FR2956113A1 - Carbure de tungstene biphase sans liant resistant a l'usure et procede de fabrication associe - Google Patents

Carbure de tungstene biphase sans liant resistant a l'usure et procede de fabrication associe Download PDF

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Debangshu Banerjee
William Roy Huston
Qingjun Zheng
Beverly Jo Killman
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Abstract

L'invention concerne un matériau de carbure de tungstène biphasé sans liant à grains ultrafins. Le matériau contient, en pourcentage massique, du carbure de ditungstène entre environ I et environ 10 %, du carbure de vanadium et/ou du carbure de chrome à hauteur d'environ 1 %, du cobalt à hauteur d'environ 0,2 %, le reste du carbure de tungstène, le matériau résistant à l'usure possédant une dureté d'au moins environ 2 900 kg/mm2 et une microstructure dont la taille de grain moyenne du carbure de tungstène n'excède pas environ 0,3 micron. Le matériau associe une résistance à l'usure et une dureté étonnamment élevées. L'invention concerne également des procédés de fabrication du matériau ainsi que des articles constitués de ce matériau.

Description

Domaine de l'invention [0001] I.,'ildentin concerne un carbure de tungstène biphasé sans liant , grains ultrarins l'j'HtHlitlIt h HUC ainsi (lift' Hé', article', éOtHittIllét, tic celui ci. L'imentioli CH1:CH1C plus un matériau 1 sistint à lnsui-ci constitué principalement de ranis Ullrallll> eilrinire ~Ic tuiiiiisténe et de carbure de dIlLingstelle. Lin\ enLion ettticerne iitlenient 1 Ilnimittion du c~llbure tic tungstène Hipliit sans liant grains ultriltins Llc ention d articles institués tin celui-ci ainsi Liuc les allie éis proprement dits.
An i e l'invention 10 [00021 1 ci carbure de i uai_ stene sans liant est utilisé dans des applications nécessitant une dureté et une résistance à l'usure je\ ces. Le carbure de tungstène sans liant trouve des applications dans des joints d'étanchéité et des corps de pompes, des matrices, des forets, des outils de coupe, des granules destinés aux opérations de surfaçage de rcnloit et des buses d'usinage par fluide abrasif pour n'en citer que quelques unes. L'expression "sans liant" est 15 utilisée pour établir une distinction entre le carbure de tungstène sans liant et le carbure de tungstène cémenté, un matériau dans lequel un métal tel que le cobalt ou le nickel est ajouté en cours de fabrication pour agglomérer et séparer des grains ou des groupes de grains de carbure de tungstène. L'utilisation de métaux liants de ce type permet d'accroître la ténacité du matériau mais diminue sa résistance à l'usure. D'une manière générale, ces métaux liants 20 représentent environ 2 à 30 % en masse du carbure de tungstène cémenté. Par contraste, aucun métal liant n'est ajouté à dessein au cours de la fabrication du carbure de tungstène sans liant. Tout métal liant tel que le cobalt ou le nickel éventuellement présent est en fait une substance contaminante issue du processus de broyage du carbure de tungstène au cours de la fabrication du carbure de tungsLenc sans liant. 25 [0003] Un e \urnple d'un ciithuic de tungstène sans liant annal quable de l'état de la mimique ti l le ROTEC 500 ,tupi s 1r 1Cenn~nlle(.11. Inc. tic Latrobe, Penn \ 'vante tnis-Unis. Le RO'l 1 ( pin,seile une du t e t \ dieii 2 750 à 2 'ittti kg/n11n~ et une perte par usude ndsume oie d essai d cruisinn \L) 1 \l (dTti-,-,2i d e u \ l i o n (l, IO a. Il dHI) 30 IkIlli 111Hlté et Iia~ plain «) _ cil mu ale «ittitlt H est IiIHIIHLlé en kltt ,Ilil de kt ItHlILIté Lié ,IHH.«k. taille tic L I 1 , 1 1 1 1 IllotHH-Hi«lé ( l , - 1 pli HIIIC tillé ptilHllé HtO éé (aUhic tClklIl cil tllé LOIltit1illélltélIt all kt, t ,Miel I u dd.-1 del] ic ,« ,t hitudre \ CL' est HIlUlté seChlé p,tr plat\ \titinn pour prUHHtlé' les iuiitillea, is en forme par
pl''.(1.1tlé,i rue, ^)Lllllk Hu lulltill LàtLign Phis Poléécc par un processus de 11tIrldC, bl"c\ '1t n° 4 744 943 défi \ ré à Tirnur 1 L u utilisé comme matériau du Tune buse à jet d'eau ahrasil dLI1.* Ç:'•1 dl L, 1 n, ugérieure a celle du -ad-turc de tungstène élI:111té. [0004] Si le garbure de t u l i g s t e n e gins l i a n t de I'CLLLL Je l a technique offre une 1.L L'\eegnomtelle à !gémie de\ rut celle du carl,urc de tungstène L'entente. il reste néanmoins 1«Isum. laquelle réduit la durée de ic des composants le contenant.
