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La présente invention est relative à un nouvel alliage contenant du phosphore, ayant une résistance élevée à l'abrasion, à la corrosion et à l'oxy- dation, ainsi qu'à un procédé de production d'un tel alliage. L'invention procure également un composé et un procédé pour la production d'un tel alliage lié mê- tallurgiquement ou amalgamé à la surface d'un corps métallique, et de nouveaux objets fabriqués, formés ou revêtus d'un tel alliage, spécialement des objets revêtus d' abrasifs, tels que les outils abrasifs.
La présente invention procure plus spécialement un composé pour la production d'un corps en alliage solide, résistant à l'usure, dur, ou un placage d'alliage lié métallurgiquement sur la surface d'un corps métallique, lorsqu'il est chauffé dans une atmosphère réductrice, ce composé comprenant du phosphore, un métal choisi dans le groupe comprenant le nickel, le cobalt et le fer, et des matières dures choisies dans le groupe comprenant les carbures, borures et sili- ciures durs des métaux de transition.
La présente invention procure également un procédé de formation d'un placage lié métallurgiquement, résistant à l'usure et à la corrosion, sur un corps métallique, procédé qui comprend l'application d'un revêtement du composa précité à la surface du corps métallique, et le chauffage de celui-ci avec son revêtement dans une atmosphère réductrice pour amener le revêtement à former un alliage phosphoreux de nickel, cobalt et/ou fer.
Dans une forme de réalisation préférée, l'invention procure un procédé pour produire un objet métallique, qui englobe la phase,de traitement thermique de l'objet métallique, procédé qui com- prend l'application à la surface de l'objet métallique d'un revêtement de ce composé avant la phase de traitement thermique, de sorte que la phase de traite- ment thermique est utilisée dans le but supplémentaire de produire sur l'objet le placage en alliage contenant du phosphore, lié métallurgiquement.
L'invention procure encore un alliage de phosphore, d'un métal choi- si dans le groupe comprenant le nickel, le cobalt et le fer, et de matières dures choisies dans le groupe comprenant les carbures, borures et siliciures dans des métaux de transition ; englobe aussi les objets fabriqués, formés par coulée de cet alliage sous la forme désirée.
L'invention prévoit encore : (1) une structure métallique abrasive dure comprenant : un alliage de phosphore et d'un métal choisi dans le groupe comprenant le nickel, le cobalt et le fer ; des particules abrasives dures, telles que des particules de car- bure de tungstène, au moins partiellement noyées dans l'alliage et humidifiées ainsi pour leur rétention par l'alliage ; et (2) comme nouvel objet fabriqué, un corps métallique présentant des particules abrasives dures exposées, telles que des particules de carbure de tungstène, liées à ce corps par un placage en alliage consistant essentiellement en phosphore et en un métal choisi dans le groupe comprenant le nickel, le cobalt et le fer, le placage étant réuni par fusion au corps métallique avec une disso- lution mutuelle-entre le placage et ce crops métallique.
L'invention a également en vue de procurer un procédé de liaison de particules résistant à l'usure, telles que des particules de carbure de tungstène, à un métal de base pour former sur celui-ci une surface abrasive, ce procédé com- prenant les phases suivantes : la liaison initiale des particules dures à un mé- tal de base par un revêtement d'une suspension comprenant essentiellement un ingrédient phosphorique et un ingrédient métallique choisi dans le groupe compre- nant le nickel, le cobalt et le fer; le chauffage du métal de base avec son revê- tement dans une atmosphère inductrice pour convertir le revêtement en un alliage phosphoreux fondu du métal choisi afin d'amener l'alliage fondu à mouiller et à retenir les particules dures sur le métal de base et à amener une dissolution mutuelle entre l'alliage et le métal de base ;
ensuite le refroidissement du métal de base avec son alliage pour solidifier celui-ci en une liaison solidaire
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du métal de base.
L'invention englobe également un procédé de production d'un alliage ayant une résistance élevée à l'abrasion, à la corrosion et l'oxydation, carac- térisé en ce qu'on dissout des particules dures provenant du groupe comprenant les carbures, borures et siliciures des métaux de transition, en un alliage fondu de plus de 15% et d'un métal choisi dans le groupe comprenant le nickel, le co- balt et le fer.
L'invention concerne principalement un alliage phosphoreux d'un ou plu sieurs métaux choisis dans un groupe comprenant le nickel, le cobalt et le fer et contenant une ou plusieurs matières exceptionnellement dures choisies dans un groupe comprenant les carbures, borures et siliciures des métaux de transition.
Bien que l'alliage imprégné de la matière dure puisse être sous forme d'un corps métallique, par exemple une pièce coulée, une caractéristique importante de 1' invention est que l'alliage imprégné peut être sous forme d'un placage mince à la surface d'un corps métallique, le placage étant métallurgiquement solidaire ou soudé au corps métallique avec dissolution mutuelle à l'interface.
En ce qui concerne le placage des métaux, plusieurs procédés sont utilisables industriellement pour la production de revêtements minces sur des objets métalliques, notamment des processus de revêtement par pulvérisation, des méthodes de placage électrolytique, des méthodes de placage à la flamme, etc.
Tous ces procédés de la technique antérieure ont certains désavantages. Les revêtements par pulvérisation ne peuvent pas être appliqués de façon uniforme en revêtement de moins de 0,005 pouce d'épaisseur. Des revêtements pas placage électrolytique peuvent être appliqués en presque n'importe .quelle épaisseur mais ils ne font pas corps ou ne sont pas liés métallurgiquement au métal de base et, de plus, ils perdent leur dureté aux températures élevées. Un placage à la flam- me est coûteux et d'autres méthodes produisent des revêtements qui sont liés mécaniquement mais pas métallurgiquement. Tous les revêtements de la technique antérieure ne comportent que de relativement petits pourcentages de particules dures qui entrent en ligne de compte pour leur dureté.
Ils n'offrent pas la ré- sistance à l'usure de revêtement qui contiennent plus de 50 % en poids de carbu- res, borures ou siliciures. Il est également bien connu que ces procédés de la technique antérieure de production d'un revêtement résistant à l'usure sont coû- teux. Il faut prévoir une très longue période de temps pour appliquer ces revê- tements et, dans la plupart des cas, il faut un personnel très spécialisé et payé très cher.
L'invention permet la production économique en série ou de façon continue d'alliages solides extrêmement durs et d'un placage exceptionnellement dur qui est lié métallurgiquement à un métal de base. De façon plus particulière, l'invention convient spécialement pour fabriquer des objets revêtus d'abrasifs, tels que des outils, pour des opérations de ponçage, de broyage et similaires pour l'enlèvement de fines couches de matière.
