Brevet FR2459107A2 — publié le 19810109

FR 2459107 A2 19810109 FR 7915351 A 19790615 L'invention concerne un perfectionnement au fil fourré pour le soudage et le rechargement faisant 1'objet du brevet principal dépose le 22 Août 1978 sous le numéro 78-24330. Dans le brevet principal, on a décrit un fil fourré pour le soudage et le rechargement avec dépôt d'un alliage à base de cobalt contenant du chrome, constitué d'une part d'une gaine en un alliage ductile ayant une teneur en cobalt supérieure à 90 % et d'autre part une poudre métallique remplissant la gaine tubulaire, le fil fourré possèdant une bonne homogénéité de composition, une grande pureté et pouvant être obtenu avec une gaine tubulaire mince. La poudre métallique remplissant la gaine tubulaire est, dans ce type de fil fourré, formée essentiellement de grains de composition homogène en un alliage contenant 43 à 65 % de chrome et au moins 20 % de cobalt, avec 0 à 3,5 % de carbone, 0 à 3 % de silicium, 0 à 20 % de tungstène, 0 à 14 % de molybdène et O à 8 % de nickel. La poudre métallique dans de tels fils fourrés représente de 45 à 55 % en poids du fil fourré. De tels fils fourrés peuvent être utilisés pour le soudage et le rechargement avec dépôt de la plupart des alliages de cobalt usuels. Cependant, pour certaines nuances et lorsqu'on veut obtenir par tréfilage des fils fourrés de très petit diamètre, par exemple inférieur à 1 mm, il peut être nécessaire de partir d'une ébauche de fil fourré comportant une gaine d'épaisseur légèrement accrue. Dans ce type d'ébauche tréfilée ultèrieurement et dans le fil fourré obtenu en définitive, la poudre peut représenter un pourcentage pondéral inférieur à 45 % du fil fourré. De cette façon on introduit par l'intermédiaire de la gaine une quantité plus importante de cobalt, le solde de cobalt étant introduit par la poudre. Dans de tels fils fourrés, où la proportion pondérale de la poudre par rapport à la gaine, ou taux de remplissage, peut descendre en dessous de 45 %, on s1 est aperçu qu'il était possible et même souhaitable de modifier quelque peu la composition de la poudre introduite, cette composition pouvant même se situer en dehors des composi tions prévues dans le brevet principal. Le but de l'invention est donc de proposer un fil fourré pour le soudage et le rechargement avec dépôt d'un alliage à base de cobalt contenant du chrome constitué d'une part d'une gaine en un alliage ductile à teneur en cobalt supérieure à 90 % et d'autre part une poudre métallique remplissant la gaine tubulaire formée essentiellement de grains de composition homogène, ce fil fourré pouvant être tréfilé à de très faibles diamètres et permettant d'étendre le domaine d'utilisation du fil fourré décrit dans le brevet principal. Dans ce but, la poudre métallique est en un alliage contenant 43 à 81 % de chrome et au moins 12 % de cobalt avec O à 4,5 % de carbone, O à 3,5 % de silicium, O à 20 % de tungstène, O à 14 % de molybdène et O à 8 % de nickel et représente 40 à 55 % en poids du fil fourré. De façon préférentielle, la poudre est en un alliage contenant 55 à 81 % de chrome et au moins 12 % de cobalt, avec O à 4,5 % de carbone, 0 à 3,5 % de silicium, O à 20 % de tungstène, O à 14 % de molybdène et O à 8 % de nickel et représente 41 à 50 % en poids du fil fourré. On va maintenant donner à titre d'exemple non limitatif, des compositions d'un fil fourré et plus particulièrement de la poudre constituant l'#rne de ce fil, dans le cas où llon désire déposer des alliages de cobalt correspondant à des nuances habituellement utilisées dans le cas de rechargement de surfaces métalliques. Exemple l: : Dans un premier exemple de réalisation on a élaboré un fil fourré suivant l'invention pour le dépôt d'un alliage de cobalt comportant sensiblement 65 % de cobalt, 4 % de tungstène, et 30 % de chrome, Cette nuance qui correspond sensiblement à l'alliage commercialisé sous la marque STELLITE 6 peut comporter de 1 à 1,25 % de carbone, de 1,1 à 1,30 % de silicium, indépendamment du chrome dont la teneur peut être comprise entre 27 et 30 %, du tungstène entre 3,5 et 5,5 % et du cobalt constituant le reste de l'alliage à part quelques impuretés inévitables. On a constitué un fil fourré en utilisant une gaine tubulaire en un alliage cobalt-fer contenant approximativement 93 % de cobalt, 6 % de fer, une quantité de manganèse inférieure à 1 % et une très faible quantité de carbone, de silicium, de soufre et de phosphore. On a élaboré, par pulvérisation à l'azote d'un alliage liquide, une poudre contenant 66,6 % de chrome, 2,61 % de carbone, 2,38 % de silicium, 9,52 % de tungstène et 18,9 % de cobalt. Au cours du formage de la gaine tubulaire, on a introduit la poudre dans cette gaine tubulaire pour constituer l'âme du fil fourré, de façon que la poudre représente 42 % en poids du fil fourré. On a pu retréfiler l'ébauche du fil fourré constitué par la gaine tubulaire renfermant la poudre jusqu'à un diamètre inférieur à 1 mm