Résumé eut ion 10 [0005] Lus inventeurs de l'invention ont découvert un nlatci glu de carbure de tungstene biphasé sans liant associant une résistance à l'usure et une dureté étonnamment élevées. Le matériau de carbure de Lungstène biphasé sans liant se compose c ,entiellement, en pourcentage massique, de carbure de ditun (Laie entre environ 1 et environ 10 %, de carbure de vanadium et/ou de carbure de chrome à hauteur d'environ 1 %, de cobalt à hauteur 15 d'environ 0,2 %, le reste de carbure de tungstène, le matériau résistant à l'usure possédant une dureté d'au moins environ 2 900 kg/rnm2 et une microstructure dont la taille de grain moyenne du carbure de tungstène n'excède pas environ 0,3 micron. [0006] Un aspect de l'invention concerne un matériau résistant à l'usure comprenant un tel carbure de tungstène biphasé sans liant. Un autre aspect de l'invention concerne des procédés 20 de fabrication de tels matériaux de carbure de tungstène biphasés sans liant et d'articles constitués de ceux-ci. Un autre aspect encore de l'invention concerne des articles comprenant de tels matériaux de carbure de tungstène biphasés sans liant.
des dessins 25 [00071 Là pertinence des ai aetét istiques et des mérites de l'iilveutiun sera mieux comprise par létélence rus dessins joints Il est toutefois entendu que les dessins ne sont présefflé qu'a titre lllll-,tr cil t 11011 li11111, t11 I.111 \ tttll, [00(181 lai ligure 1 est un diaéranime illustrant une arialion du taux Terosé.»n du t.:àd)LIFL, de tungstène biphasé sans liant. altuque i partir d'une poudre de CWII»llk: ale t(lll k1l'11C Tune 3(0 lutllu Iiiienr..IL! radicules Lie 111R:1111. ull L)IICtion llu lu (ilL' d t l l l l l p l è l l L ' rl dttll', lu nl;lt~ri~lu. 100091 1, (mure ( un cIttcrIi.111111C »Mn 1111,1111 lu vutiutuul du ~lttrutd en (L'Heur an carbure de ditumastène pour L irht.ugi ale tungstenc hipllarc sans !Hé! Cie l'in v entinn et un carbure de tungstenc lgplgi sans liant de Ferat de la technique. Dc',C111PIloh de Ii ftc dc clécé, de 1'111Aenll~~n [0010] Cette Hutte 1110&, dc' ré,11h,,111oh de l'hl \C11ti011 ^L.' 11011 sullisamment &taillée Nu] l'homme de !nette' meule en planque I enWai.
