Brevet FR2614902A1 — publié le 19881110

L'invention concerne un procédé pour carburer une pièce à usiner en acier, en particulier en acier de cémen- tation, jusqu'à une valeur de consigne de carbone marginal prédéterminée dans un four en lit fluidisé, une première phase de carburation mettant en oeuvre un premier gaz de carburation dont la teneur en carbone est supérieure à celle correspondant à la valeur de consigne de carbone marginal et dont le niveau de C se situe au-dessus de la limite de suie, la valeur effective de carbone marginal obtenue étant supé- rieure à la valeur de consigne de carbone marginal prédé- terminée, un traitement de diffusion de la pièce à usiner étant ensuite réalisé dans le même four en lit fluidisé, avec réduction de la valeur effective de carbone marginal, et ainsi de suite avec une nouvelle carburation avec un premier gaz de carburation et un traitement de diffusion. Dans le procédé de ce genre bien connu (DE-3 507 527) le traitement de diffusion se fait avec un gaz inerte. Cela permet un réglage très précis de la teneur en carbone marginal sur une valeur de consigne de carbone marginal prédéterminée. Lorsque la profondeur surcarburée est prédéterminée en même temps avec précision, des diffi- cultés peuvent cependant surgir en ce qui concerne la pré- cision du réglage des deux paramètres parce que ceux-ci sont couplés physiquement. En particulier le réglage des profon- deurs surcarburées assez importantes nécessite des temps de traitement relativement longs. La présente invention a pour objet de conduire le procédé du genre précité de telle façon que la teneur en carbone marginal aussi bien que la profondeur surcarburée, c'est-à-dire dans l'ensemble le profil de carburation, peuvent être réglées avec une très grande précision indé- pendamment l'une de l'autre et dans des temps de traitement courts. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le traitement de diffusion est effectué, lui aussi, avec un gaz de carburation présentant un niveau de C au-dessus de la limite de suie, et que la succession décrite du traitement de carburation et du traitement de diffusion est répétée jusqu'à l'atteinte d'une profondeur surcarburée Z614902 prédéterminée, la dernière opération de diffusion aboutis- sant à la valeur de consigne de carbone marginal. Selon l'invention, la teneur en carbone du gaz de carburation pour le traitement de diffusion introduit un paramètre sup- plémentaire qui annule dans une large mesure le couplage des paramètres lequel s'avère gênant dans le cadre des mesures bien connues. Selon l'invention, du carbone provenant du gaz de carburation est apporté pendant le traitement de diffusion et contribue à la profondeur surcarburée. Au cours des phases de carburation, la transition du carbone à par- tir de la phase gazeuse est plus grande que le transport de carbone par diffusion dans la pièce à usiner, ce qui conduit à une augmentation de la teneur en carbone marginal. Le traitement de diffusion est effectué avec un gaz de carbu- ration pour lequel la transition du carbone à partir de la phase gazeuse est plus petite que le transport de carbone par diffusion dans la pièce à usiner, ce qui entraîne une réduction de la teneur en carbone marginal. (En ce qui concerne les notions de transition de carbone, diffusion, voir aussi la fiche technique "Stahl" 452, 1981, p. 4, 5). Ci-après, les avantages apportés par l'invention sont exposés en détail en regard d'une représentation gra- phique. Celle-ci indique sur l'ordonnée la teneur en carbone dans la zone marginale d'une pièce à usiner et, sur l'abscisse, la distance par rapport à la surface. On remarque tout d'abord dans la représentation graphique une première courbe 1 en trait continu qui indique la teneur en carbone dans la zone marginale de la pièce à usiner à la fin de la première phase de carburation. Cette courbe 1 se transforme, lors du traitement de diffusion, en une courbe 2 en trait interrompu. Le traitement de diffusion a été effectué, lui aussi, avec un gaz de carburation pré- sentant un niveau de C au-dessus de la limite de suie. Toutefois, la teneur en carbone de ce gaz de carburation pour la phase de diffusion était considérablement réduite par rapport à la teneur en carbone du premier gaz de car- buration, c'est-à-dire du gaz pour la première phase de carburation. Ensuite, la carburation a été poursuivie par itération sur la valeur effective de carbone marginal 26 14902 déjà indiquée, puis un traitement de diffusion a été effec- tué. Ces traitements de carburation ont abouti aux courbes en trait continu qui portent les références 3 et 5. Les traitements de diffusion consécutifs ont donné les courbes 4 et 6 en traits interrompus et donc le profil de carbura- tion recherché. L'utilisation d'un gaz inerte au cours des phases de diffusion ne permet pas d'obtenir en un temps prédéterminé le profil de carburation désigné par 6 dans la représentation graphique. De même, il est impossible d'at- teindre la précision recherchée pour la profondeur surcar- burée. L'ensemble du processus peut être réalisé avec des temps de traitement très courts étant donné que l'on travaille avec des niveaux de C au-dessus de la limite de suie. 2.: 14902 REVENDICATION Procédé pour carburer une pièce à usiner en acier, en particulier en acier de cémentation, jusqu'à une valeur de consigne de carbone marginal prédéterminée dans un four en lit fluidisé, une première phase de carburation mettant en oeuvre un premier gaz de carburation dont le niveau de C se situe au-dessus de la limite de suie et aboutissant à une valeur effective de carbone marginal qui est supérieure à.la valeur de consigne de carbone marginal prédéterminée, un traitement de difussion de la pièce à usiner étant ensuite réalisé dans le même four en lit flui- disé, avec réduction de la valeur effective de carbone mar- ginal, et ainsi de suite avec une nouvelle carburation avec un premier gaz de carburation et un traitement de diffusion, caractérisé par le fait que le traitement de diffusion est effectué, lui aussi, avec un gaz de carburation présentant un niveau de C au-dessus de la limite dé suie, et que la succession décrite du traitement de carburation et du trai- tement de diffusion est répétée jusqu'à à l'atteinte d'une profondeur surcarburée prédéterminée, la dernière opération de diffusion aboutissant à la valeur de consigne de carbone marginal.