Composition frittée, dure, résistant à la corrosion. La présente invention a pour objet une composition frittée, dure, résistant à la cor rosion, sensiblement exempte de carbone libre, d'oxygène et de nitrures.
On a décrit dans le brevet principal une composition frittée, dure, résistant .à la corro- sion, contenant au moins 15 % en poids de carbure de titane, 13 à 20 % d'au moins un métal du groupe du fer tel que le fer,
le cobalt ou le nickel, et pouvant contenir en outre du carbure de colombium et (ou) de tantale.
On a trouvé maintenant que la proportion du métal du groupe du fer, et plus particu lièrement du nickel, peut sortir des limites ci-dessus spécifiées et qu'elle peut atteindre 50 % lorsqu'il n'y a pas d'inconvénient à ce que ladite composition ait une densité rela tivement élevée.
On a trouvé également qu'il est avantageux d'inclure toujours dans la composition du car bure de colombium, en proportion plus éle vée que celle du carbure de tantale lorsque ce dernier est également présent.
La composition frittée et dure selon l'in vention est caractérisée en ce qu'elle contient, en poids, au moins 40 % de carbure de titane, 0,
5 à 25 % de carbure de colombium et 5 à 50 % d'un métal du groupe du fer, ladite composition ayant une densité comprise entre 5,55 et 6,63, une dureté à l'échelle Rockwell A supérieure à 78,
et une résistance transversale à la rupture d'au moins 6,686 kg/ciu2, à la température ambiante.
Ladite composition peut contenir en outre: du carbure de tantale, dans une proportion comprise entre 0,40 et 16,8411/o Le colombium et (ou) le tantale .sont- de préférence ajoutés sous la forme d'un carbure 'complexe de colombium et de tantale, qui sera désigné ci-après par la formule Cb (TaTi) C: Le métal d'agglomération servant à faire la composition frittée est un métal du groupe du fer, tel que le fer, le cobalt ou le nickel.
La teneur du carbure de colombium dans le carbure complexe Cb (TaTi) C peut varier entre 40 et 70 0/0.
Ces compositions frittées peuvent être préparées selon les procédés habituellement adoptés pour préparer des compositions de carbure frittées pour outils et il convient de se reporter au brevet principal pour trouver une description générale d'un mode préféré de production de ces compositions, les compo sitions décrites ci-après à titre d'exemples avant été obtenues selon la méthode décrite dans le brevet principal.
Exemple <I>1:</I> On a préparé cette composition à partir d'un mélange des ingrédients ci-dessous, dans les porportions suivantes en poids: TiC 66,31/o Cb (TaTi) C 15;0 0/0 Co 18,7-1/o #Le Cb(TaTi)C utilisé pour préparer cette composition contenait environ:
58,131/o CbC, ,40,29% TaC et 1,331/o TiC, de sorte que la composition contenait environ: 66,53% TiC au total, 8,721/o CbC, 6,041/o TaC et 18,7 % Co.
La composition ainsi préparée avait une densité de 5,92, une dureté de 88,9 à l'échelle Rockwell A et une résistance transversale à la rupture à température ambiante de 10 000 kg/cm2. Cette composition avait une résistance transversale à la rupture à 980 C de 7031 kg/cm2. Le module d'élasticité Young, à température ambiante, était de 4 021<B>000</B> kg/cm2. Le coefficient de dilatation thermique dans la gamme de 38 à 650 C était de 45,6 X 10-6 X C-1 et sa conductibilité thermique était de
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On a constaté que cette composition était extrêmement résistante à la corrosion ou à l'oxydation,
même aux températures élevées. On a mesuré cette oxydation ou cette corro sion par l'augmentation d'épaisseur d'une face de l'échantillon après avoir exposé celui-ci pendant 64 heures dans un four à moufle à une température de 980 C. L'augmentation d'épaisseur sur une face, après ce chauffage, n'a été que de 0,017 mm. On a observé le même taux d'oxydation dans plusieurs essais au cours desquels la température a été portée jusqu'à 1205 C.
<I>Exemple 2:</I> Cette composition est la même que celle de l'exemple 1, sauf que l'on a utilisé du nickel à la place de cobalt. Le mélange, pour sa pré paration, contenait les ingrédients ci-dessous avec les proportions suivantes en poids: TiC 66,3% <B>Ch</B> (TaTi) C 15,01/0 Ni 18,7% Cette composition contenait environ 66,53 % TiC au total;
8,72 O/ o CbC, 6,04 % TaC et 18,7 % Ni. La densité de cette composition était de 5,73, sa dureté à l'échelle Rockwell A de 87,3 et sa résistance transversale à. la rupture, à température ambiante, de 10 462 kg/cm2.
