BE447218A

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Publication number: BE447218A
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Description


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  " Procédé de fabrication d'objets façonnés en fer ou en ses   alliages.sans   fusion de ceux-ci, et objets ainsi fabriqués " 
On sait déjà qu'on peut fabriquer des objets façonnés, par exemple des haches, des marteaux, des coussinets, des noyaux d'aimants, en une diversité de formes illimitée, à par- tir de fer ou d'un alliage de fer tel que   Fe-W,   Fe-V, Fe-Mo en comprimant la matière première finement divisée et sous une haute pression, à froid ou à chaud,sous la forme désirée, et aussi que dans le premier cas on peut affirmer qu'une sorte de concrétion ou frittage a eu lieu. 



   Il convient particulièrement, dans certains cas, de chauffer la matière ou l'objet jusqu'à environ   800-1200 C   pen- dant ou après le pressage, ou à la fois pendant et après le pressage, afin d'effectuer une soudure sûre des grains, sans qu'une véritable fusion ait lieu. Dans ce cas, on peut exclu- 

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 re l'oxygène de l'air et les autres gaz oxydants en exécutant le chauffage en atmosphère réductrice, consistant en hydrogène, en oxyde de carbone, en gaz d'éclairage ou en n'importe quel autre gaz ou mélange de gaz agissant d'une manière semblable. 



  La matière première granuleuse peut, dans certains cas, être chauffée en atmosphère réductrice avant le pressage, afin d'éli miner, si c'est nécessaire, les pellicules d'oxyde des surfaces des grains. Il peut être convenable de mélanger l'atmosphère réductrice avec de l'azote. Le pressage peut avoir lieu par pression agissant continûment ou au moyen de marteaux ou par façonnage au marteau-pilon etc. La teneur en carbone doit, au moins dans certains cas, être inférieure à   1,5-1%,   et l'on peut, si c'est nécessaire, éliminer la teneur en carbone des grains de fer à haute teneur en carbone, par exemple des grains de fonte, jusqu'à la valeur voulue, éventuellement jusqu'à   0,02-0,01,   par ce qu'on appelle affinage sec, par recuit etc. 



  Lors du façonnage, on peut employer un mélange de grains de grec seurs différentes, mais il peut aussi convenir de trier la ma- tière granuleuse en certaines classes de grains, qui sont trai- tées séparément. Dans certains cas, on force la fine division, par exemple par mouture, éventuellement dans un moulin à   colloi   des, jusqu'à une finesse qui permette un tamisage à travers des tissus ayant des ouvertures d'une grandeur d'environ 0,04   mm.   seulement.

   Un procédé approprié à effectuer une fine division remarquable, exécutée à bon marché, consiste à refroidir rapide ment le fer liquide ou l'alliage de fer liquide dans l'eau, la vapeur ou l'air, d'où il résulte que la matière est, d'une ma- nière connue, fragmentée en petites billes, qui peuvent avoir un diamètre inférieur à environ 0,5 mm On peut les moudre en- suite dans un moulin ou broyeur à boulets ou dans un dispositif analogue contenant des corps de mouture en grésil de fer dur. 



  Si l'on part de très petits grains, par exemple d'un diamètre inférieur à environ 1   mm   et que l'on décarbure ceux-ci jusqu'à 

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 une faible teneur en carbone, par exemple inférieure à 0,20 0,1% C, il est possible, sans plus grandes difficultés ni frais, de diviser mécaniquement le produit décarburé dans un moulin consistant, par exemple, en plateaux d'acier dur spécial plans, parallèles, tournant les uns contre les autres et pré- sentant de fines cannelures.   Il   est clair qu'une semblable mouture fine peut avoir lieu sans usure relativement grande des surfaces de mouture ou des cannelures, si la matière à a/ moudre est très pauvre en carbone et de ce fait, une malléa bilité analogue à celle d'un métal comme l'aluminium ou le plomb.

