Brevet FR2673492A1 — publié le 19920904

Electrode en alliage réfractaire hautement allié et appareil de génération d'onde de pression en comportant application. La présente invention concerne essentiellement une électrode en alliage réfractaire hautement allié et un appareil de génération d'onde de pression en comportant application. Il est connu par le document EP-B-O 098 944 d'utiliser dans le cadre d'appareils de génération d'onde de pression des électrodes en matériau réfractaire réalisées à partir d'une poudre d'alliage hétérogène qui contient essentiellement du tungstène et une phase liante constituée, outre le tungstène, de deux ou plusieurs des métaux suivants : nickel, cuivre, argent, fer, cobalt, molybdène ou des terres rares. Les pièces, telles que des électrodes, sont obtenues par frittage de la poudre. Il s'agit donc d'une procédure compliquée de préparation des électrodes. Egalement, ces électrodes étant essentiellement réalisées en tungstène, leur coût est très élevé. On observera que ces électrodes ne contiennent pas de carbone. Egalement, le document EP-A-O 204 909 concerne l'utilisation d'un alliage de tungstène à plusieurs phases, fritté, ayant une teneur élevée en tungstène pour réaliser des électrodes d'appareils de génération d'ondes de pression. Le tungstène étant initialement présent sous forme de particules très fines ayant un diamètre inférieur à 5 pm, entouré d'une enveloppe d'un liant mince. Comme exemple de poudre de tungstène à haute teneur en tungstène, on cite un alliage comprenant 90 % de tungstène, 6 % de nickel, 2 % de cobalt et 2 % de fer. Egalement, cet alliage ne contient pas de carbone. Il a maintenant été découvert de manière totalement surprenante qu'un alliage réfractaire hautement allié pouvait constituer un matériau d'électrode remarquable, surtout lorsqu'il s'agit de réaliser des décharges électriques entre deux électrodes immergées dans un liquide de décharge. En effet, dans le cadre des décharges électriques immergées, il se pose le problème d'une usure rapide des électrodes due aux décharges électriques successives dans le liquide de décharge. La durée de vie des électrodes est donc en général relativement courte, ce qui implique des frais de maintenance élevés. Les solutions proposées par l'art antérieur cité cidessus ne sont pas satisfaisantes car les matériau très réfractaires à teneur très élevée en tungstène (au moins 90 % en poids) sont très cassants et résistent mal à L'onde de pression ou de choc résultant de la décharge électrique entre les électrodes. La présente invention a donc pour but de fournir un nouveau type d'électrode qui soit utilisable pour réaliser une décharge électrique entre deux électrodes immergées dans un liquide de décharge et qui présente une résistance améliorée à l'usure, aux chocs et aux frottements, en augmentant ainsi de manière importante sa durée de vie. La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique énoncé ci-dessus, avec en outre L'obtention d'une électrode présentant une très bonne ductilité. La présente invention a encore pour but de résoudre Les nouveaux problèmes techniques énoncés ci-dessus, avec en outre la fourniture d'une électrode présentant un haut point de fusion. La présente invention a encore pour but de résoudre les nouveaux problèmes techniques énoncés ci-dessus, en fournissant en outre une électrode qui présente une bonne résistance à la corrosion. Cette solution doit également être simple, fiable et peu coûteuse. La présente invention permet de résoudre les nouveaux problèmes techniques énoncés ci-dessus pour la première fois, d'une manière simple, fiable, peu coûteuse, utilisable à L'échelle industrielle. Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention fournit une électrode notamment utilisable pour réaliser une décharge électrique entre au moins deux dites électrodes immergées dans un liquide de décharge, comprenant un alliage réfractaire, caractérisé en ce que ledit alliage réfractaire est un alliage réfractaire hautement allié, comprenant au moins 5 % en poids, et de préférence compris entre Set 40 % d'au moins un élément alliant métallique noble réfractaire, en particulier choisi parmi le tungstène, le molybdène, le cobalt, le vanadium et le chrome. De préférence, cet alliage présente un point de fusion élevé supérieur à 1 3000C, en particulier compris entre 1 300 et 1 4000C Selon un mode de réalisation avantageux, l'alliage réfractaire hautement allié comprend du carbone, de préférence de 0,4 % à 1,60 % en poids de carbone.De préférence, ce pourcentage en poids de carbone est compris entre 0,6 % et 1,60 %. Selon une caractéristique particulière, la teneur en tungstène est comprise entre 0,5 et 8 % en poids. Selon une autre variante de réalisation, la teneur en molybdène est comprise entre 0,5 et 8 % en poids. Selon une autre variante de réalisation particulière, L'alliage réfractaire précité comprend jusqu'à 8 Z de chrome, de préférence de 2 à 6 X en poids de chrome. Selon une autre variante, l'alliage comprend de 0,5 à 8 % en poids de vanadium. Selon une autre variante de réalisation particulière, cet alliage réfractaire comprend jusqu'à 8 % de cobalt, de préférence de 2 à 8 % en poids de cobalt. Selon un mode de réalisation préféré, la teneur pondérale totale en éléments alliants nobles précités est comprise entre 5 et 30 X, en particulier entre 5 et 25 %. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, L'alliage précité présente la composition suivante - carbone au moins 0,4 % - tungstène 0,5 - 6 % - molybdène 0,5 - 6 % - chrome 2 - 6 % - vanadium 1 - 3 % - cobalt 2 - 6 % Un mode de réalisation encore davantage préféré d'électrode précitée consiste en ce que l'électrode comprend un alliage réfractaire présentant la composition suivante - carbone 0,85 % environ - tungstène environ 6 Z - molybdène environ 6 Z - cobalt environ 5 Z - vanadium environ 2 Z - chrome environ 4 Z - fer : solde. Dans tous les modes de réalisation précédents, l'alliage réfractaire hautement allié précité est avantageusement à base de fer, c'est-à-dire que le fer constitue le solde de l'alliage. Selon une variante de réalisation avantageuse, ltélec- trode précitée est caractérisée en ce que la surface de l'électrode est recouverte d'une couche d'un métal favorisant la soudure d'un alliage réfractaire, par exemple choisi par le groupe consistant de cuivre, or, argent. De préférence, l'épaisseur de la couche du métal favorisant la soudure est comprise entre 0,5 pm et 50 pm, de préférence comprise entre 1 pm et 40 jjm. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'électrode précitée est obtenue à partir d'un alliage réfractaire qui a subi au moins un traitement thermique å une température au moins égale à 1 0000C, de préférence au moins égale à 1 1000C, suivi d'au moins une trempe étagée à une température comprise entre 500 et 6000C, par exemple environ 550 0C. Selon une caractéristique avantageuse, après la trempe, on refroidit l'alliage à la température ambiante et on réalise au moins une opération de revenu et de préférence au moins deux opérations de revenu, à une température comprise entre 500 et 6000C, de préférence environ 5500C pendant une période de temps suffisante, par exemple d'environ 1 h. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, L'électrode précitée est obtenue par usinage d'une pièce de coulée en l'alliage réfractaire précité. L'invention concerne également l'utilisation de l'électrode précitée pour réaliser une décharge électrique entre au moins deux dites électrodes immergées dans un liquide de décharge. Ce liquide de décharge peut être quelconque, et avantageusement être électriquement conducteur. Selon un deuxième aspect, la présente invention couvre également un appareil de génération d'onde de pression par décharge électrique entre deux électrodes immergées dans un milieu liquide, caractérisé en ce qu'au moins une desdites deux électrodes est telle que précédemment définie. De préférence, cet appareil est également caractérisé en ce que les électrodes précitées sont montées au moins en partie à l'intérieur d'un réflecteur ellipso#dal tronqué comprenant un foyer interne et un foyer externe où doivent être focalisées les ondes de pression, au voisinage du foyer interne, et en particulier de part et d'autre du foyer interne. Cet appareil est en particulier utilisé pour la destruction extracorporelle de tissus, de lithiases ou concrétions, pour l'ostéotritie ou traitement des os, notamment dans le cadre de la guérison