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Perfectionnements à la fabrication de métaux durs partir de poudres de substances dures et de métaux auxiliaires ser- vant de liants.
On requiert des corps désignés sous le nom de métaux durs .. qui remplacent maintenant de plus en plus las aciers rapidas et d'ailleurs les surpassent effectivement en puis- sance qu'ils présentent dans l'objet fini en métal dur une homogénéité si possible totale et une répartition régulière des constituants, qu'ils possèdent une bonne résistance in- terne et qu'en outra ils na soient pas cassants mais autant que possible tenaces.
Ils doivent avoir une résistance élevée aux efforts mécaniques, par exemple lors de leur emploi cum- me outils de coupa ou aussi comme filières, tampons d'étirage ou de laminage, et ils doivent également conserver leurs pro-
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priétés remarquables lorsqu'ils sont soumis à un fort chauf- fage en même temps qu'aux autres efforts. Or, les métaux durs connus, qui possèdent maintenant déjà à un certain degré ces propriétés, présentent encore des défauts sensibles qui di- minuent la valeur des corps an métaux durs et dont l'origine tient an général au mode de fabrication des corps en métaux durs.
Une sorte de métaux durs, dont les éléments essentiels sont en particulier la cobalt, le chrome at d'autres métaux du groupe du chrome, tels que par exemple la tungstène et le molybdène avec une faible teneur en carbone et en fer, est fa- briquée par fusion de substances dures et par coulée dans la forme d'utilisation. Leur dureté est limitée per les métaux mentionnés et utilisés ! ils présentent une fragilite due le. la nature du procède de f abric, atbn il leur manque la tenacite très nécessaire pour l'utilisation pratique.
Une autre sorte de métaux durs est récemment venue au premier plan parce que, sous un certain rapport, ils surpas¯ sent les précédents par leurs bonnes propriétes. Ces métaux durs du second type contiement comme constituants principaux des combinaisons de métaux durs, tels que des carbures, des siliciures, ainsi que du bore et des borures ou autres* on emploie de préférence à cet effet des carbures de tungstène comme élément de base efficace. Tous les corps indiques ont une très grande dureté et un point de fusion élevé. Ces éle- ments de base, broyés au grain le plus fin, sont lies dans les corps de métaux durs par certains métaux auxiliaires, ils constituent une portion relativement faible du tout.
Dans les métaux durs de cette porte, il est important d'obtenir une homogénéité complète ainsi que, dans le corps des métaux durs, une répartition régulière des constituants. Onn'en pouvait tou- t.fois obtenir ce résultat que dans une mesure incomplète suivant les procédes de fabrication connus.
La liaisun das constituants mentionnés etait realisee en général par le pro-
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cédé d'agglutination, c' ,}st à dira que le mélange des carburas métalliques at des liants - mis sous une forme correspondant ... a l'utilisation ultérieure ou sous une forme inwr.ne.i4iro - était chauffu 1:; un: terupérature qui ramollissait la liant,pour na pas avoir une action trop prononcée sur 1a dureth: da -L'en- semble, il était et est aussi nécessaire d' employer comme liant des substances ne fondant pas iacÀ3inJnt;
c'est pourquoi le chauffage à la température d'agglutination faisait que le
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procédé de fabrication avait une influence chimique :l.;savdbtt1- geuse sur la massa principale des métaux durs par le procède de fabricotion, enlevait sux carbures par exemple le carbone qui passait dans le liant, diminuant donc ainsi la durete fi- nale de la masse.
La liaison des corpuscules de carbure (pour simplifier) dans les métaux durs mentionnés an second lieu,
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le oimentage de ces corpuscules entre aux au moyen da métaux auxiliaires, étaient indispensables pour donner aux objets en métal dur la résistance interne qui, jointe à une plus ou
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moins grande ténacite, est toujours necesst2,ira ppur les buts d'utilisation, et qui manquait, comme on l'a rappelé, dans la sorte de métaux durs obtenus par fusion.
La présente invention a pour objet un procède da fabri- cation de métaux durs du type précisé an second lieu et il convient pour éviter très complètement les inconvénients sus- mentionnés. La nouveau procédé est en outre tel que les pro- priétés des objets en métaux durs peuvent être adaptées aux nécessités imposées par las différents usages.
Conformément à l'invantion, les corps durs, tels par exem- ple que des carbures métalliques, des siliciures, du bore et des borures Du analogues, de préférence du carbura de tungstène, mis sous forme de poudre du grain la plus fin, sont séparément mis en forme sous une pression convenable, A partir de l'anode,
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par précipitation élactro-galvaniqua, donc sous l'état de di- vision la plus fin qui puisse se concevoir, las métaux auxiliai-
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introduits dans le corps tout d'abord uniquement compose de poudre de substance dure en particules étroitement serrées les unes sur les autres, ce corps servant .en parti.: de ca- thode.
