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  OUTILS ET INSTRUMENTS DE TRAVAIL. 



   Il est connu, en vue d'augmenter la dureté superficielle des outils en acier rapide, de soumettre ceux-ci, dans des bains salins contenant du cyanogène, à un traitement produisant une mince couche de nitruration. En raison des duretés superficielles accrues qui en résultent, ces outils présentent une résistance accrue à l'usure et, surtout pour le travail de finissage, la durée de service   goitre     réaffûtages   est essentiellement améliorée. Ce traitement dit de cyanuration est en général effectué à des températures .de 500 à 600  C et peut avoir lieu soit lors du traitement de revenu, soit après le revenu, soit encore après la rectification. On procède quelquefois également à un refroidissement brusque dans un bain salin cyanuré. Mais un tel traitement ne donne pas toujours des résultats sûrs.

   On a également déjà essayé de régler l'action de ce traitement de caynuration par la composition des bains salins. Alors qu'on a primitivement employé seulement des bains contenant du cyanure de sodium et du cyanure de potassium, on a plus tard reconnu qu'une teneur en cyanate fournit, déjà pour des durées de traitement assez courtes, une couche de nitruration 

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 impeccable et présentant une dureté superficielle élevée, ainsi qu'une transition progressive jusqu'à la dureté du noyau. Par conséquent, on prépare depuis peu les sels pré- vus pour la cyanuration des aciers rapides avec une teneur en cyanate. On n'a cependant jusqu'à présent pas encore essayé d'influencer l'allure de l'opération de nitruration dans le bain de cyanogène par l'addition de constituants d'alliage appropriés à l'acier rapide lui-même.

   On doit exiger de ces constituants d'alliage ainsi ajoutés qu'ils ne nuisent pas fortement au rendement de coupe de l'allia- ge de base. Or, on sait que, dans les aciers nitrurés su- bissant par un recuit dans de l'ammoniaque un durcissement superficiel, une addition d'aluminium aide l'opération de nitruration et donne des duretés superficielles accrues. 



   Mais il n'est pas connu que l'on peut incorporer à l'acier rapide des additions d'aluminium dans des proportions utili- sables, sans nuire notablement au rendement de cet acier. 



   Il n'est également pas connu que de telles additions aux aciers en question, à forte teneur en constituants d'al- liage, sont à même d'accélérer l'opération de nitruration lors du traitement de cyanuration de telle façon qu'on ob- tient, pour des durées de traitement égales, des duretés superficielles accrues. On a bien proposé déjà une addition d'aluminium pour des alliages de coupe susceptibles de s'a- méliorer par un durcissement par ségrégation, mais l'emploi de oes alliages ne s'est jusqu'ici guère généralisé à cause de leur nature très cassante. Une telle addition d'un cons- tituant d'alliage a été proposée en outre pour des alliages à haute teneur en chrome qui doivent convenir pour des élé- ments de soupapes de moteurs à combustion interne, et cette addition a pour but d'augmenter la résistance à l'oxydation. 



   On a subsidiairement fait remarquer que ces alliages sont également utilisables dans des outils de coupe, bien que de tels aciers n'atteignent de loin pas le rendement des aciers rapides habituels.   Efin,   on a aussi déjà mentionné dans les alliages d'aciers rapides, en outre des constituants princi- paux d'alliage, l'aluminium comme constituant additionnel   @   

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 d'alliage et comme impureté. Mais il ne s'agit pas là d'une addition intentionnelle.

   Pour des aciers rapides, qu'il s'agit de saturer, à l'état liquide de fusion, avec de l'azote, on a également mentionné une teneur de 0,06%   d'alu-   minium, mais ici l'aluminium a   servi. ';,   dans ces proportions, à produire une désoxydation et ne peut pas influencer nota-   blement   l'absorption de l'azote dans'des traitements de re-   cuits.   



   Or, il a été constaté que l'on peut allier, avec des teneurs d'aluminium allant jusqu'à 1,5%, aussi bien des aciers rapides au tungstène que des aciers rapides au molybdène, sans abaisser le rendement de coupe dans des oondiè tions normales de travail. Ce fait est démontré par les résultats d'essais donnés ci-après dans le tableau 1. Les durées de service entre   réaff@ûtages   y mentionnées concernent un travail de dégrossissage dans l'usinage d'un acier-chromeniokel amélioré par traitement thermique, présentant une résistance de 100 kgs/mm2, une avance de 1,4 mm., une profondeur de copeau de 5,0 mm. et une vitesse de coupe de 14   m/min/   
Tableau I. 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Acier <SEP> es- <SEP> C <SEP> Cr <SEP> Tu <SEP> V <SEP> Mo <SEP> Al <SEP> Durée <SEP> de <SEP> service
<tb> sayé <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> entre <SEP> réaffûtages
<tb> en <SEP> minutes.
<tb> 



