Brevet FR2320811A1 — publié le 19770311

L'invention est relative aux moyens, ctest-à-dire aux procèdes et dispositifs, pour réaliser sur une surface métallique, notamment sur une surface d'un alliage métallique, un revetement ayant des propriétés différentes de celles de ladite surface i le terme revêtement devant être pris dans toute sa généralité et pouvant notamment s'appliquer à des soudures. On rappellera que, dans le domaine des cristaux ou des alliages dont le diagramme d'équilibre fait apparaître plusieurs phases, notamment au moins deux phases od et p , par exemple, des études scientifiques ont déjà été entreprises sur des joints entre phases. La présente invention a pour- objet des applications industrielles des interfaces de ce genre et elle vise, en particulier a réaliser des interfaces qui soient exempts d'oxydes et de composés intermétalliques. Elle concerne notamment les applications pour lesquelles il s'agit d'effectuer des revêtements de dureté convenable ou de propriétés anticorrosion, des soudures, c Elle consiste, principalement, dans le cas où il s'agit de faire adhérer un revetement sur une surface, notamment plane, d'une pièce en alliage métallique dont le diagramme d'équilibre comporte au moins deux phases o( et P , par exemple, la composition dudit alliage se présentant dans la zone de l'une des phases C , à mettre en contact avec cette surface celle correspondante d'une pièce en un autre alliage dans lequel predomine la phase e et à serrer les deux pie ces l'une contre l'autre à une température convenable-T pour laquelle on pro o voque, dans l'une des pièces, la transformation d'une phase en l'autre, jusqutà une profondeur déterminée où stétablit un nouvel interface d'équilibre. L'epaisseur de cette zone, après séparation des deux pièces le long de l'interface initial, correspond à un véritable revetement qui presentera généralement des propriétés différentes de celles de la surface initiale, en ce qui concerne par exemple là resistance à la corrosion, la dureté ltétat de surface, etc. Tout ceci pourrait stappliquer aussi au cas des soudures Un tel procédé, non seulement peut être réalise de façon simple, mais il évite la présence de composés interm & l- ligues et d'oxydes qui fragilisent les revêtements ou soudures obtenus- par les procédés usuels. On donnera plus loin des exemples de réalisation, étant entendu qu'il est loisible au technicien d'appliquer le procédé à tous autres alliages, en fonction des résultats cherchés. L'invention consiste, mise à part la disposition susvisée, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après. Elle vise, -plus particulièrement, certains modes d'application -(notamment pour revêtements, soudures ou analogues), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise, plus particulièrement encore et ce à titre de produits industriels nouveaux, les pièces traitées à l'aide des procédés du genre en question et comportant application de ces mêmes dispositions, ainsi que les installations propres à leur obtention. Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. -La figure 1, de ce dessin, montre une partie du diagramme d'équilibre d'un alliage à deux phases ob et P , par exemple. La figure 2 illustre schématiquement la répartition des phases et le déplacement de l'interface entre deux pièces d'un tel alliage, de concentrations différentes, serrées l'une contre l'autre et traitées à une température T , selon le procédé o conforme à l'invention. Selon l'invention, et plus spécialement selon ceux de ses modes dapplication, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu daccorder la préférence, se proposant par exemple d'obtenir un revêtement sur une surface, notamment plane, d'un alliage, on sry prend comme suit ou d'une façon analogue. On va supposer le cas d'un alliage (notamment un laiton, comme il sera plus spécialement visé plus loin), comportant au moins deux métaux présentant un diagramme d'équilibre tel que celui représenté sur la figure 1. On a figuré en M et N les courbes usuelles du diagramme d'équilibre, avec les températures T en ordonnées i les concentrations x -d'un métal par rapport à l'autre ou à l'ensemble en abscisses. Cela étant rappelé, le procédé conforme à l'invention consiste à serrer l'une contre l'autre, suivant un interface de contact tel que AB figure 2, deux pièces I et Il d'un tel alliage dont les concentrations x, de l'un des deux métaux, sont différentes et apparaissent - pour l'une des pièces I, dans la zone où intervient la phase OC - et, pour l'autre II, dans la zone où intervient la phase p . Dans ces conditions, si l'on chauffe à une certaine température telle que T , il se produit par diffusion une o transformation d'une des phases vers l'autre, avec formation d'un nouvel interface A'B' à l'intérieur de la pièce I (ou II). Autrement dit, il se forme une couche d'épaisseur e dans laquelle se produit cette transformation de phase, et la théorie et la pratique montrent que -le nouvel interface A' B', qui se présente par exemple à une profondeur de l'ordre de 1 à 2 mm ou plus faible, est de forme remarquablement plane, comme