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PERFCTIONNEMENTS A LA NITRURATION DES ALLIAGES
FERREUX.
Cette invention a trait à la production de couches superficielles nitrurées sur des matières ferreuses par le procédé consistant à chauffer ces matières dans des substan- ces gazeuses contenant de l'azote, et concerne spécialement la production de couches superficielles dures et résistant à l'usure. L'objet de l'invention est d'accélérer et inten- sifier l'action des gaz nitrurants sur les matières ferreu- ses de façon à diminuer le temps nécessaire pour produire une couche superficielle de dureté pu d'épaisseur données.
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Il est avantageux de produire les couches super- ficielles susmentionnées en chauffant les objets qui doivent en être munis pendant 12 à 20 heures environ, en présence d'ammoniaque et à des températures inférieures au point d'eutexie du nitrure pour l'acier. Par conséquent, on a généralement appliqué de basses températures, par exemple comprises entre 460 et 5800 C. environ. Pour produire à de basses températures ces couches superficielles dures conte- nant de l'azote, une quantité critique, au moins, d'un agent favorisant l'alliage, tel que l'aluminium ou le vanadium, est incorporée à ltalliage qui doit être muni de la couche superficielle.
On a trouvé qu'on intensifie l'action des agents nitrurants gazeux en associant étroitement à la surface à durcir certaines matières d'alliage ayant été prélablement nitrurées de façon spéciale . La matière est appelée ci- après "accélérateur". On peut appliquer toute forme de @ matière susceptible d'épouser la surface des parties à dur- cir et d'offrir der pores permettant au gaz dtavoir accès à la surface à durcir. Par exemple, du métal à un état subdivisé, par exemple à l'état de limaille, poudre, fil métallique ou toile métallique, auquel on peut facilement faire épouser la surface de l'objet ou qui peut présenter de nombreux points de contact avec cette surface est pré- féré, mais d'autres formes peuvent être appliquées.
L'accélérateur comprend un alliage ferreux conte- nant, au moins, un agent favorisant la nitruration. Par exemple, un alliage ferreux préalablement nitruré et conte- nant de l'aluminium agit énergiquement comme accélérateur pour nitrurer les alliages d'acier qui contiennent l'alu- minium à titre d'agent favorisant la nitruration. Toutefois, plusieurs agents favorisant la nitruration peuvent être présents dans l'accélérateur. Par exemple, le vanadium peut
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être présent dans un accélérateur contenant de 1'aluminium.
Dans ce cas, la matière convient comme accélérateur pour ni- trurer des alliages contenant à titre d'agent favorisant la nitruration de l'aluminium, du vanadium ou les deux. De même, des alliages ferreux contenant d'autres agents favori- sant la nitruration et préalablement nitrurés agissent comme accélérateurs. Les meilleure résultats ont été obtenus à l'aide d'accélérateurs composés d'alliages qui contiennent les mêmes agents favorisant la nitruration que les alliages à nitrurer, mais il n'est pas toujours nécessaire que le même agent favorisant la nitruration soit présent à la fois dans l'accélérateur et dans l'alliage à nitrurer.
On peut effectuer la nitruration préalable de l'ac- célérateur en le chauffant aux températures critiques en pré- sence d'un agent nitrurant quelconque tel que l'ammoniaque.
En général, l'échelle des températures critiques est la même que celle qui peut être appliquée pour produire des couches dures et résistant à l'usure sur des alliages fer- reux contenant des agents d'alliage favorisant la nitrura- tion, la température maximum étant appelée "point d'eutexie du nitrure". La température maximum de cette échelle est environ 5800 C. et la température minimum est limitée par la durée du traitement et par la mobilité atomique des substances réagissantes, cette limite inférieure étant envi- ron 4000 C. dans la pratique.
Un accélérateur préalablement nitruré à la tempéra- ture inférieure au point d'eutexie du nitrure peut être employé d'une façon répétée. L'accélération produire par la matière préalablement nitrurée diminue à mesure que la tempé- rature appliquée pour la nitruration préalable s'élève au- dessus du point d'eutexie du nitrure. Le point d'eutexie du nitruré pour l'alliage de l'accélérateur est approximati- vement la température de nitruration préalable maximum
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pratiquement admissible.
On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention, On effectua la nitruration préalable dtune limaille d'alliage d'acier composée dtacier contenant enviro 1% d'aluminium à titre d'agent favorisant la nitruration, en chauffant cette limaille à 4600 C. environ dans une atmop- phère d'ammoniaque, pendant 12 à 16 heures. Un article en alliage d'acier composé d'acier contenant 1% environ dtalu- minium à titre d'agent favorisant la nitruration fut noyé dans cette limaille d'acier préalablement nitrurée, dans un récipient clos. L'air que renfermait le récipient fut déplacé à l'aide d'ammoniaque et le contenu fut chauffé à 4600 C. pendant 4 heures.
On constata que l'article était muni dtune couche superficielle mince, dure et résistant à l'usure, la dureté de cette couche étant égale à celle des couches produites en traitant des objets analogues pen- dant 16 heures à la même température mais sans employer la, limaille d'alliage préalablement nitrurée.
Un second article d'alliage de la même composi- tion fut noyé dans de la limaille composée du même alliage mais n'ayant. pas été préalablement nitruré. L'article fut chauffé à 460 C. pendant 4 heures en présence d'ammonique, mais on ne constata aucun durcissement appréciable de la sur- face de l'article.
Un troisième article de la même composition fut noyé dans de la limaille d'alliage analogue ayant été préa- lablement nitrurée à 7000 C. , température supérieure au point d'eutexie du nitrure. Aucune dureté superficielle ap- préciable ne fut produite en chauffant dans de l'ammoniaque pendant 4 heures.
Au lieu dtappliquer la matière préalablement ni- trurée et précédemment décrite seule, on peut l'appliquer conjointement avec des substances inertes et d'autres accélé- rateurso
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