Des outils, tels que des disques de ponçage, des limes, meules, etc, comportent couramment une feuille de papier ou de matière plastique, revêtue de particules abrasives pour réaliser une surface coupante. De telles feuilles revêtues n'ont cependant qu'un court temps de service parce que les espaces exis- tant entre les particules abrasives se bouchent de matière; la feuille peut être facilement déchirée ou affaiblie ou plissée; les particules abrasives elles-mêmes se coupent car elles ne sont pas convenablement renforcées par la matière de li- aison et, en outre, elles se détachent de la feuille formant support.
Des outils de coupage dans lesquels l'abrasif consiste en particules ou grains très durs d'une matière, telle que le carbure de tungstène, brasés sur un métal de base sont nettement supérieurs aux feuilles revêtues d'abrasifs ordinaires et surmontent de façon efficace ou réduisent au minimum les difficul- tés rencontrées avec les feuilles habituelles revêtues d'abrasif.
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Le cuivre est couramment utilisé actuellement pour braser des parti- cules dures sur les surfaces des outils coupant les métaux, mais il y un sérieux inconvénient constitué par le fait que les particules dures, telles que de car- bures de tungstène et de molybdène, sont presque insolubles dans le cuivre avec pour résultat une liaison brasée qui est relativement faible, les grains d'abra- sif étant facilement détachés du métal de base lors d'une utilisation vigoureuse.
De plus, la matière de liaison formée par le cuivre a très peu de ré- sistance à l'abrasion et s'use facilement, ce qui augmente encore la tendance des particules abrasives à se détacher. De plus, la faible tension superficielle du cuivre ne permet la formation que d'une très mince couche de la matière de bra- sure sur le métal de base, et en outre le cuivre a une résistance à la traction relativement basse et est plus faible que le métal de base, ce qui réduit la vie utile de l'outil.
Les inconvénients précédents sont surmontés grâce à la présente in- vention qui permet une liaison de brasure plus résistante entre les particules abrasives et le métal de base en prévoyant un métal de brasure de haute résistan- ce qui adhérera de façon efficace à la fois au métal de base et aux particules dures et peut être appliqué jusqu'à une profondeur importante pour lier une pro- fondeur correspondante des particules dures à la matière de base avec une ténaci- té élevée.
La première découverte sur laquelle l'invention est basée est qu'un alliage comprenant du phosphore et un métal choisi dans le groupe comprenant le nickel, le cobalt et le fer humidifiera ou incorporera d'une autre manière les particules dures des substances, telles que des carbures, borures et siliciu- res des métaux de transition, avec référence spéciale au tungstène, au chrome, au titane, au molybdène et au silicium. On a trouvé que ces substances ajoutées peuvent 'entrer dans la composition d'un tel alliage ou peuvent être sous forme de particules séparées noyées dans l'alliage. Cet alliage avec le ou les sub- stances dures peut être fusionné à la surface d'un corps métallique pour y for- mer un placage avec dissolution mutuelle entre le placage et le corps métallique.
La seconde découverte sur laquelle l'invention est basée est qu'une suspension, ayant l'allure d'une peinture ou d'une pâte, de particules d'un tel alliage ou des constituants d'un tel alliage avec les particules dures peut être appliquée à la surface d'un objet métallique, et qu'ensuite l'objet en métal re- vêtu peut être chauffé pour produire le placage fusionné désiré sur cet objet.
Les particules dures des carbures, borures ou siliciures peuvent être mélangées dans le composé de revêtement avant que le revêtement ne soit appliqué, ou bien le composé de revêtement peut être appliqué à l'objet et ensuite les particules dures peuvent être répandues sur le revêtement appliqué, avant l'opération de chauffage. Le résultat est un placage comprenant une matrice en alliage dur et résistant à l'oxydation et à la corrosion, de phosphore et de fer, nickel ou cobalt et contenant des particules dures des carbures, borures ou siliciures, complètement noyées dans cette matrice.
Une troisième découverte sur laquelle certaines applications prati- ques de l'invention sont basées est que l'alliage de placage comprenant du phos- phore, en même temps que du nickel, du cobalt ou du fer, peut servir commecisslovant liquide pour la recristallisation de la matière ajoutée, si celle-ci est addi- tionnée sous forme amorphe. En d'autres mots, le carbure, borure ou siliciure amorphe est converti à la forme cristalline par chauffage et refroidissement.
La dimension des cristalloïdes produits dépend du pourcentage du constituant dur dans la matrice, de la température du chauffage et de la vitesse de refroidis- sement. On a en outre trouvé qu'un placage produit suivant l'invention peut être durci par précipitation en le chauffant pendant 1 à 2 heures à une tempé- rature de l'ordre de 3000 à 800 F.
Une quatrième découverte est que les alliages de cobalt, nickel et
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fer contenant plus de 15 % de phosphore sont capables, lorsqu'ils sont fondus, de dissoudre de grands pourcentages de métaux à haut point de fusion et des car- bures, borures et siliciures, sans que le point de fusion des alliages résultants ne soit indûment élevé. Par exemple, un alliage fondu de 80 % de nickel et de 20 % de phosphore à 2050 F peut dissoudre presque quatre fois son poids de carbu- re de tungstène avant que son point de fusion ne s'élève jusqu'au point de provo- quer la solidification de l'alliage.
Par contre, un alliage comprenant 71% de nic- kel, 4 % de silicium, 4% de bore, 15% de chrome, 5% de fer et 1% de carbure fond à 1850 F, mais 80% en poids de cet alliage sous forme de poudre sont mélangés avec 20% seulement en poids de carbure de tungstène, une fusion totale ne se produira pas lorsque le mélange est chauffé jusqu'à 2050 F
De même en ce qui concerne la production d'outils revêtus d'abrasif, les alliages contenant du phosphore de la présente invention sont très durs et sont plus résistants, et ils ont une résistance d'abrasif sensiblement supérieure au cuivre et aux alliages de cuivre.
La production du placage par peinture et chauffage d'un objet ou corps métallique peut être réalisée de diverses manières. Un processus faisant partie du cadre de l'invention consiste, par exemple, à former d'abord l'alliage phosphoreux de nickel, cobalt ou fer et à broyer ensuite l'alliage en particules fines pour une utilisation dans le mélange de peinture. Ce processus est pratique et intéressant mais il est de cadre quelque peu limité, car seuls les alliages qui ont une teneur relativement élevée en phosphore peuvent être broyés. Il est coûteux de broyer l'alliage jusqu'à la finesse nécessaire et des précautions spéciales sont nécessaires pour empêcher l'oxydation durant l'opération de broy- age.