l'était l'interface initial. La courbe en pointillé a b c d de la figure 2 illustre l'allure des phénomènes, en liaison avec le diagramme de la figure 1. De a en b l'alliage I s'enrichit, jusqu'au point de concentration Coi Dans la zone d'interface, la concentration o passe de C10 à Cç .Enfin, la courbe Ç a montre la diminution de la concentration depuis C Jusqu'à CO. Il en résulte, dans ce 2 2 cas, une transformation d'une partie de la phase o* en phase ss A titre d'exemple, s'il s'agit d'un laiton (Cu, Zn), les concentrations C1 et C2, du zinc dans le cuivre, dans les pièces I et II, c1est-à-dire respectivement aux points C et C , seront i 2 de 30 et de 50. Pour une température de diffusion T de 700 C, o les concentrations limites C1 et CO seront 36 et 42. i L Après traitement å chaud, à ladite température, pendant 24 heures, on remarque un déplacement e de l'interface, de l'ordre de 1,2 mm. A une température supérieure, par exemple de 800 C, le temps de diffusion serait considérablement réduit. Dans le caisuppose l'interface A'B' est immuable. Il est parfaitement plan et résiste à un processus de laminage à froid, sans formation de criques. La pression de serrage entre les pièces I et Il, pendant le traitement, st de l'ordre de quelques bars. Il n'y a aucune difficulté pour séparer les pièces après traitement le long de l'interface initial A B Le procédé permet donc de réaliser un revêtement sur la pièce telle que I, par simple contact à chaud, avec la pièce 11, notamment d'épaisseur notable, très adhérent, et sans qu'aucun phénomène d'oxydation intervienne, comme c'est souvent le cas dans les procédés actuels de revêtement par voie électrolytique, ou par contact liquide, mécanique ou autre Le choix des alliages et des concentrations sera à déterminer dans chaque. cas, en fonction du but cherché. Voici un autre exemple concernant un revêtement d'une phase p plus dure sur la phase cZ . Dans cet-autre exemple, les deux pièces sont en alliage de cuivre avec de l'aluminium dont les concentrations se trouvent respectivement dans les phases Oc et p . Le dépôt des deux phases l'une sur l'autre devrait s'effectuer comme suit - concentration Ci 7 % en poids d'aluminium, - concentration C : 12 % en poids daluminium, 2 - température de traitement T : entre 7000 et 950 C, o - concentration C0i : 8% en poids d'aluminium, - concentration Co 10 % en poids d'aluminium, 2 - temps de diffusion : de quelques minutes àqu;elques heures suivant l'épaisseur souhaitée du revêtement. En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut établir des revêtements sur des alliages de tous types appropriés présentant plusieurs phases. Le procédé qui vient d'être exposé ci-après a par conséquent une multiplicité d'applications par lesquelles on cherche à obtenir des revêtements ou des soudures parfaitement homogènes, sans qu'interviennent des phénomènes d'oxydation ni des composés intermétalliques fragiles. Comme il va de soi, i comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précèdes l'invention ne se limite nullement à ceux desesmodesd'applicationeL de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'établissement d'un revêtement adhérent sur une pièce métallique, notamment sur une pièce d'un alliage à au moins deux phases oC et P , par exemple, caractérisé par le fait que l'on met en contact, avec une surface de la pièce considérée dont la concentration correspond à l'une des phases Oc o une autre pièce '-- 'un alliage dont la concentration correspond à l'autre phase p , qu'on serre les deux pièces, et qu'on les soumet pendant une durée convenable à une température déterminee provoquant, dans Itune des pièces, la transformation d'une phase dans l'autre, jusqu'à une profondeur déterminée où s'établit un nouvel interface d'équilibre exempt d'oxydes et de composés intermétalliques fragiles. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait-que les pièces sont en laiton (Zn,Cu), avec des concentrations respectives correspondant aux phases oi et p , et que la température de traitement est de-l'ordre de 700 C. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la durée du traitement est de l'ordre de 24 heures, et que la couche de revêtement, c'est-à-dire entre l'in interface initial et l'intertace final, a une épaisseur de l'ordre de 1 à 2 mm. 4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les concentrations des alliages, dans les deux pièces, sont, en proportion de Zn, respectivement 30 (zone o p ), ces concentrations tendant respectivement, à l'interface et pendant le traitement à la température de /00 C, vers 36 et 42. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pièces sont en alliage decuivre et d'aluminium, les proportions en poids d'aluminium- étant de 7 % et 12 % et la température de traitement pouvant être comprise entre 700 et 9000 C. 6. Pièces traitées par les procédés selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour l'obtention d'un revêtement adhérent. 7. Outillages pour assurer le serrage des pièces selon la revendication 6 et leur chauffage, lors du traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.