CH281452A - Procédé de formation d'au moins une couche métallique adhérente à la surface d'un support également métallique. - Google Patents

Description

  <B>Procédé de formation d'au moins une couche métallique adhérente à la surface</B>  <B>d'un support également métallique.</B>    La présente invention concerne la forma  tion d'au moins une couche métallique adhé  rente à la surface d'un support également  métallique, soit pour constituer un plaquage  (doublage) uniforme du support, c'est-à-dire  l'application, sur sa surface, d'une seule cou  che, généralement mince, d'un autre métal ou  alliage capable d'adhérer sur le premier, soit  pour constituer un plaquage à plusieurs cou  ches, dont seulement une adhère directement  à la surface du support et les autres indirec  tement par les couches intermédiaires.  



  On sait que le plaquage est en général  obtenu soit par voie d'un dépôt électrolytique  du second métal sur le premier, soit par sou  dure directe, sur le métal de base, avec ou  sans interposition d'une couche d'adhérence  intermédiaire, d'une feuille plus ou moins  épaisse du métal de plaquage, soit par exem  ple sous l'action de la pression à une tempé  rature suffisamment élevée pour assurer la  soudure, l'ensemble pouvant être ensuite la  miné ou étiré.  



  On sait également qu'en utilisant les mé  thodes de la métallurgie des poudres, il est  possible de faire adhérer une couche de pou  dre métallique sur un support, de façon à for  mer sur ce     dernier    un revêtement, en procé  dant au frittage, éventuellement     accompagné     d'une compression mécanique, de cette poudre  au contact dudit. support.    Cependant, il est parfois difficile, sinon  impossible, d'obtenir une adhérence correcte  du revêtement métallique sur le support. L'in  vention tend à. améliorer cette adhérence.  



  Le procédé selon l'invention est caractérisé  en ce que l'on recouvre, au moins partielle  ment, le support d'une couche de grains mé  talliques susceptibles d'adhérer par chauffage  sur ledit support, puis que l'on chauffe la  surface du support ainsi recouvert à une tem  pérature au moins égale à celle nécessaire  pour obtenir une     interdiffusion    des métaux  en contact, dans une atmosphère réductrice  contenant de l'hydrogène et constamment re  nouvelée le long de ladite surface.  



  De cette façon, on évite la formation  d'oxydes et élimine les oxydes éventuellement  préexistants qui sont, nuisibles à l'adhérence  des grains métalliques à la surface du sup  port.  



  Lorsqu'il s'agit de plaquer le support à  L'aide d'une couche uniforme d'un seul métal  ou alliage différent du métal ou alliage du  support, le     recouvrement    de la surface de ce  support à l'aide du métal ou alliage à l'état  granulaire, avant le traitement thermique,  peut n'être que partiel. Si, au contraire, il  s'agit d'obtenir sur ladite surface deux cou  ches métalliques, dont la couche composée  d'un métal ou alliage susceptible d'adhérer  facilement au support sert à l'accrochage de      la couche extérieure, ce recouvrement, est  effectué, de préférence, sur toute la surface  du support qui doit être couverte par le revê  tement définitif.  



  Ce premier recouvrement, qu'il soit total  ou     partiel,    à l'aide d'un métal ou alliage à  l'état granulaire, peut être réalisé en répan  dant ou     fixant-sur    cette surface une poudre  dudit métal ou alliage, ou en projetant ce       dernier,    à l'état fondu ou vaporisé, finement  divisé, sur ladite surface, par exemple à  l'aide d'un pistolet de métallisation.

   Dans le  cas où l'on part     d'urne    poudre du métal ou  alliage, celle-ci peut être soit simplement sau  poudrée sur la surface à plaquer, éventuelle  ment enduite au préalable d'un liant liquide  susceptible de favoriser l'adhésion momenta  née de la poudre sur son support, par exem  ple de l'eau, additionnée ou non d'une subs  tance organique liante, soit étendue par les  procédés habituels de peinture sur ladite sur  face, à l'état de suspension dans une solution  d'un liant organique dans un liquide volatil,  par exemple une solution alcoolique de     eam-          phre.     



  Dans le cas où l'on désire former directe  ment sur la surface du métal ou alliage de  base une couche uniforme de métal ou alliage  constituant un plaquage, la surface saupou  drée ou garnie de grains comme il vient d'être  exposé est portée à une température suffi  samment élevée pour assurer une fusion et  une vaporisation partielle du métal ou alliage  de plaquage.  



  On constate alors, lors du chauffage de la  surface métallique recouverte de grains du  métal ou alliage de plaquage, dans les condi  tions ci-dessus énoncées, qu'il se produit     tune     véritable     diffusion    dudit métal ou alliage sur  la surface plaquée, diffusion qui donne lieu  à la formation d'une couche mince adhérente  et     parfaitement    uniforme de ce métal ou  alliage sur cette surface.  