Un autre désavantage est que les particules fines de ces alliages sont de densité relativement élevée et sont, en conséquence, difficiles à maintenir en suspension dans le but de revêtir le corps métallique.
Un autre processus qui peut être utilisé dans le cadre de l'invention consiste à utiliser les composés de placage du brevet U.S.A. Horvitz n 2. 633.631 et d'y ajouter la ou les substances dures. Un désavantage de ce processus de la technique antérieure est que les sels de phosphate d'ammonium utilisés comme sour- ce de phosphore sont de densité faible, et, lorsqu'ils sont utilisés en-dès quantités suffisantes pour donner le phosphore approprié, ils forment un pourcen- tage anormalement élevé du volume du revêtement. En conséquence, seul un placage relativement mince peut être produit par un tel revêtement par peinture.
Un autre processus qui est en réalité le procédé préféré, utilise l'invention qui forme l'objet d'une autre demande de brevet déposée ce jour, les divers composés de revêtement développés dans cette demande pouvant être utili- sés comme matrices de placage de base où on incorpore un carbure, borure et/ou siliciure dur.
Comme dans cette autre demande, la matière de revêtement initiale dans la présente forme de réalisation de la présente invention peut être sous forme d'une suspension liquide oonvenant pour une application par pulvérisation, trempage, brossage ou extrusion, et une caractéristique importante de l'invention est qu'une telle suspension du type physique désiré peut être produite facilement à un prix relativement bas. Un avantage spécial est que les particules du compo- sé, contenant de l'oxygène, du nickel, cobalt ou fer sont relativement légères ou de densité basse, comparativement à l'alliage final et peuvent, par consé- quent, être facilement maintenues en suspension dans le but d'appliquer le re- vêtement.
Le prooessus peut comprendre l'addition des substances dures à un mélan- ge qui réagit pour former le composé phosphoreux, contenant de l'oxygène, du métal choisi, ou bien le processus peut comprendre la simple addition des substances dures du produit de réaction qui est employé pour former le placage final.
Dans la préparation des composés de la présente invention, il est préférable de broyer les phosphates anhydres de nickel, cobalt et fer en solutions
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de viscosité élevée. Ils sont difficiles à broyer fins lorsqu'ils sont secs ou en solutions de basse viscosité. Cependant, ils sont beaucoup plus facilement réduits à un état fin de subdivision en solutions de viscosité élevée car le mi- lieu hautement visqueux entourant les particules aide à séparer les particules les unes des autres lorsqu'elles sont broyées.
Afin que la teneur en carbone par ce de la solution puisse être maintenue basse (c'est-à-dire, le pourcentage de carbone ajouté par l'agent augmentant la viscosité, par exemple l'éthyl cellulo- se), les phosphates sont broyés dans un milieu très visqueux et ce milieu est ensuite ramené au niveau de viscosité requis en y mélangeant un solvant addition- nel après la fin du broyage.
Les suspensions formant alliages de la présente invention doivent être de teneur très basse en carbone pour que la matière coule convenablement.
Sinon, le résidu de carbone enveloppe les particules de l'alliage résistant et empêche les particules de s'unir. La teneur en carbone de devrait pas excéder 0,00056 gr par ce du milieu de suspension.
On peut utiliser des agents épaississants ou émulsionnants, tels que de la gomme adragante. D'autres colloïdes hydrophiles peuvent être utilisés comme stabilisants, par exemple de l'amidon, de la gélatine, des composés con- venables de cellulose, etc. Dans l'utilisation d'un stabilisant colloïdal il est important que la teneur en acide libre du mélange soit maintenue basse. La gomme adragante, par exemple, ooagule à un pH inférieur à 4.
L'un quelconque d'un certain nombre de milieux de suspension et 1" une quelconque d'un certain nombre de matières colloïdales peuvent être utilisés dans le but de créer des suspensions pour des opérations de brasure. Par exemple, le milieu de suspension peut être une résine alkyde ou un diluant de peinture du type du pétrole, ou de la cellulose nitratée, ou un éther-alcool.
Des suspensions à base d'eau de phosphates de nickel, cobalt ou fer sont capables d'absorber une quantité considérable d'eau durant l'hydratation.
Cette période d'hydratation peut s'étendre sur plusieurs jours. Lorsque les phos- phates deviennent hydratés, ils font prise en mélanges durs semblables à du ci- ment. En conséquence, il est nécessaire d'ajouter de l'eau à la suspension au fur et à mesure que l'hydratation se développe pour maintenir la viscosité conve- nable. Un autre désavantage de l'utilisation de suspensions aqueuses est le cra- quelage qui se produit dans les revêtements durant le chauffage et qui est appa- remment le résultat de la perte d'eau d'hydratation.
Pour surmonter ces désavantages jusqu'à un point désirable, on a fait de nombreux travaux avec des suspensions organiques dans lesquelles le milieu de suspension était un alcool ou un mélange d'aloool-toluol contenant un adhésif pour lier le revêtement en place jusqu'à ce que la réduction et la fusion soient réalisées. On a trouvé qu'un mélange (80%-20%) de toluol et d'alcool éthylique, avec 1% d'éthyl cellulose K-5000, peut être utilisé pour la suspension des phos- phates.
Des suspensions des phosphates métalliques dans de l'alcool et de 1' éthyl cellulose ne montrent pas la tendance à craqueler durant l'opération de chauffage. Lorsqu'un agent de suspension organique est utilisé, on peut utiliser des phosphates anhydres et, comme il n'y a pas d'eau d'hydratation, le pourcen- tage de métal du revêtement est plus élevé.
On a également trouvé qu'au lieu d'utiliser un adhésif ou composé semblable à une pienture pour maintenir des particules finement divisées en pluie durant la phase de chauffage pour la production de placage lié métallur- giquement, les particules mélangées du composé à l'état relativement sec peuvent être maintenues en place sur un objet métallique par gravité ou par force cen- trifuge. La force centrifuge est utilisée pour maintenir le composé sec en place, par exemple lorsqu'on désire plaquer la surface circonférentielle interne d'un objet métallique tubulaire ou cylindrique.
La matière sèche peut comprendre les
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particules dures choisies mélangées avec un alliage de phosphore broyé du métal choisi, ou mélangées avec les ingrédients secs du brevet Horvitz, ou, dans la mise en pratique préférée de l'invention, mélangées avec un composé phosphoreux, contenant de l'oxygène, du métal choisi.
