BE443082A

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Description

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procédé et agencement pour la fabrication de paliers de glis- sement à coulée complexe.

Pour la création de paliers à forte sollicitation pour moteurs, à combustion interne, on a indiqué et essayé dans les dernières années un grand nombre de procédé de fabr ication.

Chaque procédé apportait des avantages par rapport aux autres mais devait toujours accepter certains inconvénients. L'inven- tion décrite ci-après contient des caractéristiques qui sont en partie neuves mais qui sont aussi en partie connues déjà dans des procédés de fabrication des genres les plus divers.

On a constaté toutefois que par le choix approprié de diverses opérations de travail et la mise en concordance de celles-ci, @

on peut conserver les avantages des procédes connus jusqu'a présent sans que leurs inconvénients se présentent.

Tandis que jusqu'à il y a quelques années, l'examen des paliers se faisait relativement superficiellement, les pres- criptions d'essais imposent actuellement les conditions les plus sévères pour la texture, la liaison et l'absence de poches.

Outre l'examen macroscopique et microscopique d'échantillons polis et outre les analyses chimiques, la photographie aux rayons Röntgen doit donner une image absolument irréprochable lorsque les paliers doivent être aptes au montage.

Le présent procédé et les agencements nécessaires pour la réalisation du procédé en vue de la fabrication de paliers de glissement à coulée complexe irréprochables, en particulier de paliers qui sont faits de bronze au plomb et d'une cuvette d'appui en acier, se caractérise par la réunion des mesures suivantes :
Fusion du métal de coulée dans une atmosphère réduc- trice ou neutre, désoxydation et élimination des gaz de la masse fondue ; mécanique et/ou chimique de la cuvette d'appui en forme de coquille;

chauffage à haute fréquence de la cuvette d'appui, jusqu'à une température égale à celle du métal, coulée et, pendant le temps nécessaire à la diffusion, nettoyage de la surface de liaison pour l'enlèvement d'impuretés adhérentes ou de bulles de gaz, refroidissement centripète de la pièce brute ayant reçu la coulée, ces quatre dernières opé- rations étant effectuées à l'abri de l'air.

Il existe plusieurs possibilités de réalisation des con- ditions mentionnées ci-dessus. Les différentes opérations, pour lesquelles l'observation de l'ordre de succession est absolument important, vont être expliquées en détail ci-aprs à l'aide des figures :
On a observé que, par suite d'impuretés minimes, le métal de coulée, en particulier le bronze au plomb, a très fa-

cilement la tendance de prendre une texture à pores fins ou gros après la prise. A la suite de recherches approfondies, on a reconnu que cette porosité doit sa naissance à la coopération d'oxydes et de gaz. Le rôle principal est joué dans ce cas par la souillure du cuivre.

Dans la matière première fournie (cui- vre électrolytique ou barres),il y a toujours, dans l'un plus, dans l'autre moins, de l'hydrogène sous la forme dissoute. Lors de la fusion, il se produit facilement alors que des oxydes provenant du creuset sont absorbés ou que le cuivre s'oxyde à la surface même. Il se produit alors une réaction suivant la formule : CuO2 + 2H = H2O + 2 Cu. Tandis que l'oxyde et l'hy- drogène sont solubles dans le cuivre dans une certaine mesure, l'eau ou la vapeur ¯d'eau est insoluble et tend à s'échapper.

Aussi longtemps que la matière fondue est sous la forme liquide, le départ est possible mais dès qu'elle se trouve dans l'état de prise, il se produit, par la vapeur d'eau qui sort, une-forma- tion de poches ou des porosités.

. Des essais ont montré-en outre que non seulement la présence d'hydrogène mais également l'oxygène absorbé nu dis- sous et son rapport à l'hydrogène jouent un grand rôle. On peut en suite de ceci dire qu'indifféremment, que la formation de poches ou de pores proveienne de gaz simplement dissous ou doi- ve sa naissance à un équilibre compliqué, il se forme toujours, lors du durc.issement à partir du bain, d'abord des cristaux avec une teneur plus minime en'gaz, en correspondance avec la solu- b&lité à l'état solide. Dans la'matière fondue, les gaz s'en- richissent alors jusqu'à ce que la sursaturation devienne tel- lement grande qu'une séparation se produit, savoir une sépara- tion du gaz (hydrogène) ou du composé gazeux (H2 + O, vapeur d'eau).

Ceci explique la constatation faite de façon concordante dans toutes ces substances, que des bulles de gaz prennent nais- sance seulement lorsque, la prise a progressé déjà jusqu'à un certain degré. Ce processus se produit dans une mesure spéciale

dans la fabrication de paliers en bronze au plomb car dans ce cas pour éviter le démélange du plomb, le métal ne doit pas seulement être refroidi à l'air mais doit être supplementairement refroidi de façon intense. Ceci est vrai d'ailleurs d'une ma- nière analogue pour d'autres alliages de paliersde glissement qui présentent également l'absorption de gaz et présentent des phénomènes analogues de croissance lors du refroidissement.

Ceci peut être évité, suivant la présente invention, par le fait que l'on épure d'abord les métaux à ajouter en en- levant les impuretés adhérentes, l'huile et les matières analo- gues. On peut en outre exécuter, en particulier dans le cas du cuivre, un chauffage préalable car, comme on l'a observé, le cuivre cède de l'hydrogène jusqu'à environ 500 et cela en par- ticulier l'hydrogène qui est combiné superficiellement.

