Brevet FR2458339A2 — publié le 19810102

FR 2458339 A2 19810102 FR 7914543 A 19790607 L'invention due à la collaboration de Messieurs Fernand PEILLOUD et de Gérard GLADEL concerne le produit pour l'élaboration de composants industriels à composition métallique constitué par une poudre fine fibreuse d'acier de densité en vrac comprise entre 0,2 et 1,5 g/cm3 défini dans la demande de brevet principal 78.18357 déposée au nom des demanderesses le 20 juin 1978. L'invention a pour objet un produit du type précité dont la résistance à l'usure est renforcée et qui possède une grande résistance à la rupture en traction. Un autre objet de l'invention est un produit pour l'élaboration de composants industriels dont la compressibilité est particulièrement élevée. Conformément à l'invention, la teneur pondérale en carbone du produit est comprise entre 0,95 et 1,10 Z et sa teneur en chrome est comprise entre 1,30 % et 1,60 Z et que ce produit est traité thermiquement de telle façon que la structure micrographique, observée sur un plan d'examen coupant une particule métallique du produit, révèle une fine répartition de carbures sphérulaires de fer et de chrome de formule (Fe, Cr) 3C dans une matrice mixte de martensite à haute résistance et d'austénite déformable. Le brevet principal précise que le produit est obtenu par abrasion d'un produit industriel primaire sous un flux de liquide de refroidissement. Cette opération d'abrasion implique un échauffement instantané généralement proche de 9000C des particules de métal arrachées à la surface du produit primaire. Le refroidissement sous liquide implique une transformation de trempe sur chacune des particules de l'acier à 1 % de carbone et 1,5 % de chrome.La structure vérifiée par microscopie optique et diffraction des rayons X est constituée d'une fine dispersion de carbures sphéroidaux de fer et de chrome de formule (Fe, Cr) 3C, dont les diamètres sont généralement inférieurs à 3 microns, régulièrement "enchassés" dans une matrice constituée, pour une part, de solution solide sursaturée de carbone dans le fer, de structure cristalline, tétragonale, centrée, et, pour une autre part, de solution solide de carbone dans le fer à structure cristalline cubique à faces centrées, métastable à température ambiante. Ces constituants métallurgiques sont respectivement appelés martensite (pour la forme tétragonale centrée) et austénite (pour la forme cubique à faces centrées). Pendant I'opération, les très fines particules métalliques, arrachées à la surface du matériau massif par chacun des grains d'abrasif, sont entraînées par le fluide "1 +" ainsi chargé vers une centrale de traitement où elles sont séparées de la phase liquide puis séchées. On peut utiliser alternativement les outils abrasifs suivants - les meules conventionnelles constituées de grains abrasifs tels que silice ou alumine et de liants vitrifiés ou organiques, - les outils d'abrasion constitués de fonte dont la structure micrographique montre des carbures libres ou des composés définis de grande dureté. La microphotographie de la figure 1 au grossissement X 1000 effectuée sur un échantillon de poudre, enrobé d'une matière polymérisée, finement poli, puis attaqué avec un réactif micrographique constitué de 3 Z d'acide nitrique en solution dans de l'alcool éthylique, montre la dispersion des carbures de forme sphérique dans la matrice martensitique. Les particules voisines, dont la structure n'est pas visible sur la meme photographie, sont constituées de carbures dispersés dans une matrice austénitique. Ce phénomène provient de la structure cristalline particulière de ce constituant métallurgique. Le diagramme de la figure 2, obtenu par diffraction des rayons X sur un échantillon de poudre, montre la présence de pics correspondant à la structure austénitique. Ces pics sont notés Y . La proportion d'austénite évaluée par des méthodes connues est comprise entre 10 et 20 Z du volume. Cette proportion dépend notamment de la drasticité de trempe du liquide de refroidissement utilisé. Les caractéristiques implicites de la poudre résultent donc de la structure métallurgique particulière de celle-ci, à savoir - la présence de carbures sphérulaires de fer et de chrome de formule (Fe, Cr) 3C enchassés dans la matrice, qui ont comme vertu de renforcer la résistance à l'usure, - la présence d'une matrice à prédominance martensitique qui a comme vertu de posséder une très grande résistance à la rupture en traction, la plupart du temps comprise entre 120 kg/mm2 et 200 kg/mm2 sur ce type d'acier. - la présence d'austénite dans la matrice, qui a comme particularité, du fait de sa forme cristalline, d'accepter les déformations, donc d'augmenter la compressibilité de la poudre fibreuse. REVENDICATIONS 1) Produit pour l'élaboration de composants industriels à composition métallique constitué par une poudre asséchée fibreuse d'acier dont la densité en vrac est comprise entre 0,2 et 1,5 g/cm3 selon le brevet principal, caractérisé par le fait que la teneur pondérale en carbone de la poudre est comprise entre 0,95 Z et 1,10 Z et la teneur pondérale en chrome est comprise entre 1,30 Z et 1,60 Z et que la poudre est traitée thermiquement de façon que sa structure micrographique observée sur un plan d'examen coupant une particule métallique révèle une fine répartition de carbures sphérulaires de fer et de chrome, de formule (Fe, Cr) 3C dans une matrice mixte de martensite à haute résistance et d'austénite déformable. 2) Garniture de friction pour freins, caractérisée par le fait qu'elle incorpore de 30 à 85 Z en poids de poudre fibreuse selon la revendication 1 qui possède une structure micrographique de fins carbures (Fe, Cr) 3C disposés dans une matrice mixte de martensite et d'austénite et de charges minérales ou organiques ajustées en nature et proportions de façon à satisfaire aux propriétés d'usage de la garniture.