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Procédé pour la fabrication de métaux durs.
La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de métaux durs à partir de substances à point de fusion élevé, comme les carbures, les nitrures, les siliciures, les borures de métaux à. point de fusion élevé ou de métallo'ides, par exemple à pa.rtir de carbures de tungstène, procédé suivant lequel ces matières de départ dures sont fondues avec amenée simultanée d'hydrogène, sous un arc qui est capable de dissocier complètement ou en partie l'hydrogène en ses atomes, les électrodes étant faites par exemple en tungstène, en molybdène ou en un métal équivalent à ceux-ci.
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Suivant le procédé connu, les matières de départ fine- menu pulvérisées, par exemple le carbure de tungstène, sont fondes dans un four à résistance à tube de charbon, moyennant 1'emploi de mesures particulières. Pour que l'alliage fondu ne devienne pas trop cassant,on a déjà proposé d'amener les pièces moulées, comprimées au préalable, aussi rapidement que possible à la température de fusion et de veiller à ce que la pièce comprimée ne vienne en contact que sur de petites surfaces avec le creuset de charbon ou le tube de charbon.
Par la fusion rapide et la minime surface de contact entre la pièce comprimée et les parois de charbon du creuset de fusion ou du tube de charbon, on doit éviter une trop grande absorption de carbone qui rend le métal cassant. On a employé également des procédés de coulée particuliers pour empêcher la formation d'une texture cristalline cassante.
Suivant une autre proposition , on croyait obtenir des masses fondues de métaux durs, résistantes et non cassantes par le fait qu'on refroidissait extrêmement rapidement les alliages après qu'ils étaient devenus liquides. On avait déterminé que les vitesses de refroidissement qui étaient plus grandes que 20 secondes fournissaient des métaux fondus à gros cristaux et friables.
Au moyen des mesures connues on n'a pas surmonté ou on a surmonté seulement dans une minime partie les difficultés résidant dans la fabrication d'un alliage à métal dur non cassant mais résistant.
Après de nombreux essais, il a été établi qu'on peut fabriquer des métaux de grande dureté et en même temps de ténacité satisfaisante à partir des matières de départ connues, comme les carbures, les nitrures des métaux difficilement fusibles, par exemple à partir de carbures de tungstène, sans qu'on doive observer des mesures particulières
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lors de la fusion ou du refroidissement, lorsqu'on fond les matières de départ avec amenée simultanée d'hydrogène sous un arc qui est capable de dissocier l'hydrogène totalement ou partiellement en ses atomes* Sous l'action de l'hydrogène atomque, il se forme un alliage de métal dur, mécaniquement extrêmement résistant, qui possède à côté d'une ténacité suffisante une grande dureté et dont la teneur en carbone est plus petite que celle des métaux durs usuels.
Par suite des températures de fusion élevées à produire en un temps court, il ne se produit pas dans la masse fondue d'absorption notable de carbone. Il n'est par conséouent pas nécessaire non plus de façonner d'abord la matière de départ en corps comprimés, de sorte qu'on peut partir des matières dures pulvérisées que l'on soumet [; l'arc dans des coules de charbon, de graphite ou d'autres matières réfractaires. il est Egalement particulièrement avantageux que l'on peut Laisser refroidir l'alliage fondu à l'air dans ses moules.
Des mesures spéciales ne sont pas nécessaires lors du refroidissement de la masse liquide et il ne faut pas de moules supplémentaires sans lesquels un procédé connu ne peut être réalisé.
On a en outre trouvé avantaeux de surchauffer audelà de leur point de fusion les alliages de métaux durs pauvres en carbone fondus sous l'arc et sous l'action d'hydrogène atomique. On a ainsi, avec des .températures de surchauffage de 200-300 u, des alliages de métaux durs convenablement utilisables.
L'alliage de métal dur fabriqué de la manière ainsi caractérisée convient pour être fritté à l'état finement pulvérisé avec des métaux auxiliaires facilement fusibles, principalement avec des métaux auxiliaires également finement pulvérisés du groupe du fer, pour former un métal dur de té-
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nacité particulière.
Si l'on expose en effet le mélange de métaux fondus finement pulvérisé de l'origine mentionnée cidessus et de métaux auxiliaires fondant plus facilement, finement pulvérisée, à des températures de chauffage qui se trouvent en-dessous de la température de fusion des métaux fondus, ces premiers métaux qui ont déjà par eux-mêmes une bonne ténacité, mais en particulier une très grande dureté, sont incorporés dans les métaux auxiliaires fondant plus facilement. il se forme ainsi, vue que le constituant de base, c'est à dire l'alliage fondu pulvérisé, est d'une dureté tout à fait extraordinaire, encore alors un métal de grande dureté, mais en rême temps très tenace lorsque les métaux auxiliaires sont mis en proportions relativement grandes.
Jusqu'à présent, on ne pouvait agglomérer les matières de départ usuelles, comme par exemple le carbure de tungstèhe finement pulvérisé, riche en carbone, qu'avec 5-6% de métal auxiliaire. Si l'on augmentait l'addition de métal auxiliaire au-delà de cette valeur, la dureté de la matière diminuait tellement rapidement que le produit n'était plus un métal dur utilisable. Tandis que dans le cas de l'emploi des matières de départ ueuelles, on prenait au maximum 20% comme proportion de métaux auxiliaires, on peut en cas d'emploi de l'alliage fondu suivant la présente invention, fabriquer des métaux très durs et très tenaces lorsqu'on agglomère 60-80 de l'alliage fondu pulvérisé finement avec plus de 20% et jusqu'à 40% des métaux auxiliaires également pulvérisés.