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Procédé pour la fabrication de paliars se graissant d'eux- mêmes.
La présente invention a pour objet un procédé pour la fabrication de paliers se graissant d'eux-mêmes, faits es¯ sentiellement en métal, pour les applications les plus diverses.
Qn a déjà fait des essais en différents sens pour fa- briquer des paliers se graissant d'eux-mêmes en métal, En premier lieu on a mélangé de la fine poudre métallique du graphite, on les a comprimés et frittés. On opérait essen- tiellement suivant les mêmes principes que pour la production des balais métalliques de dynamos. On ne tenait pas
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compte alors de ce que le balai de dynamo représente un corps que l'on fait s'user intentionnellement pour préserver de l'usure d' autres pièces de la machine.
Le graphite pouvait servir ici de lubrifiant vu que les particules métalliques entre lesquelles le graphite est logé étaient soumises l'usure et que de cette façon de nouvelles particules de graphite sont toujours mises en liberté.
Dans un palier on doit toutefois veiller strictement ce que l'usure soit évitée autant que possible car sinon l'arbre tournant dans le palier prend du jeu et de ce fait il se produit des inconvénients de différentes natures.
La constitution d'un palier de façon correspondant à celle d'un balai de dynamo ne pouvait donc pas fournir les résultats désirés.
Comme dans le cas de balai de dynamo, on a essayé également de presser les paliers au moyen d'une poudre aussi fine que possible. On obtenait ainsi des conduits capillai- res très fins entre les différentes particules de la poudre, pour absorber l'huile. Toutefois, on ne se tirait pas d'affaire avec de semblables paliers sans une amenée d' huile de graissage, lorsqu'on voulait les conserver longtemps en service.
De semblables paliers possédaient encore en outre l'inconvénient que leur résistance mécanique était relativement minime car ils étaient constitués par des particules indivi- duelles extrêmement nombreuses qui étaient bien agglomérées ensemble en leurs points de contact mais qui formaient à cause de leur petitesse une texture de peu de résistance. En outre, il y avait encore entre les différentes particules métalliques les particules de poudre de graphite qui provoquaient une désagrégation de l'ensemble de la texture.
Suivant la présente invention on parvient, contrairement à ces essais, à fabriquer des paliers qui possèdent une ré
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qu'ils peuvent absorber @e grandes quantités d'huile ou de graisse, jusqu'à 40 % de leur volume propre ou encore plus.
On parvient en outre à donner aux pores une forme telle que ceux-ci sont essentiellement en communication entre eux, de sorte que l'huile peut en cas de besoin arriver de parties éloignées du palier à la surface de glissement. L'ordre de grandeur des pores et des canaux dans le coussinet de palier est en outre important. Plus les canaux et les pores sont fins, plus est grand l'effet de capillarité de ceux-ci.
Des essais ont montré que dans des paliers du genre mentionné au début qui sont fabriqués au moyen de poudre très fine, des phénomènes perturbateurs se produisaient précisément pour la raison que les forces de capillarité étaient tellement grandes qu'elles ne laissaient pas parvenir l'huile en quantité suffisante aux surfaces de glissement.
Une partie essentielle de la présente invention consiste par conséquent en ce que les pores et les canaux dans le coussinet de palier ont une conformation telle que l'effet de capillarité suffit bien d'une part à aspirer l'huile, mais est d'autre part seulement d'une grandeur telle que l'arrivée de quantités d'huile ou de graisse suffisantes à la surface de glissement se produit.
Par l'adaptation de l'arbre à la pièce de palier et le mouvement de l'arbre, un effet d'aspiration st exerce sur l'huile se trouvant dans le coussinat, Suivant la presente invention on veille à ce que l'effet de capillarité se trou¯ ve en équilibre tel par rapport à l'effet d'aspiration de l'arbre que des quantités d'huila suffisantes parviennent à l'arbre. On a observé que l'on peut accorder les conditions de telle façon que d'une part une quantité, d'huile suffisante arrive à l'arbre mais qu'un excès d'huila est toutefois évité 8 pratiquement. De semblables paliers travaillent par conséquent .de façon extrêmement économique et n'exigent en des temps étendus aucun renouvellement ou remplissage du lu-
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brifiant.
Ils donnent en quelque sorte un réglage automatique de l'opération de graissage. S'il sa produit un échauffement aux points de glissement, le lubrifiant devient plus fluide et est débité par conséquent en plus grandes quantités.
En cas de refroidissement du palier, c'est à dire en particulier en cas d'arrêt de la machine, le lubrifiant est aspiré de nouveau en arrière par le coussinet.
Si l'on veut utiliser encore en outre les effets avan- tageux du graphite, en particulier du graphite colloïdal, pour le fonctionnement du palier, on choisit pour le remplissage du palier un lubrifiant contenant du graphite.
