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Publication number: BE350087A
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Description


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  Procédé perfectionné pour la fabrication d'alliages da nickel et de chrome . 



   Cette invention se rapporte à la fabrication d'al- liages contenant du nickel et du chrome. 



   Les alliages de nickel et de chrome contenant plus de 20% de chrome sont largement utilisés pour les éléments de résistances électriques et pour d'autres usages pour les- quels la stabilité mécanique et la résistance à l'oxydation en présence d'air à hautes températures ont de l'importance. 



  Des alliages contenant plus do 20% de chromo et renfermant aussi des quantités appréciables de fer sont également employés 

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 dans le marne but. 
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 on a trouva qua lou pouuibllltùu d'emploi d'nll1ageu da ce genre pour les usages indiqués dépendent dans une large mesure de l'absence des impuretés que ces alliages peuvent contenir lorsqu'ils sont obtenus par les procédés connus, et le but de cette invention est de produire des alliages renfer- mant du nickel et du chroma, qui sont pour ainsi dire exempts de ces impuretés. 



   Suivant la présente Invention, on prépare des allia- ges renfermant du nickel et du chrome en chauffant les mé- taux très purs qu'il s'agit d'allier, de préférence à l'état pulvérulent, dans une atmosphère qui empêche l'introduction d'impuretés nuisibles. Le vase clos peut être rempli de gaz capables d'aider à l'élimination des impuretés nuisibles tel- les que les oxydes présents dans les métaux. 



   La poudre de chrome peut par exemple être préparée suivant la méthode dans laquelle la poudre métallique se dépose électrolytiquement par précipitation d'une solution appropriée contenant le métal sous l'action d'un courant d'une densité tellement élevée que toute trace,   s'il   en existe, du métal 
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 ÙQpoad (HU1Ùl'1i) à la OG.l.hodl1 a, quo la. mujuur  parti  ou la totalité de ce métal tombe de la cathode sous la forme d'une fine poudre. Ainsi, une anode de plomb et une cathode de cui- vre ou d'aluminium peuvent être disposées dans une solution à une température de 50  C et contenant   24,5%   d'acide chromique et 0,3% de sulfate   chronique,   un courant d'une densité de 140 ampères environ par décimètre carré, étant Utilisé.

   La poudre de chrome produite de cette manière est lavée, séchée et chauf- 
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 fée dans dp i,'t,ysr E;tla trae pur 4. uno ttn,cW^ fla 1300" 0 environ   jusqu'à,   ce que tout l'oxyde de chrome présent soit réduit. L'hydrogène employé peut être purifié en faisant passer   @   

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 le gaz sur du chrome métallique chauffé à une température en- tre 700 C et 850  C. De-préférence la cathode est entourée d'un pot poreux dans lequel la matière qui tombe de la cathode flot reoueillie et est   préeervaa   de la contamination.

   On peut préparer de la poudre de nickel de pureté suffisante par ré- duction d'oxyde de nickel dans de l'hydrogène, mais elle peut aussi être préparée comme le chrome par électrolyse sous l'ac- tion d'un courant d'une densité suffisamment élevée, Ainsi, de la poudre de nickel pur peut être produite en employant un courant d'une densité de 145 ampères environ par décimètre carré et une solution saturée de chlorure de nickel à laquelle on a ajouté suffisamment d'ammoniaque pour rendre la solution alcaline. La solution peut être à 25  0 et l'anode et la catho- de peuvent être en platine et en nickel respectivement. La poudre de nickel doit être lavée, séchée et chauffée dans de l'hydrogène pur environ 8500 C.

   Les autres   métaux   qui peu- vent être introduits le plus avantageusement dans les alliages produits par le procédé suivant cette invention sont le molyb- dène et le tungstène. Les méthodes de préparation des poudres pures de ces métaux sont 'bien connues et ne nécessitent pas d'explication. 



   Les alliages peuvent être produits par fusion dans de l'hydrogène suffisamment pur, qui peut être   obtenu.   par   exemple,3   en faisant passer de l'hydrogène du commerce d'abord sur du cuivre chauffé et ensuite sur du peut oxyde de phosphore. 



