Baguette de soudure enrobée La présente invention a pour objet une baguette de soudure enrobée destinée, principalement, à dé poser sur un métal de base une couche superficielle chargée de carbures soit par un procédé à l'arc élec trique soit par tout autre procédé approprié de sou dage.
On a déjà proposé diverses baguettes de soudure aptes à déposer par les procédés usuels de soudage au chalumeau ou à l'arc électrique une couche super ficielle de carbures sur un métal de base. Ces ba guettes contiennent en général des particules de car bures et des métaux liants capables de faire fondre ces particules sur le métal de base. Toutefois, la plu part de ces baguettes ne permettaient pas d'obtenir des dépôts à haute teneur de carbures et, de surcroît, les particules de carbures qu'elles contenaient se dé térioraient facilement aux hautes températures utili sées pour le dépôt.
La présente invention a principalement pour but d'offrir une baguette de soudure capable de déposer efficacement des revêtements superficiels relative ment minces à hautes teneurs de carbures sur des métaux de base sans détériorer de façon appréciable les particules de carbures qu'elle contient.
L a baguette de soudure objet de la présente in vention est caractérisée en ce qu'elle comprend une masse comprimée et frittée de particules de carbures, un liant métallique cimentant cette masse de parti cules, une tige de support en un métal relativement rigide soutenant ladite masse de particules et de liant métallique pour l'empêcher de se briser, cette tige de support étant susceptible de fondre ladite masse et le métal de base, et le tout étant enrobé d'un flux contenant des poudres de carbone et de métaux sus- ceptibles de réagir pour former des carbures sous l'action de la chaleur de soudage.
La tige de support, qui peut être sous forme de tube, peut être avantageusement fixée à la masse de particules de carbures et de liant métallique par fusion ou par des moyens mécaniques de retenue.
La baguette selon l'invention permet de déposer des revêtements superficiels relativement minces dont la teneur en carbures peut atteindre jusqu'à 80% en poids. La raison pour laquelle des teneurs aussi élevées en carbures peuvent être obtenues n'est pas entièrement élucidée. On suppose toutefois que le flux réactif contenant des poudres de carbone et de métaux coopère avec le noyau de carbures comprimé et fritté et son liant métallique pour protéger les par ticules de carbures et empêcher qu'elles soient dé tériorées par la chaleur du soudage, laissant ainsi une quantité minimum de métal liant dans le dépôt ter miné.
On peut avantageusement préparer une baguette de ce type en insérant un noyau de carbure fritté dans un tube mince de métal relativement conduc teur et en revêtant ce dernier d'un flux réactif conte nant de préférence des fluorures, des carbonates et des constituants générateurs de carbures.
A titre d'exemple, on peut donner à ce flux la composition suivante
EMI0001.0000
Fluorures <SEP> de <SEP> métal <SEP> actif <SEP> .... <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 35% <SEP> en <SEP> poids
<tb> carbonates <SEP> alcalino-terreux <SEP> . <SEP> . <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 70% <SEP> en <SEP> poids
<tb> carbone <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 35% <SEP> en <SEP> poids
<tb> poudres <SEP> métalliques <SEP> <B>......</B> <SEP> 6 <SEP> à <SEP> 65'0/o <SEP> en <SEP> poids
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> chrome <SEP> <B>...</B> <SEP> . <SEP> <B>....</B> <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 5 <SEP> 0/o <SEP> en <SEP> poids Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la baguette de soudure objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue en perspective et la fig. 2 une vue en coupe partielle à échelle agrandie suivant II-II de la fig. 1.
La baguette de soudure 10 représentée comprend une âme ou noyau 12 de carbure fritté comprimé dans un tube 14 et fixé dans ce dernier par des saillies intérieures 16 disposées en divers points de la périphérie du tube 14 (fig. 2). En outre, l'extrémité inférieure du tube 14 est sertie en 18 autour de l'ex trémité du noyau 12. L'extrémité supérieure 20 du noyau 12 est située à une certaine distance, 2 à 3 cm environ, de l'extrémité supérieure du tube 14, ceci pour éviter de remplir de carbure coûteux la partie de la baguette qui est maintenue dans un support.
