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" Perfectionnements à des compositions de matières dures et à leur production ".
La présente invention concerne des compositions de matières dures destinées à servir de taillants d'outils pour la taille de métaux, pour l'emploi comme étampes, pour créer des surfaces résistant à l'usure et pour des applications analogues, et elle concerne plus particulièrement des compositions dures contenant, avec du cobalt ou du nickel ou d'autres matières comme liant, un nouveau composé de carbure comprenant en dernière analyse chimique les éléments tungstè- ne , titanium et carbone et mis sous la forme de compositions très résistantes et très dures,ainsi qu'an procédé pour la formation de ces compositions dures.
L'invention concerne également des compositions dures de cette nature, et un procédé de fabrication de ces compositions qui contiennent outre le nouveau composé de carbure indiqué , des oarbures des éléments mantale, columbium, titanium et/ou zirco-
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nium, et des solutions solides de certains de ces carbures dans un autre de ces carbures, et plus spécialement l'invention concerne des compositions dures oontenant cmmme ingrédients le nouveau composé chimique correspondant à la formule chimique WTiC2, ce composé de carbure dur et un procédé pour le fabriquer étant décrits et revendiqués dans une autre demande de brevet portant la même date.
Le but principal de la présente invention est de fournir de nouvelles compositions dures de matière ainsi qu'un nouveau procédé de production de ces compositions dures qui auront une plus grande résistance, une plus grande dureté et une plus grande ténacité combinées comme le montre le fait qu'elles sont capables de supporter une plus grande flexion sans rupture, spécialement aux températures élevées,que cela n'a été possible jusqu'à présent.
D'autres buts de l'invention sont de fournir de nouvelles compositions dures de cette nature et un procédé pour leur production, ces compositions ayant une grande résistance et une grande dureté combinées et étant particulièrement durables lors de l'emploi comme pointes d'outil pour tailler les matières dures à grande vitesse. Un but spécial de la présente invention est de fournir une matière à outil pour l'usinage des aciers de toutes duretés à des vitesses élevées.
D'autres buts de la présente invention sont de fournir des oompositions dures de matière et un procédé de production de celles-ci , ces compositions contenant de petites particules de carbure dur dans lesquelles la croissance du grain ou l'agglomération des particules pendant l'opération de aimentation a été réduite au minimum, ce qui produit une composition ayant une plus grande résistance et dureté combinées et une meilleure résistance à l'usure que ce n'était possible jusqu'à présent,avec une conductibilité thermique désirable .
D'autres buts encore de l'invention sont de fournir des compositions dures de matière dans lesquelles la
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grande surface totale des petites particules de carbure a pour effet de produire des pellicules extrêmement minces de la matière liante même lorsqu'un grand pourcentage en poids de la matière liante est employé, ce qui a pour oonséquence une augmentation de la capacité de plier l'outil sans rupture,et de faire en sorte que la matière liante elle-même soit résistante aux températures ordinaires et aux températures élevées auxquelles ces outils sont soumis en service.
D'autres buts de l'invention sont de fournir des compositions dures et un procédé de production de ces compositions, qui sont exemptes d'impuretés les rendant cassantes et qui sont de constitution uniforme dans toute leur masse, en particulier quand à la teneur en matière liante.
Jusqu'à présent on a décrit des compositions dures de matière qui contiennent un mélange de carbure de tungstène, de carbure de tantale, de carbure de titanium et d'un métal auxiliaire tel que le cobalt, le fer ou le nickel, comme cela a été proposé par exemple dans le brevet américain n 1.973.428 Comstock, lequel brevet se rapporte également à la formation d'une matière de carbure cimentée contenant du carbure de tungstène et du carbure de titane cimentés dans une matrice métallique auxiliaire.
De même le brevet américain n 1.959.879, Schwarzkopf, propose le mélange ensemble de carbures d'au moins deux des éléments des troisième, quatrième, cinquième et sixième groupes du tableau périodique pour former des cristaux mixtes et pour former une matière dure par cimentation de ces cristaux mixtes avec un métal auxiliaire du groupe du fer comme liant.
