BE387395A - - Google Patents

Description

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 EMI1.1 
 



  PMIFECTIO141EM,WIIS AlTÁ C011POSITIONS METALLIQUES DURES ET à LEURS PROCEDES DE FAB RE CA'2 I ON 0 - 
La présenteninvention se rapporte aux compositions métalliques ,comportant du cobalt, et une quantité appréciable d'un élément durcissant, par exemple du tengstène. Elle permet la fabrication de compositions métalliques dures et tenaces qui peuvent être coulées ou frittées, et conviennent en parti- culier à la confection de pièces courbes pour le martelage préliminaire du tungstène destiné au tréfilage. Mais on peut aussi l'employer avantageusement pour constituer des surfaces résistant à l'usure ou des outils servant au tra- 

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 vaildes métaux. 



   Le brevet principal concerne des alliages à base de fer,   timgs-   tène ou molybdène, ou de fer, tungstène et molybdène. De tels alliages, même ne renfermant que peu ou point de carbone, sont très durs et conviennent par-   ticulièrement   pour l'établissement des filières* Dans la fabrication de ces fi- lières, les matières constituant l'alliage sont mélangées sous forme de poudres puis moulées sous pression et chauffées dans une atmosphère d'hydrogène à une température voisine de   1.4000   C. pendant environ une heure, après quoi elles sont trempées dans l'eau. Après réchauffage vers 650  C. pendant quolques heu- res, l'alliage acquiert une dureté de l'ordre de 500 Brinell. 



   L'alliage établi suivant la présente invention est, non seulement plus dur et plus tenance que les alliages objet du brevet principal, mais enco re il n'a aucun tendance à s'écailler lorsqu'on le soumet à des essais de choc par une masse tranchante. 



   Les filières établies suivant l'invention durent   étonnamment   plus longtemps que les filières en acier rapide utilisées dans le même but. 



   A cet effet, la Société demanderesse mélange de 20 à 35% de   tungs-   tène en poudre avec 80 à 65% de cobalt en poudre. Les matières ainsi mélangées sont comprimées, de préférence en les amenant à la forme désirée, et frittées à une température élevée dans une atmosphère inerte (atmosphère d'hydrogène par exemple)* Le frittage exige un certain   temps   pour compléter l'alliage du cobalt et du tungstène, ou pour assurer la diffusion complète du   tengstène   dans le ca -balt , temps   qu'on     détermine'   par expérience' Une solution incomplète du tuag stène dans le cobalt, au cours du frittage, entraîne l'obtention   d'un   produit non unfforme et de moindre dureté. 



   Le frittage peut être effectué à toutes températures supérieures à 1.110    C',   par exemple vers   1.400   à 1,450  La durée du frittage varie en sans inverse de la température :il faut une heure à 1,425 1,435 c tandis que, si on utilise des températures entre 1.400 et 1,425 c le frittage doit être prolonge jusqu'à deux heures environ*   A   des températures inférieures à 1,400  le frittage est encore plus long, mais il doit durer   usqu'à   ce que le tungstène soit complètement dissous dans le cobalt. 



     L'alliage,fritté   peut être, soit trempé, soit refroidi lentement à partir de 1,400  c sa dureté   -finale   parai% être la même dans les deux cas. l'alliage refroidi suivant une méthode ou ltautre est relativement deux il pet 

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 peut alors être usiné ou percé, ce qui   facilite sa   préparation comme filière. 



   Après   refroidissement,   l'alliage est soumis, soit dans l'air, soit dans l'hydre gène, à une température de revenu intermédiaire entre 600 et 700  c pendant un temps variant généralement de 50 à 100 heures et, par ce traitement, il aciquet une dureté Brinell d'environ 650 Un alliage de cobalt et de tungstène renfer mant environ 30% de tungstène offre, lorsqu'on le refroidit brusquement à par- tir de 1.400 c un indice de dureté   Rockwell   (échelle C) de 30 à 33 Après réchauffage à 600  C.

   pendant des durées de 10, de 60 et de 100 heures, cet in- dice croit respectivement à 38, 50 et 65 La résistance à la flexion est d'en- viron   12.600   à   14.000   kg par   centimètre carré.   Le revenu à des températures dépassant 600  c a pour effet d'entraîner un durcissement plus rapide, mais les 
Indices de dureté maxima obtenus dans de telles conditions sont inférieurs à ceux qu'on obtient en effectuant le vieillissement à 600  C.   environ*   Le traite ment à   650-675    c assure en 50 heures une dureté   Rockwelle   C maxima égale à 62-64, convenant bien pour les applications   commerciales'   A des température in- férieures à 600 c l'augmentation de dureté est tout à fait lente. 



