Brevet FR2677042A1 — publié le 19921204

i L'invention concerne une couche de résistance à l'usure sur une pièce soumise à une action d'usure importante, ainsi qu'un procédé pour la fabrication d'une telle couche. Pour le revêtement de pièces ou de parties de mécanismes, de nombreux procédés sont utilisés, tels que par exemple des procédés de pulvérisation thermique, de dépôt chimique par vaporisation, de dépôt physique par vaporisation, et des procédés par voie électrolytique. Sont également connus des procédés selon lesquels le matériau de revêtement est étalé sous la forme d'une pâte, ou selon lequel il est déposé sous la forme d'une bande Toutefois ces matériaux ne peuvent alors être -fondus que sous vide ou sous un gaz de protection réducteur. Tous ces procédés sont très onéreux du fait d'un appareillage important de coût élevé, et pour cette raison de tels revêtements ne peuvent être effectués que dans les ateliers équipés à cet effet. Pour la fabrication de pièces de grande série, simples et peu coûteuses, il est de ce fait nécessaire de trouver un procédé pour l'application de couches résistant à l'usure et à la corrosion, qui permette de maintenir au plus bas les coûts pour un tel revêtement de protection. Ce but fixé par l'inventeur est atteint grâce à une couche de résistance à l'usure, qui est formée sur une pièce soumise à une action d'usure importante et qui est caractérisée par un mélange de matériaux constitué d'au moins un matériau métallique en poudre et d'un flux non métallique en poudre, qui dissout les oxydes, ce mélange étant amené, par l'addition d'un liant stable et non corrosif, du type résine, sous une forme qui permet de l'appliquer sur la pièce en l'étalant ou en le déposant, et de le fondre. Par ailleurs, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une couche de protection de faible usure, sur une pièce soumise à une action d'usure importante, caractérisé en ce que l'on mélange au moins un matériau métallique en poudre et un flux non métallique en poudre qui dissout les oxydes, et que l'on additionne au mélange de matériaux, un liant stable et non corrosif, du type résine, après quoi ce mélange de matériaux renfermant un liant est étalé ou déposé sur la pièce, et fondu. Par la mise en oeuvre d'une masse de matériau sous forme de pâte ou de bande, qui est constituée d'une poudre métallique avec ou sans matériaux durs, d'un flux et d'un liant du type résine, il est possible de faire fondre le matériau appliqué, sans tenir compte de l'atmosphère environnante, à savoir dans l'air et au moyen d'une flamme autogène, ou dans un four à moufle, sans gaz de protection. Selon une autre caractéristique du procédé conforme à l'invention, le mélange de matériaux peut être mis sous forme de bande et durci, à une température inférieure à 1410 C, notamment entre 80 et 1400 C. Par ailleurs, le mélange de matériaux comportant le flux et le liant du type résine, soluble dans l'eau, peut être transformé en une pâte pouvant être étalée, qui est durcie après l'application sur la pièce devant être revêtue. D'autre part, il est possible de mélanger des matériaux durs au mélange de matériaux, ces matériaux durs étant de préférence revêtus au préalable de nickel ou de cobalt. L'invention vise également une couche de résistance à l'usure caractérisée par un alliage de base Ni-B-Si, notamment un alliage à base de Ni-Cr-B-Si, en tant que matériau métallique en poudre, le mélange de matériaux renfermant de préférence en tant que matériau métallique en poudre, un mélange d'un alliage de base Ni-B-Si et d'un alliage de base Ni-Cr-B-Si. Par ailleurs, la couche de résistance à l'usure est caractérisée par des copolymères de sels du genre des méthacrylates en tant que liant pour le mélange de matériaux, notamment par des esters de l'acide méthacrylique solubles dans l'eau, de préférence des esters de l'acide méthacrylique solubles dans le benzène. La couche peut également renfermer une résine polyuréthanne en tant que liant pour le mélange de matériaux. La quantité de liant dans le mélange de matériaux, est inférieure à 16 % en volume, notamment de 2 à 8 % en volume et de préférence 3 à 6 % en volume. Selon