CH309263A - Procédé de fabrication d'un objet comprenant une pièce en métal ferreux, recouverte extérieurement par une pièce en métal à base d'aluminium. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication d'un objet comprenant une pièce en métal ferreux, recouverte  extérieurement par une pièce en métal à base d'aluminium.    La présente invention a trait à la. fabri  cation d'objets comprenant une pièce en métal       ferreux,    recouverte extérieurement par une  pièce en métal à base d'aluminium.  



  Les objets visés ci-dessus sont plus parti  culièrement des objets exposés à de très  grandes fluctuations de température qui ris  quent de nuire à l'assemblage entre les deux  métaux qui les constituent.  



  Les objets bimétalliques du type men  tionné ci-dessus se composent, par exemple,  d'une pièce en métal ferreux ayant la pro  priété de présenter une grande résistance mé  canique, et d'une pièce en métal à base d'alu  minium, assemblée avec ladite pièce et ayant  la propriété d'absorber et de ,dissiper la cha  leur de cette dernière. Ces métaux qui ont des       propriétés        aussi    dissemblables sont aussi     dis-          scmblables    sous d'autres rapports moins avan  tageux, et i15 ont par exemple des coefficients       de    dilatation, thermique très différents.

   On  fait utilement de     nombreux    objets bimétal  liques du genre précité, qui sont exposés, à       l'nsa;e,    à     ,un    traitement     mécanique    et     ther-          mique    rigoureux, tels que, par exemple, les       cylindres    et pistons de moteurs à combustion       interne,    les cylindres et pistons de pompes,       Ics    paliers, les boîtiers de tubes à vide, les  tambours de freins, les engrenages ou autres  mécanismes, les ustensiles de cuisine, etc.  



  La pellicule. mince d'alliage de fer et       J'aluminiiun    qui se     forme    lors de la fabri  cation de tels objets bimétalliques sur la. sur-    face     intermédiaire    entre les pièces relative  ment     épaisses    de fer et     .d'aluminium    résiste  très fortement à la. séparation entre ces pièces,  même lorsque l'objet est soumis à un traite  ment physique et     thermique    rigoureux, mal  gré que l'alliage de fer et d'aluminium qui  constitue le lien entre les pièces ne soit pas  très robuste par lui-même et qu'il soit plutôt  très cassant.  



  Toutefois,     lorsqu'une        augmentation    rapide  de la température jusqu'à un degré élevé     est          accompaagmée    par l'action simultanée de  chargés mécaniques     irrégulières    pouvant  avoir pour conséquence que     l'effort    exercé  sur le lien ne soit plus uniforme, par exemple  lorsqu'un véhicule     fortement    chargé tel qu'un  omnibus ou     un.    camion muni de tambours     de     freins bimétalliques en acier et aluminium est  freiné continuellement, mais non uniformé  ment,     dans    une descente,

   non seulement les  conditions d'effort thermique régnant     dans          l'ensemble    du frein bimétallique sont renver  sées, mais la charge mécanique ajoutée à la       tension    thermique     dans    le lien, charge qui       n'est    pas     uniforme,    peut provoquer la rup  ture ou la     fracture    de l'alliage cassant qui  forme la matière du lien.

   Cette tendance est  plus prononcée     dans    un tambour de     frein,     par exemple, d'autant plus que la. forte charge  retardatrice produite par les patins de frein  crée un effort circulaire de cisaillement à  glissement     dans    le lien entre les éléments, ce  qui peut entraîner finalement la     rupture    mé-      canique d'un lien déjà affaibli pour les rai  sons décrites. En     conséquence,    -un objet. bimé  tallique ayant une solidité extraordinaire lui  permettant de résister sans détérioration à un  traitement thermique et physique extrême  ment rigoureux, que ce traitement soit attendu  ou non pour     l'ensemble,    serait très désirable.  



  La présente invention a trait à un procédé  de fabrication d'un objet comprenant une  pièce en métal ferreux,     recouverte    extérieure  ment par une pièce en métal à base d'alumi  nium, ledit objet pouvant supporter normale  ment ou accidentellement une température  élevée T et des     efforts    mécaniques intenses et  irréguliers sans qu'il en     résulte    une rupture  entre les deux pièces, procédé selon lequel on  lie la pièce extérieure à la pièce en métal fer  reux par un lien d'alliage fer-aluminium de  façon que la pièce extérieure exerce un effort  de compression sur la pièce en métal ferreux       aux    températures     voisines    de 15  C,

   procédé  caractérisé en ce qu'on donne à ladite pièce  extérieure une épaisseur e s'approchant infé  rieurement de l'épaisseur limite     e1;.    qui cor  respond à ladite température T sur la courbe  représentée à la.     fig.1.     