Il e[ louleu,, entendu que la ic,criptloll Flesclnée ici d'un Ilothhrc IIIl1IiC tic de k5uil'-111011 11C saurait limiter la rodée de l'in\cntlon telle tue &tinte dans les 1 les comrosnions sent ex pl iule en ternie le pin!, [0012] L'invenw ci eoncerne des inatellau calbure de tungstène biphasé mus liant à grains ultrafins teststant à l'usure se (11111110 1111 C',C1111CIICIltent de eut hure de dllungslene cime environ 1 et environ 10 %, de carbure de vanadium et/ou de carbure de chrome à hauteur d'environ 1 %, de cobalt à hauteur d'environ 0,2 %, le reste de carbure de tungstène, les matériaux résistant à l'usure possédant une dureté d'au moins environ 2 900 kg/mm2 et une microstructure dont la taille de grain moyenne du carbure de tungstène n'excède pas environ 0,3 micron. [0013] L'homme de métier sait que le carbure de tungstène stoechiométrique possède une teneur en carbone de 6,13 c et que le carbure de ditungstène possède une teneur en carbone de 3,16 %. Par contraste, la portion de carbure de tungstène biphasé de la composition de l'invention possède une teneur en carbone comprise entre environ 6,10 et environ 5,84 % et une teneur en carbure de ditungstène comprise entre environ 1 et environ 10 %. Les inventeurs de l'invention ont découvert que la résistance à l'usure du matériau se dégradait si les teneurs en carbone et en carbure de ditungstène ne s'inscrivaient pas dans ces intervalles, 11.1d1LIUC111 UHC 111CIIICLIrC I.,L(IlCe à YLISUfe, Les uiuiCII:ILIV de cll"hLlrc 2956113 comme l'illustre la figure 1 De préférence, les teneurs en carbone et en carbure de ditungstène sont respecti^ ciment comprises entre environ 6,07 % et environ 2 % et entre \ non 5.9 % et env. Il on '4. De piéter aie encore, les teneurs en carbone et en carbure de dittIll.1,11t.: \CHICHI environ 6,04 % et environ et entre CILA 11'011 5 Cl C11\11'011 [01)141 En let .2k:ace à plc`clll il la fi tai , v est illustré un diagramme du tau \ )111011111 enl cu illOtOL._01.: d' \ I \l au in^ en (le pat ot-ttlt»s tic Il huit' de 011UI011 Lû11 ~llc Cl cil c,llhUlc dt.«1111.1111s,IC11c dll C,1111ILIR' de 11,tIII 1 tI)IILitIC u 11,1rtif ,1111lIlIs..1 Lic 11.11h1.',ICIk un, tic 1,111 1,11- décrit tl',111,, Iii\L1111)IC les I;110 111111C (fil Li Cri" hipliit \ails hall de l'in \ enqon ~ ni[ les appartenant à la jonc ,A delmiitccpar les 121lCs criicales ICpIL'sCHLila clos LL'Ik'Lll-s carbure de d1 tungstène dé 1 et 10%. [0015] Conan,' 111L,IlilC in \ s 1ill L_'1111011 uni )Ll L'a LiLIC Ics miltéli,ai \ llc Ccalhulc de tLill':sRilL." Hpild sillls 11,lia 1111 \ Cation plési2laalCIll 1 niveau x di.' I-L Isi,111CL' ,101111,1111111L'Ill plmH cleves Laid L:CLI \ de 111,aéi LiL' L:,111)Lii'L' LIC i-)ipil t ,Idllt dont les \ Cid de LIaLlaslèlIC I1n S lllsL:11 pas dans l'intervalle de Iiinuintion. [0016] Des modes de tt_iillsittlon dé l'in\ ention peu eut contenir du carbure de \ .tnadium, du carbure de elilonic ou des etimblnaisttns des deux, 1 t quantité de chaque nlitéli-lau ou leur quantité comblnéc n'excédant pas environ 1 % en poids. Le carbure de vanadium et le carbure de chrome, s'ils sont présents, ont pour effet d'inhiber la croissance des grains du carbure de tungstène et du carbure de ditungstène. La présence de ces inhibiteurs de la croissance des grains accroît la robustesse du matériau pour ce qui est d'éviter la croissance des grains lors de l'exposition du matériau aux températures élevées des étapes du traitement de