On doit alors veiller à ce que la fusion du cuivre se fasse a l'abri de l'air, la flamme de fusion pouvant être maintenue neutre ou légèrement réductrice. pour qu'après l'arrêt de la flamme il ne se produise pas non plus d'oxydation supplémentaire du cuivre, la matière fondue doit être couverte d'un sel aussi imperméable que possible à l'air, qui peut dans certaines circonstances avoir encore des actions réductrices. De bons résultats ont été obtenus à ce point de vue avec le borax. La fusion elle-même peut se faire dans un four à huile et il faut veiller avec soin au gui- dage des flanmes. Les fours électriques sont, toutefois plus fa- vorables à cause de l'atmosphère absolument neutre.. On obtient des avantages particuliers lorsque la fusion est réalisée dans un four à haute fréquence.

Il faut prévoir dans ce cas à cause du mouvement du bain se produisant en général, une couche de recouvrement spécialement épaisse. La matière fondue contient toutefois toujours beaucoup d'hydrogène et d'oxygène de sorte que d'abord on élimine pratiquement tout l'oxygène par l'adjonc- tion d'un agent désoxydant, pour le cuivre, @@@@ par exemple du cuivre phosphoreux. La matière fondue contient alors toujours

encore de l'hydrogène qui peut provoquer aussi par lui-même, seul, des porosités lors du refroidissement. Pour cette raison, le lain est abandonné à lui-même et se refroidit d'abord complè- tement. Le gaz dissous en excès peut alors s'échapper pour la plus grande partie.

Un peu avant le refroidissement, on peut encore ajouter au bain fondamental des parties d'alliage, comme par exemple du plomb. Lors de la fusion à nouveau, on observe l'avantage spécial d'un four à haute fréquence qui consiste en ce qu'on obtient un bon mélange de tous les constituants de l'alliage et en ce qu'en même temps par le mouvement du bain, d'autres restes de gaz sont expulsés.

Il est important que les sels employés pour le recouvre- ment, par exemple le borax, ne contiennent aucune impureté. Il est nécessaire qu'en cas d'emploi de borax usuel du commerce, celui-cm soit fondu au préalable au moins une fois. Après un emploi répété du borax, il est à recommander de fondre celui-ci de nouveau séparément et de le laisser se refroidir car il a également absorbé des impuretés et des gaz et peut céder ceux-ci à la masse fondue- métallique. On peut produire des résultats particulièrement avantageux lors de la régénération du borax par le fait que la fusion et le refroidissement s'effectuent dans le vide.

Lors de la fusion à nouveau du métal de palier prêt à la coulée, il faut veiller spécialement à ce que la température de la matière fondue soit maintenue aussi basse que possible car la solubilité des gaz augmente fortement avec la température tandis,qu'un peu au-dessus du point de fusion, des gaz sont en- core cédés volontieurs par le métal, ce processus pouvant être favorisé particulièrement, comme on l'a déjà montré, par le tourbillonnement du bain dans le four à haute fréquence.

Pour la fabrication de la cuvette d'appui en forme de coquille, il faut prévoir une certaine mesure préparatoire.

Comme le montre la fig. l, la cuvette d'appui consiste, pour un palier sans embase, en un simple anneau de fer 1. Sur cet a nneau de fer, on soude à la main ou automatiquement un fond 2 en une tôle comparativement mince. On a trouvé avantageux qu'en particulier dans le cas de soudure automatique, le couvercle soit plus grand de quelques millimètres que le diamètre extérieur du palier car alors le joint soudé a une allure particulièrement favorable, forme une bonne étanchéité pour le broize au plomb à introduire dans la suite, et il ne se présente cependant pas de combustion ou de calcination à l'endroit de la surface de liaison ultérieure du palier. On prépare d'une manière analogue, comme le montre la fig. 2, un palier à embases.

Particulièrement dans le cas de ces paliers, il est nécessaire que la soudure ne provoque aucune action nuisible sur la matière du côté intérieur de la pièce brute, car sinon ces endroits ne peuvent être dé- barrassés que difficilement des matières brûlées adhérantes. Si les diamètres du palier sont très grands ou si l'on veut épar- gner du métal lors de la coule? , on peut choisir un agencement suivant la fig. 3, dans lequel un tube approprié 4 est soudé dans la pièce brute, sur son fond.

Il existe encore la possibilité de renoncer à la suudure dans le cas de petits paliers lorsqu'on prépare le fond de la pièce brute de la manière indiquée à la fig. 4a. L'un des côtés de la pièce brute reçoit, au tour, une rainure qui va en s' elar- bissant quelque peu en cône vers l'intérieur. On place dans celle- ci la tôle d'obturation 2. Les parties saillantes 5 de la pièce brute sont alors repliées dans une presse.

Pour que dans la sui- te, à cause de la pièce brute, des impuretés ne puissent pas passer dans le métal de coulée, la pièce doit être particulière- ment nettoyée: Il est à recommander de tourner finement au moins la pièce brute du côté intérieur pour qu'il ne reste pas de grandes irrégularités de la surface auxquelles des residu's de gaz-et des impuretés peuvent se fixer. Cette opération peut se

faire à volonté avant ou après la soudure du fond 2. La pièce brute peut alors être nettoyée dans une soufflerie à sable d'a- cier ou dans une soufflerie normale à jet de sable.