   Nais il est évident aussi qu'un pareil fer pauvre en carbone a une solidité ou résistance mécanique assez faible, ce qui est un inconvénient lorsqu'on a l'intention de fabri- quer au moyen de la poudre, des objets qui doivent posséder une grande résistance mécanique déterminée et, par exemple, les propriétés de l'acier. 



   Il est toutefois possible d'obtenir la grande résis- tance mécanique et la grande stabilité désirées des objets en fournissant au fer décarburé, après sa mouture fine, une te- neur en carbone qui est nécessaire pour qu'on puisse fabriquer des objets en acier résistants. Cette carburation peut être opérée, de préférence, par chauffage de la poudre dans une at- mosphère carbonée, par exemple dans du gaz CO de l'acétylène, du gaz d'éclairage ou des mélanges de gaz tels que gaz d'é- clairage + H3N C0 + H3N ce qui produit une cémentation des particules par la migration du carbone dans les grains; comme agent carburant, on peut aussi employer un mélange de CO + CO2 dans un rapport tel que le fer soit carburé, mais que sa sur- face ne soit pas oxydée notablement.

   La température doit être au moins égale à 700 C et la carburation a lieu alors relati- vement vite en raison de la petitesse des grains. On peut ac- célérer la carburation en maintenant la matière en mouvement vif, par exemple en la plaçant dans un four tubulaire rotatif, qui peut être chauffé intérieurement ou extérieurement, par n, 

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 exemple au moyen de gaz ou électriquement; la rotation facilite aussi une carburation homogène dans toute la matière. On peut faire passer la poudre le long du four tubulaire rotatif et l'enlever ensuite à haute température, pour en façonner directe ment des objets ayant un caractère plus ou moins semblable à celui de l'acier.

   Il est évident que l'on peut fabriquer d'une manière analogue des objets en ferro-alliages pouvant être car- burés et que l'on peut mélanger le fer carburé, ayant la fines- se d'une farine, avec un ou plusieurs métaux ou alliages ré- duits en poudre farineuse. 



   Par la carburation de la poudre de fer moulue finement, on obtient aussi que les pellicules d'oxyde éventuellement for- mées sur les grains soient réduites, de sorte qu'on obtient une plus grande solidité des objets. La carburation concerne donc, d'une part, une action réductrice, quand il y a des oxydes, et, d'autre part, une carburation plus poussée de la poudre, afin d'obtenir des objets ayant jusqu'à 1 à 1,5% C par pressage de cette poudre. Si on le désire, on peut former les objets en partant de deux matières solides ou davantage, par pressage ou au marteau-pilon. Par exemple pour les noyaux   d'aimants,   on peut employer sur les grains, des pellicules isolantes, par exemple d'un vernis ou d'un oxyde.

   La matière granuleuse peut aussi, avant le façonnage, être mélangée avec une solution qui, lors du traitement subséquent, laisse un revêtement d'un métal ou d'une réunion de métaux, par exemple pour former une couche isolante entre les grains. Dans ce but, on peut employer, par exemple, une solution de sucre ou d'amidon ou une solution ana- logue. Il est évident que l'objet   concrété   peut être usiné ou façonné mécaniquement par la suite, par exemple par martelage, pressage, laminage ou forgeage de plaques, barres ou blocs fa- briqués par le procédé selon l'invention. Les objets peuvent aussi être étirés ou tréfilés sous la forme de fils pour diffé- rents usages.

   L'invention vise principalement à fabriquer à 

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 partir de fer ou d'alliage de fer, finement pulvérisé et non fondu, et en particulier à partir d'une matière granuleuse dé- carburée, des objets qui, après le pressage ou la concrétion, doivent pouvoir subir un changement de forme non par coulée ou moulage de la matière à l'état liquide, mais seulement par usi- nage ou façonnage mécanique dans certains cas, lorsque la forme définitive n'a pas été obtenue par la concrétion seule. 



   REVENDICATIONS.      



