FR2531105A1 - Process for thermochemical treatment of steel and alloy articles and articles treated in accordance with the said process. - Google Patents

Abstract

The invention relates to metallurgy. The process forming the subject of the invention is of the type in which the surface of the articles is saturated with silicon by diffusion, with formation of a silicide layer and is then saturated with antifriction substances, and is characterised in that the saturation of the surface of the articles with antifriction substances is performed by starting with the tempering medium during the isothermal tempering of the articles. The invention applies especially to the treatment of the rubbing surfaces of steel and cast iron articles working in rubbing pairs of the shaft-smooth bearing type or sliding under conditions of limited greasing, high loads, low sliding speed and increased temperatures.

Description

La présente invention concerne la métallurgie, plus précisément le traitement de la surface de pièces en aciers et alliages, et a notamment pour objet un procédé de traitement thermochimique de pièces en aciers et alliages, ainsi que les pièces traitées conformément audit procédé. The present invention relates to metallurgy, more precisely the treatment of the surface of parts made of steels and alloys, and in particular relates to a process for thermochemical treatment of parts made of steels and alloys, as well as the parts treated in accordance with said method.

L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale au traitement des surfaces frottantes de pièces en acier et en fonte, travaillant dans les couples à frottement du type arbre-appui lisse ou à glissement dans les conditions d'un graissage limité, de fortes charges, de faibles vitesse de glissement et de températures accrues, à savoir, les coussinets des paliers soumis à de fortes charges, les axes ou plaques (maillons) des convoyeurs, les assemblages à frottement des transporteurs de matériel agricole. The invention can be applied with maximum effectiveness to the treatment of the friction surfaces of steel and cast iron parts, working in friction friction pairs of the smooth shaft-bearing type or sliding under conditions of limited lubrication, heavy loads. , low sliding speed and increased temperatures, namely, the bearings of bearings subjected to heavy loads, the axes or plates (links) of conveyors, the friction assemblies of transporters of agricultural equipment.

En outre, l'invention peut être appliquée dans la fabrication et la réparation de divers types de sousensembles d'étanchéité, d'éléments de guidage des outils pour le formage à la presse, de contacts électriques, etc. In addition, the invention can be applied in the manufacture and repair of various types of sealing sub-assemblies, guiding elements for tools for press forming, electrical contacts, etc.

On connais largement des procédés de traitement thermochimique de pièces' en aciers et alliages, dans lesquels la surface des pièces est saturée d'azote, de carbone, de chrome et d'autres éléments, ce qui conduit à une augmentation de la dureté superficielle des pièces. Ces processus assurent une élévation des carac téristiques mécaniques de la surface des pièces, y compris leur résistance à l'usure par abrasion. Toutefois, dans
o lescouples à frottement en matériaux proches l'un de l'autre par leurs propriétés (acier sur acier, acier sur fonte), les pièces sont susceptibles d'arrachures et de grippages et requièrent un graissage permanent. Ceci implique l'emploi d'alliages antifrictiocoûteux dans le couple.Thermochemical treatment processes for parts of steels and alloys are widely known, in which the surface of the parts is saturated with nitrogen, carbon, chromium and other elements, which leads to an increase in the surface hardness of rooms. These processes ensure an elevation of the mechanical characteristics of the surface of the parts, including their resistance to abrasion wear. However, in
o Couples with friction in materials close to each other by their properties (steel on steel, steel on cast iron), the parts are susceptible to tearing and jamming and require permanent lubrication. This implies the use of costly anti-friction alloys in the couple.

Parmi les procédés de traitement thermochimique, on connait un procédé prévoyant la saturation par diffusion de la surface des pièces avec du silicium, qui est principalement appliqué en tant que méthode d'accroissement de la résistance à chaud aux agents chimiques et de protection contre la corrosion. Toutefois, il a été prouvé que sur l'acier et la fonte, les cuuches siliciurées, douées de porosité, s'imprégnaient bien de lubrifiant liquide et ne le cédaient en rien au bronze en ce qui concerne les propriétés antifriction. Ces dernières années, on a mis au point une série de méthodes de saturation de la couche poreuse siliciurée avec des matières antifrictions par bouillissage, frottage etc. Among the thermochemical treatment methods, there is known a method providing saturation by diffusion of the surface of the parts with silicon, which is mainly applied as a method of increasing the hot resistance to chemical agents and of protecting against corrosion. . However, it has been proven that on steel and cast iron, siliconized hoses, endowed with porosity, soak up liquid lubricant well and do not give it anything to bronze with regard to anti-friction properties. In recent years, a series of methods have been developed for saturating the siliconized porous layer with anti-friction materials by boiling, rubbing, etc.

