Brevet FR2249854A1 — publié le 19750530

La présente invention est relative à des objets ayant une résistance améliorée à l'abrasion. Parmi ces objets soumis à des abrasions élevées figurent des buses de projection et des outils de coupe. Jusqu'à présent, les buses de projection sont fabriquées en un certain nombre de matières telles que de la fonte fondue en coquilles, des matières céramiques, du carbure de tungstène ou du carbure de bore. Initialement, toutes les buses étaient fabriquées à partir de fonte coulée en coquilles mais ces buses se conservent peu en raison de la nature abrasive des particules utilisées. Cet inconvénient a incité à rechercher de meilleures matières qui pourraient entre utilisées continuellement pendant des périodes bien plus longues. Les buses dites "de lon- gue vie" fournissent des durées de travail de 750 heures en moyenne en utilisant un grenaillage d'alumine et de 2000 heures en utilisant un grenaillage de fonte coulée en coquilles.On fabrique les buses "de longue vietf en revêtant- des buses de fer de carbure de bore ou de carbure de tungstène pressé à chaud, ces deux matières étant extrêmement dures. On a également trouvé que des mélanges de carbure de bore et d'au moins un autre borure ou carbure métallique réfractaire peuvent fournir des outils de coupe et des pièces résistant à l'usure qui ont des propriétés remarquables et qui se conservent plus longtemps que ceux fabriqués à partir de matières classiques,telles que le carbure de tungstène et le carbure de bore seuls. C'est pourquoi l'invention vise un objet ayant une résistance améliorée à l'abrasion qui est formé ou dont la surface est formée d'une matière résistante à l'abrasion, qui est un mélange comprenant du carbure de bore et au moins un autre borure ou carbure de métal réfractaire. Suivant un mode de réalisation, l'invention vise des tuyères de grenaillage résistant à l'abrasion. Les procédés connus de pressage à chaud peuvent autre utilisés par exemple pour fabriquer des buses t longue vie" améliorées destinées à la projection, qui sont plus résistantes à l'usure par abrasion que celles connues jusqu'ici. Quand on utilise un mélange de carbure de bore et d'au moins un autre borure ou carbure métallique réfractaire, il se produit un effet de synergie qui a été attribué à un effet mutuel d'affinage du grain. Les objets, par exemple les buses ainsi préparées, ont une résistance à l'abrasion plus grande que ceux qui sont en carbure de tungstène ou en carbure de bore. Un autre avantage de l'invention est que ces objets, par exemple les buses, peuvent titre fabriqués plus facilement que lorsqu'on utilise du carbure de bore seul. Les articles durs suivant l'invention sont fabriqués par pressage à chaud dgun mélange comprenant du carbure de bore et au moins un autre borure ou carbure métallique réfractaire dans une matrice convenable. Une composition préférée pour une buse de grenaillage préformée est un mélange de 50 parties en poids de diborure de titane et de 50 parties en poids de carbure de bore. Mais on peut fabriquer des buses améliorées en incorporant jusqu'à 80% en poids de borure ou de carbure métallique réfractaire à du carbure de bore. Suivant une variante, l'invention fournit des outils de coupe et des pièces résistant à l'usure fabriqués à partir d'un mélange de carbure de bore et d'au moins un autre borure ou carbure métallique réfractaire. La composition contiendra au moins 40,6 du borure ou du carbure métallique réfractaire et jusqu'à 60% de carbure de bore, tous ces pourcentages étant indiqués en poids. De préférence, la composition contient de 40 à 60% de carbure de bore et de 60 à 40% de l'autre borure et carbure métallique réfractaire.Les outils de coupe et les pièces résistant à l'usure suivant l'invention peuvent titre fabriqués en mélangeant intimement les matières sous forme de poudreJpuis en les formant à la manière classique. Ctest ainsi que l'on peut former les objets suivant i'invention par pressage à chaud ou par pressage à froid et filetage. Quand on fait appel à la technique du pressage à froid, il est habituel, bien que ce ne soit pas essentiel, de prévoir de faibles additions de cobalt, nickel ou autres additifs connus en des quantités pouvant aller jusqu'à 10% du poids du mélange de carbure de bore et des borures et carbures réfractaires. Tout mélange de borure ou carbure métallique réfractaire peut être utilisé avec le carbure de bore > bien que l'on préfère