Le composé chimique ici décrit et employé pour former des compositions dures par la méthode ici décrite,composé de carbure que l'on a indiqué être WTiC2, est distinct d'un mélange de carbure de tungstène et de carbure de titane tel qu'il est indiqué par Comstock et distinct de cristaux mixtes tels qu'ils sont décrits par Schwarzkopf même si le
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tungstène et le titane sont présents dans ce mélange ou dans ces cristaux mixtes dans les mêmes proportions que dans le WTiC2, par le fait que le WTiC2 est plus dur, a un poids spéoifique différent du mélange de carbures ou d'une solution solide d'un de ces carbures dans l'autre,n'est pas attaqué par l'eau régale et présente de nombreuses autres caractéristiques le distinguant d'un mélange de carbures ou de cristaux mixtes de ces carbures.
L'inventeur a fabriqué des matières dures de carbure cimenté conformément à l'exposé du brevet Comstock et également conformément à l'exposé du brevei Schwarzkopf , en employant du carbure de tungstène et du carbure de titane dans des proportions telles qu'on ait la même teneur atomique finale que dans le nouveau composé de carbure WTiC2, et on a trouvé que ces matières dures cimentées ont des caractéristiques différentes de façon définie, en comparaison des compositions dures de matières faites par l'emploi du composé nouveau de carbure WTiC2 comme ingré dient de carbure conformément au présent procédé, en ce sens que les compositions dures de matière faites suivant le procédé ici décrit en employant WTiC2 au lieu de cristaux mixtes ou de mélanges de WC et TiC,
sont de beaucoup supérieurs en résistance de rupture et dureté combinées et ont une conduotibilité thermique inférieure de façon désirable et offre une plus grande résistance au creusement et à l'usure lorsqu'elles sont employées comme pointes d'outils de coupe de métaux pour l'usinage d'acier ou de fonte au cuivre et au silicium.
On a fabriqué de même des matières dures de carbure cimenté en suivant exactement dans chaque cas le procédé décrit ici, sauf que des mélanges de carbure de tungstène et de carbure de titane étaient employés au lieu de WTiC2, dans des proportions capables de produire la même teneur en tungstène et en titane.
Des essais comparatifs avec des pièces faites de façon analogue mais contenant WTiC2 ont montré que les compositions dures de matière contenant WTiC2 comme
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ingrédient étaient de beaucoup supérieures à la matière fabriquée par le même procédé mais avec emploi d'un mélange de carbure de tungstène et de carbure de titane, en ce sens qu'elles avaient une résistante égale ou plus grande aux essais de rupture transversale, qu'elles étaient nettement plus dures, qu'elles avaient une plus faible conductibilité thermique et duraient au moins deux fois aussi longtemps lors de l'emploi comme pointes d'outil pour l'usinage de tambours de frein en fonte au cuivre et au silicium,et cinq fois aussi longtemps lors de l'emploi comme pointes d'outil pour l'usinage dacier,dans les mêmes conditions d'essai dans chaque cas.
En général pour la mise en pratique de la présente invention , des particules dures de carbure sont moulues dans un broyeur à boulets ayant une surface d'acier trenpée, au moyen de boulets durs en carbure,de préférence d'mviron 16 mm de diamètre, et sont mises en une composition dure correspondant sensiblement à la composition à f ormer,le broyeur à boulets étant rempli d'un hydrocarbure tel que du naphte qui a au préalable été traité par du sodium pour enlever les impuretés. Après broyage pendant une longue période, qui peut varier de 1 à 5 jours ou plus, la charge est enlevée, le surplus de naphte est décanté et le résidu est séché par un jet d'air jusqu'à ce qu'il contienne seulement environ 1% à 2% de naphte.
Du cobalt finement divisé ou du nickel ou du tungstène ou d'autres métaux liants tels que du tungstène carburé, qui est appelé ci-après "W-C" , ou un mélange de ces matières liantes sous la forme de particules finement divisées et mélangées si on le désire sous le naphte dans un moulin colloïdal, sont ajoutés à la matière carburée broyée saturée d'hydrocarbure ou bien de préférence les matériaux de carbure choisis et les matériaux de liant sont d'abord broyés ensemble dans un broyeur à boulets tel que celui décrit.
