Brevet FR2210474A1 — publié le 19740712

Il est bien connu que l'incorporation de carbure de titane dans les alliages durs à base de carbure de tungstène et de cobalt confère à ces derniers une meilleure résistance à l'usure par frottement du copeau métallique. L'avantage du carbure de titane est d'autant plus évident que la température de travail est plus élevée, ceci résultant de la structure cubique de Il oxyde de titane qui lui permet de bien adhérer sur le cristal de carbure de titane lui-mme cubique. Pour travailler à température plus élevée, ce qui correspond pour la coupe des métaux à des vitesses plus grandes, on a cherché à réaliser des alliages ne contenant plus de carbure de tungstène mais e lusivement du carbure de titane et un métal plus plastique servant de liant. Il s!est avéré que le nickel était, dans ce cas, préférable au cebalt, la proportion de liant nickel pouvant varier entre 5 et 25 % du poids total. Ces alliages de carbure de titane et de nickel conservent malgré tout le désavantage entre plus fragiles que ceux basés sur le couple carbure de tungstène/cobalt. Pour les améliorer, il a été recoaamandé d'introduire dans les alliages carbure de titane/ nickel une certaine proportion comprise entre 2 et 20 % de carbure de molybdène; ces alliages montrent une meilleure résistance à l'usure à chaud, tout en conservant une dureté et une résistance au choc comparables à celles des alliages à base de carbure de tungstène et de cobalt. tes alliages à base de carbure de titane présentent néanmoins, par rapport à leurs concurrents à base de carbure de tungstène, un handicap grave : celui de ne pouvoir être brasés sur un support en acier au moyen du cuivre ou des alliages de brasure usuels, par exemple de cuivre et d'argent ou de cuivre et de nickel. Cette inaptitude au brasage des alliages à forte teneur en carbure de titane est due àune très mauvaise mouillabilité de la surface des cristaux de carbure de titane par le cuivre ou les autres matériaux de brasage. Elle se manifeste principalement sur la surface de l'alliage brut de cuisson, mais elle ne s'améliore guère si la surface à braser est avivée par une rectification superficielle. Ce défaut reconnu des alliages à base de carbure de titane et de nickel a conduit les utilisateurs à abandonner le brasage au bénéfice de dispositifs de fixation mécanique dont l'emploi s'est généralisé dans la fabrication de grandes séries Pourtant la fixation mécanique impose des limites à llutilisation des pastilles non brasables, d'une part en raison du volume qu'elle occupe et qui limite considérablement les formes et dimensions des outils réalisables, et d'autre part en raison d'un manque de fiabilité des fixations mécaniques portées à des températures supérieures à 200 ou Booec. La présente invention a pour objet un perfectionnement apporté aux objets en alliage dur difficilement brasables, notamment de nickel et de carbure de titane contenant éventuellement une certaine proportion de carbure de molybdène, qui permet leur brasage. Selon la-présente invention, on recouvre la surface de l'objet à braser d'une couche mince constituée en un métal facilement mouillable par le cuivre ou un alliage de brasage à base de cuivre, tel que le fer, le nickel ou le cobalt, L'épaisseur de cette couche est de l'ordre de 1 à quelques microns. Le dépôt de la couche mince de fer, de nickel ou de cobalt peut etre effectué par dissociation en phase gazeuse, à une température comprise entre 1000 et 1250 C, d'un sel du métal tel que fluorure ou chlorure. L'expérience montre, en effet, que dans ce cas, la couche de métal adhère très bien sur l'objet et est parfaitement apte au brasage, sans traitement ultérieur. Mais ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter un équipement spécialisé onéreux. On peut également assurer ce dépôt par électrolyse ou par dissociation chimique par voie aqueuse. Le dépôt obtenu est par traitement brasable mais son adhérence sur objet est insuffisante. Celle-ci peut néanmoins être augmentée par un traitement supplémentaire de diffusion sous vide. A cet effet, les objets à braser, tels que des plaquettes de nickel et de carbure de titane, sont placés en vrac, après avoir été recouverts électrolytiquement ou chimiquement d'un dépôt de nickel, de fer ou de cobalt, dans un four vide où ils sont portés entre 11oxo0 et 12009C pendant un temps de 10 à 30 minutes, d'autant plus long que la température de traitement est plus basse. Au cours de ce traitement, la couche de nickel, de fer ou de cobalt perd ses gaz occlus, spécialement l'hydrogène, et les atomes de métal diffusent suffisamment dans la surface sous-jacente pour que l'adhérence de la couche devienne parfaite.Après brasage sur un support d'acier, la rupture ne se produit jamais à la surface de séparation carbure de titane/cuivre ou alliage de brasure. Les #meilleurs résultats sont obtenus sous un vide élevé, de l'ordre de 10-4 torr avec une atmosphère résiduelle non carburante. L'invention est applicable notamment aux objets en un alliage de carbure de titane et de nickel contenant éventuellement du carbure de molybdène, mais éaglement aux objets en alliages durs a base de cobalt et de carbure de tungstène, de titane ou de tantale, dont le brasage est jusqu'à présent délicat, en raison soit de leurs grandes dimensions, soit d'écarts importants de coefficients de dilatation avec le métal support. L'invention a également pour objet les objets en alliage dur revêtus d'une couche de brasage par le procédé défini ci-dessus. REVENDICATIONS I. - Procédé pour permettre le brasage d'un objet en un alliage dur, notamment d'un objet en un alliage de nickel et de carbure de titane contenant éventuellement du carbure de molybdène, ou d'un objet en un alliage de cobalt et de carbure de tungstène, de tantale ou de titane, caractérisé en ce qu'on recouvre la surface de l'objet à braser d'une couche mince constituée en un métal facilement mouillable par le cuivre ou un alliage de brasage à base de cuivre, tel que le fer, le nickel ou le cobalt. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on procède au dépôt de la couche par dissociation thermique en phase gazeuse, d'un sel du métal tel que fluorure ou chlorure. 3. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on procède au dépôt de la couche par électrolyse ou dissocia tion chimique en phase aqueuse, cette opération étant suivie d'un traitement thermique de diffusion sous vide. 4. - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué à une température comprise entre 1100 et l200#. 5. - Objet en alliage dur, notamment en un alliage de nickel et de carbure de titane contenant éventuellement du carbure de molybdène, ou en un alliage de cobalt et de carbure de tungstène, de tantale ou de titane, caractérisé par un revAtement mince en un métal facilement mouillable par le cuivre ou un alliage de brasage à base de cuivre, tel que le fer, le nickel ou le cobalt.