Pour l'obtention des buts indiqués on emploie, suivant la présente invention, pour la constitution du métal de palier, des particules de poudre relativement grosses, de fins copeaux et des matières analogues.
Suivant la présente invention on emploie principalement des grains d'un ordre de grandeur compris entre un tamis de 60 mailles et un tamis de 10 mailles. 11 est recommander de choisir des particules telles qu'elles s'écartent autant que possible pour leur forme de celle de la sphère, c'est à dire par exemple des copeaux de sciage, de limage, de fraisage ou de tournage, de fins granules ou une poudre obtenue par mouture de morceaux métalliques plus gros.
11 est particulièrement avantageux d'employer des grains arêtes vives, ou analogues à des morceaux, On peut toutefois aussi, à l'intérieur des limites indiquées, préférer des grosseurs de grains déterminées, par exemple celles qui sont comprises entre le tamis de trente mailles et la tamis de soixante mailles ou celles qui sont comprises entre le tamis de vingt mailles et le tamis de cinquante mailles, et ainsi de suite. On peut également utiliser des poudres qui contiennent des parties situées en dehors des limites indiquées, pourvu que ces parties ne soient pas en trop grand nombre,.
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se forme, lors de la compression, des pores et des canaux de l'ordre de grandeur désiré.
On peut presser à chaud les pièces moulées ou bien on peut les presser à froid et provoquer l'agglomération par frittage des particules métalliques moyennant un échauffement dans un four.
Pour le présent procédé on peut employer tous les alliages et les métaux que l'on utilise autrement pour la f abri- cation de paliers, c'est à dire en particulier le cuivre, l'étain, le zinc, le bronze, etc.. La pression de compression à employer se règle en particulier naturellement d'a- près le genre et les propriétés de la matière de départ et suivant la température utilisée lors de la compression. On comprime d'une part tellement fortement que l'on obtient des pièces moulées bien cohérentes; d'autre part la pression de compression ne doit naturellement pas être poussée au point qu'il se produit des blocs relativement massifs dont les pores sont tellement étroits que le débit du lubrifiant en quantités suffisantes est empêché.
Les pores doivent être conservés en tous cas dans un ordre de grandeur tel qu'on peut les reconnaitre clairement à l'oell nu après la fabrication ou l'usinage de la pièce moulé,--.
La pression de compression la plus favorable peut se déterminer, pour les différentes matières, de façon purement expérimentale par l'homme de métier qui est habitué à produire des pièces moulées au moyen de poudres. Les règles d'expérience valables en général sont à employer ici également, de sorte qu'il suffit de s'en rapporter aux chiffres indiqués dans l'exemple de réalisation suivant. Comme règle gé- nérale on peut supposer que le poids spécifique de la pièce pressée doit se trouver entre 4 et 6.
Par l'emploi d'une poudre relativement grossière comme matière de départ, le nombre des points de liaison entre les différentes particules de poudre dans la pièce moulée terminée est diminué considérablement, mais les points de
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liaison existants sont plus grands et aussi beaucoup plus solides qu'avec les pàudres fines utilisées antérieurement de sorte que l'ensemble de la texture reçoit une solidité élevée à la manière d'une poutre en treillis.
Pour rendre la liaison particulièrement efficace on peut, suivant une autre partie de la présente invention, prendre des mesures particulières qui favorisent la soudure ou le frittage des particules de poudre pendant l'opération de chauffage par le fait qu'on veille une propreté particulière des surfa¯ ces-ou qu'on recouvre celles-ci d'un autre métal, par exem- ple d'étain, de zinc, qui empêche l'oxydation de l'autre métal situé en-dessous.
On peut également, lorsqu'on travaille avec des additions d'étain, de zinc,, etc., produire par voie synthétique des alliages entre les différents métaux utilisas, Mieux encore que par la voie du simple mélange, on réussit ceci lorsqu'on recouvre le métal le plus difficilement fusible du métal plus facilement fusible, c' est à dire par exemple le cuivre d'étain comme on l' a indiqué ci-dessus.
On peut par exemple fabriquer des paliars de bronze par.. ticulièrement résistants de la manière suivante;
La poudre de cuivre est d'abord pourvue d'un revêtement d'étain. Ceci peut se faire par exemple d'une manière simple dans un tambour rotatif qui est chauffé approximativement au point de fusion de l'étain. On ajoute à la poudre de cuivre environ 10 % de poudre d'étain et on ajoute encore à ce mélange un peu de poudre de sa@miac. L'ensemble du mélange est alors chauffé dans un tambour rotatif comme on l'a indiqué; l'étain se répartit finement et uniformément sur toute la surface des particules de cuivre sans que celles-ci se collent les unes aux autres.