  L'une des impuretés les plus nuisibles est l'oxyde de l'un quelconque des métaux; s'il existe une faible quantité d'oxyde dans la matière première, elle peut être éliminée en maintenant la matière à le, température de fusion ou d'incandescence   pen-   dant un temps suffisamment long dans de l'hydrogène pur. Mais dans certaines circonstances,une atmosphère telle que le 

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 vide ou un gaz neutre, par exemple l'azote, peut être admise. 



  Siles matières premières ne sont pas absolument exemptes d' oxydes, le produit résultant ne sera pas aussi satisfaisant que si l'on fait usage d'hydrogène, mais il peut quand marne être meilleur que les alliages produits par les méthodes con- nues. Si les poudres métalliques ou les matières originales sont tout à fait exemptes d'oxydes, l'atmosphère .neutre pro- duira probablement un produit aussi   satisfaisant   que l'hydro- gène pur ; mais cette condition ne se réalise pas aisément. 



   Pour le surplus, le procédé est conduit suivant la pratique courante en   métallurgie,   Les poudres métalliques pu- res sont mélangées dans les proportions qu'elles doivent pré- senter dans l'alliage final, sont de préférence comprimées à l'état a'une masse   00114,rente   et sont placées dans un récipient réfractaire en une matière telle que la sillimanite ou la magnésite, Le récipient est alors placé dans une chambre close dans laquelle il peut être entouré d'une atmosphère   d'hydrogè-   ne pur.

   Si le métal doit être chauffé par un foyer à l'exté- rieur de la chambre close, il y a certaines difficultés à obtenir un espace clos qui soit imperméable à l'hydrogène à la température à laquelle l'alliage doit être chauffé; une chambre close en silice fondue peut convenir. suivant une variante les poudres métalliques peuvent être chauffées par le passage d'un courant électrique ou par induction) de sorte que la chambre close peut être maintenue froide. La durée du chauffage dépend de la quantité d'impuretés présentes qui   doi-   vent être réduites par l'hydrogène.

   Lorsque les alliages ont été produits   et),   s'il est nécessaire, purifiés par chauffage*, on les laisse se refroidir dans une atmosphère d'hydrogène pur (ou dans une atmosphère complètement neutre) et on les sou- met alors aux opérations métallurgiques habituelles du laminage,, 

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 du forgeage et de l'étirage. 



   Il n'est pas nécessaire que les métaux soient fondus pour que l'alliage   pu la sa   être produit; il suffit de les frit- ter à une température quelque peu inférieure à leur point de fusion pendant une longue période de temps, comme dans le procédé   usuel   de la. fabrication de tungstène. La production de l'alliage par frittage est accélérée si le métal est refroidi et travaillé, par exemple, par étampage, à certains interval- les pendant l'opération de ramollissement. Si l'alliage est ainsiproduit par frittage l'atmosphère   d'hydrogène   doit être extrêmement pure.

   La pureté résultant du passage'sur du cuivre chaud et du pentoxyde de phosphore est à peine suffisante; l'hydrogène sera purifié d'une manière plus parfaite, par exem- ple, en le faisant passer sur du chrome métallique chauffé de 700  C à 850  C ou en le faisant passer successivement sur du tungstène incandescent et à travers un tube refroidi à la tem- pérature de l'oxygène liquide. 



   Le procédé suivant l'invention peut s'appliquer à la production d'un alliage quelconque contenant du nickel, du chrome et d'autres métaux qui peut être produit en chauffant les métaux ensemble, et l'alliage obtenu par ce procédé est toujours supérieur au point de vue de la ductilité, de la sta- bilité mécanique à hautes températures, et de la résistance à l'oxydation, à celui obtenu par un procédé qui permet l'intro- duction des impuretés.. Toutefois il peut être bon de décrire dans   les/grandes   lignes les séries les plus utiles d'alliages qu'il permet   d'obtenir.   



   Les alliages chrome-nickel résistent à l'oxydation et autres attaques chimiques parce qu'ils se protègent par .une couche composée en grande partie mais non pas entièrement 

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 d'oxyde de chrome. Pour qu'ils puissent avoir cette propriété, la teneur en chrome doit être assez grande pour que le revête- ment d'oxyde formé contienne une proposition suffisante d'oxyde de chrome. On a trouvé que pour cette raison les alliages qui ne contiennent pas plus de 10% de chrome n'ont qu'une faible valeur, tanais que ceux qui en contiennent plus de 20% conviennent très bien. 