l'invention, la couche de résistance à l'usure se distingue également par un flux à base de composés de bore et d'oxygène, notamment à base de composés de bore, de fluor et d'oxygène. Par ailleurs, la part de flux dans le mélange de matériaux se situe entre 0,5 et 20 % en volume, notamment entre 1 et 10 % en volume, et de préférence entre 1,5 et 5 % en volume. D'autre part, la couche de résistance à l'usure est caractérisée par une addition de matériaux durs dans le mélange de matériaux en outre, la part en matériaux durs dans la masse de matériau se situant de préférence entre 20 et 90 % en volume, notamment en-dessous de 80 % en volume, ou en-dessous de 60 % en volume. De manière plus précise, la couche de résistance à l'usure se distingue par des carbures en tant que matériaux durs d'addition, notamment des matériaux durs sous la forme de carbures de tungstène, de préférence des carbures de tungstène de fusion, et/ou par des matériaux durs sous la forme de borures, siliciures et/ou nitrures. Finalement la couche de résistance à l'usure est caractérisée par une addition de cobalt. D'autres avantages, particularités et détails de l'invention apparaîtront à la lumière de la description des exemples suivants. EXEMPLE 1 Sur une tôle d'acier a été étalée au pinceau, en vue de fabriquer un tranchant auto-affûtant de lame de coupe, une masse de matériau sous forme de pâte, constituée d'un mélange d'une poudre d'un alliage Ni-Cr-B- Si comportant 25 % en poids de chrome, de 0,2 à 2,0 % en volume de flux, et de 4 à 6 % en volume d'un méthacrylate soluble dans l'eau Après le séchage et le durcissement, cette couche a été fondue à la flamme. Le revêtement ainsi réalisé présente après la fusion, un état de surface propre et lisse, caractérisé par une bonne tenue à la corrosion. EXEMPLE 2 A une masse de matériau sous forme de pâte d'un mélange de matériaux comprenant une poudre d'un alliage Ni-Cr-B-Si et une poudre de carbure de tungstène dans un rapport de mélange 50/50, ont été rajouté O,1 à 1,5 % en volume de flux et 5 à 7 % en volume de méthacrylate, pour obtenir la masse de matériau sous forme pâteuse. La réalisation du revêtement sur une pièce d'usure a été effectuée comme dans le cas de l'exemple 1. La couche achevée présente une bonne tenue à l'usure. EXEMPLE 3 Un revêtement a été réalisé comme dans l'exemple 1, en utilisant une masse de matériau sous forme de pâte, constituée d'un mélange d'une poudre d'un alliage Ni-B-Si et de borures de chrome dans un rapport de mélange de /30 A ce mélange ont été rajoutée 2,5 à 4,5 % en volume de flux, et 3 à 10 % en volume d'un méthacrylate soluble dans l'eau. Le revêtement ainsi réalisé de matériaux présente une bonne tenue à la corrosion et à l'usure. EXEMPLE 4 Sur un outil soumis à une sollicitation d'usure intensive à température élevée, a été appliqué un revêtement Sur la surface sollicitée a été appliquée une masse de matériau en forme de bande, constituée par un mélange de 20 % en poids d'une poudre d'un alliage Ni-Cr-B-Si et de 80 % en poids d'une poudre de carbure de chrome, qui ont été mélangés à 2,2 à 5,1 % en volume de méthacrylate soluble dans le benzène, et à 1 à 3 % en volume de flux La pâte épaisse ainsi obtenue a alors été laminée sous forme de bande, séchée et durcie La bande a ensuite été déposée sur la zone de l'outil devant être revêtue, puis fondue dans un four à moufle sans gaz de protection. Le revêtement ainsi réalisé, d'une épaisseur d'une couche de 2 mm, montre une bonne tenue à l'usure à température élevée. EXEMPLE 5 Sur la surface extérieure d'une pièce devant être en partie pourvue d'un revêtement résistant à la corrosion, a été appliquée une masse de matériau sous forme de bande, constituée d'un mélange d'une poudre d'un alliage Ni-Cr-B-Si avec une teneur en chrome de 16 % en poids, de 4 à 5 % en volume de flux et de 4 à 6 % en volume de méthacrylate soluble dans le benzène Une installation de brasage par induction a été utilisée pour réaliser la fusion de la masse de matériau en forme de bande déposée sur la pièce. La couche rapportée satisfait aux exigences demandées quant à la tenue à la corrosion. EXEMPLE 6 Le revêtement a été