BE535698A

BE535698A -

Info

Publication number: BE535698A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   La présente invention a pour objet d'obtenir une amélioration des vitesses de coupe des aciers au carbone et des alliages ferreux ainsi qu'une augmentation de leur résistance à l'usure et une diminution de leur coefficient de   fro ttement.   



   Il est connu d'améliorer les vitesses de coupe des aciers au car- bone ordinaires, par addition de soufre au bain d'acier pendant   1'élabora-   
 EMI2.1 
 tion.6eSà1taddàtaànn se fait généralement sous forme de sulfure de manganè- se ou de sulfure de fer, quelquefois de soufre pur. La quantité de soufre ajoutée est telle que la teneur finale en soufre de l'acier soit comprise entre 0   1%   et 0,35%. Dans ces procédés connus il se produit dans l'acier des inclusions de sulfure qui nuisent aux qualités mécaniques de l'acier. 



   Le procédé objet de la présente invention diffère des procédés   connus en ce que s   
1 - le soufre intervient à une teneur beaucoup plus faible; 
2  - il n'est pas ajouté au stade de l'élaboration, mais quand l'élaboration est complètement terminée; c'est à proprement parler un trai- tement au soufre; 
3  - le soufre doit être introduit à une température nettement définie, qui est le plus proche de 1400 C; 
4  - il est ajouté sous forme de soufre à l'état pur. 



   Il est nécessaire que les quatre conditions précédentes soient remplies, pour que le soufre ainsi :;additionné, provoque une amélioration de   l'usinabilité   et de la résistance à l'usure des alliages ferreux. Se- lon une hypothèse de l'auteur, cette amélioration serait due, à la fixation de soufre, à l'état pur, aux joints des cristaux. 



   En outre, la présente invention permet l'amélionation des vitesses de coupe et de résistance à l'usure de tous les aciers y compris les aciers alliés, alors que les méthodes antérieures ne s'appliquaient pas à ces ty- pes d'aciers contenant s chrome, nickel, molybdène, tungstène, etc... 



   On conserve les propriétés mécaniques intégrales des aciers. Ils ne sont pas cassants, ils sont homogènes,ils sont propres, ils peuvent prendre la trempe normalement et peuvent se cémenter sans aucune difficul- té. Ceci, parce que suivant la présente invention, la teneur en soufre après traitement est comprise entre 0,035 et 0,55, à la condition que l'acier 
 EMI2.2 
 traité soit propre d'élaboration, c'est-à-direqeI11t#rlui-même ne ren- ferme pas de quantité appréciable de soufre qui se trouve en général réparti sous forme d'inclusions sulfureuses. 



   Traitement de sulfuration- L'acier devant subir le traitement de   sulfuration:peut   être un acier au carbone ordinaire ou un acier allié. 



  Il doit être propre de préférence. 
 EMI2.3 
 



  L'addition de soufre,cfltâ.$ent.aa. méthodes antérieures, se fait quand l'acier est Complétemet tbmédd',ébmkur, c' est-à-dire dans la lingotière. 



   Les raisons de ce mode d'addition   sont:   - d'abaisser le facteur température, générateur de la formation de sulfure, par agitation thermique des atomes; d'éviter le transvasement ou l'ébullition du bain, qui tendent à activer la formation de sulfure;   d'aug-     menter le caractère d'instantanéité de l'addition ; dediminuer le temps de   solidification, à partir de l'addition, l'influence de ce temps pendant le procédé plus efficace pour les petits lingots que pour les gros. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   La température de coulée de l'acier dans la lingotière doit être le plus proche possible de 1400 . 



   La quantité de soufre à ajouter est faible, elle est juste suf- fisante pour tapisser les joints intercristallins. Elle est de l'ordre de : -60 grammes de soufre pour cent kg d'acier, dans le cas des aciers au carbone ordinaire, - 50 grammes de soufre pour cent kg d'acier   dans De? cas   des aciers alliés. 



   L'addition de soufre se fait au fond de la lingotière, avant de couler le métal, on y placer poids nécessaire de soufre, sous forme soli- de,d'une granulométrie   40-50.   



   Ce procédé permet : de tripler presque les vitesses de coupe des aciers doux, ainsi qu'ils sont élaborés par les anciens procédés, de tripler presque les vitesses de coupe des aciers ordinaires au carbone, de nuance demi-dure et dure, de doubler les vitesses de coupe des aciers alliés. 



