULVERISATION PAR FLAMME, AUTOLIABLE A ECOULEMENT LIBRE, PROVENANT D'UNE POUDRE D'ALLIAGE ATOMISEE A DES PARTICULES QUI SONT CARACTERISEES PAR DES FORMES ASPHERIQUES ET ONT UN DIAMETRE MOYEN COMPRIS ENTRE ENVIRON PLUS DE 35 MICRONS ET MOINS150 MICRONS. LA POUDRE EST D'AUTRE PART CARACTERISEE PAR UNE SURFACE SPECIFIQUE D'ENVIRON 180CMG ET PLUS, ET A UNE COMPOSITION CONSTITUEE ESSENTIELLEMENT D'UN METAL SOLVANT AYANT UN POINT DE FUSION DEPASSANT ENVIRON 1100C DONT L'ENERGIE LIBRE NEGATIVE D'OXYDATION ATTEINT ENVIRON 300KJ PAR ATOME-GRAMME D'OXYGENE RAPPORTEE A 25C. LE METAL SOLVANT CONTIENT AU MOINS UN METAL SOLUTE HAUTEMENT OXYDABLE SUIVANT UNE QUANTITE D'AU MOINS ENVIRON 3 EN POIDS, CE METAL OXYDABLE AYANT UNE ENERGIE LIBRE NEGATIVE D'OXYDATION D'AU MOINS ENVIRON 400KJ 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,éga-

lement appelée poudre de pulvérisation par flamme en une étape. On sait revêtir des substrats métalliques avec un matériau pulvérisé par flagmme 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,la 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 à 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 sur 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 supposes réagir exothermniquement dans la flamme de façon à former un composé intermétallique (aluminiage avec nickel) qui dégage de la chaleur destinée a faciliter la liaison du matériau en nickel- aluminiuni 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 a un

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

rer sa pulvérisation par flamme en faisant appel a 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 brevet basé sur le concept précédent est le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 904 449 qui décrit l'utilisation d'un catalyseur a 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 sensiblement

301 e même sujet est le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 943 951.

Dans le brevet des Etats-Unis d'n Amérique N O

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 3. énergie libre d'oxydation atteignant environ 250

k J par atome gramme d'oxydation rapportée à 250 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 370 k J 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 ème, 5 ème et 6 ème groupes de la classification périodiqueo Selon ledit brevet, en utilisant une composition métallo-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 obtient 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-

mérat étant constitué essentiellement d'un métal choisi dans le groupe constitué des métaux à base de nickel, &

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-

gradients 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 avec un liant fugitif est que le revê-

tement obtenu n'est pas un revêtement totalement allié, comme cela est mis en évidence par la présence d'aluminium libre dans le revêtement De tels revêtements ne sont pas

souhaitables dans l'obtention 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 poudres atomisées par gaz sont employées dans de telles poudres,qui cnt généralement une forme sphérique, s'écoulant librement ce qui est souhaitable pour une pulvérisation par flamme De façon à assurer la liaison, il faut avoir recours 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 d'obtenir la constance 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 problème 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 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. Unobjet de la présente invention est une poudre

d'alliage pulvérisée par flamme capable de produire des revê-

tements adhérant à des substrats métalliques qui sont carac-

térisés 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 enune 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 & pulvérisation par flamme, atomisée par gaz, ayant des particules très lisses de forme sensiblement sphérique; et La figure 2 est une photomacrographie prise avec

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

tion par flamme atomisée fournissant des particules ayant

une configuration asphârique irrégulière de manière aléatoi-

re, caractérisée par une haute surface spécifique.

Dans ses aspects généraux, la présente invention a pour objet 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 moyen-

ne comprise entre environ 35 et 150 microns,la poudre étant

d'autre part caractérisée par une surface spécifique d'envi-

ron 180 cm /g et généralement d'environ 250 cm /g et plus.

Par surface spécifique on entend l'aire de la surface totale

moyenne des particules par gramme des particules.

