BE447221A - - Google Patents

Description

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 EMI1.1 
 



  "PROCEDA Df YOEi'1il2" 
Il arrive fréquement que des parties de machines ou des objets métalliques doivent posséder partiellement, à leur surface, une dureté accrue, tandis que le reste du Métal doit conserver sa ténacité élevée. Ce cas se présente avant tout pour les parties de machines qui sont exposées à   l'usure,   telles que, par exemple, des roues dentées, outils,, coussinets à billes, paliers à rouleaux, mandrins, arbres, parois de cylindres, revêtements de chambres de meules de broyeurs, ainsi que de presses, plaques de blindage, projectiles de pénétration, etc..

   Dans d'autres cas, spécialement dans l'industrie chimique pour les synthèses et vapeurs surchauf- fées, on a besoin de parties de machines et de parties métalliques qui, tout en conservant la ténacité et la résistance du métal en 

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 lequel elles sont établies, possèdent néanmoins une dureté plus grande ou une résistance accrue à la corrosion par les acides ou autres liquides. Dans ces cas, on devait recouvrir ces parties métalliques par des placages ou par des revêtements galvaniques ou d'autres moyens de protection. 



   De nombreuses expériences ont maintenant permis de constater que, contrairement à ce qui est le cas pour de nombreux procédés actuellement en usage, il est possible de donner aux surfaces de ces objets ou parties de machines, à des profondeurs différentes, une   duroté   accrue qui est beaucoup plus forte que la dureté du noyau métallique et qui possède, en conséquence, une résistance mécanique plus élevée et une meilleure résistance à l'action des acides et à l'oxydation, sans pour cela modifier la liaison par- faite avec les couches inférieures du corps métallique.

   Alors qu'avec les procédés usuels de trempe par cémentation ou nitrura- tion, il est, par exemple, possible d'atteindre des duretés à la surface allant jusqu'à 1000  Brinell, ces couches   superficielles   trempées restent toujours très minces et cassantes et s'écaillent facilement. Four obtenir des trempes plus profondes, il est in- dispensable de soumettre la pièce à tremper à un chauffage   prolongé   en conséquence et à des températures élevées, ce qui entraîne souvent une modification de la structure ou   de   la forme, sans cependant produire des duretés sensiblement plus fortes. 



   On est maintenant parvenu à obtenir en peu de temps et sans modifier la structure ou la ténacité des couches inférieures, ces duretés plus fortes et ces résistances mécaniques plus élevées ou meilleures résistances à l'action des acides et à l'oxydation. 



   La présente invention concerne un procédé dans lequel on appliqua, sur la surface devant être traitée, un mélange qui, sous le seul effet de son chauffage sur cette surface, produit une diffusion accélérée de ce mélange dans la surface se trouvant sous celui-ci. Cette diffusion dans la surface s'effectue alors 

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 que le mélange se trouve à l'état solide ou partiellement liquide, grâce à quoi on réalise en peu de minutes la formation   d'une   couche ayant une dureté extraordinaire ou une résistance parti- culière à la corrosion et l'oxydation, ainsi   qu'une   résistance mécanique élevée.

   On dépose, par exemple,. de la fonte d'acier pulvérisée sur une pièce en fer, en chauffant localement à 12000 environ pendant quelques minutes, ce qui a pour effet de   produire   une diffusion locale de l'acier dans la surface de fer qui se trouve en-dessous, et donc la formation d'une couche possédant une résistance particulière. Dans différents essais, on a ainsi obtenu des couches trempées de 0,2 à 5 mm., qui étaient parfai- tement liées à la masse se trouvant en-dessous et possédaient une teneur en carbone de 1 à 2,3   %, en   silicium entre 0,6 et 15%, en manganèse entre   0,5   et 15   % , en   chroma entre 1   et 8% ,   etc.., et présentaient les propriétés particulières de ces substances. 



  Dans d'autres essais, il a été fait usage, à cet effet, de mélanges à base d'alliages de Fe, Cu, Ni, Co   Al,   Mg MN, ayant des teneurs allant jusqu'à 75/80% de   Cr,   80 % de Mn 80% de Ni, 75%  de   Si, 75% de Mo 70% de Co, 85% de W 70% de Va, en plus des teneurs usuelles en carbone et des autres éléments également usuels de ces alliages, aussi bien séparément qu'ensemble. 



   Le chauffage localisé peut être produit par des courants à haute fréquence, lequel chauffage est d'autant plus fort que la fréquence utilisée est élevée, et agit seulement sur la surface. 



  De ce fait, il est possible de produire une couche plus ou moins chauffée et une couche plus ou moins forte, en graduant en consé- quence la fréquence et la durée d'action de ces courants. 



   Au cours d'essais particuliers d'une durée de 2 minutes, il a été possible d'obtenir une dureté à la surface de 1000 Brinell, tandis que la dureté des couches situées en-dessous diminuait régulièrement vers le noyau de la pièce, sans s'écarter aucunement 

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 de la continuité. Ainsi, par exemple, une plaque de 20 mm d'épaisseur, ayant une surface trempée de   0,6   mm de profondeur, possédait une progression régulière de la dureté, tel qu'il ressort du diagramme annexée Par un dosage   approprié   du mélange, on peut atteindre des valeurs assez élevées de la dureté. 



   Il a également été fait des expériences spéciales avec du béryllium (glucinium) et quelques métaux ou métalloïdes des deuxième et troisième horizontales du système périodique, en al- liage avec d'autres métaux ou métalloïdes, et il a été obtenu, à la surface de la pièce devant être traitée, une couche très dure et résistante, qui résistait également à l'oxydation et à l'action des acides. Au cours de divers essais, on a atteint des duretés dépassant 1600   Brinell   après traitement. Dans ces cas, on peut même utiliser, par exemple, du béryllium pur, sous forme d'oxyde, corme silicate ou comme halogène, ainsi que des composés contenant 30 à   99%   de béryllium, soit séparément, soit en mélange. 



