FR2648826A1

FR2648826A1 - Poudres et produits de tantale, niobium et leurs alliages et procedes de production

Info

Publication number: FR2648826A1
Application number: FR9007960A
Authority: FR
Inventors: Prabhat Kumar
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1990-12-28
Also published as: ATA135090A; JPH0336229A; FR2648826B1; DE4019305C2; DE4019305A1; AU5624790A; ES2020131A6; GB9010282D0; JP2801370B2; BR9002518A; HK6895A; AT406349B; GB2233349A; GB2233349B; AU628578B2

Abstract

L'invention concerne une poudre de tantale, de niobium ou d'un alliage ayant une teneur en oxygène de moins d'environ 300 ppm. Selon l'invention, la poudre est produite sans exposer le métal à une température supérieure à environ 0,7 TH du métal. L'invention s'applique notamment à la métallurgie.

Description

La présente invention se rapporte à des poudres et produits de tantale,

niobium et leurs alliages ayant de faibles teneurs en oxygène ainsi qu'aux procédés pour

leur production.

Le tantale et le niobium sont généralement extraits de leurs minerais sous la forme de poudres. Par exemple, le tantale est généralement produit en réduisant le fluorotantalate de potassium (K2TaF7) par réaction chimique avec du.sodium. Cette réaction de réduction produit généralement une poudre de métal encapsulé dans le sel qui est broyée et lavée, avec de l'eau et un acide,

pour produire la poudre de tantale.

Le tantale et le niobium métalliques et leurs

alliages sont alors consolidés pour former des produits.

La méthode choisie pour la consolidation dépend du fait que le produit consolidé résultant sera du métal pur ou un alliage, de la forme qui sera requise et de la façon dont le matériau sera utilisé. Le tantale, le niobium et leurs alliages sont généralement utilisés pour former des produits ouvrés, comme des barres, plaques, feuilles, fils, tubes et tiges; des préformes pour traitement thermomécanique subséquent; et des formes presque nettes,

pour une utilisation, dans une grande variété d'applica-

tions, après usinage et finissage.

Le tantale, le niobium et leurs alliages ont généralement une haute affinité pour l'oxygène. Ainsi, la teneur en oxygène des produits de niobium, de tantale ou de leurs alliages a tendance à augmenter pendant leur formation. La teneur en oxygène du produit affecte ses propriétés mécaniques et sa facilité de fabrication. En général, tandis que la teneur en oxygène du produit augmente, la ductilité du produit diminue et la résistance du produit augmente. Pour de nombreuses applications utilisant des produits de tantale, de niobium ou de leurs

alliages, une haute teneur en oxygène n'est pas appropriée.

Par conséquent, pour obtenir des produits de tantale, de niobium ou d'alliage appropriés pour ces applications,

il faut obtenir une faible teneur en oxygène.

Il y a plusieurs méthodes que l'on peut utiliser pour obtenir des produits en forme de tantale, niobium ou leurs alliages. Par exemple, dans une méthode,on fond d'abord le métal par fusion à l'arc sous vide ou au faisceau d'électrons, sous vide,puis on le traite thermomécaniquement pour former le produit. La température de fusion est également indiquée comme la température homologue (TH) en degrés Kelvin. TH pour le tantale est de 3.273 degrés Kelvin et TH pour le niobium est de 2.745 degrés Kelvin. La fusion sous vide réduit la teneur

en oxygène du métal.

Dans une seconde méthode, le métal, en forme de poudre, est d'abord pressé isostatiquement à froid en une préforme de tantale, de niobium ou d'un alliage comme une

barre ou une tige puis la préforme est frittée par résis-

tance à une température supérieure à 0,7 TH pour donner

un produit formé de tantale, niobium ou leurs alliages.

En général, pour le frittage par résistance, les extrémi-

tés de la préforme sont bloquées entre des bornes en cuivre refroidies à l'eau dans une chambre à vide poussé et ensuite la préforme est chauffée, à une température au delà de 0,7 TH, par passage d'un courant électrique à travers la préforme. Le frittage par résistance simultanément densifie et diminue la teneur en oxygène

de la préforme.

Cependant, il y a de nombreux inconvénients à l'utilisation du frittage par résistance pour densifier et éliminer l'oxygène. D'abord, le frittage par résistance ne peut être utilisé que pour donner des produits de certaines formes limitées, généralement des barres ou

tiges. Pour le frittage par résistance, la section trans-

versale de la préforme doit être uniforme le long du

trajet du courant électrique afin d'empêcher une sur-

chauffe localisée et le cassage à chaud. De plus, la section transversale doit être suffisamment petite pour que la réduction d'oxygène au centre de la préforme se

produise avant la disparition de la porosité inter-

connectée. Pour une élimination efficace de l'oxygène, des préformes de plus d'environ 3,8 cm dans leur plus

courte dimension ne sont pas frittees par résistance.