On connait notamment un procédé de traitement thermochimique de pièces en aciers et alliages, dans lequel les pièces sont saturées de silicium par diffusion, avec formationd1une couche siliciuréepuissont saturées de matières antifrictions. Lors de la siliciuration aux régimes prescrits, il se forme dans la couche siliciurée des pores débouchant à la surface de la pièce. La saturation subséquente de la couche siliciurée avec une matière antifriction (carbone) s'effectue par cémentation des pièces, de préférence par cémentation gazeuse. Il est connu que le silicium, en se dissolvant dans le fer, stabilise le ferrite et empêche la dissolution du carbone dans l'acier.C'est pourquoi, lors de la cémentation, le carbone ne se dissout pas dans l'acier ; le carbone déposé par pyrolyse sur la surface de la pièce remplit les pores de la couche siliciurée. Il s'ensuit une amélioration-de l'adsorption-des lubrifiants liquides à la surface des pièces, ce qui élève les propriétés antifriction des pièces dans les couples de frottement en présence de lubrifiant liquide. A thermochemical treatment process for parts of steels and alloys is known in particular, in which the parts are saturated with silicon by diffusion, with the formation of a siliconized layer which is saturated with anti-friction materials. During siliciding at the prescribed regimes, it forms in the silicided layer of the pores opening onto the surface of the part. The subsequent saturation of the silicided layer with an anti-friction material (carbon) is carried out by case hardening of the parts, preferably by gas hardening. It is known that silicon, by dissolving in iron, stabilizes ferrite and prevents the dissolution of carbon in steel. This is why, during cementation, carbon does not dissolve in steel; the carbon deposited by pyrolysis on the surface of the part fills the pores of the silicided layer. This results in an improvement in the adsorption of liquid lubricants on the surface of the parts, which increases the anti-friction properties of the parts in the friction torques in the presence of liquid lubricant.

Toutefois, les pièces ayant subi la siliciuration, suivie de la cémentation par le carbone, se trouvent à l'état recuit ; leurs propriétés mécaniques sont insuf
fisantes et la capacité de charge de leur surface est basse.However, the parts having undergone siliciding, followed by carburizing by carbon, are in the annealed state; their mechanical properties are insufficient
and the carrying capacity of their surface is low.

En outre, quand les pièces ainsi traitées sont utili sées dans des sous-ensembles à graissage limité (périodique), elles n'assurent pas des propriétés antifriction suffisantes aux basses vitesses de glissement sous de fortes charges, aux températures élevées, quand le lubrifiant se volatilise ou brûle rapidement, dans des conditions de fréquents démarrages, arrêts et inversions du glissement
On s'est donc proposé de créer un procédé de traitement thermochimique de pièces en aciers et alliages, dans lequel l'opération de saturation de la surface des pièces avec des matières antifrictions confèrerait à ces pièces des proprié- tés mécaniques élevées et une grande capacité de charge, en conjugaison avec de hautes propriétés antifriction de leur surface dans des conditions de graissage limité-de faibles vitesses de glissement et de températures accrues
La solution cnnsiste en un procédé de traitement thermochimique de pièces en aciers et alliages, du type dans lequel la surface des pièces est saturée de silicium par diffusion, avec formation d'une couche siliciurée, puis est saturée de matières antifrictions, -caractérisé, d'après l'invention, en ce que la saturation de la surface des pièces avec les matières antifrictions s'effectue à partir du milieu de trempe, au cours de la trempe isotherme des pièces.In addition, when the parts thus treated are used in sub-assemblies with limited (periodic) lubrication, they do not provide sufficient anti-friction properties at low sliding speeds under heavy loads, at high temperatures, when the lubricant is volatilizes or burns quickly, under conditions of frequent starts, stops and reversals of the slip
It has therefore been proposed to create a process for thermochemical treatment of parts made of steels and alloys, in which the operation of saturating the surface of the parts with anti-friction materials would give these parts high mechanical properties and a large capacity. load, in combination with high anti-friction properties of their surface under conditions of limited lubrication - low sliding speeds and increased temperatures
The solution consists in a process of thermochemical treatment of parts in steels and alloys, of the type in which the surface of the parts is saturated with silicon by diffusion, with the formation of a siliconized layer, then is saturated with antifriction materials, -characterized, d after the invention, in that the saturation of the surface of the parts with the anti-friction materials is effected from the quenching medium, during the isothermal quenching of the parts.

Grtce au fait que la saturation de la surface des pièces par les matières antifrictions s'effectue au cours de la trempe isotherme, la matière antifriction se trouvant dans le milieu de trempe et contactant la surface chaude de la pièce remplit bien les pores de la couche siliciurée, ce qui assure la rétention du lubrifiant à la surface en quantité suffisante pour conserver de hautes propriétés antifriction de la surface quand l'apport de graisse à partir de l'extérieur est limité, que les vitesses de glissement sont faibles et que les températures sont accrues. Thanks to the fact that the surface of the parts is saturated with the anti-friction materials takes place during isothermal quenching, the anti-friction material being in the quenching medium and contacting the hot surface of the part well fills the pores of the layer. siliconized, which ensures the retention of the lubricant on the surface in sufficient quantity to maintain high anti-friction properties of the surface when the supply of grease from the outside is limited, that the sliding speeds are low and that the temperatures are increased.

