BE553778A

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Publication number: BE553778A
Authority: BE
Priority date: 1966-02-16
Also published as: BE676560A

Description


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   L'invention se rapporte à un   procédé   de préparation. de matériax compound fer-graphite devant s'employer en particulier comme, matériaux de   glissement   ou de friction. 



   Il est   connu,   de fabriquer des matériaux graphite-fer à faibles teneurs en graphite par la   métallurgie  des poudresà savoir par   frittage   de mélanges fer carbone et en particulier fer-graphite L"utilisation de teneurs en carbone ou graphite supérieures à 6% en poids offre toutefois des   difficultés   perce que, dans les procédés de frittage normalement employés où. l'on utilise de l'hydrogène comme gaz protecteur, en cas de teneurs élevées en carbone on obtient seulement des matériaux fortement poreux. avec des résistances beaucoup trop réduites pour des applications techniques.

   Par   exemple,   pour 11% en poids de graphite,   la   composition en volume du mélange initial fer-graphite s'é 

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 lève déjà à environ   32%   en volume de graphite, si bien qu' avec des teneurs aussi élevées en ce dernier, les points de contact entre les particules individuelles de fer sont très limités. Pour obtenir aux points de contact relativement peu nombreux entre les particules de fer un frittage maximum et par conséquent une résistance aussi élevée que possible, on conçoit donc que l'on s'efforce d'obtenir une bonne réduction des pellicules d'oxyde des particules de la poudre de fer, en utilisant de l'hydrogène comme gaz protecteur jusqu'à la fin du processus de frittage.

   En dépit' de cette mesure on obtient néanmoins pour des teneurs en gra phite supérieures à 6% en poids des matériaux fer-graphite spongieux, doués de résistances basses inutilisables. Comme on l'a décrit dans la littérature, dans le cas d'une teneur en carbone de   6%   en poids on a tenté par conséquent d'effectuer la fabrication à l'aide d'un frittage sous pression, procédé qui, par suite de son coût élevé, n'est pas   économi-   que pour la production de matériaux en série. 



   L'invention vise la fabrication de matériaux frittés à base de fer et de graphite, dont la teneur en graphite dépasse les niveaux connus jusqu'ici, le matériau fritté acquérant ainsi les propriétés qui le rendent particulièrement apte aux applications de friction et de glissement. 



   Suivant l'invention, on effectue la fabrication de matériaux utilisables, à base de fer et de graphite, avec des teneurs de 30 à 60% en volume de graphite. De manière connue en soi, les matières premières sont intimement mélan, gées, pressées ou laminées à froid. En l'occurrence il y a lieu de veiller tout spécialement à ce que les composants du mélange, différents par leur densité, ne subissent pas une démixion. Le frittage commence dans une atmosphère réductrice, par exemple de l'hydrogène ou de l'oxyde de carbone.

   Mais l'on peut aussi commencer le frittage dans une atmosphère neutre, de l'azote par exemple, et tirer profit - 

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 de   1* atmosphère   de frittage contenant du CO et du CO2 qui se forme   automatiquement;   dans le frittage par interaction entre le graphite et les pellicules oxydées des particules de fer,,   A   partir de 750 C le processus de frittage est pour suivi dans une atmosphère exempte d'hydrogène, en   particu-   lier dans une atmosphère neutre ou contenant du CO ou CO2 On évite ainsi que par réaction entre l'hydrogène et le graphite il y ait formation de méthane,lequel exerce une action décarburante et conduit à un matériau poreux de solidité insuffisante.

   La valeur de la températurede frittage ot le temps de frittage sont   à   établir de manière   à   obtenir une solidité aussi grande   que¯possible,   sans que se produise une diffusion trop considérable du carbone dans   l'austénite   en formation.

   Pour cette raison il convient de limiter la température de frittage de préférence à 1000 C Pour que lors du refroidissement,le carbone entré en solution puisse se séparer   à   nouveau de l'austénite, le refroidissement doit se faire lentement   jusqu'à,   environ 750 C   En-dessous   de cette limite on doit toutefois effectuer un refroidissement suffisamment rapide pour que   l'on   obtienne encore comme produit de transformation de l'austénite une structure   ferra-   tique-perlitique-graphitique, Pour des teneurs en graphite dépassant 40% en volume, il peut y avoir aussi formation de perlite à cause des nombreux points de contact entre fer et graphite.

   L'incorporation de particules dures de perlite dans une masse de base ferritique-trphtique notablement plus tendre est favorable   pour   le comportement de friction et de glissement du matériau fritte. Par le procédé décrit on obtient des matériaux compound avec une porosité d'environ 12% Par des additions minérales peu importantes, connues en soir allant   jusqu'à,   un maximum d'environ 20%par exemple de plomb de composés de plomb, de soufre, de   disulfure   de molybdènede quartz:

  ,  etc.,  on peut adapter le comportement de friction et de   glissement   aux exigences   particulières   

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 Pour obtenir de la résistance au déchirement et au vitetage l'addition d'une faible teneur en phosphore, de préférence infériure ä   1,   est avantageuse.

Claims

En vue d'accroître la résistance mécanique et pour obtenir une grande exactitude dimensionnelle, on peut ulté- rieurement densifier le matériau fritte mécaniquement. to talement ou partiellement, de manière.- connue en.. soi. Par compression à chaud ultérieure on peut obtenir un matériau pratiquement exempt de pores.

A cette fin, l'article moulé préfritté ou à frittage terminé est ensuite densifié soit en dehors de la température de frittage, ou bien après nouveau réchauffage, à la température de frittage, ceci dans des moules de presse préchauffés à environ 500 c REVENDICATIONS @ 1/ Procédé de fabrication d'un matériau compound fer-graphite, caractérisé en ce que des articles moulés par compression ou laminage à froid, consistant en des poudres fer-carbone intimement mélangées, avec une fraction en vo- lume de 30 à 60% de carbone, en particulier de graphite, sont frittés à partir de 75000 dans une atmosphère de gaz protecteur neutre ou contenant de l'oxyde de carbone, sous pres3ion normale, élevée ou réduite* 2/ Procédé suivant la revendication 1,

caractérisé en ce que la température finale de frittage est de préfé- rence limitée à 1000 c 3/ Procédé suivant les reverdi cations 1 et 2, carac- térisé en ce que le reforidissement lors du processus de frittage se fait lentement jusqu'à, environ 750 0.