En tout cas les particules finement divisées de matière de carbure et les particules finement
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divisées de matière de liant sont mélangées complètement dans du naphte purifié ou un hydrocarbure analogue qui est enlevé pour laisser seulement environ 1% à 2 % de l'hydrocarbure ; dans cet état la masse est facilement moulable et peut aisément être mise sous n'importe quelle forme désirée. A partir de cette masse moulable on préparé-une pièce de la forme désirée et de dimensions suffisamment plus grandes que celles @ désirées pour compenser le retrait de 15 à 25 %, et cette pièce est soumise à une pression la rendant compacte, de préférence dans une chambre hydraulique de l'ordre d'environ 2250 kg par centimètre carré.
La pièce ainsi formée est placée dans un four électrique à vide à induotion, avec du magnésium métallique dans la proportion d'environ 1 partie de magnésium pour 200 à 300 parties de la pièce ou des pièces, et le four est chauffé lentement pour atteindre en environ 2 heures une température supérieure à 1315 0 et de préférence voisine de 1445 C et est maintenu à cette température pendant une période variant de 15 à 60 minutes.
Pendant le ohauffage, la chambre du four est vidée d'air jusqu'à obtention d'une pression de 40 à 7 miorons de mercure, ce vide élevé étant maintenu tandis que la température des pièces est supérieure à 1400 C, de préférence au moyen d'une pompe à mercure à diffusion reliée à la chambre du four, et d'une pompe à huile appropriée reliée de préférence à l'orifice de sortie de la pompe à mercure à diffusion,comme on l'a représenté et décrit au brevet américain du même inventeur n 2.093.845 publié le 21 septembre 1937. Après que le four et son contenu se sont refroidis,la pièce ou les pièces moulées peuvent être enlevées et sont prêtes à l'usage.
Un exemple particulier d'une semblable composition dure, expliquant l'invention a été formé au moyen du procédé suivant à partir d'un mélange consistant en 45% de WTiC2, 17 % de TaC à gros cristaux , 15% de Co finement divisé et
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23% de W-C (tungstène carburé obtenu par chauffage de tungstène et de carbone et contenant 6,08% de carbone à l'analyse). Ces ingrédients ont été placés dans un broyeur à boulets, en acier trempé, avec une charge de boulets en carbure dur de 16 mm de diamètre, le broyeur a été rempli de naphte qui a été au préalable traité par du sodium, et les ingrédients ont été broyés ensemble pendant environ 100 heures.
La charge a été enlevée du broyeur à boulets et le surplus de naphte a été enlevé jusqu'à obtention d'un résidu d'environ 1% à 2%, état dans lequel la masse était facilement moulable. Au moyen de cette masse on a fermé un certain nombre de pièces de dimension et de forme telles qu'elles avaient approximativement 5 mm x 7,5 mm x 19 mm, En prévoyant approximativement 20 % de retrait pendant les traitements pour chauffer et rendre les pièces compactes.
Plusieurs de ces pièces ont été placées avec 1 gr. de métal magnésium dans un four électrique à induction à vide de 23 cm auquel était reliée une pompe à mercure à diffusion pour l'enlèvement des vapeurs et des gaz et une pompe mécanique à huile à vide pour l'enlèvement des gaz ; les deux pompes en fonctionnement pendant tout le chauffage, les pièces ont été chauffées lentement 'ci environ 1100 C sur une période de 30 minutes et ensuite chauffées de 1100 C à environ 1450 C au cours des trois minutes suivantes, et maintenues à une température de 1450 C pendant quinze minutes, après quoi le four et son contenu ont été autorisés à se refroidir et les pièces ont été enlevées pour l'essai.
