CH204922A - Procédé d'agglomération des matériaux très réfractaires. - Google Patents

Procédé d'agglomération des matériaux très réfractaires.

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CH204922A
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Spladis Societe Scientifiques
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Spladis Societe Pour L Applic
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor

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Description


  Procédé d'agglomération des matériaux très réfractaires.    La présente invention a pour objet un  procédé d'agglomération     des    -matériaux très       réfractaires    et en particulier     des    métaux       ultra-réfractaires,    plus     particulièrement    -des  métaux supérieurs des     4me,        5me        6me    ou       7me    groupes du système périodique des élé  ments, ou leurs borures, carbures, siliciures,       nitrures,        oxydes,    etc.  



       Le    procédé suivant l'invention     est        carac-          téris6    en ce qu'on soumet la matière à traiter,  là l'état de poudre, à     une    première cuite pro  curant à la pièce à former par     agglomération     une     consistance        suffisante    pour qu'elle     puisse     supporter les manipulations     ultérieures.,    cette  première cuite étant suivie d'au moins une  autre     cuite    à     température    élevée, séparée .de  la première par un     refroidissement,

          ces    cuites  ayant lieu sous     l'influence    simultanée d'une       force    centrifuge, qui favorise l'agglomération.  



  Ce     procédé,    qui évite en général l'usage  préalable de la presse hydraulique avec     toutes     ses     complications,    peut s'appliquer de diver  ses     façons.    Dans leur forme la plus simple,    les opérations peuvent être effectuées de la  manière     suivante:          Première   <I>opération.</I>  



  On tasse au matoir et au marteau, par  petites quantités     successives,    la     matière    pul  vérulente à agglomérer, dans- un moule en  matière réfractaire.  



  <I>Seconde opération.</I>  



       L'ensemble    est porté sous     force    centri  fuge à une température déterminée .suffisante  à provoquer une première agglomération, qui  donne à la     pièce    une     cohésion        permettant    sa  manipulation ultérieure, mais insuffisante à  ce que la matière du creuset     attaque    et altère  la matière     traitée.    Après cessation du chauf  fage, le     refroidissement    de la pièce     commence     pendant     qu'elle    est encore soumise à l'action  de la force centrifuge.

   La fin -du refroidisse  ment a lieu .sans force centrifuge.     Après-        re-          froidissement    total, la pièce     est    dégagée du  moule.  



  Sa     partie        inférieure    ayant     subi,    par l'ac-           tion    de la force centrifuge, une pression plus  grande est, en général, plus agglomérée que  sa partie supérieure; si la masse a subi un  retrait, celui-ci est en général plus     acce        ntuf#     dans la partie supérieure.  



       Tfoisièiiae        ot)érclfio)a.     



       La        pièce,    qui     désormais    n'a plus     besoin     d'aucun moule comme soutien, étant retour  née sens dessus dessous     .dans    un creuset plus  grand qu'elle, -est     soumise    sous force centri  fuge à. une seconde     cuisson        â        température     plus élevée quoique     insuffisante    à provoquer       ,.on    ramollissement.

   Quand il y a lieu d'évi  ter une attaque de la pièce aux endroits de  contact avec     le    creuset, par exemple une car  buration par un creuset de     carbone,    la pièce  repose sur un lit de poudre de composition  chimique convenable et     l'atmosphère    autour  d'elle est de préférence neutre (azote, argon).  Après     cette    deuxième cuisson, le     refroidisse-          ment    a lieu dans les mêmes conditions qu'au  paravant.  



  La     pièce    subit en général une nouvelle  contraction et sa partie inférieure qui était       supérieure    dans la première opération, est,       cette    fois-ci soumise à la.     compression    la plus  forte; elle se     lasse    davantage et la, pièce re  prend à peu     près    sa forme primitive, cylin  drique par exemple.  



