Water Quenched Bullets .

Je suis dans l'attente ( fiévreuse ) d'une carabine CZ Fox en .22 Hornet .
Je ne lis que du bien de ce calibre , quand il est utilisé pour ce à quoi il est destiné : la destruction de nuisibles .

Je n'ai pas encore l'arme mais j'ai un moule Lyman 225 438 ; or dans mes diverses lectures US je vois que cette balle est très souvent utilisée et que la méthode de durcissement de la balle de .22 Hornet est commune et rentable . C'est le Water Quinched .

Je suis parti d'un aloi de balles en linotype ( un loupé en fait  , balles trop dures ) , balles recoulées et bien sûr mesure au SAECO : c'est bien du 10 SAECO , donc du BHN 22 , du linotype .

La technique est simple puisqu'il suffit de jeter la balle directement du moule à un seau d'eau , sans tarder . Par contre il est difficile de ne durcir que l'ogive .
J'y ai rajouté beaucoup de glaçons , tropiques obligent .

Il n'y a pas eu ce grésillement décrit dans les forums US , mais la balle ( 45 grains ) est minuscule et comme je suis un peu sourd ...
Bonne surprise , je n'en demandais pas autant ; en moyenne la balle est passée de BHN 22 à BHN 28 , voire même plus car le tableau ne va pas au delà de 14 SAECO ; la photo montre une balle à 15 SAECO .

Alors qu'attend-on d'une balle durcie : une meilleurs tenue aux pressions (*) ce qui autorise la recherche de grandes vitesses : comme 2400 Fps soit 731 m/s pour une .22 Hornet . Pas mal .
.22 LR et .22 WM ne peuvent pas s'aligner , sans parler des chutes de ces balles .
On peut passer au .222 R mais là on n'est clairement plus dans la même catégorie .
J'ai choisi le Hornet pour nos futures compétitions locales sur vermines-nuisibles , cibles métalliques .

Qui dit vitesse accrue dit trajectoire plus tendue , tout bénéfice aux longues distances ( 200 m envisageable ) .

J'en ai coulé en linotype , ce qui me permettra un comparatif lino vs Water Quenched . Les diamètres sont identiques , les poids aussi .

Autre gain : moins d'emplombage  sous réserve du bon calibrage et d'une bonne graisse PSF . L'emplombage étant générateur de perte de vitesse ,  en corollaire d'une perte de précision .

Sources diverses , dont l'excellent ex-forum Los Angeles Silhouette Club ; une mine d'informations où j'ai glané cette méthode .
Je l'avais utilisée pour des balles de .308 W , mais c'est loin .


(*) WQ sur un aloi de Wheel Weight ( masses d'équilibrage contenant étain , antimoine et ... arsenic , introuvables depuis longtemps ) : possibilités de monter à 48000 Psi pour un magnum arme de poing et en fusil jusqu' à 2200 Fps .

La méthode du Heat Treating ( suage des balles au four ) fait encore mieux , 55000 PsI .
Je me contenterai d'un peu d'eau et des glaçons  .

Une première coulée de balles en aloi " standard " ( Lyman n° 2 ) donne un poids moyen de 44-45 grains .
Le linotype sort des balles de 39-40 grains .
Logique .

 
Le fait de "balancer" dans l'eau un projectile plomb dès sa sortie du moule était déjà mentionné chez les "bons auteurs" des années 1970/80 ;dont René Malfatti;....mais ils se contentaient de la citer sans se prononcer sur son efficacité réelle faute de moyens poussés d'analyse. Szlon eux le refroidissement plus rapide provoquait un durcissement superficiel selon un phénomène analoque à la trempe de l'acier.
Ce durcissement superficiel permettait d'augmenter un peu la vitesse en repoussant celle provoquant l'emplombage.Cette technique a du être bien utilisée à l'époque car elle ne nécessite pas trop de contraintes supplémentaires et elle est même assez pratique car les projectiles refroidissent plus vite et si le volume d'eau est suffisant les projectiles sont amortis dans leurs chutes.
Avantage sur le linotype ,pas toujours disponible; même si ce système ne permet pas d'atteindre les vitesses atteintes avec le lynotype (Plomb allié non seulement d'étain mais aussi d'antimoine) les projectiles sont d'un poids +/- égal à l'alliage de référence (Lyman n°2) contrairement au Linotype ou ils sont sensiblement plus légers
En gros pour cette méthode ;même si à l'époque rien n'était prouvé; beaucoup l'ont pratiqué car les contraintes sont assez faibles et en vertu de la philosophie "Si ça fait pas de bien,ça peut pas faire de mal...."
Mais depuis 40 ans peut être que nos nouveaux moyens d'investigations ont permis de savoir ce qui relevait de l'intuition et de la croyance ...et ce qui relevait de la réalité et de la science....?