  On peut-ainsi obtenir des feuilles, bandes,  fils et articles analogues en un premier métal  ou alliage, recouverts d'une couche d'un mé  tal ou alliage différent constituant, par  exemple, un revêtement protecteur ou doué de    propriétés physiques, par exemple optiques,  particulières.  



  Les produits     plaqués        obtenus    peuvent être,  après le traitement de     plaquage,    soumis à     fui     traitement de déformation mécanique par la  minage, étirage,     forgeage,    emboutissage ou  autres traitements analogues, soit en vue de  réduire encore l'épaisseur de la couche de pla  quage, soit en     vue    de donner au produit ob  tenu sa forme     définitive.     



  Les deux exemples ci-après se réfèrent à  la mise en     oeuvre    d'un procédé de     plaquage     conforme à l'invention.         Exemple   <I>1:</I>  Plaquage d'une tôle d'acier à l'aide d'une       couche        très        mince        de        bronze    à 7     %        d'étain.     La tôle d'acier,     parfaitement,    nettoyée, est  mouillée à sa     surface    par de l'eau ou du pé  trole dont on laisse écouler l'excédent en  dressant la plaque verticalement,

   puis elle est  saupoudrée de grains d'alliage de bronze à  7     %        d'étain        de        0,1    à     50        p.        de        diamètre,        sans     que ceux-ci aient besoin d'être jointifs. Ces  grains adhèrent à la surface en raison de la  pellicule d'eau ou pétrole.  



  La tôle ainsi saupoudrée est passée dans  un four dans lequel     règne    une atmosphère ré  ductrice contenant de     ].'hydrogène    et constam  ment renouvelée, ce four étant chauffé à  J70  C.  



  Lorsque la tôle est extraite du foui, au  bout de 10 minutes environ, on constate que  les grains de l'alliage ont disparu. Ils sont  remplacés par une couche uniforme très  mince de ].'alliage qui s'est étendue sur toute  la surface par cheminement superficiel.  



       Exemple   <I>.?:</I>  Plaquage d'une     plaquette    de carbure de  tungstène pour outils à coupe rapide, en vue  de sa fixation sur son support.  



  La ou les faces de la. plaquette de tungs  tène destinées à venir au contact du support.  sont tout d'abord mouillées à l'eau ou au pé  trole, puis saupoudrées d'une poudre de       bronze    à 7     %        d'étain        et        03        %        de        cuivre.        L'en-          semble    est alors porté, pendant une dizaine      (le minutes environ, à, une température de       970"    C, dans un four à atmosphère réductrice  contenant clé L'hydrogène et constamment re  nouvelée.  



  Après ce traitement, la plaquette se trouve  recouverte, aux endroits traités, d'une couche  clé bronze diffusée sur toute la surface, de     fa-          Sori    continue, l'épaisseur de cette couche, qui  dépend de celle de la couche de poudre initia  lement déposée sur la plaquette, pouvant être  celle d'une simple pellicule ou aller jusqu'à  1 mm environ.  



  La couche ainsi obtenue permet, de braser  ensuite, sans aucune difficulté, la plaquette  sur la pièce de support destinée à la main  tenir lors de son utilisation. Elle constitue, en  outre, une liaison élastique permettant de       compenser    les dilatations linéaires, différentes  pour une même température, subies par le  support et par la plaquette lors du brasage.  



  Lorsque le procédé comporte la formation  d'une première couche d'accrochage, il est  préférable de chauffer les grains de cette     cou-          ciie    (toujours en atmosphère réductrice con  tenant de l'hydrogène et constamment     renoa-          velée)    à une température qui, tout en étant  suffisamment élevée pour obtenir leur adhé  rence au support, par     interdiffusion    des mé  taux en contact, n'est pas assez élevée pour  qu'il se produise une fusion totale des grains;

         après    quoi on recouvre la sous-couche ainsi  obtenue avec le métal ou alliage en poudre  ou en feuille, destiné à former la couche de  revêtement final, la poudre, dans le premier  cas, étant formée de grains dont le diamètre  moyen est de préférence inférieur à celui des       grains    de la sous-couche, après quoi l'on pro  cède au frittage de cette poudre, avec com  pression éventuelle, par les méthodes de la  métallurgie des poudres.  



  Les grains métalliques destinées à former  le revêtement final ou la sous-couche de liai  son sont, de préférence, dîme poudre obtenue  conformément au procédé décrit dans le bre  vet suisse     N     279387,  Ce procédé permet en effet d'obtenir des       poudres    dont les grains sont sphériques ou    sensiblement tels, ou formés d'une pellicule  en forme -d'enveloppe de sphère, et qui pré  sentent tous approximativement le même dia  mètre ou tout au moins des diamètres compris  dans les limites relativement étroites, ces pou  dres étant particulièrement aptes à jouer le  rôle de sous-couche dans la forme d'exécution  du procédé conforme à l'invention, qu'on  vient de décrire.  



