DES FOURNEAUX DE CÉMENTATIONS, ET DES INSTRUMENTS POUR CEMENTER. 1038. Il faut, dans la cémentation du fer forgé, des caisses pour renfermer hermétiquement le métal avec le cément qui l'enveloppe ; des fourneaux pour faire chauffer les caisses, le cément et le fer, et des instruments pour préparer et disposer le cément. Cette section se trouvera donc naturellement divisée en trois paragraphes: 1o des caisses; 2o des fourneaux ; 3° des instruments. Des Caisses de cémentation. 1039. Les caisses dans lesquelles le fer est stratifié avec le cément, peuvent être en tôle, en fonte de fer, en terre à creuset, en briques, en grès, ou autres pierres qui résistent au feu. Les circonstances dans lesquelles on se trouve, la nature des matériaux dont on peut disposer, la quantité et les dimensions du fer que l'on doit cémenter, déterminent l'emploi et l'usage de ces caisses. 1040. Toutes les fois que l'on ne doit cémenter que de petits objets, et en petite quantité, et que l'exposition au feu est de courte durée, comme dans la trempe en paquet des arquebusiers, des fabricants d'aiguilles, etc., on fait usage de caisses A (planche 59), fermées avec une feuille de tôle, que l'on recouvre également avec de la tôle; le couvercle se fixe sur la boëte avec du fil de fer. On pourrait cependant, comme le conseille Réaumur dans son troisième Mémoire, faire usage de petites caisses faites avec de la terre à creuset, capable de supporter une haute température. Ces caisses peuvent se fermer avec un couvercle, qui se fixe dans une rainure B, et qu'on met par-dessus, ou par un couvercle C, que l'on glisse dans une coulisse. Les caisses de fonte de fer peuvent être grandes ou petites; elles peuvent être fermées avec une plaque de fonte D, qu'on place sur le cément, et que l'on recouvre ensuite de sable. Le fer et la fonte, exposés à l'action d'un feu violent, s'oxident; ils se ramollissent, et courent le danger de se fondre lorsqu'on les expose à une trop haute température. On diminue l'effet de l'oxidation en couvrant extérieurement le métal avec une couche d'argile, qui le préserve de l'action de l'air; mais la grande fusibilité de la fonte de fer (puisqu'elle peut se liquéfier à 130 degrés du pyromètre de Woedgwood) empêchant que l'on ne puisse l'élever à une température assez haute pour cémenter promptement le fer forgé (1), s'est opposé jusqu'à présent à son usage. Dans quelques circonstances la tôle s'emploie de préférence, parce qu'étant moins fusible que la fonte (2), on peut l'exposer à la température qu'exige la cémentation. 1041. Quelquefois les caisses sont faites avec de bonne terre à creuset délayée, que l'on pétrit dans l'eau. On les construit de trois manières différentes : 1o la caisse est faite d'une seule pièce; les cinq faces qui la compose sont liées intimement entre elles par la force d'adhésion de la terre cuite; 2o elles sont formées de cinq plaques D, E, qui s'emboîtent et se réunissent dans des rainures. La plaque du fond E, a quatre de ces rainures; et les quatre autres plaques D, trois seulement; 3o chaque caisse F, G, est formée de deux plaques de terre à creuset, qui entrent dans des rainures a (figure F), faites dans la sole du fourneau au-dessus du foyer, les autres rainures sont pratiquées dans les faces latérales. Ce mode de construction des caisses fut proposé et exécuté par Réaumur. On donne à la terre avec laquelle on construit ces creusets, le nom d'argile; elle n'est ordinairement composée que d'alumine et de silice. Il faut éviter avec soin d'employer de l'argile souillée de substances étrangères, parce que les autres terres et particulièrement la chaux, les oxides métalliques, tels que ceux de fer et de manganèse, ren (1) Cette température doit être de 80 degrés du pyromètre de Wedgwood, au moins. (2) Elle se fond à une température de 150 à 160 du même pyromètre. draient l'argile trop fusible. La meilleure terre à creuset peut contenir entre 0,15 et 0,30 d'alumine. Si l'on employait l'argile à creuset seule, telle qu'elle sort de la terre, elle aurait un retrait considérable, qui occasionnerait, pendant la cémentation du fer des crevasses, à travers lesquelles l'air et la chaleur pourraient passer, agir sur le cément, et nuire à l'aciération. Pour éviter l'inégalité dans les retraits, et empêcher que les crevasses ne se forment, on mêle avec la terre crue des fragments d'anciens creusets pulvérisés; lorsque l'on n'en a pas encore à sa disposition, on expose l'argile à une haute température, pour la cuire et la mêler ensuite avec de la terre crue lorsqu'elle est calcinée. Il faut prendre toutes les précautions possibles pour que la terre soit préparée avec une excessive propreté. On mêle ordinairement une à deux parties de terre cuite ou de fragments de vieux creusets, avec une partie de terre crue; on délaye, on marche, on pétrit, et on mélange bien les terres pour en fabriquer ces sortes de creusets. La quantité de terre cuite varie avec celle de l'alumine contenue dans les terres crues; plus il y a d'alumine, plus la terre a de liant, et plus il faut ajouter de terre cuite. Les plaques de la deuxième et de la troisième espèces de