accélérée des fractures. De telles applications sont bien connues à l'homme de l'art. On pourra se référer par exemple au brevet RIEBER US-A-2 559 227 ou US-A-3 942 531 ou US-A-4 730 614 ou WO-A-88/09190. L'invention sera maintenant décrite en détail avec un exemple de réalisation particulièrement préféré d'une électrode selon L'invention particulièrement adaptée pour être utilisée comme électrode dans le cadre de décharge électrique entre deux électrodes immergées dans un liquide de décharge, cette décharge électrique étant réalisée sous tension élevée, en particulier d'au moins 10 000 V, comme décrit dans les applications ci-dessus. Exemple On réalise une pièce de coulée en alliage réfractaire et à la composition chimique de base suivante : - carbone environ 0,85 % - tungstène environ 6 % - molybdène environ 6 % - cobalt environ 5 % - vanadium environ 2 % - chrome environ 4 % - fer : solde. selon une méthode de fabrication métallurgique classique. Cet alliage présente un point de fusion élevé égal à 1 4000C environ. A partir de cette pièce coulée, on réalise au moins deux électrodes par usinage. Ces électrodes usinées sont soumises à un traitement thermique à une température au moins égale à 1 0000C, de préférence au moins égale à 1 100 C, par exemple 1 180 C, suivi d'au moins une trempe à une température comprise entre 500 et 6000C. Par exemple, la trempe est réalisée à environ 550 C de manière étagée. Ensuite, on réalise un refroidissement à l'air et on réalise au moins une opération de revenu et de préférence au moins deux opérations de revenu, à une température comprise entre 500 et 6000C, de préférence environ 5500C pendant une période suffisante, par exemple d'environ 1 h. Avantageusement, on réalise un traitement de surface de l'électrode en la recouvrant d'une couche d'un métal favorisant la soudure d'un alliage réfractaire, par exemple choisi parmi le groupe consistant de cuivre, or, argent. Le cuivre est particuliè- rement préféré. Ce traitement de surface permet en particulier de réaliser une brasure argent sur L'électrode pour la fixer dans une pièce porte-électrode. Grâce à ce traitement, la brasure est correctement réalisée. D'autre part, ce traitement de surface permettait d'éviter la corrosion de l'électrode en stockage. L'épaisseur de la couche du métal favorisant La soudure est avantgeusement comprise entre 0,5 ,um et 50 pm, de préférence comprise entre 1 um et 40 ,um. On peut également selon une autre variante de réalisation, éviter une corrosion au stockage en enduisant la surface de l'électrode d'un vernis, ou d'un autre isolant, ou bien encore en faisant un traitement de surface adapté telle qu'une phosphatation sur toutes les pièces métalliques qui sont destinées ensuite à être mises en contact avec le liquide de décharge. Des électrodes ainsi réalisées à partir de l'alliage réfractaire hautement allié précité sont particulièrement adaptées pour servir d'électrode de décharge immergée dans un liquide de décharge. Une application particulièrement préférée consiste en une utilisation dans le cadre d'appareils de génération d'onde de pression par décharge électrique en deux électrodes immergées dans un milieu liquide et de préférence comprenant un réflecteur ellipsoidal tronqué où les électrodes sont montées au moins en partie à l'intérieur dudit réflecteur au voisinage du foyer interne et en particulier de part et d'autre du foyer interne, comme cela est connu à partir des applications précitées citées dans les documents précités. Grâce à l'invention, l'électrode présente une très bonne résistance aux chocs générés par les décharges, notamment grâce au fait que l'alliage réfractaire hautement allié précité présente une excellente ductilité, ainsi qu'un point de fusion élevé. il présente également une plus faible usure et donc une durée de vie beaucoup plus longue. Egalement, il peut être utilisé avantageusement lorsque le liquide de décharge est un liquide électriquement conducteur comme décrit dans la demande FR-A-2 649 252 qui est incorporée par référence, et en particulier présente une résistivité linéaire non supérieure à environ 20 ohms.cm. Une résistivité linéaire préférée est comprise entre quelques ohms.cm et environ 20 ohms.cm. On comprend naturellement