   De plus, on augmente dans de très grandes proportions la résistan- ce à l'usure, on diminue le coefficient de frottement de ces alliages et on améliore très nettement leurs propriétés en long. 



   Voici à titre d'exemple les différences de vitesse de coupe en- tre un acier demi-dur au carbone ordinaire et le même acier suivant la pré- sente invention. 



   L'acier a été élàboré au four   électri que.   Il a été coulé dans deux lingotières différentes. Dans l'une des deux lingotières a été ap- pliqué le traitement de sulfuration décrit plus haut 
10-composition de l'acier non traité : 
C   = 0,440   
Mn   = 0,740   s = 0,013 
P = 0,017 
R = 82 kg 
2 - composition de l'acier traité suivant la présente invention 
C =   0,440   
Mn =   0,740   = 0,035 
P = 0,017 
R = 81 kg. 



   Première série d'essais - Vitesse de coupe 87 m.50 
1  - Acier non traité - Nombre   de, pièces   usinées entre deux   aff"u-   tages de l'outil   44 - 102 - 55 - 55 - 48 - 92 - 51 - 65    
2  - Acier traité suivant la présente invention - Nombre de piè- ces usinées entre deux affûtages de l'outil 
18o - 180 - 164 -   141 -   180 - 170 - 165 - 150   Rapport des temps de tenue de l'outil acier traité 2,6 acier non traité = <,   

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
Deuxième série d'essaisVitesse de coupe 76 m,

   50 
1 - Acier non traité - Nombre de pièces usinées entre deux affû- tages de l'outil i 
65 -   40-   120 - 136 - 144 - 98 - 90 - 73 - 116 - 60 - 125 - 130      
2  - Acier traité suivant la présente inventionNombre de pié- ces usinées entre deux affûtages de l'outil : 
256 - 370 - 223 - 305 - 290 -   500 -   306 - 360 - 250 - 280 -   450-   
216   aciertraité Rapport des temps de tenue de l'outil : acier traité/acier non traité = 2,76 acier non traité   
L'industrie a souvent besoin de pièces en acier moulé qui résis- tent bien à l'usure et, d'autre part, qui s'usinent avec facilité. Cette usinabilité est parfois rendue difficile par la non-homogénéité de l'acier brut de fonderie.

   Le procédé objet de la présente invention fait   disparaî-   tre cette difficulté, tout en augmentant la résistance à l'usure des piè- ces moulées. 



   Pour les raisons indiquées précédemment, le traitement au soufre des moulages s'opère de la façon suivante : 
1  - Deux tiers de la quantité de soufre en poids nécessaire, est parfaitement répartie au niveau le plus bas du moulage. Le soufre employé est à l'état solide, sous une granulométrie   20-30.   



   Le dernier tiers de soufre est contenu dans une ou plusieurs bot- tes d'aluminium closes, le soufre étant sous une granulométrie 10-20. Les boites sont placées dans un vide du moulage, environ à mi-hauteur de ce dernier, et sont supportées par trois ou quatre fils d'aluminium tendus fixés chacun par leurs extrémités dans les parois opposées du   moule.   



   2  - La température de coulée de l'acier dans le moule doit être le plus proche possible de   1400 .   



   3  - Les quantités de soufre à additionner sont de l'ordre de - 60 grammes de soufre pour 100 kg d'acier dans le cas d'acier au carbone ordinaire - 50 grammes de soufre pour 100 kg d'acier dans le cas des aciers alliés. 



   Nitrosulfurationde pièces en alliages ferreux et non-ferreux pour obtenir une couche superficielle de grande résistance à l'usure. 



   Il est connu de dissoudre du soufre dans les couches superficiel- les d'une pièce en alliage ferreux, en plongeant celle-ci dans un bain s de sels appropriés, maintenus à une certaine température, 
Suivant la présente   invention :   
1  - d'une part, on évite une dissolution du soufre et au contrai- re on réalise une diffusion mesurée de ce dernier et sa précipitation inter- cristalline. 



   2  - d'autre part, le soufre est diffusé à l'état de vapeur sous forme d'un mélange gazeux   s oufr e-azo te .   



   L'opération se fait à une température comprise entre   570   et 600 . 



   L'azote est simplement destiné ainsi que tous les gaz inertes qui peuvent être employés : 
1  - au   rôle   de support et d'entraîneur de la vapeur de soufre. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



   2  - à éviter l'oxydation du soufre. 



