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Pour la formation de revêtements d'usure, on connaît l'utilisation de fils de soudure constitués d'alliages durs aptes à former des gouttes. comme des stellites, des alliages à forte teneur en chrome et des aciers austénitiques au manganèse. On utilise en outre dans ce but de petits tu- bes de métal, qui sont remplis de métal dur sous forme pulvérisée et dans lesquels celui-ci est fritté; dans certains cas exceptionnels. des baguet- tes de soudure en métal dur fritté ont également déjà trouvé emploi.
La présente invention a pour objet une électrode qui unit une grande dureté de la matière de soudure à des propriétés excellentes en ce qui concerne l'usure. Cette électrode est non seulement avantageuse pour la fabrication de revêtements, qui sont soumis à l'usure par frottement, mais elle peut être utilisée également avec avantage pour la fabrication d'outils.
L'utilisation de baguettes de soudure en métal dur fritté pour la soudure à l'arc se heurtait jusqu'ici à la difficulté de pouvoir satis- faire, avec les méthodes de frittage usuelles de corps en métaux durs, aux conditions que l'on doit imposer à une électrode quant à sa soudabilité.
Même si l'on négligeait ces conditions, il subsisterait pour de telles élec- trodes le risque de la formation indésirable de cristaux mixtes, qui auraient pour conséquence. dans la soudure apportée, des réductions sensibles de la résistance à l'usure.
L'exigence d'une bonne soudabilité et d'une grande résistance à l'usure de la matière apportée par soudure peut être satisfaite. suivant l'invention.avec des électrodes de soudure frittées. faites d'un ou plusieurs carbures de métaux des quatrième à sixième groupes du système périodique ou de carbures mixtes de ceux-ci et d'un ou plusieurs des métaux du groupe du fer, ainsi que d'alliages de ces métaux, si la zone périphérique de l'électrode présente un degré de frittage plus élevé que le noyau.
De telles électrodes présentent dans la zone périphérique une conductibilité électrique avec le degré de frittage de celle-ci, tandis que dans le noyau des électrodes on évite la formation de cristaux mixtes indésirables, fâcheuse pour les propriétés d'usure de la matière soudée., par la présence de carbures métalliques auxiliaires.
Les carbures des métaux des quatrième à sixième groupes du système périodique qui trouvent emploi peuvent être remplaces' en partie par les nitrures, éventuellement les borures de ces métaux.
La formation de la zone périphérique nécessaire peut être obtenue dans de telles électrodes par exemple par apport par fusion; elle peut aussi être déterminée par le choix de conditions de frittage appropriées, telles que durée de frittage et, avant tout, température de frittage, compte tenu de la teneur en carbone du mélange pulvérulent à fritter en atmosphère d'hydrogène. La teneur en carbone doit être choisie de telle façon que, d'une part, la décarburation progressant de l'extérieur vers l'intérieur ait pour conséquence de faciliter sensiblement le frittage de la zone périphérique, tandis que, d'autre part, le noyau non décarburé de l'électrode se trouve protégé contre des réactions indésirables des constituants d'alliages les uns sur les autres, en particulier contre la formation de cristaux mixtes.
Le dosage de la teneur en carbone nécessaire peut être assuré par l'addition de métal, lorsque la teneur en carbone du mélange de poudre disponible est trop forte, ou par l'addition de noir de fumée, lorsque la teneur en carbone est trop faible. Le carbone en excès dans le noyau de l'électrode intervient lors de la fusion comme formateur de gaz protecteur.
Pour la soudure à l'arc électrique, les électrodes suivant l'invention sont avantageusement munies d'une enveloppe. On peut aussi bien utiliser pour cela des enveloppes comprimées que des enveloppes formées par im- mersion. Il est particulièrement avantageux d'utiliser des enveloppes à base calcaire de type connu.
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Des électrodes de soudure suivant la présente invention peuvent par exemple être constituées de 5 à 50% de fer.. 48 à 90% de tungstène et 2 à 6 % de carbone.
