BE357422A

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Publication number: BE357422A
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Description

"PROCE DE DR CRMRNTATION RT DR TREMPE DU FRR DR L'ACIER
ET AUTRES METAUX SEMBLABLES'.'
Il est connu de cémenter des objets en fer ou en allèges de fer, en acier, ou en acier spécial ou autres métaux analogues par traitement dans des bains en fusion, qui contiennent d'une part des 'sels fondus liquides, comme le sel de cuisine, et d'autre part des agents de cémentation, parmi lesquels le; cyanures sont jusqu'ici le plus généralement employés.

On a découvert que les durcissements de ce genre peuvent

être effectués de la fagon la plus avantageuse par l'emploi, comme agent de cémentation, du charbon finement réparti dans le bain.

Le bain peut être composé par exemple de chlorure de sodium de chlorure de baryum et d'autres sels ne donnait lieu à aucune réaction nuisible, en particulier par des mélanges de sels à point de fusion peu'élevé, comme par exemple le chlorure de so- dium et le chlorure de potassium.

Selon l'invention, la cémentation est, effectuée par l'em- ploi de quantités suffisantes de sels fondus contenant du char- bon finement divisé, les objets à traiter sont plongés dans le bain et laissés dans ce dernier à la température appropriée, jusqu'à, ce que l'effet désiré soit atteint.

Somme agent de cémentation, on peut par exemple employer du charbon de bois finement moulu, du charbon de tourbe, du charbon actif, du graphite finement divisé. La qualité de charbon à incorporer au bain du sel fondu peut être de l'ordre de I à 2% et même davantage. Les températures de durcissement sont en rap- port avec l'épaisseur que l'on veut obtenir puur la coucha cémentée.

La cémentation peut être effectuée à des températures de 800 et davantage.

Lorsqu'on emploie de plus hautes températures, par exemple des températures supérieures à 850 et, en particulier de l'or- dre de 900-950 et plus, la rapidité de l'incorporation du charbon au fer augmente de sorte que la durée de la cémentation est dimi- nuée ou que l'on obtient une profondeur de durcissement plus grande dans un temps déterminé.

EXEMPLE I.- Une éprouvette de fer pauvre en carbone est chauf- fée pendant deux heures à 950 dans un bain, constitue par du chlorure de sodium et du chlorure de potassium fondus et dans lequel est incorporé I% de charbon de bois finement moulu, puis cette éprouvette est refroidie brusquement ou " étonnée" de façon connue.

La dureté de l' érouvette s'est élevec de ce fait de 13 Roclwell à 42 Rockvell, taudis qu'une éprouvette de contrôle, chauffée et étonnée à la même température pendant le même temps dans un bain de même composition mais ne contenant pas de charbon ne monte qu'à 20 Rockwell.

EXEMPLE 11. - Une éprouvette de @@ pauvrn charbon a été chauffée à 950 C. pendant I heure 1/2 dans un bain de chlorure de sodium et de potassium dans lequel on a mis en suspension environ 2 de charbon actif pulvérisé.

Après le refroidissement brusque l'éprouvette accusait une duretéde 58 Rockwell, tandis que 1'éprouvette de comparaison, traitée de la même façon dans un bain de sel fondu ne contenant pas de carbone, n'accusait que 20 Rockwell.

Ainsi qu'on l'a également découvert, l'incorporation du char- bon est favorisée par l'addition de certaines matières auk bains contenant du charbon finement.divisé. Ces matières sont les alcalis, en particulier les alcalis caustiques, les carbonates alcalins.

La quantité de soude caustique ou autre matière analogue ajou- tée peut varier dans une large mesure. Dans certains cas, il suffis de quelques centièmes pour accélérer la carburation c'est-à- dire l'incorporation de carbone, ou pour augmenter 1' épaisseur carburée dans l'usité de temps, dans d'autres cas, des proportions plus fortes d soude caustique et autres matières semblables se sont montrées avantageuses. Par exemple, on peut réduite de 1/4 à 1 3 la durée de la cémentatio-i des particules de fer, par immersion dans un bain de sel fondu contenant du charbon de bois finement divisé et additionna de 10% par exemple de soude caustique.

L'emploi de matières alcalines additionnelles. telles que la soude caustique, fournit un bain supprimant toute transformation nuisible (dans ce dernier cas, on renonce à la présence du chlo- rure de baryum dans le bain).

EXEMPLE III. a- Dans un bain de sels fondus,contenant du

chlorure de sodium et duchlorure de potassium on met en sus- pension 3% de charbon de bois finement moulu. Une éprouvette de fer pauvre en charbon est plongée dans ce bain pendant deux heures à 950 L' épaisseur de la partie cémentée est seulement de O,Im/m.

Une éprouvette traitée de la même façon, dans un bain connenant en outre 10% de soude caustique présente une pro- fondeur de partie cémentée d'environ I m/m.

EXEMPLE IV.- Une éprouvette en fer, dont la teneur en carbo- ne est de 0,06%, est cémentée pendant deux haures à 850 , dans un bain forme en parties égales de chlorure de calcium et de chlorure de sodium et contenant 2 de noir animal. Au bout de deux heures, la profondeur de la partie cémentée est inférieure à O,Im/m.

