Procédé pour obtenir une amélioration des vitesses de coupe des aciers au carbone et des alliages ferreux, ainsi qu'une augmentation de leur résistance à l'usure et une diminution de leur coefficient de frottement La présente invention a pour objet d'obte nir une amélioration des vitesses de coupe des aciers au carbone et des alliages ferreux ainsi qu'une augmentation de leur résistance à l'usure et une diminution de leur coefficient de frot tement.
Il est connu d'améliorer les vitesses de coupe des aciers au carbone ordinaire, par addition de soufre au bain d'acier pendant l'éla boration. Cette addition se fait généralement sous forme de sulfure de manganèse ou de sulfure de fer, quelquefois de soufre pur.
La quantité de soufre ajoutée est telle que la teneur finale en soufre de l'acier soit comprise entre 0,1 % et 0,35 (/a. Dans ces procédés connus, il se produit dans l'acier des inclusions de sulfure qui nuisent aux qualités mécaniques de l'acier.
Le procédé suivant l'invention permet d'évi ter ces inconvénients.
Il consiste à ajouter, aux aciers et alliages ferreux après élaboration, une faible quantité de soufre à l'état pur, juste suffisante pour tapisser les joints intercristallins du métal, ce lui-ci étant à la température de 1400 C ou proche de celle-ci.
Le procédé objet de l'invention diffère donc des procédés connus en ce que: 10 le soufre intervient à une teneur beaucoup plus faible ; 2o il n'est pas ajouté au stade de l'élaboration, mais quand l'élaboration est complètement terminée ; c'est à proprement parler un traitement au soufre ; 3 le soufre doit être introduit à une tempéra ture nettement définie, qui est le plus pro che de 1400 C ; 40 il est ajouté sous forme de soufre à l'état pur.
Il est nécessaire que les quatre conditions précédentes soient remplies, pour que le soufre ainsi additionné provoque une amélioration de l'usinabilité et de la résistance à l'usure des alliages ferreux. Selon une hypothèse de l'au teur, cette amélioration serait due, à la fixation de soufre, à l'état pur, aux joints des cristaux.
En outre, la présente invention permet l'amélioration des vitesses de coupe et de résis tance à l'usure de tous les aciers y compris les aciers alliés, alors que les méthodes anté rieures ne s'appliquent pas à ces types d'aciers contenant: chrome, nickel, molybdène, tung stène, cobalt, vanadium, etc.
On conserve les propriétés mécaniques in tégrales des aciers. Ils ne sont pas cassants, ils sont homogènes, ils sont propres, ils peu vent prendre la trempe normalement et peu vent se cémenter sans aucune difficulté. Ceci, parce que, en opérant suivant la présente in vention, la teneur en soufre après traitement est comprise d'ordinaire entre 0,035 et 0,055, à la condition que l'acier traité soit propre d'élaboration, c'est-à-dire que l'acier lui-même ne renferme pas de quantité appréciable de soufre qui se trouve en général réparti sous forme d'inclusions sulfureuses.
L'acier devant subir le traitement du pro cédé suivant l'invention peut être un acier au carbone ordinaire ou un acier allié. Il doit être propre de préférence.
L'addition de soufre, contrairement aux méthodes antérieures, se fait donc quand l'acier est complètement terminé d'élaboration, c'est- à-dire par obligation dans la lingotière.
La température de coulée de l'acier dans la lingotière doit être le plus proche possible de 1400 C.
La quantité de soufre à ajouter, pour qu'elle soit juste suffisante pour tapisser les joints intercristallins, est de l'ordre de - 60 grammes de soufre pour 100 kg d'acier, dans le cas des aciers au carbone ordi naire ; - 50 grammes de soufre pour<B>100</B> kg d'acier, dans le cas des aciers alliés.
L'addition de soufre se fait d'ordinaire au fond de la lingotière ; avant de couler le métal, on y place le poids nécessaire de soufre sous forme solide, d'une granulométrie 40-50.
Ce procédé permet - de tripler presque les vitesses de coupe des aciers doux ; - de tripler presque les vitesses de coupe des aciers ordinaires au carbone, de nuance demi-dure et dure ; - de doubler les vitesses de coupe des aciers alliés. De plus, on augmente dans de très grandes proportions la résistance à l'usure, on diminue le coefficient de frottement de ces alliages et on améliore très nettement leurs propriétés en long.
Voici, à titre d'exemple, les différences de vitesse de coupe entre un acier demi-dur au carbone ordinaire et le même acier obtenu par le procédé suivant la présente invention.
L'acier a été élaboré au four électrique. Il a été coulé dans deux lingotières différentes. Dans l'une des deux lingotières a été appliqué le traitement de sulfuration décrit plus haut. 10 Composition de l'acier non traité C = 0,440 Mn = 0,740 S = 0,013 P = 0,017 R = 82 kg 2c, Composition de l'acier<I>traité</I> C = 0,440 Mn = 0,740 S = 0,035 P = 0,017 R=81 kg <I>Première série d'essais</I> Vitesse de coupe : 87,50 m 11, <I>Acier non traité</I> - Nombre de pièces usinées entre deux affûtages de l'outil 55-102-55-55-48-92-5l-65.
<I>20 Acier traité -</I> Nombre de pièces usinées entre deux affûtages de l'outil 180-180-164-141-180-170-165- 150.
Rapport des temps de tenue de l'outil
EMI0002.0022
<I>Deuxième série d'essais</I> Vitesse de coupe: 76,50 m <I>10 Acier non traité</I> - Nombre de pièces usinées entre deux affûtages de l'outil 65-40-120-136-144-98-90-73- 116-60-125-130. 21, <I>Acier traité</I> - Nombre de pièces usinées entre deux affûtages de l'outil 256 - 370 - 223 - 305 - 290 - 500 - 306 - 360-250-280-450-216. Rapport des temps de tenue de l'outil
EMI0003.0004
L'industrie a souvent besoin de pièces en acier moulé qui résistent bien à l'usure et, d'autre part, qui s'usinent avec facilité.
Cette usinabilité est parfois rendue difficile par la non-homogénéité de l'acier brut de fonderie. Le procédé objet de la présente invention fait disparaître cette difficulté, tout en augmentant la résistance à l'usure des pièces moulées.
Pour les raisons indiquées précédemment, le traitement au soufre des moulages s'opère de la façon suivante 10 Deux tiers de la quantité de soufre en poids nécessaire sont parfaitement répartis au ni veau le plus bas du moulage. Le soufre employé est à l'état solide, sous une granu lométrie 20-30.
Le dernier tiers de soufre est contenu dans une ou plusieurs boîtes d'aluminium closes, le soufre étant sous une granulo métrie 10-20. Les boîtes sont placées dans un vide du moulage, environ à mi-hauteur de ce dernier, et sont supportées par trois ou quatre fils d'aluminium tendus, fixés chacun par leurs extrémités dans les parois opposées du moule.
20 La température de coulée de l'acier dans le moule doit être le plus proche possible de 1400 . 3o Les quantités de soufre à additionner sont de l'ordre de - 60 grammes de soufre pour 100 kg d'acier dans le cas d'acier au carbone ordinaire ; - 50 grammes de soufre pour 100 kg d'acier dans le cas des aciers alliés.