  Il est impossible     d'indiquer    des     chiffres          exacts    pour la valeur de l'accélération centri  fuge puisque     cette    accélération dépend, non       seulement-    de la, valeur absolue (le la. hauteur  de la pièce mais encore du rapport de sa  hauteur à sa, section, et aussi des     propriétés     de la, matière traitée, notamment de sa den  sité et de la. température à. laquelle on la.

         porte.    Un critérium expérimental du maxi  mum de force centrifuge ) . appliquer est que  la contraction transversale soit très faible. ou       pre=sque    nulle, la,     contraction    avant lieu     pres-          que        e=xclusivement    en hauteur.     La,        première     cuite a lieu de préférence sous une force cen  trifuge moins forte, de     telle        manière    qu'au  cours de     cett         première    cuite, la contraction  diamétrale décolle nettement la. pièce des pa  rois latérales du moule.

      Ces indications se rapportent à, la forme  <B>la</B> plus     simple        d'application    de l'invention;  il peut y avoir parfois avantage à soumettre  <B>la</B>     pièce    à des cuissons     successives    à tempéra  tures échelonnées, ou à la température la plus  haute que la pièce puisse subir sans     dom-          mage,    ou avec d es durées     croissantes    d'appli  cation d'une     même    température ou de tempé  ratures échelonnées avec refroidissements in  termédiaires, la pièce étant chaque fois re  tournée.  



       La,    poudre     traitée    peut être un élément  ou     composé    à l'état pur; on peut alors obtenir  une     cohésion    comparable     :i        celle    de la porce  laine, dans     certains    cas même,     à.    celle ;de la  fonte de fer avec, en général, un grain plus  fin.  



  On peut favoriser la contraction en     utili-          @sant,    de la     manière    suivante, l'extrême affi  nité du titane pour l'azote:  Ira poudre     à,    agglomérer est. additionnée  d'une quantité de titane en poudre qui peut  être faible (de     quelques    millièmes à. quelques  centièmes en poids) et le tout est     intimement          mélangé.        Ires    cuissons ont lieu comme précé  demment.  



  On     constate    que, le retrait volumétrique       est    généralement plus considérable,     vra.isem-          hlal)lement    du fait de la très grande affinité  du titane pour     l'azote,        affinité    qui lui per  met d'absorber     l'a=zote    de l'air qui est de  meuré occlus dans la poudre malgré le tasse  ment (parfois près de<B>la</B>     moitié    du volume  total après     tassement)    ; les     mouvements    Molé  culaires correspondant à la formation du ni  trure de titane facilitent probablement la  contraction de l'ensemble sous l'influence du  vide produit.  



  Au lieu d'introduire le titane à l'état mé  tallique, on peut introduire soit son carbure,       lorsqu'il        s'agié    d'agglomérer des corps avides  de carbone, soit son oxyde pour     l'aggloméra-          il-ion    des corps contenant du carbone, ou autre  combinaison     appropriée.    pourvu que     l'ensem-          ble    des corps en     présence    puisse entrer en  réaction en libérant du     titane.    Par exemple.

    du     carbure    de titane     introduit    à une dose île       l'ordre    de<B>1%.</B> ou même moins, dans de la      poudre de tungstène métallique,     provoque    une  contraction plus     considérable,        toutes    choses  égales d'ailleurs.  



  Cette méthode peut     avantageusement    être  appliquée en ajoutant     comme    poudre addi  tionnelle un mélange de 2     molécules    de car  bure de     titane    pour une d'oxyde pour     agglo-          mérer,des    corps ne devant subir     ni-carbura-          tion,    ni réduction;

   la contraction obtenue  dans     ce    cas     est    encore plus     considérable    et la  texture finale de la pièce     encore        plus    serrée,       vraisemblablement    du fait que les réactions  chimiques produites sont plus actives que  dans     les    cas précédents.  



