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BREVET D'IMPORTATION BASE SUR LE BREVET AUTRICHIEN "Procédé pour améliorer la matière de la surface d'ob- jets en métal".
Avec le développement de la construction des ma- chines, le besoin d'employer des métaux plus résis- tants s'est constamment accru, par exemple pour les organes d'obturation ot de commande, etc... Notamment depuis l'emploi de la vapeur surchauffée et fortement surchauffée, du réchauffage intense de l'eau d'alimen- tation de chaudières et de l'alimentation au moyen de condensats chauds, les éléments en question sont for- tement sollicités, principalement en ce qui concerne
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la matière des points d'étanchéité. Les meilleurs al- liages ou aciers connus et usuels ne résistent pas longtemps dans les z8nes d'application mentionnées et pour répondre à ce besoin pressant, des inventions ont fréquemment été faites en vue d'écarter cet inconvé- nient.
Une des plus connues est la construction, dans le siège et le c8ne, d'anneaux insérés à la presse, en nickel ou en alliages de nickel. Mais même ce pro- cédé qui est une amélioration par rapport à l'incon- vénient mais n'écarte pas celui-ci, ne suffit pas longtemps aux endroits où l'oxydation et la corrosion agissent en même temps pour la destruction, comme par exemple dans le cas de vapeur surchauffée, dans les conduites d'alimentation de chaudières au moyen de
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ni 0'] rtng nii fortement chauffon do vapeur et dteati. Il ne peut pas s'employer du tout dans le,-cas où µ ces sollicitations mentionnées à haute température s'ajou- tent encore des sollicitations mécaniques comme dans les soupapes des moteurs à combustion, notamment dans les moteurs Diesel.
Pour cette raison, il a été proposé de recou- vrir les endroits sollicités au moyen de métaux plus résistants par le procédé de Schoop ou de produi- re suivant les procédés analogues par insufflation de charbon avec ou sans mélanges de métaux plus ré- sistants, des améliorations superficielles de la tex- ture ; tout cela a été sans résultat pour des raisons bien évidentes. D'autres propositions se rapportent à l'application et à la soudure électrique ultérieure de plaques terminées en un métal plus dur sur le support plus ductile. Par suite de la grandedifféren- ce existant le plus souvent en pareils cas dans les points de fusion des deux métaux, la liaison au point de soudure n'est pas du tout sûre.
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C'est ici qu'intervient pour porter remède la pré- sente invention, Des recherches faites pendant plusieurs années pour la solution de la question des matériaux ont donné un plein succès en cas d'emploi d'alliages du grou- pe du fer et du chrome. On envisage surtout l'emploi d'al- à liages qui combinent%une résistance mécanique élevée; ou- tre une résistance à la corrosion, en même temps une ré- sistance élevée à l'oxydation, et il a été découvert qu'à cet effet en particulier des alliagos de chrome, de nickel et de fer et les alliages tungstène-nickel, fer-cuivre conviennent dans une mesure remarquable, avantageusement avec les additions connues et usuelles de l'acier comme la vanadine, le titane, etc...
Par exemple
60% de fer
30% de chrome
10 % de nickel ou encore 70% de fer
15% de tungstène 10% de nickel
5% de cuivre
La grande résistance de ces alliages oppose au façonnage approprié par forgeage ou, si l'on tient compte de leur point de fusion élevé, par coulée, de grandes difficultés, mais également leur prix de revient élevé rendrait impossible une application éten- due dans la mesure désirée dans le domaine en question si l'on voulait faire au moyen de ceux-ci des objets massifs.
On est parvenu en outre à écarter ces diffi- cultes par le fait qu'on a trouvé que les alliages men- tionnés difficilement fusibles peuvent se réunir contre toute attente d'une manière satisfaisante en couche min- ce, de façon tout à fait homogène et inséparable, à des.
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matériaux de construction de valeur moindre, par exemple au fer ordinaire lorsque la matière plus précieuse est amenée avant la réunion avec le support traité à la sur- face à l'état de fusion, dans un état liquide capable de s'égoutter, par une flamme autogène ou par un arc électrique.