  Cette courbe indique l'épaisseur limite     e11",     à donner à la pièce extérieure pour des tem  pératures T allant jusqu'à 538  C. Au-dessus  de 538  C, elle tend     asymptotiquement    vers  zéro et est pratiquement verticale au-dessous  de 150  C.  



  On remarque qu'au-dessus d'environ  150  C, l'épaisseur de la couche d'aluminium  joue un rôle et. que,     jusqu'à    environ 315  C,  pour un accroissement de la température, cette  couche doit être diminuée, alors qu'entre 315  et 538  C, une nouvelle diminution de son  épaisseur n'est. plus nécessaire.  



  La limitation de l'épaisseur de la pièce  extérieure a pour but de rendre cette der  nière trop faible pour exercer un effort de  tension suffisant sur le lien pour le détériorer  lorsque la température de l'objet dépasse une  température     Tr,    dite de renversement des  contraintes, température à laquelle les ten  sions changent de     signe,    le lien, notamment,    passant d'un état de     compression    à. un état  de tension.  



  On a constaté que pour des objets bimé  talliques composés d'une partie     extérieure    en  aluminium ou alliage d'aluminium dissipant  la chaleur,     T,    est compris entre 100 et 200  C,  la variation s'expliquant par les différences  d'alliage d'aluminium, l'épaisseur et la forme  de la, pièce d'aluminium. Par exemple, pour  un type de tambour de frein bimétallique de  bonne qualité,     Tr    aura une valeur d'environ  120  C.  



  Il est évident que moins     Tr    est. élevé, plus  une augmentation de     température    dépassant  notablement la température     T,    tend à aggra  ver le régime des efforts.  



  Le dessin annexé représente encore, à la       fig.    2, une coupe transversale :d'un tambour  de frein. réalisé selon le procédé revendiqué  et constituant une forme d'exécution de l'ob  jet défini par la. revendication II.  



  Ce tambour de frein, destiné à supporter  une température T, est réalisé par coulée. Il  comprend une pièce cylindrique en acier 10,  dont la surface circulaire     interne    est telle que  les patins de frein puissent. venir en contact à  friction avec elle lorsque le tambour tourne  avec la roue correspondante, non représentée,  et un manchon 11, d'épaisseur e, en métal  ayant une grande     conductibilité    calorifique,  tel que l'aluminium ou un alliage à base d'alu  minium, monté sur la     surface    extérieure de la  pièce 10 et fixé sur cette     surface.    La. pellicule  de fer et     d'aluminium    servant. de lien entre la  pièce 10 et le manchon 11 est désignée par 72.

    Le manchon est muni d'ailettes 13 assurant  le rayonnement de la. chaleur.  



  A une. température .de 15      C,    les con  traintes sont telles que le manchon 11 tra  vaille à la tension, tandis que le lien 12, qui  relie les deux pièces 10 et 11 d'une manière  homogène, travaille à la. compression.     Au-          dessus    de la température     Tr,    les contraintes  changent de     signe.     



  Il y a encore lieu d'ajouter que même  lorsqu'il n'est pas probable que l'objet bimé  tallique sera. soumis à des températures supé-      rieuses à la température T,., il est recomman  dable de     dimensionner    cet objet d'après le  procédé selon l'invention en choisissant la  température T, déterminant l'épaisseur e  égale à la. température de fonctionnement nor  male de l'objet, augmentée d'une certaine  marge ^T, afin de diminuer les risques     d'ac-          cient    en cas d'augmentation anormale de la  <B>i</B>  température.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de fabrication d'un objet com prenant une pièce en métal ferreux, recou verte extérieurement par une pièce en métal à base d'aluminium, ledit objet pouvant sup porter normalement ou accidentellement une température élevée T et ,des efforts méca niques intenses et irréguliers sans qu'il en résulte une rupture entre les deux pièces, procédé selon lequel on lie la pièce extérieure à la pièce en métal ferreux par un lien d'al liage fer-aluminium de façon que la pièce extérieure exerce un effort de compression sur la pièce en métal ferreux aux tempéra tures voisines de 15 C,

   procédé caractérisé en ce qu'on donne à ladite pièce extérieure une épaisseur e s'approchant inférieurement de l'épaisseur elim qui correspond à ladite tem pérature T sur la courbe représentée à la fig.1. II. Objet obtenu par le procédé selon la revendication I.