  Si la     proportion    du mélange     titané    ci  dessus approche -de 1 % ou a fortiori, si elle  dépasse     cette        proportion,    il peut être oppor  tun d'effectuer une     cuisson    préalable au  rouge sombre, sans     action,dë    force centrifuge,  sur la poudre non tassée qui, ainsi, n'est  pas encore agglomérée; les cuissons succes  sives ont ensuite lieu comme il a été indiqué.

           Exemple.     (Agglomération -du     tungstène        métallique     pulvérisé.)  La poudre, qui a été tassée dans un moule  en graphite. est portée, dans un four à. in  duction, à une     température    de l'ordre de  2000       ,abs.    à<B>2500'</B>     abs.;    à     cette        température     et sous une     courte    durée, le tungstène n'a  pas le temps -de se carburer sur une épais  seur notable car la contraction lui fait immé  diatement     perdre    contact avec la paroi.

   Si la  pièce a. une hauteur     -de    l'ordre de cinq à. six       centimètres,    l'accélération centrifuge pourra  être, par exemple, de     ,2!5    à 5-0 fois l'accéléra  tion de la     pesanteur    et davantage selon le  diamètre de la     pièce;    plus celle-ci est large,  plus l'accélération peut être forte et meilleure  sera     l'agglomération,    toutes choses     égales     d'ailleurs.  



  Après     cette    première cuite, la pièce est  dégagée du moule et placée dans un     creuset     plus grand qui laisse un espace libre tout au  tour d'elle;     elle        repose    sur une couche de car  bure     ,d3    zirconium ou de nitrure de titane, ou  de     thorine,    ou tout autre corps ne cédant pas    trop facilement ,son     carbone    ou     n'en    contenant  pas et suffisamment réfractaire.  



  L'ensemble est alors     porté    à une tempé  rature de l'ordre de 2800       abs.    en atmo  sphère neutre et toujours en lui faisant     subir     simultanément l'action de la force centrifuge.  



  On peut encore ajouter à la poudre de       tungstène    une proportion de carbure de titane  de l'ordre de 1 % (ou même notablement     infé-          rieure    ou aussi supérieure). Naturellement, si  on     voulait    obtenir un alliage     tungstène-titane,     on devrait augmenter corrélativement la pro  portion de carbure de titane ou y     ajouter    de  la poudre de     titane    métallique, mais il n'est  parlé ici, à titre d'exemple, que de l'agglomé  ration du     tungstène,    ce qui suppose que la  proportion de     titane    demeure faible (de quel  ques millièmes<B>à</B>     2%)

  .     



  Les     opérations    se passent comme précé  demment; on constate que le retrait et, corré  lativement, la compacité sont     très    sensible  ment supérieurs à ceux de la poudre de  tungstène pur     traîtée    aux mêmes tempéra  tures; on peut donc obtenir un même résultat  avec un plus petit nombre de cuites.  



  Si enfin on veut obtenir la contraction et  la cohésion maxima, on utilisera un mélange  pulvérulent dans la proportion de 2 molécules       d.e        embure        ,d.e    titane pour une d'oxyde et o n en  ajoutera, par exemple, 1 ou 2 % au tungstène  pulvérulent (toujours en supposant qu'il s'agit  simplement de l'agglomération du tungstène  avec le moins possible de corps étrangers).  



  La contraction obtenue est plus considé  rable encore que dans le cas précédent avec  la quantité correspondante de titane métal,  la cohésion est corrélativement aussi plus  grande.  



  Pour les carbures de     tungstène,    les choses  se passent d'une manière analogue.  



  Dans l'agglomération de poudres différem  ment     constituées,    on constate très souvent que  l'addition de titane, ou de poudres capables  d'en libérer par réaction, augmente la  contraction et la cohésion     obtenues,    toutes  choses égales d'ailleurs; l'adjonction de  titane, soit métallique soit sous     d'autres     formes s'applique à tous ces cas.