   1. Un procédé de fabrication par le moyen de la   concré-   tion à froid ou à chaud de fer ou d'alliage de fer, finement divisé, d'objets façonnés qui doivent être finis sans coulée subséquente et sans qu'une véritable fusion ait lieu pendant le façonnage, caractérisé, en ce qu'on part d'une matière ou matériau granuleux, qui a été fabriqué par   refroidissement   ra- pide d'un métal en fusion, par exemple dans l'eau, l'air ou la vapeur.

Claims

2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on décarbure la matière granuleuse par un affinage sec au moyen de minerai en poudre ou dans une atmosphère gazeuse d'une composition convenable.

3. Un procédé selon les revendications 1 et 2 carac- térisé en ce qu'on divise la matière granuleuse encore plus finement avant ou après la décarburation.

4. Un procédé selon les revendications 1 à 3, caracté- risé en ce qu'on chauffe la matière granuleuse dans une atmos- phère réductrice avant, pendant ou après la décarburation, ou bien pendant la fine division ultérieure.

5. Un procédé selon les revendications 1 à 4, caracté- risé en ce que l'on concrète en atmosphère réductrice.

6. Un procédé selon l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'atmosphère réductrice consiste en un ou plusieurs gaz tels que l'hydrogène, l'oxyde de carbo- <Desc/Clms Page number 6> ne, le gaz d'éclairage ou un autre gaz ayant une action de mê me nature.

7. Un procédé selon les revendications 4 à 6, caracté- risé en ce que l'atmosphère réductrice est mélangée avec de l'azote.

8. Un procédé selon les revendications 1 à 7, caracté- risé en ce qu'on mélange la matière granuleuse avec une autre matière, métallique ou non, sous forme finement divisée.

9. Un procédé selon les revendications 1 à 8, caracté- risé en ce qu'on introduit dans la matière granuleuse une solu- tion qui, lorsqu'on chauffe, laisse sur la surface des grains un revêtement constitué d'un métal ou d'une réunion de métaux.

10. Un procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on emploie une solution de sucre, d'amidon ou d'une autre matière organique.

11. Un procédé selon les revendications 1 à 10, caracté- risé en ce qu'après le façonnage par concrétion, on façonne ou usine les objets par martelage, pressage, laminage, étirage, tréfilage ou autrement.

12. Un procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on divise, par exemple dans un moulin à colloïdes ou un dispositif analogue, à un degré de finesse tellement haut que le produit puisse passer à travers un tissu de tamisage ayant des trous d'environ 0,04 mm.

13. Un procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière décarburée, après qu'on l'a divisée encore plus finement par voie mécanique mais avant le façonnage, est chauffée au moins à environ 700 C dans une atmosphère gazeuse carbonée, afin d'augmenter, de ce fait, la teneur en carbone au degré voulu pour la résistance mécanique et la stabilité des objets fabriqués.

14. Un procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le chauffage carburant a lieu pendant que la matière <Desc/Clms Page number 7> passe à travers un four tubulaire rotatif tout en étant brassée.

15. Les objets en fer ou en un alliage de fer fabriqués selon un quelconque des procédés caractérisés dans les revendi- cations 1 à 14, et caractérisés en ce qu'ils consistent en fer ou en alliage de fer, granulé et éventuellement divisé encore plus finement, qui a été concrété par façonnage à l'état froid ou chaud en un corps solide d'une certaine forme, lequel a une grande résistance mécanique et peut être employé directement, sans fusion subséquente destinée à lui donner une autre forme.

16. Un objet selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est fabriqué à partir de fer ou d'alliage de fer, gra- nulé, qui a été décarburé jusqu'à environ 1,5% de C au moins, éventuellement jusqu'à environ 0,02 à 0,01%, par affinage à sec avec du minerai en poudre ou dans une atmosphère gazeuse contenant du CO2 et du CO en proportions convenables et éven- tuellement aussi d'autres gaz, en particulier du N2