La diffusion du silicium dans l'acier (l'alliage) provoque un refoulement du carbone en profondeur dans la pièce, dans laquelle il se forme une couche à concentration de carbone accrue par rapport à celle du coeur. Il s'ensuit que, lors dela trempe isotherme, il se forme sous la couche siliciurée une structure de bainite inférieure ou de martensite de revenu, qui confère à la pièce des caractéristiques mécaniques élevées et une haute capacité de charge.The diffusion of silicon in the steel (the alloy) causes a backflow of carbon deep into the part, in which a layer with increased carbon concentration is formed compared to that of the core. It follows that, during the isothermal quenching, a lower bainite or tempering martensite structure is formed under the siliconized layer, which gives the part high mechanical characteristics and a high load capacity.

Si le taux de carbone dans l'acier est faible, il est avantageux d'utiliser, en tant que milieu pour la trempe isotherme, un alliage de Wood à une température de 150 à 2500 C. Pour le traitement de pièce en acier et alliages à forte Pénétration de la trempe, il est avantageux d'utiliser en tant que milieu de trempe un régule à une température de 390 à 500 C.  If the carbon content in the steel is low, it is advantageous to use, as a medium for isothermal quenching, a Wood alloy at a temperature of 150 to 2500 C. For the treatment of steel and alloy parts at high quenching penetration, it is advantageous to use as a quenching medium a regulator at a temperature of 390 to 500 C.

Selon la composition de l'acier (alliage) et la structure de la couche siliciurée et des couches de transition, on peut employer en tant que milieu de trempe des huiles puur cylindres ou de l'étain à une température de 280 à 3500C, produits qui sont utilisés à cette fin. Depending on the composition of the steel (alloy) and the structure of the silicided layer and the transition layers, it is possible to use, as quenching medium, oils for cylinders or tin at a temperature of 280 to 3500C, products that are used for this purpose.

Vu que l'emploi du plomb en tant que milieu de trempe est indésirable par suite de la toxicité des bains de plomb, mais que, d'autre part, le plomb est une matière antifriction convenant particulièrement bien au remplissage des pores, il est avantageux d'utiliser en tant que milieu de trempe des huiles pour cylindres additionnées de poudre de plomb de grande finesse. Since the use of lead as a quenching medium is undesirable due to the toxicity of lead baths, but since lead is also an anti-friction material which is particularly suitable for filling pores, it is advantageous to use as a quenching medium cylinder oils added with very fine lead powder.

Pour améliorer les propriétés d'utilisation de la couche siliciurée à la surface des pièces dont la saturation en matières antifrictions s'effectue par trempe isotherme, on peut y introduire des élément d'alliage assurant l'obtention d'une porosité prédéterminée dans la couche et le refoulement en profondeur du carbone de la couche cémentée dans la pièce pour y former une couche de trempabilité accrue. To improve the properties of use of the siliconized layer on the surface of the parts of which the saturation in anti-friction materials is effected by isothermal quenching, it is possible to introduce therein alloying elements ensuring the obtaining of a predetermined porosity in the layer. and pushing the carbon deep from the cemented layer into the part to form a layer of increased hardenability.

Ainsi, pour accroître la résistance mécanique par formation de phases intermétalliques et carbure dans la couche cémentée, on peut y introduire du chrome en quantité suffisante pour que son taux dans la couche atteigne de préférence jusqu'à 4 só au maximum, car la formation d'une trop grande quantité de carbures provoquerait la décarburation de la couche de transition. Thus, to increase the mechanical strength by formation of intermetallic and carbide phases in the cemented layer, chromium can be introduced in sufficient quantity so that its rate in the layer preferably reaches up to 4 só at most, because the formation of 'Too much carbides would cause decarburization of the transition layer.

Il est avantageux d'introduire dans la couche siliciurée de l'aluminium, afin d'augmentffl sa résistance à chaud aux agents chimiques gracie à la formation de composés intermétalliques et d'oxydes complexes, en quantité suffisante pour que son taux dans la couche atteigne de préférence jusqu'à 2% au maximum, car la cémentation par l'aluminium augmente la porosité de la couche. It is advantageous to introduce aluminum into the siliconized layer, in order to increase its resistance to heat to chemical agents thanks to the formation of intermetallic compounds and complex oxides, in sufficient quantity so that its level in the layer reaches preferably up to a maximum of 2%, since carburizing with aluminum increases the porosity of the layer.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif. The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear better in the light of the explanatory description which will follow of various embodiments given solely by way of nonlimiting example.

