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BREVET D'INVENTION.
" periectionnements apportés aux procédés pour carburer (cémen- ter) des objets ou couches métallifères ".
L'invention a pour but de carburer ou cémenter des objets métalliques ou métallifères ou des couches de ce genre faisant partie d'objets. par une telle carburation, les objets traités sont entièrement carburés ou tout au moins leurs cou- chea superficielles (par une opération dénommée cémenta.tion) en vue de les améliorer ou de les perfectionner d'une manière toute particulière.
L'invention consiste à soumettre les objets ou les couches qui les recouvrentou qu'on leur fait comporter -- ces objets ou couches étant constituée par un ou plusieurs éléments propres à former des carbures ou comportant de semblables élé- ments-- à une carburation unique ou multiple de ces éléments à température élevée par dissociation thermique de gaz, de va- peurs, ou de liquides contenant du carbone,et cela, avantageu- sement, à pression élevée. Les couches à transformer de l'objet
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sont soumises à l'action du carbone séparé et plus spécialement dissocié des gaz ou vapeurs contenant du carbone, par dissocia- tion thermique sur la couche à carburer.
Cette dissociation thermique est liée généralement à des élévations de température telles que même la couche à carburer soit suffisamment chauffée pour permettre à la réaction de formation de carbure d'avoir lieu..
Comme éléments (matières) propres à former des car- bures on peut citer plus spécialement le chrome, le fer, le sili- cium, le bore, le cerium, le titane, le zirconium, le vanadium, le tantale, le tungstène, la molybdène et l'uranium qui peuvent être contenus. dans les couches à traiter seuls ou,en mélanges: appropriés.. Si plusieurs éléments sont en présence, ceux.-ci ne , doivent pas nécessairement se trouver dans les mêmes c.outhes mais ils pauvent également se trouver dans des couches diffé- rentes superposées et d'épaisseur plus ou moins grandes, tout en se trouvant dans le domaine de l'effet pénétrant des thermions formés.
Un tel effet pénétrant dépend aussi bien du degré de dissociation que de la pression à laquelle se fait la dissocia- tion ainsi que de la faculté que présentent les couches elles- mêmes de se laisser traverser, cette'faculté étant différente pour chaque matière.
Il'invention concemne également et-plus particulier rement des objets, dont les couches à traiter comportent'un ou plusieurs éléments s,ous forme de mélange, d'alliage ou de com- binaison chimique et dont un ou plusieurs sont propres à formeR des carbures. L'invention concerne, en outre, des objets dont la couche à carburer forme corps avec le restant de l'objet et constitue donc, d'une manière homogène, une pièce avea ledit objet, la aouche pouvant également être appliquée sur cet ob- jet et être constituée en la même matière ou en une matière différente.
On peut utiliser tout mode d'application- et de liaison de la couche avec l'objet du moment que le mode adopté' soit suffisamment solide pour empêcher que, lors d'un usage
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adéquat de l'objet on ait à craindre une séparation mécanique ou une separation chimique au cas où l'objet est sollicité chi- miquement.,
L'invention concerne, en outre, des objets qui sont obtenus, en tout ou en partie, par fusion complète ou par fritta... ge, indifféremment si ces objets sont ensuite soumis à un trai- tement mécanique quelconque ou non.
S'il ne s'agit pas de carburer, conformément à l'in- vention, un corps homogène dans ses couches superficielles on peutappliquer ou,relier les éléments propres à former'des car- bures, de toute manière appropriée, plus spécialement on peut les appliquer à l'état chaud ou froid, par projection, par pres- sage ou par laminage. 11s peuvent également être déposé.6 par voie chimique ou électrolytique. Ils peuvent être appliqués par électrolyse avec fusion complète, par diffusion ou de toute au- tre manière appropriée, notamment par un procédé de revêtement ou de doublage. Ils peuvent encore être appliqués par un procé- dé de frittage ou de fusion.
Il n'est pas nécessaire, pour l'invention, ,que la couche carburer soit, de son côté, appliquée directement ou indirectement aur un objet métallifère. Au contraire on peut utiliser comme support par exemple de la porcelaine ou une au- tre matière céramique de même que du marbre ou une autre pierre naturelleo On peut également utiliser comme support des., allia- ges agglutinés. ou des masses. pressées, par exemple des pierres artificielles ou des résines synthétiques.
