CH502146A - Procédé pour fabriquer une pièce de grande dureté, et pièce obtenue par ce procédé - Google Patents

Procédé pour fabriquer une pièce de grande dureté, et pièce obtenue par ce procédé

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CH502146A
CH502146A CH1417268A CH1417268A CH502146A CH 502146 A CH502146 A CH 502146A CH 1417268 A CH1417268 A CH 1417268A CH 1417268 A CH1417268 A CH 1417268A CH 502146 A CH502146 A CH 502146A
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hafnium nitride
zirconium diboride
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CH1417268A
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Murata Yorihiro
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Carborundum Co
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Description


  
 



  Procédé pour fabriquer une pièce de grande dureté, et pièce obtenue par ce procédé
 La présente invention a pour objet un procédé de   fabricatiort    d'une pièce de grande dureté et résistante à   l'usure,    caractérisé en ce qu'il comprend la compression
 d'un mélange uniforme de 40   o/o    à 99   O/o    de poudre de
 nitrure de hafnium et de 60   0/o    à   1       /o    de poudre de
 diborure-de zirconium à une température comprise entre
 18000   Cet    22000 C.



   Le mélange de poudres peut être comprimé dans un
 moule donnant soit directement à la pièce sa forme
 finale par exemple la forme d'une plaquette de coupe
 d'un outil de coupe, soit, la forme d'un lingot ou
 pastille, la forme finale étant alors donnée à la pièce
 par usinage.



   On a constaté qu'une plaquette de coupe obtenue au
 moyen du procédé donne de très bons résultats pour
 l'usinage d'alliages et métaux réfractaires.



   Voici, par exemple, comment on peut mettre en
 oeuvre le procédé selon l'invention: à   112 g    de poudre
 de HfN et 28 g de poudre de   ZrBa    finement divisées, on
 ajoute environ   25 ml    d'alcool méthylique pour former
 une suspension épaisse. On verse la suspension dans un
 broyeur à boulets garni de caoutchouc dont la longueur
 est de 6,5 cm et dont le diamètre intérieur est de 10 cm,
 le broyeur ayant été auparavant rempli à environ un quart de sa capacité avec des billes d'acier inoxydable dont le diamètre est compris entre I cm et 1,5 cm. Le broyage est effectué pendant quarante-cinq minutes, après quoi on sèche le mélange dans un four à air chaud à 600 C. Après avoir enlevé les billes d'acier inoxydable au moyen d'un tamis à grosses mailles, le mélange est prêt pour la compression à chaud.



   Un moule en graphite d'une hauteur de 15 cm et d'un diamètre extérieur d'environ 7,5 cm et comportant une chambre de compression d'un diamètre d'environ 2,5 cm munie de raccords pour un plongeur est utilisé pour le pressage à chaud. Une partie de 33,0 g du mélange ci-dessus est placée dans le moule qui est ensuite disposé sur une table vibrante pour faire déposer et niveler son contenu. Le moule est placé dans un récipient qui est disposé à   17intérieur    de la bobine d'un four à induction à haute fréquence, et on recouvre avec un couvercle le récipient On applique une pression de 185   kg/    cm2 et on la maintient sur les plongeurs du moule.

  On introduit d'une manière continue un courant d'azote dans le récipient par un orifice de ce dernier, I'atmosphère du récipient étant relise à l'atmosphère par un second orifice formé sur le récipient. On applique le courant et on laisse la température atteindre une valeur de 21000 C, en la mesurant avec un pyromètre optique.



  Ceci demande environ quarante-cinq minutes. Cette température est maintenue constante pendant trente minutes, après quoi la pression est détendue et on coupe le courant. On continue à faire passer le courant d'azote et on laisse l'ensemble se refroidir jusqu'à la température ambiante, ce qui demande environ cinq heures. La pièce obtenue est éjectée du moule et est polie au moyen d'un disque de meule diamantée.



   La pièce obtenue est un lingot rond mesurant approximativement 2,5 cm de diamètre sur une épaisseur d'environ 0,6 cm.



