BE533230A - - Google Patents

Description

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   La présente invention concerne un procédé pour améliorer les propriétés, notamment les propriétés physiques, d'objets chromés par dif- fusion. On sait que ces objets sont obtenus d'une façon particulière- ment avantageuse au moyen de composés halogénés, notamment des chlorures et des fluorures de chrome, que l'on fait agir à l'état gazeux à de hautes températures sur les surfaces à traiter.

   Il se produit alors dans la ré- gion des bords de ces objets un alliage enrichi en   chrome,   Ce procédé de chromage par diffusion est utilisé pour traiter les objets en acier, et il est judicieux comme on le sait, d'utiliser pour ce traitement des aciers dont la teneur en carbone n'excède pas 0,1%,car une migration en sens inverse se produisant entre le chrome pénétrant par diffusion et le car - bone expulsé par la diffusion nuit à l'obtention de la zone chromée. Ce - pendant, il est également possible d'utiliser des aciers présentant une plus forte teneur en carbone lorsque celui-ci est fixé de façon stable par des générateurs de carbure, tels que du titane, du tantale et du niobium, de sorte que la migration en sens opposés mentionnée ne se produit pas pen- dant le chromage par   diffusion.   



   Bien que l'on parvienne à obtenir sur des objets en acier des zones chromées par diffusion d'une épaisseur suffisante lorsque l'on prend ces précautions bien connues, il se produit dans une certaine mesure une diminution des propriétés ou qualités mécaniques du métal de support, notamment s'il ne contient pas de corps générateurs de carbure. Même la zone chromée par diffusion présente alors parfois des propriétés physiques défectueuses, notamment en ce qui concerne la ténacité, sans qu'on sache bien à quoi devoir attribuer cette particularité.

   Ces phénomènes, qui se produisent dans la zone chromée par diffusion et qui s'accompagnent souvent d'une diminution de la stabilité chimique, sont apparemment indépendants de la matière de base,   c'est-à-dire   indépendants du fait qu'il s'agit d'un acier à faible teneur totale en carbone ou d'un acier dont le carbone est fixé de façon stable par un générateur de carbure. 



   Il va de soi que les propriétés physiques d'un objet chromé par diffusion ne peuvent pas être satisfaisantes à tous égards. En fait, le chromage par diffusion est effectué à des températures de 1000  et davantage auxquelles les objets doivent rester soumis pendant plusieurs heures. Il se produit une zone enrichie en chrome qui, dans les couches extérieures, peut présenter une teneur en chrome de 50% et plus, teneur qui va constamment en diminuant au fur et à mesure que l'on se rapproche du noyau.

   Par suite de ces différences de teneur en chrome, il se produit sur la section transversale d'un objet un changement constant de texture donnant naissance à des propriétés physiques différentes, la différence de propriétés étant particulièrement grande entre la zone marginale externe et celle du noyauo   Or   les recherches qui ont conduit à l'invention ont permis de constater qu'il est possible d'améliorer par un seul traitement uniforme   à   chaud les propriétés physiques aussi bien de la zone chromée par diffusion que de la matière du noyau, et en particulier la ténacité de ces deux zones. 



   Conformément à l'invention le traitement thermique comporte une fois le chromage effectué un   refroidissement brusque   des objets chromés à partir d'une température supérieure à 900 C. Il s'est révélé particulièrement avantageux d'effectuer ce refroidissement brusque des objets dès que leur température s'est abaissée à 950 . Le meilleur procédé consiste à refroidir ou tremper les objets par l'huile ou par l'eau alors qu'ils sont encore aux températures mentionnées. D'autres procédés de re-   froidissement   peuvent être également efficaces suivant les dimensions de la pièce considérée; on peut ainsi refroidir les objets dans un canal re- 

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 froidi énergiquement (par exemple par circulation   d'eau)  ce canal étant protégé lui-même par un gaz. 



   Le mode de mise en oeuvre le plus simple de ce procédé consiste à refroidir les objets dès leur sortie du four de chromage par diffusion. Le temps que mettent les objets à passer de la température de chromage par exemple de 1050 C à   950 G   n'aucune importance particulière à condition que l'on évite autant que possible qu'ils soient pendant ce temps en contact avec de l'oxygène. Mais ce procédé n'est utilisable que lorsque le chromage par diffusion est effectué sans que les pièces soient enveloppées dans une masse de support spéciale.