Conformément à. l'invention on soumet donc lesucou- ches à traiter à l'action de carbone, coedé ou fourni$ par dis- socuation thermique, par des composés gazeux ou liquides con- tenant du carbone. La dissociation thermique peut avoir lieu par exploaion, par ionisation avec choc., par formation d'étin- celles électriques ou par chauffage.
Egalement le chauffage se fait, depréférence, élec- triquement (chauffage par résistance). La décomposition ou sé-
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paraìon a lieu, de préférence, da.ns une ambiance neutre.
Il est particulièrement avantageux d'introduire 1''objet à traiter dans un récipient dans lequel on a fait un vide aussi poussé, que possible et dans lequel on introduit ou on forme ensuite le ou les composés gazeux ou liquides du car- bone. En travaillant dans le vide on libère d'abord les. couches à traiter par les gaz. inclus. Cette degazéification peut être accélérée en chauffant un corps métallique par des courants à haute fréquence ainsi que par traitement dudit corps par un courant alternatif à tension élevée. De préférence on procède à la degazéifiation dans le vide avant l'introduction des gaz: carburants.
La dissociation ou la séparation du carbone peut, d'ailleurs, ae faire de toute manière appropriée. Il est par- ticulièrement avantageux d'utiliser du gaz d'acétylène-pour la carburation, en provoquant l'explosion de ce gaz dans une en- ceinte fermée de façon à obtenir la séparation du carbone. Com-' me l'explosion constitue un processus exothermique, et comme elle est accompagnée d'une éléva.tion notable de pression, le corps à carburer est chauffé suffisamment, tout au moins dans ses couches, superficielles et les ions gazeux (.ions-carbone) formés sont pressés dans les couches à carburer de façon que des carbures se forment sur la profondeur voulue. Il est évi- dent que ce traitement peut être répété, autant que nécessaire.
Conformément à l'invention, il est possible d'obte- nir des couches superficielles résistant à la corrosion ou à l'érosion. Par un choix convenable du ou des éléments proprea à former des carbures on peut donner à la surface de l'objet une résistance très grande à l'usure ou une dureté très grande. Pour un mélange approprié des éléments on peut faire varier la résie- tance à l'usure et la dureté et on peut favoriser la formation de cristaux mixtes lors de la carburation. D'autant plus gran- de est la quantité d'éléments formateurs de carbure à la surface du corps traité et d'autant plus dure devient cette, surface.
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D'autant plus grandes sont les quantités de matières qui ne- forment pas de carbures , se trouvant dans les. couches à trai- ter entre éléments formateurs de carbure et d'autant plus fai- blé devient la dureté de ces couches alors que leur ténacité peut être augmentée. Par un choix ou un mélange approprié des éléments, on peut rendre la surface particulièrement réfractai- re et on peut former une surface qui est liée solidement à un support.
Par l'invention on évite les traitements prolongés dea objets par la chaleur car la carburation a lieu en un temps très court et pour ainsi dire instantanément. On peut, après que l'explosion (dissociation thermique) a eu lieu, soumettre l'ob- jet pendant un temps plus ou moins long à l'action des thermions et, en continuant à fournir des gaz, donnant ou cédant du carbo- ne, tout en répétant la dissociation thermique, assurer l'ac-tion continue des ions naissants de carbone sur l'objet à traiter, de même qu'on peut interrompre le traitement aussitôt que cet ob- jet a été soumis à une unique action.
De toute façon la carbu- ration est ainsi effectuée en un temps beaucoup plus court qu'il serait possible pour la cementation par introduction du corps chauffé dans une atmosphère contenant du carbone ou en faisant passer une telle atmosphère le long dudit corps..
Pour cette raison on peut modifier, conformément à l'invention, les propriétés des couches superficiellea d'objets métallifères ou d'alliages sans changer lea autres partiea, plus spécialement en ce qui concerne leur structure. C'est ain- si que, selon l'invention, on peut obtenir des surfaces conter- nant du carbone et résistant à la chaleur et aux éclatements- d'étincelles ainsi que des revêtements de ce genre, ces der- niers même sans intervention d'une couche artificielle inter- médiaire.