effectué comme dans les exemples 4 et 5, à la différence près que le mélange pour la masse de matériau en forme de bande était constitué d'un mélange de 50 % en poids d'une poudre d'un alliage Ni-Cr-B-Si et de 50 % en poids d'un mélange de matériaux durs comprenant 25 % eus poids de carbure de tungstène et % en poids de carbure de chrome, auquel ont été additionnés 4 à 6 % en volume de flux et 3 à 5, 5 % en volume de méthacrylate soluble dans le benzène. La pâte ainsi fabriquée a alors été laminée et durcie L'utilisation correspond à celle qui a été faite dans l'exemple 4. REVENDICATIONS 1 Couche de résistance a 'Lusure sur une pièce soumise à une action d'usure importante, caractérisée par un mélange de matériaux constitué d'au moins un matériau métallique en poudre et d'un flux non métallique en poudre qui dissout les oxydes, ce mélange étant amené, par l'addition d'un liant stable et non corrosif, du type résine, sous une forme qui permet de l'appliquer sur la pièce en l'étalant ou en le déposant, et de le fondre. 2 Procédé de fabrication d'une couche de protection de faible usure, sur une pièce soumise à une action d'usure importante, caractérisé en ce que l'on mélange au moins un matériau métallique en poudre et un flux non métallique en poudre qui dissout les oxydes, et que l'on additionne au mélange de matériaux, un liant stable et non corrosif, du type résine, après quoi ce mélange de matériaux renfermant un liant est étalé ou déposé sur la pièce, et fondu. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange de matériaux est mis en forme de bande et durci, à une température inférieure à 1410 C, notamment entre 80 et 1400 C. 4 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange de matériaux comportant le flux et le liant du type résine, soluble dans l'eau, est transformé en une pâte pouvant être étalée, qui est durcie après l'application sur la pièce devant être revêtue. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'au mélange de matériaux sont mélangés des matériaux durs, ceux-ci étant de préférence revêtus au préalable de nickel ou de cobalt. 6 Couche selon la revendication 1, caractérisée par un alliage de base Ni-B-Si, notamment un alliage à base de Ni-Cr-B-Si, en tant que matériau métallique en poudre, le mélange de matériaux renfermant de préférence en tant que matériau métallique en poudre, un mélange d'un alliage de base Ni-B-Si et d'un alliage de base Ni-Cr-B- si. 7 Couche selon la revendication 1, caractérisé par des copolymères de sels du genre des méthacrylates en tant que liant pour le mélange de matériaux, notamment par des esters de l'acide méthacrylique solubles dans l'eau, de préférence des esters de l'acide méthacrylique solubles dans le benzène. 8 Couche selon la revendication 1, caractérisée par une résine polyuréthanne en tant que liant pour le mélange de matériaux. 9 Couche selon la revendication 1, 7 ou 8, caractérisée par une quantité de liant dans le mélange de matériaux, inférieure à 16 % en volume, notamment de 2 à 8 % en volume et de préférence de 3 à 6 % en volume. Couche selon la revendication 1, caractérisée par un flux à base de composés de bore et d'oxygène, notamment à base de composés de bore, de fluor et d'oxygène. 11 Couche selon la revendication 1 ou 10, caractérisée en ce que la part de flux dans le mélange de matériaux se situe entre 0,5 et 20 % en volume, notamment entre 1 et 10 % en volume, et de préférence entre 1,5 et % en volume. 12 Couche selon la revendication 1 ou l'une des revendications 6 à 11, caractérisée par une addition de matériaux durs dans le mélange de matériaux en poudre, la part en matériaux durs dans la masse de matériaux se situant de préférence entre 20 et 90 % en volume, notamment en-dessous de 80 % en volume, ou endessous de % en volume. 13 Couche selon la revendication 12, caractérisée par des carbures en tant que matériaux durs d'addition, notamment des matériaux durs sous la forme de carbures de tungstène, de préférence des carbures de tungstène de fusion, et/ou par des matériaux durs sous la forme de borures, siliciures et/ou nitrures. 14 Couche selon la revendication 1 ou 13, caractérisée par une addition de cobalt.