De plus encore la préformé doit être suffisamment petite

pour empêcher l'affaissement associé au fluage et au pres-

sage à chaud pendant le frittage non supporté par résistance.

Ainsi, les préformes ne pèsent généralement pas plus

d'environ 18,16 kg.

Une troisième méthode de production de produits en forme de tantale, niobium ou leurs alliagesest le procédé aux électrodes rotatives. Dans ce procédé, une barre ou tige du métal est chauffée à une température au delà de TH. Le métal fondu est converti en poudre par la force centrifuge. La fa.ible teneur en oxygène de la tige de départ est maintenue dans la poudre,.cependant les particules de poudre sont relativement sphériques et généralement plus grosses que les poudres initiales produites chimiquement. Ces particules relativement sphériques de poudre ne sont pas souhaitables pour un oressage mécanique unidirectionnel. Par ailleurs, la grosseur des particules de poudre rend la poudre non souhaitable pour un pressage isostatique à froid en produits formés de tantale, de niobium ou de leurs

alliages.

Des nouvelles poudres de tantale, de niobium ou d'alliages de tantale ou de niobium ayant une teneur en

oxygène de moins d'environ 300 ppm ont été découvertes.

Une méthode de production de ces poudres a également été découverte o les poudres de tantale, niobium ou alliages sont chauffées en présence d'un métal actif à l'oxygène tel que le magnésium à une température inférieure à environ 0,7 TH

Des produits formés de métal en poudre ont égale-

ment été découverts ayant des teneurs en oxygène de moins d'environ 300 ppm, lesquels sont formés de tantale, niobium et leurs alliages. Un nouveau procédé a également été découvert pour la production de produits formés en poudre métallioue de tantale, niobium et leurs alliages, ayant des teneurs en oxygène de moins d'environ 300 ppm, lequel procédé est mis en oeuvre sans exposer le métal à une température supérieure à environ 0, 7 TH' Selon la présente invention,des poudres de tantale, de niobium ou d'alliages de tantale ou de niobium ayant des teneurs en oxygène de moins d'environ 300 ppm sont obtenues en chauffant une poudre de tantale, de niobium ou d'un alliage à une température plus faible qu'environ 0,7 TH en présence d'un métal actif à l'oxygène pendant un temps suffisant pour diminuer la teneur en oxygène de la poudre de départ à moins d'environ 300 ppm. Par ailleurs, selon la présente invention, des produits formés de tantale, niobium et leurs alliages, ayant des teneurs en oxygène inférieures à environ 300 ppm,sont obtenus par consolidation d'une poudre de tantale, de niobium ou d'alliage ayant une teneur en oxygène de moins d'environ

300 ppm, sans exposer le métal à une température supé-

rieure à environ 0,7 TH. Si la poudre de métal de départ a une teneur en oxygène supérieure à environ 300 ppm, alors la poudre doit d'abord être désoxydée à un niveau de moins de 300 ppm,par exemple par la technique décrite ci-dessus. Pour la poudre de tantale, 0,7 T est à peu H près égal à 2018 degrés C (2291 degrés K) et pour la poudre de niobium, 0,7 TH est égal à environ 1650 degrés C

(1923 degrés K).

La poudre de la présente invention présente un avantage par le fait qu'elle comprend des particules

relativement non sphériques bien adaptées à un pres-

sage mécanique unidirectionnel.

La poudre de la présente invention présente un

autre avantage par le fait qu'elle comprend de relative-

ment petites particules bien adaptées à un pressage

isostatique à froid.

Les produits formés de tantale, niobium ou leurs alliages selon la présente invention, ayant des teneurs en oxygène de moins d'environ 300 ppm,présentent l'avantage qu'ils peuvent être de toute forme, section

transversale ou taille.

Le procédé de production de produits formés de la présente invention présente l'avantage qu'il permet la production de produits de tantale, niobium ou alliage, ayant une teneur en oxygène de moins d'environ 300 ppm,

de toute forme, section transversale ou taille.