Ce nettoyage peut dans certaines circonstances ne pas être suffisant, de sorte qu'on le fait suivre d'un nettoyage chimique au moyen d'une solu- tion d'acide chlorhydrique ou nitrique par exemple à 10%. Les dernières traces de cette solution de nettoyage sont enlevées par de l'eau chaude de façon que la pièce brute. se sèche par suite de sa chaleur propre. Dans: certaines circonstances, on peut renoncer également au nettoyage mécanique de la pièce brute et effectuer le nettoyage chimique décrit. Ceci dépend en particu- lier de la propreté du métal livré pour les pièces brutes et le c o uverc le .

Il y a toutefois d'autres conditions à remplir avant que la cuvette d'appui soit préparée pour la coulée du métal de palier de glissement. On a observé que -pour la coulée avec du métal de palier de glissement, il faut établir entre ce dernier et la cuvette d'appui approximativement les mêmes conditions de température. Lors du chauffage de la cuvette d'appui, il faut du reste veiller à ce qu'il ne puisse se produire aucune oxydation des surfaces de liaison. Pour pouvoir effectuer l'opération de chauffage de façon rapide, propre, et avec une précision capable d'être reproduite, le chauffage se fait à haute fréquence. L'a- gencement utilisé à cet effet est représenté schématiquement à la fig. 5.

On a désigne par 6 la génératrice fournissant le cou- rant de chauffage, cette génératrice alimentant un transforma- teur 7 comportant l'enroulement primaire 8 et l'enroulement se- condaire 9. Pour la compensation du courant débatte, on emploie une batterie réglable du condensateur 12 ; au transformateur 7, c'est à dire à l'enroulement secondaire 9, on a raccordé un indue- teur 10 à une spire qui entoure la pièce traitée 11, c'est à di- re la cuvette d'appui en acier en fonae de coquille. La réalisa-

tien de cet inducteur 10 est représentée plus en détail à la figure 6. Il s'agit ici d'une enveloppe de cuivre qui est pour- vue d'une chambre de refroidissement d'eau 12 et qui est par- courue par le courant.

Si on considère le, couplage aussi serré que possible avec la pièce brute 1, il se produit par voie de transformation une induction de courant, dans la cuvette d'appui 1, de sorte que par formation de courants tourbillonnants, la pièce brute s'échauffe en un temps très court. Comme on l'a déjà dit plus haut, il faut prendre lors de l'opération de chauffage, des mesures qui empêchent une oxydation et des brûlures. Il y a deux possibilités à cet effet. La pièce brute deja caractérisée en détail (voir fig. 1) est pourvue, comme le montre la fig.7, d'une anse 13 qui peut avoir n'importe quelle longueur, ou bien la pièce brute conformée suivant la fig. 1 est plongée au moyen d'une pince spéciale dans un bain de borax liquide ou d'une masse fondue saline analogue et est remplie jusqu'au bord.

La coquil- le ainsi remplie est insérée dans la tête de chauffage (induc- teur) 10 et la puissance appropriée est envoyée a cette tête.

La pièce brute s'échauffe avec tout son contenu de sel jusqu'à la température de coulée. En outre, la masse fondue de sel net- toie particulièrement bien le fer à l'état chaud. Gn peut favo- riser encore cette action de nettoyage par un grattage mécanique des surfaces de liaison au moyen d'une barre d'acier fortement réfrac ta ire. Cette opération exige un certain temps pour sa réalisation et est quelque peu compliquée mais elle donne la certitude d'une surface de liaison absolument propre. L'autre possibilité consiste à enduire la pièce brute suivant les fig.

1,2 ou 3 d'une pâte de borax, d'acide borique et d'acide fluor- hydrique avec addition d'eau et cela aussi uniformément que possible et jusque dans les angles extérieurs (embases). Sur le palier ainsi préparé, on pose, .comme le montre la fig. 8, un cou- vercle de graphite 14 s'adaptant convenablement, qui est pourvu d'un trou de coulée 15. pendant l'opération de chauffage propre- ment dite, ce trou de- coulée 15 est encore maintenu couvert par

un disque 16, par exemple en asbeste. On peut également, comme le montre la fig. 9, munir le couvercle 14 de rainures appro- priées 17, faites au tour, de sorte qu'il représente une ob- turation encore plus étanche à l'air pendant l'opération de chauffage.

Cette pâte usuelle dans le commerce en elle-même a été utilisée seulement jusqu' à présent pour les opérations de- soudure mais pas pour la protection de surface de liaison de cuvettes d'appui en acier,. Dans certains cas, cette pâte usuelle du commerce n'a pas encore produit complètement l'effet désiré. Des recherches approfondies ont montré que l'action protectrice favorable et de nettoyage de cet enduit et d'enduits analogues a été annihilée par le fait que la vapeur d'eau se développant a influencé défavorablement dans ses propriétés le métal de coulée envisagé. (bronze au plomb). Il était déjà connu .en outre que l'action de la vapeur d'eau et de l'hydro- gène prenant naissance aux températures élevées peut provoquer la maladie de l'hdyrogène dans le cuivre et la formation de pores.