Lorsque des poudres métalliques facilement oxydables, telles que d' aluminium, de chrome, de manganèse, de carbure de titane, de carbure de chrome, etc, sont ajoutées à la suspension de phosphate, on a trouvé que l'addition d' oxyde de bore ou d'un borate de métal alcalin aidera beaucoup au mouillage des marticules métalliques.
Un avantage important de la présente invention est la souplesse, en ce qui concerne les propriétés de l'alliage de phosphore lié métallurgiquement.
Le point de fusion de l'alliage, par exemple, peut être contrôlé à un degré im- portant en manipulant le composé de revêtement initial pour varier la teneur en phosphore du produit final. La teneur en phosphore peut être modifiée par l'utilisation de fondants, par l'utilisation de sels réductibles, d'oxydes ou hydroxydes du nickel, cobalt ou fer métallique, mélangés avec le composé phos- phoreux, contenant de l'oxygène, de ces métaux. La teneur en phosphore peut également être modifiée en choisissant les sels de divers acides contenant du phosphore.
Une caractéristique importante de l'invention est que le processus soit mis en oeuvre à des températures de la gamme opératoire des fours industriels habituels, qui sont utilisés pour diverses opérations de chauffage des métaux.
L'utilisation de ces fours permet la réalisation de la phase de chauffage du pro- cédé avec une production élevée et avec de faibles dépenses et frais généraux.
Comme la matière de revêtement initiale n'est pas coûteuse et peut être appliquée à un prix extrêmement bas, l'entièrité du procédé peut être réalisé d'une manière excessivement économique comparativement à d'autres procédés ayant le même but général.
L'invention tire également parti du fait que la fabrication de beau- coup d'objets métalliques suppose une phase de traitement thermique, par exemple, une opération de recuit ou une opération de brasure. L'invention permet l'utili- sation de cette phase pour former le placage métallique désiré sur la surface de l'objet. Comme la phase de chauffage n'est pas attribuable à l'opération de pla- cage, le coût de l'addition du placage ne représente qu'une très petite augmen- tation de coût final.
Comme illustration particulière, le procédé de placage de la présen- te invention peut être appliqué à la production d'un ensemble de came courant.
Normalement, les parties composantes sont assemblées et placées dans un four et y chauffées jusqu'à une température suffisamment élevée pour amener le métal de brasure à fondre et à fusionner avec les parties composantes de la came. Un four courant à cet effet est capable de chauffer les parties métalliques jusqu'à une température aussi élevée que 2200 à 2300 F.par exemple.
Suivant la présente invention un placage résistant à l'oxydation et à la corrosion, extrêmement dur, peut être métallurgiquement lié aux surfaces travaillantes périphériques de la came pour augmenter la durée de service de cel- le-ci, et l'opération de chauffage pour fusionner le métal de brasure peut servir dans le but supplémentaire de former l'enveloppe dure protectrice ou placage métallique, si un composé de revêtement, tel qu'illustré par les exemples sui- vants, est appliqué aux surfaces métalliques de l'ensemble de came, avant que ce- lui-ci ne soit placé dans le four de brasure.
Lorsque cet ensemble est chauffé dans le four de brasure, il est simplement nécessaire de prévoir une atmosphère réductrice dans ce four pour provoquer une réduction du composé phosphoreux con- tenant de l'oxygène du revêtement initial, de sorte que toutes les surfaces de la came finie seront recouvertes d'un placage lié métallurgiquement, résistant à l'oxydation. Dans beaucoup de cas, un four de brasure courant fonctionne d'ha- bitude avec une atmosphère réductrice, une telle atmosphère étant couramment
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produite par la combustion d'un gaz naturel. Lorsqu'on utilise un tel four, il n'y'a pas de frais supplémentaires provoqués par l'atmosphère réductrice, les seuls frais supplémentaires étant constitués par le coût de l'application du re- vêtement initial non coûteux.
L'invention peut être appliquée avec succès à la formation de revê- tement d'alliage lié métallurgiquement sur de l'acier inoxydable. A cet effet, le procédé peut être mis en oeuvre dans une atmosphère d'hydrogène sec ou, au lieu de cela, des fondants peuvent .être ajoutés à la matière de revêtement pour permettre la réalisation du procédé dans une atmosphère réductrice ordinaire, telle qu'une atmosphère de gaz naturel ou de gaz exothermiques ou endothermiques.
Pour certains besoins il est très avantageux que l'aire de placage puisse être étroitement régléeo Pour d'autres besoins, il est possible de rendre le revêtement extrêmement mince, si mince que l'épaisseur ajoutée du placage peut ordinairement être ignorée dans la considération de la dimension des objets plaqués. L'invention permet également d'augmenter l'épaisseur du placage final de diverses manières, par exemple en augmentant la dimension des particules du- res ajoutées. L'invention permet également de produire divers finis de surfaces allant des surfaces lisses aux surfaces rugueuses et granulaires.
Un placage composé produit suivant l'invention est très résistant aux excoriations, lorsqu'il est mis en contact de mouvement avec d'autres pièces mé- talliques sous une charge élevée. Cette caractéristique importante est probable- ment due à la formation d'une pellicule de phosphate sur la surface portante, cette pellicule empêchant le contact métal sur métal.
Si une surface rugueuse est désirable sur le produit final dans le but de maintenir une pellicule d'huile ou pour toute autre raison, la surface du métal de base peut être rendue rugueuse avant que le revêtement initial ne soit appliqué. A cet effet, on peut employer un soufflage utilisant des particu=- les métalliques ou de carbone de silicium.
Lorsqu'on procède au placage ou à la brasure de métaux à haute teneur en carbone et de certains alliages d'aciers, un nettoyage et une attaque convena- bles de la surface métallique aident à l'action de mouillage durant la fusion.
Une solution qui peut être utilisée pour nettoyer et attaquer la surface d'un métal dans ce but comprend 50 oc d'alcool isopropylique et 30 à 50 cc d'acide chlorhydrique commercial. La surface métallique est revêtue de cette solution et la solution est admise à réagir pendant 5 à 20 minutes. La surface est lavée pour qu'elle soit propre avec de l'alcool isopropylique, laissée à sécher, et ensuite le revêtement de placage est appliqué.
Dans l'utilisation de l'invention pour la préparation d'outils et autres objets revêtus d'abrasif, la surface de métal de base qui peut être, par exemple, de l'acier ou du fer, est nettoyée pour enlever les saletés et la graisse. Un composé de brasure phosphoreux, contenant de l'oxygène, de nickel, cobalt ou fer ou un mélange de composés de ce genre est appliqué à la surface du métal de base sous forme d'une peinture ou pâte consistant en une suspension li- quide du ou des composés sous forme finement divisée. Les particules de carbure de tungstène ou particules abrasives d'autres matières dures convenables, ayant la dimension convenable de mailles, sont alors appliquées de façon uniforme à la surface du revêtement humide en plaçant celui-ci sous un tamis d'une dimen- sion de mailles telle que les particules passeront juste à travers ce tamis.