La poudre d'alliage est caractérisée par une com-

position constituée essentiellement d'un métal solvant dont 6. le point de-fusion dépasse environ 1 1001 C,dont l'énergie libre négative d'oxydation atteint environ 300 k J par atome gramme d'oxygène rapportée à 251 C, et contient au moins un métal soluté hautement oxydable tel qu'un constituant d'alliage suivant une quantité d'au moins en-

viron 3 % en poids, ce métal oxydable ayant une énergie li-

bre négative d'oxydation d'au moins environ 400 k J par atome gramme d'oxygène rapportée à 250 C. Des exemples de métaux solvants sont les métaux du groupe du fer, le nickel, le fer, et le cobalt et les alliages de base du groupe fer, à base de nickel, à base

de fer, et les alliages à base de cobalt et leurs mélan-

ges Des exemples de métaux solutés hautement oxydables sont l'aluminium, le titane, le zirconium et analogues, ces métaux hautement oxydables étant caractérisés par une éner gie libre d'oxydation d'au moins environ 400 k J

par atome gramme d'oxygène comme cela a été indiqué précé-

demment. Le terme "métal solvant" concerne les métaux du groupe fer en soi et les alliages à base de métaux du groupe fer On comprendra que les métaux solvants peuvent contenir un ou plusieurs ingrédients d'alliage, tels que le chrome,le molybdène, le tungstène, etc dans la mesure o les métaux du groupe fer sont prédominants et les alliages

sont moins oxydants que le métal soluté hautement oxydable.

La présence du métal soluté hautement oxydable

est importante en même temps que la configuration de la pou-

dre atomisée pour conférer la propriété d'auto-liaison

lorsque la poudre est pulvérisée par flamme.

On a trouvé qu'en utilisant des poudres asphéri-

ques, irrégulières de manière aléatoire, ayant une surface spécifique d'environ 180 cm 2/g et plus et de préférence

d'au moins environ 250 cm /g, la poudre est capable d'ab-

sorber une chaleur élevée pendant la courte durée de son séjour dans la flamme, de sorte que les particules frappant

le substrat se trouvent à la température produisant l'auto-

liaison La présence d métal soluté hautement oxydable fa-

7.

cilite aussi l'obtention des caractéristiques d'auto-

liaison. Il est important que la dimension moyenne de particule soit contrôlée dans la gamme comprise entre environ 35 et 150 microns et de préférence entre environ et 105 microns Les particules peuvent être une poudre sphérique atomisée par gaz qui a été ensuite aplatie par passage 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 aléa-

toire, présentant 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-dimension moyenne dépasse environ 35 microns De mêmeune partie des particules peut dépasser environ 150 microns dans la mesure

o la dimension globale moyenne de particule est de 150 mi-

crons 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

caractéristiques 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, L'importance de la configuration de la poudre dans la pratique de la présente invention a été confirmée par des essais au cours desquels les caractéristiques de liai,

son de la poudre sphérique atomisée par gaz ont été compa-

rées à des particules asphériques, irrégulières de manière aléatoire. 8.

Des particules sens biement sph;ri Lues de dimen-

sion comprise entre environ 35 et 150 microns ne donnent pas une surface spécifique adéquate pour conférer une force

de liaison relativement élevée.

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 sensible-

ment augmentée A peu près le même effet peut être obtenu en atomisant spécialement l'alliage avec de l'eau, de la vapeur ou du gaz à haute pression,de façon à obtenir des particules asphériques, irrégulières de manière aléatoire,

qui sont caractérisées par une haute surface spécifique.

A titre d'illustration des particules atomisées

par gaz, sensiblement sphériques, on se reportera à la fi-

gure 1, qui représente une photomacrographie prise avec un

grossissement d'environ 80.

Si l'on suppose une distribution de la dimension des particules sphériques comprise entre environ 35 et 150 microns, la surface spécifique en cm 2/g est déterminée pour l'alliage 95 Ni-5 Al dont la densité est d'environ 8,283 (d) comme suit, le diamètre (D) des particules sphériques étant donné en microns: f D 2 6

S.S = D 6

l/6 w D xd Dd En centimètres la formule précédente devient: 6 xl O 4 7244 cm 2/gr Dx 8,283 D

Si l'on suppose que les particules sphériques com-

prises entre 35 et 150 microns sont aplaties jusqu'à une

épaisseur d'environ 10 microns et ont une forme sensible-

ment circulaire,l'effet du passage de la surface spécifique de la configuration sphérique à la configuration aplatie apparaîtra dans le tableau suivant; 9. Les particules après aplatissage sont supposées avoir la forme d'un disque,bien que l'on remarquera que

certaines particules peuvent avoir une forme légèrement el-

liptique.