Las dits métaux pénètrent dans tous les interstices existants, même dans les plus petits, ils doivent obligatol@ rement obéir aux forces naturelles entrant en action; ils se déposent sur les particules d'élément dur et se lient soli- dement elles* ils sont ensuite précipites sur les particu- les de constituants auxiliaires déjà précipitées devenant elles-mêmes conductrices, jusqu'à de que même la moindre es- pace libre soit complètement rempli et qu'il se soit formé un ensemble ayant l'homogénéité la plus absolue. D:
cette façon, il résulte une liaison et une résistance du lien entre les deux constituants, une cohésion entre las particu- les constitutives et par suite dans tout l'objet en métal dur, que l'on ne peut pas atteindra d'une autre manière. Il en ré- sulte donc, froid, la formation d'un métal dur ou d'un ob- jet en métal dur, composé de particules da substance dura du type indiqué ci-dessus, par exemple de carburas de tungstène du grain le plus fin comme élément principal et de substances auxiliaires remplissant les petits espaces libres entra les particules; on évite ainsi tout chauffage de l'un ou l'autre des éléments ou de l'objet en métal dur résultant de leur liaison.
On évita ainsi toute atteinte de la dureté par pas¯ sage du carbone, ou d'autres constituants durs, des caroures ou des éléments durs dans le liant.
Le procédé donne en outre la possibilité da choisir à volonté les éléments auxiliaires servant de liant suivant cha- que valeur du point de fusion et également an fonction de cha- que degré de dureté propre, de sorte que par exemple les carbures de tungstène peuvent être aussi reliés par du tungs- tène métalliqua.
La quantité relative du liant dans ici masse de métal dur peut être fixée en moi à touts valeur convenable par le choix
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d3 la pression dans la formation de l'objet D métal dur
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partir des substances da base.
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RESUME.
Procédé d3 faürication dû:ts, 0n partioulior û.,atll de ca,;j'3, in iitivx durs, sa composant de carbures :utalliau.a, da siliciures, de bore ou d0 borures ou de DuuStLr1CJ8 baulo- fÙ'.3S, d.> préférence de carbures de tungstène, et d' :;n métal auxiliaire de liaison, c ar ac t ;> r 1 s par la mise en fl u mn 5epa¯ ré3 des éléments durs finement Lulvris.:s suus un.: i...rJ.::.s.Lur1 convenable ;1: [(',r la liaison des p:-,.rt.LC1ÜJS pulvurulentes de '3ub str.:nc'3 dure d.:
l'objet moulé, pe-r precipitat-Lun wlectro- e;qlvanilUj partir da l'anode d-s 'Jl,mJntg auxiliüir..r, ;ni;r.< les particules d'3 substance dure rendues céJ,thodiCluJrnant t c w n ai, c- tric 3s et 1 >s p ;irticuL.3s da substancd auxiliaire nJC.LhJit0jS rendues .llss-m3n..:s conductrices Jueclu' à r0i!1pli-' 6at. complet de tous les plus petits des espaces libres dans l'objet en
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métal dur.
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Improvements in the manufacture of hard metals from powders of hard substances and auxiliary metals as binders.
Bodies referred to as hard metals are required .. which are now replacing more and more rapid steels and moreover effectively surpass them in power that they present in the finished hard metal object as homogeneity as possible. total and regular distribution of constituents, that they have good internal resistance and that in addition they are not brittle but as much as possible tenacious.
They must have a high resistance to mechanical stresses, for example when they are used simultaneously as cutting tools or also as dies, drawing or rolling pads, and they must also retain their properties.
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remarkable properties when subjected to strong heating at the same time as other stresses. Now, the known hard metals, which now already possess these properties to a certain degree, still exhibit appreciable defects which reduce the value of bodies made of hard metals and the origin of which is generally due to the method of manufacture of bodies in metals. hard.
A kind of hard metals, the essential elements of which are in particular cobalt, chromium and other metals of the chromium group, such as for example tungsten and molybdenum with low carbon and iron content, is fa- bricked by melting hard substances and casting into the form of use. Their hardness is limited by the metals mentioned and used! they present a fragility due to the. the nature of the fabric proceeds, atbn they lack the tenacity very necessary for practical use.