  1 <SEP> 0,77 <SEP> 4,30 <SEP> 9,20 <SEP> 1,54 <SEP> 0,47 <SEP> 0,00 <SEP> 3910
<tb> 2 <SEP> 0,81 <SEP> 4,34 <SEP> 9,8 <SEP> 1,65 <SEP> 0,49 <SEP> 0,05 <SEP> 4015
<tb> 3. <SEP> 0,94 <SEP> 4,30 <SEP> 9,6 <SEP> 1,63 <SEP> 0,48 <SEP> 0,93 <SEP> 4125
<tb> 4 <SEP> 0,75 <SEP> 4,19 <SEP> 9,2 <SEP> 1,77 <SEP> 0,59 <SEP> 2,24 <SEP> 910
<tb> 5 <SEP> 0,97 <SEP> 3,85 <SEP> 2,69 <SEP> 3,00 <SEP> 2,34 <SEP> 0,00 <SEP> 4905
<tb> 6 <SEP> 0,96 <SEP> 3,85 <SEP> 2,57 <SEP> 3,11 <SEP> 2,30 <SEP> 1,06 <SEP> 4620
<tb> 0,94 <SEP> 4,07 <SEP> 2,87 <SEP> 3,00 <SEP> 2,34 <SEP> 2,25 <SEP> 430
<tb> 
 
Comme on le voit, le rendement de coupe des alliages d'aciers rapides mentionnés dans le tableau ln'est pas modifié par des additions d'aluminium de 1% environ. C'est seulement dans le cas d'additions d'aluminium l'environ 2% aux alliages qu'ils se produit une forte diminution du rendement. 



   En soumettant ces aciers au traitement habituel de cyanuration, on peut obtenir, comparativement à des aciers exempts 

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 d'aluminium, des duretés superficielles plus élevées et, pour des durées de traitement égales, de meilleurs rendements de coupe, ainsi que cela est prouvé par les résultats des essais du tableau 2 ci-après. Les durées de servioe entre réaffûtages y mentionnées se rapportent dans ce cas à un travail de finissage pour l'usinage d'un acier-chromenickel présentant une résistance de 100 kgs/mm2, une avance de 0,23 mm, une profondeur de copeau de 1,0 mm. à une vitesse de coupe de 50 à 55 m/min. Les burins faits des aciers essayés ont été soumis au revenu dans le bain de cyanogène   à 540-550    C., pendant un temps allant jusqu'à 10 heures. 



   Tableau 2. 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Acier <SEP> Durée <SEP> de <SEP> profon- <SEP> Dureté <SEP> super- <SEP> Durée <SEP> de <SEP> service <SEP> en <SEP> miessayé <SEP> traite- <SEP> deur <SEP> de <SEP> ficielle <SEP> Vickers <SEP> nutes <SEP> entre <SEP> réaffûtages
<tb> ment <SEP> au <SEP> pénétra- <SEP> charge <SEP> 5 <SEP> kgs. <SEP> pour <SEP> des <SEP> vitesses <SEP> de
<tb> bain <SEP> de <SEP> tion <SEP> coupe <SEP> de
<tb> cyanogène <SEP> mm. <SEP> 50 <SEP> et <SEP> 55
<tb> Heures <SEP> m/min. <SEP> m/min.
<tb> 



  1 <SEP> 0 <SEP> 0,00 <SEP> 874 <SEP> 3925 <SEP> 410
<tb> 1 <SEP> 0,01 <SEP> 966-986 <SEP> 4240 <SEP> 915
<tb> 2 <SEP> 0,03 <SEP> 986-1006 <SEP> 4935 <SEP> 1445
<tb> 5 <SEP> 0,065 <SEP> 1072 <SEP> 7910 <SEP> 2335,
<tb> 10 <SEP> 0,08 <SEP> 1072-1095 <SEP> - <SEP> -
<tb> 2 <SEP> 0 <SEP> 0,00 <SEP> 857-874 <SEP> 3840 <SEP> 315
<tb> 1 <SEP> 0,01 <SEP> 966-986 <SEP> 4250 <SEP> 8,20
<tb> 2 <SEP> 0,025 <SEP> 1006-1027 <SEP> 5110 <SEP> 1430
<tb> 5 <SEP> 0,06 <SEP> 1049-1072 <SEP> 8230 <SEP> 2210
<tb> 10 <SEP> 0,075 <SEP> 1072-1095- <SEP> -
<tb> 3 <SEP> 0 <SEP> 0,00 <SEP> 874 <SEP> 3920 <SEP> 355
<tb> 1 <SEP> 0,015 <SEP> 1006 <SEP> 4730 <SEP> 1150
<tb> 2 <SEP> 0,03 <SEP> 1006-1027 <SEP> 5945 <SEP> 2210
<tb> 5 <SEP> 0,07 <SEP> 1171-1197 <SEP> 9420 <SEP> 44@@
<tb> 10 <SEP> 0,085 <SEP> 1225-1253 <SEP> - <SEP> -
<tb> 5 <SEP> 0 <SEP> 0,00 <SEP> 857-874 <SEP> 3150 <SEP> 245
<tb> 1 <SEP> 0,