Si l'on presse alors à froid la pièce moulée obtenue à partir de la poudre ainsi préparée, on augmente la solidité de la pièce pressée par suite de la pel-
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ce pressée, il se produit d'abord aux points de contact des différentes particules une sorte de soudure tendre, Si l'opération de chauffage ast prolongée plus longtemps, l'étain ponètre dans le cuivre et forme avec celui-ci du bronze, En outre, les différentes particules de bronze se soudent de sorte qu'elles obtiennent une liaison relative solide.
Il est important de veiller à ce que le chauffage lors de l'opération de frittage ou de soudure, ne soit pas poussé trop fortement par autrement l'ensemble de la pièce se tasse et les pores et les canaux qu'il s'agit d'obtenir sont rétrécis à l'excès ou sont même détruits. On doit par conséquent conduire l'opération de chauffage de telle façon que la température de fusion de l'alliage prenant naissance n'est pas atteinte ou en tous cas pas dépassée. La matière de-vient alors trop malléable et se tasse.
Suivant une autre partie de la présente invention, on peut éviter ces dangers lors de la fabrication des corps de palier en différents métaux, et même utiliser des températures plus élevées lorsqu'on interrompt l'opération da chauf- fage . un instant où les particules de métal le plus difficilement fusible, par exemple les particules de cuivre, se sont alliées seulement en partie avec les particules plus facilement fusibles, par exemple les particules d'etain, de sorte qu'il reste en quelque sorte un noyau du métal difficilement fusible qui reste enveloppé de l'alliage formé.
L'instant de l'interruption de l'opération de chauffage peut être établi sans difficulté par quelques essais.
Le cuivre, qui possède notamment un point de fusion beaucoup plus élevé que l'alliage avec l'étain, forme alors pour autant qu'il n'est pas allié à ce dernier, en quelque sorte une carcasse qui supporte les constituants de bronze plus mous déjà formés, de sorte qu'ils ne se tassent pas. on peut reconnaitre facilement sur le corps moulé si cet état est atteint, lorsqu'on produit dans le corps une coupe propre
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et qu'on considère cette coupe au microscope. On peut alors voir avec précision combien il y a encore de cuivre ou jusqu'à quel point la formation de bronze s'est effectuée.
Arec cette façon de procéder, on peut travailler à des températures qui sont supérieures au point de fusion du bronze et l'on parvient de cette manière à un raccourcissement notable du temps de fabrication tandis qu'en même temps la liaison entre les différentes particules est particulièrement bonne.
Les pièces moulées sont exécutées pratiquement de telle manière qu'elles ont déjà aussi exactement que possible la forme nécessaire et nécessitent seulement un minime usinage ultérieur. Il. faut veiller alors à ce que lors de l'usinage, notamment lors de la dernière opération,, les pores de la matière ne soient pas refermés par la pression du ne soient pas remplis de matière détachée. On a trouve avantageux d'enlever ou d'aléser le dernier copeau \ l'aide d'une matière particulièrement dure, l'acier Widia ou encore mieux à l'aide d'un diamant.
Exemple de réalisation.
100 kg de poudre de cuivre qui est limitée d'une part par le tamis à 20 mailles, d'autre part par le tamis à 50 mailles, sont mélangés dans un tambour rotatif à 10 kg de fine poudre d'étain avec addition de 1 kg de poudre de salmiac et sont chauffés ensuite à environ 2502.
La poudre de cuivre refroidie et recouverte d'une couche d'étain est alors versée dans un moule de presse et compris mée sous une pression de 800 kg par centimètre carre, La pièce pressée est alors chauffée 9002 dans un four et maintenue à cette température pendant 30 minutes. On la laisse ensuite refroidir lentement. L'usinage de la pièce moulée peut alors se faire aux dimensions voulues par tournage, rabotage, fraisage, etc.. La dernière onératinn est exécuté à l'aide d'un
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outil en Widia ou en diamant. La pièce traitée terminée est alors imprégnée de graisse de la manière usuelle et peut être incorporée dans la machine.
Revendications. 1/ Procédé pour la fabrication de paliers se graissant d'euxmêmes, au moyen de poudres de métaux, par compression et frittage ou soudure, caractérise en ce qu'on emploie comme matière de départ une poudre dont les différentes particules se trouvent essentiellement dans un ordre de grosseur qui est délimité d'une part par un tamis de :la mailles (linéaires par pouce) d'autre part par un tamis de 60 mailles et en ce que l'opération de compression et de chauffage est poussée seulement jusqu'au point où la pice moulée terminée presante également, après l'usinage, des pores bien reconnaissa- bles à l'oeil nu.