CH342369A - Composition pulvérulente pour la fabrication d'objets - Google Patents

Description

  
 



  Composition pulvérulente pour la fabrication d'objets
 La présente invention se rapporte à une composition pulvérulente pour la fabrication d'objets par compression à froid et chauffage.



   La composition suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend, en tant que matière susceptible d'être façonnée par compression à froid et chauffage, une polyamide linéaire synthétique finement divisée dont les particules ultimes possèdent une grosseur ne dépassant pas 40 microns, et une charge en une quantité ne dépassant pas 850/o du volume total de la composition.



   Les polyamides linéaires utilisables dans la composition suivant l'invention peuvent être des polyamides à caractère uniquement polyamidique ou des polyamides modifiées telles que, par exemple, des polyamides-polyesters. Les résultats les meilleurs sont obtenus avec des polyamides à chaînes droites, non modifiées. Pour simplifier la nomenclature on désignera dans la suite par     nylon >     les polyamides linéaires mentionnées ci-dessus.



   Les dimensions des particules ultimes de nylon ne doivent pas dépasser 40 microns et sont, de préférence, inférieures à 20 microns. La grosseur optimum se situe vers 10 microns ou en dessous. La composition pulvérulente peut comprendre des agglomérats dont les dimensions dépassent 40 microns; toutefois, les particules individuelles constituant ces agglomérats doivent présenter des dimensions qui ne dépassent pas 40 microns.



   Des indications relatives à l'obtention de poudre de nylon avec une grosseur de particules inférieure à 40 microns se trouvent dans le brevet suisse No 318828.



   L'invention est fondée sur la découverte qu'il est possible de réduire la sensibilité du nylon à l'humidité tout en lui conservant ses caractéristiques utiles, en ajoutant à la poudre de nylon une charge en une quantité ne dépassant pas 850/o du volume total. On peut ainsi donner au nylon les   caractéris-    tiques de la charge qui lui est ajoutée.



   La variété des charges propres à être ajoutées est très grande. On utilise les charges, de préférence, à l'état finement divisé. Si   l'on    veut obtenir un produit abrasif, on incorpore au nylon des particules abrasives. A ces fins on peut utiliser les abrasifs conventionnels tels que la poudre de diamant, la silice broyée, le carborundum, la craie, l'alun, le carbure de tungstène, etc. Pour d'autres applications, on peut ajouter des poudres de métaux, tels que par exemple le cuivre, le plomb, le fer. Pour d'autres buts encore, on peut incorporer au nylon des particules de carbone, de graphite ou de bisulfure de molybdène. Dans certains cas, on mélange avantageusement au nylon des matières céramiques ayant certaines propriétés diélectriques spéciales.

   Parmi celles-ci se trouvent le bioxyde de titane et divers titanates, en particulier des combinaisons de bioxyde de titane avec des métaux alcalino-terreux. Une autre charge utile est du nylon à point de fusion plus élevé que celui qui doit être fritté, et, parfois, le polytétrafluoréthylène. Grâce à l'incorporation de pareilles matières on peut donc faire varier les caractéristiques physiques et électriques des objets en nylon moulés de façon à obtenir les propriétés désirées.



  La charge est ordinairement sensiblement non réactive avec le nylon, a un point de fusion plus élevé que la température à laquelle on doit élever le nylon pour le fritter et est non susceptible de subir une décomposition notable pendant la phase de chauffage.  



   Dans la plupart des cas, les charges servent à diminuer la dilatation hygroscopique ou thermique par comparaison aux objets constitués entièrement par du nylon et aident notablement à assurer une précision dimensionnelle grâce à une déformation réduite pendant le frittage. Lors de la fabrication d'objets à partir des compositions conformes à la présente invention, la poudre est compressée sous une pression suffisante pour obtenir une ébauche apte à résister à des chocs modérés pendant sa manipulation. Les pressions employées sont d'ordinaire comprises entre 1575 kg/cm2 et 7875 kg/cm2. Les pressions ne semblent pas être critiques mais on a trouvé qu'une pression d'environ 3937 kg/cm2 est très satisfaisante.

   On fritte alors l'objet préformé résultant en le chauffant sous des conditions non oxydantes et à une température inférieure au point de fusion du nylon présent, pendant un temps suffisant pour provoquer la résistance et la dureté voulues de l'article refroidi.



   L'invention est illustrée par les exemples qui suivent.



   Dans ces exemples, la résistance à l'usure de pièces d'essai, c'est-à-dire de paliers, a été mesurée en cimentant le palier ou manchon dans un anneau de laiton. On a placé l'assemblage au centre d'un arbre horizontal supporté à chaque extrémité. On a placé autour du boîtier de laiton entourant le manchon une bande métallique à laquelle on a attaché un poids. On a fait tourner l'arbre pendant un temps donné et on a mesuré l'épaisseur du palier avant et après l'essai.



   On a réalisé des essais de compression sur des paliers en plaçant la pièce d'essai entre deux plateaux d'une presse et en augmentant graduellement la pression jusqu'à rupture de la pièce. On a réalisé les essais de flexion sur les barres en suspendant la barre d'essai sur des lames de couteaux et ses extrémités et en appliquant une force vers le bas et son milieu.



