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BREVET D'INVENTION.
" Perfectionnements apportés &ux éléments en fonte de faibles masses et de faibles dimensions, notamment aux segments pour pistons de moteurs à combustion interne @.
L'invention est relative aux- éléments en fonte de faiblea masses et de faibles dimensions; et elle concerne plus particulièrement (parce que c'est en leur Cas que son application semble devoir offrir le plua d'intérêt),, mais non exclusivement, parmi ces éléments, les segments pour pis- tons de moteurs à combustion interne.
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, ces élé- ments, qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent, aux. deaidera- ta de la pratique.
On fabrique généralement les segments pour cylindres de moteurs à combustion interne en partant de tubes en fonte, dénomméa masselottes, que l'on découpe en anneaux,qui sont ou- soit à chaud sur mandrins, verts ensuite soit par moletage%pour leur donner la forme dé- finitive de segments; ce mode de fabrication présente évidem- ment de nombreux inconvénients.
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On obtient également des segments en coulant de la fonte, dans dea moules appropriés, pièce par pièce, et ces segmenta, en raison de leur mode de fabrication, sont appelés "segments unitaires".
Mais, dans l'un ou l'autre cas, on utilise une fonte dont la composition est telle que les éléments obtenua à l'é- tat brut de fonderie ont, après refroidissement, une texture grise composée de graphite lamellaire plus ou moins grossier, de carbure de fer Fe3C ou cémentite, en réseau continu ou dis- continu, et d'une matrice ayant subi une trempe partielle pen- dant le refroidissement dans le moule, après solidification, et se présentant partie en perlite, partie en troosto-sorbite.
La présente invention consiste, principalement, pour établir des éléments du genre en question, à couler, à haute température, une fonte à faible teneur en carbone, à la trai- ter ensuite, après refroidissement, dans un four à atmosphère neutre, et en dernier lieu, à la laisser refroidir rapidement à l'air libre.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application., ainsi que certains modes de réalisation, des- dites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les éléments du genre en question comportant application de ces mêmes dis- positions, les éléments spéciaux, propres à leur établissement, ainsi que les installations, fixes ou mobiles, notamment les moteurs à combustion interne, comportant de semblables élé- ments.
Procédant ainsi qu'il vient d'être dit, on obtiendra des éléments en fonte, présentant une structure perlitique, sans trace de cémentite avec graphite nodulaire, mais ayant tendance à contenir dea cristaux de ferrite composée.
Un segment pour piston doit, en effet, assurer une étanchéité parfaite de la chambre de combustion aur le cylin- dre et en présentant le minimum de frottement possible sur le cylindre.
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A cet égard, on lui demandera surtout, en dehors du fini. de 1'usinage, d'offrir une homogénité et une santé parfaite de sa ma- tière, de posséder une élasticité constante à la température de régime normal du moteur, de ne pas user ou rayer le cylindre, c'est-à-dire de ne pas contenir de particules dures, susceptibles d'agir comme abrasif sur les parois internes du cylindre, de ne pas être cassant, afin de supporter facilement les fatigues que lui imposent les régies rapides des moteurs dans les véhicules actuels et les changements, de régime que l'on doit faire subir à ces moteurs, de contenir, le mieux réparti possible, beaucoup de gra- phite, pour assurer une bonne lubrification pendant la marche du moteur, de se mater difiicilement, c'est-à-dire de présenter un minimum de dureté Brinell.
Pour réunir toutes ces qualités, un segment idéal devrait être établi en une fonte à structure perlitique, où le graphite aérait largement disséminé, c'est-à-dire à l'état de nodules.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, à supposer qu'on veuille ob- tenir des segments unitaires, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On part d'abord d'une fonte à faible teneur en aar- bone que l'on coule dana des moules appropriés, pour obtenir, après refroidissement, une fonte blanche, de composition cons- tante et déterminée de telle façon que l'examen micrographique des segments y révèle très peu ou pas de graphite lamellaire, mais présente de la cémentite et de la perlite sans cristaux mixtes, afin d'obtenir, régulièrement et rapidement, par trai- tement thermique ultérieur, la texture perlitique idéale dé- airée.
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On traite, ensuite, cette fonte à l'abri de toute oxydation, à une température et pendant un temps déterminés, suivant le type de segments, pour n'avoir plus en présence, en fin d'opération, à la température choisie,, que du graphite nodulaire et des cristaux-mixtes de l'équilibre stable corres- pondant.
On refroidit, enfin, rapidement, à l'air libre, cet- te fonte, aussitôt après le traitement précédent, pour obte- nir,en définitive, des segments présentant une texture perli- tique à grains fins, avec graphite nodulaire, et à tendance à formation de ferrite composée, ayant une dureté Brinell équivalente à celle de la perlite pure.
A cet effet, on a recours, par exemple, au mode de réalisation ci-après.
On prend, d'abord, une fonte à basse teneur en car- bone (3% environ) et on'la coule, dans des moule à segments, à une haute température, de l'ordre de 1.500 . Après refroi- disaement, on démoule et on ensable de toute façon jugée dé- sirable.
On place, ensuite, ces segments, bruts de fonderie, dans des caisses appropriées, en les disposant avantageusement par pilea et en prenant naturellement toutes précautions pour éviter des déformations ; on bourre les intervalles avec de la tournure de fonte et on porte ces caisses dans un four à at- mosphère neutre où l'on maintient, pendant quatre heures envi- ron, une temperature voisine de 8250 (ces chiffres sont évi- demment donnés à titre de pure indication), la tournure inter- posée ayant surtout pour but d'assurer une bonne répartition de la chaleur.
On laisse, enfin, refroidir à l'air libre, les piles de segments préalablement extraites de la tournure.
En fin de quoi, on obtient des segmenta présentant une texture perlitique à grains très fins, avec graphite no- dulaire et tracer de ferrite composée.
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On peut facilement obtenir, par ce procédé, des éléments de faibles masses et de faibles dimensions, notam- ment des segments pour pistons, de poids voisins de 10 gram- mes et, de sections de l'ordre de 8mm2.
Ces segments ne subissent aucune déformation indus- trielle pendant les divers traitements, et, de par leur compo- sition, présentant les caractéristiques de résistance, d'élas- ticité et de dureté nécessaires.
Ils présentent, en plus, deux autres qualités impor- tantes : la non-fragilité, qui s'impose de plus en plus, surtout dans les moteurs à régime rapide, et l'absence de carbure de fer, en crains ou en réseau, lequel constitue, dans les segmenta ordinairement utilisés, un abrasif usant anormalement les parois internes des cylindres des moteurs, surtout ceux d'automobiles.
Comme il va de soie et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties,, ayant été plus spécia- lement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les va- riantes.
R É S U M É.
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