Par l'invention on veut, principalement, obtenir ' une protection meilleure des métaux ou surfaces de métaux, en formant dans ou sur ceux-ci une couche superficielle., un revê-
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tement ou un recouvrement qui est dur, imperméable et résistant à la corrosion. Le revêtement peut également être très résis- tant à l'usure ou à toute autre détérioration mécanique, à. température élevée ou' ordinaire. Le revêtement peut être cons- titué par une couche aussi mince ou aussiépaisse qu'on le dé- sire.
En outre, le revêtement obtenu selon l'invention peut être très dur et très réfractaire sans qu'on ait à craindre qu'il se décolle ou qu'il se détache.
Plus particulièrement on obtient, selon l'invention un revêtement carburé qui, en plus des propriétés indiquées plus haut, présente les. avantages, contrairement à ce qui se produit pour les surfaces carburées obtenues jusqu'ici et tels que, par exemple, des objets en fer durcis par introduction dans une am- biance contenant du carbone, d"être lisse, régulier, sana cre- vasses ou fentes microscopiques et d'avoir une,épaisseur ab- solument uniforme. Cette épaisseur peut, alors, être choisie aussi grande qu'on le désire.
Conformément à l'invention on obtient, en outre, un revêtement qui peut être constitué par une pluralité de couches contenant des alliages ou mélanges métalliques et qui sont dis- posées de manière telle que des différences, pouvant exister éventuellement entre les coefficients de dilatation de couches voisines soient réduites à un degré tel que tout danger d'é- caillement ou de détachement d'une des couches soit évité. Un tel revêtement protège l'objet recouvert même pour des varie,- tions considérables et brusques de température sans risque de se détacher.
Le dessin ci-annexé montre, schématiquement et à ti- tre d'exemple un mode de réalisation de l'invention. On a sup- posé qu'un objet en acier a d'abord été galvanisé avec. du chroma . et qu'on désire transformer, en tout ou en partie, c e dépôpt de chrome en une couche protectrice carburée.
La fig. 1 montre, en coupe, une pièce en acier por- tant un revêtement appliqué galvaniquement.
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La fig. 2 montre, en élévation, une couche protectri- ce qui, par carburation selon l'invention, a été formée sur le support acier.
La fig. 3 montre, semblablement, la transformation que subit la couche protectrice par une nouvelle carburation Selon l'invention de la couche montrée sur la fig. 2.
La fig. 4 montre, en coupe partielle et en élévation partielle, un appareil pour la mise en oeuvre d'un mode de ré.a- lisation de l'invention.
La fig. 5 montre, schématiquement, certains éléments de la disposition selon la fige 4 et différentes connexions électriques ainsi que des accessoires pour la mise en oeuvre d'une carburation par traitement progressif se répétant aut.oma-- tiquement.
La fig. 6 montre, en coupe verticale et principale- ment selon la ligne 6-6 de la fig. 5, d'autres détails.
La fig. 7 montre, en une élévation analogue à celle de la fig. 4, un autre appareil pour obtenir un revêtement sur une surface intérieure au lieu d'une surface extérieure.
Sur la fig. 1 on a montré une pièce 10 en acier qui ' porta, sur la surface à protéger, un revêtement 11 en chrome.
Ce revêtement est, de préférence, soumis à un traitement.de nattoyage pour le débarrasser des gaz qui pourraient y être inclus. De préférence on soumet l'objet revêtu à un chauffage dans. le vide pendant environ 30 minutes et à environ 3000 C.
Le revêtement ou doublage peut être effectué de toute manière appropriée, par exemple par galvanisation. L'épaisseur de la couche de chrome peut être choisi d'après les nécessités. De toute façon elle doit constituer un dépôt continu et cohérent sur l'acier.
Lors du chromage galvanoplastique il se produit, à la cathode, un développement intense d'hydrogène et, par con- séquent, un emprisonnement d'un peu d'hydrogène dans le chrome déposé. En outre il se forme généralement des crevasses ou fen-
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tes microscopiques dans le revêtement de chrome.