que diverses variantes de réalisation de l'invention sont possibles. L'invention comprend donc tous les moyens techniques constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons. REVENDICATIONS 1. Electrode notamment utilisable pour réaliser une décharge électrique entre deux dites électrodes immergées dans un liquide de décharge, comprenant un alliage réfractaire, caractérisée en ce que ledit alliage réfractaire est un alliage réfractaire hautement allié, comprenant au moins 5 % en poids, de préférence compris entre 5 et 40 % en poids, d'au moins un élément alliant métallique noble réfractaire, en particulier choisi parmi le tungstène, le molybdène, le cobalt, le vanadium et le chrome. 2. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alliage comprend du carbone, de préférence de 0,4 % à 1,60 % en poids de carbone. 3. Electrode selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'alliage comprend de 0,5 à 8 % en poids de tungstène. 4. Electrode selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'alliage comprend de 0,5 à 8 % en poids de molybdène. 5. Electrode selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'alliage comprend jusqu'à 8 % en poids de chrome, de préférence de 2 à 6 % en poids de chrome. 6. Electrode selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'alliage comprend jusqu'à 8 % de cobalt, de préférence de 2 à 8 % en poids de cobalt. 7. Electrode selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que l'alliage comprend de 0,5 à 8 % en poids de vanadium. 8. Electrode selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que l'alliage présente la composition suivante : - carbone au moins 0,4 % - tungstène 0,5 - 6 % - molybdène 0,5 - 6 % - chrome 2 - 6 % - vanadium 1 - 3 Z - cobalt 2 - 6 %. 9. Electrode selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'alliage présente la composition suivante - carbone environ 0,85 % - tungstène environ 6 % - molybdène environ 6 % - cobalt environ 5 % - vanadium environ 2 % - chrome environ 4 % - fer : solde. 10. Electrode selon l'une des revendications prédécentes, caractérisée en ce que la surface de L'électrode est recouverte d'une couche d'un métal favorisant la soudure d'un alliage réfractaire, par exemple choisi parmi le groupe consistant de cuivre, or, argent. 11. Electrode selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche du métal favorisant la soudure est comprise entre 0,5 um et 50 pm, de préférence comprise entre 1 pm et 40 pm. 12. Electrode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'alliage réfractaire précité a subi au moins un traitement thermique à une température au moins égale à 1 0000C, de préférence au moins égale à 1 1000C, suivi d'au moins une trempe étagée à une température comprise entre 500 et 600 C, par exemple environ 5500C. 13. Electrode selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'après la trempe, on refroidit l'alliage à la température ambiante et on réalise au moins une opération de revenu et de préférence au moins deux opérations de revenu à une température comprise entre 500 et 6000C, de préférence environ 5500C pendant une période de temps suffisante, par exemple d'environ 1 h. 14. Electrode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite électrode est obtenue par usinage d'une pièce de coulée en l'alliage réfractaire précitée. 15. Appareil de génération d'onde de pression par décharge électrique entre deux électrodes immergées dans un milieu liquide, caractérisé en ce qu'au moins une desdites deux électrodes est telle que définie dans l'une quelconque des revendications précédentes, de préférence le milieu liquide précité est électriquement conducteur, en particulier en présentant une résistivité linéaire non supérieure à environ 20 ohms.cm. 16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdites électrodes précitées sont montées au moins en partie à l'intérieur d'un réflecteur ellipsoadal tronqué au voisinage du foyer interne, et en particulier de part et d'autre du foyer interne. 17. Appareil selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un appareil pour la destruction extracorpo relle de tissus, de lithiases ou concrétions, pour l'ostéotritie ou traitement des os, pour la guérison accélérée de fractures.