Brevet FR2316643A1 — publié le 19770128

La pr-Ssente invention concerne un matériau pour boîtiers de montre, n base de carbure de silicium. On a déjà proposé de fabriquer des boîtiers de montre par frittage d'un mélange de carbure de silicium, de siliciure de chrome ou d'aluminium jouant le rôle de liant, et d'un oxyde métallique de coloration. De tels boîtiers sont relativel.}ent lourds (nasse spécifiquc d'environ 4,4g/Cs.13) . Par ailleurs, le matériau se compose d'un mélange de deux phases, ce qui influe défavorablement sur ses propriétés mécaniques. On a également proposé de fabriquer des boîtiers de montre comportant une seule phase cristalline, par frittage de poudre d'alumine, dans le brevet français n 71 08 754 de la denanderesse, publié sous le n 2 128 231. Ceux-ci, bien que présentant une densité plus faible, et une dureté et des caractéristiques mécaniques élevées, nécessitent encore pratiquement l'adjonetion d'un oxyde etallique de coloration. Ils ne présentent pas par ailleurs un éclat suffisant au point de vue esthétique, sans un très bon polissage. La présente invention a pour but de permettre d'obtenir un matériau pour boîtiers de montre, présentant a la fois une tres grande dureté et une tres grande résistance mécanique, une densité relativement faible, mais voisine de celle du produit monocristallin, et une grande résistance chimique, amagnétique, et susceptible d'acquérir un tres beau poli et de présenter un éclat métallique. Elle est caractérisée en ce que le matériau est obtenu par frittage en atmosphère inerte de poudre de carbure de silicium, additionné de quelques pourcent en poids de carbure de bore. Il comporte en outre de préférence au moins l'une des caractéristiques suivantes : - le frittage est effectué sous charge en atmosphère de gaz rare sous pression réduite, ou sous vide, - le frittage est effectué sous une charge correspondant a une pression d1au moins environ 300 bars, de préférence sous environ 400 bars a environ 19500C pendant au moins 30 minutes, - le frittage est effectue dans un récipient en graphite, - la poudre de carbure de silicium initiale est une poudre de la forme cristalline 6 de surface spécifique d'au moins 3 m2/g, - la poudre de carbure de silicium initiale est un mélange de grains des formes cristallines a et ss, de surface spécifique d'au moins 1 m2/g - la poudre de carbure de silicium initiale est additionnée d'environ 1 å 5% en poids de carbure de bore, mélangre avec ce dernier par broyage en jarre sous solvant, la poudre est granulée en agglonérats de dimension comprise entre environ 60 et îoe microns, puis soumise au frittage. - le solvant est de l'acétone ou - le frittage est effectué sous pression ne dépassant pas la pression normale, a partir d'une poudre de carbure de silicium de la forme cristalline p de teneur en oxygène ne dépassant pas 500 ppm, de surface spécifique d'au moins 15 m2/g. Il est décrit ci-apres, à titre dJexenple, un procédé de préparation de carbure de silicium susceptible de servir a la fabrication de boîtiers de montre par frittage sous charge. On part d'une poudre de carbure de silicium de la forme cristalline ss(cubi- que), de surface spécifique 3,5 m2/g, commercialisée pour la Société Elektroschmelzwerk, ou d'une poudre de carbure de siliciun formée d'un mélange de grains des formes cristallines &alpha;(hexagonale) et ss (cubique), de surface spécifique 5,4m21g commercialisée par la Société Carborumdum sous la dénomination 1500 R.A., ou encore d'une poudre de carbure de siliciure formée également d'un mélange de grains des formes cristallines net ss de surface spécifique 1m2/g, commercialisée par la Société Usine sons la dénomination 1200 P.On ajoute a la poudre 3,6V en poids de carbure de bore (B4C), et l'on effectue le mélange par broyage en j are sous acétone ou sous éthanol. Puis on seche la poudre, la tamise de façon à ne conserver que les grains agglomérés de dimension comprise entre 60 et 100 microns, l'introduit dans une matrice en graphite, et la soumet au frittage pendant 30 minutes sous une charge correspondant a une pression de 400 bars, en atmosphère d'argon et sous une pression d'environ 1 millibar. La température de frittage préalable est de 19500C pour la première poudre, 20000G pour la deuxième, 21000C pour la troisième. Après refroidissement, on obtient un produit honogene, comportant une seule phase formee de cristaux de dimensions 2 10 microns environ, de masse spécifique voisine de 3,20g/cm3, voisine de celle du monocristal de dureté Vickers élevée (2800Kg/mei2 sous charge de 30Kg-force), de résistance mécanique à la flexion 70 kg/mm2, de module d'elasticité 30 000 Kgimn2, présentant après polissage à la poudre de dianant un bel éclat métallique. Si l'on veut effectuer 1- frittage à la pression normale, il convient de partir d'une poudre de la forme cristalline ss, de finesse plus élevée (surface spécifique d'au moins 15m21g), de teneur en oxygène ne dépassant pas 500 ppm et d'effectuer le frittage à une température un peu plus élevée, les autres conditions opératoires, notamment le mélange avec la poudre de carbure de bore, étant sensiblement les mêmes. L'invention s'applique plus particulièrement aux boîtiers de montres de luxe, du fait du bel éclat du materiauv dont la très grande dureté le rend très résistant aux rayures et lui permet de conserver très longtemps son poli et son éclat original. REVENDICATIONS 1/ Matériau pour boîtiers de montres, à base de carbure de silicium, caractérisé en ce qu'i1 est obtenu par frittage en atmosphère inerte de poudre de carbure de silicium, additionnée de quelques pourcent en poids de carbure de bore. 21 matériau selon la revendication 1, caractérisé an ce que le frittage est effectué en atmosphère de gaz rare sous pression réduite, ou sous vide. 3/ Natériau selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le frittage est effectué sous une charge correspondant à une pression d'au moins environ 300 bars. 4l Materiau selon la revendication 3, caractérisé en ce que le frittage est effectué sous environ 400 bars à environ 19500C pendant au moins 30 minutes. 51 Matériau selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que le frittage est effectué dans un recipient en graphite. 61 Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la poudre de carbure de silicium initiale est une poudre de la forme cristalline ss, de surface spécifique d'au mlins 3m2/g, 7f Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la poudre de carbure de silicium initiale est un mélange de grains des fornes cirstallines å et gde surface spécifique d'au moins 1 m2/g. 8/ Matériau selon ltune des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la poudre de carbure de silicium initiale est additionnée d'environ 3 a 4% en poids de carbure de bore, mélangée avec ce dernier par broyage an 3arre sous solvant, an ce que l'on sépare les grains agglomérés de dimension comprise antre environ 60 et 100 microns, puis soumet ceux-ci an frittage. 91 llatériau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le solvant est de l'acétone ou de l'étbanol. 10/ Matériau selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le frittage est effectué sous une pression ne dépassant pas la pression normale, à partir d'une poudre de carbure de silicioet de la forme cristalline ss de teneur en oxygene ne dépassant pas 500 ppm, de surface specifique d'au moins 15ia21g.