Le procédé de traitement thermochimique de pièces en aciers et alliages faisant l'objet de l'invention consiste en ce qui suit. The process for thermochemical treatment of parts of steels and alloys which is the subject of the invention consists of the following.

La surface des pièces est saturée de silicium par diffusion, les pièces étant placées dans un mélange de poudres contenant les constituants connus par lesspécia- listes, notamment du ferrosilicium broyé, de la chamotte et un activateur halogène, ou bien dans une pâte contenant des constituants analogues, dans lequel elles sont chauffées jusqu'à une température de 800 à 12000C et maintenues en séjour à un régime prédéterminé. Après refroidissement, les pièces subissent le nettoyage nécessaire et l'usinage définitif aux cotes prescrites. Ensuite les pièces sont saturées de matières antifrictions. The surface of the parts is saturated with silicon by diffusion, the parts being placed in a mixture of powders containing the constituents known by specialists, in particular ground ferrosilicon, chamotte and a halogen activator, or else in a paste containing constituents analogues, in which they are heated to a temperature of 800 to 12000C and kept in residence at a predetermined regime. After cooling, the parts undergo the necessary cleaning and final machining at the prescribed dimensions. Then the parts are saturated with anti-friction materials.

D'après l'invention, la saturation de la surface des pièces par les matières antifrictions s'effectue au cours de la trempe isotherme, à partir du milieu de trempe. Pour cela, on chauffe le milieu de trempe contenant les matières antifrictions jusqu'à la température de trempe isotherme, qui est maintenue constante pendant le déroulement de la trempe. Les pièces sont chauffées jusqu'à la température prescrite, maintenues en séjour pour la mise en température jusqu'à la profondeur prescrite, puis elles sont placées dans le milieu de trempe où elles sont maintenues en séjour pendant le temps fixé pour la saturation de leurs surfaces par les matières antifrictions et l'achèvement des transformations structurales se produisant lors de la trempe. According to the invention, the saturation of the surface of the parts with the anti-friction materials takes place during isothermal quenching, starting from the quenching medium. For this, the quenching medium containing the anti-friction materials is heated to the isothermal quenching temperature, which is kept constant during the course of the quenching. The pieces are heated to the prescribed temperature, kept in stay for the temperature up to the prescribed depth, then they are placed in the quenching medium where they are kept in stay for the time fixed for the saturation of their surfaces by anti-friction materials and the completion of structural transformations occurring during quenching.

Le milieu de trempe utilisé est un alliage de Wood à une température de 150 à 2500C, dans le cas où les pièces sont en aciers à basse teneur en carbone ou s'il est nécessaire d'obtenir une structure du type martensite dans la couche de transition et au coeur de la pièce. The quenching medium used is a Wood alloy at a temperature of 150 to 2500C, in the case where the parts are made of low carbon steels or if it is necessary to obtain a structure of the martensite type in the layer of transition and at the heart of the room.

Pour obtenir dans la couche de transition et au coeur des structures intermédiaires du type bainite, on utilise en tant que milieu de trempe de l'étain à une température de 280 à 3500C, ou des huiles pour cylindres aux températures prévues pour elles. In order to obtain intermediate structures of the bainite type in the transition layer and at the core, tin quenching medium at a temperature of 280 to 3500 ° C. or cylinder oils is used as the quenching medium.

Dans le cas où il est avantageux que la matière antifriction soit le plomb, on utilise en tant que milieu de trempe des huiles pour cylindres, dans lesquelles on introduit une poudre de plomb de grande finesse. In the case where it is advantageous that the anti-friction material is lead, cylinder oils are used as quenching medium, into which a very fine lead powder is introduced.

Pour les alliages a forte pénétration de la trempe, le milieu de trempe utilisé est un régule à une température de 390 à 5000C. For alloys with high penetration of quenching, the quenching medium used is a regulator at a temperature of 390 to 5000C.

L'introduction d'éléments d'alliage dans la couche siliciurée s'effectue en additionnant aux constituants du mélange de poudres ou de la pâte dans lequel s'effectue la saturation par diffusion, du silicium, du ferrochrome, du ferroaluminium, et d'autres composés contenant du chrome et de l'aluminium. La quantité de composés ajouts est fixée à une valeur assurant dans la couche cémentée un taux de chrome allant jusqu'à 4 % et un taux d'aluminium allant jusqu'à 2 %. The introduction of alloying elements into the siliconized layer is carried out by adding to the constituents of the mixture of powders or of the paste in which the saturation by diffusion takes place, silicon, ferrochrome, ferroaluminium, and other compounds containing chromium and aluminum. The quantity of added compounds is fixed at a value ensuring in the cemented layer a chromium content of up to 4% and an aluminum content of up to 2%.

