Brevet FR2004588A1 — publié le 19691128

L'invention concerne des matières à base de carbure de titane, ayant une naute résistance mécanique,en particulier à l'usure et une résistance élevée à la chaleur. En raison de leur grande dureté,les matières à base de carbure de titane trouvent une application préférentielle dans le garnissage d'outils d'usinage par enlèvement de copeaux ou dans des pièces de machine fortement sollicitées à l'usure. Ces matières a base de carbure de titane contiennent généralement en plus d'autres métaux du groupe ferreux, tels que le fer, le nickel, et le cobalt, qui leur confèrent en plus de leur dureté élevée, une tinaoité et une résistance suffisantes à la chaleur. Lors de l'élaboration de ces matières, on part en général de mélanges pulvérulents de carbure de titane et de ces métaux, on leur donne le profil recherché par pressage et on les fritte à des températures supérieures à 14000C. I1 a cependant été constaté, particulièrement lors de la fabrication de telles pièces profilées à base de carbure de titane, que ces pièces ne peuvent pas être frittées sous la forme de pièces profilées parfaitement denses et donc sans pores et qu'il n'est ainsi pas possible de leur donner leur résistance optimale théorique possible, La demanderesse a fait la constatation surprenante que les propriétés de matières à base de carbure de titane et renfermant des métaux du groupe ferreux peuvent être considérablement améliorées, en particulier quant à leur résistance mécanique à l'usure et leur résistance à la chaleur, en ajoutant par alliage aux métaux du groupe ferreux du titane ou du zirconium dans des proportions comprises entre 10 et 80 * en poids par rapport à la teneur totale en métaux.On utilise de préférence des matières dans lesquelles la teneur en titane ou en zirconium est comprise entre 10 et 40 * en poids de la teneur totale en métaux. La notion Uteneur-totale en métaux" n'inclut pas les carbures métalliques de la matières Dans la matière elle-même, les carbures métalliques constituent cependant la partie principale. La densité de la matière se trouve considérablement accrue grâce à la teneur conforme à l'invention en titane ou zirconium métallique ; de même, la résistance mécanique et la résistance à la chaleur augmentant de façon considérable, de sorte que cette nouvelle matière convient particulièrement pour des coussinets, des outils de coupe et de pièces analogues pour lesquelles les problèmes de l'usure sont d'une importance pré pondéranteO On peut encore faire varier et améliorer les propriétés de la matière conforme à l'invention en ajoutant par alliage, en plus,aux métaux du groupe ferreux et au titane ou zirconium, des métaux du sixième sous-groupe du système périodique des éléments, par exemple du tungstène, du chrome et du molybdène dans des proportions allant de 2 à 50 % en poids par rapport à la teneur totale en métaux.Cela procure en particulier une élévation de la résistance aux chocs et aux vibration8. Pour préparer les matières conformes à l'invention, on part de préférence de mélanges pulvérulents des matières de départ, on les met en forme par pressage et on les fritte à des températures supérieures à 1400, sous atmosphère d'hydrogène ou sous videz Le titane ou le zirconium entrant conformément W l'invention dans le mélange peut être utilisé aussi bien sous forme de métal que sous forme d'hydrures. Pour la préparation des matières, on part avantageu- sement d'un alliage des métaux du groupe ferreux et du titane ou du zirconium, et des autres composants métalliques éventuels tels que le tungstène, le chrome et le molybdène. I1 peut cependant être avantageux, dans des condi- tions déterminées et pour obtenir des pièces profilées particulièrement denses de faire entrer tous les componta dans le mélange et de ne procéder à l'alliage entre les métaux du groupe ferreux et le titane ou zirconium que lors du frittage proprement dit, car cela permet d'obtenir un certain enrichissement du titane ou zirconium précisément dans les zones de transition entre le carbure de titane ou carbure de zirconium et les métaux du groupe ferreux. On va décrire maintenant deux exemples de réalisation de l'invention, sans qu'il en résulte une limitation à ces compositions spéciales et aux proportions des différents composans. ExemPle 1 On ajoute en mélangeant à 85 % en poids de carbure de titane finement broyé, un alliage finement pulvérisé de 8 ffi en poids de titane, 5 % en poids de cobalt, 1 % en poids de fer et 1 fe en poids de chrome on presse ce mélange sous la forme de pièces profilées, avec utilisation d'un liant usuel à base organique et on fritte ces pièces à une température de 15500C pendant 60 minutes sous atlaosphère d'hydrogène. Exemple 2 On mélange, sous forme finement pulvérisée, 70 X en poids de carbure de titane, 5 % en poids de carbure de tungstène, 10 en poids de molybdène, 10 0A en poids de nickel, et 5 % en poids d'hydrure de titane, après mise en pâte avec un liant on les presse sous la forme de pièces profilées et on fritte ces pièces sous vide à 15000C pendant 30 minutes. REVENI)ICATIONB lo Matière à base de carbure de titane, à haute résistance mécanique, en particulier à l'usure et à résistance élevée à la chaleur, avec addition de métaux du groupe ferreux, caractérisée par le fait que l'on ajoute par alliage aux métaux du groupe ferreux du titane et/ou du zirconium dans des proportions comprises entre 10 et 80 * en poids par rapport à laoeteneur totale en métaux0 2o Matière suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que l'on ajoute par alliage aux métaux du groupe ferreux et au titane ou zirconium, des métaux du sixième sousgroupe du système périMique des éléments, dans des proportions allant de 2 à 50 * en poids, par rapport à la teneur totale en métaux0 30 Procédé de préparation des matières suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on presse les mélanges pulvérulents des matières sous la forme de pièces profilées et qu'on fritte ces dernières à des températures su périeùres à 14000C sous atmospnère d'azote ou sous vide. 4. Procédé de préparation des matières suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on utilise pour la fabrication des pièces profilées un alliage des métaux du groupe ferreux avec du titane ou zirconium et éventuellement avec d'autres composants métalliques. 5. Procédé pour la préparation des matières suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on ajoute les métaux du groupe ferreux et le titane ou zirconium sous forme d'un mélange au carbure de titane pulvérulent.