Des essais de ces pièces par un essai normal de rupture transversal ont montré qu'une force de 2300 kg est nécessaire pour les briser lorsqu'ellesµsont supportées entre des centres à 1,43 cm et pressées au milieu au moyen d'une bille de Brinell,oe qui par le calcul indique une force en formule de poutre de 19987 kg par cm2. Un essai de ces pièces par l'essai de dureté normal Rookwell "A" a montré qu'elles avaient une dure-
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té de 91,0 Rockwell "A". Lors des essais elles ont montré une conductibilité thermique de 0,0685 cal./ C/cm./sec. c'est-à-dire 0,0685 calorie par degré centigrade par centimètre par seconde.
En comparaison de pièces telles, des pièces analogues ont été faites moyennant l'emploi des carbures séparés dans la proportion atomique dernière de tungstène et de titane, renfermant du TiC à gros cristaux de grande pureté,pièces qui étaient formées identiquement de la même manière; la résistance de ces pièces de carbure formée des carbures séparés a été trouvée presque aussi élevée que celle des pièces oontenant WTiC2, mais la dureté a été trouvée de 89,9 Rockwell "A" et la conductibilité thermique a été trouvée approximati- vement 0,094 cal./ C/cm/sec.
Les pièces ont été essayées comme outils de coupe par l'emploi sur une machine Bullard pour usiner des tambours de freins en fonte au cuivre et au silicium, à 45 à 50 m/Min. et avec un avancement de 0,05 cm par tour et 0,16 à 0,24 cm de proondeur de coupe sur des surfaoes rugueuses. Dans ces conditions les pièces contenant WTiC2 ont produit 1273 pièces avant que l'outil doive être remeulé tandis que les pièces contenant les carbures séparés, employées dans la même machine, au même travail et à la même coupe et à la même vitesse ne fonctionnaient plus à cause d'émoussage avant d'avoir produit 425 pièces de travail.
Des pièces d'essai comparatif semblables ont été formées, l'une oontenant 50% de WTiC2, 17 % de TaO, 8% de Co et 25% de W-C, et l'autre contenant 50% d'un mélange de WC et TiO en proportion métallique monoatomique, 17 % de TaC, 8% de Co et 25 % de W-C de façon à avoir la même analyse chimique dernière et fabriquée par la même méthode et avec les mêmes quantités des mêmes matières liantes, et lors de l'essai les pièces contenant WTiC2 avaient une résistance de 14765 kg par cm2 avec une dureté de 92,3 et une conductibilité thermique de 0,0645, tandis que lespièces
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contenant WC et TiC avaient une résistance légèrement inférieure avec une dureté de 91,4 et une conductibilité thermique de 0,091.
Des essais comparatifs d'éprouvettes formées de façon analogue ont été faits dans un grand nombre de cas avec des proportions variables de teneur en carbure et de teneur en liant, et avec les mêmes résultats comparatifs, et même de plus grande supériorité des compositions de matière contenant WTiC2 ont été notées dans leur résistance à la formation de cratères et à l'usure lors de l'emploi pour la coupe d'aciers. De même, la conductibilité thermique ces pièces contenant WTiC2 était de façon caractéristique plus faible, au moins lorsque la matière liante valait moins de 60% de la composition.
L'inventeur a formé de nombreuses compositions différentes dures, suivant le procédé décrit ci-dessus, avec des proportions variables de WTiC2 et avec des matières liantes diverses et en faisant varier le pourcentage de celles-ci , ainsi qu'en incorporant d'autres matières de carbure, outre le WTiC2 ; ces compositions comprennent celles représentées au tableau "A" suivant qui indique les ingrédients de quelques exemples particuliers, avec leurs caractéristiques montrées par des essais ; le premier et le cinquième exemples de ce tableau ont été mentionnés précédemment.
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<tb>
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Exemple <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> Teneur
<tb> en <SEP> % <SEP>
<tb> Carbures
<tb> WTiC2 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 58
<tb> TaC <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> TiC <SEP> 17
<tb> Ta(Cb)C <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> Cb(Ta)C
<tb> Liant
<tb> Co <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 12 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 10
<tb>
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<tb>
<tb> Ni <SEP> 8
<tb> W(métal)
<tb> W-C <SEP> 23 <SEP> 23 <SEP> 21 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 15
<tb> Propriétés
<tb> Résistance <SEP> 19987 <SEP> 18952 <SEP> 17085 <SEP> 14647 <SEP> 14765 <SEP> 15187 <SEP> 13499
<tb> Dureté <SEP> 91. <SEP> 0 <SEP> 91.1 <SEP> 90.9 <SEP> 92.1 <SEP> 92.3 <SEP> 91.8 <SEP> 91.2
<tb> Conductib.