  L'épaisseur de la couche superficielle trempée dépend de la durée du traitement et du genre de courant ou de la source de chaleur qu'on utilise, et varie endéans de larges limites, sans toutefois dépasser une durée de quelques minutes. 



   Les objets ainsi traités doivent, selon le cas, être ensuite trempés dans l'eau ou à l'huile, ou être traités par vent chaud à 800 à 1200  et recuits à 200 à 650  Avec le mélange suivant : 
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<tb> alliage <SEP> Fe-Be <SEP> contenant <SEP> 30% <SEP> Be <SEP> 10-30%
<tb> 
<tb> 
<tb> " <SEP> Ni-Be <SEP> " <SEP> 22% <SEP> Be <SEP> 5-15%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> silicate <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 2-10%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> silicate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5-10%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> charbon <SEP> de <SEP> bois <SEP> en <SEP> poudre <SEP> 5-15%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> béryllium <SEP> 1-20%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> fonte <SEP> au <SEP> magnésium <SEP> 10-30%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> eau <SEP> selon <SEP> le <SEP> besoin <SEP> , <SEP> 
<tb> 
 on a obtenu,

   pour une durée de   30   secondes à 2 minutes, des 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 coucnes de 0,2 à 3 mm d'épaisseur sur une plaque en acier au 
 EMI5.1 
 chror#-lnangp.nèse. yn modifiant la fréquence du courant, on est parvenu à obtenir, dans le même temps, une couche de 0,1 à 6 mm La composition de la surface trempée de cette manière variait endéans les limites   ci-après :

     
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<tb> béryllium <SEP> 2,5-8%
<tb> 
<tb> C <SEP> 0,6-1,3%
<tb> 
<tb> MN <SEP> 0,5-3%
<tb> 
 
Après   trempe   par chauffage à 800-1000  et recuit à   300/5000,   la surface possédait une dureté entre 1000 et 1600   Brinell.   La matière située sous la couche trempée possède des caractéristiques absolument normales et se comporte   normalement  à tous points de vue, sans présenter aucune trace du traitement qui a été   appliqué.   



   Il est, par conséquent, possible de produire des pièces à   trempe   superficielle de profondeur différente, qui possèdent une surface fortement durcie et qui ne subissent, du reste, aucune modification au point de vue de la ténacité dans le restant de la pièce. 
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  R àl V Z lé'D I C .i T 1 0 N S 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1 - Procédé de trempe et procédé pour modifier les propriétés physiques, chimiques et mécaniques da la surface de pièces en acier ou alliages d'acier, ainsi que métaux analogues, tels que cuivre et ses alliages, nickel et ses alliages, dans lequel l'aug- mentation de la dureté et les modifications envisagées sont obte- nues par la diffusion rapide, à l'état solide ou liquide, d'une ou plusieurs composantes spéciales d'un mélange de métaux pré- parés et divers alliages, mélangés avec des oxydes, sels et métal- loides, et dont la diffusion est obtenue par l'application ap- propriée de ce mélange spécial sur la surface à tremper et par l'action du chauffage, toutefois avec limitation à la surface,

grâceà l'utilisation de courants à haute fréquence ou à la dif- <Desc/Clms Page number 6> fusion thermique sous l'effet d'une source de chaleur agissant sur la surface, par laquelle, d'une part, la chaleur nécessaire est engendrée sans que, d'autre part, les couches inférieures en soient influencées d'une manière négative, ou grâce au chauffage intense du mélange de trempe uniquement sur la surface à tremper, la pièce trempée étant ensuite soumise à un traitement thermique approprié.

2 - Tout mode d'application du procédé spécifié sous 1, caractérisé par : a) l'admixtion, au mélange de trempe, d'alliages de Fe, Cu, Ni. Cr, Al, Mg MN ces alliages contenant, séparérnent ou ensemble, les pourcentages ci-après de différents métaux :

jusqu'à 75/80% de Cr, jusqu'à 80% de MN jusqu'à 80% de Ni, jusqu'à 75% de Si, jusqu'à 75% de Mo jusqu'à 70% de Co, jusqu'à 85% de W, jusqu'à 70% de Va, en plus des teneurs habituelles en carbone et autres éléments d'alliage usuels de ces alliages, ou b) l'admixtion de Ni, Ou, Co, Mn MO Al, Cr, Si, séparé- ment ou en mélange, industriellement purs ou contenant les impuretés usuelles, et contenant en outre du béryllium en alliage à 50% ou c) l'admixtion de béryllium - métal ou ses divers sels (notamment oxydes, silicates, halogènes) ou ses alliages contenant 50 à 99% de Be, soit séparément, soit en présence des composés spécifiés sous a et b.

3 - Tout mode d'application du procédé tel que spécifié sous 1 et 2, et caractérisé en outre par le fait que, pour la prépara- tion des dits mélangea, on ajoute de l'argile, de la bétonite, divers agglomérats organiques, du sucre, de la mélasse, de la colle, de la dextrine, divers silicates, séparément ou ensemble.

4 - Traitement thermique des couches obtenues par les pro- cédés décrits sous 1,2 et 3, au moyen de la trempe à l'eau, dans l'huile ou par vent chaud de 800 à 12000 et recuit ultérieur à <Desc/Clms Page number 7> 200 à 650 , chaque fois à la température la mieux appropriée à la composition de la couche métallique formée à la surface.

5 - Tous objets obtenus par l'application de l'un quelconque des procédés définis ci-dessus.