Les poudres de tantale, niobium ou alliage de

tantale ou niobium, ayant une teneur en oxygène infé-

rieure à environ 300 ppm (parties par million) selon la présente invention sont produites par le processus qui suit. Une poudre de tantale, de niobium ou d'un alliage, telle que celle produite par un procédé de réduction au sodium, est placée dans une chambre sous vide qui contient également un métal ayant une plus forte affinité pour l'oxygène que la poudre. De préférence, la poudre de départ a une teneur en oxygène plus faible qu'environ 1.000 ppm. Un tel métal, plus actif à l'oxygène que la poudre, est le magnésium. La chambre est alors chauffée à une température qui ne dépasse pas environ 0,7 TH pour donner une poudre de tantale, niobium ou alliage de tantale ou niobium ayant une teneur en oxygène de moins d'environ 300 ppm. Le chauffage continue pendant un temps suffisant pour permettre à l'oxygène de se diffuser hors de la poudre de métal et donner une poudre de métal ayant moins d'environ 300 ppm d'oxygène. Le magnésium, contenant l'oxygène,est alors enlevé de la poudre de métal par évaporation et subséquemment par lixiviation chimique

sélective ou dissolution de la poudre.

Les alliages de tantale ou niobium de la présente invention comprennent des alliages de tantale et/ou niobiumet d'un oxyde qui a une plus forte énergie libre de formation que l'oxyde de tantale comme,par exemple, l'oxyde d'yttrium, l'oxyde de thorium ou l'oxyde d'aluminium. L'oxyde est mélangé dans la poudre de tantale et/ou de niobium ayant une teneur en oxygène de moins d'environ 300 ppm. Les alliages de la présente invention comprennent également des allages de tantale et/ou niobium et un élément d'alliage avec une faible teneur en oxygène mélangé dans la poudre de tantale ou de niobium, à condition que la teneur en oxygène du mélange soit

plus faible qu'environ 300 ppm. Les alliages de la pré-

sente invention contiennent de plus des alliages de tantale et/ou niobium et un élément d'alliage o les poudres de l'élément d'alliage et de tantale et/ou de niobium sont mélangées avant désoxydation pour former l'alliage ayant une teneur en oxygène inférieure à environ 300 ppm. Les alliages de la présente invention contiennent de plus encore des alliages de tantale et/ou niobium et un élément d'alliage o l'addition d'oxygène associée à l'élément d'alliage n'augmente pas la teneur

en oxygène de l'alliage au delà de 300 ppm.

Comme décrit ci-dessus, dans le procédé de produc-

tion de produits formés en poudre de métal de tantale, niobium et leurs alliages, une poudre de tantale, de niobium ou d'un alliage de tantale ou de niobium est,si nécessaire,désoxydée à une teneur en oxygène de moins

d'environ 300 ppm, sans exposer la poudre à une tempéra-

ture supérieure à environ 0,7 THpuis la poudre est consolidée sans l'exposer à une température supérieure à environ 0,7 TH pour former un produit de tantale, de niobium ou d'un alliage ayant une teneur en oxygène inférieure à environ 300 ppm, de préférence entre environ

et environ 300 ppm.

Selon la présente invention, un produit formé de tantale, niobium ou alliage,ayant une teneur en oxygène inférieure à environ 300 ppm,peut être obtenu à partir d'une poudre ayant une teneur en oxygène inférieure à environ 300 ppm, par toute technique connue de métallurgie des poudres, utilisée pour le tantale, le niobium et leurs alliages, à condition que le métal ne soit pas

exposé à une température supérieure à environ 0,7 TH.

Comme exemple de ces techniques de métallurgie des poudres utilisées pour former des produits de métal,il y a celles qui suivent, o la liste des étapes est donnée dans l'ordre de leur accomplissement. Chacune des techniques peut être utilisée dans la présente invention à condition que tout frittage, chauffage ou autre manipulation du métal ne l'expose pas à une température supérieure à 0,7 TH: 1. Pressage isostatique à froid, frittage, encapsulage, pressage isostatique à chaud et traitement thermomécanique.; 2. Pressage isostatique à froid, frittage, pressage isostatique à chaud et traitement thermomécanique; 3. Pressage isostatique à froid, encapsulage, pressage isostatique à chaud et traitement thermomécanique; 4. Pressage isostatique à froid, encapsulage et pressaqe isostatique à chaud; 5. Encapsulage et oressage isostatique à chaud 6. Pressage isostatique à froid, frittage,

encapsulage, extrusion et traitement thermo-

mécanique; 7. Pressage isostatique à froid, frittage, extrusion et traitement thermomécanique; 8. Pressage isostatique à froid, frittage et extrusion; 9. Pressage isostatique à froid, encapsulage, extrusion et traitement thermomécanique; 10. Pressage isostatique à froid, encapsulage et extrusion; 11. Encapsulage et extrusion; 12. Pressage mécanique, frittage et extrusion; 13. pressage isostatique à froid, frittage, encapsulage, forgeage et traitement thermomécanique; 14. pressage isostatique à froid, encapsulage, forgeage et traitement thermomécanique; 15. Pressace lsostatique à froid, encapsulage et forgeage; 16. Pressace isostatique à froid, frittage et forgeage; 17. Pressage isostatique à froid, frittage et laminage; 18. Encapsulage et forgeage; 19. Encapsulage et laminage; 20. Pressage isostatique à froid, frittage et traitement thermomécanique; 21. Dépôt au jet; 22. Pressaqe mécanique et frittage; et 23. pressage mécanique, frittage, repressage

et refrittage.