   Si les objets sont enveloppés dans de telles masses de support qui facilitent de manière connue le transfert du chrome à la surface de ces objets, il est rationnel de les laisser refroidir dans la masse de support jusqu'à la température ambiante, de les débarrasser de la masse en question et de les refroidir ou de les tremper brusquement après les avoir réchauffés à 950 C par exemple. 



   Que l'on ait eu ou non recours à un réchauffage, le résultat de ce traitement à chaud est une augmentation de la ténacité de la matière du noyau, par conséquent de l'acier qui forme l'objet chromé par diffu siono Alors que, sans le traitement à chaud suivant l'invention, il subsiste un danger de ruptures sans déformations notamment aux brusques transitions de section, il est possible de plier au moins à 90  une vis ou un boulon ayant été traité conformément à l'invention sans qu'il se produise de rupture ou de faille. Ce fait est non seulement important pour l'utilisation ultérieure des objets chromés par diffusion, mais aussi pour le cas où les objets, déformés par la température du chromage, devraient être redressés.

   Ce phénomène de l'augmentation de ténacité est d'autant plus surprenant que l'on constate en même temps une augmentation des coefficients de résistance, et ce indépendamment du fait que le métal de support est un acier contenant du carbone fixé par un générateur de carbure ou non. 



   La résistance à la traction qui, lorsque l'acier n'est pas traité à chaud conformément à l'invention, peut se situer aux environs de   40     kg/mm2   est portée par le traitement, objet de l'invention, à des valeurs égales à 60   kg/mm2   et plus, la valeur effectivement obtenue dépendant naturellement de la température de trempe choisie et de la composition de la matière du support ou du noyau. Sur l'éprouvette ayant servi à l'essai de pliage dont il a été question précédemment, on constate en outre que même la couche enrichie en chrome ne s'arrache ni ne s'effeuille La ténacité de cette zone est également améliorée de façon très nette. 



   Il s'est révélé particulièrement judicieux de procéder d'une façon spéciale à la mise en oeuvre du procédé comportant un réchauffage et une trappe ou refroidissement brusque. On travaille dans une atmosphère protectrice, mais cette atmosphère protectrice doit contenir une certaine quantité   d'oxygène,   afin qu'il en résulte une oxydation "guidée" des surfaces des objets chromés par diffusion, d'où la formation d'une pellicule verte d'oxyde de chrome. On a, en effet, constaté que cette pellicule verte d'oxyde de chrome fournit une protection chimique particulière supplémentaire.

   Elle résiste aux milieux agressifs et présente en outre une dureté plus grande par exemple que celle de la surface chromée nueo Les conditions dans lesquelles prend naissance la pellicule verte d'oxydation peuvent être déterminées par quelques essais préalables lorsqu'on utilise les gaz de   protection   connus. Il s'est révélé p articulièrement avantageux de travailler dans une atmosphère de gaz d'éclairage incomplètement brûlé, que l'on utilise déjà dans l'industrie pour d'autres fins. Le dosage de la teneur en oxygène du mélange gazeux peut être déterminé sans difficultés pour chaque cas particulier. 



   Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'é- 

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 carter de   l'invention   dans le domaine des équivalences techniques. 



   REVENDICATIONS.

Claims (1)

1. 1. Procédé pour améliorer les propriétés physiques des objets chromés par diffusion, notamment pour augmenter la ténacité en mène temps que les coëfficients de résistance de la zone de chromage et du métal du noyau, constitué par de l'acier contenant au maximum 0,1% de carbone ou dont le carbone, quelle que soit sa teneur, est fixé de façon stable par des générateurs de carbure tels que le titane, le tantale ou le niobium, consistant à titre caractéristique à refroidir brusquement les objets sortant du chromage à partir de températures supérieures à 900 , notamment de 9500, et de préférence à les tremper à l'huile ou à l'eauo 2.

   Procédé suivant la revendication 1, consistant à titre caractéristique à laisser refroidir à volonté les objets jusqu'à la température ambiante une fois le chromage effectuée puis à les traiter après réchauffage suivant la revendication la 3. Procédé suivant la revendication 2, consistant à titre caractéristique a. réchauffer les objets dans une atmosphère de gaz protecteur, notamment. dans du gaz d'éclairage incomplètement brûlé et en présence d'une quantité d'oxygène telle que la surface de la couche de chrome se recouvre d'une pellicule oxydée de couleur verte,