  Ainsi qu'il a déjà été dit plus haut, les  grains de poudre peuvent être simplement  saupoudrés sur le support. Cependant, il vaut  mieux, en particulier dans le cas où ce sup  port n'est. pas plan et où il serait difficile de  le saupoudrer régulièrement, de mouiller la  surface à recouvrir d'un liquide (tel que, par  exemple, eau, eau glycérinée, alcool. camphré,  pétrole) capable de fixer les globules sur le  support pendant toutes les manipulations qui  précèdent l'opération de chauffage.

   On peut  aussi procéder en mettant les globules en sus  pension dans un liquide volatil, par exemple  l'alcool ordinaire ou un alcool supérieur con  tenant en dissolution un corps organique pré  sentant des propriétés liantes et capables de  se sublimer ou de s'évaporer facilement, par  exemple le camphre,- après quoi cette suspen  sion est appliquée sur la surface du support  par les procédés habituels de peinture. L'éva  poration rapide du solvant laisse ainsi les glo  bules métalliques collés au support et entre  eux par une fine pellicule du liant organique  qui empêchera tout déplacement dans les opé  rations et manipulations ultérieures.  



  Enfin, on peut également recouvrir le sup  port de grains métalliques, sans utiliser une  masse de poudre métallique, en procédant à  la pulvérisation directe, sur le support, du  métal ou de l'alliage destiné à former par  exemple une sous-couche, au moyen d'un pis  tolet de métallisation. Dans ce cas, la couche  adhérente obtenue, surtout s'il s'agit d'une  couche intermédiaire destinée à être chauffée  au-dessous de son point de fusion, donne sou  vent lieu à la formation de cloques au refroi  dissement. Pour remédier à cet inconvénient,  il peut être procédé à un laminage, martelage  ou autre traitement analogue avant refroidis-           sement    complet pour refermer la couche sou  levée avant le chauffage.  



  Que cette sous-couche intermédiaire soit ou  non soumise à un tel traitement de compression,  elle présente, après ledit chauffage, et grâce  au     dimensionnement    et à la nature des     grains     métalliques utilisés, des aspérités et des vides  de dimensions régulières ou sensiblement  telles, et assez régulièrement répartis, ressem  blant grossièrement à la texture que présente  rait une toile métallique fine dont les mailles  seraient de dimensions comparables.  



  Ces     aspérités    et ces vides réguliers, dont  on peut faire varier les dimensions à volonté  en choisissant un diamètre plus ou moins  grand pour les grains, facilitent l'accrochage  de la deuxième poudre, dont la granulométrie  est choisie de préférence, ainsi qu'il a été dit,  pour qu'elle puisse pénétrer dans les vides de  la sous-couche.  



  Le procédé peut être réalisé également en  fabrication continue, dans le cas     oùl'on    désire  obtenir des bandes de grandes longueurs, dans  lesquelles pourront être découpés des élé  ments, ou qui pourront être ultérieurement  recouvertes en bloc ou par un procédé continu,  d'une couche de poudre métallique, d'une qua  lité autre que celle de la première couche  adhérente.  



  On peut, par' exemple, fixer les grains  d'adhésion en     couche    régulière, par l'un des  procédés décrits ci-dessus, saupoudrage,     en-          duction    sous forme de suspension, pulvérisa  tion directe à l'état fondu, sur une     bande-          support    en feuillard, toile métallique ou toute  bande-support métallique analogue ininter  rompue qui se déplace progressivement, ou       aussi    sur une portion de bande plus ou moins       longue    reposant sur un ruban de transport  ininterrompu.

   L'ensemble, se déplaçant à  vitesse constante, pénètre dans un four à  atmosphère réductrice contenant de l'hydro  gène et constamment renouvelée, dans lequel le  tout est     porté    à une température suffisam  ment élevée pour assurer soit une     fusion     accompagnée d'une vaporisation partielle des  grains utilisés, soit tout au moins une inter-    diffusion des métaux de ces derniers et du       support.     



  A sa     sortie    du four, le support ainsi pré  paré peut être recouvert, soit immédiatement,  soit ultérieurement, d'une poudre choisie  pour constituer le revêtement définitif. Le tout  est alors repassé dans un deuxième four placé  à la suite du premier et chauffé à une tem  pérature suffisamment élevée pour assurer le  frittage de cette poudre et son     interdiffusion     avec la sous-couche, réalisant ainsi une fabri  cation continue.  