sans rupture de gaine en cours de tréfilage. Le taux de remplissage légèrement inférieur au taux de remplissage utilisé dans le cas de la technique décrite dans le brevet principal permettant d'utiliser des gaines d'une épaisseur légèrement plus importante a permis d'éviter toute rupture de gaine en cours de tréfilage. D'autre part, bien que l'alliage utilisé pour la fabrication de la poudre renferme une teneur en cobalt un peu inférieure à 20 % et une teneur en chrome un peu supérieure à 65 %, la poudre obtenue reste élaborable par pulvérisation à partir de l'alliage liquide. Les dépôts de métaux effectués avec ces fils fourrés de composition légèrement modifiée présentent d'autre part des qualités analogues aux dépits effectués avec les fils fourrés selon le brevet principal. Exemple 2 : On a élaboré un fil fourré pour le dépôt d'un alliage du type STELLITE 21 comportant de 0,2 à 0,3 de carbone, de 1,5 à 3,5 % de nickel, de 24 à 28 % de chrome, de 4,5 à 6,5 % de molybdène, de l'ordre de 0,7 % de silicium, le solde étant du cobalt. Ce fil fourré comporte une enveloppe tubulaire en alliage à 93 % de cobalt et 6% de fer comme précédemment et une âme en poudre métallique de composition : chrome 63,5 %, carbone 0,6 %, molybdène 13 %, nickel 8 %, silicium 1,8 % et cobalt 14,7 %. Cette poudre a été élaborée comme précédemment par pulvérisation à l'azote d'un alliage liquide ayant la composition mentionnée ci-dessus et refroidissement sous azote des particules obtenues. La poudre représente 43 % en poids du fil fourré. On a tetréfilé le fil obtenu jusqu'à un diamètre de 1,2 mm sans rupture de gaine. D'autre part la poudre reste élaborable par pulvérisation à partir de l'alliage liquide. On voit donc que, par rapport à la technique décrite dans le brevet principal, les modifications essentielles du fil fourré portent d'une part sur une diminution possible du taux de remplissage du fil fourré en deçà de 45 % et sur un élargissement des fourchettes des principaux éléments d'alliage à savoir le cobalt et le chrome en deçà de 20 % pour le cobalt et au-delà de 65 % pour le chrome. Cependant les expériences de la demanderesse ont montré qu'il n'était pas possible de diminuer la teneur en cobalt de façon trop impor tante et qu'il était nécessaire de maintenir de toute façon une teneur en cobalt supérieure à 12 % pour obtenir une poudre élaborable à partir du métal liquide. Pour les mimes raisons, il n'est pas possible d'augmenter la teneur en chrome au-delà de 81 % Corrélativement, on doit maintenir le taux de remplissage supérieur à 40 % pour introduire par la poudre les éléments d'alliage en quantité suffisante et en particulier pour introduire une quantité de chrome suffisante. On s'est aperçu expérimentalement, qu'il était de toute façon préférable d'avoir un taux de remplissage en poudre compris entre 41 et 50 Z si l'on veut obtenir des fils de fin diamètre. Pour ces taux de remplissage compris entre 41 et 50 %, il est préférable d'avoir une teneur en chrome de la poudre comprise entre 55 et 81 % avec une teneur en cobalt au moins égale à 12 %. On s'est également aperçu que les teneurs en carbone et en sili cium de la poudre pouvaient être étendues légèrement au-delà des limites prévues dans le brevet principal, jusqu'à 4,5 % pour le carbone et jusqu'à 3,5 % pour le siicium dans la poudre. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits car il est possible d'élaborer des fils fourrés pour le dépôt d'alliage de cobalt renfermant de 20 à 36 % de chrome, différents des alliages STELLITE 6 et STELLITE 21. Il est également possible d'utiliser des poudres d'alliage ayant des compositions déjà prévues dans le brevet principal avec des taux de remplissage inférieurs à 45 %. I1 est également possible d'utiliser des poudres dont la composition sort du domaine des compositions du brevet principal tout en restant dans les domaines prévus dans la présente addition, avec des taux de remplissage compris entre 45 et 55 % selon ce qui est prévu dans le brevet principal. REVENDICATIONS 1.- Fil fourré pour le soudage et le rechargement avec dépôt d'un alliage à base de cobalt contenant du chrome constitué d'une part d'une gaine en alliage ductile à teneur en cobalt supérieure à 90 % et d'autre part d'une poudre métallique remplissant la gaine tubulaire formée essentiellement de grains de composition homogène, caractérisé par le fait que la poudre est en un alliage contenant 43 à 81 % de chrome et au moins 12 % de cobalt avec 0 à 4,5 % de carbone, 0 à 3,5 % de silicium, O à 20 % de tungstène, O à 14 % de molybdène et O à 8 % de nickel et représente de 40 à 55 % en poids du fil fourré. 2.- Fil fourré suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la poudre métallique est en un alliage contenant 55 à 81 % de chrome et au moins 12 % de cobalt, avec O à 4,5 % de carbone, O à 3,5 % de silicium , O à 20 % de tungstène, O à 14 % de molybdène et O à 8 % de nickel et représente 41 à 50 % en poids du fil fourré.