Brevet FR2237966A1 — publié le 19750214

La présente invention concerne la fabrication des pièces en fonte malléable et en fonte à haute résistance, avec revêtement protecteur métallique. Elle peut etre appliquée avec un maximum d'efficacite à la fabrication de capots (calottes) pour isolateurs haute tension, d'accessoires pour lignes de transport d'énergie électrique, d'accessoires pour câbles -électriques et tuyauteries, de pièce pour usages ménagers, -etc. Sa fabrication des pièces en fonte malléable et en fonte à haute résistance avec revêtement métallique anticorrosion comprend deux étapes essentielles : la fabrication proprement dite de la pièce et sa métallisation. Avant l'étape de la métallisation, la fabrication des pièces en fonte malléable ou en fonte de grande ré si stance s'effectue drordinaire d'après le schéma général suivant moulage de la pièce, ébarbage et nettoyage, recuit graphitisant pour obtenir une structure prédéterminée, répétition du nettoyage; meulage. Parmi les opérations indiquées, la plus longue et la plus lourde de main-d'oeuvre est le recuit. Le régime de recuit du moulage varie selon la composition chimique de la fonte, l'inoculant utilisé, la structure du métal à obtenir. En général on procède à-un recuit graphitisant en deux stades Le premier stade, à haute température, est nécessaire pour la décomposition de la cémentite primaire. Le second stade est nécessaire pour décomposer la perlite en graphite et ferrite. Le recuit est exécuté dans des fours électriques ou à gaz, principalement avec utilisation d'une atmosphère neutre dans le laboratoire du four. La durée du recuit à deux stades varie de 15 à 70 heures. La température au cours du premier stade est de 920 à 1030oc, au cours du second, de 680 à 780oc. I1 est évident qu'il y a intérêt à réduire la durée du recuit. On sait que des recherches ont été effectunes, visant à réduire la durée du premier stade de recuit et, par conséquent, du second, car celui-ci est lie au premier. Sa durée du recuit est réduite grâce à une prétrempe de la pièce, à son chauffage et son séjour dans das bains de sels, à l'accroissement de la température du premier stade de recuit. La prétrempe entraîne la formation de tapures dans les pièces de configuration relativement compliguée. Au cours dè leur séjour prolongé dans les bains de sels, les pièces sont attaquées par ces bains, et la conductivité thermique insuffisante des sels provoque l'apparition de fissures lors du chauffage. Le recuit à des températures accrues entraine une déformation des pièces. Pour ces raisons, les applications pratiques des procédés décrits ci-dessus sont limitées. Pour la métallisation, les pièces passent par deux opérations principales : préparation de la surface métallisation proprement dite. Le procédé de préparation de la surface est choisi spécialement pour chaque cas concret. Parmi les procédés de métallisation existant actuellement, le plus intéressant est le procédé au trempé, étant très productif et assurant l'obtention d'un revêtement homogène et dense. Une grande extension a été donnée à la métallisation par immersion dans du zinc ou de l'aluminium fondu. Jusqu'à présent c'était le zingage qui prédominait, a sa réalisation plus simple. A l'heure actuelle on applique de l'aluminiage, car le revetement obtenu est plu stant à la corrosion dans différents milieux et est moins La recherche d'une méthode rationnelle d'aluminiage est dictée par cette circonstance. On sait que l'aluminiage est réalisé sur des en fonte ayant passé tous les stades de traitement indiqués plus haut, y compris le recuit. Il est exécute par immersion dans l'aluminium fondu à une température de 700 à 8000C. La température du bain et la durée de séjour des pièces dans le bain sont tributaires de la composition de la fonte, de la masse de la pièce et de l'épaisseur du revêtement à obtenir. L'inconvénient d1un tel aluminiage est la nécessitn de réchauffer à nouveau la pièce jusqu'à des températures elevées, une fois complètement achevé sa fabrication. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients énumérés plus haut. Il s'agissait donc de créer un procédé permettant de réaliser en une seule opération le recuit graphitisant des pièces en fonte et le revêtement protecteur sur leur surface La solution consiste en un procédé de traitement thermochimique de pièces en fonte, dans lequel les pièces en fonte moulée sont soumises à un recuit graphitisant et à une calorisation dans un-bain, procédé dans lequel, d'après l'invention, le traitement thermochimique dans ledit bain est effectué à une tempirature supérieure à 8500C, ce qui assure la calorisation des pièces simultanément avec le recuit graphitisant de la fonte blanche.