Une certaine quantité des particules abrasives est placée sur l'écran et ensuite celui-ci est amené à vibrer ou à osciller pendant une période de temps donnée pour permettre à une quantité donnée des particules abrasives de tomber à travers le tamis et de se déposer suivant une répartition uniforme sur le revêtement humide. Une très fine couche du. même composé de brasure est alors répartie sur les particules abrasives déposées, de préférence par une opération de pulvérisa- tion. Le revêtement est admis à sécher et ensuite l'objet métallique est chauffé
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dans une atmosphère réductrice jusqu'à 2000 F ou plus pour réduire et fusionner le composé de brasure.
On a trouvé que, lorsque les particules abrasives sont complètement humidifiées par un fondant d'oxyde de bore ou par le composé de brasure avant la fusion du composé de brasure, une meilleure liaison des particules abrasives avec le métal de base est obtenue. C'est pour cette raison qu'il est préférable de pulvériser une couche finale de composé de brasure après le dépôt des particules abrasives. Au lieu d'une pulvérisation finale de la matière de brasure, une pul- vérisation finale d'acide borique en suspension dans un alcool peut être employée.
Le fondant sous la forme d'acide borique sert à nettoyer la surface des particules dures de manière que l'alliage de brasure coulé sur les particules.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les particules de carbure de tungstène ou d'une autre matière dure sont mélangées avec le compo- sé de peinture ou la pâte et ce composé comprenant les particules dures est ap- pliqué à la surface du métal. Lorsque ce revêtement unique sèche, il est réduit et fusionné par chauffage dans l'atmosphère réductrice.
La description précédente de l'invention concernait principalement le procédé de placage et les composés.
Si on désire produire un corps solide en un alliage phosphoreux d'un métal choisi, imprégné d'un carbure, borure ou siliciure dur choisi, divers pro- cessus peuvent être suivis. Un processus, par exemple, consiste à chauffer simple- ment dans une atmosphère réductrice un alliage phosphoreux finement divisé du métal choisi, mélangé avec les particules finement divisées du carbure, borure ou siliciure choisi. Le solide résultant peut être alors chauffé et coulé à toute forme désirée. Pour le même but, les particules de oarbure, borure ou sili- ciure peuvent être mélangées avec les ingrédients secs du brevet Horvitz ou avec une forme sèche d'un composé phosphoreux, contenant de l'oxygène, de nickel, cobalt ou fer.
Des corps coulés produits de ces diverses manières peuvent être utilisés, par exemple, pour les ajutages, tels que les ajutages d'extrusion, qui sont soumis à une action abrasive importante.
Les exemples 1 à 13 suivant illustrent l'invention, telle qu'appli- quée au procédé préféré de placage d'objets métalliques et montrent comment les mélanges de matrice de l'autre demande de brevet déposée le même jour peuvent être modifiés pour l'inclusion des carbures, borures ou siliciures désirés. Dans chacun des exemples 1 à 13, les formules et compositions complètes de revêtement de l'invention sont données et ces exemples sont également destinés à illustrer les divers processus permettant d'incorporer les carbures, borures et siliciures désirés dans le revêtement formateur d'alliage avant la phase de chauffage, avec pour résultat la formation du placage d'alliage désiré. Ce placage peut être appliqué avec succès à des métaux ferreux et à divers métaux, notamment le nickel et le cobalt.
Dans chacun des exemples 1 à 7, 9 et 10, il sera entendu que les constituants durs désirés sont ajoutés aux mélanges indiqués qui réagissent pour former les composés phosphoreux, contenant de l'oxygène, du métal choisi, et que les produits de réaction contenant les constituants durs sont alors appliqués comme revêtements de surface sur les objets métalliques à plaquer. D'autre part, dans chacun des exemples 11 à 13, les constituants durs sont ajoutés aux mélanges indiqués qui contiennent déjà les composés phosphoreux, contenant de l'oxygène, du métal choisi. Dans l'exemple 8, les particules des constituants durs sont ré- parties sur le revêtement de surface préalablement appliqué, ce revêtement étant le produit de réaction du mélange indiqué.
EXEMPLE 1 10 gr de NiCO3 pur à 94% (carbonate de Ni) 20,86 gr de H3PO2 d'un titre de 50 % (acide hypophosphoreux)
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10 gr de carbure de tungstène amorphe.
Après la réaction entre le carbonate et l'acide, une couche du mélan- ge était appliquée comme revêtement à un morceau d'acier 1020 et ce morceau était placé dans un four ayant une atmosphère réductrice. A 2000 F, le revêtement fon- dait et coulait pour former du placage mince lié métallurgiquement.
EREMPLE 2
Le mélange de l'exemple 1 était modifié pour comprendre : 15 gr (au lieu de 10) de carbure de tungstène amorphe 0, 25 gr de gamme adragante 11 cc d'eau
Le revêtement du produit de réaction fondait sur le morceau de métal à 2030 F dans une atmosphère réductrice pour produire un placage uniforme du car- bure de tungstène dans un alliage nickel-phosphore. Une partie du carbure de tung- stène se transformait en îlots minuscules. Le placage avait la couleur du carbure de tungstène et était extrêmement dur. Si on permettait au revêtement appliqué de sécher avant le traitement thermique, on obtenait un revêtement plus lisse et plus uniforme qu'autrement.
On croit que ce mélange représente environ la limite supérieure du pourcentage de carbure de tungstène pouvant être ajouté pour obtenir un bon mouillage de ce carbure de tungstène. De petites craquelures se dévelop- paient durant la période de refroidissement.
EXEMPLE 3 10 gr de NiCO3 6 gr de H3PO4 ( titre de 85%) 5 gr de TiC (-325 mailles) 15 cc d'eau.
Lorsque le produit de réaction de ce mélange était utilisé comme revêtement et chauffé dans une atmosphère réductrice, le morceau de test était enlevé lorsque la température atteignait 2000 F et était refroidi dans de l'eau.
Une couche supérieure lâche était grattée pour montrer une fine couche inférieu- re liée métallurgiquement au métal de base. Le miroitement des cristaux de TiC pouvait se voir dans la couche adhérente, à la lumière. Bien que ce revêtement soit très mince, il avait une excellente résistance à l'oxydation. Après chauffa- ge à l'air libre pendant 30 minutes à 2000QF et refroidissement dans l'eau, la couche d'oxyde résultante restait très étanche. Cette couche d'oxyde était enle- vée et le spécimen était de nouveau chauffé à 2000 F pendant 30 minutes et de nouveau refroidi. Il se formait encore une couche d'oxyde mince adhérent soli- dement.