" Rien n'est prouvé " : bîn si justement , il suffit de rentrer Water Quenched Bullets sur le ouêb pour s'en convaincre .
De ce que je lis sur les forum tout comme ce je constate sur mon testeur SAECO : " Superficiel " ? Pas tant que ça .
Si c'était le cas la pointe du testeur percerait rapidement la surface durcie pour retrouver un aloi plus mou ; ce n'est pas le cas .
D'ailleurs peu importe , on ne demande pas à l'aloi de se transformer en acier ; du moment où la surface en contact avec les rayures est durcie le but est atteint .
Mes balles WQ sont à 15 ( SAECO ) quand le linotype n' est qu'à 10 ; le monotype étant à 11 .

Le juge de paix comme toujours sera le chrono ; mêmes charge (*) et amorce : comparatif sur trois alois , Lyman n° 2 à 8-9 / lino à 10 et WQ à 15 .
Le procureur sera la taille du groupement en cible à 200 m .

(*) Après un peu de recherches : poudres Sp 3 , Ba 6 1/2  et N 110 pour commencer .

Un test de torsion tout simple et édifiant sur Youtube : Air cooled vs Water dropped bullets  .

Méfiez-vous quand même : si ça durcit c'est forcément une trempe, c'est à dire la conservation (plus ou moins partielle) "à froid" de l'état cristallin "à chaud".
Car selon le métal, la disposition cristalline peut varier avec la température. Surtout dans le cas d'alliages, qui sont composés d'un mélange de différents cristaux, certains étant "eutectiques", c'est à dire qu'ils contiennent un pourcentage bien défini de plusieurs métaux différents, disposés de façon très précise. Un minime changement de composition peut, à température identique, créer ou faire disparaître certains eutectiques, et ainsi modifier les pourcentages des divers cristaux possibles.
Deux métaux présentant des caractéristiques quasi-identiques à froid peuvent donc à chaud présenter des cristaux bien différents, et si la trempe les conserve, leurs caractéristiques à froid ne seront plus identiques.

Cela peut poser un problème avec des alliages "non titrés" constitués à partir de récupération, dont la trempe pourrait donner des bénéfices non reproductibles (variables d'un lingot à l'autre).

Le comportement des divers alliages fer-carbone est très connu depuis les années 1900 (et enseigné dans toutes les bonnes écoles) ; il est aussi relativement bien connu pour les laitons (cuivre-zinc) au moins depuis les premières cartouches métalliques et balles D (mais peu enseigné, au point que bon nombre d'usineurs de laiton n'en ont guère de notions).
Par contre, pour la connaissance des états intimes du plomb et de ses alliages avec la foule de choses qui est possible, j'ai de sérieux doutes... Certains ont peut-être été étudiés par les fabricants de batterie car les cadres des plaques doivent être aussi légers que possible, tout en étant aussi rigides que possible (mais la résistance au frottement et à la fusion superficielle n'était sans doute pas une préoccupation).

Vu sur youtube : l'eau salée ( Brine water ) durcit de 7 % supplémentaires , tests à l'appui .
J' ai préparé le gros sel pour la prochaine fonte .

Par contre je ne vois pas ( encore ) de rajout de glaçons ; serais-je le seul ? The French Touch ...