Pour cette raison on procède, ordinairement, à un nickelage préalable, un cuivrage ou analogue (par galvanisa- tion) et c'est sur cette couche seulement qu'on applique le revêtement en chrome du moment qu'on veut protéger l'objet re- vêtu contre la rouille ou la corrosion. Un avantage de la pré- sente invention réside dans le fait qu'une telle couche de base en nickel, cuivre ou analogue pour le revêtement en chrome ou protecteur, peut être supprimée du fait que toutes les fentes ou crevasses, qui se produisent pendant la formation de la cou- che protectrice, sont uniformément remplies, conformément à l'invention, avec du carbone de sorte que la cbuche protectrice est rendue absolument imperméable.
Selon l'invention on carbure, de préférence, un re- vêtement en chrome, analogue à celui montré sur la fig. l, jus- qu'à ce qu'on obtienne une couche protectrice, pour la matière de base 10 en acier, comportant une couche extérieure ou super- ficielle 12 de carbures de chrome, en dessous une couche de , chrome 13 et en dessous encore une couche de base 14 en un al- liage chrome-acier comme montré sur la fig. 2.
L'épaisseur de la couche 12. transformée en carbure, peut être choisie à volonté. Sur la fig. 3 on montre comment on peut obtenir non seulement des couches 12', 13', 14' correspon- dant aux couches 12, 13, 14 de la fig. 2, mais également une -. couche intermédiaire 15 constituée par un alliage de chrome, et de carbures de chrome provenant des couches 12' et 13'.
Pour la mise en oeuvre de l'invention on applique, ' avantageusement par électrolyse, un revêtement en chrome, sur une mati.ère de base ou support quelconque, ce revêtement étant transformé en tout ou en partie par adjonction d'une matière contenant du carbone ou d'un composé contenant du carbone, par exemple de la sciure de bois, du carbure de calcium ou du noir animal. Cette transformation a lieu à une température pour -la- quelle, d'une part, le carbone agit d'une manière active sur le
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' chrome, et parvient à former avec lui des carbures de chrome et qui, d'autre part, est suffisamment élevée pour donner lieu à la séparation du carbone de son composé.
Un tel traitement se ' fait, de préférence, en introduisant l'objet galvanisé dans. un récipient fermé, par exemple en l'entourant d'un mélange de carbure de calcium ou analogue et de sable fin. Le sable soigne pour l'écartement de l'air au point qu'on crée une atmosphère neutre ou réductrice désirée pendant la carburation, L'intérieur du récipient est chaulée, par exemple, à environ 600-800 C.
Suivant un autre mode de réalisation, plus avantageux de l'invention, on met au contact, de la couche chromée ou cons- tituée en chrome, un hydrocarbure à l'état gazeux (tel que, par exemple, le méthane, le méthylène ou l'acétylène) ou sous toute autre forme (par exemple liquide tel que la benzine ou le ben- zol). On utilise la chaleur ou la pression, ou les deux, qui sont. nécessaires à la dissociation des atomes de carbone et d'hydrogène liés dans l'hydrocarbure, pour produire, en même temps, la carburation du chrome jusqu'à la profondeur voulue.
De préférence on adopte une température suffisamment élevée pour qu"on obtienne la fusion d'un peu de chrome sans que tout le chrome soit fondu ou sans que la structure de la matière.. de ba- se (plus spécialement quand celle-ci est cristallisée),soit mo- difiée. La profondeur à laquelle se fait la transformation de la couche de chrome peut être déterminée également par le choix de la pression. La formation d'une ambiance neutre ou réductrice, au moment de l'action du carbone sur le chrome, a lieu dana ce cas par l'hydrogène même qui est libéré.
L'appareil montré sur les fig. 4, 5 et 6, montre un. récipient hermétiquement clos et comportant une plaque de fond 16 et un couvercle 15. Dans le récipient ouvert peuvent âtre introduites une ou plusieurs pièces 17. Pour l'exemple montré on'a choisi deux pistons qui,sur leur revêtement extérieur en chrome doivent recevoir une couche ou structure protectrice ou superficielle. Des boulons 18 maintiennent les parties 15 et
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16 ensemble. On a désigné par 19 un joint. Un tube 20 aboutit à une pompe à vide non montrée et un tube 21 à un, réservoir, également non montré, qui contient de l'acétylène gueux µ.une pression de 80-50 kg/cm2. Par 22 on a désigné un manomètre et par 23 des bougies d'allumage.
