BE553571A - - Google Patents

Description

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    @     L'invention   concerne un procédé pour la fusion de métaux, en particulier le zirconium ou le titane, au moyen d'un arc électrique. 



   A la première fabrication, on obtient généralement semblables métaux sous forme d'une éponge qui, précisément pour ce qui concerne le titane ou le zirconium, est fondue ou refondue presque exclusive- ment à l'arc électrique. On travaille en   cela, . en   partie, avec des électrodes destructibles aveo lesquelles donc l'éponge métallique est d'abord transformée en un corps qui forme la oontre-éleotrode pour une coquille en.cuivre refroidie à   l'eau.   La matière des élec- trodes fond ensuite .sous   L'influence   de l'arc électrique et forme ainsi le lingot dans.la coquille de cuivre, cette façon de procéder a l'inconvénient que les métaux doivent se trouver sous une forme qui permette de fabriquer les corps servant d'électrodes,

   ce qui peut présenter de grosses difficultés par exemple dans le cas d'é- pongés irrégulièrement formées ou de déchets   volumineux.   C'est pour- 

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 quoi, dans certains cas, on travaille aussi avec des fours à arc dans lesquels on emploie, comme contre-électrode pour le produit   à   fondre, une matière permanente comme par exemple le tungstène, qui sert donc d'éleotrode non destructible.

   La matière peut ici, indépendamment de son état, être introduite dans la coquille en cuivre, toutefois et malgré toutes les mesures de précautions qu'on puisse prendre, on n'évite pas toujours avec certitude que des gouttelettes venant du bain de métal   n'arrivent à     l'électrode   de tungstène, l'attaquent partiellement, et, ohargées de tungstène, retournent dans le   bain.   La fabrication d'un métal de grande pureté peut être ainsi rendue plus difficile.. 



   Il a été trouvé qu'il était possible de réunir les avantages des deux méthodes de fusion connues jusqu'ici sans devoir supporter les inconvénients inhérents à chacun de ces procédés : il suffit de travailler avec une contre-électrode permanente composée du même métal que le métal à fondre soit dono, dans le cas présent, de titane ou de   zirconium.   Il est toutefois essentiel pour le procédé de l'i-   vention   d'employer comme électrode un corps qui, tout en étant composé du même métal que le métal à fondre, ait une température de fusion plus élevée de manière que le métal de la contre-électrode ne vienne pas à fondre sous   l'influence   de l'arc électrique.

   Même si des   éolaboussures   arrivent du bain'sur l'électrode et retombent dans le bain, elles n'entraînent dans celui-ci aucune espèce de métal étranger car, selon l'invention, l'électrode se compose du même   méta.   que le bain. D'autre part, dans le procédé de l'invention, la contre électrode n'est pas destructible de sorte qu'il ne faut pas chaque fois fabriquer un nouveau corps par compression :

   l'électrode une fois obtenue peut au contraire être utilisée pour un grand-nombre de coulées. pour arriver à ce que l'électrode ait une température de fusion beaucoup plus élevée que le métal dont elle est formée, le corps formant l'électrode, composé par exemple de titane ou de zirconium, est, avant d'être employé comme électrode, porté à la température de 

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 diffusion ou au-delà de celle-ci, en présence de matières qui puissent former avec le métal intéressé des phases, combinaisons ou alliages à point de fusion plus élevé.

   On peut donc, suivant une forme d'application de l'invention, recuire un corps en titane ou ziroo-   @   nium dans une atmosphère contenant de l'oxygène et/ou de   l'azote Ou   des mélanges de ces gaz, à des températures auxquelles il y a formation partielle d'oxydes et/ou de nitrures ou autres phases azotées ou oxygénées. Il convient à cet effet de mélanger le gaz contenant l'oxygène ou   l'azpte   avec un gaz neutre, de préférence un gaz noble, afin d'empêcher une décomposition trop profonde du métal de   l'éleo'-   trode respectivement .de maintenir dans les limites désirées la formation des phases à point de fusion plus élevé.