L'eau salée trempe peut-être plus "sec"...
Par contre il est connu que l'eau chaude trempe moins sec (trempe à l'eau à 70° ~ trempe à l'huile).
La température de l'eau a sans doute une importance, mais tout ce qui modifie sa température d'ébullition aussi. Car l'ébullition absorbe beaucoup plus de calories que le simple chauffage.
Il y a sans doute aussi d'autres effets : je crois avoir entendu parler (pour certains cas particuliers) de trempe douce au plomb fondu et de trempe extra-dure au mercure...

Pour les outils en acier STUB, il est recommandé une trempe à l'eau salée à 10% (et ça marche bien, on peut faire des outils de tour - à condition de tourner lentement, tout de même).
Les baguettes de mousqueton Berthier étaient trempées à l'eau acidulée, si je ne me trompe.

Mais je n'ai jamais entendu parler d'une échelle officielle de graduation d'effet trempant...

Non , ils ont pensé aux glaçons . Chilled = glacé .
Mieux encore , si c'est possible : Chilled antifreeze / brine .
1/2 antigel
1/2 eau ( très salée )
au congélateur à - 25 ° pendant 24 h . Presque 17 BNH !
Et même 19 un peu plus loin .

" Chilled brine 23 % more effective than water " ; ça mérite bien une poignée de gros sel .

Peut-on parler de trempe sur un aloi à base de plomb ?

Autre chose sur la trempe : si elle conserve "à froid" la structure cristalline "à chaud", il peut arriver que l'état évolue spontanément (lentement) pour revenir à l'état normal à froid.
Je crois que le soufre fait ça ; et pour l'acier, sauf cas très particuliers on stabilise toujours par un revenu (les cas d'évolution spontanée que j'ai connu sur l'acier, ont d'ailleurs plutôt conduit à la fissuration).

Quelques retours d'expérience sur les balles " jetées dans l'eau glacée" .
Les stries de ventilation des coquilles du moules ont été approfondies .
L'aloi a bien durci ; le Gas Check déposé dans la cuvette du calibreur ( .224 ) ne se siège pas toujours bien sur le cul de la balle ( qui bien sûr a été aplani sur une lime douce pour un contact parfait avec son G-C ) ; de travers et c'est une balle et son G-C rebutés .

Aussi , aidé de mes mains de dentellière , je fixe au préalable le G-C au cul de la balle ( en tapotant doucement  l'ogive ) , vérifie qu'il soit bien à fond , et la balle est passée au calibreur .

Surprenant ! Compte-tenu de la dureté , et malgré son tout petit calibre , il faut bien forcer sur le levier de la graisseuse ; au retour idem .

Je lis sur les forum US le choix du calibrage à .225 " par certains tireurs .
A noter l'augmentation conséquente du diamètre entre Lyman n° 2 et W-Q ; en Lyman n° 2 le diamètre est sous les .225 " ( pour mon moule ) et donc un calibreur de ce diamètre serait inutile .
A tout hasard , j'ai deux calibreurs en .224 " ...

Verchère a écrit:Autre chose sur la trempe : si elle conserve "à froid" la structure cristalline "à chaud", il peut arriver que l'état évolue spontanément (lentement) pour revenir à l'état normal à froid.
Je crois que le soufre fait ça ; et pour l'acier, sauf cas très particuliers on stabilise toujours par un revenu (les cas d'évolution spontanée que j'ai connu sur l'acier, ont d'ailleurs plutôt conduit à la fissuration).

Je mesurerai dans le temps la modification de dureté de ces balles " jetées dans l'eau glacée " .
La prochaine fonte se fera en rajoutant antigel et gros sel .