creusets, s'obtiennent en mettant la terre molle ou l'argile préparée, dans des moules carrés, en la battant, la comprimant fortement dans ces moules, et en la sortant ensuite pour la laisser sécher à l'ombre. Les plaques ainsi formées, lorsqu'elles ont éprouvées un commencement de dessication, et qu'elles ont encore un peu de mollesse, sont remises dans les moules pour les y battre de nouveau et les y comprimer fortement pour les ressuyer; ensuite, on les laisse bien sécher à l'air, et on les met dans un four pour qu'elles perdent toute leur humidité, et qu'elles y prennent la cuisson de la faïence fine ou même du grès. Pour fabriquer les creusets de la première espèce, c'est-à-dire, ceux qui sont d'une seule pièce, on construit, en bois, une caisse dont la forme et les dimensions extérieures soient les mêmes que celles de l'intérieur des creusets qu'on veut obtenir; on couvre les cinq faces exté rieures de cette caisse (celles du fond et les quatre faces latérales) d'une couche d'un à deux pouces de terre préparée, qui ne soit ni dure ni molle; mais qui puisse se sécher facilement, et prendre promptement de la consistance. On place les uns sur les autres les fragments de terre molle qui doivent former la caisse; on les pétrit, on les comprime ensemble, pour qu'ils s'unissent intimement sans laisser de vide entre eux. On bat fortement cette terre, pour établir de l'adhésion entre ses particules, et la rendre solide. On retire le moule lorsque la caisse est faite; on la laisse sécher lentement à l'ombre, parce qu'une trop prompte dessication pourrait y occasionner des gerçures, par les retraits inégaux qui s'y produiraient. Lorsque cette caisse est sèche, on la place dans un four à potier pour la recuire; souvent on la place de suite, et pendant qu'elle est encore verte, dans le four où elle doit être fixée. Il faut, dans cette circonstance, chauffer le four avec beaucoup de précautions. Il est difficile de donner de grandes dimensions aux caisses de terre faites d'une seule pièce, à cause de la difficulté qu'elles éprouvent lorsqu'on veut les manier quand elles sont crues et vertes, et à cause des gerçures qui s'y forment pendant qu'elles se sèchent et qu'on les cuit. Ces inconvénients sont d'autant plus difficiles à éviter que les dimensions sont plus grandes. 1042. Les caisses en briques sont les plus commodes et les plus économiques. On peut facilement changer, et sans de grandes dépenses, les briques qui se gercent, se fendent ou se cassent, et la caisse peut être promptement réparée; mais les briques doivent être construites avec de bonne argile, susceptible de supporter une très-haute température sans se fendre, et de pouvoir passer d'une très-haute à une trèsbasse chaleur sans se fendre ni se casser. Quoique les briqueteries soient très-communes, il est cependant préférable de fabriquer soi-même les briques que l'on doit employer, parce que, 1o on leur donne les dimensions les plus favorables au creuset que l'on veut construire; 2o on peut faire un choix ou un mélangé des terres les plus propres à supporter la haute température du creuset, * et les différents degrés de chaleur auxquels il est exposé; 3o l'on peut mettre plus de soin dans le travail, et obtenir des briques qui aient les dimensions exactes que le creuset exige. Ces briques se travaillent de la même manière que les plaques avec lesquelles on construit les creusets de terre des seconde et troisième espèces. Les briques dont on fait usage sont assez ordinairement rectangulaires; dans quelques endroits elles sont carrées; dans d'autres elles sont oblongues. Leur épaisseur varie entre 12 et 30 lignes, selon les surfaces qu'elles doivent avoir; mais comme les briques d'un four sont toutes semblables, et qu'elles ont les mêmes dimensions, il arrive souvent que les creusets qui en sont formés ont de grands défauts. Nous avons vu employer, à la construction d'une caisse de cémentation, des briques qui avaient trois formes différentes : les premières planes et rectangulaires H, étaient destinées à former le fond et les faces latérales; les secondes pliées, courbées, à angle droit I, étaient destinées à former les arêtes de la caisse; les troisièmes K, composées de trois plans rectangulaires, et réunis entre eux, formaient les coins des angles solides des caisses. Pour joindre plus facilement ces briques, les unir avec plus de solidité, et empêcher que la flamme ne pénétrât entre les joints, on avait conservé dans leur épaisseur des angles saillants et rentrants, de façon que les parties saillantes de l'une des briques s'enchâssaient dans la partie rentrante des autres, et les réunissaient à la manière des languettes dans des rainures. 1043. Dans la plupart des usines anglaises, à Newcastle (1), à Sheffield (2), les creusets sont construits avec des pierres de grès trèsréfractaires, qui peuvent supporter, sans se rompre ni se fendre, la température nécessaire à la cémentation. Ces pierres taillées, ont la forme des briques rectangulaires à grandes dimensions, sous une épaisseur uniforme de 2 à 5 pouces. En général, toutes les pierres qui sont (1) Jars et Duhamel, Voyage métallurgique, tome 1, page 222. |