Après addition de 12% de Na ON la profondeur dépasse I m/m avec le même traitement. Au lieu de Na CN on peut aussi employer un dange de Na CN et de Na OH.

Comme l'apport et la répartition régulière de charbon pul- vérisé dans le bain de sel fondu présentent certaines difficul- tés, en particulier quand ce dernier est saturé (ce qui se produit avantageusement lorsqu'on opàre sur de faible.- quantités) parce que le charbon pulvérise a tendance à rester à la surface et qu'il se produit,lorsqu'on agite le bain, un léger trouble, tel qu'une formation d'écume, il est avantageux d'incorporer le charbon en l'associant à d'autres matières, en particulier à des matières dont la présence dans le bain serait désirable en dehors de cette raison.

On peut par exemple procéder en mélangeant le charbon à un ou plusieurs des éléments constitutifs, qu'on fait fondre pour préparer le bain, Le mélange à fondre peut être introduit dans le bain de cémentation à l'état chaud ou à l'état froid, par exemple sous forme de blocs moulés. De cette façon, le charbon se répartit uniformément dans le bain,

sans donner lieu à des truubles. On introduit dans le bain en même temps que le charbon des matières auxiliaires telles que 1' alcali caustique (en .raison de son passage à l'état de carbonate alcalin).

On procède par exemple de manière à fondre simultanément du charbon finement moulu avec de la soude caustique, en présence ou non d' autres matières par exeple d'un sel approprié pour la cémentation et l'on introduit dans le bain le mélange de matières soit à l'état liquide, soit sous forme d'éléments solides moulés. Le charbon et l'alcali caus- tique sont ensuite introduits en même temps dans les proportions voulues. Pour 1 kg. de soude caustique, on peut par exemple employer 25u-300 gr. de charbon de bois. A ce mélange on ajoute le bain formé par exemple de chlorure de sodium et de potassiumè en proportion telle que le pourcentage de 1-3% de charbon et de 3-10% en soude caustique soit maintenu.

Pour l' application du présent procédé de cémen@ation, on peut employer des sels fon- dus qui se fabriquent datas l'industrie ou constituent des déchets d'industrie, pourvu qu' ils contiennent du charbon mélangé à des sels appropriés aux buts que l'un se propose, ou d'autres matières telles que les alcalis caustiques, ou les deux genres de matières à la fois.

On peut ajouter aux bains de sels fondus contenant du charbon finement divisé comm: agent actif de cémentation, de petitesquantités de matières oxydables comme les cyanures ou la cyanamide, ce qui permet éventuellement d'ajouter à la carburation un effet de nitiuration. L'emploi, pour la cémenta- tion ,de bains fondus contenant des cyanures est connu en soi.

Ces bains contiennent une proportion de cyanures de 40 à 50 % et plus.

Dans le procédé, objet de l'invention, le charoon cons- titue l'élément de cémentation, aussi la proportion de cyanure empilée est-elle considérablement plus faible. A l'aide des bains préparés selon l'invention, il est possible d'obtenir la @

cémentât ion sur une profondeur de 2 m/m et plus.

REVENDICATIONS.

I-. Procédé de cémentation et de trempe d'objets en fer ou revêtus de fer, en acier ordinaire ou spécial ou autre matière semblable, par traitement de ces objets dans des bains de sels fondus, présentant les caractéristiques suivantes: a) la cémentation est effectuée au moyen de charbon finement réparti dans un bain de matières telles que les chlorures alcalins qui ne jouent pas un rôle actif au point de vue da la cémentation. b) le traitement est exécute à des températures Supérieures à 850 ,de préférence à des températures comprises enbre 900 et 950 . c) l'action du charbon est favorisée par l'addition de matières facilitant son incorporation au bain, en particulier les alcalis caustiques ou autres matières alcalines appropriées.

d) le charbon est introduit dans le bain associé à des matières ne donnant lieu à aucun effet nuisible, et par exemple avec des sels tels que le chlorure de sodium ou des alcalis caus- tiques (par exemple la soude caustique) ou avec ces deux genres de matières, cette addition de matières pouvant être faite sous forme liquide ou solide. e) dans le cas où le charbon est associé avec ces matières auxiliaires, favorisant la cémentation ( en particulieur les alcalis eaustiques), les proportions sont choisies en rapport avec le but poursuivi,par exemple, pour 1000 parties de soude caustique on:

emploiera 250-300 parties de charbon de bois finement moulu. f) on ajoute aux bains de sels fondus, préparé suivant les indications mentionnées en d) et e), une petite quantité de ma- tière oxydable, telle qu'un cyanure ou de la cyanamide.

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Claims

2 ) rroduit de cémentation pour le traitement du fer ou de l'acier dans les bains ci-dessus définis, consistant en un mélange de charbon avec des matières.dont la présence dans le bain est <Desc/Clms Page number 7> avantageuse ou inoffensive (par exemple un chlorure alcalin) ou avec des matière. favorisant la cémentation (par exemple les alcalis caustiques) ou deb deux sortes de matières, lesquelles peuvent être incorporées sous forme de produits moulés.

R E S U M h.

Selo.. l'invention, la cémentation est effectuée par l'emploi de quantités suffisantes de sels fondus contenant du charbon finement divisé, les objets à traiter sont plonges dans le bain at laissés dans cee dernier à la température appropriée, jusqu'à ce que l'effet désiré sit atteint.