D'autres combinaisons pour consolider, chauffer et

déformer peuvent également être utilisées.

L'efficacité et les avantages des produits et procédés de la présente invention seront mieux illustrés par les exemples qui suivent qui doivent les illustrer

et ne pas les limiter.

EXEMPLES

Les processus de test analytique qui suivent ont été utilisés pour déterminer les propriétés des poudres et des produits formés de la présente invention: Teneur en carbone: La teneur en carbone de la poudre de tantale, de niobium ou d'alliage a été déterminée par une méthode au gaz, en utilisant un déterminateur de carbone Leco 1R-12, des creusets Leco N 528-035, un accélérateur de métal au cuivre Leco N 501-263 et des standards de carbone Leco N 501-507 (0,0066 + 0,0004% C), fabriqués par LECO Corporation, 3000 Lakeview Avenue, St. Joseph, MI 49805, EUA. Les creusets ont été placés dans un four à moufle et enflammés à 1000 C pendant 1 heure puis on a laissé

refroidir et on a stocké dans un dessicateur propre.

On a alors transféré à un creuset un échantillon de

1,0 gramme de poudre de tantale, de niobium ou d'alliage.

g La poudre de tantale, de niobium ou d'alliage dans le

creuset a alors été couverte d'environ 1 gramme d'accélé-

rateurau cuivre métallique. Plusieurs creusets ne contenant qu'une portion de l'accélérateur au cuivre métallique et plusieurs creusets contenant 1 gramme de carbone standard et un 1 gramme d'accélérateur au cuivre métallique ont également été préparés, pour le calibrage des instruments, en tant qu'échantillons blancs et échantillons standardsrespectivement. Pour calibrer le

déterminateur de carbone, des échantillons blancs succes-

sifs ont été analysés et la lecture au voltmètre numérique du déterminateur de carbone a été ajustée pour indiquer 0,000000% de carbone. Ensuite, des échantillons standards successifs ont été analysés et la lecture au voltmètre numérique du déterminateur. de carbone a été ajustée pour indiquer 0,0066 + 0,0004%' de carbone. Après calibrage, on a analysé le creuset contenant la poudre de tantale, de niobium ou d'alliage couverte de l'accélérateur de

cuivre métallique. La lecture au voltmètre pour l'échan-

tillon de tantale, niobium ou alliage était égale à la

teneur en carbone en parties par million.

Teneur en azote et en oxygène: La teneur en azote et en oxygène de la poudre de tantale, niobium ou alliage a été déterminée en utilisant un analyseur d'oxygène azote Leco TC-30, les creusets en graphite Leco N 760-414 fabriqués et vendus par Leco Corporation, 3000 Lakeview Avenue, St. Joseph, MI 49805, EUA et une feuille en nickel de 5 cm de large sur 0, 63 mm d'épaisseur. La feuille de nickel a été découpée en carrés de 25 mm sur 25 mm, nettoyée et formée en capsules. On a transféré 0,2 gramme d'un échantillon à chaque capsule et la capsule a été fermée et sertie au volume le plus petit possible. L'analyseur d'oxygène azote Leco TC-30, a d'abord été calibre en utilisant des standards blancs et de tantale ayant une teneur connue en oxygène et en azote d'une manière similaire à la façon décrite ci-dessus pour le calibrage du déterminateur de carbone puis les échantillors sont passés à travers l'analyseur pour produire la quantité d'oxygène en ppm

et la quantité d'azote en ppm.

Les propriétés qui suivent ont été déterminées selon la méthode de test ASTM montrée au diagramme qui suit: Propriété Méthode de test ASTM Grosseur des particules 8-214 Densité à l'état pressé B-212 Grosseur du grain E-112

Résistance à la rupture trans-

versale 8-528 Débit poudre 8-213 Aire superficielle B.E.T. C-699 Résistance à l'écoulement E-8 Résistance à la traction E-8 Pourcentage allongement E-8 Densité du produit formé: La densité du produit formé a été calculée en mesurant le poids et les dimensions, hauteur, largeur etc. , du produit. Des dimensions, on a calculé le volume du produit en centimètres cubes. La densité a alors été calculée en divisant le poids du produit par le volume

du produit.

