BE444099A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour éliminer les micropores dans les pièces moulées en alliages de cuivre. 



   L'invention concerne un procédé pour éliminer les micro- pores dans les pièces moulées en alliages de cuivre, notamment celles employées comme pièces de machines étanches aux fluides sous pression. 



   La microporosité des pièces métalliques moulées est un phénomène connu. Elle provient essentiellement du fait que le métal fondu résiduel apparaissant dans le squelette des cristaux primaires laisse lors de sa solidification des vides dont le nombre et la grandeur dépend du retrait et de la viscosité du métal fondu rési- duel. Les piè ces de machines qui doivent être étanches aux fluides' sous pression sont naturellement inutilisables quand le nombre et la. 

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 grandeur des micropores dépassent un faible degré   prédéterminé.   Ce fait est connu..Aussi essaie-t-on d'éviter la formation des micro- pores en employant une pression de moulage accrue et des additions qui diminuent la viscosité du métal fondu résiduel.

   Les fonderies de métal doivent néanmoins compter avec un rebut considérable dans la fabrication de pareilles pièces étanches aux fluides sous pres- sion. 



   L'invention a pour but d'écarter ces inconvénients et elle part à cet effet d'une notion métallo graphique générale: Si dans un système de deux ou plusieurs éléments d'un alliage, à l'état solide, les composants en présence sont entièrement ou partiellement solubles, ces solutions solides ou cristaux mixtes peuvent aussi être obtenus par diffusion des métaux solides, ou d'un métal solide avec un métal liquide, à partir du contact des deux métaux. Par exem- ple, lorsqu'on enrobe le cuivre de zinc par la voie galvanique et qu'on le recuit pendant une heure par exemple à   800 C.,   le zinc de- venu liquide diffuse dans le support de cuivre en formant en   même   temps des cristaux mixtes alpha. Il se forme ainsi une couche inter- médiaire de laiton.

   La profondeur de cette couche dépend en général de la nature du métal d'enrobage, de sa quantité, de la durée de . diffusion et de la température de diffusion. 



     L'invention   se base sur l'application pratique de la dé- couverte qu'un pareil processus de diffusion est   lié   à une augmenta- tion du volume de la couche de diffusion de la pièce traitée. Cette augmentation du volume est approximativement proportionnelle au volume du métal d'enrobage diffusé. Des écarts relativement à cette proportionnalité sont à prévoir dans les cas où le volume spécifique des cristaux mixtes formés s'écarte de la règle des mélanges. 



   Ainsi que l'ont montré de nombreux résultats d'expérience, l'augmentation du volume de la couche de diffusion, qui peut être engendrée sur toute profondeur voulue, a pour effet d'éliminer les micropores..Avec un peu d'expérience, on peut exécuter le procédé de manière que l'augmentation du volume corresponde juste au volume des   ¯¯¯Mores,   c'est-à-dire que - dans les limites des tolérances pratiques - 

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   la,   pièce elle-même conserve ses dimensions prescrites. 



   Des garnitures microporeuses en laiton MS 60 furent enro- bées de revêtements en étain, cuivre, zinc ou aluminium et recuites pendant environ 1 à 3 heures, selon l'épaisseur de paroi et la quan- tité de métal d'enrobage, à des températures comprises entre 750 et 
800 C Endéans ce laps de temps la diffusion était achevée et les pièces de garniture rendues étanches. Les résultats furent indépen- dantsdu mode d'application du métal d'enrobage. C'est ainsi que, par exemple, en appliquant le zinc galvaniquement, à l'état fondu ou à   l'état   pulvérulent on   réalisa   dans tous les cas, aprèsdiffu- sion, L'augmentation de volume escomptée, avec élimination des pores 
Les mêmes résultats furent obtenus avec les bronzes d'étain et les alliages de bronze rouge.

   On sait que ces alliages ont tendance à produire une "ségrégation inverse des lingots", c'est- à-dire un enrichissement en métal. fondu résiduel riche en étain dans les zenes extérieures de la pièce. Cet enrichissement en métal fondu résiduel riche en étain dans le squelette des cristaux primaires a pour conséquence, en raison du retrait de solidification du métal fondu résiduel, une formation particulièrement prononcée de micro- pores. Lorsqu'on enrobe alors la pièce de cuivre, par exemple galva- niquement, et qu'on la recuit pendant environ 1 à 4 heures, selon 'l'épaisseur de paroi et la quantité de métal. d'enrobage, à la tempé- rature de 700 C., le cuivre diffuse dans la surface et forme avec les cristaux riches en étain des cristaux mixtes alpha neufs.

   Par la diffustion du cuivre on forme ainsi justement aux endroits riches en étain et fortement microreux un cristal mixte alpha neuf avec augmentation du volume, ce qui amène la fermeture complète des pores. 



  Les enrobages de zinc donnent une augmentation de volume correspon- dant au volume du zinc diffusé, la durée de diffusion étant notable- ment plus courte, étant donné qu'à la   marne   température de diffusion de   ?00 C.   le zinc à   L'état   liquide possède une vitesse de diffusion notablement plus élevée que l'enrobage de cuivre solide. 



   Il est nécessaire d'opérer le recuit de diffusion en 1'ab- sence d'inclusions oxydantes. Il n'est point recommandable d'employer   un gaz protecteur à action reudctrice, par exemple l'hydrogène, car @   

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 car on sait qu'aux températures élevées ce gaz se dissout dans les métaux à un notable degré. Quand on emploie des gaz inertes, le traitement de recuit n'est pas économique. Ont fait leurs preuves les bains de sel, par exemple des bains de chlorure de potassium et de sodium, d'une part en raison de leur bon marché et de la facili- té avec laquelle ils se laissent manier et d'autre part aussi en raison de leur comportement spécial.

   On a pu observer, en effet, que la diffusion opérée dans un bain de sel sous pression hydrauli- que s'effectue plus   rapidement   qu'au cours d'autres traitements de recuit. 



   REVENDICATIONS --------------------------- 
1.- Procédé pour éliminer les micropores dans les pièces moulées en alliages de cuivre, notamment celles employées comme pièces de machines étanches aux fluides sous pression, caractérisé en ce qu'on garnit la pièce moulée d'un enrobage fait en un métal qui est capable de former avec le métal de la pièce moulée des cristaux mixtes, ou qui intervient danscelui-ci comme composant d'alliage, et on la soumet ensuite à un recuit de diffusion.

Claims (1)

1. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie comme métal d'enrobage le cuivre, le zinc, l'étain ou l'aluminium et on poursuit le recuit jusqu'à ce que l'augmentation de volume déterminée par la diffusion provoque la fermeture des micropores.

   3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on opère :Le recuit de diffusion sous pression hydraulique par exemple dans un bain de sel.

   4.- Procédé pour éliminer les micropores dans les pièces moulées en alliages de cuivre, en substance comme c'est décrit ci-dessus avec référence aux exemples cités.