Brevet FR2550225A1 — publié le 19850208

L'invention concerne un bain de sel pour le refroidissement brusque d'éléments de construction qui ont été traités dans des bains de sel exempts de cyanure ou contenant du cyanure ainsi que dans un milieu gazeux, les propriétés de résistance caractéristiques nécessaires au matériau dont il s'agit étant obtenues. Les bains chauds utilisés dans le traitement thermique des métaux sont généralement formés de nitrates et nitrites alcalins pour des températures allant jusqu'à environ 4500C ainsi que de chlorures neutres des métaux alcalins et alcalinoterreux pour des températures supérieures à 4500C. Le refroidissement brusque dans des bains chauds d'éléments de construction chauffés à la température d'austénitisation présente, relativement au refroidissement dans l'eau ou dans l'huile, l'avantage d'une très faible déformation car par la formation uniforme de martensite, les contraintes peuvent être diminuées dans une large mesure et qu'ainsi les modifications de forme ou de dimension sont diminuées dans la plus large mesure. L'inconvénient du refroidissement d'éléments de construction dans des bains chauds contenant du salpêtre est que, lors du chauffage précédent dans des bains de sel contenant du cyanure (par exemple des bains de carburation, de trempe ou de nitruration), dont les teneurs en NaCN ne peuvent pas être supérieure à 10% car autrement, lorsqu'on plongerait la matière à traiter dans le bain chaud, il peut se produire des réactions explosives entre le cyanure et le sel contenant du salpêtre. Le même phénomène peut aussi se produire lorsque la température d'austénitisation de la matière à traiter est supérieure à 9500C et que la température du bain chaud, en vertu du matériau, est supérieure à 4500C. En ce qui concerne les sels de carburation et de trempe exempts de cyanure, utilisée de plus en plus ces derniers temps dans la pratique de la trempe (voir DD-WP 67007), un inconvénient est apparu, à savoir qu'après le refroidissement brusque des éléments de construction ainsi traités dans le bain chaud con-tenant du salpêtre, il se produit des difficultés notables de nettoyage car il se forme à la surface de la matière traitée une couche difficilement soluble. Cela n'a pas d'influence sur le résultat de la trempe, mais cela né- cessite des moyens appréciables pour les travaux de nettoyage. Dans le DE-OS 25 14 398, on décrit un bain de sel que l'on utilise pour le refroidissement brusque d'éléments de construction que l'on traite dans des bains de sel de nitruration pauvres et riches en cyanure ou d'autres bains de sel contenant du cyanure, les cyanures contenus étant détruits. Toutefois, l'inconvénient de ce bain de sel est qu'il n'est utilisable qu'à partir de 2000C et qu'il ne convient pas à la trempe ea bain chaud avec des sels de carburation et de trempe exempts de cyanure, car ici, on n'obtient pas les surfaces métalliques propres désirées. Le but de l'invention est de mettre au point un bain de sel pour le refroidissement brusque d'éléments de construction qui puisse être utilisé de 180 à 6500C pour tous les travaux de refroidissement brusque et de revenu à exécuter dans cet intervalle de température. Le problème technique qui est à la base de l'invention consiste à réaliser un bain de sel avec lequel on puisse effectuer le refroidissement brusque aussi bien à la sortie de bains de sel sans ou avec cyanures de différente concentration et du milieu gazeux, qu'à la suite de temperatures d' austénitisation supérieures à 9500C, l'intensité de refroidissement étant égale ou supérieure à celle des bains au salpêtre ou au chlorure. Selon l'invention, ce problème technique est résolu par le fait que l'on utilise un bain de sel exempt de salpêtre et de chlorure en utilisant des hydroxydes et carbonates de métaux alcalins dont la composition optimale est choisie de façon telle qu'ils puissent être utilisé, dans l'intervalle de température de 180 à 6500C, pour la trempe en bain chaud et la trempe bainitique, pour le refroidissement intermédiaire dans le cas de la cémentation ainsi que pour le revenu. En outre, dans la trempe en bain chaud, spécialement en partant des sels de carburation et de trempe exempts de cyanure, on obtient des surfaces métalliques propres. L'utilisation du bain de sel s'effectue dans des cuves en acier classiques pour cette utilisation, formée d'acier doux non allié, car les matériaux fortement alliés pour creu sets ainsi que les récipients en céramique sont attaqués par le bain et donc détruits. On peut utiliser les installations de four existantes de sorte qu'on n'a pas besoin d'investissements supplémentaires. EXEMPLE 1 On austénitise en milieu gazeux des éléments de construction en matériau C 60 et ensuite, on les refroidit brusquement dans le bain selon l'invention, à 260"C, en vue de la trempe bainitique. Les duretés ainsi obtenues sont de 57 à 58 HRC. Par contre, dans le même traitement suivi d'un refroidissement brusque dans le bain de sel contenant du salpêtre, on obtient seulement des duretés d'environ 30 HRC. En outre, les écailles formées lors del'austénitisation se dissolvent chimiquement dans le bain selon l'invention, ce qui n'est pas le cas dans le bain de sel contenant du salpêtre. EXEMPLE 2 On carbure à 9300C pendant 3 heures des éléments de construction en matériau 16 MnCr 5 dans le bain de sel de carburation exempt de cyanure selon DD-WP 67007. Après le refroidissement intermédiaire dans le bain de sel selon l'invention à 550 0C, suivi d'une austénitisation à 830"C dans un bain de sel de trempe exempt de cyanure, on effectue le refroidissement brusque dans le bain de sel selon l'invention à 1900C. Les éléments de construction présentent, après un bref lavage à l'eau froide, une surface métallique propre avec des duretés initiales de 65 à 66 HRC. Avec le même traitement suivi d'un refroidissement brusque au bain de sel contenant du salpêtre, les éléments de construction présentent une surface d'un brun sale, difficile à nettoyer, ayant des duretés d'environ 60 HRC. REVENDICATIONS 1. Bain de sel pour le refroidissement brusque d'éléments de construction qui ont été traités dans des bains de sel de carburation, de trempe et de nitruration, contenant ou non du cyanure, à différente concentration, ainsi qu'en milieu gazeux, caractérisé par le fait qu'il contient 80 à 99,5% d'hydroxydes et 0,5 à 20% de carbonates de métaux alcalins et qu'il peut servir universellement pour tous les processus de traitement thermique à exécuter dans l'intervalle de température de 180 à 6500C. 2. Bain de sel selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il peut servir à la trempe en bain chaud, à la trempe bainitique, au refroidissement intermédiaire dans le cas de la cémentation, et au revenu.