Suivant la présente invention, les sels de nettoyage et de protection tels que le borax, l'acide borique, les fluo- rures ou des mélanges de ces sels sont dissous ou mis en sus- pension dans un dissolvant organique et appliqués ensuite sur la cuvette d'appui correspondante*. Il est possible en soi d'em- ployer les agents organiques les plus divers qui ne laissent pas de résidus lors de l'évaporation ou se gazéifient. Il est toulefois particulièrement avantageux de prendre à cet effet 1?alcool méthylique car les vapeurs de celui-ci ont encore supplémentairement une action désoxydante, qui est particu- lièrement favorable dans le cas présent. On peut employer du reste tous les autres agents organiques qui neutralisent les effets nuisibles de petites quantités d'eau encore présentes éventuellement.

Les pièces brutes pourvues de borax liquide ou les cu- vettes d'appui en acier enduites d'une pâte mentionnée ci-dessus sont, introduites dans la tête de chauffage suivant la fig. 6. Il faut veiller alors à ce que par le placement de la pièce brute sur des pointes 18 (fig.6), on évite un départ de chaleur au- tant que possible. Ces pointes peuvent être faites en une ma- tière métallique ou une matière céramique isolante. On a observé fréquemment que lors du chauffage à haute fréquence, le fond 2 du récipient à chauffer a pris une température notablement plus basse, de sorte que le métal de palier de glissement introduit faisait prise prématurément en ces endroits.

Une réalisation particulièrement avantageuse, suivant une caractéristique de la présente invention, est par conséquent indiquée à la fig. 10 où la coquille formant la pièce brute repose sur un tube de fer 19. Comme celui-ci pénètre enpartie dans la tête de chauf- fage, il s'échauffe avec celle-ci et transmet par conduction cet échauffement au fond 2 de la coquille de la pièce brute.

Pour qu'il ne se produise pas non plus d'échauffement non uniforme aux extrémités de la pièce brute en acier, la tête de chauffage doit s'avancer d'environ 2-3 cm de chaque côté au- délà de la pièce brute, Comme cela résulte également de la fig.2, dans le cas de palier à embases, le diamètre extérieur n'est pas laissé lisse pour des raisons de refroidissement mais pour- vu de renfoncements en concordance avec la surface de glissement Pour obtenir ici un, chauffage irréprochable avec un rendement favorable, la tête de chauffage 10 est établie approximativement, comme le montre la fig.

11, sous une forme correspondant à celle de la pièce brute et pour éviter une possibilité de division de la tête de chauffage, les distances entre la pièce brute et la tête de chauffage sont choisies de telle manière que les côtés extérieurs des embases de début peuvent glisser le long de la partie médiane de la tête de chauffage.

La fréquence avec laquelle le chauffage doit être ef- fectué doit être accordée de telle manière que lorsque le fer est échauffe, la profondeur de pénétration est approximativement égale à l'épaisseur du palier. Pour ne pas devoir choisir, pour chaque type de palier à section de fer différente, d'autres fréquences, on péut réduire également la puissance en consé- quence et augmenter quelque peu le temps. Sur la base d'un pa- lier normal d'environ 10 mn, d'épaisseur de paroi, on peut pour environ 1500 Hz. avec une puissance de 50-80 kW, chauffer des paliers moyens en 30 secondes à 1200 . Si on élève la fré- quence et si on ne diminue pas en conséquence la puissance, il se produit facilement, par suite de l'effet de pellicule,. une combustion au coté extérieur de la pièce brute.

Pour chauffer cependant .électriquement directement le fond d'une pièce brute-sans emploi d'un tube suivant la fig.10-; on peut également opérer de la manière représentée à la fig.12.

La tête de chauffage reçoit. également sur sa face inféra ure une sorte de fond 20 qui peut aussi être refroidi par de l'eau.

La forme en plan de la tête de chauffage¯ est visible à la fig.

12b. La disposition dans laquelle la pièce brute peut reposer sur des pièces isolantes 21 produit électriquement le même ré- sultat que celui obtenu à la fig.10 par transmission de cha- leur du tube 19.

Lorsque la pièce brute a été chauffée, en particulier à sa surface de liaison, à la température qui est nécessaire pour la coulée (à peu près égale à la température de la masse fondue), le métal de coulée peut être puisé au moyen d'un petit creuset dans le grand creuset de fusion. Il se produit alors par le petit creuset un certain danger de souillure, mais, comme on l'a déjà mentionné, dans le cas de l'emploi d'un chauffage à haute fréquence, les gaz correspondants sont séparés de nou- veau du métal. Pour éviter ce danger, on peut également déve:eser du grand creuset dans un petit.

De ce petit creuset, on coule @

alors dans la pièce brute remplie de borax (voir fig. 13) ou biendans la pièce brute enduite d' une pâte (fig. 8 et 6.)Dans un vas le borax et dans l'autre cas, le gaz protecteur formé par la pâte, est expulsé.

Il existe toutefois finalement la possibilité de beau- coup plus favorable de couler directement du grand creuset de fusion dans le palier. Lesdispositifs de basculement pour de semblables creusets sont toutefois, en particulier en cas de fonctionnement automatique, difficiles à fabriquer et coûteux.