  En particulier, cette forme d'exécution du  procédé conforme à l'invention peut s'appli  quer avec avantage pour faire adhérer     d'une     faon parfaite des poudres de bronze au  plomb sur un support en acier, pour lequel  ces poudres ne présentent pas     d'affinité,    en  constituant sur ledit support une sous-couche  de liaison en poudre de bronze à l'étain, lai  ton ou tout autre alliage analogue.  



  Dans une première opération, cette     sous-          couche    est chauffée à une température infé  rieure à celle correspondant à la fusion, mais  suffisamment élevée pour permettre     l'inter-          diffusion    des métaux constituant le     support,     d'une part, et la sous-couche, d'autre part,  ainsi que la     eoliésion    des globules de poudre,  ce chauffage ayant lieu en atmosphère réduc  trice contenant de l'hydrogène et constam  ment renouvelée et la surface du support ainsi  que la poudre ayant été préalablement ame  nées ou maintenues dans un état de propreté  et de désoxydation aussi parfait que possible.

    Une fois la sous-couche obtenue, on la recou  vre de la poudre de bronze au plomb, par l'un  des procédés signalés ci-dessus, et on chauffe  à nouveau l'ensemble à la température néces  saire pour réaliser l'agglomération. Il se pro  duit alors une     interdiffusion    des grains des       deux    poudres, assurant l'adhérence parfaite  du revêtement final.  



  A titre d'exemple, on a réalisé un coussi  net de bronze au plomb en procédant de la  façon suivante:  Le corps du coussinet, en acier moulé, a  été recouvert, sur sa surface correspondant à  la surface de frottement, d'une première cou-           (-lie,        très    mince, d'une poudre d'alliage     cuivre-          él        ain    obtenue conformément au procédé     ci-          dessus    rappelé et présentant une grosseur de  grain comprise entre 50 et     200,u.    A cet effet,       ladite    poudre a été mise en suspension dans  une solution alcoolique de camphre à 5 0/0,

    cette suspension ayant été ensuite badigeon  née sur la surface à recouvrir.  



  L'ensemble a ensuite été porté à une tem  pérature de 950  C pendant 10 minutes, après  quoi on a recouvert la sous-couche ainsi     obte-           me,    par les mêmes moyens, d'une couche d'en  viron 1,5 mm d'épaisseur d'une poudre de       bronze        au        plomb    à     30        %        de        Pb,        obtenue        par     le même procédé que la première poudre et  présentant une grosseur de grain comprise  entre 0,1 et     50,u.     



  On a de nouveau chauffé l'ensemble<B>à.</B>  une température de 750 à 850  C pendant  10 minutes. On a ainsi obtenu, sur le sup  port, une couche de bronze au plomb de  1,2 mm environ d'épaisseur, parfaitement       adhérente.  

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de formation d'au moins une coiielie métallique adhérente à, la surface d'un support également métallique, caracté risé en ce que l'on recouvre, au moins par tiellement, le support d'une couche de grains métalliques susceptibles d'adhérer par chauf fage sur ledit support, puis que l'on chauffe la surface du support ainsi recouvert à une température au moins égale à celle nécessaire pour obtenir une interdiffusion des métaux en contact, dans une atmosphère réductrice contenant de l'hydrogène et constamment renouvelée le long de ladite surface. II. Couche métallique adhérente à la sur face d'un support également métallique, ob tenue par le procédé selon la revendication I. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que la température de chauf fage de la surface du support est assez éle vée pour assurer une vaporisation partielle (les grains recouvrant ladite surface. 2. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que le chauffage de la surface du support est. effectué à une température telle que les grains métalliques ne soient pas totalement fondus, après quoi l'on recou vre la couche ainsi obtenue à L'aide d'une se conde couche métallique capable d'adhérer par chauffage à la première couche. 3. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, caractérisé en ce que la seconde couche métallique est une couche de poudre métallique qui est ensuite soumise à un frittage. 4.

   Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que, pour former la. couche de grains métalliques sur le support, on en duit celui-ci d'un liquide, après quoi on sau poudre le support ainsi enduit à l'aide d'une poudre métallique. 5. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que, pour former la couche de grains métalliques sur le support, on enduit celui-ci d'un liquide contenant en suspension de la poudre métallique. 6. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce que, pour former la couche de grains métalliques sur le support, on pro jette sur celui-ci un liquide contenant en sus pension de la poudre métallique. 7.

   Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que, pour former la couche de grains métalliques sur le support, on pro jette lesdits grains sur celui-ci au moyen d'un pistolet de métallisation. 8. Procédé selon la revendication I, pour le revêtement d'une bande métallique de grande longueur, caractérisé en ce que cette bande, animée d'un mouvement longitudinal de déplacement, est recouverte de façon con tinue des grains destinés à former le revête ment, puis est passée dans un four du genre tunnel où elle est chauffée à ladite tempéra ture dans l'atmosphère réductrice contenant de l'hydrogène et constamment renouvelée.