Pourcentage (%') de la densité théorique: Le pourcentage de la densité théorique du produit a été calculé en divisant la densité du produit par la densité théorique du métal, par exemple 16,6 grammes/

centimètre cube pour le tantale.

EXEMPLE 1

L'Exemple 1 illustre la production d'une poudre de tantale ayant une teneur en oxygène de moins d'environ 300 ppm. Une poudre de tantale de départ, ayant une teneur en oxygène d'environ 600 ppm, une teneur en carbone d'environ 40 ppm et une teneur en azote de moins de ppm,a été mélangée à une quantité d'environ 1% en poids de magnésium. Le mélange résultant a été chauffé à 850 C (0,34 TH) pendant 2 heures. Le magnésium, n'ayant pas réagi avec l'oxygène,a alors été éliminé par plus ample chauffage du mélange à 1000 C (0,38 TH) à une pression de 0,00133 millibar. Tout magnésium résiduel a été éliminé par immersion de la poudre dans l'acide nitrique à température ambiante. La poudre a alors été lavée à l'eau et séchée à l'air. La poudre résultante de tantale avait une teneur en oxygène de 185 ppm, une teneur en carbone de 45 ppm et une teneur en azote de ppm. La poudre résultante de tantale avait également une densité apparente de 4,12 g/cc et un débit de

26 secondes pour 50 grammes. La distribution granulomé-

trique était comme montrée ci-dessous: Grosseur des particules % en poids

/60 0,1%

/100 56%0

/200 37,8%

/325 2,4%

3325 3,7%

EXEMPLE 2

L'Exemple 2 illustre un produit formé de tantale, ayant une teneur en oxygène d'environ 205 ppm, produit

par pressage mécanique et frittage.

Une poudre désoxydée de tantale ayant une teneur en carbone d'environ 60 ppm, une teneur en oxygène d'environ 135 ppm et une teneur en azote d'environ 10 ppm, préparée par un processus similaire à celui de l'Exemple 1, a été utilisée comme poudre de départ. Cette poudre de tantale a été placée dans une matrice et pressée, en utilisant une pression uniaxiale, en une plaque de 1O,2cT de diamètre avec une densité pressée d'environ % de la densité théorique. Cette plaque a alors été frittée à 1500 C (0,54 TH) pendant 2 heures sous un vide de moins d'environ 0,00133 mbar. La plaque frittée finale avait une teneur en carbone d'environ 60 ppm, une teneur en oxygène d'environ 205 ppm et une teneur

en azote d'environ 10 ppm.

EXEMPLE 3

Les tests qui suivent ont été entrepris pour montrer que la poudre de tantale, de niobium ou de l'alliage de la présente invention est compressible, et pour montrer la résistance de la poudre de la présente invention. Une poudre de tantale désoxydée ayant une teneur en carbone d'environ 60 ppm, une teneur en oxygène d'environ 135 ppm et une teneur en azote d'environ 10 ppm, préparée par un processus similaire à celui de l'Exemple 1, a été utilisée comme poudre de départ. La poudre de départ a été placée dans une matrice et pressée à diverses pressions, en plaques, de 2,54 cm de diamètre et d'environ 1,27 cm de hauteur. La densité des plaques en fonction des pressions de pressage était comme suit: Pression (bars) Densité (%' de la théorie)

2.411 75,5

2.756 78

3.100 80

3.445 82,1

3.790 83,6

4.134 85,1

4.478 86, 4

4.823 87,5

5.512 89,7

6.890 92,6

Ces résultats montrent que les poudres de la

présente invention sont compressibles.

Pour montrer la résistance de la poudre de la présente invention après pres.sage mécanique, une poudre de tantale désoxydée ayant une teneur en carbone d'environ 60 ppm, une teneur en oxygène d'environ 135 ppm et une teneur en azote d'environ 10 ppm, préparée par un processus similaire au processus de l'Exemple 1, a été placée dans une matrice et pressée, à diverses pressions, en barres d'environ 1,27 cm sur 1,27 cm, sur environ 5 cm. La résistance à la rupture transversale de ces barres était comme suit: Pression Résistance à la rupture (bars) transversale (MPa)

1.378 7,58

2.067 13,37

2.549 18,75

4.134 53,1

En général, une résistance minimale d'environ 13,8 MPa est souhaitée pour une manipulation normale des compacts pressés. Les données du test de compressibilité ainsi que du test de résistance à la rupture indiquent que ce niveau de résistance peut être obtenu avec la poudre de la présente invention formée à une pression un peu au delà de 2.067 bars o le compact pressé a une densité

d'environ 75% de la valeur théorique.