consolidation intervenant dans la fabrication du matériau de carbure de tungstène biphasé sans liant de l'invention. Des quantités de ces inhibiteurs de la croissance des grains, seuls ou en combinaison, excédant 1 % n'apportent cependant aucun avantage supplémentaire en terme d'inhibition de la croissance des grains, et peuvent au contraire affecter d'autres propriétés physiques du matériau, notamment sa ténacité. [0017] La taille des grains du carbure de tungstène et du carbure de ditungstène dans les matériaux de carbure de tungstène biphasé sans liant de l'invention n'excède pas 0,3 micron. Des tailles de grain moyennes supérieures à 0,3 micron donnent lieu à une perte de dureté. De prélérenec. la taille de nrann moyenne s'inscrit dans l'intervalle d'environ 0,1 à environ 0,3 micron dans la mesure t tu il de v lent plus difficile d'éviter une croissance localisée des grains si la titille de gliun 1110\ L'1111L.' L2si 1111CI"ILfLII-C 0,2 IlliL:rl)11, Lit taille de nr,tin lllc)\ L:1111L: est yvlesurec par Ilk«ili)LIL' IiIIL:LiilL' stil «IL', de mnmdri,nl dé l'invention obsel.\ par i h,liLi )ILOI(dl de minci etllllprccdmn (IlIC d \ èIL: LiLl Bill ~IUc les t able titilles dé _rnin des maléllial l'Ill sLqll dLiiil un ~illleliccrc nu pLill de L 1HIL 1 ^ ÇT11LILk' 1 1 L' 1 I 1,illlI10111L'l 1 IC 1 ale I~felerellel' Cllsll,lelllellt L1111101111L'. dit (lès pcc de ,:1,1111s j)l L lllLii\ iduellcs au t tic [011 [0018] Les matéi'liiux de cal-bute de Illllgstccc ~ ph,té sans liant de l'in \ cd ion pc seLlcnt des valeurs de durctc supérieures ou égides :i cnv irnn 2 01)1) Lc%nim de prcfcrcncc > ipél ICUIc~ leu C bics à 2 950 (hum2. Le\ n esuics de dure tt~ mi e1lemmdccs Jlll IcoVcc d'un iiiicll1-inticnicur ~1c \ IcLcrs a\ La_ une chat c de 1 1 . l)c nlctcriiiuy plus mous taie 2 H))) 1,g/nl 2 nncnl Iicii il lin nlntcri,<n In mointllc qualité. Li lii'Luuc 2 illumuc I'anlclitnatt ,n Je 1.1 dureté aprtu c (ci ici \ llc l'1nvciillc 11 CO Cc~Illllilral>t?I1 dC Illülcl'Iad\ ~111111iUrc~ une taille de grains supci icUic. ILil Cllilll,t~tc- ciillllnc le n1011tic ccalcnlcill Li ilccic. tcncllr en <<lrhure de dittulcmtcnc du nrité'ti a trns hcu ddinl IllcnCc cul' hl dnrclé. [0019] Des pi ucedcn, de f~ihrication dc nlaté' iam de Liaibure de tunc 1cnc hiplin d liiint 10 de l'invention aln>t quc llc~ ar11CIC~ CI?I1~innc de l'Ctly-Cl vont a pic',cill flic dccrlt~. l.,c première étape consiste à utiliser une poudre de carbure de tungstène dont Li taille moyenne des particules n'excède pas environ 0,2 micron, mesurée par microscopie électronique à b,llay tige n haute résolution. La poudre de carbure de tungstène est broyée, par exemple par broyage à boulets ou par broyage par frottement, dans un liquide de façon à la désagglomérer, 15 à ajouter un liant de compression, par exemple de la paraffine, et à réduire encore la taille des particules et obtenir ainsi la taille de grain souhaitée dans le matériau consolidé. Si le niveau de carbone de la poudre de carbure de tungstène diffère du niveau requis pour obtenir le niveau de carbone souhaité dans le matériau consolidé, la poudre de carbure de tungstène peut faire l'objet d'additions soit avant le broyage, par exemple par mélange, soit pendant le 20 broyage. Si le niveau de carbone du carbure de tungstène est trop faible, un matériau source de carbone, par exemple du noir de carbone ou une poudre de carbure de tungstène dont le niveau de carbone est suffisamment élevé, peut