   Exemple I
 On prépare une composition en mélangeant de la poudre de nylon dont les particules ont un diamètre de   t/2    à 20 microns avec de la poudre de graphite dans un mortier et en faisant passer le   mé-    lange à travers un tamis présentant une largeur de maille de 0,177 mm. Le pourcentage volumétrique de graphite est de 61. Le nylon est préparé à partir de déchets de nylon textiles (hexaméthylène-adipamide) par dissolution des déchets après lessivage pour en éliminer la souillure et la graisse dans l'éthylène-glycol, filtrage de la solution et précipitation du nylon par addition d'eau. On réalise les phases de dissolution, de filtration et de précipitation sous atmosphère d'azote. On lave soigneusement le nylon précipité pour éliminer tout éthylèneglycol résiduel et on le sèche.

   On comprime la composition sous forme d'un manchon de 25 mm de longueur ayant un diamètre intérieur de 12 mm et un diamètre extérieur de 18 mm. On fritte la pièce préformée verte par chauffage à 2580 C, en portant lentement sa température à cette valeur et en l'y maintenant pendant environ 7 minutes dans le vide.



  On laisse la pièce résultante refroidir dans le vide.



   Les essais de compression ont lieu en suivant le processus décrit précédemment. Une pression d'environ 84 kg est nécessaire pour provoquer la rupture quand la pression est appliquée perpendiculairement à l'axe du manchon.



   Exemple 2
 On suit le processus de l'exemple 1 avec les mêmes matières sauf que le pourcentage volumétrique du graphite est de 78. On répète l'essai de compression et la rupture se produit sous une charge de 63 kg.



   Exemple 3
 On suit le processus de l'exemple 1 avec les mêmes matières en utilisant de la poudre de cuivre à la place de graphite. Le pourcentage volumétrique de cuivre est égal à 81.



   On réalise l'essai de compression et la rupture se produit sous une charge de 83 kg.



   Si, lors de la fabrication d'objets moulés à partir des compositions conformes à la présente invention, des tolérances étroites ne sont pas nécessaires, on peut utiliser de façon satisfaisante les objets pressés et frittés sans conditionnement ou recuit ultérieur pour éliminer les contraintes pouvant se développer dans une faible mesure dans les objets moulés. Dans certains paliers et autres objets la nécessité de tolérances précises nécessite que l'objet ne manifeste pas le léger rétrécissement usuel en service.

   On réalise le recuit par simple chauffage de l'objet, de préférence en conditions non oxydantes, à une température inférieure au point de fusion, mais de préférence relativement voisine au point de fusion, c'està-dire à une température comprise entre 500 C audessous du point de fusion et le point de fusion lui-même pendant quelques minutes à une heure et par lent refroidissement. Le maintien pendant des durées plus longues à des températures plus basses réduit également les contraintes. Dans certains cas, on peut obtenir le recuit avec la phase de frittage pour éviter deux traitements au four.



   Si on le désire, on peut ajouter des agents lubrifiants en petites quantités pour améliorer l'uniformité de la pièce et faciliter le retrait de la pièce pressée de la matrice ou dans d'autres buts. Des lubrifiants utilisables sont les stéarates, tels que le stéarate de zinc, l'huile de graines de coton hydrogénée ou autres substances grasses ou savonneuses que   l'on    peut, soit mélanger à la poudre de nylon, soit utiliser pour enduire les surfaces de la matrice.



   Comme on pouvait s'y attendre, des quantités croissantes de charges tendent à altérer d'autant plus les caractéristiques du produit. Quand on augmente la quantité d'abrasif, par exemple de poussière de  diamant, pour obtenir un outil de polissage, l'action abrasive de la poussière de diamant augmente tandis que l'action polissante du nylon devient moins prononcée. Un effet similaire se produit quand on modifie les compositions abrasives des meules à affûter.



   L'incorporation de graphite, de bisulfure de molybdène ou de métaux relativement mous tend à conférer à l'objet moulé des propriétés autolubrifiantes.



  Ainsi, des paliers en nylon moulés contenant une certaine quantité de poudre de plomb peuvent fonctionner avec succès sous de faibles charges pendant de longues périodes de temps sans nécessiter d'huile ou de lubrifications autres que l'application initiale.



   Par l'incorporation de limaille de fer, de poudre de fer ou d'alliages magnétiques sous forme finement divisée au nylon, on peut fabriquer des objets moulés engendrant des forces magnétiques et électriques.



  On peut également produire des matières magnétiques spéciales utiles en mélangeant le nylon avec divers oxydes métalliques, notamment l'oxyde de fer.



  On peut également utiliser cette technique avantageusement pour l'obtention de compositions destinées à la fabrication de divers types de résistances, de capacités et de balais.



   Quand on désire une porosité superficielle, on satisfait facilement à cette condition en incorporant une matière soluble à la poudre de nylon et après frittage en dissolvant la partie soluble par une attaque convenable.



   Dans la fabrication des crayons on rencontre souvent des difficultés à obtenir une résistance suffisante du crayon ou de la mine. On a constaté que   l'on    peut facilement préparer, à l'aide de compositions conformes à l'invention, des crayons et des mines ayant une résistance beaucoup plus grande que celle des articles commerciaux ordinaires.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION: Composition pulvérulente pour la fabrication d'objets par compression à froid et chauffage, caractérisée en ce qu'elle comprend, en tant que matière susceptible d'être façonnée par compression à froid et chauffage, une polyamide linéaire synthetique finement divisée dont les particules ultimes possèdent une grosseur ne dépassant pas 40 microns, et une charge en une quantité ne dépassant pas 85 O/o du volume total de la composition.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Composition suivant la revendication, carac térisée en ce que la charge comprend du bisulfure de molybdène.

   2. Composition suivant la revendication, caractérisée en ce que la charge comprend du carbone.

   3. Composition suivant la revendication, caractérisée en ce que la charge comprend du polytétrafluoréthylène.