<tb> thermique' <SEP> . <SEP> 0685 <SEP> .0650 <SEP> . <SEP> 0645 <SEP> . <SEP> 0645 <SEP> . <SEP> 0645 <SEP> .
<SEP> 0640
<tb> Exemple <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb> Teneur
<tb> en <SEP> % <SEP>
<tb> Carbures
<tb> WTiCg <SEP> 58 <SEP> 58 <SEP> 60 <SEP> 72 <SEP> 75 <SEP> 36 <SEP> 17
<tb> TaC <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> TiC
<tb> Ta <SEP> (Cb)C
<tb> Cb(Ta)C <SEP> 11
<tb> Liant
<tb> Co <SEP> 5 <SEP> 25 <SEP> 16 <SEP> 25 <SEP> 12 <SEP> 4
<tb> Ni <SEP> 14
<tb> W(métal) <SEP> 14
<tb> W-C <SEP> 20 <SEP> 13 <SEP> 35 <SEP> 79
<tb> Propriétés
<tb> Résistance <SEP> 11249 <SEP> 22921 <SEP> 18843 <SEP> 17015 <SEP> 24608 <SEP> 17226 <SEP> 15890
<tb> Dureté <SEP> 94.1 <SEP> 89.2 <SEP> 90.8 <SEP> 91. <SEP> 0 <SEP> 88.0 <SEP> 91.
<SEP> 0 <SEP> 91.9
<tb> Conduotib.
<tb> thermique <SEP> 0.150
<tb>
Dans le tableau ci-dessus "Ta(Cb)C" est employé pour indiquer une solution solide de CbC dans TaC , et la substanoe employée contenait approximativement 84% de TaC et 16% de CbC. "Cb(Ta)C" est de même employé pour indiquer une solution solide de TaC dans CbC et la substance employée contenait approximativement 83% de CbC et 17% de TaC. "W(métal)" est employé pour indiquer de la poudre de tungstène métallique.
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" W-C " est employé pour indiquer du tungstène carburé amorphe formé par chauffage de particules de tungstène ou d'oxyde de tungstène avec du carbone dans une atmosphère d'hydrogène ou par n'importe quelle méthode de carburation, et la matière employée contenait de 6,08% à 6,1% de carbone à l'essai.
L'exemple 14 ci-dessus indiqué était formé de la manière indiquée à part cela sauf que le chauffage se faisait dans une atmosphère d'hydrogène sans emploi de magnésium ou du procédé à vide, à 1482 C. La conductibilité thermique des exemples 7 à 13 inclusivement était en dessous de 0,07.
Les nouvelles propositions que l'on a formées contenaient des ingrédients/que l'on peut classer en (1) le nouveau composé de carbure WTiC2, avec (2) une matière liante qui peut être (a) un ou plusieurs métaux du groupe comprenant le cobalt et le nickel ou bien (b) un ou plusieurs métaux du groupe com - prenant le cobalt et le nickel, avec un ou plusieurs métaux d'un groupe consistant en tungstène et en molybdène, ou bien (o) un ou plusieurs métaux d'un groupe consistant en cobalt et en nickel avec un ou plusieurs métaux d'un groupe consis- tant en tungstène et en molybdène, ces deux derniers métaux ayant avec eux du carbone soit sous la forme d'un métal carbu- ré, soit d'un mélange du métal ou des métaux avec du carbone.