être ajouté à la poudre de carbure de tungstène. Si le niveau de carbone est trop élevé, l'un quelconque des procédés de réduction du niveau de carbone décrits dans le brevet américain n' 5 612 264 susmentionné petit cire 25 utilisé. l,<lr c yCniptc l'ajout d'un diluant du carbone tel que de la poudre de tungstène ou de hi poudre d'oxyde celle lu il ne. [0020 1 Si l'un des inlliMtcurm de , ci' mm111CC lite ~rlinm, iiu le dcuy, ii ,t\ 011 IL' ~iuhur~~ tic niitliuril et lardcrc tlC ~Iu1lnc. a,il( ullliiitc'i (1,11i IC pi et iit liniil. unr pttl1dre 11r t,lrlciic de lunci,tenc c'iillk'lc:uit t't'', nliiitcri nI'v peut eue iiiiil,cc. I n v,ciiullc, cc nlalcri.nly pcUv~'nt Hic ,i»Iliici 11ühlenlcn1 ,i c :lpc t1c dni\avc. OU mI m cm de llc-Cl rit ,l~ clll~ l cii'111C'i I~llrcm ~c?ii 1,ot ~61111i dicm~lllc dcc n5c ,UIiC H dlllcm de Ill,cel.litlt lui ci11HUC cc~ll~lllllalll> l clic ilillic 5illi,l1 titni tic !PHI cll,lll, cyclllhlc ecninlic cciltililUcilw du Illiltcl njcntc polir Ctu i icer le Ili\ c,lll Cli' ci,fl?i~llc. [00211 À H',11t." l't2l,ll t séAce et, de pi ételcit. c, Il HICL t.;.1 ,t ,t pt (Witt: Ctit: Ct~Iuprinidu dans, un moule pour pi oduire 1,o[IdItt' tiltilllIt2C dan', [HIC tItIll(I',phCIC d 11\ '2t.11C, d li, IL \ Ida (ILI une hier(.. pal L'\Clllplt.,' d~uls 1 al" Il nu i .i/iildans lu but d(_1111d1hl Ilant t: Cllllt: \ llttrl 2H() Cll 11^,11 1 -IO() -( \ Ide it-intctc IL,tlisci 1111,t la pu idre l'hll pl(hIllliC .tlllt.k 1111IL l: hala fritté pan ttItIls, Fuira 1 LI.LI11C L.onsol 'dation plus pouss ,t Uni' dunsitd Ch.; \ par applivatitln dune température et d'une élh:\.CC . Cette consolidation se tait de pICICIL1hh' par le pl ILCt-,1,Us, de 0111HIdILhtionnel rapide, e processus RU( `. dans lu h1CVCt ieain 4 744 9-13 susmentionné. L'article fritté est de pie' cl cilice enrobé d'une feuille de graphite avant d'être enveloppé d'une poudre de verre dans un moule porté à une température comprise entre environ 1 400 et environ 1 500 °C puis comprimé à 8 400 kg/cm2 (120 000 psi ou en\ iron 830 MPa). Après refroidissement, l'article consolidé est retiré du verre et de la feuille de graphite. L'article consolidé présente de préférence une densité relative d'au moins 99 %. L'article consolidé peut au besoin faire l'objet d'un traitement plus poussé en vue d'en affiner la forme. À titre d'exemple, si l'article final doit prendre la forme d'une buse d'usinage par fluide abrasif, le diamètre extérieur de l'article consolidé est meulé à la taille souhaitée et un alésage y est pratiqué par un procédé d'usinage par électroérosion (EDM) en plongée. [0022] L'invention envisage également l'utilisation d'autres procédés de traitement de consolidation pour produire l'article consolidé à partir de la poudre broyée. Dans l'un de ces procédés, l'article fritté décrit dans le paragraphe précédent peut faire l'obet d'une consolidation plus poussé,' par COMpIC,,,attrI à chaud dans des conditions idaptecs. p~tl Losemple à une IC111palaILLIC de 2 000 °C ut une pl ssiiin de 34 MPa (5 000 psi), de iLiii) t 1 d 11\1h_' 1 '1,111v C •tlthtlitth'. rit autre dr Ce, ot_LItl' est lu I~n~ucdé de flàtatht' suivi dune u~7nlpruänn1 i s o , l a t I d L h unau( ( 1 1 1 1 ) t p I t I t . C t I C . 1 al Ihlt. ust !titi( ,tau, vide. par L \111plc unc illp:1,11ittL.IL( H) (t ( a.