comment le carbure de bore est utilisé dans les flux
Le carbure de bore (B₄C) est rarement utilisé comme composant principal des flux (les flux traditionnels étant axés sur la fusion/élimination des oxydes), mais il joue un rôle spécialisé de fluxant fonctionnel dans les procédés métallurgiques à haute température, principalement pour contrôler la teneur en carbone, affiner les alliages et modifier les inclusions d’oxydes, tout en favorisant la formation de scories. Son application tire parti de son point de fusion élevé (~2450 °C), de sa stabilité chimique et de sa capacité à donner du carbone.
Applications clés dans les processus liés aux flux
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Métallurgie ferreuse (affinage de l’acier/du fer)
Dans la production d’acier spécial (par exemple, l’acier rapide, l’acier inoxydable), le carbure de bore est ajouté comme additif fondant ajustant le carbone au fer/acier fondu :- Il donne du carbone pour affiner la teneur en carbone de l’alliage (essentielle pour la dureté et la résistance) sans introduire d’impuretés (contrairement au charbon ou au coke, qui peuvent apporter du soufre/phosphore).
- Il réagit avec les inclusions d’oxydes nocifs (par exemple, FeO, SiO₂) pour former des scories de borosilicate à bas point de fusion, qui flottent à la surface et sont éliminées, améliorant ainsi la pureté et les propriétés mécaniques de l’acier.
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Production d’alliages non ferreux (alliages d’aluminium et de cuivre)
Pour les alliages d’aluminium ou de cuivre de haute pureté, le carbure de bore agit comme un auxiliaire de flux d’affinage :- Il réagit avec l’oxygène dissous dans les alliages en fusion pour former du B₂O₃ (oxyde de bore), qui s’évapore ou se combine avec d’autres oxydes pour former des scories, réduisant ainsi les inclusions d’oxyde qui affaiblissent l’alliage.
- Dans la fusion de l’aluminium, il aide également à supprimer la formation de carbures d’aluminium nocifs (Al₄C₃), empêchant ainsi la fragilité du produit final.
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Flux de soudage et de brasage (cas spécialisés)
Dans le soudage à haute température (par exemple, pour les métaux réfractaires comme le tungstène ou le molybdène), le carbure de bore est parfois incorporé dans les formulations de flux à haute température :- Il résiste à la décomposition aux températures de soudage (~1800–2200°C) et aide à éliminer les oxydes de surface du métal de base, garantissant ainsi une forte fusion de soudure.
- Il ajoute également une petite quantité de bore au bain de soudure, ce qui renforce le joint en formant de fins précipités de borure.
Pourquoi ce n’est pas un « flux traditionnel »
Les fondants traditionnels (borax, silice, etc.) fondent à basse ou moyenne température pour dissoudre les oxydes. Le carbure de bore, en revanche :
- A un point de fusion extrêmement élevé (trop élevé pour agir comme « agent de fusion » dans la plupart des procédés à basse température).
- Sa valeur réside dans la modification chimique (contrôle du carbone, raffinement des inclusions) plutôt que dans la simple formation de scories, ce qui en fait un « additif fonctionnel » dans les systèmes de flux, et non un flux autonome.