Procédé pour la production de poudre d'acier inoxydable. L'invention se rapporte à un procédé pour la production de poudre d'acier inoxydable, propre à être utilisée dans des procédés mé tallurgiques employant des poudres.
On a déjà proposé et appliqué plusieurs méthodes pour la production de poudres mé talliques, comportant l'atomisation, la vapo risation ou la pulvérisation du métal à l'état fondu, ou la mise en contact physique du mé tal à l'état fondu avec d'autres fluides, on encore la pulvérisation mécanique du métal par des opérations de rognement, laminage ou clé broyage. On a aussi employé des méthodes chimiques et fait, usage de précipitation, de réduction ou de l'électrolyse.
En ce qui concerne les méthodes électro lytiques, elles ont. été généralement mises en #uvre en utilisant un sel du métal devant être amené à l'état de poudre, ce sel étant parfois employé à l'état fondu. Par exemple, des poudres de fer ont été préparées en élec trolysant une solution de chlorure ferreux en présence d'acide formique. En outre, il sem ble que ces méthodes ont été employées seule ment aux fins d'obtenir des poudres d'élé ments métalliques et non des poudres d'allia ges de métaux.
Le procédé selon l'invention est caracté risé en ce que l'on traite par la chaleur de l'acier inoxydable sous forme massive de fa çon à précipiter des carbures aux régions limi trophes des grains de l'acier, et en ce que l'on immerge l'acier inoxydable ainsi traité dans un bain électrolytique et utilise ledit acier comme électrode, de façon qu'il se produise une attaque électrolytique intergranulaire dans cet acier inoxydable.
De préférence, l'acier inoxydable a une teneur en carbone comprise entre 0,1% et 0,27%.
Dans un mode de mise en #uvre de l'in vention, donné à titre d'exemple, on utilise, en vue de produire une poudre d'acier inoxyda ble propre à être employée dans des procédés métallurgiques à base de poudres, de l'acier inoxydable sous forme de barres obtenues par laminage, coulage ou de toute autre faon convenable. L'acier inoxydable est avantageu sement du type 18-8, avec une teneur en car bone de 0,17 % et de préférence exempt d'élé ments stabilisateurs de carbures, tels que par exemple le titane, le niobiiun, le tantale, le tungstène et le molybdène.
Ces barres d'acier inoxydable sont. d'abord traitées à une haute température, soit nota blement au-dessus de 1000 C, de fa@.on à pro duire des grains ou cristaux de grandeur sen siblement uniforme. La grandeur exacte des grains est déterminée par la température à laquelle le traitement est effectué, laquelle sera choisie selon l'emploi prévu pour la pou dre. Par exemple, un traitement à une tem pérature entre 1100 et 1150 C produit. des grains ayant -Lui diamètre entre .0,008 et 0,013 cm.
Après ce traitement par la chaleur, les barres sont laissées refroidir à une tempéra ture plus ou moins proche de la température ambiante, puis on les, chauffe à une tempéra ture entre 500 et 800 C pendant une période de une à quarante heures, le temps exact et la température dépendant de la composition de l'acier. Dans le cas d'un acier inoxydable du type 18-8, avec une teneur en carbone de 0,17 %, une température de 650 C et une pé riode de trois heures ont été trouvées satis faisantes. Durant ce second traitement par la cha leur, le carbone diffuse dans l'acier à une vi tesse modérée, tandis que le chrome ne diffuse que très lentement.
Il se forme alors du car bure de chrome particulièrement aux régions limitrophes des grains, le carbone étant ab sorbé à partir de la masse entière de l'acier et le chrome n'étant pris que dans les parties extérieures des grains. Il se produit ainsi, adjacente à chaque limite de grain, une cou che de matière à teneur en chrome diminuée, et la résistance à la corrosion de cette couche à plus faible teneur en chrome est moindre que celle du reste du grain.
Les barres ainsi traitées sont alors soit soumises à un décapage standard, soit déca pées électrolytiquement en vue d'enlever les écailles ou autres matières étrangères qui pourraient adhérer à leur surface et qui con tamineraient la poudre finalement produite.