Cette application extrêmement économique d'u- ne couche mince, par exemple de 1 à 3 mm. d'épaisseur, faisait paraitre assez certain dans la fusion le mélan- ge de la matière précieuse avec le métal de base, tandis que naturellement le caractère d'alliage serait modifié complètement par la propriété de J'opération de soudage, notamment de la soudure autogène, de façon tout à fait non iniforme (teneur en carbone.). contre toute attente ceci ne se produit pas, comme de nombreuses analyses précises des différentes couches de pièces fabriquées suivant le procédé en question parceque l'alliage plus précieux a été amené à l'état liquide capable de s'é- goutter avant la réunion avec la surface du support se trouvant à l'état de fusion.
La raison de ce nouveau phénomène suivant lequel le mélange des métaux est empêché réside, suivant les recherches, dans la divers* sité des tensions superficielles de ces alliages et métaux à l'état liquide qui parvient seulement lors de l'existence de minces couches fondues à la réali- sation de cet effet surprenant. Lors du procédé, la goutte appliquée se met en effet en boule lofsqu'elle touche le support et se bombe par suite de sa grande tension superficielle sur le support, ce qui empêche un mélange.
On a pourvu par exemple un grand nombre d'orga- nea d'obturation les plus divers, fortement sollicités, pour vapeur fortement surchauffée, mélanges de vapeur et d'eau, etc.. de surfaces d'étanchéité établies sui- vant le procédé ci-dessus. Tandis que les soupapes en acier coulé pourvues de garnitures d'étanchéité connues en nickel n'étaient plus étanches après six @
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mois et que les surfaces d'étanchéité étaient complète- d'étanchéité ment détruites après un an, la nouvelle garniture était encore complètement étanche après un fonctionnement de jour et de nuit de trois années sans aucun meulage ml- téfieur et les surfaces d'étanchéité étaient après ce temps d'un poli aussi blanc qu'au premier jour de la mise en place .
Lors de la réalisation du procédé on a observé des difficultés lors dela fusion autogène d'alliages à teneur élevée en chrome en ce sens que par-.suite du chrome la surface se reoouvre rapidement d'une:. couche dense d'oxyde qui donne par son infusibilité et sa mauvaise conductibilité thermique inévitable- ment des pièces défectueuses. Ces alliages n'ont pu par. conséquent être fondus de façon irréprochable que dans le procédé réducteur électrothermei que avec un arc indépendant ; avec le procédé autogène on ob- servait, aussi bien avec des flammes d'hydrogène et d'oxygène qu'avec des flammes d'acétylène et d'o- xygène les difficultés mentionnées ci-dessus.
On est parvenu à écarter ces dernières pour rendre utilisa- ble le procédé autogène le plus répandu dans la pra- tique, pour l'amélioration des surfaces de métaux par le fait que la fusion des alliages en question se fait par la flamme d'un mélange d'acétylène et d'oy- gène de composition déterminée. La flamme de soudure normale de ce mélange gazeux n'a pas une action de désoxydation suffisante pour la teneur enchrome des alliages et un résultat est seulement certain lorsque le mélange gazeux est réglé de telle manière que con- trairement à l'opération usuelle de soudure autogène, on maintient devant l'ofifice de l'ajutage du chalu- meau un c8ne de flamme blanche d'environ 1 cm. de longueur, c'est à dire qu'il y, a donc un certain excès d'acétylène.
C'est seulement lorsque la fusion
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des alliages se fait à l'intérieur de ce c8ne de flamme éclairant qu'il se produit une désoxydation suffisante pour le chrome.
Le procédé en question représente pour la construc- tion des machines un progrès important, car on parvient avec oelui-ci à employer pour des pièces fortement sol- licitées des matériaux de construction peu coûteux à surface améliorée et à rendre .--possible en particulier l'utilisation générale sous une forme très économique, pour les alliages coateux de haute valeur. Un champ d'application étendu s'ouvre donc ainsi dans l'indus- trie où un remède est apporté à un défaut sensible.
REVENDICATIONS.
1 ) Procédé pour améliorer la surface de la matière d'objets èn métal, caractérisé en ce que des métaux ou des alliages plus résistants ou plus précieux que le métal de base sont réunis à celui-ci en couche de minceur appropriée, électrothermiquement ou autother- miqaement, après passage préalable du métal plus pré- cieux à l'état liquide capable de s'égoutter.