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Description


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  Métal dur et procédé pour sa fabrication 
On sait que pour la fabrication des matières connues sous le nom de métaux durs, on emploie des combinaisons très dures et difficilement fusibles de différents métaux lourds avec des métalloïdes, de préférence des carbures de tungstène, de titane et d'autres métaux, en mélange avec des poudres mé- talliques servant de liant ou d'agglomérant, de préférence du groupe du fer, c'est-à-dire de cobalt, de nickel et de fer. 



   L'invention concerne une fabrication particulière des variétés de métaux durs qui contiennent du fer ou de la poudre de fer comme liant, et elle consiste en ce qu'on introduit dans le mélange de poudres ou dans les agglomérés comprimés, des 

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 quantités additionnelles appropriées de carbone ou de poudre des métaux qui s'allient au fer pur, après quoi on   applique   un traite- 
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 ment thermique qui, par diffusion ou C(f1 enté1tion" pour effet de transformer en acier le liant de fer pur. 



   Les avantages principaux du procédé suivant l'invention 
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 résident en ce que, grâce à sa tl ansforrnation en acier, on peut employer avec succès la poudre de fer qui n' a été utilisée   @ue   rarement à cause des propriétés défavorables des corps durs   f. bri.-   ques par le procédé habituel.

   La poudre de fer est,   6''une   part, 
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 beaucoup moins coûteuse que le cobalt ou le nickel fréoue-iment er,- ployés et d'autre part elle donne quand même, à la corcression, des bines parfaitement compacts qui, après l' Figglo!'l /'ratton à ha.ute tem- pérature sont exempts de pores et d':; cRvitf,s, et ce a cause dl' la ductilité et plasticité relatives du fer pur ou du fer doux   employé.   
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 En pratique, pour réaliser l 'invention;

   on incorpore a un   mélange   composé surtout de carbure de   tungstène   et, dans une pro- 
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 portion moindre, d poudre de fer pur, une 7u<nt:zte de carbone, o7;r exemple de fine poudre de charbon de bois, d0ter¯Ün'e (C f2con tue lorsque le comprimé est maintenu, 1al t é ri, eu r e;o en t , .o en à s.n t !u01-'11e tnps, à une température de 1000-i7.00 C. dans le four de cuisson; la diffusion du carbone vers l'intérieur du fer pur cause une   transfor-   mation de ce dernier en acier cémenté. 



   On opère de la   m'orne   façon, par diffusion, la. transforma- tion du fer pur en acier allié, en ajoutant des Quantités   judicieu-     sement   déterminées de fine poudre de nickel, chrome, manganèse etc., en combinant les métaux entre eux ou aves des quantités additionnelles de carbone. 



   Etant donné que le métal servant   o@   liant, clone dans le cas considéré le fer, n'intervient qu'en proportion réduite   d'envi-   ron 3 à 10 %, et que les métaux d'alliage utilisés dans la, production d'aciers spéciaux ne sont employés, eux aussi, ou''en faible pourcentage, 

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 ces derniers ne sont utilisés qu'en quantités relativement très réduites, ainsi, on obtient de bons résultats en partant d'une poudre ou d'un comprimé de la composition suivante: 
95 parties en poids de carbure de tungstène. 
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  4, <SEP> 7 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> fer <SEP> pur.
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 o , 5 il Il Il "chrome. 
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<tb> 0,01 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> manganèse
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 0,04 il il il il carbone. 



   Dans ce cas, le fer pur primaire donne naissance à un acier au chrome qui sert de liant à l'ossature de carbure de tungstène. Le processus est favorisé quand, au lieu d'incorpo- rer le carbone, ou la poudre de charbon de bois, à la masse totale et de mélanger ensuite, on mélange séparément la poudre de fer pur à la poudre de charbon de boiset on les broie ensemble, pour incorporer ensuite ce mélange à la masse totale. 