<I>Exemple 3:</I> Cette composition a été préparée à partir des ingrédients ci-dessous dans les proportions suivantes: TiC 51,7% Cb(TaTi)C 31,0% Co 17,31/0 Cette composition était préparée à partir du même carbure complexe que dans l'exem ple 1, de sorte qu'elle contenait environ 52,11 % TiC au total, 18,02 % CbC, 1.2,
49 % TaC et 17,3 % Co. Sa densité était de 6,17, sa dureté à l'échelle Rockwell A de 91,6 et sa résistance transversale à la rupture, à tempé rature ambiante, de 6757 lig/em2.
<I>Exemple</I> On a fait cette composition à partir d'un mélange contenant les ingrédients ci-dessous, en proportions en poids: TiC 41,81/0 Cb (TaTi) C 41,80/0 Co 16,41/o Cette composition a été préparée à partir du même carbure complexe que dans l'exem ple 1, de sorte qu'elle contenait environ 42,36 % TiC au total, 24,30 % CbC, 16,
84 % TaC et 16,4 % Co. Sa densité était de 6,54, sa dureté à l'échelle Rockwell A de 91,5 et sa résistance transversale à la rupture, à tempé rature ambiante, de 6686 kg/cm2.
Exemple <I>5:</I> Cette composition a été préparée à partir des ingrédients ci-dessous, en proportions en poids de: TiC 79,1% t Cb(TaTi)C 1,0% Co 19,9 0/0 Cette composition était préparée à partir du même carbure complexe que dans l'exem- pue 1, de sorte qu'elle contenait environ 79,11% TiC au total, 0,58 % CbC, 0,
40 % TaC et 19,9 % Co. Elle avait une- densité de 5,60, une dureté de 89,5 à l'échelle Rockwell A et une résistance transversale à la rupture, à température ambiante, de 11508 kg/cm2.
<I>Exemple 6:</I> Cette composition a été préparée à partir des ingrédients ci-dessous, en proportions en poids de: .
TiC <B>55%</B> Carbure complexe 1511/o Ni 301/o Le carbure complexe utilisé pour préparer cette composition avait une teneur en CbC pouvant varier entre 40 et 75 0/0.
Dans le pre mier cas, c'est-à-dire pour une teneur en CbC de 40 0/0, les 60 % restants consistent en un eomplexe de TaC et TiC, tandis que dans le second cas, c'est-à-dire pour une teneur en CbC de 75 %,
la teneur en TiC du complexe est de 25 % et celle en TaC de 0 0/0.
Il s'ensuit que les proportions variaient entre les limites suivantes TiC 5511/o et TiC 58,75% CbC 6 % CbC 11,251/o TaC et TiC dans Cb (TaTi) C 91)/o TaC 0 0/0 Ni 301/o Ni 301)/o La composition avait une densité de 6,05,
fine dureté à l'échelle Rockwell A de 85,2 et une résistance transversale à la rupture, à la température ambiante, de 11752 kg/cm2. Les essais ont montré qu'elle était extrêmement résistante à la corrosion aux températures élevées.
Exemple Cette composition a été préparée à partir des ingrédients ci-dessous, en proportions en poids de: TiC 66% Carbure complexe 4 % Ni 30% Le carbure complexe utilisé pour la prépa rer était le même que celui de l'exemple 6, de sorte que les proportions variaient entre les limites suivantes:
TiC 66% et TiC 67% CbC 1,6% CbC 31/o TaC et TÏC dans Cb (TaTi) C 2,4% TaC 01/o Ni 301/o Ni 301/o La composition avait une densité de 5,81,
une dureté à l'échelle Roclwell A de 85,4 et une résistance transversale à la rupture de 12 794 kg/em2, à la température ambiante. Elle présentait tune résistance très satisfai sante à la corrosion et à l'oxydation aux tem pératures élevées.
<I>Exemple 8:</I> Cette composition a été préparée à partir des ingrédients ci-dessous, en proportions en poids de: TiC 52% Carbure complexe 8 0/0 Ni 401/o Le carbure complexe utilisé pour la pré parer était le même que celui de l'exemple 6, de sorte que les proportions variaient entre les limites suivantes TiC 52% et TiC 54% CbC 3,
2% CbC 6 0/0 TaC et TiC dans Cb (TaTi) C 4,81/o TaC 01/o Ni 401/o Ni 401/o La composition avait une densité de 6,37, une dureté à l'échelle Rockwell A de 81,6 et une résistance transversale à .la rupture de 12 353 kg/em2 à la température ambiante.