le diborure de titane, le diborure de zirconium ou le carbure de tungstène. Les exemples suivants illustrent l'invention : Exemple 1 On mélange intimement dans un broyeur à boulets 40 g de carbure de bore ayant une dimension particulière moyenne de 4 microns à 40 g de diborure de titane ayant une dimension particulière moyenne de 5 microns. On charge le mélange dans une matrice et on le presse à chaud à une température de 21000 C sous une pression de 395 kg par cm2 environ pendant six minutes. La buse obtenue a une résistance à l'abrasion et aux chocs plus grande qu'une buse de méme conformation en carbure de bore seul. Exemple 2 On fabrique un disque de coupe de 25 mm de diamètre et de 2 mm d'épaisseur à partir d'un mélange de 50% en poids de diborure de titane et de 50% en poids de carbure de bore, ces deux matières étant sous forme pulvérulente et ayant un diamètre particulaire moyen de 5 microns. On broie le mélange au boulet et on le presse à chaud à 20000 C sous une pression de 395 kg par cm2 environ. On utilise le disque pour découper des bandes métalliques et on trouve qu'il se conserve plus de deux fois plus qu'un disque semblable en carbure de tungstène. exemple 3 On broie auxbouletsun mélange de 50% en poids de diborure de titane et de 50% en poids de carbure de bore, tous deux ayant une dimension particulaire moyenne de 4 microns avec 50% en poids de cobalt métallique finement pulvérulent. On charge le mélange dans une matrice d'acier et on presse à froid sous une pression de 3950 kg par cm2 environ. On fritte le disque obtenu qui a un diamètre de 30 mm et une épaisseur de 3 mm à 20000 C pendant deux heures sous une atmosphère d'hydrogène. Il se révèle que le disque obtenu a des propriétés de résistance à l'usure améliorées par rapport à celles d'un disque semblable en carbure de tungstène. Exemple 4 On broie auxbouletsun mélange de 50% en poids de diborure de titane et de 50% en poids de carbure de bore en utilisant des billes de carbure de tungstène jusqu'à ce que le mélange ait une dimension particulaire moyenne inférieure à 5 microns. On presse à chaud à 20000 C sous une pression de 395 kgpar cm2 environ le mélange qui contient environ 5% de carbure de tungstène. La buse obtenue qui résiste à l'usure se révèle avoir des proprié tés améliorées par rapport aux buses de carbure de tungstène ou de carbure de bore seul. Il est avantageux que dans la matière résistant à l'abrasion figure un liant, par exemple du molybdène. R3VENDI CÂTIONS 1. Un objet ayant une résistance améliorée à l'abrasion qui est formé ou dont la surface est formée d'une matière résistant à l'abrasion, caractérisé en ce que cette matière est un mélange comprenant du carbure de bore et au moins un autre borure ou carbure métallique réfractaire. 2. Objet suivant la revendication i, caractérisé en ce que c'est une buse de grenaillage. 3. Objetsuivant la revendication 1, caractérisé en ce que c'est un outil de coupe. 4. Objet suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le borure ou carbure métallique réfractaire est du carbure de tungstène, du diborure de titane, du diborure de zirconium ou un mélange de ceux-ci. 5. Objet suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la matière résistant à l'abrasion comprend jusqu'à 80% de son poids d'un borure ou d'un carbure métallique réfractaire. 6. Objet suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la matière résistant à l'abrasion comprend jusqu'à 50% de son poids d'un borure ou d'un carbure métallique réfractaire. 7. Objet suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la matière résistant à l'abrasion comprend de 40 à 60% en poids de carbure de bore et de 60 à 40% en poids dlun autre borure ou carbure métallique réfractaire. 8. Objet suivant l'une des revendications 1 à 7, carac térise en ce qu'il est formé par un processus de pressage à chaud. 9. Objet suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'un liant est inclus dans la matière résistant à l'abrasion. 10. Objet suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le liant est du molybdène. 11. Objet suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est formé par un processus de pressage à froid. 42. Objet suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la matière résistant à l-'abrasion contient jusqu'à 10% en poids d'un additif connu. 13. Objet suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'additif connu est du cobalt ou du nickel.