   Avec ce lingot on fabrique une plaquette d'outil de coupe par meulage et polissage du lingot jusqu'à une épaisseur d'environ   0,475cm,    pour former ensuite un carré d'environ 1,27 cm de côté, avec des coins arrondis suivant un rayon d'environ 0,16 cm.



   Le lingot obtenu a une densité relative (c'est-à-dire le rapport entre la densité réelle et la densité   thoonque    exprimé en pourcentage) de l'ordre de   90 oxo    ou plus.



   La pression de compression utilisée est de préférence d'au moins 125 kg/cm2 mais dans des conditions favorables, des pressions pouvant descendre jusqu'à 70kg/ cm2 environ peuvent être utilisées. Plus particulièrement, il est préférable d'utiliser une pression comprise entre 140 et   210kg/cm2.    On peut utiliser des pressions plus  élevées mais il ne semble y avoir aucun avantage d'une manière générale à utiliser des pressions supérieures à 350 kg/cm2 environ.



   Lorsqu'on utilise des pressions plus faibles, des périodes de durée un peu plus longue peuvent être nécessaires pour obtenir le degré voulu de tassement. Cependant, des   pfriodes    de durée exagérément prolongée peuvent conduire à une dimension de grains plus élevée, et on préfère par suite, en général, utiliser une pression suffisamment élevée pour réaliser le tassement en un temps relativement court. De même, les températures plus élevées de la gamme allant des 18000 à 22000 C sont d'habitude préférées du fait que le tassement tend alors à se produire plus rapidement pour une pression donnée quelconque.



   La pression peut être détendue au début du processus de refroidissement. On peut, cependant, d'une manière facultative, la maintenir jusqu'à n'importe quel moment pendant le stade de refroidissement. On a constaté qu'un taux de refroidissement rapide au début du stade de refroidissement est extrêmement avantageux. Dans l'exemple   donnez    il est préférable d'abaisser la température à une valeur comprise entre   800-1000o    C, pendant la première heure ou même moins. Un refroidissement rapide jusqu'à cette valeur de température réduit le risque de variations indésirables dans la composition de la pièce, en particulier du fait qu'un refroidissement rapide tend à faire conserver au grain des petites dimensions ce qui à son tour permet d'obtenir un module de rupture élevé et une grande dureté de la pièce.

  Une fois que la température a été réduite à une valeur comprise entre 800 et 10000 C cependant, il ne se produit plus aucune variation importante de dimensions du grain et de ce fait, la poursuite du refroidissement peut s'effectuer plus à loisir.



   La dureté des pièces obtenues par le procédé décrit sur l'échelle Rockwell N15 est en général de l'ordre de 95. La densité des pièces peut varier de   7,6 g/cm3    jusqu'à environ 12,0 g/cm3.



   On pourrait aussi utiliser le lingot obtenu par le procédé décrit par exemple pour fabriquer des filières d'extrusion ou des éléments rapportés résistant à l'usure.



   REVENDICATION I
 Procédé pour fabriquer une pièce de grande dureté et résistante à l'usure, caractérisé en ce qu'il comprend la compression d'un mélange uniforme de   400/o    à 99   O/o    de poudre de nitrure de hafnium et de   60O/o    à   1 0/o    de poudre de diborure de zirconium à une température comprise entre 18000 C et 22000 C.



      REVENDICATION II   
 Pièce résultant du procédé selon la revendication I.



      SOUS-REVENDICATIONS   
 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que le mélange est constitué de   60 /o    à   9O0/o    de nitrure de hafnium et de   40 oxo    à   10 oxo    de diborure de zirconium.

 

   2. Procédé suivant la revendication I ou la sousrevendication 1, caractérisé en ce que le mélange est comprimé à une température de 21000 C.



   3. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la compression est effectuée à une pression d'au moins 70 kg/cm2.



   4. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la compression est effectuée à une pression comprise entre 140 kg/cm2 et 210 kg/cm2.