Il est par conséquent plus avantageux d'employer, comme le montre la fige 13, un creuset pourvu d'une soupape. Dans le creuset 22 se trouve un tampon 23 fait de la même matière que le creuset ou en graphite et qui ferme, en formant un cône, un trou 24 prévu au fond du creuset. Pour que le trou ne subis- se pas de variations par l'écoulement de la masse fondue, et qu'une fermeture étanche soit encore assurée dans la suite, ce siège de soupape 25 peut être fait en une matière spéciale et remplacé dans chaque cas. S'il faut donc couler un palier chauffé de façon appropriée, il suffit de soulever le levier 27 fixé à une articulation 26. La masse fondue se trouvant dans le creuset, 22 passe dans la pièce brute.

Une autre dispositiun favorable est représentée a la fig. 14, dans laquelle le creuset 22 est pourvu d'un fond renforcé spécialement, et une soupape 28 analogue à une noix de robinet donne la possibilité de sou- tirer suivant les besoins la masse métallique fondue. Dans ces dispositions,on a encore l'avantage supplémentaire que le re- couvrement de la matière fondue rester toujours assuré et que le métal est retiré par le bas. De semblables formes de creuset conviennent aussi particulièrement pour être chauffées par haute fréquence. La disposition suivant la fig. 14 peut, en vue du chauffage à haute fréquence, être réalisée comme le montre la figure 15.

Il faut alors veiller spécialement à ce que 1 fond renforcé soit amené à la même température Que le bain fundu

pour que, lors du soutirage, la masse métallique fondue ne durcisse pas dans le conduit relativement étroit. Pour favoriser le mouvement du bain à l'intérieur du creuset et éviter autant que possible la prise du métal lors du soutirage, on peut avan- tageusement évider le creuset presque jusqu'à la noix de robinet 28, comme on l'a représenté à la fig, 152 pour le chauffage .de l'ensemble du fond du creuset, on a choisi une combinaison de la bobine longitudinale 29, connue en elle-même'avec une bobine plate 30 montée en série.

pour éviter une combustion inutile, la partie inférieure de la bobine 29 et la partie 30 peuvent être mises en court-circuit au moyen d'un commutateur spécial pen- dant l'amenée à l'état de fusion. C'est seulement avant le com- mencement de la coulée qu'on ouvre le commutateur 31, de sorte qu'également le fond renforce du creuset est chauffé.

On a déjà montré antérieurement que tout contact du métal de coulée et également de la pièce brute chaude avec l'oxygène ou d'autres gaz peut conduire à la formation d'un métal de coulée poreux. Il faut par conséquent veiller à ce que, lors de l'opération de coulée même, le métal ne soit exposé à l'air que pendant un temps très court, ou mieux, ne vienne pas en con- tact avec l'atmosphère du tout. Dans ce but, on emploie lors de l'opération de coulée, des gaz protecteurs inertes. Ceci peut se faire particulièrement facilement dans une disposition sui- vant la fig. 15. La pièce brûte pourvue d'un couvercle 14 est glissée directement en-dessous du creuset de la fig. 15 et le couvercle 14 est en même temps enlevé.

Directement autour du trou de coulée 24, se trouvent des tuyères à gaz qui font péné- trer également le gaz 'protecteur dans la pièce brute. Pour évi- ter qu'après l'enlèvement de la pièce brute du creuset, le métal fondu liquide vienne en contact avec l'air, on charge, avant le remplissage au moyen du métal à l'état liquide, une masse fon- due saline (borax) 32 dans la pièce brute, comme le montre la figure 9. Après la coulée dans la pièce, la masse fondue 32 de borax se trouve au-dessus de la masse métallique fondue, com-

me le montre la fig. 16, et protège le métal de l'accès de l'air. La hauteur de la pièce brute 1 doit donc être choisie plus grande dès le début, en concordance avec la tête perdue.

On a toutefois observé que, malgré toutes les mesures de nettoyage esquissées ci-dessus, de petites impuretés restent toujours adhérantes à la surface de liaison. On peut éliminer celles-ci par le fait que, comme on l'a décrit plus haut pour le nettcyage avec du borax liquide, on frotte une tige fortement refractaire le long de la surface de liaison; on racle ainsi les impuretés accumulées en cet endroit et comme elles sont plus légères spécifiquement que le bain de métal fondu on les fait s'élever. Cette opération doit se faire à la main et prend par conséquent du temps mais produit avec sécurité un palier irré- prochable. Il y a différentes possibilités de rendre cette opé- ration automatique.

Si par exemple le creuset suivant la fig.15 est disposé immédiatement au-dessus de la tête de chauffage 10, on peut,comme le montre la fig. 17, après que la coquille de la pièce brute a été remplie de métal, lancer encore une fois le courant de haute fréquence dans la tête de chauffage 10. Il se produit alors un mouvement du bain indiqué par les flèches 34, lequel, comme on le voit clairement, provoque un frottement du métal contre les surfaces de liaison. Pour faciliter cette opé- ration, l'énergie à haute fréquence peut être mise en circuit et hors circuit par intermittences. Tandis que dans la disposi- tion suivant la fig. 17, il s'agit essentiellement de mouvements verticaux de la masse fondue, on peut produire dans une dispo- sition suivant la fig. 18 un mouvement de rotation de la masse fondue.