\ sihllllls^ a ~~,tuiipIIC ;l Elat! Mail, }U Ytt/ Il (dl tlllC th' llh kn~Cnl 1 1 5110 l'•1 ()d t.111 hot] \11 1),I11s un ,tuu, W. .11t.t'It._ LI 1 t)Utlk. N1«)\t_C t't,l Ilh.h. t I (10(1 ( dan, un vida Cu a d ,« )IL utIlIpIt»,td(Ill Jlthltl ;l UIIC iiinprisé cnire 1 titi HO(i ()()(l psi ou en\ iron 210 \IF [00231 Les pi icé,les su-iiiientionnes Lle 1 In \ entnin pLlti ent &IL' wilisês pour 1,ibliquel ~ICs ,iltieles en c trhule pic mnéstene 1)11)11,1 s,ins Inuit resistunt l'usule de n'importe quel SOLIllitlé. 1)C,, ,tltMC,i dei let d'eau uln«\il, tle> guides 1 PM. des bus Lle I~rotectlt?I1 in,hii Liés blocs dcttluitement usées, 1 '."21ilItItCLIIS (Act pOLII trole le gaz, des granules d' sultacut dv' (n'OH
\11'113S \emple 1 [0024] On prépare des échantillons de carbure de tungstène biphasé sons liant. On proecde tout d'abord au broyage par frottement dans l'heptane pendant 24 heure, avec des quantités définies d'un diluant du carbone, une poudre de tungstène, d'une poudre de carbure de tungstène contenant 0,4 % de carbure de vanadium et 0,3 % de carbure de chrome et d'une taille de grain moyenne de 0,2 micron et d'une teneur en carbone de 6,12 % afin d'obtenir des niveaux de carbure de ditungstène de 0 à 20 %. La bouillie contient également 2 % de cire de paraffine servant de liant de compression. On sèche la bouillie et on comprime la poudre ainsi obtenue pour former des cylindres. On déparaffine les cylindres dans l'hydrogène et on les fritte dans le vide à 1 400 °C pendant 60 minutes. On enrobe les cylindres frittés dans une feuille de graphite, on les enveloppe d'une poudre de verre borosilicaté et on les consolide jusqu'à obtention d'une densité relative de 99,7 % par compactage omnidirectionnel rapide réalisé à 1 400 'C et 8 400 kg/cm2 (120 000 psi ou environ 830 MPa). On établit par diffraction de rayons X la quantité de carbure de ditungstène pt éseille dans chaque échantillon. On établit ensuite les niveaux de résistance à l'usure des & huiltillons consolidés en mesurant leur taux d'érosion conformément au protocole d'essai [ G76 en utilisant des particules de carbure de silicium. Les résultats dé, sur le 1.ttl.l \ (.1 c'l,)IC111 dan y e TtlhlcltlU 1 et i.11ILI'sttré\ sans (terme 1phique à In I-jéure 1. Les résultats mettent en évidence une l'usure élonn,tmment supé:icure des c de autrement dit ecus (Hl( Il teneur en e,trl-miire 11c LlItullé,ulIc ci-il compris,: entre ell^ ] et 1O \ les CC11,LIltI11011,i liant les eurhure '-1 Ink-l'éIL-1- .,\HIIA ~@hc ll ~'cll,llltlllo Calme de 'I .tu,, ~I'éiDut cté ditHn,,tcnc AS I \l ( 76 (kg/mm Icnr/ le) { ~~llll~ar,ltll 0111ra!dlll o.: 4 i O~I blv cnt tt~^ ,.t) 2,19 _ O(,O Invention 2,53 2 9 t U Invention 6.0 2,14 2 939 Comparai I L 12,0 3,L) 3 040 Comparatif 15,0 5,46 - Comparatif 19,0 6,10 - [0025] On mesure par diffraction de rayons X en microscopie électronique à baltlync la de grain moyenne de l'échantillon de l'invention présentant une teneur en carbure de ditungstène de 5 %. On établit la taille de grain moyenne à 0,2 micron. [0026] On mesure les niveaux de dureté de plusieurs échantillons selon le protocole d'essai ASTM E384. Les résultats de ces essais sont présentés dans le Tableau I. On notera que, si les niveaux de dureté des échantillons comparatifs dont les teneurs en carbure de ditungstène sont en dessous et au-dessus de celle de l'invention sont similaires voire supérieures aux niveaux de dureté des échantillons de l'invention, les taux d'érosion des échantillons comparatifs sont toutefois moins bons que ceux des échantillons de l'invention, autrement dit supérieurs à ceux-ci.