EXEMPLE 4

L'Exemple 4 illustre la production d'un produit de tantale formé,ayant une teneur en oxygène d'environ ppm,sans exposer le métal à une température supérieure à 0,7 TH, par pressage isostatique à froid (CIP), avec ensuite pressaqe. isostatique à chaud (HIP) et

enfin traitement thermomécanique (TMP).

Une poudre de tantale désoxydée ayant une teneur en carbone d'environ 10 ppm, une teneur en oxygène d'environ 155 ppm et une teneur en azote d'environ 15 ppm, préparée par un processus similaire à celui de l'Exemple 1, a été utilisée comme poudre de départ. Cette poudre a été pressée isostatiquement à froid à 4.134 bars et à température ambiante, en une préforme d'environ 12,7 cm sur environ 26,2 cm sur environ 4 cm, d'un poids d'environ 22,7 kg. Cette préforme a été hermétiquement encapsulée puis Dressée isostatiquement à chaud à 2.894 bars et

1300 C (0,48 TH) pendant 4 heures en une préforme d'envl-

ron 12 cm sur environ 25,9 cm sur environ 3,68 cm. La préforme pressée isostatiquement à chaud avait une teneur en carbone d'environ 45 ppm, une teneur en oxygène d'environ 130 ppm et une teneur en azote de

moins d'environ 10 ppm.

La préforme pressée isostatiquement à chaud a alors été recuite à 1300 C (0,48 TH) pendant 2 heures

dans un vide à moins d'environ 0,00133 mbar puis l'en-

capsulage a été éliminé. La préforme résultante a été laminée à une épaisseur (t) d'environ 1 cm. Alors, la préforme laminée a été recuite à 1300 C (0,48 TH) pendant 2 heures dans un vide à moins d'environ 0,00133 mbar Ensuite, la préforme a de nouveau été laminée à une

épaisseur (t) d'environ 0,2 cm. Alors, la préforme re-

laminée a été recuite à 13000C (0,48 TH) pendant 2 heures sous un vide à moins d'environ 0,00133 mbar. Ensuite, la préforme a été laminée à une épaisseur (t) d'environ 0,038 cm. Alors, la préforme trois fois laminée a été recuite à 1300 C (0,48 TH) pendant 2 heures sous un vide à moins d'environ 0,00133 mbar. Des échantillons de la préforme à diverses épaisseur ont été prélevés pendant le procédé décrit ici. Les propriétés mécaniques de la préforme aux diverses épaisseurs, en condition recuite, étaient comme suit: Condition Résistance Résistance Allon- Grosseur à l'écoule- à la gement du ment traction (%) grain (MPa) (MPa) Après HIP 240 363 48 7

t=0,63 cm 271 334 47 ----

t= 0,2 cm 292 354 41 ----

t= 0,076 cm 301 372 40 ----

t= 0,038 cm 281 352 40 8 Ces propriétés cont comparables à celles d'une feuille

de tantale produite en frittant à une température supé-

rieure à environ 0,7 TH, ce qui indique que les poudres et produits formés de la présente invention sont appropriés pour une utilisation dans les mêmes applications que des produits obtenus par frittage à une température supérieure

à environ 0,7 TH.

EXEMPLE 5

L'Exemple 5 illustre la production d'un produit de tantale en forme ayant une teneur en oxygène d'environ ppm, une teneur en carbone de 30 ppm et une teneur

en azote de 15 ppm, sans exposer le métal à une tempéra-

ture supérieure à 0,7 Th. par oressage isostatique

à froid, frittage puis traitement thermomécanique.

Une poudre de tantale désoxydée ayant une teneur en carbone d'environ 10 ppm, une teneur en oxygène d'environ 155 ppm et une teneur en azote d'environ 15 ppm, préparée par un processus similaire à celui de l'Exemple 1, a été utilisée comme poudre de départ. Cette poudre a été pressée isostatiquement à froid à 4.134 bars en une préforme en forme de barre d'environ 1,6 cm sur environ

6,35 cm sur environ 63,5 cm,pesant environ 11,35 kg.

Cette préforme a été frittée à 1500 C (0,53 TH) pendant 2 heures sous un vide à moins d'environ 0,00133 mbar, pour donner une préforme ayant une densité d'environ 95% de la densité théorique. La préforme a alors été laminée à une épaisseur (t) d'environ 0,51 cm et à une largeur

d'environ 15,2 cm et à une longueur d'environ 76,2 cm.