Elle présentait également une très bonne ré sistance à l'oxydation et à la corrosion aux températures élevées.
<I>Exemple 9:</I> Cette composition a été préparée à partir des ingrédients ci-dessous, en proportions en poids de: TiC 42% Carbure , complexe 8 0/0 Ni 50 0/0 Le carbure complexe utilisé pote la pré parer était le même que celui de l'ensemble 6, de sorte que les proportions variaient entre les limites suivantes:
TiC 42% et " TiC 44% CbC - 3,2 % CbC 611/o TaC et TiC dans Cb (TaTi) C- 4,8% TaC 01/o Ni 5011/o Ni<B>500/0</B> La composition avait une densité de 6,63,
une dureté à l'échelle Rockwell A de 78 et une résistance transversale à la rupture de <B>11</B>694 kg/cm2, à la température ambiante. Elle était également extrêmement résistante à la corrosion et à l'oxydation aux tempéra tures élevées. La dureté est quelque peu faible par rapport à celles des exemples pré cédents, mais ceci est dû au fait que la teneur en nickel est beaucoup plus élevée. Lorsque la dureté ne constitue pas une condition essen tielle, on peut faire acquérir à la composition certaines propriétés avantageuses en augmen tant la quantité du métal auxiliaire d'agglo mération, aux dépens de la dureté dans une certaine mesure.
Exemple .20: Cette composition a été préparée à partir des ingrédients ci-dessous, en proportions en poids de: TiC <B>72%</B> Carbure complexe 8 % Ni 201/o Le carbure complexe utilisé pour la pré parer était le même que celui de l'exemple 6,
de sorte que les proportions variaient entre les limites suivantes TiC 72% et TiC 741 /o CbC 3,21/o CbC 61/0 TaC et TiC dans Cb (TaTi) C 4,
8% TaC 0 0/0 Ni 20% Ni 201/o La composition avait une densité de 5,61, une dureté à l'échelle Rockwell A de 87,7 et une résistance transversale à la rupture de 10 685 kg/cm2, à la température ambiante. Elle présentait également une très bonne ré sistance à l'oxydation et à la corrosion aux températures élevées.
Exemple <I>11:</I> Cette composition a été préparée à pârtir des ingrédients ci-dessous, en proportions en poids de: ' TiC 800/0 Carbure complexe 15% Co 5 0/0 Le carbure complexe utilisé pour la.
pré parer était le même que celui de l'exemple 6, de sorte que les proportions variaient, entre les limites suivantes TiC 8011/o et TiC 83,751/o CbC 61/o CbC 11,25 % TaC et TiC dans Cb (TaTi) C 91/o TaC 01/o Co 51/o Co<B>50/0</B> La composition avait une densité de 6,12,
une dureté à l'échelle Rockwell A de 91,2 et une résistance transversale à la rupture de 6833 kg/cm-2, à la température ambiante. On a exposé pendant 72 heures un échantillon de cette composition dans un four à moufle, à une température de 983 C et l'augmenta tion d'épaisseur d'une face a été de 0,035 mm, ce qui indique une bonne résistance à l'oxy dation aux températures élevées.
<I>Exemple 12:</I> Cette composition a été préparée à partir des ingrédients ci-dessous, en proportions en poids de: TiC 75% Cb (TaTi) C 151/o Ni 10(1/0 Le carbure complexe utilisé pour la pré parer était le même que celui de l'exemple 6, de sorte que les proportions variaient, entre les limites suivantes:
TiC 75% et TiC 78,75 0/0 CbC 61/o CbC 11,25 % TaC et TiC dans Cb (TaTi) C 911/o TaC 0 0/0 Ni 101/o Ni<B>10</B> 0/0 La composition avait une densité de 5,55, une dureté à l'échelle Rockwell A de<B>91,5</B> et une résistance transversale à la rupture de 7733 kg/cm2, à la température ambiante.
Elle présentait une résistance à l'oxydation aux températures élevées analogue à celle de la composition de l'exemple 11.
La teneur en métal du groupe du fer, à savoir en nickel, cobalt ou fer, est quelque peu déterminée par la résistance désirée et on peut obtenir une plus forte résistance au dé triment de la dureté, en augmentant la pro portion de ce métal. Toutefois, la résistance mécanique aux températures élevées diminue parfois lorsqu'on augmente la teneur en ce métal, et cette diminution de la résistance aux températures élevées est indésirable. Le cobalt ou le nickel conviennent également bien comme métal d'agglomération, mais on préfère le nickel, car il donne d'excellents résultats et peut se trouver plus facilement que le cobalt.