Le noyau 12 est constitué par une masse de car bure fritté, par exemple de carbure de tungstène, dans laquelle est incorporé un liant usuel pour car bure, tel que du cobalt, du nickel ou du molybdène. Le noyau peut être préparé par extrusion d'une masse de particules relativement fines (par exemple 325 mesh ou plus fines) de carbures réfractaires, no tamment d'un ou de plusieurs carbures de tungstène, vanadium, molybdène, titane ou niobium. Ces parti cules sont mélangées avec une petite quantité d'un liant métallique tel que le cobalt, le molybdène ou le nickel, par exemple 6 à 8'0/o en poids, et comprimé dans un moule en une baguette allongée par une presse hydraulique à haute pression pour rendre la masse compacte.
La masse est ensuite frittée dans un four à hydrogène, par exemple à 1370 C pour que le liant métallique consolide la masse et protège les particules de carbure. La masse ainsi obtenue est très dure mais aussi très friable et il faut donc la protéger contre les cassures en la fixant à une tige de support en métal relativement solide et durable. Cette tige de support peut être, par exemple, sous la forme du tube 14 dans lequel la masse de carbure fritté 12 est insérée. Il est aussi possible d'extruder la masse de carbure autour d'une tige de support pleine ou de l'insérer dans une bande de métal qui est ensuite roulée en un tube renfermant la masse de carbure frittée.
Comme représenté au dessin, la baguette 10 est enrobée d'une couche de flux 22 qui facilite remar quablement le dépôt du carbure et permet d'obtenir le dépôt de films extrêmement minces à très forte concentration de carbure, et par conséquent des re vêtements de dureté maximum par l'emploi d'une quantité minimum de matière dure très coûteuse.
L'enrobage de flux peut être avantageusement cons titué comme suit:
EMI0002.0000
Fluorures <SEP> métalliques <SEP> actifs, <SEP> par <SEP> exemple <SEP> Ca,K,Na <SEP> . <SEP> . <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 35% <SEP> par <SEP> exemple <SEP> 17%
<tb> carbonates <SEP> alcalino-terreux <SEP> (Ca, <SEP> Ba, <SEP> Sr) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 70% <SEP> par <SEP> exemple <SEP> 32,5%
<tb> carbone <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 2 <SEP> à <SEP> 35 <SEP> 0/o <SEP> par <SEP> exemple <SEP> 15%
<tb> poudres <SEP> de <SEP> métaux <SEP> tels <SEP> que <SEP> chrome, <SEP> titane, <SEP> bore, <SEP> vanadium,
<tb> niobium, <SEP> molybdène, <SEP> aluminium, <SEP> silicium, <SEP> fer, <SEP> etc. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 6 <SEP> à <SEP> 65% <SEP> par <SEP> exemple <SEP> 35,5%
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> chrome <SEP> ....... <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 1 <SEP> à <SEP> 5% <SEP> par <SEP> exemple <SEP> 4,0% Si l'on désire obtenir des dépôts superficiels de carbures ayant une structure hétérogène, une bonne partie (par exemple 15 à 45 %) des poudres de mé taux peut être constituée par du ferro-aluminium contenant, par exemple, du fer et de l'aluminium en proportions à peu près égales ainsi que de petites quantités d'autres métaux, par exemple
EMI0002.0001
0,5% <SEP> Cu
<tb> 0,75% <SEP> Mg
<tb> 0,75% <SEP> Mn
<tb> 0,5% <SEP> Zn Exemple:
Une baguette composée d'un noyau 12 en carbure fritté avec du cobalt comme liant inséré dans un tube 14 en bronze d'aluminium et d'un enrobage composé de fluorure et de carbonate de calcium et de poudres métalliques comme indiqué ci-dessus per met d'obtenir sur un acier de base une couche de carbure très mince à forte concentration de carbure dont la dureté peut atteindre de 60 à 65 degrés de l'échelle Rockwell C . L'épaisseur du dépôt de carbure dur peut même être ramenée à 1,5 mm si la baguette est agitée pendant le dépôt pour obtenir une couche large et plate de matière résistante à l'usure.
L'enrobage de flux tel que décrit donne un ex cellent mouillage entre le dépôt et le métal de base et facilite la formation de carbures intermétalliques tels que ceux de fer et de nickel avec le tungstène et d'autres métaux générateurs de carbures. Des agents d'alliage tels que Cr, Mo et Co donnent aussi nais sance à des carbures mixtes et les poudres métal liques contenues dans le flux contribuent à cette action. En outre, l'oxyde de chrome contenu dans le flux est réduit par le carbone et libère du chrome qui se combine avec le carbone pour former des carbures de chrome qui améliorent la résistance à l'usure de la couche superficielle.