Plus bas sont dé crits, pour une meilleure compréhension de l'invention, des exemples de réalisation concrets mais non limitatifs. Below are described, for a better understanding of the invention, concrete but nonlimiting exemplary embodiments.

Exemple 1. Example 1.

On a traité une douille de palier (appui) d'un rouleau de rouleuse, travaillant dans les conditions d'un graissage limité, d'inversions et d'arrêts fréquents, à de faibles vitesses de glissement, sous des charges moyennes de 6 à 8 NPa. D'ordinaire, de telles douilles sont réalisées en bronze à faible teneur en étain, additionné deplomb et de zinc. On a fabriqué cette douille en acier douxgà teneur en carbone de 0,22 /%. On a saturé la douille de silicium, par diffusion dans un mélange de poudres contenant du ferrosilicium, de la chamotte et un activateur halogène. We have treated a bearing bush (support) of a rolling roller, working under conditions of limited lubrication, frequent reversals and stops, at low sliding speeds, under average loads of 6 to 8 NPa. Usually, such sockets are made of bronze with a low tin content, added with lead and zinc. This bushing was made of mild steel with a carbon content of 0.22 /%. The silicon sleeve was saturated by diffusion into a mixture of powders containing ferrosilicon, chamotte and a halogen activator.

Il s'est ensuivi la formation sur la surface active de la douille d'une couche siliciurée d'une épaisseur de 0,4 à 0,5 mm, à pores disposés radialement et débouchant à la surface, ce qui a été déterminé par analyse métallographique
Cette analyse a également fait apparaître la présence d'une couche de transition dune épaisseur de 0,2 à 0,25 mm à structure d'acier et à taux de carbone d'environ 0,4 96,
Après refroidissement, on a sorti la douille du mélange, on l'a nettoyée-et on l'a rectifiée aux cotes spécifiées sur le dessin, des surépaisseurs déterminées étant laissées à cet effet lors de la fabrication
Ensuite on a chauffé la douille jusqu'à une température de 9000C et on l'a plongée dans de l'huile pour cylindres du type "Vapor", réchauffée jusqu'à 2200C, où on l'a maintenue en séjour pendant 30 à 40 min. Les rouleaux ont été utilisés pendant 2 ans, dune révision moyenne à la suivante, un rouleau ayant été monté sur une- douille en bronze et une douille en acier traitée-par le procédé décrit.This resulted in the formation on the active surface of the sleeve of a siliconized layer with a thickness of 0.4 to 0.5 mm, with pores arranged radially and opening onto the surface, which was determined by analysis. metallographic
This analysis also revealed the presence of a transition layer 0.2 to 0.25 mm thick with a steel structure and a carbon content of approximately 0.496,
After cooling, the sleeve was taken out of the mixture, it was cleaned and it was corrected to the dimensions specified in the drawing, specific extra thicknesses being left for this purpose during manufacture
Then the bush was heated to a temperature of 9000C and immersed in cylinder oil of the "Vapor" type, warmed up to 2200C, where it was kept for 30 to 40 min. The rollers were used for 2 years, from an average revision to the next, a roller having been mounted on a bronze bushing and a steel bushing treated by the process described.

La surface de la douille en bronze présentait des sillons profondes, des arrachures il y avait des traces de bronze sur le tourillon du rouleau La surface de la douille en acier présentait de petits sillons, sans traces de grippures.  The surface of the bronze bushing had deep furrows, tears there were traces of bronze on the journal of the roller The surface of the steel bushing had small furrows, without traces of seizure.

Le changement des dimensions linéaires de la surface active de la douille en acier était de 2 à 2,5 fois plus petit que celui de la douille en bronze, et le changement de la conicité, de 3 à 4 fois plus petit La douille en bronze devait être remplacée, tandis que la douille en acier pouvait encore être utilisée.The change in linear dimensions of the active surface of the steel bush was 2 to 2.5 times smaller than that of the bronze bush, and the change in taper, 3 to 4 times smaller The bronze bush had to be replaced, while the steel sleeve could still be used.

Exemple 2. Example 2.

Ona traité les axes d'une chaîne de convoyeur d'une section de mise en peinture dans une usine automobile. We treated the axes of a conveyor chain of a painting section in an automobile factory.

