BE448918A - - Google Patents

Description

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  Matériau mixte, en particulier pour coussinets de palier, et procédé pour sa fabrication. 



   Les éléments à glissement comme les coussinets de palier, les manchons de palier, les coulisses, les plateaux d'embrayage etc., sont fabriqués jusqu'à présent comme pièces coulées moulées, en général en des métaux dits de coussinet (bronzes) dont les constituants principaux sont les métaux à économiser cuivre et étain, et possèdent déjà la forme   fondamentale   de l'appui   terminé.   Ils sont seulement amenés ensuite sous la forme d'emploi par un usinage avec enlève- ment de copeaux (tournage, fraisage, alésage , rabotage, etc.) sans qu'il se produise entre temps un usinage quelcon- que par façonnage sans enlèvement de copeaux, par exemple par 

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 laminage, forgeage, étirage,pressage.

   Ces dernières opérations ne pourraient être supportées par le métal de coussinet dans sa composition actuelle sans qu'il soit   détruit.   



   La solidité relativement minime de semblables paliers en bronze coulés nécessite naturellement des épaisseurs de paroi considérables et immobilise par conséquent de grandes quantités de métaux à économiser, employés de façon non-utile et   improductive,   Par suite de la rareté des métaux de départ, surtout du cuivre et de l'étain, l'emploi de semblables métaux pour des paliers est très limité. Dans beaucoup de cas, les paliers en bronze sont remplacés par d'autres paliers en   métal   qui contiennent principalement de l'aluminium, du zinc, du plomb,de l'antimoine et des métaux analogues.

   Il y a toutefois de grands champs d'application qui nécessitent des paliers en bronze à base de cuivre et   d'étain. pour   ces cas, il a été né- cessaire non seulement de modifier la composition des allia- ges de métal de coussinet pour satisfaire aux prescriptions actuelles d'économie, mais également de réduire au minimum les quantités des métaux employés par une réalisation correcte   adaptée à   l'application   d'un   palier, sans que la capacité de glissement, la résistance à l'usure et la sécurité de fonction- nement soient diminuées. 



   Des métaux de coussinet à base de cuivre, d'étain et de zinc sont connus mais également seulement sous la réalisa- tion en pièces coulées moulées, par exemple en pièces coulées rouges. Cet alliage ne peut toutefois pas être laminé à chaud sans s'émietter et ne peut par conséquent pas être soudé et plaqué à température élevée . 



   Ces inconvénients sont évités suivant la présente inven- tion par le ïait que les additions suivantes sont faites aux métaux de   base :   jusqu'à 2% de manganèse, " 1% de fer " 1% de nickel " o, 4% de phosphore. 

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   Comme des essais approfondis l'ont confirmé, on obtient de cette manière le résultat surprenant que, d'une part, le laminage à chaud et le plaquage par soudure sont rendus pos- sibles mais qu'également par suite d'une diminution de gros- seur de grains, on produit une grande ténacité, une bonne ca- pacité de glissement et une résistance excellente à l'usure. 



  On a trouvé par exemple comme alliage particulièrement appro-   prié :    
88% Cu (cuivre) 
5%   Sn   étain) 
5% Zn (zinc) 
1% Mn   (manganèse)   
0,5%, Fe (fer) 
 EMI3.1 
 0,5µ1 la nickel)   0,2%   P   phosphore).   



   Comme le soudage immédiat   d'un     semblable   alliage de bronze sur de l'acier offre certaines difficultés et que l'adhérence laisse à désirer, on plaque d'abord une mince tôle de cuivre pur sur l'applique en métal de bronze, au cours d'un procédé de soudage à chaud, et ensuite on plaque une seconde fois et cela de telle manière que la tôle de bronze plaquée de cuivre est soudée par le côté du cuivre sur l'a- cier. On obtient ainsi l'adhérence nécessaire du matériau mixte.

   Suivant la composition de l'acier, il est avantageux de plaquer, non   seulement   l'applique de bronze, mais également la platine d'acier,au préalable au moyen d'une mince tôle de cuivre, car le cuivre est bien susceptible d'être plaqué sur l'acier   également.   Ensuite, par un troisième soudage, l'ap- plique de bronze plaquée de cuivre est soudée sur laplatine d'acier plaquée de cuivre, le cuivre venant s'appliquer sur le cuivre. 



   Comme à la   température   élevée de soudage, qui est nécessaire pour le plaquage, le bronze est beaucoup plus mou et plus plastique que la   pl,atine   d'acier, il a la tendance de s'étendre relativement plus   fortement,lors   du laminage à chaud et du plaquage, que la platine d'acier et de se répandre au- delà de   la   platine d'acier, spécialement lorsque l'applique 

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 métallique a une forte épaisseur en comparaison des   plaquâmes   usuels actuellement de 5 ou 10%,   carme     c'es'c   nécessaire dans le cas de matériaux mixtes pour paliers.

   Il en résulte un grand déchet de bronze, d'une part, et d'autre part aussi l'épaisseur de l'applique terminée dans les différents pla-   quages   est très   inégale   et une épaisseur uniforme de la cou- che métallique sur toute les différentes platines d'acier est impossible à produire. 



   Pour éviter ces défauts, c'est à dire pour rendre par-   faitement   uniforme la diminution lors du   laminage   pour l'ap- plique de bronze et la platiné d'acier, la platine métallique est   enchâssée   dans la platine d'acier et maintenue sur tout le pourtour. Cet enchâssement se fait avantageusement par le fait qu'on applique sur le bord de la platine d'acier un ca- dre d'acier correspondant à l'épaisseur de l'applique ou qu'on évide la platine de. façon correspondante en laissant subsis- ter les bords. Ce paquet, consistant en la platine d'acier avec l'applique métallique enchassée, est emballé dans la tô- le protectrice usuelle dans le procédé normal de placage, appelée tôle bouton, et ainsil'ensemble est protégé de l'oxydation lors du chauffage dans le four de soudage.

