Brevet FR2028129A1 — publié le 19701009

i 2028129 La présente invention concerne un procédé -pour souder des corps en carbone artificiel ou graphite entre eux ou avec d'autres matériaux poreux,par exemple des métaux frittés ou de» céramiques* 5 II est déjà connu d'assembler des corps en carbone artificiel au moyen d'une, couche de soudure en zirconium et béryllium* De plus il est connu» pour assembler des corps en carbone artificiel avee des corps en fer et/ou alliages de fer, d'utiliser des métaux lourds,formant des carbures, en tant que 10 couche Intermédiaire* De plus, il est connu d'assembler des pièces en graphite avec des pièces en carbure de silicium,.verre de quarts ou graphite-, à l'aide d'une soudure en siliciure métallique, avec emploi d'une couche barrage en carbures, empêchant la 15 diffusion. Bn outre, il est connu aussi de réaliser des assemblages entre des carbones artificiels, et des corps en graphite, assemblages qui ne seront paa exposés à supporter des températures particulièrement élevée», à l'aide de mastic avec liant en résine 20 artificielle. Ii'invention a pour but de réaliser un procédé pour souder le carbone artificiel ou le corps en graphite, procédé dans lequel on peut renoncer k l'emploi d'agents de liaison d'origine extérieure ou de soudure. 25 Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on dispose, l'un sur l'autre, les corps à assembler,avec interposition d'une couche.constituée d'un mélange de poudre de carbone ou de graphite à grains fins et d'un liant, par exemple poix ou brai ou résine artificielle, puis on soumet l'ensemble à 30 l'action d'un mouvement de secousses dans la direction de la liaison, et on provoque alors la cokéfaction et éventuellement la graphiti-sation des zones de liaison* Etant donné que le mélange utilisé comme couche intermédiaire a tendance, sous l'action du mouvement de 35 secousses, à se déplacer vers les bords des surfaces de contact des corps à assembler, on emploie avantageusement un manchon qui est placé autour de l'endroit à relier,ou bien on dispose les corps à assembler dans une matrice. Le procédé suivant l'invention permet aussi 40 la fabrication de corps à plusieurs couches,soit par.assemblage de 70 00793 2® 2028129 plusieurs corps à partir d'une, composition de matériaux.différente, soit en disposant un corps en carbone artificiel, graphie ou un matériau, poreux dans une matrice9 ©a déposent dessus le mélange indiqué formé de poudre de charbon cm ès graphite à grains fins 5 et d'un agent liant ,puis en soumettant à un mouvement de secousses, et ensuite en provoquant la cokéfaction et éventuellement la graphitisation. Avantageusement $, on opère avec un nombre d'oscillations de secousses de l'ordre de 100 à 10 000 par 10 minute* Il est avantageuxc lors de la préparation d'une liaison entre deux corps,de rendre la couche intermédiaire aussi mince que possible, étant donné qu'on peut obtenir de cette façon la solidité la plus grande» Pour cette raison,on emploie 15 une poudre de graphite à grain aussi fin que possible, avantageusement avec une granulométrie dans l'intervalle compris entre 0,05 et 1,5 mm* On peut donner à la couche intermédiaire une dimension du même ordre de grandeur entre 0,05 et 1?5 a®. Le choix du nombre d'oscillations de secousses se calcule également d'après 20 la granulométrie de la poudre de charbon ou de graphite* Tandis que, avec un matériau à grains grossiersP on opère avee un nombre d'oscillations plus bas, dans le cas d'un matériau & grains très fin, on opère avec un mouvement de secousses d'une fréquence aussi élevée que possible. 25 L'épreuve de la solidité des liaisons obtenues suivant le procédé de l'invention a montrée que la solidité des zones de soudure est supérieure à celle des corps soudés* Lors d'une sollicitation des zones d@ soudure jusqu'à la rupture, celle-ci se produit toujours en dehors de la zone de 30 soudure9dans le composant de matériau le plus faible» Le mélange utilisé comme couche intermédiaire pénètre dans les pores des pièces à souder et participe avec les corps à souder sous forme d'une liaison extraordinairement intimée Le procédé de l'invention est expliqué ci-35 après dans son application aux exemples saivaats : EXEMPLE 1 - On dispose un mélange de poudre de coke, avec une grosseur de grain comprise entre 0 et 1 mm et une proportion en poids de 23 à 25 £ de composants secs de la poix, 40 comme liant, à environ 150° C à la sortie de la machine de mélange, 70 00793 3. 