Brevet FR2378875A1 — publié le 19780825

La présente invention concerne un procédé de carbonitruration des aciers alliés à 0,20 - 0,30 % de Mo et 1,10 - 1,40 % de Cr, dont la teneur en carbone dépasse 0,23 Z, valeur normale des aciers destinés aux traitements thermochimiques. On connait la cérentation avec carbone et azote réalisée soit en milieu liquide (bain de sels qui contient des ions CN-) soit en milieu gazeux (mélange de méthane et d'ammoniac en proportions diverses) et rarement en milieu solide. Dans le cas de la carbonitruration en milieu gazeux, les gaz sont mélangés soit dans le four, soit en dehors du four. Dans le premier cas, on introduit d'abord dans le four le gaz de nitruration et on effectue l'opération soit à températures élevées (800 - 850"C), ce qui est suivi par la trempe et le revenu, soit à basses températures (500 - 600"C) ce qui est suivi par le refroidissement lent. Comme dans le cas de la carbonitruration en milieu liquide, l'absorption de l'azote se fait à basses températures et celle du carbone à températures élevées, la profondeur de la couche carbonitrurée augmente avec la température de carbonitruration et le temps de maintien. Un procédé de carbonitruration est décrit dans le brevet d'invention roumain n" 54 613 ; ce procédé est réalisé à 570 + 100C dans une atmosphère composée d'ammoniac, de gaz méthane et d'oxygène, mélange dans lequel le rapport CH4/NH3 = 1 et NH3 + CH4/02 = 25 ... 30, le degré de dissociation de l'ammoniac étant de 38 - 40 Z et le traitement se déroule pendant 1 ... 10 heures.Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO. 3 999 085 est décrit un procédé de carbonitruration des aciers spéciaux avec 0,38 ... 0,45 Z de carbone et contenantdu Mo et Cr ; ce procédé s'effectue dans une atmosphère endothermique avec 34 - 35 X d'ammoniac, à une température de 475 - 5300C pendant 17 ... 40 heures, suivant la profondeur de la couche carbonitrurée. L'inconvénient provient de ce que pour les valeurs de carbone dépassant 0,23 %, la cémentation soulève des problèmes puisque l'on obtient une structure en noyau, une structure à granulation agrandie, une dureté trop grande, une ténacité réduite, de même suite à la cémentation et à la trempe de ces aciers on obtient des déformations maxima. Le procédé conforme à l'invention remédie à ces inconvénients dans le but de réaliser un noyau tenace possèdant une dureté superficielle correspondante à celles des aciers dont la teneur en carbone dépasse 0,23 % et comprend le chauffage à 870" + 50C et son maintien en fonction de la profondeur de la couche carbonitrurée désirée, (par exemple une heure pour une couche carbonitrurée de 0,2 mm) suivi d'un refroidissement énergique jusqu'à 7650C par insufflation d'air dans les tubes radiants du fouretde son maintien pendant 10 minutes du réchauffage à 780" - 800"C suivant le pourcentage de carbone et de son maintien 15 minutes et d'un refroidissement à 800C à l'aide d'huile de trempe. Un exemple de réalisation est décrit ci-après Pour effectuer la carbonitruration on introduit dans le four une quantité d'atmos phère endothermique d'environ 4 - 5 le volume de l'espace de chauffage du four et qui se compose de : gaz méthane 10 % et ammoniac 5 Z de l'atmosphère endothermique ce qui correspond à une température de maintien de 8700C et à un point de rosée de -6,5 ... - 70C. Le procédé comprend un chauffage à 8700 + 5"C, son maintien en fonction de la profondeur de la couche carbonitrurée (une heure pour une couche carbonitrurée de 0,2 mm), un refroidissement énergique jusqu'à 765"C par insufflation d'air dans les tubes radiants du four, son maintien pendant 10 min., un rechauffage à 7800 - 8000C (en fonction du pourcentage de carbone) son maintien pendant 15 minutes, puis un refroidissement à 800C à l'aide d'huile pour trempe. Le procédé selon la présente invention possède les avantages suivants - obtention d'une dureté superficielle et d'une ténacité du noyau correspondante ; - déformations réduites des pièces obtenues - plus grande productivité - possiblilité de traiter thermochimiquement les aciers alliés au Mo et au Cr, dont la teneur en carbone est importante, c'est-à-dire va jusqu'à 0,30 Z - plus grande résistance à l'usure, performances supérieures pour l'exploi- tation des pièces. REVENDICATION Procédé de carbonitruration des aciers alliés au Mo et au Cr dont la teneur en carbone dépasse 0,23 Z, caractérisé en ce que pour réaliser des noyaux tenaces à dureté superficielle il comprend le chauffage en atmosphère endothermique contenant 10 Z de gaz méthane et 5 Z ;0 d'ammoniac à la température de 8700 + 5"C pendant une période qui varie en fonction de la profondeur de la couche carbonitrurée désirée, puis un refroidissment énergique jusqu'à 765"C par insufflation d'air dans les tubes radiants du four, son maintien pendant 10 minutes, un rechauffage à 7800 - 8000 C, son maintien pendant 15 minutes et un refroidissement à 800C à 1' aide d'huile pour trempe.