Je relisais le PDF " from ingot to target " de Frixell , chimiste diplômé de son état et " couleur " de balles par passion . On y trouve par exemple des contre-vérités sur l'emplombage des canons , souvent mal compris .
On y apprend tout ce qu'il faut savoir depuis la première coulée du débutant jusqu'à celle du vieux rechargeur blanchi sous le harnais . C'est du lourd , un traducteur n'est pas de trop .
Sur la méthode " Water Quench " qu'il valide avec moultes explications , je relève qu'il est nécessaire d'avoir un aloi contenant de l'antimoine ( Sb ) , de l'étain (Sn) et des traces d'arsenic . Ce qui est le cas des anciennes masses d'équilibrage de roues , hélas disparues . Adieu antimoine et arsenic .

Un point important est d'avoir des balles sortant du moule à sa température la plus haute possible ; un four électrique étant le plus souvent ( sauf neuf ) insuffisant . Les balles doivent être ternes , signe d'une température élevée . De celles qui font qu'habituellement on baisse le thermostat . 
Pour ce faire j'ai sous la main un chalumeau à gaz butane qui me permet de mettre un coup de chaud à la guillotine du moule ; à son contact le jet de plomb se liquéfie et coule comme de l'eau . Ce qui au passage donne des gorges bien remplies et des bases ( des culs ) aux arêtes vives , intéressant pour la bonne tenue d'un Gas Check .
Mais bon , combien sommes-nous à utiliser cette méthode ? 

Si vous avez une source d'antimoine ( difficile à mélanger à l'aloi semble-t-il ) ou au moins d'arsenic , je suis preneur . Je vous mettrai sur mon testament .

Hello cher ex voisin maintenant sous les tropiques...
Sauf erreur de ma part l'antoine est impératif pour une durete au trempage.
L'aloi Sn / Pb ne trempe (rait) pas...
Je n'ai jamais essayé de durcir mes balles au delà du mélange N°2 .
J'utilise pb + Sn 6% , souvent avec GC, pour la PSF.
Rarement N°2 Lyman
Plomb pur la plus part du temps pour la PN.
Ps Suite à ta question sur la recherche d'Antimoine...( en un seul mot )
Il me semble que les cadres de batterie de voiture contiennent de l'antimoine mais aussi de l'arsenic 

Effectivement , l'antimoine est impératif , mais la seule source ( les masses d'équilibrage ) s'est tarie .
Il ne te resterait pas un peu d'arsenic utilisé pour éradiquer ta belle - mère ... les escargots de ton potager ?

bonjour - j'ai tenté cette méthode avec plus ou moins de succès, et je pense que cela venait des masses d'équilibrage de provenances diverses. Intéressant.

Autrefois, dans les garages qui faisaient de l'équilibrage roues, les vieilles masselottes en plomb durci remplissaient des fûts de 200 litres... Mais je n'ai pas été bien satisfait par la régularité de dureté ; il aurait sans doute fallu couler des gros lingots pour uniformiser les compositions.

De nos jours, on trouve encore du plomb durci dans les labos de biologie qui utilisent des traceurs radio-actifs. Ceux-ci sont livrés dans des emballages triples : d'abord une fiole de cristal spécial qui transforme les radiations en rayons X, puis un godet en plomb qui stoppe ces rayons X, encastré dans une boîte de protection en plastique dur (bien encastré, pas toujours facile à déloger).
Le plomb ne présente aucune radio-activité rémanente, c'est d'ailleurs vérifié avant la mise au rebut, mais les ferrailleurs n'en sont pas très amateurs à cause de la boîte en plastique et des fréquentes étiquettes ou sérigraphie avec le signe "radio-actif"...

La composition de ces godets varie selon le type, parfois c'est un plomb pur ou presque, bien mou. Et parfois c'est assez durci, sûrement plutôt à l'antimoine pour des questions de coût. Ça ne se comporte en fait pas très bien à la coulée, au dessus de 200 à 250 gn les balles ont souvent une bulle interne, et bien que dur ça emplombe !

A noter que l'antimoine est plus difficile à mélanger que l'étain, qu'il fond à température plus élevée et dégage vite des fumées toxiques (selon un manuel de chimie du XIXe siècle, où pourtant on ne faisait pas de chichis et où on ne s'inquiétait pas excessivement du plomb).