Dans le tube 20 est établie une soupape 24, à comman de électromagnétique, la tige 24a de la soupape portant une ar- mature magnétique 24b. uand cette armature est attirée par deux bobines électromagnétiques 24c qui se trouvent au-dessus de cel- le-ci, la soupape est ouverte. Si l'armature est attirée par les bobines 24d qui se trouvent en dessous de celle-ci, la soupape est fermée.
Dans le tube 21 est établie une soupape 25 analogue et qui est commandée de la même manière que par une armature 25b portée par la tige 25a et par les bobines 25e et 25d se trouvant respectivement au-dessus et en dessous de ladite armatu re. Sur l'extrémité supérieure de la tige 25A est monté un con- tact qui vient agir sur un plot fixé 26 quand la tige 25a occupe sa position de fefmeture.
Dans la, boîte manométrique sont établies trois paires de contact A et a', B et B', C et C'. Les contacts A', B', C' sont reliés par les fils 27, 28, 29 à une source électrique ap- propriée, ou à la terre. Le contact A est connecté par les fils 30 et 31 aux deux bobines 25e et ensuite relié à la terre par les fils 32 et 33 aux deux bobines 24d et ensuite à la..terre. Le contact B est relié par les fils 34, 35 aux deux bobines 25d et ensuite à la terre et par le fil 36 au contact 26 monté sur la tige de soupape 25a. Le contact fixe 26 est relié par les fils 37, 38 aux bougies 23. Le contact C est relié par les fils 39, 40 aux deux bobines 24c.
D'aiguille 22a se trouve,normalement, en regard du ' 'zéro de l'échelle graduée (fig. 5). Elle indique la pression du gaz. Sur la pointe de l'aiguille est monté un entraîneur 41 qui porte un plot 42 en une matière bonne conductrice et qui
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peut chevaucher chacune des trois paires de contact A, A', B,B' et C, C' quand l'aiguille se trouve à l'endroit correspondant ;de l'écholle graduée.
Les contacts ont, avantageusement, une forme en arc de cercle et ils sont disposés sur une circonférence. Quand le manomètre indique une surpression convenable, par exemple deux atmosphères, la paire de contacts B; B' est, par exemple, che- vauchée par le plot 42. uand le manomètre indique une pression inférieure à celle ayant été fixée antérieurement, les contacts A, A' sont, par exemple, chevauchés par le plot. Quand le mano- mètre indique des valeurs plus élevées, par exemple 4 à 20 at- mosphères, le plut chevauche les contacts C et C'.
On admet que le récipient 15-16, après avoir reçu les pistons 17 à chromer (fig. 4) est fermé hermétiquement pour 'l'air et est, ensuite, chauffé. A supposer, avant d'introduire les piatons 17, qu'on ait traité d'autres objets dans l'appareil Dans ce cas on doit fermer la soupape 25 du tube à acétylène 21 et on doit ouvrir la soupape 24 qui se trouve dans le tubede la pompe à vide. De même on fait marcher la pompe à vide et de -préférence on l'arrête à la fin du traitement.
La pression dans le récipient 15, 16 est, au début, égal à la pression atmosphérique (zéro sur l'échelle graduée) bien que a soupape qui se trouve dans le tube 20 de. la pompe soit ouverte. Par conséquent le plot 42 vient occuper la posi- tion selon la fig. 5 et,tous les circuits de courant sont ou- verts.
En augmentant le vide, la pression dans le récipient 15, 16 diminue jusqu'à une limite prédéterminée voisine du vide absolu. Dans ce cas la paire de contacts A, A' est chevauchée par le plot 42, les deux bobines 24d sont excitées et ferment.la soupape dans le tube à vide 20 pendant que les bobines 25c ou vrent la soupape dans le tube à acétylène 21.
L'acétylène gazeux, qui se trouve à la pression dési- rée,(le cas échéant en pa'ssant par une soupape réductrice) s'é-
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coule alors dans le récipient 15,16 de sorte que la pression monte à environ 2 atmosphères. A ce moment les contacté B, B' peuvent être chevauchés par le plot 42 et les deux bobines 25d ferment la soupape du'tube à acétylène 21. Après cela les con- tacts 26 sont fermés (fig. 5) et les bougies 23 sont mises sous tension de sorte qu'une étincelle éclate et que le gaz contenu dans le récipient 15, 16 est allumé. L'explosion, qui en résul- te, dissocie le carbone et l'hydrogène que contient le gaz et la carburation du revêtement en chrome 17 commence.