Excmple comparatif [0027] On prépare un échantillon comparatif d'un c,lrhurc de tungstène hihll,lsé dans liant d'llnc lcncur nn c,lrhurc Li ditun,asL'nc d h dans Ins conditions UUcritns dans I'l.yempin 1 si cc !CL 1 ijllc 1 1 1,I1IIC ales LftliRninv yin I.I p nUrn Uc c,u-burc Lie tungstnnc utilisée est de 0.4 Ill noni n la llu tnlltn LI Inlllhllntlr Un ,f ~Il~l~~nnnn Un L'r,Ull~ n t IUcrnnlcill IIh~crclllc. ,l sav uiir 0,4 ç, ~Ic u.hurc Un r;ulap.lWOn1 ni t Un c,irhnrc «lc chroiin. On mesure L rnsisi,uce à 1 uf<urc (lu ;n;IlLrl;lu. Ill~llnndn par le Hu \ UI Li«»sdde I;I Illalllcrc Udcrlic Jans I l'.yniilplc 1.
8 Le tau\ 1-0»1011. ~ln' C c n ; ' , n ` ; I l l ~ ~ l l c u 1 1 1 n , n l 1 , i l l r c l c ~ c , ~ ~ . ~ ) ; V I O cil unit Ullc aÎ~'l-If supericurc de 39 .lu tain d et sinll de 2,14 x 10'6 cm nlc>tirc pour l cc(rtntillon de l'in cntlén ht,.,,ctlalll la niella: quantiiL' dc carbure de d11Ullctitcilc. [0025) (hl nlcsnrc Ï,t dureté de cct échantillon conlpnrniil pic manioc d critc dans l'l.yclnl>Ic I. Ilic clnhlit il ?Î kc/nunc. l';n' ccntr;lstc_ l'echanitillnn pic lino ration c~Lnit 1c L])clnc niveau Llc carhiirc ,it i tccdnc' cicv~ ü 2 939 I\:.rhiu 1 suit une oient ul~cricurc LIc il «clic Lie l ccll,ultill~~n (:élupnratit. [00201 Si culs Lluclyuc> ru unic~ LIc rc,tli>,iiIC1l cic l'invention ont etc illustrés et dlccrit>, 1'luul nlc de nldticr coIt rcnLlra bien qu'il est possible d'y de nombreux chanpclilcnis et rodific; iii s sans sortir pour ~lutant dc l'esprit ni du cadre de l'invention, 10 &lcliais parles revcndicntléns qui suivent

Claims (14)

  1. Revendications1. Matériau résistant à l'usure, caratérisé en ce qu'il se compose essentiellement, en pourcentage massique, de carbure de ditungstène entre environ 1 et environ 10%, de carbure de vanadium et/ou de carbure de chrome à hauteur d'environ 1%, de cobalt a hauteur d'environ 0,2%, et de carbure de tungstène pour le reste, le materiau resistant a l'usure possédant une dureté d'au moins environ 2 900 kg/mm² et une microstructure dont la taille de grain moyenne du carbure de tungstène n'excède pas environ 0,3 micron. 10
  2. 2. \1atéliau lés' lia I l'usure selon la revendication 1, citractihise en ce que la durcis est d'au nioins environ 2 950 kg/mm2.
  3. 3. Matériau résistant à l'usure selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la teneur en carbure de ditungstène est comprise entre environ 2 et environ 8 % en masse.
  4. 4. Matériau résistant à l'usure selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la teneur en carbure de ditungstène est comprise entre environ 3 et environ 7 % en masse.
  5. 5. Matériau résistant à l'usure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en 20 ce que la taille de grain moyenne est comprise entre environ 0,1 et environ 0,3 micron.