Pendant le service, la chaîne passe à travers un four de séchage chauffé jusqu'à 3O00C. Les axes étaient réalisés en acier à taux de carbone de 0,43 %. Suivant la méthode de production en série, ils étaient trempés par induction haute fréquence et travaillaient en couple avec l'oeillet d'une plaque soumise elle aussi à un traitement thermique
On a saturé les axes de silicium par diffusion, avec introduction simultanée de chrome et d'aluminium dans la couche siliciurée. Ce traitement a été réalisé dans une pâte à base de liant organique, composée de ferrosilicium, de poudre de rechargement, contenant du chrome, de la poudre d'aluminium et de l'oxyde d'aluminium, et un activateur halogène.During service, the chain passes through a drying oven heated to 30 ° C. The axes were made of 0.43% carbon steel. According to the mass production method, they were hardened by high frequency induction and worked in couple with the eyelet of a plate also subjected to a heat treatment.
The silicon axes were saturated by diffusion, with simultaneous introduction of chromium and aluminum into the siliconized layer. This treatment was carried out in a paste based on organic binder, composed of ferrosilicon, recharging powder, containing chromium, aluminum powder and aluminum oxide, and a halogen activator.

L'analyse métallographique à l'extrémité de l'axe a fait apparaître la présence dtune couche siliciurée d'une épaisseur de 0,15 à 0,2 mm avec des pores débouchant à la surface, ainsi quela présence d'une couche de transition d'une épaisseur de 0,1 mm à taux de carbone d'environ 0,8 %. Metallographic analysis at the end of the axis revealed the presence of a siliconized layer 0.15 to 0.2 mm thick with pores emerging at the surface, as well as the presence of a transition layer. 0.1 mm thick with a carbon content of around 0.8%.

L'analyse spectrale de la couche, réalisée à l'aidé d'un générateur à étincelles à haute fréquence, a fait apparaître la présence dans la couche d'environ 3,5 % de chrome et 1,5 o/o d'aluminium.The spectral analysis of the layer, carried out using a high frequency spark generator, revealed the presence in the layer of about 3.5% chromium and 1.5 o / o of aluminum. .

Les tentatives d'introduction de plus de 4 % de chrome dans la couche aboutissaient à la décarburation de la couche de transition, et l'introduction de plus de 2 % d'aluminium augmentait fortement la porosité de la couche, sa fragilité. Attempts to introduce more than 4% chromium into the layer resulted in the decarburization of the transition layer, and the introduction of more than 2% aluminum greatly increased the porosity of the layer, its brittleness.

Après nettoyage, les pièces ont été soumises à la saturation par une matière antifriction. Pour cela, les pièces chauffées par induction haute fréquence ont été plongées dans un alliage de Wood chauffé jusqu'à 1800C.  After cleaning, the parts were subjected to saturation with an anti-friction material. For this, the parts heated by high frequency induction were immersed in a Wood alloy heated to 1800C.

La durée de séjour était de 20 à 30 min.The duration of stay was 20 to 30 min.

La chaîne de convoyeur dont les axes avaient été traitée par le procédé décrit a été utilisée pendant 4,5 mois. Aucun lubrifiant n'a été introduit dans les couples constitués par les axes usinés et les plaques de la chaîne.  The conveyor chain whose axes had been treated by the process described was used for 4.5 months. No lubricant was introduced into the torques formed by the machined shafts and the chain plates.

Un axe enlevé après le délai indiqué avait une surface rodée sans arrachures et sans grippures, avec une usure insignifiante. Les autres axes ont encore été utilisés pendant un temps prolongé Les axes fabriqués en série, en l'absence de graissage périodique exécuté après chaque passage à travers le four- de séchage, étaient mis hors d'usage en 2 ou 3 semaines, l'usure linéaire atteignant 2 mm et même plus.An axle removed after the specified time had a lapped surface without tears and no seizures, with insignificant wear. The other axes were still used for an extended time The axes produced in series, in the absence of periodic lubrication performed after each passage through the drying oven, were put out of use in 2 or 3 weeks, the linear wear up to 2 mm and even more.

Exemple 3. Example 3.

On a traité les paliers lisses d'une-visconvoyeuse en acier inoxydable, travaillant sans graissage. dans un milieu constitué par du carbone technique ayant une température d'environ 2000C. Les paliers réalisés en fonte grise ont été saturés de silicium par diffusion avec introduction simultanée dans la couche siliciurée de 2,5 % de chrome. Dans un mélange de poudres constitué par du ferrosilicium, du ferrochrome, du sable quartzeux et un activateur halogène, la présence d'une plus grande quantité de chrome (près de 7 % ), obtenue en augmentant la quantité de ferrochrome dansle mélange de poudres, entraînait une forte augmentation de la microdureté de la couche et des arrachures apparaissaient sur les tourillons de la vis convqyeuse.  The plain bearings of a stainless steel conveyor were treated, working without lubrication. in a medium constituted by technical carbon having a temperature of approximately 2000C. The bearings made of gray cast iron were saturated with silicon by diffusion with simultaneous introduction into the siliconized layer of 2.5% chromium. In a mixture of powders consisting of ferrosilicon, ferrochrome, quartz sand and a halogen activator, the presence of a greater amount of chromium (almost 7%), obtained by increasing the amount of ferrochrome in the mixture of powders, resulted in a large increase in the microhardness of the layer and tears appeared on the trunnions of the conveyor screw.