   Le durcissement dû au traitement se produit déjà pour les allia- ges tungstène-cobalt contenant seulement 10% de tungstène. La dureté maximum (Rockwell C) d'unetelle composition est d'environ 38. Dans le cas d'un alliage tungstène-cobalt à   20%   de tungstène, on peut obtenir un coefficient de dureté Rockwell C de 55 Si la teneur de l'alliage en tungstène dépasse 35% la dureté de l'alliage est notablement moindre- 
Actuellement, la Société demandermsse préfère utiliser un allia- ge tungstènecbalt contenant 20 à 35 environ de tungstène. Cet alliage peut comporter une très petite proportion de carbone, par exemple 0,06% Cependant, une proportion trop élevée de carbone, par exemple 0,2% a pour effet d'abais- ser considérablement la dureté de l'alliage après revenu- 
Le mécanisme du durcissement parait être le suivant.

   A 1,500 c l'alliage cobalt-tungstène à environ 34% de tungstène, constitue une solution solide de tungstène dans le cobalt, riche ou cobalt, correspondant à une phase unique alpha- On peut obtenir cette solution, soit en fondant le mélange cobalt tungstène, soit en frittant les composants (mélangés à l'état pulvérulent puis comprimés) pendant une à Heux heures à une température de 1,425 à   1.450    c Si l'alliage est alors refroidi lentement (par exemple de 50  c par heure), une phase bâta se sépare de la solution solide riche ou   cobalt.

   Une   petite   @   

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 quantité de phase bêta se   forma   pendant la   refroidissemunt   à 1,100    C'   Vers 1.100 c il se produit une réaction entre les phases alpha et bêta, entraînant la   formation,   d'une phase lambda consistant en un composé cobalt-tungstène ren fermant environ   45   à 50% de tungstène* Dans le refroidissement de l'alliage au dessous de l'100 c la phase bêta se convertit en phase lambda. Lorsque la température s'abaisse encore, la phase lambda se sépare ou est précipitée de la solution solide riche en cobalt.

   Ces changements sont relativement lents et nécessitent un refroidissement très lent pour se faire à pou près   complètement'   
Si l'alliage est refroidi en quelques minutes au-dessous de   1.400    c et jusqu'à la température   ambiante,   la solution solide riche en cobalt (ou phase alpha) est maintenue sans changement appréciable. En réchauffant à 600  C. ou au delà   (jusqu'à   1.050 c théoriquement) et en faisant un traitement de revenu, on sépare la phase lambda qui précipite de la solution solide. Le com- posé précipité consiste en dos particules de dimensions infra-microscopiques dispersées dans la masse matricielle riche en cobalt. Cette dernière, bien que de structure relativement fine, est à grains beaucoup plus gros que le composé précipité.

   La phase lambda qui communique la dureté à l'alliage, est stable seulement au-dessous de   1.100    c environ. 



   Les filières et pièces diverses établies suivant la présente in- vention sont très dures, très résistantes et d'une très longue durée. Par exemn ple, les pièces calibrées courbes qui servent au martelage du tungstène avant tréfilage, et obtenues par le procédé objet du brevet (consistant en un alliage à proportions d'environ 30% de tungstène et 70% de cobalt) ont une durée qui atteint à peu près huit à dix fois celle des filières en acier rapide-

Claims (1)

1. RESUME EMI5.1 -:-t-:-:-S-::-:-:-:- L'invention concerne : 1 ) Un alliage de tungstène et de cobalt pratiquement dénué d'autres éléments et dont la dureté à l'achelle Rockwell c surpasse 50 unités* 2 Un procédé de fabrication de tels alliages conformément à ce qui est dit ci-dessus* 3 ) Les pièces d'usure réalisées au moyen de tels alliages, notam ment pour le garnissage des marteaux de la machine à marteler les filières etc* 5 feuillets.