Lorsqu'un spécimen de métal avec un revêtement du produit de réaction du mélange initial précédant, dans lequel le TiC était réduit de 5 à 2 gr, était chauffé dans une atmosphère réductrice, le placage lié métallurgiquement désiré était formé à 2000 F, pratiquement tout le carbure de titane était inclus dans le placage d'alliage.
EXEMPLE 4
Le mélange de l'exemple 3 était modifié pour comprendre 20 cc d'eau et en substituant 5 gr de MoSi2 au TiC. Lorsqu'un revêtement du produit de réaction de ce mélange était chauffé jusqu'à 2000 F dans une atmosphère réduc- trice, il produisait un placage lié qui était noir et d'apparence sableuse. Par chauffage pendant 2 heures à l'air libre à 1800 F, le revêtement s'écaillait et se couvrait d'ampoules.
Lorsqu'un revêtement du produit de réaction du mélange précédent, dant lequel le MoSi2 était réduit de 5 à 0,75 gr, était chauffé dans une atmos- phère de gaz naturel, il fondait en un placage uniforme à 2000 F. La surface de ce placage avait un dépôt noir rougeâtre très tenace, lorsqu'il était chauffé
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pendant une courte période de temps à 1800 F à l'air libre. Après chauffage pen- dant 1 heure à 2000 F à l'air libre et refroidissement dans l'eau, le dépôt était encore très adhérent.
EXEMPLE 5
Un revêtement produit de réaction du mélange de l'exemple 3, dans le- quel 2 gr de CiB étaient substitués aux 5 gr de TiC était chauffé dans une atmos- phère de gaz naturel jusqu'à une température de 1950 F. Le revêtement s'agglomé- rait en un placage mou dans lequel les cristaux de borure de chrome pouvaient être vus. Lors d'un chauffage à 2000 F à l'atmosphère libre pendant 1 heure, le placage formait une couche très adhérente d'oxyde. Le placage était si dur qu' il ne pouvait pas être poli de façon satisfaisante avec du papier au carborundum n 600.
EXEMPLE 6 10 gr de NiCO3 6 gr de H3PO4 (titre de 85%) 5 gr de carbure de tungstène amorphe 0,25 gr de gomme adragante 20 cc d'eau (pour obtenir une consistance propre au brossage)
Lorsqu'un morceau revêtu du produit de réaction de ce mélange était chauffé dans un four avec une atmosphère réductrice, un placage de bonne apparen- ce se formait à 2050 F. Le placage était d'apparence légèrement caillouteuse et très dur. L'épaisseur du placage était de 0,002 à 0,003 pouce.
Quatre revêtements supplémentaires étaient réalisés à partir du mé- lange initial précédent mais contenant chacun des quantités accrues de carbure de tungstène amorphe, avec les résultats suivants : (1) on laissait sécher un revêtement contenant 10 gr de carbure de tungstène avant l'opération de chauffage. A 2000 F, dans l'atmosphère réductrice, le revêtement fondait pour former un placage ayant un fini assez rugueux avec de petits îlots de carbure de tungstène. Le morceau de métal pouvait être plié à 90 à un rayon de 1 pouce sans formation de craquelures. L'épaisseur du revête- ment mesurée aux îlots de tungstène, était de 0,005 pouce; (2) un revêtement formé avec un mélange contenant 15 gr de carbure de tungstène fondait et se liait à 2000 F.
Des îlots carbure de tungstène se for- maient sur la surface ridée du placage et ces îlots étaient petits lorsque le re- vêtement était mince et plus grands lorsque le revêtement était plus épais. Au- cune coulée réelle ne se produisait, mais uniquement une liaison de la matière de revêtement à la surface du métal de base; (3) lorsqu'on utilisait un mélange contenant 20 gr de carbure de tungstène, à 2000 F, dans une atmosphère réductrice, le revêtement s'agglomérait à la surface du métal de base sans coulée. Le placage était bien lié à ce métal de base.
Des craquelures apparaissaient lorsque le revêtement était relativement épais mais on n'en voyait pas lorsque ce revêtement était relativement mince; (4) lorsqu'un spécimen revêtu du produit de réaction d'un mélange contenant 30 gr de carbure de tungstène était chauffé jusqu'à 2000 F dans une atmosphère de gaz naturel, le revêtement s'agglomérait en place pour former un placage bien lié. Il n'y avait pas d'action adoucissante, le placage étant ru- gueux.
EXEMPLE 7
Le mélange de l'exemple 3 était modifié en substituant 10 gr de car- bure de tungstène coulé broyé (-200 à +325 mailles) aux 5 gr de TiC.
Lorsqu'un morceau de métal revêtu du produit de réaction de ce mélan était chauffé dans une atmosphère de gaz naturel, le métal de revêtement fondait
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à 2000 F et l'alliage de nickel fusionnait et liait les particules de carbure de tungstène broyé en une couche uniforme d'une épaisseur de 0,003 pouce, liée métallurgiquement au métal de base. Lorsque ce placage était poli avec du papier de carborundum, les grains individuels du carbure de tungstène pouvaient être vus, non dissous dans le placage d'alliage de nickel.
EXEMPLE 8
1 gr d'acide borique était substitué aux 10 gr de carbure de tung- stène dans le mélange initial de l'exemple 7. Un mélange pâteux du produit de ré- action de ce mélange modifié était répandu à la brosse à la surface d'un morceau d'acier doux. Des particules de carbure de tungstène de -20 à +40 mailles étaient ensuite répandues sur le revêtement jusqu'à ce que la surface de celui-ci soit totalement recouverte de particules, le revêtement était séché et l'échantillon avec son revêtement sec était chauffé dans une atmosphère de gaz, naturel, et à 2000 F l'alliage phosphoreux de nickel coulait et humidifiait les particules individuelles de carbure de tungstène pour les lier métallurgiquement à la sur- face du morceau de métal.
EXEMPLE 9 10 gr de COCO3 6,5 gr de H3PO4 5 gr de carbure de tungstène amorphe 0,25 gr de gomme adragante 35 cc d'eau
Lorsqu'un morceau de métal revêtu du produit de réaction de ce mélan- ge était chauffé dans une atmosphère réductrice, le revêtement fondait à 2000 F pour former un placage lisse. Deux mélanges supplémentaires contenant 7,5 et 20gr de carbure de tungstène amorphe étaient formés et des morceaux de métal étaient revêtus de leurs produits de réaction et chauffés dans une atmosphère réductri- ce. Dans chaque cas, le revêtement s'agglomérait pour plaquer le spécimen à 2000 F.