Pour la fabrication de telles électrodes, on a utilisé par exemple des poudres qui contenaient 20 % de Fe, 74 à 75% de Tu et 5 à 25% de C, qui, après broyage ensemble dans des broyeurs boulets., étaient comprimées en baguettes et, suivant la finesse de la poudre,, étaient frittées dans l'hydrogène pendant environ une à cinq heures, à des températures comprises entre 1.300 et 1.400 C.
Un mélange de poudre approprié également au traitement qui vient d'être décrit comprend par exemple 20% de Fe, 56 % de Tu, 16% de Ti et 8% de C.
Les électrodes de soudure suivant l'invention sont aussi propres à être utilisées à l'état nu pour la soudure en atmosphère gazeuse, comme par exemple pour la soudure suivant les procédés dits "Arcatom", "Argonarc" et "Héliarc".
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For the formation of wear coatings, the use of solder wires made of hard alloys capable of forming drops is known. such as stellites, high chromium alloys and austenitic manganese steels. Small metal tubes are also used for this purpose, which are filled with hard metal in pulverized form and in which the latter is sintered; in certain exceptional cases. sintered hard metal welding rods have also already found use.
The present invention relates to an electrode which combines high hardness of the solder material with excellent wear properties. This electrode is not only advantageous for the manufacture of coatings, which are subject to frictional wear, but it can also be used with advantage for the manufacture of tools.
The use of sintered hard metal welding rods for arc welding has hitherto encountered the difficulty of being able to satisfy, with the usual methods of sintering hard metal bodies, the conditions which are required. must impose on an electrode as to its weldability.
Even if these conditions were neglected, there would still remain for such electrodes the risk of the undesirable formation of mixed crystals, which would result. in the weld, significant reductions in wear resistance.
The requirement of good weldability and high resistance to wear of the material supplied by welding can be satisfied. according to the invention with sintered welding electrodes. made of one or more carbides of metals of the fourth to sixth groups of the periodic system or of mixed carbides of these and one or more of the metals of the iron group, as well as alloys of these metals, if the zone the peripheral of the electrode has a higher degree of sintering than the core.
Such electrodes have in the peripheral zone an electrical conductivity with the degree of sintering thereof, while in the core of the electrodes the formation of undesirable mixed crystals is avoided, which is detrimental for the wear properties of the welded material. by the presence of auxiliary metal carbides.
The carbides of the metals of the fourth to sixth groups of the periodic system which find use can be replaced in part by nitrides, possibly borides of these metals.
The formation of the necessary peripheral zone can be obtained in such electrodes, for example by supply by fusion; it can also be determined by the choice of appropriate sintering conditions, such as sintering time and, above all, sintering temperature, taking into account the carbon content of the powder mixture to be sintered in a hydrogen atmosphere. The carbon content must be chosen such that, on the one hand, the decarburization progressing from the outside to the inside has the consequence of appreciably facilitating the sintering of the peripheral zone, while, on the other hand, the The non-decarburized core of the electrode is found to be protected against undesirable reactions of the constituents of alloys on each other, in particular against the formation of mixed crystals.
The dosage of the necessary carbon content can be ensured by the addition of metal, when the carbon content of the available powder mixture is too high, or by the addition of carbon black, when the carbon content is too low . The carbon in excess in the core of the electrode intervenes during the fusion as a form of protective gas.
For electric arc welding, the electrodes according to the invention are advantageously provided with a casing. Compressed envelopes can be used for this as well as envelopes formed by immersion. It is particularly advantageous to use limestone-based envelopes of known type.
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Welding electrodes according to the present invention may for example consist of 5 to 50% iron, 48 to 90% tungsten and 2 to 6% carbon.
For the manufacture of such electrodes, for example, powders which contained 20% Fe, 74-75% Tu and 5-25% C were used, which, after grinding together in ball mills, were compressed into rods. and, depending on the fineness of the powder, were sintered in hydrogen for about one to five hours, at temperatures between 1,300 and 1,400 C.
A powder mixture also suitable for the treatment which has just been described comprises, for example, 20% Fe, 56% Tu, 16% Ti and 8% C.
The welding electrodes according to the invention are also suitable for being used in the naked state for welding in a gas atmosphere, such as for example for welding according to the so-called “Arcatom”, “Argonarc” and “Heliarc” processes.