Brevet FR2707302A1 — publié le 19950113

"Procédé de trempe ou de réchauffage de pièces" L'invention concerne un procédé de trempe ou de réchauffage de pièces, selon lequel on refroidit dans un fluide, une pièce recuite ou on réchauffe une pièce. Il existe des matières dont les résistance ou dureté spécifiques ne s'obtiennent que par un re- froidissement rapide de la température d'austénisation ou de dissolution, suivi d'un stockage. En cas de re- froidissement lent, le matériau ne se transforme pas uniformément; il se forme pendant le refroidissement, des séparations de sorte que l'on ne peut atteindre10 les valeurs de résistance ou de dureté souhaitées. Dans le cas de trempe dans des bains de sel sans eau, on peut constater en particulier pour des pièces à paroi épaisse, qu'une partie importante de la matière ne participe pas à la transformation souhaitée à cause de15 la lenteur du refroidissement de la pièce. Par ail- leurs, il existe des matières qu'il faut réchauffer aussi rapidement que possible à une certaine tempéra- ture. La présente invention a pour but de perfec- tionner un procédé correspondant au type défini ci- dessus pour atteindre une vitesse de refroidissement suffisante. A cet effet l'invention concerne un procédé du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'on injecte de l'azote dans le milieu, le milieu fluide peut être du sel, de l'huile ou d'autres bains.. Par injection de gaz on crée un mouvement important du bain qui augmente considérablement la vi- tesse de refroidissement ou de chauffage de la pièce immergée. Le temps de trempe ou de réchauffage peut ainsi être réduit de plusieurs minutes. On a pu obtenir de bons résultats avec de l'azote injecté qui de plus n'est pas agressif. Le mi- lieu fluide peut être un sel, de l'huile ou d'autres bains. Le gaz est insufflé de préférence en-dessous de la pièce immergée dans le bain, à proximité des pa- rois de la pièce. Du fait de sa faible densité, le gaz remonte et il tire le milieu fluide vers le haut en créant ainsi une circulation. De plusr il se forme dans la zone des bulles de gaz ascendantes, un écoule- ment turbulent augmentant considérablement la conduc- tivité thermique dans le milieu. On insuffle ainsi du gaz pour que les bulles de gaz qui remontent touchent autant que possible la paroi de la pièce. Dans le cas d'un cylindre creux, l'écoulement de bulles de gaz doit par exemple se faire à la fois le long de la sur- face intérieure et le long de la surface extérieure de la paroi. L'écoulement provoqué par l'injection de gaz peut également être renforcé par une circulation méca- nique, par exemple à l'aide d'agitateurs à hélice. Le mouvement du bain évite une stratifica- tion de la température du fluide de refroidissement ou de chauffage. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de ré- alisaticon représenté schématiquement au dessin. Dans le dessin, on a un réservoir 11 rempli d'un milieu liquide, par exemple d'un bain de sel 10, dans lequel on veut tremper une pièce cylindrique 12 d'épaisseur de paroi variable. La zone la plus épaisse 13 a des épaisseurs de paroi de l'ordre de 50 mm. Pour injecter le gaz on a prévu deux couronnes de buse 14, 15 qui se trouvent dans la zone inférieure du réser- voir 11. Le diamètre de l'une des couronnes de buse de gaz 14 est au maximum aussi grand que la plus petite dimension libre de la pièce 12 alors que le diamètre de la seconde couronne de buse de gaz est au moins aussi grand que le diamètre extérieur de la pièce 12. Les deux couronnes de buse de gaz 14 et 15 sont con- centriques, dans un plan parallèle à la face frontale ou au fond de la pièce 12 à tremper. Le bain de sel a été maintenu à une tempéra- ture de 160 C; l'injection de gaz a été mise en oeu- vre et la pièce austénitisée 12 a été plongée dans le bain de sel 10 jusqu'au voisinage des couronnes de buse de gaz 14 et 15. Le gaz utilisé était de l'azote qui remontait sous la forme de bulles 20 le long de la paroi intérieure et de la paroi extérieure de la pièce 12 et a mis le bain de sel 10 en circulation dans la direction des flèches 21 et 22. De cette manière, le milieu le plus froid arrive très rapidement sur la paroi à refroidir. On a ainsi pu constater que de cette manière on pouvait re- froidir la pièce 12 d'une température de 880 C à 250 C en 4 minutes alors que la durée de refroidissement sans injection de gaz 20 était d'environ 12 minutes. Abstraction faite de cela, les propriétés mécaniques, en particulier aux endroits les plus épais 13 de la pièce 12, n'étaient pas satisfaisantes dans le cas d'une trempe sans couronne d'injection de gaz. La circulation 21, 22 peut en outre être ac- centuée par des moyens de mise en circulation 25, 26 prévus suivant le sens de mise en circulation. A la place de deux couronnes de buse de gaz 14, 15, concentriques, on peut également avoir une seule couronne de buse de gaz avec deux couronnes d'o- rifice formant buse. Suivant la réalisation de la piè- ce à traiter on prévoit une installation d'injection de gaz de forme appropriée. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de trempe ou de réchauffage de pièces selon lequel on refroidit une pièce recuite dans un milieu fluide ou on chauffe une pièce dans ce milieu, procédé caractérisé en ce que pour augmenter la vitesse de refroidissement ou de réchauffage on in- jecte du gaz (20) dans le milieu fluide (10). 2 ) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on injecte de l'azote dans le milieu (10), le milieu fluide peut être du sel, de l'huile ou d'autres bains. ) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'injection de gaz (14, 15) se fait en-dessous de la pièce (12) immergée dans le mi- lieu (10), à proximité des parois de la pièce. ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on met en outre le milieu (10) en circulation avec des moyens mécaniques (25, 26), par exemple à l'aide d'agitateur à hélice.