EXEMPLE 10 10 gr de CoC03 6,45 gr de H3P04 (titre de 85%) 10 gr de carbure de tungstène amorphe 50 cc d'eau.
Lorsqu'un morceau de métal revêtu du produit de réaction de ce mé- lange était chauffé dans une atmosphère réductrice, le revêtement fondait et il se produisait une agglomération du carbure au métal de base. Le revêtement était si fermement lié qu'il ne pouvait pas être gratté avec le bord aigu'd'une lime.
Un revêtement formé d'un mélange similaire mais contenant 15 gr au lieu de 10 gr de carbure de tungstène était répandu à la brosse sur une surface métallique. A 2000 F dans l'atmosphère réductrice, le revêtement s'agglomérait et se liait au métal de base. Un frottement du revêtement avec du papier du carborundum pendant un certain temps ne polissait que le revêtement.
Un mélange similaire était aussi employé , sauf qu'il contenait 20 gr de carbure de tungstène amorphe au lieu de 10 gr. A 2000 F dans l'atmosphère réductrice, ce mélange produisait un revêtement dur qui était solidement lié métallurgiquement au métal de base.
EXEMPLE 11 10 gr d'orthophosphate de cobalt 5 gr de TiC 0,25 gr de LIF2
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0,5 gr de H3BO4
Lorsqu'un morceau de métal revêtu de ce mélange était chauffé dans une atmosphère réductrice à 2050 F, un placage lié métallurgiquement était pro- duit; il mouillait les cristaux de carbure de tungstène et les brasàit à la sur- face du métal de base.
EXEMPLE 12 5 gr d'orthophosphate de cobalt 0,5 gr de bisiliciure de molybdène 12 cc de H20
Une mince couche de revêtement s'agglomérait à 2050 F dans une atmos- phère réductrice. Les cristaux de bisiliciure de molybdène étaient bien liés à la couche agglomérée.
Le revêtement était modifié en substituant 2 gr de borure de chrome au bisiliciure et en ajoutant 1 gr de H3BO4 et 2 gr de LIF2. A 2050 F, dans une atmosphère réductrice, une fusion se produisait avec une couche extérieure qui pouvait être grattée en laissant une mince couche bien liée au métal de base.
Les cristaux de borure de chrome pouvaient être vus dans le placage.
EXEMPLE 13 5 gr de Fe3(PO4)2 5 gr de carbure de tungstène broyé (-100 mailles) 8cc d'eau
Le revêtement fondait à 2050 F dans une atmosphère réductrice. Lors d'un refroidissement, une partie du revêtement s'écaillait, ce qui indiquait qu'une quantité excessive de carbure de tungstène était incluse.
2 gr de TiC étaient substitués aux 5 gr du oarbure de tungstène broyé dans le revêtement, et à 2050 F dans une atmcsphère réduotirce ce mélange produi- sàit un revêtement noir qui était à écailles à la partie supérieure mais adhérent par-dessous.
Le revêtement initial était ensuite encore modifié en remplaçant les 5 gr de oarbure de tungstène par 2 gr de borure de chrome et en ajoutant 1 gr d'acide borique et 0,5 gr de fluorure de lithium. A 2050 F dans une atmosphère réductrice un placage ridé uniforme était produit avec ce revêtement. Des essais pour soumettre à abrasion le placage avec du papier au carborundum indiquaient que la placage était très dur.
Les exemples 14 et 15 suivants illustrent l'utilisation de milieux de suspension organiques pour la préparation de composés de revêtement destinés à être utilisés dans le procédé préféré de plaoage d'objets métalliques.
EXEMPLE 14
Un milieu de suspension organique excellent était préparé en dissol- vant 0,75 gr d'éthyl cellulose du type K, ayant un point d'éthoxyle de 45e5 à 46, et une valeur de substitution de 2,28 à 2,38 dans 100 cc d'un solvant composé de : 25% en volumes d'heptane ou d'un distillat de pétrole.
60 % de toluol 15% d'alcool butylique.
Cette solution séchait suffisamment lentement pour permettre un bros- sage facile mais suffisamment rapidement pour permettre une production rapide.
Un placage contenant 80% en poids de carbure de tungstène était produit en mé- langeant 200 oc de ce milieu de suspension et 20 gr d'acide borique, aveo 400 gr de carbure de tungstène amorphe et 200 gr d'orthophosphate de nickel anhydre.
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EXEMPLE 15
6 livres d'acide orthophosphorique de qualité commerciale (titre de 85%) étaient ajoutées à une boue contenant 10 livres de carbonate de nickel et 1 gallon d'eau. Le produit de réaction résultant était séché à 350 F pendant 3 heures pour une déshydratation totale. Une analyse indique que le produit con- siste principalement en pyrophosphate de nickel contenant 40% de nickel et 21% de phosphore.
Ce produit de phosphate de nickel était utilisé sous forme de peintu- re dans une solution d'éthyl collulose, préparée en mélangeant 0,75 gr d'éthyl cellulose (type K-5000) avec chaque quantité de 100 cc d'un solvant liquide con- sistant en 25% en volumes d'alcool butylique. Le composé de peinture comprenait le mélange suivant qui était broyé dans un broyeur à boulets jusqu'à une dimension de particules de 1 à 5 microns. 200 gr du produit de phosphate de nickel ci-avant 200 cc de la solution d'éthyl cellulose ci-avant 350 gr de carbure de tungstène coulé broyé à-325 mailles 5 gr d'acide borique 5 gr de fluoborate d'ammonium 2 gr d'acide stéarique 3 cc d'une solution saturée d'hydroxyde d'ammonium.
Dans une atmosphère réductrice, ce composé de peinture déposait un placage comprenant 80 % de carbure de tungstène et 20% en poids d'un alliage phcs- phore-nickel, lorsqu'il était chauffé jusqu'à 2050 F en contaot avec une surfac en métal ferreux et également lorsqu'il était en contact avec des surfaces en métaux non ferreux, tels que le nickel et le cobalt.
Dans cet exemple, l'acide borique et le fluoborate servant comme a- gents fondants, l'acide stéarique et l'hydroxyde d'ammonium réagissent pour for- mer un savon d'ammonium qui était un agent dispersant très efficace et aidait beaucoup à empêcher un dépôt et une agglomération du carbure de tungstène lourde D'autres savons d'acide gras d'ammonium, tels que les savons d'oléate d'anmonium et de palmitate d'ammonium, étaient également des agents dispersants satisfaisants.