L'inventeur a formé également de nouvelles compositions dures contenant des ingrédients qui peuvent être classés en (I) le nouveau composé chimique WTiC2, avec (II) du carbure de tantale ou du carbure de columbium ou des corps multicarbures contenant CbC ou TaC comme constituant principal et contenant comme constituant accessoire, en solution solide dans le constituant principal, un ou plusieurs composés choisis dans le groupe consistant en TaC, CbC, TiC et ZrC , et (III) une matière liante qui peut être (A) un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel, ou bien (B) un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel, avec un ou plusieurs métaux du groupe consistant
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en tungstène et en molybdène, ou bien (0) un ou plusieurs métaux du groupe consistant en oobalt, et en nickel,
avec un ou plusieurs métaux du groupe consistant en tungstène et en molybdène, ces deux derniers métaux ayant avec eux du carbone so,it sous la forme de métal ou de métaux carburés, soit en un mélange du métal ou des métaux avec du carbone.
Si WTiC2 est employé comme matière de carbure dure sans comprendre aucun carbure auxiliaire, la matière de liant uti- lisée sera de préférence un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel, auquel cas la quantité de la matière liante peut être de 3% à 30% de la compo'si- tion, ou bien, en second lieu, un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel avec un ou plu- sieurs métaux du groupe consistant en tungstène et en molyb- dène, auquel cas la quantité totale de cette matière de liant peut être de 10% à 50% de la compasition, et jusqu'à 80% de la matière liante peuvent être un métal ou des métaux du groupe consistant en tungstène et en molybdène, ou bien en troisième lieu, un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel,
avec un ou plusieurs métaux du grou- pe consistant en tungstène et en molybdène, ce tungstène et ce molybdène ayant absorbé du carbone, auquel cas la quantité de cette matière liante peut être de 10% à 55% de la composition et jusqu'à 80% de la matière liante peuvent être un ou plusieurs métaux du groupe consistant en tungstè- ne et en molybdène, y compris le carbone qu'ils ont absorbé.
Si WTiC2 est employé avec un carbure auxiliaire tel que TaC , CbC, Ta(Cb)C, Ta (Ti)C, Ta(Zr)C, Ta(CbTi)C, Ta(CbZr)c, Ta(TiZr)C,Ta(CbTiZr)C, Cb(Ta)C, Cb(Ti)C, Cb(Er)C, Cb(TaTi)C, Cb(TaZr)C, Cb(TiZr)C, ou Cb(TaTiZr)C, qui sont exposés avec une méthode de production dans le brevet américain du même inventeur n 2.124.509 du 19 juillet 1938, et si le pour- centage du nouveau carbure WTiC2 est diminué du pourcentage du carbure auxiliaire ajouté, les spécifications pour les pourcentages de matières liantes et la composition de la ma-
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tière liante restent dans les limites indiquées ici.
Pour former les compositions de la catégorie indiquée en premier lieu ci-dessus, c'est-à-dire ne comprenant pas, avec le nouveau composé de carbure WTiC2, de oarbure auxiliaire ni de métal carburé à part un liant, on a employé 17% à 95% de WTiC2 avec le reste de 83% à 5% en matière liante, et pour l'emploi pour la fabrication de pièces pour la taille d'aciers, la composition contient de préférence de 45% à 95% de WTiC et il est préférable d'employer comme liant à la fois du cobalt et du tungstène et du molybdène carburé, le cobalt dissolvant le tungstène ou le molybdène carburé et formant un liant solide qui produit une composition dure pouvant être déformée dans une plus grande mesure sans rupture que ne le peut une composition analogue utilisant W-C au lieu de WTiC2,
avec la même quantité de cobalt comme liant, et est également beaucoup plus dure . L'inventeur pense que jusqu'à un pourcentage donné, le W-C est dissous dans le oobalt eu le nickel, à la température de cimentation utilisée, pour former un eutectique fondu, qui n'attaque pas les particules de WTiC2, malgré leur petite dimension, en mouillant complètement les surfaces de ces particules excessivement petites de WTiC2 pour former une liaison solide,sans les dissoudre, et réduisant l'agglomération ou la croissance de ces particules , en les laissant enchevêtrées.