   L'enrobage intime des particules de fer pur par le carbone peut s'effectuer aussi par le procédé connu d'enrobage de poudre métallique par du carbone à chaud, le carbone prove- nant de la phase gazeuse d'hydrocarbures; dans ce cas il faut veiller à ce que la réaction de décomposition des hydrocarbures ( par exemple de méthane ou de benzène) n'ait pas lieu à urie température assez élevée pour provoquer la formation de pellicules de carbure à la surface des particules de fer pur. La décomposition de l'hydrocarbure et la précipitation du carbone doivent se faire, au contraire, à une température telle que seulement une couche de suie très pure et très. finement divisée se dépose sur les par- ticules en y adhérant'intimement.

   De plus, un enrobage intime des particules de fer pur par les particules des métaux d'alliage mentionnés peut s'obtenir pa.r le fait qu'en profitant de la position de l'élément fer dans la série de tensions   électrolyti-   ques, on précipite les particules des métaux mentionn.és, à partir d'une solution de leurs sels, sur le fer qu'elles enrobent, ou   @   

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 qu'on amène ces métaux à se déposer sur les particules de fer par voie   galvanoélectrique.   



   En agglomérant, à haute température, les   comprimas   de métal dur, il faut veiller à observer une température qui corres- pond au point de fusion   de   l'acier produit ou qui, ,tant donné   ou'il   s'agit seulement q'une agglomération, est de 20 à   60  in-     férieure   au point de fusion. 



   Quand la teneur en carbone est ae 1 % de la quantité du mélange de fer pur et de carbone, cette température est voisine de   14000C.;   elle est d'environ 1300 C. quand la, teneur en carbone est de 2 %, et ainsi de suite. 



   En conduisant de façon   auppropri@e   le   refroidissement   des lingots ou en les soumettant à un recuit, on peut conférer à l'acier servant ae liant, les différentes   propriétés   de: oureté, de résistance à la cassure, etc., connues en'métallurgie et trou- vant leur origine dans la structure   ferriti@ue,     perlitiue   ou martensitique de l'acier. 



   REVENDICATIONS   @   
1. - Métal dur, caractérisa en ce que lemétal 'lui lie les particules de matière dure est de licier.

Claims

2.- Procédé de fabrication du métal dur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le @elange pulv rulent de départ qui contient primitivement du fer doux co@@e Haut pour les particules de matière dure est additionna pvant la compres- sion et l'agglomération ou tout autre traitement thermi@ue, de carbone finement divisé en quantité telle qu'à la chaleur, des processus de diffusion ou de cémentation transforment le fer doux en acier.

3.- Procédé de fabrication de métal dur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'en vue de transformer <Desc/Clms Page number 5> en acier spécial le fer doux servant de liant, on incorpore au mélange de poudres ou 'à la poudre de fer doux, déjà additionnée ou non de carbone, des proportions appropriées de métaux d'alliage tels que le chrome, le nickel, le manganèse, le tungstène, le molybdène etc.

4. - Procédé de fabrication du métal dur suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie, comme carbone additionnel, du charbon de bois, de préférence finement pulvérise.

5. - Procédé de fabrication du métal dur suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que les particules du fer doux en poudre, entrant dans le mélange, sont enrobées à leur surface de carbone, par mouture et broyage avec le carbone à ajouter.

6.- Procédé de fabrication du métal dur suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'on provooue, sur chaque parti- cule de fer doux, le dépôt très adhérant de suie très pure, par 'la décomposition thermique connue d'hydrocarbures gazeux.

7.- Procédé de fabrication du métal dur suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'on provoque le depôt, sur chaque particule de fer doux, de métaux d'alliage à partir d'une solution de leurs sels, en utilisant les effets de la série d@ tensions élec- trolytiques des métaux ou par la. voie galvanoélectrique.

8.- Procédé de fabrication du métal dur suivant la. revendication 1, caractérisé en ce que les propriétésmécaniques de lacier servant de liant sont influencées, avant ou après sa formation, par des opérations thermiques, en conformité a.vec les principes métallurgiques connus.

9.- Procédé de fabrication de métal dur, en substance comme décrit ci-dessus.