   Les pièces sont portées dans un four à une température de 570 à 600  et soumises à un courant de gaz de composition 
N .................. 95 à 97 % 
S .................. 5 à 3 % 
Ce procédé s'applique également aux alliages non ferreux notam- ment aux bronzes. 



   Sulfo-cémentation d'aciers et d'alliages ferreux. 



   On peut augmenter la résistance à l'usure et améliorer le coef- ficient de frottement des pièces en acier ou en alliages ferreux en faisant diffuser successivement du carbone et du soufre dans la couche superficiel- le des dites pièces. 



   Conformément à la présente inverition la   sulfocémentation   est obte- nue en deux opérations se faisant suite et par le moyen de céments gazeux. 



   Un mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est dé- crit ci-après à titre d'exemple : lère opération - Les pièces sont portées à une température de 
850 C environ, dans un four   àrmoufle,   complètement étanche, et sont mainte- nues le temps nécessaire à l'obtention d'une profondeur de pénétration dé- sirée, dans un courant gazeux, constitué d'air, d'hydrocarbures et de gaz ammoniac suivant des procédés qui sont connus. L'hydrocarbure employé peut être du méthane, du propane, ou du gaz de ville. 



   La vitesse de pénétration   du: carbone   est d'environ de   4/10   de millimètre à l'heure. 



   2ème Opération - Les pièces ne quittent pas le moufle, on arrête l'écoulement des gaz de cémentation et l'on chasse ceux-ci de l'intérieur du moufle par un courant   d'azote.   



   Les pièces sont ensuite portées dans le moufle à une température qui ne doit pas être inférieure à 1000 C. Elles sont alors soumises à un courant de gaz composés d'azote et de vapeur de soufre dans la proportion de 
N = 95 % à 97 % 
S=   5 % a   3 % 
Elles sont maintenues dans ce courantgazeux le temps nécessaire à l'obtention de la profondeur désirée de pénétration du soufre. 



   Le passage des gaz de sulfuration étant arrêté, on abaisse la tem- pérature des pièces jusqu'à 850 C environ, le moufle étant maintenu en at- mosphère. Le four est vidé, par exemple par basculement, et les pièces sont trempées directement à l'eau ou à l'huile, dans un réservoir de trempe placé au pied du four. 



   Le four comporte une chambre de chauffe à l'intérieur de laquelle se trouve un moufle parfaitement étanche, qui contient les pièces à traiter. 



   Ce moufle est muni d'une soupape de dégagement des gaz. Il peut être fixe ou animé d'un mouvement de rotation. Il est muni de deux injecteurs, l'un pour le gaz cémentant l'autre pour le mélange vapeur de   soufre-azote.   



   Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de mi- se en oeuvre décrit ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS.

1. - Un procédé pour obtenir une amélioration de la résistance à l'usure, et une augmentation des vitesses de coupe des aciers et allia- ges ferreux, consistant à jouter dans lesdits alliages à l'état liquide et après élaboration, une faible quantité de soufre à l'état pur, juste suffisante pour tapisser les joints intercristallins de l'alliage, l'allia- ge étant à la température la plus proche de 1400 C.

2. - Un procédé suivant 1 dans lequel la quantité de soufre ajoutée à l'acier est de l'ordre de 60 gr. de soufre pour cent kg d'acier.

3 - Un procédé suivant 1 dans lequel la quantité de soufre ajou- tée à l'alliage d'acier est de l'ordre de 50 gr. de soufre pour cent kg d'alliage.

4. - Un procédé suivant 1 dans lequel l'addition de soufre se fait en deux temps, partie avant la coulée du métal, partie au milieu envi- ron de la coulée.

5. - Un procédé de nitrosulfuration de pièces en alliages ferreux et non ferreux en vue d'augmenter leur résistance à l'usure,caractérisé en ce qu'on réalise une diffusion mesurée du soufre et sa précipitation intercristalline en traitant la pièce par des vapeurs de soufre sons forme d'un mélange gazeux, vapeur de soufre-azote à une température de l'ordre de 570 à 600 C.

6. - Un procédé de sulfocémentation des alliages ferreux en vue d'augmenter leur résistance à l'usure consistant à réaliser la sulfocémen- tation en deux opérations successives, la première consistant à soumettre, la pièce en alliage ferreux ; chauffée dans un moufle, à un courant de gaz cémentant suivant un procédé connu en soi, la deuxième à traiter la pièce dans le moufle, .après élimination des gaz cémentant, par un courant de gaz constitué par un mélange d'azote et de vapeur de soufre à une température non inférieure à 1000 C. environ.