Brevet FR2073502A1 — publié le 19711001

426&0 i 2073502 On sait déjà employer le molybdène, le tungstène ou des allisu-ges de ces métaux pour fabriquer des tuyères qui doivent débiter des gaz chauds, comme c'est le cas par exemple dans les appareils propulseurs à réaction. Grâce à leur point de fusion qui est éle-5 vé, ces métaux résistent remarquablement à l'attaque thermique des gaz chauds, quand ceux-ci sont réducteurs» Mais si ces gaz contiennent une proportion importante de composants oxydants, la tuyère est très rapidement détruite par formation d'oxydes volatils de molybdène ou de tungstène. 10 La présente invention réalise une tuyère qui présente une plus forte résistance aux gaz oxydants, du fait qu'elle utilise la stabilité thermique du molybdène et du tungstène. La présente invention concerne une tuyère de débit pour gaz chauds,'en particulier pour les appareils propulseurs à réaction ou autres installa-15 tions analogues. Suivant cette invention, la tuyère est constituée par une matière composite en molybdène, tungstène ou un alliage de ces métaux, et en oxyde de zirconium, au moins dans la partie de sa surface qui est exposée à l'attaque des gaz chauds. L'addition d'oxyde de zirconium a pour effet de retarder considérablement la 20 destruction de la matière de la tuyère par des gaz chauds oxydants. Cette addition de zirconium accroît en même temps la stabilité de forme de la matière de la tuyère. Une forme avantageuse de réalisation de l'objet de la présente invention consiste en ce que la partie de la tuyère qui est ex-25 posée à l'attaque des gaz chauds contient de préférence 40 à 75 % en volume de molybdène, tungstène, ou d'un alliage de ces métaux. La tuyère résiste d'autant mieux à l'oxydation que la proportion adoptée d'oxyde de zirconium est plus élevée. Il faut pourtant tenir compte du fait que la ténacité de la matière de la 30 tuyère diminue légèrement quand le proportion d'oxyde de zirconium augmente. Sans le choix de la composition, on devra donc généralement adopter un compromis entre la nécessité d'une forte résistance à l'oxydation et la nécessité d'une forte ténacité. Il est avantageux d'ajouter encore à la phase oxyde de zirco-35 nium une proportion pouvant atteindre 10 % d'oxydes stabilisateurs, par exemple oxyde de calcium ou oxyde de magnésium. On décrira plus complètement la présente invention à l'aide d'un exemple de réalisation. On mélange 50% en volume d'une poudre de molyb'dène extrêmemaiit fine avec de l'oxyde de zirconium fine-40 ment pulvérisé et stabilisé par une addition de 6 % en poids COPY 70 «6&0 2 2073502 d'oxyde de calcium (rapporté à la phase oxyde de zirconium) et, après addition d'une matière habituelle de pressage, on presse pour obtenir une ébauche ayant à peu près la forme désirée de la tuyère» Le formage des ébauches peut évidemment être fait d'une 5 autre façon, par exemple par moulage en pâte ou par un pressage hydrostatique. Après formage, les ébauches sont frittées pendant trois heures dans une atmosphère réductrice (hydrogène) à 2000° G. A partir des ébauches frittées, on obtient par rectification la forme définitive de la tuyère* 10 Si le composant métallique de la tuyère de la présente inven tion n'est pas du molybdène pur ou du tungstène pur, on peut utiliser ce composant sous la forme d'une poudre d'alliage ou d'un mélange pulvérisé. Exemples de tels alliages : un alliage déjà connu de molybdène qui contient environ 0,5 % de titane et environ 15 0,07 % de zirconium, ou encore un alliage déjà connu de tungstène qui contient 2 à. ê % de nickel et 2. à ë % de cuivre ou de fer. On peut aussi utiliser des alliages de molybdène ou de tungstène de composition quelconque, contenant encore jusqu'à 10 % de rhénium. Le composant métallique de la tuyère doit contenir au moins 20 90 % des métaux difficilement fusibles que sont le tungstène, le molybdène et (ou bien) le rhénium. En général, il n'est pas nécessaire de réaliser complètement le corps de tuyère avec la matière composite. On atteint également l'objectif de la présente invention si le corps de base est cons-25 titué par une matière simple, par exemple molybdène, tungstène, ou un alliage de ces métaux, et s'il est simplement recouvert par la matière composite seulement sur la partie de sa surface exposée à l'action des gaz chauds. Un moyen simple permettant d'obtenir ce résultat consiste à projeter par pulvérisation le revêtement su-30 perficiel désiré sur un corps de base approprié en molybdène ou en tungstène, au moyen d'un pistolet à plasma. Une autre méthode consisterait par exemple à fritter le revêtement qui doit être constitué par la matière composite. • 70 42640 3 2073502 REVENDICATIONS 1) Tuyère de débit pour gaz chauds, en particulier pour appareils propulseurs à réaction ou autres installations analogues, caractérisée par le fait que, au moins sur la partie de sa surface 5 qui est exposée à l'attaque des gaz chauds, la tuyère est constituée par une matière composite en molybdène, tungstène ou alliage de ces métaux, et oxyde de zirconium. 2) Tuyère conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie de la tuyère qui est exposée à l'attaque des 10 gaz chauds contient 20 à 05 % et de préférence 40 à 75 % en volume de molybdène, de tungstène ou d'alliage de ces métaux. 3) Tuyère conforme aux revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'au moins 90 % des composants métalliques sont constitués par les métaux difficilement fusibles que sont le tungstè- 15 ne, le molybdène et (ou bien) le rhénium. 4) Tuyère conforme aux revendications 1 et 2t caractérisée par le fait que la phase oxyde de zirconium de la matière composite contient des additions d'oxydes stabilisateurs, par exemple jusqu'à 10 % d'oxyde de calcium ou d'oxyde de magnésium.