Alors, la préforme laminée a été recuite à 1300 C (0,48 TH) pendant 2 heures sous un vide à moins d'environ 0,00133 mbar. La feuille formée avait une teneur en carbone de 30 ppm, une teneur en oxygène de 140 ppm et une teneur en azote de 15 ppm. La densité de la feuille était de 100% de la valeur théorique et la grandeur du grain était de 8,5. L'axe longitudinal de la feuille avait une résistance à l'écoulement de 377 MPa, une résistance à la traction de 276 MPa et 45%O d'allongement. L'axe

transversal de la feuille avait une résistance à l'écoule-

ment de 373 MPa, une résistance à la traction de 252 MPa et 46% d'allongement. Ces résultats indiquent que la feuille est appropriée à une utilisation dans les mêmes applications que les feuilles produites en exposant du

tantale à une température supérieure à environ 0,7 TH.

EXEMPLE 6

L'Exemple 6 illustre la production d'un produit de tantale en forme ayant une teneur en oxygène d'environ 205 ppm, une teneur en carbone de 60 ppmet une teneur en azote de 10 ppm, préparé sans exposer le métal à une température supérieure à 0.7 TH par Dressage mécanique,

frittage, repressage et refrittage.

Une poudre de tantale désoxydée ayant une teneur en carbone d'environ 60 ppm, une teneur en oxygène d'environ 135 ppm et une teneur en azote d'environ 10 ppm, préparée par un processus similaire à celui de l'Exemple 1, a été utilisée comme poudre de départ. Cette poudre de tantale a été placée dans une matrice et mécaniquement oressée en utilisant une pression uniaxiale, en une plaque de 0,76 cm de diamètre sur 0,35 cm de haut. Cette plaque a alors été frittée à 1450 C (0,53 TH) pendant 2 heures dans un vide à moins d'environ 0,00133 mbar La plaques frittée finale avait une teneur en carbone d'environ 60 ppm, une teneur en oxygène d'environ 205 ppm

et une teneur en azote d'environ 10 ppm.

La plaque frittée a alors été de nouveau pressée en une préforme. La préforme a alors été de nouveau frittée à 1450 C (0,53 TH) pendant 2 heures dans un vide de moins d'environ 0,00133 mbar. La préforme de nouveau frittée résultante était appropriée à une extrusion pour

donner un produit de tantale en forme.

EXEMPLE 7

L'Exemple 7 illustre la production d'un produit de tantale en forme ayant une teneur en oxygène d'environ 165 ppm, une teneur en carbone de 90 ppm et une teneur en azote de 10 ppm, préparé sans exposer le métal à une

température supérieure à 0,7 TH par Dressage isosta-

tique à froid, encapsulage puis extrusion.

Une poudre de tantale désoxydée ayant une teneur en carbone d'environ 80 ppm, une teneur en oxygène

d'environ 155 ppm et une teneur en azote de moins d'en-

viron 10 ppm, préparée par un processus similaire à celui

de l'Exemple 1,a été utilisée comme poudre de départ.

Cette poudre de tantale a été pressée isostatiquement à froid à 4.134 bars en une préforme en tige d'environ ,1 cm de dlamètre sur environ 12,5 cm de long. La préforme en tige a alors été hermétiquement encapsulée dans un conteneur en acier et extrudée à 1150 C (0,43 TH) à travers une filière d'un diamètre de 1,59 cm. Le conteneur en acier d'encapsulage a alors été enlevé et la préforme recuite à 1300 C (0,48 TH) pendant 2 heures

dans un vide de moins d'environ 0,00133 mbar. La pré-

forme recuite avait une teneur en carbone d'environ 90 ppm, une teneur en oxygène d'environ 165 ppm, une teneur en azote de moins d'environ 10 ppm, une résistance à l'écoulement de 287 MPa, une résistance à la traction de 416 MPa et un allongement de 52%. La préforme recuite

avait une grosseur du grain de 12,5 microns.

Les propriétés de la préforme recuite indiquent qu'elle est appropriée à un traitement thermomécanique subséquent. L'Exemple 8 illustre la production d'un produit de tantale en forme ayant une teneur en oxygène d'environ ppm, préparé sans exposer le métal à une température

supérieure à 0,7 TH, par dépôt au jet.

Une poudre de tantale désoxydée ayant une teneur en carbone d'environ 80 ppm, une teneur en oxygène d'environ 155 ppm et une teneur en azote de moins d'environ 10 ppm, préparée par un processus similaire à celui de l'Exemple 1,a été utilisée comme poudre de départ. La poudre a été déposée au jet jusqu'à une épaisseur de 0,25 mm sur un substrat d'alliage formé d'alliage Hastelloy X (Hastelloy est une dénomination commerciale pour des alliages produits et vendus par

Haynes Corporation, Park Avenue, Kokomo, Indiana, EUA).

Aucun problème n'a été rencontré, indiquant que la grosseur des particules, les propriétés d'écoulement et la teneur en oxygène de la poudre de la présente invention

sont appropriées pour la consolidation par dépôt au jet.