   5. Pièce selon la revendication II, caractérisée en ce qu'elle constitue une plaquette de coupe pour outil de coupe.



   6. Pièce suivant la revendication   II,    caractérisée en ce qu'elle contient 60   o/o    à   900/0    de nitrure de hafnium et de   4O0/o    à   10 oxo    de diborure de zirconium.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   

Claims (1)

  1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. élevées mais il ne semble y avoir aucun avantage d'une manière générale à utiliser des pressions supérieures à 350 kg/cm2 environ.
    Lorsqu'on utilise des pressions plus faibles, des périodes de durée un peu plus longue peuvent être nécessaires pour obtenir le degré voulu de tassement. Cependant, des pfriodes de durée exagérément prolongée peuvent conduire à une dimension de grains plus élevée, et on préfère par suite, en général, utiliser une pression suffisamment élevée pour réaliser le tassement en un temps relativement court. De même, les températures plus élevées de la gamme allant des 18000 à 22000 C sont d'habitude préférées du fait que le tassement tend alors à se produire plus rapidement pour une pression donnée quelconque.
    La pression peut être détendue au début du processus de refroidissement. On peut, cependant, d'une manière facultative, la maintenir jusqu'à n'importe quel moment pendant le stade de refroidissement. On a constaté qu'un taux de refroidissement rapide au début du stade de refroidissement est extrêmement avantageux. Dans l'exemple donnez il est préférable d'abaisser la température à une valeur comprise entre 800-1000o C, pendant la première heure ou même moins. Un refroidissement rapide jusqu'à cette valeur de température réduit le risque de variations indésirables dans la composition de la pièce, en particulier du fait qu'un refroidissement rapide tend à faire conserver au grain des petites dimensions ce qui à son tour permet d'obtenir un module de rupture élevé et une grande dureté de la pièce.
    Une fois que la température a été réduite à une valeur comprise entre 800 et 10000 C cependant, il ne se produit plus aucune variation importante de dimensions du grain et de ce fait, la poursuite du refroidissement peut s'effectuer plus à loisir.
    La dureté des pièces obtenues par le procédé décrit sur l'échelle Rockwell N15 est en général de l'ordre de 95. La densité des pièces peut varier de 7,6 g/cm3 jusqu'à environ 12,0 g/cm3.
    On pourrait aussi utiliser le lingot obtenu par le procédé décrit par exemple pour fabriquer des filières d'extrusion ou des éléments rapportés résistant à l'usure.
    REVENDICATION I Procédé pour fabriquer une pièce de grande dureté et résistante à l'usure, caractérisé en ce qu'il comprend la compression d'un mélange uniforme de 400/o à 99 O/o de poudre de nitrure de hafnium et de 60O/o à 1 0/o de poudre de diborure de zirconium à une température comprise entre 18000 C et 22000 C.
    REVENDICATION II Pièce résultant du procédé selon la revendication I.
    SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que le mélange est constitué de 60 /o à 9O0/o de nitrure de hafnium et de 40 oxo à 10 oxo de diborure de zirconium.
    2. Procédé suivant la revendication I ou la sousrevendication 1, caractérisé en ce que le mélange est comprimé à une température de 21000 C.
    3. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la compression est effectuée à une pression d'au moins 70 kg/cm2.
    4. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la compression est effectuée à une pression comprise entre 140 kg/cm2 et 210 kg/cm2.
    5. Pièce selon la revendication II, caractérisée en ce qu'elle constitue une plaquette de coupe pour outil de coupe.
    6. Pièce suivant la revendication II, caractérisée en ce qu'elle contient 60 o/o à 900/0 de nitrure de hafnium et de 4O0/o à 10 oxo de diborure de zirconium.
CH1417268A 1967-09-21 1968-09-20 Procédé pour fabriquer une pièce de grande dureté, et pièce obtenue par ce procédé CH502146A (fr)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4855264A (en) * 1986-11-20 1989-08-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Aluminum oxide/aluminum oxynitride/group IVB metal nitride abrasive particles derived from a sol-gel process
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