BE552582A - - Google Patents

Description

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    'Le   seul procédé employé jusqu'ici dans la technique pour fondre le titane et ses alliages en vue d'en former des blocs de dimensions assez grandes est exécuté sous vide ou sous une atmosphère de gaz rare dans un four à arc, procédé dans lequel une électrode faite de titane spongieux entre progressivement en fusion. Pour l'obtention par fusion d'alliages 

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 riches en titane, on ajoute les composants d'alliage séparé= ment pendant le processus de fusion ou on les comprime préalablement sous forme de fils ou de pièces conjointement aveo le titane spongieux pour former le corps d'électrode. 



  Le procédé connu jusqu'ici pour la production de ces électrodes présente un certain nombre d'inconvénients: il fallait broyer le titane spongieux, éliminer la fraction des grains d'extrême finesse, et'réaliser une granulométrie convenable pour le pressage. De plus, ce procédé nécessite l'emploi de presses puissantes et coûteuses. Finalement, le passage de courant est irrégulier par suite de la différence de densité et de conductibilité du corps comprimé. En outre le titane finement divisé est pendant toute la durée du traitement exposé à l'action de l'oxygène, de l'azote et de l'humidité de   l'air.   



  Or, on a trouvé présentement un procédé pour la production d' électrodes fusibles se consumant   d'elles-mêmes,   destinées à l'obtention par fusion de blocs de titane métallique et d' alliages riches en titane, procédé qui évite les inconvénients précités. Dans ce procédé on place l'hydrure de   tit&na   en poudre sans le presser dans un moule et on le   chauffe   sous vide à des températures auxquelles l'hydrogène s'échappe et le métal qui reste se concrétionne en formant un corps solide. 



  Pour obtenir des alliages, on mélange à l'hydrure de titane en poudre encore d'autres métaux ou leurs hydrures à l'état de fine division. 

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  Le volume de la charge diminuant considérablement pendant le traitement thermique, les dimensions du moule doivent être choisies en conséquence. Le moule peut être en métal, en céramique (oxydes métalliques), en charbon ou graphite suivant le mode de chauffage du four et les températures appliquées. En cas de chauffage à induction on utilisera de préférence du métal, du graphite ou du charbon;. en cas de chauffage par rayonnement on peut aussi employer des moules céramiques lesquels, par suite de la contraction du matériel à concrétionner, ne sont pas exposés   à   l'action réductrice et partant destructive du titane - comme cela serait le cas si l'on faisait fondre le métal - et par conséquent peuvent être utilisés bien des fois. 



    Le   moule rempli du matériel à concrétionner est placé dans un four dont on fait évacuer l'air aussi complètement que possible. Ensuite on chauffe le four lentement à des températures élevées de façon à empêcher la formation de crevasses sur le corps fritté. Le danger du fendillement peut être réduit davantage de façon en soi connue en ménageant des canaux dans la charge légèrement secouée en vue de faciliter le départ du gaz. La température doit être de 60 C au moins, de préférence supérieure à   700 C;   elle est limitée seulement par les points de fusion du titane ou de l'alliage et du matériel dont est fait le moule.

   Le niveau de la température est d'une importance décisive pour le retrait, le porosité, la solidité et le poids spécifique de l'électrode; la forme 

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 de l'électrode est sans importance. L'hydrogène mis en liberté, qui est contenu en quantités d'environ 3,5 à 3,8   %   en poids dans l'hydrure de titane, est éliminé par succion de façon continue ou par intervalles. Après la déshydrogénation et le frittage de la charge, on place le four de nouveau sous un vide poussé en vue d'éviter une nouvelle absorption d' hydrogène par le métal. 



  Les alliages de titane à préparer à l'aide de ce procédé contiennent jusqu'à   20 %   en poids de métaux tels par exemple qu' aluminium, étain, molybdène, vanadium, niobium, tantale, manganèse, fer, chrome, cobalt, nickel, cuivre et silicium, soit isolément, soit en combinaison. Les électrodes préparées suivant l'invention assurent une répartition entièrement uniforme des composés dans l'alliage finalement obtenu par fusion.' Comme le,titane formé à partir de l'hydrure se concrétionne immédiatement en l'absence d'oxygène, d'azote et de 1' humidité de l'air en formant un corps solide, il ne subit aucune contamination par de l'oxyde ou du nitrure, à savoir des impuretés qui, même en quantités fort minimes, déprécient sensiblement la valeur technique du métal. 