  6. 6. Procédé de fabrication d'un matériau résistant à l'usure, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de consolidation d'une poudre de carbure de tungstène pour former un article ph,,iédant une densité relative d'au moins environ 99 %, une taille de grain moyenne 25 n'e \cédant pas environ 0,3 micron. une dureté d'au moins environ 2 900 kglmm2 et une teHCUI Cll Cd' PUIL«Ic«Ittttllelle C()Mrl k ClIdcl environ et en i^lll 10 ('-; co ne de 0.2 en misse cic 11-1,11t Ct lit dU,IHtIté colnhinec de carbure de vanadium de eul hure de clin'lnc 'inc \i_eil,nir pas environ 1 % en 'a
  7. 7. .éilé chu] la ithh«el.1 C eu CC qU 1 L Cll L!Lri bro:ia i voie humide pic lu poli j MC1UL:1h iionsolidillion. la mille de, r ihiiiulih ale t poudre ale till-1,1,ICIld 1l'e\,hilutit pu \ 11011 H 1 1 , _ P ^ 1 1 , I C . 1 1 , 1 H C 1 1 1 C I I [ t '1-1] 10 15 2956113 Il
  8. 8. PI océdé clbn 1<t rLben,11catidn 7, c,nacielisé en ce qu'Il comprend en outre une ct,tpc correction du m \cati de t.arbHnc ale l',tbcic 1boyagc d'une stiurce de c,al nic ou d'un nLaclatu dilc;tut le carbone avec le m,ttélhtu de carbure de turabstcnc durant l'étape de ftb,,tb
  9. 9. Pld,.édé selon l'une quelcolaiLk«1cs rev endicat ons a ,ti,ktér isL' eu ce que la teneur en PHI L' de est olHpl Ï•C entre environ 2 et cab lion eu nats,.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que t 1ellbLIf 10 en carbure de ditungstène est comprise entre environ 3 et environ 7 en In,l~,e.
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des re^ cndications 6 à 10, caractérisé en ce que la taille de grain moyenne est comprise entre environ 0,1 et environ 0,3 micron. 15
  12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que l'étape de consolidation comprend des étapes (a) de compression de la poudre de carbure de tungstène suite à l'étape de broyage pour former un article comprimé, (b) de frittage de l'article comprimé pour former un article fritté, et 20 (c) de compactage omnidirectionnel rapide de l'article fritté.
  13. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que la dureté est d'au moins environ 2 950 kg/mm2. 25
  14. 14. Article comprenant un matériau rés tant à caractérisé en ce qu'il se compose csscuticIbducur. en poul,entagc m,tssiquc. calbule de ditllngstène entre envibnI 1 en \ lion II) . de carbure de N,tu,alium ct,id carhurc de chenue tuteur Jcn \ bon 1 de cobalt ',t hauteur d'environ 0,2 %!n. et e calburL.«Ic tunbstcnc pour le nt:. le 111,11 In isbtnt ,l l *Laduc Ife d,l,tnt tille dureté d tu wdms Hom 900 1 butin et ccc 30 dont li titille de bl,un nabculle de 11.1-ulic lie tunbstcuc t Lai\ lion 0.3 midi 15 \IlldL vcl~»Il 1 1 \Ç.11 1, 11,1t.belHe Hl ce e II t l'i1 1 1 tl llb, tic ` 210LIpC drruplenant dLa-, buses iu autcs ,1 kt etc ales cuidcs 1 1 1, des ses de projectionindustrielle t'alternent des Cati y usées, des dis -'ositifs régulateurs de débit pour L'L' ',MI n'Il 'Olt. 1f'. Ari le sel Il la revendication 14 ou 15, caracteilsL en CC l~uc r lluretc ést d'au !moins en \ in 2 `>DU 17. Articlecl in l'une que L011ql: IL \ endiL abolis 14 à 1().t.tI,ft [élise en ce que r Litem en carbure ,lr t un'. 2 s [ci ne est complu c entre enviruu 2 et environ i masse. 10 18. Article selon l'une quelconque dés revendications 14 à ce que r teneur en carbure de ditungstène est comprise entre environ 3 et environ 7 `,, en masse. 19. Article selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que la de grain moyenne est comprise entre environ 0,1 et environ 0,3 micron.
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