Après décapage, les barres sont nettes et brillantes. Deux des barres sont alors immer gées comme électrodes dans un électrolyte, que l'on maintient approximativement à la température ambiante, et l'on fait passer un courant électrique entre ces électrodes. Cha que barre est rendue alternativement anode et cathode, par renversement périodique du sens du courant électrique, la période pou vant être comprise entre dix secondes et cinq minutes. La densité du courant est déterminée selon l'électrolyte particulier employé, mais elle est comprise de préférence entre 0,0015 et 3,1 ampères par cm2 de surface immergée d'électrode.
Par exemple, avec l'électrolyte A, dont il est parlé ci-après, une densité de cou rant de 0,0744 ampère par cm2 convient bien, et avec l'électrolyte G, aussi défini dans la suite, une densité de courant de 0,082 am père par cm2 est avantageuse. Le renversement du sens du courant élec trique à travers l'électrolyte provoque une dis solution rapide de l'acier aux parties limitro phes des grains; le métal finit par se désin tégrer et des grains d'acier inoxydable tom bent au fond de la cellule qui contient l'élec trolyte.
Ces grains d'acier inoxydable tombant. sur le fond de cette cellule peuvent. être enlevés de f-con continue ou avec arrêts intermit tents de l'opération. Les grains ainsi obtenus sont débarrassés, si nécessaire, de toute con tamination importante par un traitement à l'acide nitrique, et débarrassés de l'électrolyte et/ou de l'acide nitrique par lavage à l'eau, après quoi ils sont séchés.
La poudre ainsi produite a sensiblement. la même composition chimique que l'acier inoxydable initial; elle s'écoule facilement et convient pour les appli cations métallurgiques employant des poudres.
Par un choix convenable des conditions, le rendement en poudre peut être plus grand que ce qui correspond à la quantité d'électri cité passant. à travers la solution, puisque le courant électrique n'est utilisé que pour pro duire la corrosion intergranulaire et non pour produire une électrolyse comme telle. En même temps, quoique un peu de matière de départ puisse être perdue par dissolution dans l'électrolyte, la perte tend à devenir mi nime grâce à ce choix convenable des condi tions.
On notera que, au lieu de n'avoir qu'une anode et une cathode, comme décrit ci-dessus, on peut employer une pluralité d'anodes et une pluralité de cathodes, quoique ceci né cessite l'emploi d'un courant plus fort. >Si on le désire, l'ensemble des cathodes d'acier inoxydable peut être remplacé par une feuille ou barre de plomb, les barres constituant. les anodes étant. alors disposées en paires. Les barres de chaque paire sont, pendant le pas sage du courant. dans le bain, reliées alterna tivement à la source du courant. électrique, de telle sorte que seulement une barre de chaque paire fonctionne comme anode pour une pé riode donnée, l'autre barre de la paire étant à ce moment isolée électriquement de la source d'énergie électrique.
Vue telle période peut être avantageusement de cinq secondes à dix minutes, et à la fin de cette période, l'au tre barre de la paire est automatiquement conneetée comme anode, tandis que la barre de cette paire, qui était précédemment connec tée comme anode, est déconnectée d'avec la source d'énergie électrique. L'autre barre reste alors connectée comme anode pour une même période que celle pendant laquelle la barre mentionnée en premier l'avait été, après quoi, ladite barre mentionnée en premier est de nouveau connectée comme anode. Avec une telle disposition, l'électrolyte peut être main tenu à la température ambiante en se servant d'une cathode de plomb creuse et en faisant circuler de l'eau froide à travers cette ca thode, de manière à absorber la chaleur de l'électrolyte.
Des électrolytes qui ont été trouvés con venables pour réaliser le présent procédé de désintégration sont entre autres les suivants:
EMI0003.0002
A. <SEP> 13 <SEP> g <SEP> de <SEP> cristaux <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> de <SEP> cuivre.
<tb> 53 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> sulfurique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,84) <SEP> par <SEP> litre.
