Brevet FR2286900A1 — publié le 19760430

Actuellement, les fibres synthétiques sont fabriquées principalement par le procédé'dit "procédé de fausse torsion". Ce procédé consiste en ce que les fibres sont guidées dans une tubulure tournant à très grande vitesse de rotation et pourvue d'un don sieur de torsion. Ce torseur est constitué la plupart du temps par une matière en oxyde céramique, par exemple par un saphir sur lequel est enroulée la fibre qui défilè dans la tubulure. La fibre qui parcourt le tube retordeur est plastifiée par ltéchauffement et, après la frisure produite par le torseur, cette dernière se trouve fixée après refroidissement de la fibre. La qualité économique de ce procédé dépend fortement de la vitesse de rotation du tube retordeur. On slest efforcé récemment dlaUeindre des vitesse de rotation de ce tube retordeur qui dépassent 106 tours/min. On comprend facilement que ces tubes retordeurs subissent aussi une forte usure. C t est pourquoi on a déjà nommencé à réaliser les pièces de base des tubes retordeurs en métal dur. Mais on a constaté que, meme dans ce cas, la résistance à l'usure est insuffisante aux très grandes vitesses de rotation. Une usure excessive peut apparartre par exemple dans les zones dans lesquelles les tubes retordeurs sont entraînés par des roues à friction. Pour cette raison, on a déjà proposé d'appliquer dans ces zones un revêtement dont la dureté est supérieure à celle du métal dur. Dans ce but, on peut envisager par exemple d'employer des carbures, des carbonitrures ou des nitrures du titane ou d'autres métaux des groupes IVa-VIa du système périodique. On a constaté qu'amttrès grandes vitesses de rotation, les fibres en mouvement produisent à l'intérieur des tubes retordeurs une forte usure, mais que cette usure est d'une tout autre nature que celle qui est causée par les roues à friction. On a donc déjà pensé à recouvrir intérieurement les tubes retordeurs à l'aide de matières synthétiques résistant à l'usure, par exemple à l'aide de Téflon. Mais de nouveaux problèmes d'usure apparaissent quand la vitesse de rotation des tubes retordeurs dépassent 800 000 tours/ min.Les tubes retordeurs en métal dur résistent assez bien au mouvement des fibres jusqu'à ces vitesses de rotations ais on a observé qurà des vitesses de rotation supérieures, de fortes usures apparaissent même sur le métal dur. La fibre en mouvement provoque un échauffement du tube retordeur, ce qui facilite l'usure. I1 en est résulté- une attaque du métal auxiliaire du métal dur les particules de carbure du métal dur sont dépouillées par le métal auxiliaire, et ainsi désagrégées. Cela a pour effet de détruire le tube retordeur d'une façon relativement rapide. La présente invention, qui évite ces inconvénients et concerne les tubes retordeurs destinés à texturer des fibre synthétiques par le procédé de fausse torsion, est constituée par des matières métalliques, en particulier par des métaux durs. Suivant cette invention, la face intérieure du tube retordeur est recouverte par un revêtement résistant à l'usure et constitué par des matières dures métalliques. Les substances qui conviennent bien ici sont les carbures, nitrures et borures des métaux des groupes IVa-Vi du système périodique, ainsi que des mélanges ou alliages de ces matières. Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, le revêtement est constitué par du carbure de titane, du nitrure de titane ou du carbonitrure de titane. Le revêtement qui résiste à l'usure peut également contenir jusqu'à 3ouzo de métaux auxiliaires plus doux, par exemple fer, cobalt et nickel, ou bien les alliages de ces métaux. On peut ajouter aux métaux auxiliaires jusqu'à 30Vo d'additions constituées par les métaux chrome, molybdène, tungsw- tène et (ou bien) manganèse. On a trouvé qu'il suffit de donner aux revEtements une épaisseur de 2 à 10 microns. Dans certains cas, le revetement peut hêtre plus minou ou plus épais. On peut envisager des épaisseurs allant de 0,5 jusqu'à 50 microns. La réalisation du revêtement se fait de préférence par dépôt à partir de la phase gazeuse. Pour