EXEMPLE 16
Des composés de peinture convenant pour une pulvérisation étaient formés en mélangeant 10 gr d'orthophosphate de nickel, de cobalt et de fer, avec 2 gr d'acide borique, et 10 cc d'une solution de 0,75 gr d'éthyl cellulose K-5000 dans un mélange de 80 cc de toluol et 20 cc d'alcool isopropylique. D'excellents résultats étaient obtenus en pulvérisant d'abord chacun des trois mélanges sur des métaux de base, en répandant ensuite les particules de carbure de tungstène sur les pulvérisations, et en pulvérisant finalement les particules de carbure de tungstène avec une fine suspension du même composé dans chacun des trois tests.
Dans d'autres tests, les particules dures étaient mélangées dans les composés avant que ceux-ci ne soient appliqués aux surface des métaux de base ; on utilisait les composés suivants : 10 gr d'orthophosphate de nickel, cobalt et fer, respectivement 2 gr d'acide borique 10 gr de carbure de tungstène coulé finement divisé (-40 mailles, +60 mailles) 8cc d'une solution produite en dissolvant 0,75 gr d'éthyl cellulose K-5000 dans 80 cc de toluol et 20 cc d'alcool isopropylique.
On a trouvé que les processus de cet exemple étaient spécialement sa- tisfaisants pour revêtir des corps métalliques en vue de la production de limes, disques abrasifs, roues de meulage, ébarboirs abrasifs, etc.
Comme signalé précédemment, il est possible de maintenir les particu- les finement divisées en place durant la phase de chauffage lors de la production du placage d'alliage. Dans le procédé préféré de placage de l'invention pour une utilisation d'un mélange sec, toute formule de revêtement total décrite
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précédemment aux exemples 1 à 13 peut être utilisée comme guide.
Les exemples 17 à 19 suivants illustrent des formules de revêtement particuliers, qui peuvent être utilisées séché, ou bien, si on le désire, les composés des exemples 17 et 18 peuvent être utilisés dans des suspensions à base d'eau ou de matières organiques.
L'exemple 17 illustre également un composé de revêtement formé d'un mélange d'alliage broyé.
EXEMPLE 17 30 gr d'alliage nickel-phosphore, contenant 20 % de phosphore (-325 mailles) 70 gr de carbure de tungstène amorphe (5 à 10 microns)
Ce mélange étaitutilisé sec, et pour une uilisation comme peintu- re, il était mélangé avec : 0,5 gr d'acide borique 12 cc d'une solution précédemment décrite d'éthyl cellulose, telle qu'utilisée aux exemples 14 et 15.
L'exemple 18 illustre également l'utilisation d'un mélange formant alliage du type décrit dans le brevet U.S.A. 2.633.631 mentionné ci-avant pour la formation des composés de revêtement de la présente invention.
EXEMPLE 18 350 gr de carbure de tungstène amorphe (5 à 10 microns) 125 gr de NiO (-100 mailles) 500 gr de phosphate d'ammonium dibasique (-100 mailles).
Ce mélange était utilisé sec et était maintenu en place par gravité dans un cas et par la force centrifuge dans un autre cas. Il était également utilisé sous forme de peinture en ajoutant de l'eau dans un cas et une solution d'éthyl cellulose dans un autre cas.
L'exemple 19 illustre l'utilisation de la force centrifuge pour ap- pliquer un mélange sec à une surface circonférentielle interne.
EXEMPLE 19
385 gr de carbure de tungstène amorphe étaient soumis à un broyage à boulets avec 165 gr d'orthophosphate de nickel anhydre pendant une période de 3 heures jusqu'à ce qu'un mélange final des deux soit obtenu. Un tube d'acte] de 3 pouces de diamètre interne était nettoyé en enlevant une légère coupe d' usinage à partir de la surface circonférentielle interne. Un chapeau en acier plein était soudé sur une extrémité du tube et l'autre extrémité était fermée avec un chapeau similaire présentant un trou à son centre.
Pour la production d'hydrogène gazeux, un tube d'alimentation était introduit à travers ce trou avec un jeu suffisant pour l'échappement du gaz à travers l'ouverture, le tube d'alimentation s'étendant jusqu'à près de l'extrémité éloignée du tube d'acier.
Le mélange sec ci-avant était à l'intérieur du tube d'acier, celui-o: est placé dans un four et mis en rotation lentement par des rouleaux, tout en étant chauffé jusqu'à 2100F avec introduction continue du gaz hydrogéné pour provoquer une réduction du composé de phosphore, contenant de l'oxygène, du nic- kel en un alliage métallique de phosphore. L'ensemble complet est ensuite rapi- dement enlevé du four et mis en rotation sur les rouleaux à 1600 tours par minut< avec une introduction continue d'hydrogène jusqu'à ce que le tube d'acier refroi- disse jusqu'à 1000oF. Entretemps, l'alliage phosphore-nickel se solidifiait pour former un placage d'une épaisseur de 0,015 pouce contenant environ 80% en poids de carbure de tungstène.
Lorsque le tube d'acier refroidissait, les chapeaux étaient découpés grâce à un disque abrasif et ensuite le revêtement d'alliage était adouci. Le processus était ensuite répété avec d'excellents résultats en utilisant du cobalt ou bien du nickel.
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L'une quelconque des formules décrites dans les exemples précédents peut être adaptée à la production d'un corps en alliage de phosphore imprégné de particules dures de carbures, borures ou siliciures des métaux de transition.
L'exemple 20 est une illustration particulière d'un mélange d'alliage broyé qu'on peut utiliser.
EXEMPLE 20 60 gr de carbure tungstène amorphe finement divisé 40 gr d'un alliage nickel-phosphore finement divisé contenant 10% de phosphore
Lorsque ce mélange était chauffé jusqu'à 2050 F dans un creuset avec une atmosphère réductrice, il s'agglomérait en un bouton. Ce bouton était refroi- di et coulé ou pouvait être traité d'une autre manière pour former un corps de la forme désirée. Cet exemple montre que l'invention procure un procédé de formation, à basse température, d'un corps métallique ayant un pourcentage élevé de carbure de tungstène.
REVENDICATIONS.
1. Un composé pour produire un corps en alliage solide, résistant à l'usure, dur, ou un placage d'alliage lié métallurgiquement à la surface d'un corps métallique, lorsqu'il est chauffé dans une atmosphère réductrice, ce com- posé comprenant du phosphore, un métal choisi dans le groupe comprenant le nickel; le cobalt et le fer, et des matières dures choisies dans le groupe comprenant les carbures, borures et siliciures durs des métaux de transition.