Les paliers saturés par diffusion ont été chauffes au four jusqu'à une température de 8500C et plongés dans de l'huile pour cylindres, réchauffée jusqu'à 2500C et additionnée de poudre de plomb à grosseur de particules d'environ 0,5 au. Le maintien en séjour dans l'huile était d'environ une heure.
La durée de service d'un palier ainsi traité a augmenté de 1,5 à 1,7 fois, ce qui a augmenté dans une mesure correspondante la durée de fonctionnement ininterrompu de la chaîne de production.The bearings saturated by diffusion were heated in the oven to a temperature of 8500C and immersed in cylinder oil, reheated to 2500C and added with lead powder with particle size of about 0.5 au. The stay in oil was approximately one hour.
The service life of a bearing thus treated increased from 1.5 to 1.7 times, which correspondingly increased the duration of uninterrupted operation of the production chain.

Exemple 4. Example 4.

On a traité les maillons du tapis de l'élévateur à barres d'une machine à récolter les pommes de terrez fabriqués en acier à 0,35 SS de carbone. Les maillons ont été saturés de silicium par diffusion, avec introduction simultanée, dans la couche siliciurée obtenue, de 2,5 % de chrome, à partir d'une pâte à base de liant minéral, contenant du ferrosilicium, une poudre de rechargement au chrome, un activateur halogène et du sable quartzeux. The links of the belt of the bar lift of a potato harvester made of steel with 0.35 SS carbon were treated. The links were saturated with silicon by diffusion, with simultaneous introduction, into the silicided layer obtained, of 2.5% chromium, from a paste based on mineral binder, containing ferrosilicon, a chromium reloading powder. , a halogen activator and quartz sand.

Les maillons ainsi saturés ont ensuite été chauffés jusqu'à 8800C et placés dans un bain d'étain se trouvant à une température de 2900 C. Ils y ont été maintenus en séjour pendant 0,5 heure. Les maillons traités par le procédé décrit ont été utilisés en couple avec des barres en acier pour ressorts, contenant 0,659g de carbone et allié au manganèse, sans graissage, avec présence d'abrasif entre les pièces frottantes, durant 100 heures.The links thus saturated were then heated to 8800C and placed in a tin bath at a temperature of 2900 C. They were kept there for 0.5 hour. The links treated by the process described were used in pairs with steel bars for springs, containing 0.659 g of carbon and alloyed with manganese, without lubrication, with the presence of abrasive between the rubbing parts, for 100 hours.

L'augmentation du pas des barres du tapis de l'élévateur dans le cas des maillons traités, en couple avec des barres traitées thermiquement par la méthode ordinaire, était deux fois plus faible que dans le cas des maillons non traités, et, en cas d'emploi de barres ayant subi un traitement de durcissement par friction, l'augmentation dudit pas était de quatre fois plus faible.The increase in the pitch of the elevator conveyor bars in the case of treated links, in combination with bars treated thermally by the ordinary method, was twice as small as in the case of untreated links, and, in case the use of bars having undergone a friction hardening treatment, the increase in said pitch was four times smaller.

Exemple 5. Example 5.

On a traité les joues d'un moule de compression pour le formage d'un matériau isolant à partir d'une poudre, réalisées en acier contenant 0,5 % de carbone, 1,2 % de chrome, 0,8 % de nickel et 0,4 % de molybdène. Les joues ont été saturées de silicium par diffusion, dans un mélange de poudres, avec formation d'une couche siliciurée de 0,2mn d'épaisseur. Après nettoyage et rectification, les joues ont été chauffées jusqu'à 9000C et plongées dans un bain de régule ayant une température de 4000C. Elles y ont été maintenues en séjour pendant 15 min. Les joues ainsi traitées avaient une durée de service trois fois plus grande que celle des joues ayant subi une trempe ordinaire dans l'huile. The cheeks of a compression mold were treated to form an insulating material from a powder, made of steel containing 0.5% carbon, 1.2% chromium, 0.8% nickel and 0.4% molybdenum. The cheeks were saturated with silicon by diffusion, in a mixture of powders, with the formation of a siliconized layer 0.2 mm thick. After cleaning and rectification, the cheeks were heated to 9000C and immersed in a regulating bath having a temperature of 4000C. They were kept there for 15 min. The cheeks thus treated had a service life three times greater than that of the cheeks having undergone an ordinary quenching in oil.