L'inventeur pense que dans les compositions telles qu'elles sont faites jusqu'à présent, en cimentant W-C au moyen de cobalt comme liant, le cobalt métallique s'unit aux plus fines des particules de tungstène carburé dans le mélange broyé pour former un eutectique, lorsque la température dépasse 13500C, ce qui a pour résultat leur élimination comme matière de carbure dure et laisse seulement les particules plus grandes noyées dans ce liant eutectique, tandis que si on emploie, comme matière de carbure dure, des particules de WTiC2, broyées à des dimensions excessivement petites avec où sans autres carbures tels que TaC Ta(Cb)C, Cb(Ta)C,
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ou des carbures analogues broyés de façon semblable, qui sont également insolubles dans la matrice,
on produit des compositions de matière qui ont un grain fin et dans lequel toute tendance à la croissance du grain ou à l'agglomération est réduite au minimum. Il est à remarquer que comme dans tout acier à outil à grande vitesse ou toute autre matière employée pour des opérations de coupe, la durabilité augmente avec la finesse du grain.
L'emploi de magnésium dans l'opération de cimentation pour former la composition dure agglomérée de matière, a différents effets précieux. Il agit comme "getter" , en se combinant à des gaz tels que l'oxygène et l'azote pour empécher une oxydation et pour contribuer notablement à obtenir le vide extrêmement élevé désiré. Il a été remarqué également que dans certains cas des traces de magnésium restent dans les pièces finies soit en carbure de magnésium, soit allié à d'autres substances et semblent améliorer la résistance de la composition.
Des essais comparatifs avec et sans emploi de magnésium ont montré que dans certains cas si le magnésium n'est pas utilisé et particulièrement si on emploie une température supérieure à 1400 C, il y a une tendance pour le cobalt, lorsqu'il est employé comme liant, à se vaporiser dans une mesure minime à la surface de la pièce, de sorte qu'il y a un léger manque de cobalt à la surface en comparaison du reste de la pièce et qu'un dépôt de cobalt a été remarqué sur des parties froides du four. Il a au contraire été observé que lorsque du magnésium était employé ce manque de cobalt à la surface de la pièce, ainsi que les dépôts sur la paroi du four ne se présentent pas.
L'inventeur pense que le magnésium fournit une atmosphère de vapeur métallique dans le voisinage des pièces, ce qui réduit ou empêche la vaporisation du cobalt.
La faible conductibilité thermique, d'environ 0,0645, trouvée dans ces compositions dures de matières est particu- lièrement désirable dans des outils pour la coupe d'aciers.
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D'autre part, pour la coupe rapide d'une fonte qui a un copeau granulaire ou s'émiettant, une conductibilité thermique élevée est très désirable et est essentielle si une durée d'existence raisonnable de l'outil doit être obtenue à des vitesses supérieures à 90 m/min. La raison de ceci est que lorsque les copeaux sont courts la production de chaleur par frottement est localisée tres près du tranchant,habituel- lement dans la surface entre le tranchant et une ligne située à quelques millièmes de millimètre de celui-cde sorte qu'il est désirable que l'outil ait une conductibilité thermique élevée pour faciliter la conduction rapide de cette chaleur au corps de l'outil, en vue de réduire au minimum la température la plus élevée développée au bord tranchant.
On comprend que dans les aciers de coupe à grande vitesse,le problème était tout à fait différent parce que les copeaux sont fendus et enroulés et viennent en prise avec la surf a- ce de l'outil dans une zone espacée du tranchant d'une distance notable,c'est-à-dire dans la zone où la formation de cratères se présenterait. Comme le copeau est rapidement déformé et par conséquent chauffé à une température élevée, habituellement à l'incandescence , il est désirable que l'outil évacue de cette surface aussi peu de ohaleur que possible, principalement parce qu'il est avantageux que le copeau ne soit pas refroidi notablement par son contact avec l'outil vu qu'il est moins facilement ondulé ou déformé lorsqu'il est refroidi.
L'exemple 14 du "tableau A" ci-dessus donné, était destiné à l'emploi pour la coupe de la fonte et a été trouvé très efficace pour cette application, sa conductibilité thermique élevée servant à évacuer la chaleur du tranchant.
REVENDICATIONS.
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