   Exemple 1 : ' Un creuset cylindrique en fer de 145 mm de diamètre intérieur est chargé à une hauteur de 182 mm d'une poudre d'hydrure de 

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 titane dont la dimension des grains est approximativement de 1 micron. La charge est pourvue de canaux d'échappement pour le gaz,percés dans le voisinage immédiat de la paroi du creuset et répartis sur toute la section transversale. On chauffe la charge sous vide au cours de 6 heures à une température superficielle de 950 -   1000 C   (mesurée optiquement), en augmentant la température linéairement dans le temps. On maintient cette température encore durant trois heures, période au bout de laquelle on a atteint un vide final compris entre 10-4 et 10-4 mm Hg.

   Après refroidissement, le corps concrétionné présente un diamètre de 94   mm,   une hauteur de 125 mm et une densité apparente de 3,9. Le retrait rapporté au diamètre est donc de 35 %. 



   Exemple 2: On remplit un creuset comme celui décrit à l'exemple t à une hauteur de 145 mm avec de l'hydrure de titane, on porte la charge à 1000 - 1050 0 dans les conditions indiquées à 1' exemple 1 et on maintient cette température jusqu'à l'obtention d'un vide final compris entre 10-4 et 10-5 mm Hg. Après refroidissement, le corps concrétionné présente un diamètre de 90 mm,.une   hauter   de 90 mm et une densité apparente de ,4,05. Le retrait rapporté au diamètre est donc de 38 %. 

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   Exemple 3:
Un creuset cylindrique en fer de 100 mm de diamètre intérieur est rempli à une hauteur de 180 mm avec un mélange composé de
1550 g d'hydrure de titane et 85 g d'aluminium   granuleux.   On porte la charge à une température de 1000 C dans les condi- tions décrites à l'exemple 1 et on la maintient à cette température jusqu'à ce qu'un vide compris entre 10-4 et 10-5 mm Hg soit atteint. Après refroidissement, le corps con- crétionné présente un diamètre de 70 mm, une hauteur de
105 mm et une teneur en aluminium de   5,4 %   en poids. 



   Exemple 4:
On remplit un creuset comme celui décrit à l'exemple 3 à une hauteur de 130 mm avec un mélange de 1250 g d'hydrure de titane et 100 g d'hydrure de vanadium. Après avoir achevé le traitement comme indiqué à l'exemple 3, on obtient un corps concrétionné de 68 mm de diamètre, 85 mm de haut et contenant 7,7   %   en poids de   vanadium.   



   Exemple 5:
On remplit un creuset comme celui décrit à l'exemple 3 à une hauteur'de 165 mm avec un mélange de 1500 g d'hydrure de titane et 50 g de molybdène pulvérulent. Après-avoir achevé le traitement de la manière décrite à l'exemple 3, on obtient 

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 un corps concrétionné de 68 mm de diamètre, 110 mm de haut et contenant   3 %   en poids de molybdène. 



     Exemple   6: On remplit un creuset comme celui décrit à l'exemple 3 à une hauteur de 215 mm avec un mélange de 2000 g d'hydrure de titane et 100 g de chrome pulvérulent. Après avoir achevé le traitement suivant les indications de l'exemple 3, on obtient un corps concrétionné de 70 mm de diamètre, 124 mm de haut et contenant   4,5 %   en poids de chrome.

Claims (1)

1. Revendication : Procédé de production d'électrodes fusibles, destinées à 1' obtention par fusion de blocs de titane et d'alliages riches en titane, caractérisé par le fait qu'un hydrure de titane en poudre, éventuellement additionné jusqu'à concurrence de 20 % en poids d'autres métaux finement divisés ou de leurs hydrures, est placé dans un moule et chauffé à des températures élevées pour le déshydrogéner et concrétionner.