L'accroissement brusque de la pression dans le récipient est excessivement grand et l'aiguille du manomètre indique une pression beaucoup plus , élevée de sorte que le plot 42 est arraché brusquement des con- tacts B, B' et passe, dans le sens horlogique, sur les contacts les G, C'. Il en résulte que/deux bobines magnétiques 24c provoquent l'ouverture de la soupape dans le tube 20 de la pompe, ce qui diminue la pression de l'explosion de sorte qu'un abaissement de température suit presqu'immédiatement l'explosion.
Le plot
42 se déplace vers la droite d'une manière tellement brusque qu'il est avantageux de donner aux contacts (comme montré) une longueur telle qu'ils s'étendent sur une partie notable de l'é- chelle pour qu'on soit certain que les bobines 24c soient exci- tées avec certitude et que la soupape du tube 20 de la pompe soit ouverte.
Après l'ouverture de la soupape dans le tube 20 lea résidus gazeux, contenus dans le récipient 15,16, sont aspirés par la pompe à vide. La pression dans ledit récipient diminue et l'aiguille manométrique indique, à nouveau, une dépression pour laquelle les contacts 2, A' se trouvent sous le plot 43. Pendant' ce retour le plot 42 ne peut fermer le circuit d'allumage par les contacts B, B' car ce circuit est interrompu à l'endroit des deux contacts 26 qui sont ouverts.
A la fin du déplaxement angulaire vers la gauche du plot 42 pendant la chute de pression les contacts A, A' août à nouvea,u chevauchés et les opérations décrites ci-dessus recom- mencent.
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Quand ces opérations ont été répétées autant de fois qu'on le désire, le revêtement en chrome des pistons 17 est car- buré sur la profondeur voulue. La pompe à vide est alors mise hors action. Pour obtenir une carburation, analogue à celle se- lon la fig. 2, par exemple, il suffit de répéter les opérations environ 5 à 10 fois, ce qui demande environ 1 à 2 minutes. Pour obtenir une carburation analogue à celle selon la fig. 3,50-100 répétitions suffisent, ce qui demande environ 5-10 minutes.
Pour mettre la pompe à vide hors action, par exemple à la main, les organes de l'appareillage (fig. 4, 5 et 6) res- tent toujours dans 'la position convenant au début et à. la conti- nuation d'une nouvelle opération automatique, c'est-à-dire avec l'aiguille indicatrice 22e à la graduation"zéro" atmosphères de surpression, avec la soupape 24 du tube de la pompe ouverte et la soupape 25 du tube d'acétylène fermée. Si la pompe est arrê- tée, par exemple, le plot 42 s'écarte vers la droite des con- tacts A, A' vers les contacts B, B' sous la poussée de l'acéty- lène pénétrant dans la chambre 15, 16 du fait que la soupape 25 est ouverte.
La soupape 24 est toutefois fermée et la pompe, qu'elle marche ou mit arrêtée, reste sans influence. Le plot 42 continue donc son déplacement vers la droite et vient chavau- cher les contacts B, B' ce qui ferme la soupape 25 dans le tube à. acétylène et provoque l'explosion de l'acétylèns contenu dans le r écipient. Par suite de l'explosion, le plot 42 vient chevau- cher les contacts C, C' qui ouvrent la soupaps dans 'le tube de la pompe en maintenant la soupape 25 du tube à acétylène dans sa position de fermeture. Par suite de l'ouverture de la soupape dans le tube de la pompe, la pression baisse dans le récipient et le mouvement vers la gauche de l'aiguille 22a continue jus- qu'à ce que la pression atmosphérique règne dans le récipient.
Le plot 42 n'arrive donc pas jusqu'aux contacts 2, A' e.t la soupape 24 n'est plus fermée à nouveau et la soupape 25 n'est plus ouverte.