Another kind of hard metals has recently come to the fore because, in some respect, they surpass the previous ones in their good properties. These hard metals of the second type contain as main constituents combinations of hard metals, such as carbides, silicides, as well as boron and borides or the like * tungsten carbides are preferably used for this purpose as effective basic element. . All of the indicated bodies have a very high hardness and a high melting point. These basic elements, ground to the finest grain, are bound in hard metal bodies by certain auxiliary metals, they constitute a relatively small portion of the whole.
In the hard metals of this gate, it is important to achieve complete homogeneity as well as, in the body of hard metals, an even distribution of constituents. This result could always be obtained only to an incomplete extent according to known manufacturing procedures.
The binding of one of the constituents mentioned was carried out in general by the manufacturer.
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yielded from agglutination, it will be said that the mixture of metallic carburises and binders - put in a form corresponding ... to subsequent use or in a form inwr.ne.i4iro - was heated 1 :; un: teruperature which softened the binder, so as not to have a too pronounced action on the dureth: all in all, it was and is also necessary to use as binder substances which do not melt iacÀ3inJnt;
this is why heating to the agglutination temperature caused the
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manufacturing process had a chemical influence: l.; savdbtt1- geuse on the main mass of hard metals by the manufacturing process, removed sux carbides for example the carbon which passed in the binder, thus decreasing the final hardness of the mass.
The bond of carbide corpuscles (to simplify) in the hard metals mentioned in the second place,
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the cementation of these corpuscles between them by means of auxiliary metals, were essential to give to the hard metal objects the internal resistance which, together with a more or
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less tenacite, is still necessary, will go for the purposes of use, and which was lacking, as we have recalled, in the kind of hard metals obtained by fusion.
The object of the present invention is a process for the manufacture of hard metals of the type specified in the second place, and it is suitable for completely avoiding the above-mentioned drawbacks. The new process is also such that the properties of hard metal articles can be adapted to the requirements imposed by the different uses.
In accordance with the invention, hard bodies, such as, for example, metal carbides, silicides, boron and analogous borides, preferably tungsten carbide, formed into a powder of the finest grain, are separately shaped under suitable pressure, from the anode,
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by elactro-galvanic precipitation, therefore under the finest state of division that can be conceived, the auxiliary metals
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introduced into the body at first only composed of powder of hard substance in particles tightly packed one on top of the other, this body serving in part as a cathode.
The so-called metals penetrate into all existing interstices, even in the smallest, they must obligatorily obey the natural forces coming into action; they are deposited on the particles of hard element and bind themselves firmly they * they are then precipitated on the particles of auxiliary constituents already precipitated becoming themselves conductive, until even the smallest free space is completely filled and that there is formed a whole having the most absolute homogeneity. D:
in this way, there results a bond and a resistance of the bond between the two constituents, a cohesion between the constituent particles and consequently in the whole hard metal object, which cannot be achieved in any other way. . This therefore results, when cold, in the formation of a hard metal or of a hard metal object, composed of particles of dura substance of the type indicated above, for example tungsten carburans of the largest grain. end as the main element and auxiliary substances filling the small free spaces entered the particles; any heating of one or other of the elements or of the hard metal object resulting from their bonding is thus avoided.
In this way, any damage to hardness was avoided by passing carbon, or other hard constituents, carours or hard elements in the binder.
The process also gives the possibility of choosing at will the auxiliary elements serving as binder according to each value of the melting point and also according to each degree of inherent hardness, so that for example tungsten carbides can be used. also linked by metallic tungsten.
The relative quantity of the binder in this mass of hard metal can be fixed in me at any suitable value by the choice
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d3 the pressure in the formation of the hard metal object D
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from the basic substances.
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ABSTRACT.
Manufacturing process due: ts, 0n partioulior û., Atll of ca,; J'3, in iitivx hard, its component of carbides: utalliau.a, da silicides, boron or borides or DuuStLr1CJ8 baulofÙ '. 3S, d.> Preference of tungsten carbides, and of:; n auxiliary bonding metal, c ar ac t;> r 1 s by the fl u mn 5epā ré3 of the hard elements finely Lulvris.:s suus a .: i ... rJ.::.s.Lur1 suitable; 1: [(', r the binding of the p: - ,. rt.LC1ÜJS of' 3ub str.:nc'3 lasts d .:
the molded object, per-r precipitat-Lun wlectro- e; qlvanilUj from the anode ds' Jl, mJntg auxiliüir..r,; ni; r. <particles of hard substance made ceJ, thodiCluJrnant tcwn ai , c- tric 3s and 1> sp; irticuL.3s da auxiliary substance nJC.LhJit0jS rendered .llss-m3n ..: s conductive Jueclu 'to r0i! 1pli-' 6at. full of all the smallest free spaces in the object in
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hard metal.