Grâce au traitement thermochimique faisant l'objet de l'invention, il est possible de substituer l'acier de construction et la fonte au bronze, au régule, au laiton et auKalliages frittés dans les couples à frottement. Thanks to the thermochemical treatment which is the subject of the invention, it is possible to substitute structural steel and cast iron for bronze, regulates, brass and sintered alloys in friction couples.

Les propriétés antifriction et la résistance à l'usure des sous-ensembles à frottement à couplé "acier sur acier" sont notablement améliorées.The anti-friction and wear resistance properties of "steel on steel" coupled friction sub-assemblies are significantly improved.

L'élévation de la résistance mécanique, de la capacité de charge et de la résistance aux arrachures des pièces, comparativement aux métaux non ferreux et aux alliages frittés, rend possible la diminution de l'encombrement des sous-ensemble à frottement, la réduction de la quantité de métal à mettre en oeuvre et l'augmentation des charges de travail
Les compositions superficielles obtenues par la méthode de traitement diminuent les frais de rodage et de graissage des pieces. The increase in mechanical strength, load carrying capacity and resistance to tearing of parts, compared to non-ferrous metals and sintered alloys, makes it possible to reduce the size of the friction sub-assembly, the reduction of the amount of metal to be used and the increase in workloads
The surface compositions obtained by the treatment method reduce the running-in and lubrication costs of the parts.

Le traitement selon l'invention s'effectue dans des fours à chambres, à convoyeur, rotatifs, ou bien avec chauffage par induction à haute fréquence, à une tempéra ture de 800 à 12000C Sa durée est de quelques minutes à 3-4 heures, selon le genre de processus  The treatment according to the invention is carried out in chamber, conveyor, rotary ovens, or with high-frequency induction heating, at a temperature of 800 to 12000C. Its duration is from a few minutes to 3-4 hours, depending on the kind of process

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement thermochimique pièces en aciers et alliages du type dans lequel la surface des pièces est saturée de silicium par diffusion, avec formation dlune couche siliciurée, puis elle est saturée de matières antifrictions, caractérisé en ce que la saturation de la surface des pièces par les matières antifrictions s'effectue à partir du milieu de trempe, au cours de la trempe isotherme des pièces. 1. A method of thermochemical treatment of steel and alloy parts of the type in which the surface of the parts is saturated with silicon by diffusion, with the formation of a siliconized layer, then it is saturated with anti-friction materials, characterized in that the saturation of the surface of the parts by the anti-friction materials is carried out from the quenching medium, during the isothermal quenching of the parts. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu de trempe est un alliage de Wood à une température de 150 à 2500 C.  2. Method according to claim 1, characterized in that the quenching medium is a Wood alloy at a temperature of 150 to 2500 C. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu de trempe est un régule à une température de 390 à 5000C.  3. Method according to claim 1, characterized in that the quenching medium is a regulates at a temperature of 390 to 5000C. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu de trempe est de l'étain à une température de 280 à 3500C. 4. Method according to claim 1, characterized in that the quenching medium is tin at a temperature of 280 to 3500C. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu de trempe est 'constitué par des huiles pour cylindres. 5. Method according to claim 1, characterized in that the quenching medium is' constituted by oils for cylinders. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que l'on l'on ajoute aux huiles pour cylindres une poudre de plomb d'une grande finesse. 6. Method according to one of claims 1 and 5, characterized in that one adds to the cylinder oils a lead powder of great finesse. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de la saturaton en silicium par diffusion, on introduit dans la couche siliciurée des éléments d'alliage assurant l'obtention d'une porosité prédéterminee de la couche siliciurée et le refoulement en profondeur du carbone de la couche siliciurée dans la pièce. 7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, during the silicon saturation by diffusion, is introduced into the siliconized layer of alloying elements ensuring the obtaining of a predetermined porosity of the siliconized layer and the deep discharge of carbon from the silicided layer into the part. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en tant qu'élément d'alliage on introduit dans la couche siln rée du chrome en quantité suffisante pour que son taux dans la couche siliciurée atteigne 4 % au maximum.  8. Method according to claim 7, characterized in that as an alloying element, chromium is introduced in the silicon layer in sufficient quantity so that its rate in the silicided layer reaches 4% at most. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'en tant qu'élément d'alliage on introduit dans la couche siliciurée de l'aluminium en quantité suffisante pour que son tawç dans la couche siliciurée atteigne 2 % au maximum. 9. Method according to one of claims 7 and 8, characterized in that as an alloying element is introduced into the silicon layer of aluminum in sufficient quantity so that its tawç in the silicon layer reaches 2% to the maximum. 10. Pièces en aciers ou en alliages, caracteriséesen ce qu'elles sont traitées conformément au procédé faisant l'objet de l'une des revendications 1 à 9.  10. Parts of steel or alloys, characterized in that they are treated in accordance with the process which is the subject of one of claims 1 to 9.