2028129 dans une matrice en tôle9 préchauffée de façon correspondante, qui subit un mouvement d'oscillations avec 3000 oscillations/minute, dans laquelle on a déposé une plaque de graphite réchauffée. Après mise en oeuvre, d'une charge dynamique pendant le mouvement 5 et une agitation pendant un temps courtD le corps soudé "vert" est terminé* Après refroidissement,on peut le sortir de la matrice ■ et le soumettre alors à une cokéfaction à environ 1000° C et éventuellement ensuite à une graphitisation* Le corps soudé graphité présente une masse volumétrique apparente et une solidité 10 toutes deux correspondant à celles de la plaque de graphite. EXEMPLE 2 - Dans un cylindre de carton, relié avec une installation de secouage, on dispose des plaques de graphite avec une dimension de 500 mm 0. x 30 mm d'épaisseur,avec interposition 15 d'une couche intermédiaire, d'une épaisseur de 0,5 à plusieurs millimètres„ d'un mélange de coke présentant une granulométrie de 0 - 1 mm et 25 - 25 # en poids, rapporté aux composants secs, et d'un liant à base de poix, après remplissage du cylindre de papier, on applique une force jusqu'à un maximum de 100 g/cm2 et on fixe, 20 à l'aide d'un ressort dont la tension correspond au poids total à agiter, sur la table de secouage. Après au maximum 3 minutes pour une vitesse de 3000 oscillations/minute et une amplitude de 1,5 -2 mm^Le corps soudé "veit" est terminé et on peut le sortir du moule après refroidissement. Ensuite on lui fait subir une cokéfaction 25 et éventuellement une graphitisation comme à l'exemple 1. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation ? sans pour celà sortir du cadre de l'invention. 70 00793 4. 2028129 REVENDICATIONS 1° - Procédé pour lier des corps en carbone artificiel ou en graphite ensemble ou avec des corps en d'autres matériaux poreux» par exemple des métaux frittés ou des céramiques, 5 procédé caractérisé en ce qu'on dispose les corps à souder les uns au-dessus des autres avec interposition d'une couche intermédiaire, en..uzlmélange de poudre de charbon ou graphite à grains fins et d'un liant par exemple de la poix ou une résine^ après, quoi, , on soumet l' ensemble à-l'action tï'un-mouvement de secouage dans la tO- "direction de la. liaison, et., on réalise. ensuite la cokéfaction des zones 'de soudage et éventuellement la graphitisation... 2° = Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on empêche l'explusion de la couche intermédiaire pendant le secouage en disposant une garniture disposée 15 autour des zones de soudage ou bien en plaçant les corps à souder dans une matrice. 3° =• Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce quep pour la fabrication de corps soudés, on place un corps en charbon artificiel, graphite ou autres 20 matériau poreux, dans une matrice qu'on dispose sur le mélange indiqué, qu'on soumet alors au secouage,et ensuite à la cokéfaction et éventuellement la graphitisation. 4° - Procédé suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on secoue, avec 25 un nombre d'oscillations de 100 à 10 000 par minute0 5° - Procédé suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 4P caractérisé en ce que le carbone ou le graphite à grains fins utilisé dans le mélange présente une granulation comprise entre 0,05 et 1p5 mnu 30 6° - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1» 2, 4 et 5Ç caractérisé en ce que la couche intermédiaire présente une épaisseur de0p05à1,5mm. 7° - Procédé suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisé en ce qu'on exerce une pression 35 par une force dynamique, au moyen d'un ressort^pour l'obtention d'un meilleur soudage.