Brevet FR2541297A1 — publié le 19840824

L'invention concerne un matériau pulvérulent pour projection thermique, comprenant un mélange de poudre d'alliage de ma- trice auto-décapant et de poudre d'au moins un carbure mé- tallique. Il est déjà connu d'utiliser des matériaux pulvérulents du genre indiqué ci-dessus afin de produire des revêtements ré- sistant à la corrosion et à l'érosion sur des substrats mé- talliques par projection thermique, notamment par pulvérisa- tion à la flamme Habituellement, l'alliage de matrice du matériau est un alliage dur, du type Ni-Cr-Fe-B-Si, et ren- ferme généralement notablement moins de 17 % en poids de Cr. Parmi les carbures utilisés, c'est le carbure de tungstène qui est généralement utilisé de préférence. La résistance à l'usure des revêtements produits au moyen de ces matériaux connus se révèle insuffisante dans de nom- breux cas, en particulier lorsque l'on est en présence de l'effet combiné de la corrosion et de l'érosion Ceci se pro- duit, par exemple, dans le cas des vis de transport ou des séparateurs solides-liquides à vis sans fin tournant à vites- se relativement élevée, que l'on utilise dans l'industrie chimique Les revêtements habituels, formés d'un alliage de matrice et de carbures enrobés, sont particulièrement su- jets à l'érosion dans ces conditions, et l'on suppose que leur mauvais comportement résulte de la formation de carbu- res du type M 6 C dans la zone de transition entre l'alliage de matrice et les particules de carbure, ainsi qu'aux mau- vaises propriétés d'élasticité de l'alliage de matrice, qui correspondent approximativement au domaine E = 19000 20000 kp/mm 2 pour une valeur de dureté de l'or- dre de 60 R 0. -2- La présente invention a pour but de fournir un matériau pulvérulent du genre mentionné au début de la présente description, permettant l'obtention d'un revêtement ayant une résistance améliorée, aussi bien à l'érosion qu'à la corrosion. On a découvert, de manière surprenante, qu'une augmentation de la teneur en chrome de l'alliage de matrice permet d'a- méliorer son élasticité et d'obtenir des valeurs de E = 15000 16000 kp/mm, sans diminution de la dureté de l'alliage En conséquence, il a été possible d'augmenter de manière substantielle la résistance à la corrosion d'une couche formée en utilisant un alliage de matrice de ca genre. En outre, on a découvert qu'un tel alliage de matrice renfer- mant des particules de carbure enrobées dans l'alliage pré- sente une importante amélioration de sa résistance à la cor- rosion qui semble résulter de la réduction de la tendance à la formation de carbures du type M 6 C dans la zone de tran- sition entre l'alliage de matrice et les particules de car- bure, et, par conséquent, de la tendance habituelle à la fragilisation de cette couche. Le matériau pulvérulent pour projection thermique conforme à l'invention comprend un mélange de poudre d'alliage de matrice auto-décapant, ayant la composition suivante, en pourcentage pondéral Cr 18,0 35,0 % Fe 0,1 25, 0 % B 0,5 4,5 % Si 0,5 5,5 % C 0,01 2,0 % Mo O 15,0 % Nb O 2,0 % Ni Complément Z 541297 -3- avec une poudre d'au moins un carbure métallique, la te- neur en carbure du mélange étant comprise entre 20 et 80 % en poids de ce mélange Conformément à une première forme préférentielle de mise en oeuvre de l'invention, on utilise, comme carbure, le mono-carbure de tungstène, afin d'obtenir une augmentation supplémentaire de la résistance à l Léro- sion Conformément à une autre forme de mise en oeuvre, on utilise les carbures sous forme de particules de carbure de tungstène fondu Dans une autre forme de mise en oeuvre pré- férentielle, les particules de carbure sont revêtues de nickel Dans ce cas, la couche protectrice formée, sur un substrat métallique, par projection thermique du mélange pulvérulent selon l'invention, acquiert une résistance aux chocs encore plus élevée du fait que les particules de car- bure sont enrobées dans la couche de manière plus élasti- que Cela permet également d'utiliser des particules de carbure de plus grandes dimensions. Exemple Sur une vis de transport ayant un diamètre de 300 millimè- tres et une longueur de 1500 millimètres, on forme, par pulvérisation à la flamme avec mise en fusion simultanée, un revêtement appliqué sur la surface de la vis exposée à l'usure, de façon à obtenir une couche protectrice ayant une épaisseur de 1 millimètre Comme matériau de projection à la flamme, on utilise un mélange de poudre d'alliage de matrice ayant une granulométrie correspondant à 125 jxm et d'une poudre de carbure de tungstène fondu ayant une granulométrie correspondant à 105 am La proportion pon- dérale du mélange était de 50:50, et la composition de l'al- ' liage de matrice, exprimée en pourcentage pondéral, était la suivante: ' 4 - Cr Fe B Si C Mo Nb Ni 22 % 4 % 3,5 % 4,1 % 0,6 % 2,5 % 0,1 % Complément On a constaté que la durée de vie de la vis de transport passe de trois mois à environ un an, en comparaison avec une vis munie d'une couche de revêtement du type habituel utilisée dans les mêmes conditions. 25412-97 - REVENDICATIONS 1 Matériau pulvérulent pour projection thermique, com- prenant un mélange de poudre d'alliage de matrice auto- décapant et de poudre d'au moins un carbure métallique, la teneur en carbure du mélange étant comprise entre 20 et 80 % en poids, par rapport au poids total du mélange, et l'alliage de matrice ayant la composition suivante, en pour- centage pondéral: Cr Fe B Si C Mo Nb Ni 2 Mat que lec 18,0 0,1 0,5 0,5 0,01 ,0 % ,0 % 4,5 % ,5 % 2, 0 % ,0 % 2,0 % Complément tériau selon la revendication 1, caractérisé en ce lit carbure est le mono-carbure de tungstène. 3 Matériau selon la revendication 1 ce que les particules de carbure sont ou 2, caractérisé en revêtues de nickel.