obtenir des revêtements de carbure de titane, on peut partir d'un mélange gazeux contenant, en plus de l'hydrogène, du tétrachlorure de titane et du méthane) Four déposer le revttement, on envoie le mélange gazeux dans le tube retordeur à température élevée. I1 se forme alors un revête- ment de carbure de titane sur la face intérieure. Comme matière de base des tubes retordeurs, on peut employer de préférence certaines matières métalliques. Par exemple, les tubes retordeurs peuvent être fabriqués à l'aide de métaux durs à base de carbure de tungstène ou de carbure de titane. Mais d'autres matières métalliques, par exemple des aciers trempés ou non conviennent très bien pour la réalisation de pièces de base des tubes retordeurs. hn même temps que l'on dépose le revêtement sur la face intérieure du tube retordeur, on peut salement déposer un revêtement sur la face extérieure. Bien que ces deux revêtements soient exposés à des conditions d'usure tout à fait différentes, on a obtenu de bons résultats dans ces deux situations avec des revêtements ayant des compositions analogues. On complètera la description de l'invention à l'aide de l'exemple de réalisation suivant: Des tubes retordeurs en métal dur, comprenant 76% de TiC, 10çso de Mo2c, 126 de Ni et 2% de Mo, doivent recevoir un revêtement anti-usure en TiN sur leurs faces intérieures. Dans ce but, les tubes retordeurs sont chauffés jusqu'à environ 8500 C, et l'on envoie à l'intérieur un mélange gazeux de TiC14, H2 et N2. Après une durée de traitement de 1 à 2 heures, les faces intérieures sont recouvertes par des couches de 2 à 6 microns en TiN. On peut obtenir des revêtements correspondants en carbonitrure de titane, si l'on ajoute au mélange gazeux encore un peu de méthane ou d'autres hydrocarbures. En meme temps que le revêtement en matière dure, on peut déposer également des métaux auxiliaires si lton ajoute ceux-ei sous forme de combinaisons gazeuses au mélange gazeux. RbVt,NDICATIONS 1) Tubes à retordre pour texturation de fibres synthétiques par le procédé de fausse torsion, ces tubes étant constitués par des matières métalliques, en particulier en métaux durs, et étant ca ractérisés en ce que la face intérieure des tubes est recouverte par un revêtement anti-usure en matières dures métalliques. 2) Tubes à retordre conformes à la revendication 1, caractérisés en ce que les matières dures métalliques sont des carbures et (ou bien) nitrues et (ou bien) borures des métaux des groupes IVa-VIa du système périodique, ou bien des mélanges et (ou bien) des alliages de ces matières. 3) Tubes à retordre conformes à la revendication 1 èt à la revendication 2, caractérisés en ce que les matières métalliques sont des carbures et (ou bien) des carbonitrures et (ou bien) des nitrures du titane. 4) Tubes à retordre conformes à la revendicatior, à la revendication 2 et à la revendication 3, caractérisés en ce que le revêtement contient en plus des matières dures métalliques encore de O à 30 de métaux auxiliaires doux, par exemple fer, cobalt ou nickel, ou bien des alliages de ces métaux. 5) Tubes à retordre conformes à la revendication 4, caractérisés en ce que les métaux auxiliaires doux contiennent encore jusqutà 50/- des métaux chrome et (ou bien) molybdène et (ou bien) tungs tège et (ou bien) manganèse. 6) Tubes à retordre conformes à la revendication 1, à la revendication 2, à la revendication 3, à la revendication 4 et à la revendication 5, caractérisés en ce que ltépaisseur du revêtement est comprise entre 0,5 et 50 microns, et de préférence entre 2 et 10 microns. 7) Procédé de fabrication des tubes à retordre conformes à la revendication 1, à la la revendication 2, à la revendication 3, à la revendication 4, à la revendication 5, et à la revendication 6, ce procédé étant caractérisé en ce que le revêtement est déposé à partir de combinaisons gazeuses qui sont envoyées dans les tubes à haute température. t) Procédé conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'on dépose un revêtement sur la face extérieure, en même temps qu'on dépose le revêtement sur la face intérieure des tubes.