L'appareil, montré sur la fig. 7, fonctionne de la
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manière décrite ci-dessus. Il sert surtout à la'carburation de surfaces chromées à l'intérieur d'objets creux tels que, par exemple, un tube 43. L'intérieur de ces objets peut donc consti- tuer une partie de la chambre d'explosion. Un tel tube, suffi- samment résistant, repose par ses deux extrémités sur des bagues d'étanchéité de sorte que l'intérieur est hermétiquement fermé quand les pièces obturatrices 45 et 46, qui sont montées sur ces bagues, sont pressées l'une vers l'autre. A cet effet on peut monter, par exemple, le couvercle 45 sur un support 47 qui est fixé sur une presse hydraulique 48 alors que le couvercle 46 est monté sur le piston 49 de la presse.
Les tubes-20a, 21a corres- pondent au tube 20 de la pompe et au tube 21 à acétylène de la fig. 4, les bougies d'allumage 23a aux bougies 23¯de la fig. 4, et le manomètre 22' au manomètre 22. Les tubes 20a, 21a compor- tent des soupapes analogues à celles 24 et 25 de la fig. 4 et le manomètre 22' a des contacts analogues et porte un plot glissant sur l'aiguille. Ces organes sont reliés à des fils électriques comme sur les fig. 4,5 et 6. L'appareil fonctionne de la. mêmemanière que celui décrit plus haut de aorte que les faces internes- du tube peuvent ainsi être carburées.
. L'acétylène est un hydrocarbure non-saturé qui se décompose en sea constituants - hydrogène et carbone - aous l'ef- fet de la chaleur ou de la pression ou sous l'effet d'une explo- sion. Cette dissociation thermique a lieu à 600 C déjà jusqu'à environ 87%- A 750 C, la dissociation atteint 97% même à pres- sion normale quand l'acétylène est conduit, par exemple, au travers d'un tube chauffé en conséquence. A une température de
9000 C et une surpression de seulement une atmosphère la dissocier- tion se fait avec explosion. Quand l'acétylène vient, au contact d'une étincelle électrique ou d'un filaient chauffé, à pression normale et à volume constant, la dissociation explosive ne se fait qu'à proximité du fil ou de l'étincelle.
Pour une pression plus élevée et un volume constant, l'allumage provoque toutefois une dissociation complète. Une telle dissociation thermique, à. volume constant, est utilisée conformément. à l'invention et con-
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tribus fortement à l'obtention nette de carbure de chrome.
D'abord la température de dissociation de l'acétylè- . ne pure explosée dépasse 3.000 C. Cette température assure, à elle' a.eule, la carburation du chrome, c'est-à-dire la forma- tion d'un ou de plusieurs carbures de chrome, qui se fait déjà à des températures beaucoup plus basses (quand:le chrome et
1*hydrogène sont en présence). En outre une quantité correspon- dante d'hydrogène est libérée et reste en présence à l'état gazeux. Le carbone, qui devient libre, est également refoulé par la. pression d'hydrogène dans les pores de la couche de chrome.
L'hydrogène forme donc non seulement une atmosphère neutre pour la couche à carburer mais intervient également comme un propulseur, par suite de sa pression élevée à volume constant,pour refouler les particules de carbone séparés pro- fondément dans tous les pores, fentes, etc. et en-outre dans la matière à traiter. Si on repète les opérations, la surface chromée est carburée à des profondeurs de plus en plus grandes à des températures élevées et très élevées. Le tableau suivant montre les résultats qui ont été atteints pour des essais d'ex- plosions avec de 1acétylène gaxeux pur (100% C2H2) Volume constant.
EMI15.1
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Surpression <SEP> Pression <SEP> immédiatement <SEP> Durée <SEP> de <SEP> Rapport <SEP> de
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<tb> d'allumage <SEP> après <SEP> dissociation, <SEP> la <SEP> pression
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<tb> en <SEP> atm. <SEP> dissociation <SEP> (en <SEP> 1/1000 <SEP> d'allumage <SEP> et
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<tb> seconde)' <SEP> de <SEP> la <SEP> pression <SEP> ' <SEP>
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<tb> finale.