   Mais il existe une limite supérieure pour la quantité utile de chrome, si la teneur en chrome s'élève à 50%,la solu- tion résultante n'est pas une simple solution solide mais un mélange de deux phases qui est Inférieur mécaniquement et chi- miquement. D'autre part l'alliage est encore une simple solu- tipn solide lorsque la teneur en chrome atteint 30%. 



   La résistance à l'oxydation et aux autres attaques chimiques augmente par l'addition de molybdène ou de tungstène. 



  Mais cette addition ne doit pas être trop forte, sans quoi il se produit un mélange complexe. 10% de molybdène ou de tungstène peuvent remplacer utilement la même quantité de chrome; l'al- liage contenant 70% de nickel, 20% de chrome et 10% de molyb- dène ou de tungstène résiste très bien aux attaques chimiques et est stable au point de vue   mécanique   aux hautes températures. 



  Toutefois il n'est pas tout à fait aussi stable mécaniquement que l'alliage contenant 70% de nickel et 30% de chromo, Par conséquent, si la stabilité mécanique et l'absence de déforma- tions sont d'importance capitale, on emploiera les alliages simples de nickel-chrome. S'il faut faire certains sacrifices au point de vue de la stabilité mécanique en faveur de la ré- sistance chimique, les alliages ternaires contenant du tung- 
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 sibne ou du molybdène sont préférables.

Claims

REVENDICATIONS.

1.- Procédé pour la fabrication d'alliages contenant du nickel et du chromer qui consiste à chauffer las métaux purs à allier au sein d'une atmosphère qui empêche l'introduc- tion des impuretés nuisibles* 2.- Un procédé pour la fabrication d'alliages conte- nant du nickel et du chrome dans lequel on utilise comme ma- tières premières les métaux purs à l'état de poudre.

3. - Dans un procédé pour la fabrication d'alliages contenant du nickel et du chrome, l'emploi de poudre métalli- que pure des métaux préparés par dépôt électrolytique.

4.- Un procédé pour la fabrication d'alliages conte- nant du nickel et du chrome suivant la revendication 1, dans lequel l'atmosphère comprend un gaz capable d'aider à l'élimi- nation des impuretés nuisibles telles que les oxydes présents dans les métaux.

5.- Un procédé pour la fabrication d'alliages con- tenant du nickel et du chrome, suivant la revendication 4, dans lequel ce gaz est formé d'hydrogène pour ainsi dire pur.

6.- Un procédé pour la fabrication d'alliages con- tenant du nickel et du chrome, suivant la revendication 2, dans lequel les métaux purs sont alliés en les/frittant à une tempé- rature inférieure à leur point de fusion, de préférence avec un traitement intermédiaire.

7.- Dans un procédé pour la fabrication d'alliages contenant du nickel et du chrome, suivant la revendication 6, l'emploi d'hydrogène épuré par Son passage sur du chrome chauf- fé à une température de 700 C à 8500 C.

8.- Un procédé pour la fabrication d'alliages con- tenant du nickel et du chrome, suivant la revendication 1, <Desc/Clms Page number 8> d'après laquai les métaux sont chauffés par.le passage d'un courant électrique produit par. induction qui les traverse.

9. Alliages contenant du nickel et du chrome obtenus au moyen des métaux purs en poudre par chauffage d'un mélange des métaux purs au sein d'un atmosphère d'hydrogène pur.

10.- Alliages de nickel et de chrome, dans lesquels la teneur en chrome est supérieur à 10% et ne dépasse pas 50%.

11.- Alliages contenant du nickel et du chrome, et en outre du tungstène, et dans lesquels la teneur en chrome est supérieure à 10% et la teneur en nickel supérieure à 50%.

12.- Alliages contenant du nickel et du chrane, et en outre du molybdène, et dans lesquels la teneur en chrome est supérieure à 10% et la teneur en nickel supérieure à 50%.