EXEMPLE 9

L'Exemple 9 illustre la production d'une poudre de niobium ayant une teneur en oxygène de 175 ppm. La poudre de niobium de départ ayant une teneur en oxygène d'environ 660 ppm, une teneur en carbone d'environ 25 ppm, et une teneur en azote d'environ 70 ppm, a été mélangée

à une quantité d'environ 1,5% en poids de magnésium.

Le mélange résultant a été chauffé à 850 C (0,34 TH) pendant 2 heures dans une atmosphère d'argon. Le magnésium, n'ayant pas réagi avec l'oxygène, a alors été éliminé par plus ample chauffage du mélange à 850 C (0,34 TH) à une pression de 0,00133 mbar. Tout magnésium résiduel a été éliminé par immersion de la poudre dans l'acide nitrique à température ambiante. La poudre a alors été lavée à l'eau et séchée à l'air. La poudre résultante de niobium avait une teneur en oxygène de 175 ppm, une teneur en carbone de 20 ppm et une teneur en azote de 55 ppm. La poudre résultante de niobium avait également une densité apparente de 3, 45 g/cc et un débit de 22 secondes pour grammes. La distribution granulométrique était comme montrée ci-dessous: Grosseur des particules % en poids /100

/200 74%

/325 23%

325/500 2%

-500 1%

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1.- Poudre de métal ayant une teneur en oxygène de moins de 300 parties par million, caractérisée en ce que le métal est choisi dans le groupe consistant en tantale, niobium, un alliage de tantale ou un alliage de niobium.

2.- Poudre selon la revendication 1, caractérisée

en ce que le métal est du tantale.

3.- Poudre selon la revendication 1, caractérisée

en ce que le métal est du niobium.

4.- Poudre selon la revendication 1, caractérisée

en ce que le métal est un alliage de tantale.

5.- Poudre selon la revendication 1, caractérisée

en ce que le métal est un alliage de niobium.

6.- Procédé de production d'une poudre de métal

selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce qu'on n'expose pas le métal à une température

plus importante qu'environ 0,7 TH du métal.

7.- Produit de métal en forme obtenu par métallurgie des poudres ayant une teneur en oxygène inférieure à environ 300 parties par million, caractérisé en ce qu'il est obtenu sans exposer le métal à une température supérieure à environ 0,7 T du métal, ledit métal étant choisi dans H le groupe consistant en tantale, niobium, un alliage de

tantale et un alliage de niobium.

8.- Produit selon la revendication 7, caractérisé

en ce que le métal est du tantale.

9.- Produit selon la revendication 7, caractérisé

en ce que le métal est du niobium.

10.- Produit selon la revendication 7, caractérisé

en ce que le métal est un alliage de tantale.

11.- Produit selon la revendication 7, caractérisé

en ce que le métal est un alliage de niobium.

12.- Procédé de production d'un produit de métal en forme par métallurgie des poudres ayant une teneur en oxygène inférieure à 300 parties par million, ledit métal étant choisi dans le groupe consistant en tantale, niobium, un alliage de tantale et un alliage de niobium, caractérisé en ce qu'il consiste à former un produit de métal à partir de la poudre de métal ayant une teneur en oxygène inférieure à environ 300 parties par

million,sans exposer le métal à une température supé-

rieure à environ 0,7 TH du métal.

13.- Procédé selon la revendication 12, caractérisé

en ce que le métal est le tantale.

14.- Procédé selon la revendication 12, caractérisé

en ce que. le métal est le niobium.

15.- Prccédé selon la revendication 12, caractérisé

en ce que le métal est un alliage de tantale.

16.- Procédé selon la revendication 12, caractérisé

en ce que le métal est un alliage de niobium.

17.- Procédé Pour réduire la teneur en oxygène d'une poudre de métal o le métal est choisi dans le groupe consistant en tantale, niobium, un alliage de tantale et un alliage de niobium, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer la poudre de métal à une température ne dépassant pas environ 0,7 TH du métal, en présence d'un métal ayant une plus forte affinité pour l'oxygène que la poudre de métal, pendant un temps suffisant pour réduire la teneur en oxygène de la poudre de métal à

moins d'environ 300 parties par million.

18.- Procédé selon la revendication 17, caractérisé

en ce que la poudre de métal est du tantale.

19.- Procédé selon la revendication 17, caractérisé

en ce que la poudre de métal est du niobium.

20.- Procédé selon la revendication 17, caractérisé

en ce que la poudre de métal est un alliage de tantale.

21.- Procédé selon la revendication 17, caractérisé

en ce que la poudre de métal est un alliage de niobium.