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2,23 <SEP> 8,77 <SEP> Atm. <SEP> - <SEP> 3,93
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<tb> 2,23 <SEP> la,76 <SEP> - <SEP> 4,81
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<tb> 3,50 <SEP> 18,58 <SEP> 77,8 <SEP> brai
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<tb> 3,73 <SEP> 19,33 <SEP> - <SEP> 5,53
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<tb> 5,98 <SEP> 41,13 <SEP> 66,7 <SEP> 6,,90
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<tb> 5,9 <SEP> 8 <SEP> 43,43 <SEP> 7,26
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Quand des surfaces chromées , obtenues par exemple par voie électrotechnique,
sont essayées selon la. méthode Dia- mant-Ritz, on obtient,des degrés de dureté correspondant à en- viron 960 Brinell. uand toutefois un tel revêtement chromé est transformé, selon l'invention, en carbures on trouve, d'a- près la méthode Diamant-Ritz des degrés de dureté d'environ 3. 800 degrés Brinell. La dureté de l'acier, ayant une teneur en carbone de 0,8% ne correspond qu'à 220 degrés Brihell. Le point de fusion du chrome pur se trouve à environ 1.615 C et celui des carbures de chrome à environ 2.000 C. En outre les carbures de chrome ne sont pas attaqués par l'a.cide nitrique alors que l'acide sulfurique-- il est vrai seulement à l'état concentré --, et l'acide chlorhydrique diasolvent très rapide- ment le chrome.
Bien que le chrome résiste aux alcalis, un revêtement de chrome, appliqué par voie électrolytique, ne protège toute- fois pas complètement la surface revêtue du fait que celle-ci comporte des pores. En outre, le chrome déposé par voie élec- trolytique est sursaturé d'hydrogène qui se forme pendant la galvanisation et qui remplit les intervalles entre les cristaux. de chrome en étant enrobé par ceux-ci. Des variations faibles de température provoquent des dilatations différentes pour le chrome et l'hydrogène que ce dernier renferme, ce qui peut favoriser un détachement du revêtement de chrome de la surface qui se trouve en dessous du revêtement.
Par l'invention on transforme un revêtement en chrome, déposé électrolytiquement, en carburesde chrome et on obtient un revêtement en carbures de chrome qui constitue une protection idéale pour le métal qu'il recouvre. Un tel revêtement a une dureté extraordinaire, un point de fusion très élevé et une structure absolument ho- mogène et uniforme. La transformation du revêtement en chrome, obtenu par voie électrolytique, en carbures de chrome a lieu, suivant un mode de réalisation avantpgeux de linvention,, après, chauffage du revêtement en chrome à une température élevée
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dans le vide, l'hydrogène intercristallin étant ainsi expulsé et laissant subsister des pores et des crevasses dans le chro- me qui facilitent ensuite la pénétration du carbone dans le chrome.
Ce chauffage dans le vide a lieu de préférence après qu'on a levé et séché les objets portant le revêtement de chrome. A cet effet on prévoit avantageusement, dans la chambre d'explosion, un dispositif de chauffage préalable pour les sur-* faces à carburer. De préférence on utilise, dans ce but, une résistance chauffante électrique, convenablement protégée.
Pour l'application de l'invention, 12 nombre d'explosions à effec- tuer dépend de l'épaisseur de la couche de chrome et du degré de carburation veulu, Quand le nombre d'explosions est devenu suffisant,la transformation du chrome es earbures de chrome se poursuit de sorte qu'on obtient une couche protectrice qui comporte ume couche superficielle en carbure de chrome, en dessous une couche de chrome et carbure de chrome et en des- sous une couche de chrome comme montré par exemple sur la fig.
4. Quand le chrome a été appliqué sur une surface de fer ou d'acier on obtient -comme visible sur la fig, 3, une couche inférieure de chrome et d'alliages de fer qui sépare les car- buresde chrome du fer tout en as surant ,en même temps ., une liaison solide entre la couche de chrome et .le fer, si on veut protéger la surfce seulement centre la corrosion., quelques explosions sont déjà suffisantes et, dans ce cas, une couche de chrome très mince (1/10.000 ou 1/100.000 de pouce) est déj, suffisante, Si on veut obtenir une protec- tion qui puisse résister aux sollicitations mécaniques ou à l'usure, il est conseillable de commencer avec une couche de chrome plus épaisse (environ quelques millièmes de pouce)
et de réaliser une couche de carbures de chrome plus épaisse par la production d'un plus grand nombre d'explosions,
REVENDICATIONS.
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