BE469621A

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Publication number: BE469621A
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Description

Procédé pour réunir du fer et alliages de fer, par fusion, avec du carbone, et objets établis suivant ce procédé
Dans les appareils à vide élevé et à décharge dans le gaz, ainsi que dans les fours électriques et dans tous autres appareils dans lesquels des électrodes, corps de chauffe ou autres organes en graphite ou carbone sont utilisés comme éléments traversés par le courant, il se produit fréquemment, selon les circonstances, des difficultés de contact aux points de passage entre le métal et le carbone. La résistance de passage aux surfaces de contact entre le métal et le graphite dépend de plusieurs facteurs, tels que par exemple la nature des surfaces de contact, la densité de courant, la pression de contact, ainsi que la température.

Dans le

cas de forts courants et de puissances élevées, tels qu'ils se présentent notamment aans les redresseurs de courant ou aans les fours électriques, ces pertes additionnelles peuvent occasionner un chauffage tellement important des points de passage qu'il peut se produire des défauts après un certain temps. Cela peut se pro- duire d'autant plus vite que la température de service des élec- trodes est plus élevée (température d'anode dans les redresseurs de courant et tubes électroniques ou température des éléments de chauffe dans les fours à vide, etc. ).

Dans les appareils de la technique des courants à basse ten- sion, les inconvénients des points de passages défectueux sont, au contraire, d'une autre nature. Dans ce cas, il ne se produit pas directement des destructions, mais les résistances de passa- ge variables provoquent des fluctuations de courant, qui sont sou- vent la cause de bourdonnements et autres perturbations dans les appareils électro-acoustiques. Pour cette raison, il importe donc que, dans les appareils à courant basse tension, également, la résistance de passage soit réduite à une valeur aussi faible que possible.

Dans toutes les liaisons entre le métal et le carbone, qui étaient connues jusqu'à présent, les inconvénients décrits se manifestent parce que ces liaisons sont établies par voie pure- ment mécanique et que les coëfficients de dilatation thermique des parties à réunir sont très différents. Pour le fer, le coëf- ficient ae dilatation est par exemple environ le double de celui au graphite, de sorte qu'une liaison mécanique entre une pièce en fer et une pièce en graphite se relâche après un temps relati- vement court et présente alors une résistance de passage très élevée. Dans de nombreux cas, cette dilatation inégale des dif- férentes matières provoque même la destruction de la liaison.

Selon l'invention, les difficultés résultant du contact défectueux aux points de passage entre le métal (fer ou alliage

de fer) et le graphite (carbone) sont éliminées par l'application d'un procédé pour réunir les deux parties entre elles par fusion, grâce auquel la résistance de passage est réduite à une faible fraction de la valeur connue jusqu'à présent. Conformément à ce procédé, la partie métallique est mise en contact avec la partie en carbone qui doit y être réunie par fusion, et est chauffée à une température inférieure à la température de fusion de la par- tie métallique, à laquelle se produit une carburation de la par- tie métallique et une réunion par fusion avec la partie en graphi- te.

L'invention s'étend également aux objets fabriqués suivant le procédé défini ci-dessus.

D'autres particularités de l'invention ressortiront de la description de quelques exemples de réalisation, donnée ci-après avec référence au dessin annexé, dont les Figs. 1 - 4 montrent trois objets différents fabriqués suivant ce nouveau procédé.

La Fig. 1 montre une vue en coupe longitudinale de la liai- son entre une pièce en fer et une pièce en graphite, tandis que la Fig. 2 montre une vue en coupe transversale suivant la ligne X-X e Fig. 1. Comme montré en Fig. 1, la pièce cylindrique en fer 1 doit être fùsionnée par contact à la pièce cylindrique en graphite 2. Un forage 3 en forme de godet est prévu à l'extrémité supérieure de la pièce en graphite 2 tandis que la face d'extré- mité de la pièce en fer 1 est conformée de telle façon qu'un bon contact soit assuré entre les deux pièces et que la carburation puisse s'amorcer à cet endroit. Sur la face périphérique, par contre, il convient d'ampêcher autant que possible le contact et la carburation.

En tenant compte du fait que la partie métalli- que 1 possède un coëfficient de dilatation beaucoup plus grand que la partie en graphite 2, et qu'il se produit donc de fortes tensions lors du refroidissement, il est également nécessaire de construire les éléments de liaison de telle façon que, après la

réunion par fusion, il ne se manifeste pas de tensions de trac- tion, mais uniquement des tensions ae compression dans la partie en graphite, étant donne que, comme il est connu, cette matière ne possède qu'une très faible résistance à la traction.

De plus, il faut prenare soin que les tensions de compression ne deviennent pas trop grandes dans la partie en graphite 2 Dans ce but, des joints de dilatation 4, décalés de 90 l'un par rapport a l'autre, sont fraisés dans la pièce en graphite 2 La longueur de ces joints 4 en direction axiale est avantageusement égale au diamètre de la partie cylindrique en graphite 2 mais on n'est toutefois pas lié strictement à cette dimension. Les joints ne peuvent cependant pas être découpés jusqu'au forage 3, mais il faut conserver une coucne continue 5 suffisamment épaisse pour qu'elle ne casse pas sous l'effet de la consommation de carbone lors de la carburation.