   Le pa- quet est ensuite laminé,   y-compris   la tôle de protection et le cadre d'acier qui est découpé dans la suite. Ce procédé se différencie de l'emploi, connu déjà lors du plaquage, de lat- tes d'acier, par le fait que les cadres d'acier en forme d'U employés jusqu'à présent sont simplement pour fonction de maintenir l'applique de métal lors du chauffage du paquet dans le four à souder et non la fonction d'empêcher l'appli- que métallique de s'étendre par le laminage au-delà de la platine d'acier. Pour   cete   raison, ces lattes sont enlevées après la première passe de lamimage à chaud et le paquet est lapine ensuite sans ces lattes, sans   qu' o n   tienne compte du fait que l'applique de métal s'étend au-delà de laplatine d'acier ou non. 

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   Comme le matériau mixte plaqué doit, lors de son usi- nage ultérieur sans formation de copeaux, par exemple par la- minage à froid, étirage, pressage, courbure, être recuit de façon répétée en certains cas et   qu'ainsi,comme   des essais   l'ont   montré, il est à   recouter   qu'il se produise une diffu- sion non-désirée de constituants d'alliage du bronze, par exemple de l' étain, à travers la mince couche intermédiaire de cuivre-une diffusion entre l'applique de bronze et la couche intermédiaire de cuivre est tout à fait désirable au point de 'vue de l'adhérence -et qu'ainsi la liaison par sou- dure entre l'applique métallique et le noyau d'acier soit compromise, l'épaisseur de la couche intermédiaire de cuivre est appropriée à l'épaisseur d'ensemble désirée du matériau mixte,

   c'est à dire de la tôle terminée ou de la bande, et aux recuits nécessaires, et cela de telle manière que la cou- che intermédiaire est choisie plus   épaisse   lorsque par exem- ple une épaisseur d'ensemble plus grande de la tôle ou un   façonnage     répété     nécessitent   un   recuit   plus   prolongé ou répé-   té. En conséquence, l'épaisseur de la couche intermédiaire de cuivre vaut environ   0,2-0,5   mm.

   On a trouvé avantageux le fait qu'on empêche la diffusion nuisible à travers la couche intermédiaire de cuivre lorsqu'on recuit seulement pendant un temps court   et éi   des températures inférieures à 650 .   'Jette   température suffit, il est vrai,pour ramollir le noyau d'acier et l'applique de métal, mais n'est pas   suffisamment   élevée en cas de courte durée, pour provoquer une diffusion non désirée à travers la couche de cuivre jusqu'au noyau d'acier. 



   Comme la couche intermédiaire de cuivre a donc pour fonction, dans ce procédé décrit, d'augmenter d'un côté la liaison intime et solide entre elle et l'applique de bronze par diffusion, et de favoriser de l'autre côté le soudage de l'applique de bronze qui sinon ne se soude pas ou se soude seulement difficilement à l'acier et d'empêcher la liaison entre le noyau d'acier et les constituants nuisibles au pla- 

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 quage du bronze, on produit de cette manière un progrès tout à fait nouveau, inconnu jusqu'à présent, qui n'a rien de commun avec le plaquage déjà fréquemment employé de couches intermédiaires de cuivre.

   ainsi 
Cet alliage mentionné de bronze/que les différents procédés peuvent s'employer partout où des surfaces de glissement en bronze sont prescrites ou paraissent avan-   tageuses.   Ces paliers en bronze plaqués par soudage repré- sentent donc un progrès extrêmement considérable dans l'in- dustrie et trouvent une application toujours plus grande. et plus étendue. 



   Revendications. 
 EMI6.1 
 



  ------------------------------ 1.- Matériau mixte, en particulier pour coussinets de Pa- liers, manchons de paliers, plateaux d'embrayage, coulis- ses, etc., en acier fondu plaqué de bronze comportant une applique métallique faite des éléments fondamentaux cuivre, étain et zinc, caractérisé en ce que l'applique de métal est rendue susceptible de plaquage et résistante l'usure par l'addition de jusqu'à 2% de manganèse, jusqu'à 1% de fer,   jusqu'à     1)5 de   nickel et jusqu'à 0,4% de phosphore.

Claims (1)

1. .- Procédé pour la fabrication du matériau mixte suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bronze est d'abord plaqué au moyen d'une applique de cuivre métallique et en ce que ce plaquage est alors soudé moyennant un deu- xième soudage, par le côté du cuivre, sur la platine d'acier fondu.

   3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'applique de bronze plaquée de cuivre est soudée par un troisième soudage sur une platine d'acier fondu, plaquée de cuivre.

   4. - procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que,lors du plaquage, l'applique métallique est maintenue non seulement par un tôle protectrice mais encore dans un <Desc/Clms Page number 7> cadre d'acier correspondant à son épaisseur, et disposé sur la platine d'acier fondu.

   5.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la couche intermédiaire de cuivre est choisie suffi- samment épaisse pour que, sous l'effet d'un recuit ulté- d'alliage rieur du matériau,, plaqué, des éléments/nuisibles au pla- quage ne puissent pas diffuser du bronze à travers la cou- che de cuivre jusqu'à la pièce sous-jacente en acier.

   6. - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la diffusion d'éléments d'alliage nuisibles au plaqua- ge à travers la couche de cuivre est empêchée par un recuit de courte durée en-dessous de 650 .