<tb> B. <SEP> 111 <SEP> g <SEP> de <SEP> cristaux <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> de <SEP> cuivre.
<tb> 53 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> sulfurique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,84) <SEP> par <SEP> litre.
<tb> C. <SEP> 130 <SEP> g <SEP> de <SEP> cristaux <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> de <SEP> cuivre <SEP> par <SEP> litre.
<tb> D. <SEP> 8,85 <SEP> g <SEP> de <SEP> cristaux <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> cuivre.
<tb> 91 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> chlorhydrique <SEP> (P. <SEP> S.
<SEP> 1,16) <SEP> par <SEP> litre.
<tb> E. <SEP> 17,7 <SEP> g <SEP> de <SEP> cristaux <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> cuivre.
<tb> 93 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> chlorhydrique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,16) <SEP> par <SEP> litre.
<tb> F. <SEP> 100 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> sulfurique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,84).
<tb> 80 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> fluorhydrique <SEP> (commercial) <SEP> par <SEP> litre.
<tb> 212 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> nitrique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,2).
<tb> 39 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> fluorhydrique <SEP> (commercial) <SEP> par <SEP> litre.
<tb> H. <SEP> 15,4 <SEP> g <SEP> de <SEP> cristaux <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> mercurique.
<tb> 53 <SEP> cm <SEP> 3, <SEP> d'acide <SEP> sulfurique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,84) <SEP> par <SEP> litre.
<tb> I. <SEP> 53 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> sulfurique <SEP> (P. <SEP> S.
<SEP> 1,84).
<tb> 1,25 <SEP> g <SEP> de <SEP> cristaux <SEP> de <SEP> bichromate <SEP> de <SEP> potassium
<tb> par <SEP> litre.
<tb> J. <SEP> 53 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> sulfurique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,84).
<tb> 1,3 <SEP> g <SEP> de <SEP> cristaux <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> de <SEP> cuivre.
<tb> 1,5 <SEP> g <SEP> de <SEP> peroxyde <SEP> d'hydrogène <SEP> par <SEP> litre.
<tb> K. <SEP> 100 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> sulfurique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,84).
<tb> 1,5 <SEP> g <SEP> de <SEP> peroxyde <SEP> d'hydrogène <SEP> par <SEP> litre.
<tb> L. <SEP> 45 <SEP> cm3 <SEP> d'acide <SEP> orthophosphorique <SEP> (P. <SEP> S. <SEP> 1,75).
<tb> 3 <SEP> g <SEP> de <SEP> peroxyde <SEP> d'hydrogène.
<tb> 0,019 <SEP> g <SEP> de <SEP> eristaux <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> de <SEP> cuivre.
<tb> 0,3 <SEP> g <SEP> de <SEP> colle <SEP> par <SEP> litre.
Tc,utes ces solutions peuvent être addition nées clé peroxyde d'hydrogène, de colle ou de sulfate (le cuivre, pour autant qu'elles n'en contiennent pas déjà. En outre, on peut encore faire à ces solutions, cas échéant, les additions suivantes A. 50 pour cent d'alcool éthylique, ou 3 pour cent de solution de colle.
r. de 1 à 10 pour cent. d'acide sulfurique. P. 6 pour cent de cristaux de sulfate de cuivre, ou -10 pour cent. d'alcool éthylique.
Il est. évident que la. teneur en carbone de l'acier traité doit être choisie en tenant compte du fait que, d'une part, il est néces saire d'obtenir une production efficace de poudre (l'attaque intergranulaire étant faci litée par une haute teneur de carbone), mais que, d'autre part, la teneur en carbone doit être raisonnablement faible pour éviter que les produits formés par agglomération de la poudre obtenue soient trop fragiles.
En conséquence, la teneur en carbone est ordinairement comprise entre les limites de 0,1 et 0,27%. De préférence, elle est choisie entre 0,15 et 0,19%.