   Au lieu   dtoxygène   ou d'azote on peut aussi employer des gaz ou vapeurs qui contiennent, comme tels'ou en combinaisons, du silicium, du bore ou du carbone ou qui soient à même de céder ces éléments. Les borures, carbures ou siliciures ainsi formés remplissent, eux aussi, le but de l'invention en ce sens qu'ils élèvent à oe point la température de fusion du corps en zirconium ou en titane qu'il n'y a plus fusion sous l'influence de l'arc électrique tout en étant oependant que la con-   ductibilité   du corps permet encore un passage de courant suffisant à la fonction   d'électrode.   



   On arrive à une forme   d'application   particulièrement avantageuse de l'invention en disposant comme électrode le corps métallique, dans le four   à   arc utilisé et en faisant brûler l'arc pendant un temps relativement court dans une atmosphère formant une phase à point de fusion plus élevé, par exemple dans de l'argon avec 30à % d'air minimum. Dès qu'il y a formation, comme on le désire, de phases nitrurées et/ou oxydées, l'atmosphère est remplacée par de l'argon pur, la coquille en cuivre est alimentée avec le métal à fondre et le processus continue comme d'habitude oe en quoi l'électrode formée comme décrit ci-avant ne fond plus.

   En préparant   l'électrode   de cette façon, il s'avère qu'il y a, dans la zone chaude du foyer sur l'électrode, formation de nitrures respectivement d'oxydes à point de fu- 

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 sion élevé tandis que la concentration des éléments étrangers diminue en direction de la tige de l'électrode de sorte qu'une conducitbilité électrique suffisante reste acquise. 



   Dans une autre forme duplication, également favorable, de l'invention, les phases   à   point de fusion plus élevé peuvent aussi s'obtenir à partir de moyens solides par une simple cémentation; le corps en zirconium ou titane destiné à servir d'électrode est enveloppé dans une poudre, de silicium, de bore ou de carbone et chauffé au-delà de la température de diffusion. Bien entendu, cette cémentation peut aussi se faire dans des matières qui peuvent céder les éléments cités à plus haute température. 



     L'exemple   qui suit servira à expliquer plus encore le procédé de l'invention. 



   Avec une électrode de 30 mm de longueur et 8 mm de diamètre et un arc de 125 ampères, on a fondu au four à boutons des éponges de titane,   L'arc   brûlait dans une atmosphère composée, à une pression de   360   torr, de 1/3   d*air   et de 2/3   d'argon.   Après une minute, le four reçut une nouvelle charge et maroha alors, dans les mêmes conditions, dans une atmosphère d'argon pur. contrairement à ce qui se passe avec une électrode qui n'a pas subi de traitement préalable, l'électrode en titane ne fondit pas. Les boutons obtenus présentaient la même dureté que ceux qui avaient été obtenus avec une électrode permanente en tungstène.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1) Procédé pour fusion de métaux à l'arc électrique et avec contre-électrode permanente, caractérisé par le fait qu'on emploie comme électrode un corps qui se compose en ordre essentiel du même métal que le métal à fondre, mais accuse toutefois une température de fusion plus élevée.

   3) procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie comme électrodes des corps, en titane ou zirconium par exemple, qui sont chauffés à la température de diffusion et au-delà en présence de matières qui peuvent former avec la matière des électrodes des phases à point de fusion plus élevé.

   3) Procédé, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en l'emploi d'électrodes qui sont chauffées, de préférence avec un arc électrique, dans une atmosphère contenant un ou plusieurs des éléments suivants : oxygène, azote, carbone, silicium ou bore.

   4) Procédé, suivant les revendications à 3, caractérisé en l'emploi d'électrodes qui sont soumises à une préparation par cémentation dans du silicium, du bore ou du carbone ou dans des combinaisons cédant ces derniers éléments.