  02 <SEP> 966 <SEP> 3420 <SEP> 700
<tb> 2 <SEP> 0,04 <SEP> 1006 <SEP> 4315 <SEP> 1235
<tb> 5 <SEP> 0,06 <SEP> 1072 <SEP> 6620 <SEP> 2350
<tb> 10 <SEP> 0,09 <SEP> 1072 <SEP> - <SEP> -
<tb> 6 <SEP> 0 <SEP> 0,00 <SEP> 857-874 <SEP> 3240 <SEP> 2-10
<tb> 1 <SEP> 0,02 <SEP> 986-1006 <SEP> 3640 <SEP> 710
<tb> 2 <SEP> 0,04 <SEP> 1072 <SEP> 4820 <SEP> 1625
<tb> 5 <SEP> 0,065 <SEP> 1171 <SEP> 7925 <SEP> 29 <SEP> 40
<tb> 10 <SEP> 0,095 <SEP> 1219 <SEP> -
<tb> 
 

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Il ressort de ce tableau 2 que, également dans le cas d'un travail de finissage, le rendement de coupe d'un acier rapide contenant une addition d'aluminium de 1% environ reste inchangé par rapport à celui d'un acier exempt d'aluminium. En outre, les résultats des essais confirment le fait qu'on peut augmenter par la cyanuration la dureté superficielle.

   Dans le cas des durées de revenu plus courtes, l'action de l'addition d'aluminium en ce qui concerne l'augmentation de la dureté superficielle ne se laisse pas déterminer par des mesures.   Cela   s'explique peut-être par le fait que les couches minces s'enfoncent lors de l'examen de la dureté. Par contre, dans le cas des durées de traitement plus longues, l'augmentation plus grande de la -dureté superficielle des aciers contenant de l'aluminium, par rapport aux aciers exempts d'aluminium,peut être nettement constatée. 



  Le rendement de coupe des aciers avec 1% environ d'aluminium est, pour toutes les durées de traitement, notablement supérieur à celui des aciers exempts d'aluminium ou des aciers avec l'addition très faible de   C,05   d'aluminium. Cette amélioration du rendement de coupe augmente avec l'accroissement de la durée du traitement. 



   Par une addition d'aluminium de 0,4 à 1,5% environ à l'acier rapide, on a donc la possibilité d'obtenir un acier rapide pouvant être utilisé, dans des usages normaux, de la même façpn que les aciers rapides habituels. Ces aciers rapides contenant de l'aluminium présentent le fait particulièrement intéressant que la dureté superficielle et le rendement de coupe de ces aciers atteignent, dans le cas de traitements de cyanuration prolongés, des valeurs élevées surprenantes. En outre, il devient possible de raccourcir le long traitement de oyanuration. Des outils et instruments de travail cyanures, fabriqués en ces alliages d'acier, présentent pour ces raisons,entre autres, des propriétés de durée particulièrement favorables.

   Il est donc avantageux de fabriquer des outils et instruments de travail cyanures à partir d'alliages d'acier contenant à peu près 0,5 - 1,5% de carbone, 

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 0,5 - 12% de chrome, 1 - 22% de tungstène, 0 - 10% de molybdène, 0,5 - 5% de vanadium, 0,4 - 1,5%, en particulier 0,7 à 1,2% d'aluminium, le reste étant du fer avec ou sans les impuretés habituelles. 



   On peut encore améliorer les propriétés de ces alliages en y incorporant jusqu'à 3% environ de titane, de tantale, de niobium, d'uranium, de nickel, de manganèse, séparément ou à plusieurs ensemble, et éventuellement jusqu'à 20% environ de cobalt.

Claims

R e v e n d i c a t i o n s.

1.- Outils et instruments de'travail cyanurés, caractérisés en ce qu'ils sont fabriqués en aciers rapides contenant 0,4 à 1,50, en particulier 0,7 à 1,2% d'aluminium.

2. - Outils et instruments de travail selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils sont faits en des aciers rapides contenant environ 0,5 - 1, 5%il de carbone, 0,5 - 12% de chrome, 1 - 22 de tungstène, 0 - 10/- de molybdène, 0,5-5% de vanadium, 0,4 - 1,5%, en particulier 0,7 à 1,2% d'aluminium, le reste étant du fer avec ou sans les impuretés habituelles.

3.- Outils et instruments de travail cyanurés selon la revendication 2, oaractérisés en ce que les aciers contiennent additionnellement encore jusqu'à 3% environ de titane, de tantale, de,niobium, d'uranium, de nickel, de munganèse, séparément ou à plusieurs ensemble.

4. - Outils et instruments de travail cyanurés selon les revendications 2 et 3, caractérisés en ce que les aciers contiennent encore jusqu'à 20% environ de cobalt.