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 présen-

tant une haute surface spécifique (par exemple environ cm 2/g ou au moins environ 250 cm 2/g) est la poudre dont la dimension de particule,à la suite de l'aplatissage,est comprise entre environ 42 et 126 microns Les particules

souhaitées de configuration plate sont obtenues par tamisa-

ge de façon à obtenir une dimension comprise entre une va-

leur supérieure à 42 microns et environ 125 microns, une

telle poudre étant 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'atomisation,

dans des conditions qui favorisent la formation de particu-

les irrégulières Ainsi, dans le cas de l'atomisation par l'eau, les conditions sont facilement déterminées par la pression et le débit du fluide en fonction de la conception Diamètre de la Aire de la Particules aplaties poudre sphéri surface jusqu'à une épaisseur que atomisée de 10 microns Microns Surface spéci Diamètre du Surface fique disque (p) spécifique

149 48,6 470 251,7

57,9 362 254,7

69,0 272 259,2

88 82,3 255 260,3

74 97,9 160,2 271,5

62 116,8 126,5 279,6

53 136,7 81,4 300,7

44 164,6 75,5 305,4

37 195,8 58,3 324,2

241,5 42,4 355,3

I i _, 10. des buses de façon à obtenir des forces turbulentes qui l'emportent sur les forces normales de tension 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 refroidissement, permettant un re- froidissement rapide des particules pour leur conférer des

formes asphériques irrégulières Dans le cas de l'atomi-

sation par gaz,on peut utiliser des gaz de refroidissement.

A titre d'exemple d'une poudre d'alliage atomisée de forme irrégulière, on se reportera à la figure 2 qui représente des particules ayant une surface spécifique relativement élevêe,avec des formes asphériques irrégulières

de manière aléatoire De telles poudres atomisées sont ca-

ractérisées par des propriétés de libre écoulement permet-

tant leur emploi dans des chalumeaux à pulvérisation par

flamme,tel que les chalumeaux oxyacétyléniques du type dé-

crit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 986 668

et n 3 620 454, entre autres, en fonction du débit d'ali-

mentation utilisé et de la capacité énergétique du chalu-

meau.

En utilisant une poudre asphérique ayant la com-

position décrite dans la présente invention, des forces de liaison relativement élevées dépassant environ 14 M Pa,

par exemple, d'environ 17,5 M Pa,et plus, peuvent être obte-

nues, ces valeurs étant mesurées conformément à la procédure

C 633-69 de la norme ASTM.

Selon la procédure ASTM, la détermination est fai-

te en utilisant un jeu de deux blocs cylindriques ayant un diamètre de 25, 4 mm et une longueur de 25,4 mm Une face 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 Of 3 mm Une sur-cou-

che de haute résistance mécanique est appliquée à la première couche, cette sur couche étantf par exemple, un alliage à

base de nickel commercialisé sous le nom d'Inconel ( 7 % Fe-

% Cr,le reste étant du nickel), ou un acier inoxydable

431 ( 16 % Cr,le reste étant du fer) L'épaisseur de la sur-

11.

couche est d'environ 0,4 à 0,5 mm; après dépôt, le revête-

ment total qui a une êpaisseur atteignant environ 0,6 mm

est alors meulé pour obtenir une épaisseur d'environ 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 70,3 M Pa.

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

20 et 30, et une couche de résine époxy de résistance méca-

nique élevée est appliquée à cette face Les deux blocs du

jeu sont assemblés en fixant un bloc au revêtement métalli-

que et la couche en époxy à l'autre, les faces en époxy des blocs étant en contactet les blocs assujettis étant soumis à un chauffage d'une heure dans un four porté à une température de 1500 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 opposés en utilisant une machine d'essai de la résistance à la traction 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'illustrationi de la présente invention,

les exemples suivants sont donnés.

EXEMPLE 1

Un essai est effectué qui est basé sur un allia-

ge de 95 % Ni 5 % Al, dans lequel un revêtement obtenu à partird'une poudre d'alliage Atomisée par gaz de forme sensiblement sphérique est comparé au revêtement de la même

poudre d'alliage aplatie par passage dans -un moulin à bil-

les, et à un revêtement de la même composition obtenu par

atomisation à l'eau dans des conditions permettant de for-

mer des particules ayant une forme sphérique irrégulière de

manière aléatoire et présentant une haute surface spécifi-

que, les trois poudres d'alliage ayant une dimension moyen-

12. ne de particule comprise entre 45 et 105 microns Toutes les poudres ont les caractéristiques désirées de libre,

écoulement et sont pulvérisées par flamme avec un chalu-

meau oxyacétylénique de marque Rotoloy du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 986 668.

Les poudres sont introduites sous uin débit d'en-

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

en acier 1020 La force de liaison est mesurée en conformi-

té avec la norme C 633-69 de 1 'ASTM L'aire de la surface de la poudre est déterminée en utilisant la méthode dite BET La corrélation des poudres par rapport à la surface spécifique et la force de liaison est la suivante

TABLEAU y

x La valeur de la surface spécifique de la poudre ( 1) mon-

tre que les particules atomisées ne sont pas des sphères parfaites; cependant la valeur est presque la moitié de celle de la poudre ( 2) obtenue avec la poudre broyée

dans le moulin ( 1).