- La graphitisation commence à se dérouler à une tempErature de l'ordre de 80000. La durée de la graphitisation depend de la température. Aux températures supérieures à 8500C, surtout entre 950-et 1000 O, le processus se déroule bien plus vite. Le procédé de traitement thermochimique conforme à l'invention présente les avantages suivants. Il permet de réduire le nombre d'opérations à exécuter, ce qui se traduit pa-r une diminution du nombre nécessaire d'ouvriers et des dépenses de main-d'oeuvre, et par un accroissement de la productivité. Le chauffage généralement exécuté avant la métallisation est supprimé, ce qui se traduit par .une économie de caloporteur. Le problème du remplacement du revêtement de zinc par un revêtement d'aluminium plus stable, est résolu d'une façon rationnelle. La résistance de l'aluminium à la corro-sion atmosphérique est de 3 à 5 fois plus élevée que celle du zinc. Le coût de l'aluminium employa pour revêtir les pièces est plus bas que celui du zinc, car, pour une spaisseur égale des revêtements d'aluminium et de zinc, le poids du revêtement de zinc est 2,6 fois plus grand. La substitution du revêtement d'aluminium au revêtement de zinc-permet d'améliorer les indices qualitatifs des pièces, surtout leur fiabilité. Au cours du zingage, les pièces en fonte malléable perdent leur résistance mécanique initiale, alors que la calorisation leur permet de la conserver. Dans le cas où il s'agit d'organiser une nouvelle unité de production, l'invention permet d'abaisser les frais d'équipement; de réduire les aires de production, les frais de construction et de montage, ce qui, en définitive, se traduit par un abaissèment du coût de fabrication des pièces. Dans une unité de production existante, le passage au procédé proposé permet de libérer des aires occupées et de les utiliser pour l'extension des fabrications. Le recuit effectué à un premier stade est un processus thermique se déroulant à une temperature supérieure à 8500C. Le processus de revêtement protecteur par l'aluminium a un caractère thermochimique et se déroule à une température supérieure à 7000C. L'invention prévoit de conjuguer les deux processus en un seul, se déroulant à une température supérieure à 8500C. Le moulage placé dans le bain d'aluminium à une température supérieure à 8500C s'échauffe rapidement et uniformément grâce à la grande capacité thermique et, à la conductivité thermique élevée de l'aluminium, ce qui exclut le risque de fissuration du moulage, inhérent aux autres procédés de chauffage rapide. La rapidité du chauffage (une pièce à parois de 20 mm d'épaisseur, placée dans l'aluminium, est portée à 900oC en t,5 mn), permet de réduire la durée des premier et second stades du recuit. De la sorte, la réalisation du recuit graphitisant dans un bain d'aluminium est avantageuse. Be=revêtement de la pièce par l'aluminium du bain est réalisable à des températures supérieures à 85000. D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple concret mais non limitatif de mise en oeuvre du procédé proposé. Les moulages en fonte décoches et nettoyés sont meulés, grenaillés et sablés. les pièces préparées sont plongées dans un bain d'aluminium. La température et la durée de-séjour des pièces dans-l'aluminium sont choisie en fonction de la structure initiale de la fonte,--la section des pièces et l'épaisseur du revêtement à obtenir. La composition du bain d'aluminium est déterminée par les prescriptions concernant la qualité du revêtement. Des éléments tels que, Si, Pe, Be ou autres peuvent être ajoutés au bain. Si la fonte doit avoir une structure perlitique ou perlito-ferritique, le recuit graphitisant s'achève au premier stade avec formation du revêtement protecteur ; la durée du processus est dans ce cas de 10 à 90 mn. Si la structure finale à obtenir dans la fonte est ferritique, les pièces, après l'échèvement du premier stade de recuit, sont placées dans un four pour y subir le second stade de graphitisation. Ce second stadè peut s'effectuer suivant un mode connu quelconque. Il est préférable-, toutefois, de réaliser le second stade à une température constante supérieure ou égale à 6900C, La durée totale du processus est de 4 heures dans le cas d'un recuit graphitisant à deux stades avec formation d'un revêtement protecteur d'aluminium, pour des pièces en fonte ayant la composition chimique suivante : C = 2,66 Si = 1,28 ; Mn = 0,56 ; S = 0,12 ; P = 0,08 ; Cr = 0,05, et dont l'épaisseur des parois peut aller jusqu'à 20 mm. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.-Procédé de traitement thermochimique de pièces en fonte, du type consistant à Soumettre les rièces en fonte moulée à -un recuit- graphitisant et à une calorisation dans un bain, caractérisé en ce que le traitement thermochimique dans ledit bain est effectué- à une temprature supérieure à 850 C, ce qui assure la calorisation de la pièce au cours du recuit graphitisant de la fonte blanche. . Les pièces ou produits en fonte, caractérisés en ee qu'ils ont subi un traitement thermochimique conformément au procédé faisant l'objet de la revendication 1.