Si l'on fait en effet agir par un courant triphasé ve- nant du générateur 35, par l'intermédiaire des différentes bobi- nes raccordées 36, un champ triphasé sur la pièce brute d'acier, la matière fondue 33, forme un anneau en court-circuit, se dé- plaçant dans le sens du champ tournant. Par le choix de la dis- tance, de la fréquence et du nombre des bobines, on peut régler

à volonté la vitesse du mouvement de la masse ou la modifier.

En cas de grande vitesse, le niveau du métal 33 s'établit suivait la ligne en traits interrompus 37, de sorte que lors de la fa- brication du palier il faut accepter également une tête perdue.

Un mouvement de rotation identique peut être produit par le fait que, suivant la fig. 19, par exemple en combinaison avec une pièce brute suivant la fig.3, on emploie outre la tête de chauffage 10, encore une bobine de haute fréquence 38. Celle-ci possède comme le montre la figure, une forme¯ de boucle et pro- duit un champ perpendiculaire au plan du dessin. Dans ce cas, la, masse de liquide fondue 33 est également.sollicitée à se met- tre en rotation. En outre, il se produit à partir de la bobine 38 un chauffage de la paroi 4 qui autrement pourrait être produit seulement avec difficulté à partir de la tête de chauffage 10.

Si la bobine 38 de la fige 19 ne doit pas consister seulement en un conducteur d'aller et en un conducteur de retour, la disposition peut être établie de la façon représentée à la fig.

20, suivant laquelle¯.les conducteurs d'aller et de retour sont caractérisés par des points, ceux qui sont destinés à désigner les pointes de flèche et des croix, et ceux qui doivent désigner les extrémités de flèche du sens du courbant. Tandis que dans le cas de la fige 19, la bobine 38 doit tourner par rapport à la pièce brute 1 pour qu'il se produise un chauffage uniforme du tube 4, ceci peut être supprimé en pratique dans la variante suivant la fige 20.

On a observé toutefois également.que les impuretés adhérant aux surfaces de liaison peuvent être éliminées par l'emploi de fréquence de secouement ou sonores. Comme le mon- tre la fige 21, la pièce brute 1 est posée avec la bain liquide de métal fondu sur un dispositif 39 qui, après dévissage du cône.

40 dans le sens de la flèche, saisit au moyen des griffes 41 la pièce brute 1. Au moyen de la roue dentée 42, -des secousses son% -transmises mécaniquement par le levier 39 à la pièce brute.

Pour aider les mouvements sensiblement verticaux et par consé- quent parallèles à la surface de glissement du palier, dans le sens d'un nettoyage de la surface de liaison, on peut employer, suivant la disposition de la fig. 18, un champ tournant 36.

La pièce brute pourvue du métal coulé et ainsi traitée est placée, comme le montre la fig. 22, dans un dispositif d'ar- rosage annulaire 43 qui projette de l'eau contre la paroi exté- rieure de la pièce brute sous une pression déterminée, au moyen de petits trous en forme de tuyères par exemple, qui se truuvent à une distance aussi petite que possible les uns des autres, par exemple 5 mm. Le palier est reçu sur des peintes 44 pouvant s'éle ver et s'abaisser, qui peuvent en outre être capables de tourner pour compenser des irrégularités dans l'amenée d'eau.

Il faut vPiller à ce que de l'eau ne puisse pas pénétrer à travers la c ouche de recouvrement sur. la masse fondue de br onze auplomb, car il se produirait des perturbations dans l'allure du refroi- dissement. Suivant la grandeur du palier et la nature du métal coulé, on règle la pression d'eau et la durée de l'opération de refroidissement. Il est en général avantageux de conduirele refroidissement de telle manière que l'arrivée d'eau est inter- rompue ou que le palier est retiré du dispositif annulaire d'or-@ rosage lorsqu'un noyau valant environ du 1/3 au 1/4 du diamètre du palier est encore au r ouge.

Un a décrit les possibilités les plus diverses de la fabrication des paliers. Le choix des différentes combinaisons des mesures nécessaires en elles-mêmes dépend de la qualité des paliers qui est désirée, des dépenses qui paraissent supportables pour les différentes applications, et du nombre des pièces à fa- briquer dans chaque cas.

REVENDICATIONS.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1.- Procédé et dispositif pour la fabrication de paliers de glis- semant à coulée complexe, en particulier de ceux consistant en <Desc/Clms Page number 17> du bronze au plomb avec une cuvette d'appui en acier, caractéri- sé par la réunion des mesures suivantes : Fusion du métal de coulée dans une atmosphère réductrice ou neutre, désoxydation de la matière fondue et élimination des gaz de celle-ci; nettoyage mécanique et/ou chimique de la cuvette d'appui en forme de coquille; chauffage à haute fréquence de la cuvette d'appui jusqu'à une température égale ou approximativement égale à celle du métal ;coulée et, pendant le temps nécessaire à la diffusion, nettoyage de la surface de liaison pour éliminer les impuretés adhérentes ou les bulles de gaz ; refroidissement centripète de la pièce brute pourvue de, la matière coulée ;

les quatre dernières opérations pouvant toutes se faire à l'abri de l'air.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les métaux à fondre sont débarrassés des impuretés grossières et sont chauffés au préalable à une température située en-dessous du point de fusion.

3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fusion s'opère avec une flamne neutre ou légèrement réductrice, avec placement de la matière fondue à 1 '.abri de l'air par un se 1 (borax).

4. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on opère la fusion sous une masse fondue de sels ou sots un gaz protecteur,dans le four à haute fréquence, des recouvrements particulièrement épais étant utilisés en cas d'emploi de masses fondues de sels.

5. - Procédé suivant les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce qu'après la première fusion des constituants de base et après alliage, on produit une désoxydation.

6.- Procédé suivant les revendications 1 et 5, caractérisé en ce qu'après la désoxydation, la masse fondue est pourvue de tous les c-onstituants d'alliage et est refroidie au moins jusqu'en dessous du point de durcissement. <Desc/Clms Page number 18>

7.- Procédé suivant les revendications 1 et 3-6, caracterisé en ce que par l'emploi de courants à haute fréquence, on produit le réchauffage de l'alliage, le mélange des différents consti- tuants et l'épuration complète au point de vue des gaz.

8.- Procédé suivant les revendications 1,3 et 4, caractérisé en cd que les sels employés pour le recouvrement sont fondus au moins une fois au préalable ou sont débarrassés, par fusion et refroidissement dans le vide, des impuretés et des restes de gaz.

9.- Procédé suivant les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que, lors de la seconde fusion, la température de cuulée est choisie seulement un peu plus élevée que le point de fusion de l'alliage, la tendance à l'émission de gaz dans cet état étant favorisée par la mise en tourbillonnement du bain (haute fré- quence).

10.- Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que la cuvette d'appui a la forme d'une coquille obtenue par soudu- re d'un couvercle de tôle (2) comparativement mince (fig. 1 et 11.- Procédé suivant la revendication 1, pour de petits paliers, caractérisé en ce qua la cuvette d'appui reçoit un fond en tôle (2) appliqué par pressage (fig.4a et 4b).

12. - Agencement suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le couvercle de tôle dépasse d'environ 1 mm. et est soudé extérieurement à la cuvette d'appui (fig. 1 et 2).

13. - Agencement suivant la revendication lu, caractérisé en ce que l'espace de coulée est réduit par un tube intérieur (4) sou- dé (fig.3).

14. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette d'appui est au préalable tournée de façon fine, est nettoyée au moyen d'une soufflerie à sable d'acier ou à jet de sable et/ou dans une solution à 10% d'acide chlorhydrique ou d'acide nitrique .

15. - Agencement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'inducteur à une seule spire (10), approprié à la forme du <Desc/Clms Page number 19> palier, pour le chauffage à haute fréquence de la cuvette d'ap- pui, est fait d'une tôle de cuivre refroidie par de l'eau (fig.

6 et 11).

16. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette d'appui préparée pour la coulée est plongée dans une masse liquide de sel et est alors chauffée, jusqu'à la tempéra- ture de coulée, par haute fréquence avec le contenu de sel, even- tuellement moyennant un raclage mécanique des surfaces de liai- son (fig.7).

17.- Agencement pour la réalisation du procédé suivant la reven- dication 16, caractérisé en ce que la cuvette d'appui possède une anse (13) (fig.7).

18.- Agencement pour la réalisation du.procédé suivant la reven- dication l, caractérisé en ce que lorsqu'on emploie un enduit développant un gaz protecteur lors du chauffage et empêchant l'oxydation, la coquille de la cuvette d'appui possède un couver- cle réfractaire (14) fermant parfaitement et pourvu d'un trou de coulée ouvert (15) (fig.8 et 9).

19.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on enduit la cuvette d'appui au mpyen d'une pâte à souder, connue dans la technique de la soudure, faite de borax, d'acide borique et d'acide fluorhydrique avec addition d'eau et en ce qu'on la chauffe ensuite- à haute fréquence dans un agencement suivant la revendication 18.

20.- Procédé suivant la ;revendication 1, caractérisé en ce que l'enduit consistant en borax, en acide borique, en fluorures ou en mélanges de ces matières est dissous ou mis en suspension dans un solvant organique.

21. - procédé suivant la revendication 20, caractérisé en ce qu'on emploie des solvants organiques qui donnent naissance, lors du chauffage, à des gaz inertes pour le métal de coulée.

22.- Procédé suivant les revendications 20 et 21, caractérisé en ce que le solvant organique s'évaporant,- par exemple de l'al- cool méthylique, a en outre une action de désoxydation et de <Desc/Clms Page number 20> nettoyage sur la cuvette d'appui et le métal de coulée.

23.- Procédé suivant les revendications 20 à 22, caractérisé en ce qu'on emploie des solvants organiques qui, lors de l'évapo- ration, neutralisent les effets nuisibles de minimes quantités d'eau encore présentes.

24.- Agencement suivant les revendications 1 et 15, caractérisé en ce que la coquille formant la pièce brute, repose pendant le chauffage à haute fréquence sur des pointes (18) métalliques ou isolantes en matière céramique (fig.6).

25.- Agencement suivant les revendications 1 et 15, caractérisé en ce que la coquille formant la pièce brute est placée, pen- dant le chauffage à haute fréquence, sur un tube de fer (19) s'avançant dans l'inducteur et s'échauffant également (fig. 10).

26.- Agencement suivant les revendications 1 et 15, caractéri- séen ce que l'inducteur reçoit un fond (20) conducteur de l'e- lectricité, de sorte qu'on produit également un chauffage du fond de la coquille formant la pièce brute (fig.12a et b).