Le tableau précédent montre que les poudres ayant une surface spécifique relativement élevée, d'une valeur supérieure à 180 cm 2/g, ont une force de liaison nettement améliorée. Cependant, la dimension de particule n'est pas le seul facteur important Il est également important que l'alliage contienne un métal hautement oxydable, tel que Type de poudre Surface spécifi Force de liaison que ( 1) Particules _ sphériques I atomisées par 2 gaz 174 cm /gr 8,8 M Pa ( 2) Identique à ( 1) mais broyage dans le moulin à billes pour obtenir une 2 forme plate 341 cm /gr 19 M Pa

*( 3) Poudre spécia-

lement atomisée 2 par eau 961 cm /gr 19 M Pa 13, l'aluminium, comme cela a déjà été indiqué Cela est illustré dans des tests effectués dans les mêmes conditions

avec des particules de nickel en soi de différentes surfa-

ces spécifiques, ( 1) une poudre produite chimiquement de haute surface spécifique ayant une dimension moyenne de particule comprise entre environ 45 microns et 105 microns,

et ( 2) une poudre de nickel atomisée ayant une forme irrégu-

lière. Les résultats obtenus sont les suivants:

TABLEAU II

Poudre du type Surface spécifique Force de liaison nickel (M Pa) ( 1) Poudre produ te chimique 2 ment 1940 cm 2/gr < 1,4 ( 2) Poudre atomisée de forme irré 2 gulière 670 cm 2/gr < 1,4 Comme on le remarquera, chaque poudre ( 1) et ( 2) a une surface spécifique dépassant sensiblement 180 cmi 2/g,

par exemple dépassant 600 cm 2/g, encore que la force de liai-

son des deux poudres soit inférieure à 1,4 M Pa, ce qui fait ressortir l'importance de la présence d'aluminium dans la poudre d'alliage du tableau I. Les caractéristiques de libre écoulement de la

poudre pulvérisée par flamme sont importantes Les caracté-

ristiques désirées sont définies par le débit d'une quanti-

té prédéterminée de poudre dans un entonn O irtel que le

débit bien connu dit Hall.

Le dispositif Hall de mesure de débit comprend un cône inversé ou un entonnoir ayant un orifice & 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 Metallurgy 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 aléatoire, 14. 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 % en poids tamis en microns o

1,0 max.

89 10,0 max.

+ 44 Reste

-o 44 20,0 max.

EXEMPLE 2

Une autre composition d'alliage contient envi-

ron 15 % d'aluminium, le reste étant essentiellement du nickel L'alliage est atomisé à l'eau de façon à obtenir

une aire spécifique élevée.

Les résultats obtenus sont indiqués dans le

tableau III ci-après.

TABLEAU IIT

Poudre d'alliage Surface spécifique Force de liaison (M Pa) Ni 15 % Al | 2430 cm 2/gr 29,-5 Un essai effectué avec un alliage Ni 3 % Ti <densité de 8,59 g/cm 3) montre que la présence de titane semble avoir un effet sur la liaison supérieur à celui de l'aluminium, même à une surface spécifique d'environ

cm 2/g, une force de liaison de 35,8 Mpa,étant obtenue.

Cependant, il est préférable pour obtenir des résultats homogènes que la surface spécifique soit d'environ

180 cm 2/g et plus.

Un avantage de la production d'un revêtement d'al-

liage en une étape ou revêtement de liaison selon la pré-

sente invention est que le revêtement d'alliage déposé est

généralement homogène et ne contient pas d'aluminium li-

bre comme cela se produit lorsque les poudres composites de pulvérisation comprennent des agglomérats de nickel et

d'aluminium élémentaires.

Des exemples de diverses compositions d'alliage , à base de Ni, à base de Co et à base de Fe, qui peuvent

être pulvérisées dans la mesure o les particules de pou-

dre ont une configuration permettant d'obtenir une surface spécifique élevée sont donnés ci-après Ni % Co %Fe % Al %Ti

5 5

97 3

92 5 3

15 -

90 5 5

_ 95 5 -

__ 94 3 3 Un alliage recommandé est un alliage contenant entre environ 4 % et 20 %

d'aluminium ou entre environ 4 %

et 10 % d'aluminium, le reste étant du nickel.

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 uni-

tés métriques.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

16.