Dans les divers secteurs de la pièce en graphite , on fore de pe- tits trous 6 pour que la fonte formée par suite de la carburation puisse couler dans ces trous, ce qui assure une très bonne liaison.

Ces forages 6 peuvent encore être pourvus d'entailles semblables à un filetage, qui augmentent la surface d'adhérence.

En vue de réunir entre elles les susdites parties 1 et 2 se- lon Fig. 1, la partie métallique 1 est mise en contact avec la par- tie en graphite 2 et l'endroit de liaison est, d'une manière appro- priée quelconque, chauffé à une température qui est inférieure à la température de fusion de la partie en fer 1, mais est cependant suffisamment élevée pour permettre une carburation du fer par le graphite. Comme il a été prouvé par des essais, cette température est inférieure d'environ 200-300 C au point de fusion du fer. La réunion par fusion s'opère le mieux dans le vide ou dans un gaz protecteur, afin d'empêcher une oxydation des deux parties à réu- nir.

Il est toutefois également possible d'effectuer la liaison dans l'air, à condition que le.chauffage jusqu'à la température de carburation se fasse aussi rapidement que possible, ce qui se réa-

lise le mieux par le courant électrique. Par le choix de la température de chauffe et du temps de chauffage, on détermine la carburation et, par l'application du procédé décrit, il est main- tenant directement po sible de produire, entre le pièce en fer 1
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A cause du petit diamètre de la pièce en graphite 2, une limitation des tensions de traction par des joints de dilatation n'est pas nécessaire dans ce cas.

La Fig. 4 montre une autre forme d'exécution. Elle représen- te notamment une vue en coupe longitudinale d'une liaison entre un tube de fer et un tube de graphite. L'extrémité du tube de fer 10 est d'abord façonnée de telle manière qu'elle puisse être ame- née en'contact intime avec le tube de graphite 12, dans la gorge 11 pratiquée dans celui-ci. Un certain nombre de joints de dila- tation, répartis uniformément sur le pourtour du tube de graphite, sont désignés par 13, tandis que 14 désigne des forages pratiqués dans la pièce en graphite, qui permettent un meilleur ancrage du fer fondu dans le graphite:

Par l'application du procédé décrit et en observant les tensions qui se manifestent, il est facile de trouver la cons- truction appropriée de la liaison pour n'importe qules besoins.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S 1. Procède pour réunir du fer et des alliages ue fer par fusion, avec du carbone, spécialement du graphite, caractérisé en ce que la pièce en métal est mise en contact avec la pièce en carbone qui doit y être réunie par fusion, et est chauffée a une température inférieure a la température de fusion de la pièce mé tallique, a laquelle s'opère une carburation de la pièce metall que et une soudure par fusion avec la pièce en car-bone.

2 Objet fabriqué conformémentau procédé suivant revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il comporte une partie en fer ou alliage de fer et une partie en carbone, ainsi qu'une liaison de ces parties entre elles, qui s'opère par une carburation de la partie métallique et la fusion de celle-ci avec la partie en Carbone,.

3. Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce que la fusion de la pièce métallique avec la pièce en carbone s'opè- re dans le vide.

4. Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce que la fusion de la pièce métallique avec la pièce en carbone s'opère dans un gaz protecteur.

5. Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce que la fusion de la pièce métallique avec la pièce en carbone s'effec- tue dans l'air.

6 Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce que la carburation de la pièce métallique, qui s'opère par le contact en- tre celle-ci et la pièce en carbone, est déterminée par la tempé- rature de chauffe et la durée du chauffage. <Desc/Clms Page number 7>

7. Objet suivant revendication 2, caractérisé en ce que les faces frontales de contact des deux parties à réunir par fusion, sont façonnées de manière à assurer un contact intime entre ces faces.

8. Objet suivant revendication 2, caractérisé en ce que les pièces à réunir sont conformées de telle façon qu'il se produit uniquement des tensions de compression dans la pièce en carbone, après la réunion par fusion des deux-pièces.

9. Objet suivant revendication 8, caractérisé en ce que la pièce en carbone est pourvue de joints de dilatation qui limitent les tensions de compression.

10 Objet suivant revendication 9, comportant des parties cylindriques à réunir entre elles, caractérisé en ce que la lon- gueur des joints de dilatation en direction axiale est égale au diamètre de la partie cylindrique en carbone.

11. Objet suivant revendication 2, caractérisé en ce que des forages sont pratiques dans la partie en carbone, à l'endroit de la liaison, ces forages étant remplis de métal fondu lors de la fusion de la partie métallique.

12 Objet suivant revendication 11, caractérisé en ce que les forages sont pourvus d'entailles semblables à un filetage.

13. Objet suivant revendication 2, caractérisé en ce que, à l'endroit de la liaison, la partie en carbone présente un bord qui empêche un écoulement de la partie métallique fondue.

14. Objet suivant revendication 9, caractérisé en ce que, entre l'endroit de la liaison et les extrémités les plus proches des joints de dilatation, la partie en carbone comporte une couche massive qui est plus épaisse qu'il n'est nécessaire pour assurer la carburation de la partie métallique.

15. Objet suivant revendication 2, caractérisé en ce que des moyens sont prévus qui produisent seulement un chauffage de l'endroit de la liaison jusqu'à la température de fusion du métal <Desc/Clms Page number 8> carburé.

16 Objet suivant revendication 15, caractérisé en ce que le chauffage s'opère électriquement.