27.- Agencement suivant les revendications 1 et 13, caractéri- sé en ce qu'en vue de produire un chauffage uniforme de la co- quille de la pièce brute, l'inducteur est, de chaque côté , de 2-3 cm. plus élevé que la coquille elle-même.

28. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de la puissance électrique nécessaire pour le chauf- fage est choisie de telle façon, en vue d'un rendement favora- ble, que la profondeur de pénétration du courant de haute fré- quence, à l'état chaud de l'acier, est environ égale à l'épais- seur des parois du palier.

29.- Procédé suivant la revendication 1, pour la fabrication de paliers d'épaisseurs de parois différentes avec une fréquence constante de la machine de chauffage, caractérisé en ce que le produit de la puissance etdu temps, rapporté à l'unité de poids, est maintenu constant et en ce que, dans le cas d'Épaisseur de paroi plus grande que la profondeur de pénétratiun, on choisit @ <Desc/Clms Page number 21> des temps plus longs avec Une--Plus petite puissance et dans le cas d'épaisseurs de paroi plus petites que la profondeur de pénétration, des temps plus courts et des puissances plus éle- vées.

30 ;- procédé suivant les revendications 1 et 16 et 18, carac- terisé en ce qu'au moyen d'un petit creuset de puisage ou de remplissage, le métal de- coulée est déversé dans la coquille de la pièce brute en refoulant la masse fondue liquide de sel ou le gaz protecteur formé par la pâte d' enduit.

31. - Procédé suivant les revendications 1 et 16 et 18, carac- térisé en ce que la coulée s'opère dans la coquille de la pièce brute directement à partir du grand creuset de fusion pourvu d'un dispositif de soutirage.

32.- Agencement pour la réalisation du procédé suivant la re- vendication 31, caractérisé en ce que le trou de coulée (24) se trouvant éventuellement dans le fond en renfoncement (25) du creuset peut être bouché par un tampon conique (23) fig. 13).

33.- Agencement pour la réalisation du procédé suivant la re- vendication 31, caractérisé en ce que, dans le fond épaissi du creuset, on a disposé une soupape (28) analogue à une noix de robinet (fig.14).

34. - Agencement pour la réalisation du procédé suivant la re- vendication 31, caractérisé en ce que le creuset est chauffé à haute fréquence par une combinaison de bobine longitudinale et de bobine plate, dont des parties peuvent être mises p assa- gèrement hors de circuit (fig.15).

35. - Agencement pour la réalisation du procédé suivant la re- vendication 31, caractérisé en ce qu'en vue d'un meilleur chauf- fage, le fond du creuset est évidé presque jusqu'à .la noix de r ob inet.

36.- Procédé suivant les revendications 1 et 31, caractérisé en ce que, pendant l'opération de coulée, un gaz de protection est introduit supplémentairement dans la coquille de la pièce brute (fig.15). <Desc/Clms Page number 22>

37.- Procédé suivent les revendications 31 et 36, caractérisé en ce que la masse fondue liquide de sel, introduite avant la coulée dans la coquille de la pièce brute, forme apres la cou- lée une couche de recouvrement impénétrable à l'air (fig.16).

38.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'après la coulée, les surfaces de liaison sont nettoyées me- caniquement à la main au moyen d'une barre refractaire.

39.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'après la coulée? on produit par un mouvement de haute fré- quence du bain, éventuellement avec de courtes interruptions de l'amenée de la puissance à haute fréquenne, un frottement contre la surface de liaison (fig.17).

40.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que par un champ tournant produit dans la coquille cle pièce brute pourvue du métal coulé, on produit un mouvement de rotation de la masse fondue (fig.10).

41. - Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce qu'ure bubine supplémentaire de haute fréquence (38) est insérée dans l'axe médian de la coquille de la pice brute, ce qui produit un chauffage de l'intérieur vers l'extérieur et un mouvement de rotation du bain (fig. 19,20).

42.- Agencement pour la réalisation du procédé suivant la re- vendication 41, caractérisé en ce qu'une bobine en forme de bou- cle, à une seule spire, est disposée dans l'axe médian de la coquille de la pièce brute (fig.19).

43. - Agencement pour la réalisation du procédé suivant la re- vendication 41, caractérisé en ce qu'une bobine (38) à plusieurs spires est disposée dans l'axe médian (fig.20).

44. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élimination d'impuretés de la surface de liaison se fait par l'emploi de fréquences de secouement ou sonores (fig.21).

45.- Procédé suivant les revendicationsl, 40 et 44, caracterisé en ce que simultanément la matière coulée liquide est secouée ou traitée par une fréquence sonore et reçoit un mouvement de rotation (fig. 21). <Desc/Clms Page number 23>

46.- Agencement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif d'arrosage annulaire, avec support pouvait se soulever et s'abaisser et éventuellement aussi tourner, pour la pièce brute, est employé en vue du refroidissement centri- pète.

47.- précédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce brute pourvue du métal de coudée est refroidie EMI23.1 de lt-ex..térd.$:t)r au. r4yen d"eau jusqu'à ce' quenviron un tiers à un quart du diamètre du palier seulement soit encore au rouge, EMI23.2 et en ae qu)alo2,\'s 19 rejgroidiaaement supplémentaire est in- terrompu.