Quand je veux un moule très chaud (grosse balles de plomb pur), je verse dans le moule avec la cuillère "dipper" tenue à quelques cm au dessus du moule pour avoir de la hauteur de chute, ce qui inonde copieusement le coupe-jet et le met vite en température. Comme ça dégouline de partout, je place le moule au dessus de la gamelle de plomb (en fait ça n'éclabousse pas tellement, par rapport au chalumeau oxycoupeur c'est de la rigolade). Le problème est que certains types de coupe-jet sont aisément coincés par les dégoulinures figées...

Bonjour - Effectivement j'avais remarqué cette différence de régularité entre les masses d'équilibrage... mais certaines étaient assez dure pour se suffire à elle même... jusqu'au jour ou il a été introduit je ne sais quel matériaux qui les rendent impossible a couler... 
Je suis donc revenu aux tuyaux de plomb (qui deviennent difficile à trouver)  avec de l'étain. Mais son prix au kilo en lingot (il est vrai en étain pur) avoisine les 25 euros... Bref le "coulage" n'est pas simple à ce jour alors que c'était une activité "facile" il y a quelques années en arrière! 
Pour le moule chaud je procède de la même manière que vous, c'est efficace à défaut d'être propre.... 
Merci de vos observations et de vos connaissances, car j'ignorais que les laboratoires avaient ce genre de produit. Mais visiblement le métal employé est trop mou, à ce que j'en déduis selon vos observations.

Il est toujours bon de relire ses classiques , on  y trouve souvent un point que l'on avait négligé .
J'étais donc à la lecture de " from ingot to target " du chimiste Frixell où je n'avais pas remarqué un de ses conseils : en début de fonte la guillotine ne bénéficie pas autant de la température que le moule lui même qui sera vite gavé d'aloi ; c'est temporaire car assez rapidement la guillotine va monter en température quand elle sera " noyée " sous une flaque de plomb , et les trois parties vont se stabiliser . Pour gagner du temps malgré tout , Frixell recommande de poser le(s) moule(s) sur le creuset côté guillotine . Jusqu'alors je les posais à plat .

Mon vieux four RCBS m'a joué des tours ce matin ; il a refusé de liquidifier l'aloi en surface , sur le dernier quart supérieur ; pâteux mais pas liquide . Du coup j'ai ressorti le Dipper pour aller chercher le liquide plus bas .
Le thermomètre ne monte plus au dessus de 700 ° Fahrenheit , soit 371 ° Celsius ; à priori c'est suffisant pour une fonte d'aloi en 1/20 ( BHN 10 ). 
Mais la réalité du terrain commande . Le thermostat est fatigué . Ça se trouve un thermostat ?
Mon autre four RCBS , plus récent , monte allègrement à 850 ° F .
Toujours venant de Frixell , j'ai utilisé de la paraffine pour le fluxing . Ça fait le job .
Il explique , formules chimiques à l'appui , que la sciure de bois est très efficace pour le Fluxing ( séparer l'aloi des impuretés sans sacrifier l'étain ) ; il la laisse ensuite en surface pour créer une protection contre l'oxydation ; je l'avais testé il y longtemps , dans mon souvenir ça fume et ça pue .
Maintenant , si Frixell le dit ...

Attention à ne pas faire basculer le moule dans le creuset , parce que là , mauvaise limonade .

Le bon vieux Dipper de mes débuts offre toujours de bonnes balles ; c'est parfois dans les vieux pots ...
Moule 4 cavités Hensley & Gibbs pour du .45 Colt , 270 grains . L'aloi en 1/20 ( BHN 10 ) est suffisamment dur vues les faibles vitesses pour ce calibre . Ma carabine Colt Burgess 1883 va aimer .
Balle typiquement  " Elmer Keith " ,  le créateur du .44 Magnum : long nez à tête ayant un grand méplat , gorge de graissage profonde pour retenir un max de lubrifiant , aux angles d'équerre ( et non arrondis comme sur les moules plus tardifs ) , gorge de sertissage entre deux bandes de guidage larges , ogive ( de la balle ) légèrement Wad Cutter .