Claims (10)

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 pulvérisée par flamme ayant une composition constituée essentiellement d'un métal solvant ayant un point de fusion dépassant environ 11000 C, dont l'énergie libre négative d'oxydation atteint environ 300 k J par atome gramme d'oxygène rapportée à 250 C, et d'au moins un métal soluté hautement oxydable suivant une quantité d'au moins environ 3 % en poids, ce métal oxydable

ayant une énergie libre négative d'oxydation d'au moins en-

viron 400 k J par atome gramme d'oxygène rapportée

& 250 C.

2 Poudre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la dimension moyenne de particile de la poudre asphérique est comprise entre environ 45 microns et 105 microns, la quantité de métal oxydable est comprise entre environ 4 % et 20 % enpoids de la poudre d'alliage, et la surface spécifique de la poudre est environ 250 cm 2/g et plus. 3 Poudre selon la revendication 2, caractérisée

en ce que le métal solvant est choisi dans les métaux cons-

titués de Ni, Fe, Co du groupe fer, et des alliages de ba-

se du groupe fer, des alliages à base de Ni,à base de Fe,

à base de Co, et leurs mélanges.

4 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 comprise entre environ 45 microns et 105 microns, la poudre de forme asphérique irrégulière de 17.

manière aléatoire étant en outre caractérisée par une sur-

face spécifique d'environ 250 cm 2/g et plus,

la poudre étant constituée d'un alliage de sol-

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

nant des alliages à base de Ni, à base de Fe, à base de Co et leurs mélanges,ayant un point de fusion dépassant 1100 C dont l'énergie libre négative d'oxydation atteint environ 300 k J par atome gramme d'oxygène rapportée à C et contenant environ 4 % à 20 % en poids d'un métal soluté hautement oxydable dont l'énergie libre d'oxydation

est au moins environ 400 k J par atome gramme d'oxy-

gène rapportée à 25 DC.

Poudre selon la revendication 4,-caractérisée

en ce que l'alliage de solvant est essentiellement le ni-

ckel,et le métal soluté est l'aluminium suivant une quanti-

té comprise entre environ 4 % et 20 % en poids.

6 Poudre selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'alliage solvant est essentiellement du nickel

contenant environ 4 % à 10 % d'aluminium.

7 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 écoulement libre provenant d'un alliage atomisé et ayant des particules caractérisées par des formes sphériques et une dimension moyenne de particule 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 ayant une composition constituée es-

sentiellement d'un métal solvant ayant un point de fusion

dépassant environ 1100 'C dont l'énergie libre négative d'oxy-

dation atteint environ 300 k J par atome gramme d'oxygène rapportée à 250 C et contenant au moins un métal soluté hautement oxydable suivant une quantité d'au moins environ 3 % en poids, ce métal 9 xydable ayant une énergie libre d'oxydation d'au moins environ 400 k J par atome gramme d'oxygène rapportée à 25 C, 18.

et la poursuite de la pulvérisation par flam-

me de façon à obtenir un revêtement d'alliage adhérant

sur le substrat métallique.

8 Procédé selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que la dimension moyenne de particule de la poudre asphérique pulvérisée est comprise entre environ 45 microns et 105 microns, et la quantité de métal hautement oxydable est comprise entre environ 4 % et 20 % en poids

de la poudre d'alliage.

9 Procédé selon la revendication 8, caractéri-

sé en ce que l'alliage pulvérisé est choisi dans le groupe

constitué des métaux Ni, Co, Fe du groupe fer, des allia-

ges à base de Ni,à base de Co et à base de Fe et de leurs mélanges.

10 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 atomisée à écoulement libre ayant des particules carac-

térisées par des formes asphériques irrégulières de maniè-

re 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'envircn 250 cm 2/g et plus, la poudre à pulvérisation par flamme atomisée étant constituée d'un alliage de solvant choisi dans le

groupe comprenant: les alliages du groupe fer, les allia-

ges à base de nickel, à base de Co, à base de Fe, et leurs mélanges, ayant un point de fusion dépassant 1100 WC, dont l'énergie libre négative d'oxydation atteint environ 300 k J par atome gramme d'oxygène rapportée à 25 WC et contenant environ 4 t à 20 % en poids d'un métal soluté Laux tement oxydable dont l'énergie libre d'oxydation est au moins environ 400 k J par atome gramme d'oxygène rapportée à 25 WC, et la poursuite de la pulvérisation par flamme de façon à former un revêtement métallique adhérant sur le

substrat métallique.

19 2508933

il Procédé selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que l'alliage pulvérisé utilise du nickel comme

métal solvant et de l'aluminium comme métal soluté.

12 Procédé selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que l'alliage pulvérisé contient environ 4 % à

% d'aluminium.