        Si la, pièce à mouler est     creuse,    il est  avantageux,     surtout    dans le cas où elle se  contracte beaucoup à. la.     cuisson,    de constituer  le noyau en métal mince dont. la nature est  déterminée par la. condition qu'il fonde seu  lement à une température où la.     pièce    a. déjà       acquis    une cohésion l111 permettant de se sou  tenir seule; en général, le cuivre rouge, fon  dant à 1083   Cet n'entrant en ébullition qu'à  2300   C est avantageux: il l'est également  par sa nature chimique peu avide d'oxygène  et pratiquement pas de carbone.

   Naturelle  ment, dans     certains    cas, d'autres métaux ré  pondant aux desiderata. thermiques ci-dessus  pourront être utilisés.  



  Si la forme extérieure de la. pièce à fabri  quer est telle que le démoulage ne soit pas  possible, le même procédé sera.     employé    pour  la surface     externe.     



  Dans. le premier cas, la.     matière    est tassée  au matoir et au marteau entre le noyau mé  tallique mince et la paroi interne du creuset  lui-même: dans le second, elle l'est entre le  noyau et le moule externe, tous deux en métal  mince; naturellement, l'épaisseur de ces deux  enveloppes doit tout de même être suffisante  pour subir le tassement sans déformation.  



  Le métal fondu provenant de ces envelop  pes est évacué, au moyen d'orifices et canaux  convenablement disposés,     vers    des parties plus  froides du four où il n'est plus. en contact  avec la pièce à mouler. Si ce métal n'est vola  til qu'au-dessus de la. température de     cuisson     envisagée, on peut se contenter de le recevoir  dans des, poches ménagées à cet effet vers le  fond du     creuset.  

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Procédé d'agglomération des matériaux très réfraeta-ires, en particulier des métaux ultra-réfra.ctaires et de leurs alliages ou com binaisons, caractérisé en ce qu'on soumet la matière à.
    traiter à l'état de poudre à une première cuite procurant à la pièce à former par agglomération une consistance suffisante pour qu'elle puisse supporter les manipula tions ultérieures, cette première cuite étant suivie au moins d'une autre cuite à tempéra- Cure élevée, séparée de la première par un refroidissement, ces cuites ayant lieu sous l'influence simultanée d'une force centrifuge, qui favorise l'agglomération.
    SOUS-RE d'EN DICATION S 1 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce qu'on ajoute à, la matière à agglo mérer une matière contenant du titane en vue d'en favoriser l'agglomération. 2 Procédé suivant la revendication, caracté- risé en ce que la pièce à agglomérer est retournée après chaque cuite. 3 Procédé suivant, la revendication, caracté risé en ce que du titane est introduit dans le mélange à agglomérer sous forme de poudre métallique.
    4 Procédé suivant la, revendication, pour agglomérer des corps avides de carbone, caractérisé en ce que du titane y est intro duit sous forme de carbure de titane. 5 Procédé suivant la revendication, pour agglomérer des corps contenant du carbone, oara.ctérisé en ce que du titane y est intro duit sous forme d'acide titanique.
    6 Procédé suivant la. revendication, pour agglomérer des corps qui ne doivent être ni carburés, ni réduits. caractérisé en ce que du titane y est introduit sous la forme d'une poudre de composition ? TiC -(- Ti0= qui, à l@a chauffe, expulse de l'oxyde de carbone en libérant le titane.
    7 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce que la, matière à mouler est tassée entre la, paroi d'un moule et un noyau métallique mince constitué par une matière qui fonde seulement à, une température où la, pièce a déjà pris une cohésion lui per mettant de se soutenir elle-même, le métal fondu provenant (le ces surfaces de<B>mou-</B> lage étant rassemblé dans des parties du four où il n'a plus de contact avec. la, pièce à mouler.
CH204922D 1938-03-11 1938-03-11 Procédé d'agglomération des matériaux très réfractaires. CH204922A (fr)

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