CH476235A - Organe coulissant - Google Patents

Description

  Organe     coulissant       La présente     invention    a pour objet un     organe        coulis-          sant    comprenant un métal de base.  



  Les moteurs à combustion     interne    et les compresseurs  atteignent des vitesses, plus élevées et     sont    soumis à des       contraintes    thermiques plus     importantes    que les     modèles     plus     anciens.    Les conditions de     lubrification    plus     sévères     qui en ont résulté ont conduit à des grippages plus     fré-          quents    ou, du moins, à une usure.     plus    rapide des seg  ments de pistons.

       En    vue de surmonter ces     difficultés,     divers produits     résistant    à     l'usure    ont été mis au     point     et de nouvelles techniques de revêtement     superficiel    par  chromage ou     métallisation        par        projection,    par exemple,  ont été     développées    et     partiellement        utilisées.        Cependant,

       aucune de cas mesures ne     s'est    avérée être     entièrement          satisfaisante.     



  Le but de l'invention est de pallier     ces    inconvénients.  L'organe coulissant     selon        l'invention    est caractérisé  en     ce    qu'il     comporte    un revêtement de glissement recou  vrant le     métal    de     base    et composé d'un mélange d'acier  et de plomb, le     rapport    entre la     surface    de plomb et la       surface    totale du revêtement étant compris entre 10 et  70()/o.  



  Le     dessin    annexé     représente,    .schématiquement et à  titre d'exemple, une forme d'exécution de l'organe coulis  sant objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une coupe axiale partielle de l'organe  coulissant.  



  La     fig.    2 est une micrographie (agrandissement de  30 fois) de     la        surface    d'une couche métallique déposée  par projection sur un organe     coulissant.     



  La     fig.    3     est    une micrographie (agrandissement de  50 fois) d'une section de la couche déposée par projec  tion     illustrée    à la     fig.    2.  



  La surface de glissement 1 de chaque organe coulis  sant est revêtue d'une couche 2, appliquée par projection  et constituée par un     mélange    d'acier et de plomb comme       illustré    à la     fig.    1. Le métal de     base    de     l'organe    coulis-    saut est de l'acier ayant une     résistance        élevée    à     la    trac  tion et à     la        rupture    ou de     1a    fonte pour segments de  piston, de     la    fonte     malléable    ou toute autre fonte ayant  une grande ténacité.

    



  La     surface    de     glissement    d'un tel organe coulissant  est     réalisée    par     projection    d'un mélange d'acier et de  plomb. Avant     l'opération    de     métallisation,    le métal de  base de l'organe coulissant ayant subi un traitement pré  liminaire est     décapé    en     vue    d'assurer une     forte    adhésion  de la couche     métallisée    à la     surface    du métal de base.

   La       métallisation    par projection s'effectue à l'aide de deux  machines     conçues    pour     le    mélange et     la    projection simul  tanés d'acier et de plomb. Le plomb utilisé à cet effet  doit     être    du plomb     métallique    à     l'état    pur, l'acier étant un  acier au     carbone    dont la teneur en carbone permet     la          trempe,    c'est-à-dire     avec    une teneur en     carbone    qui ne  soit par     inférieure    à 0,2 0/0.

   La     couche    de     métal    déposée  par projection est     rectifiée    jusqu'à obtention d'une sur  face de glissement présentant le     fini    désiré. Une     surface     polie d'une couche     ainsi    déposée ainsi qu'une section à  travers une     telle    couche sont illustrées aux     fig.    2 et 3,  respectivement.

   Comme on peut le     constater,    la     surface     de glissement présente une structure constituée par un       mélange    fin d'acier et de plomb formant une excellente  couche superficielle qui satisfait aux exigences quant à  la     résistance    à l'usure et aux     propriétés    de     glissement.     



  Les     métaux    présentant d'excellentes propriétés de  glissement n'ont généralement qu'une     résistance    à l'usure       insuffisante    et, inversement, les organes     coulissants    munis       d'excellents        revêtements    satisfaisant aux deux     conditions          précitées    sont, en fait, très rares.

   Dans de nombreux cas,  la résistance mécanique des     organes    coulissants soulève  des problèmes et il a pratiquement été     impossible    de  réaliser des     organes        coulissants    satisfaisant à chacune des  trois propriétés     essentielles    qui sont: la     résistance    méca  nique, la     résistance    à l'usure et un bon coefficient du  frottement.

        La surface de glissement des organes     coulissants    est       réalisée    par     métallisation    par     projection.    Ce procédé per  met une     entière        liberté    de choix quant aux métaux de  haute     résistance    devant être utilisés comme métal de base.

         Etant    donné que la     partie    ferreuse du mélange déposé  par     projection    est     constituée    par de l'acier .au     carbone,     elle subit une trempe énergique au cours de la déposi  tion des     particules    d'acier     chauffées    à très haute tempé  rature en vue de     la        métallisation,    le résultat étant que  l'organe coulissant     ainsi    formé possède une     excellente          résistance    à l'usure.

   Au cas où un tel organe venait à  manquer de     lubrifiant    de manière à encourir un risque  de grippage, le plomb contenu     dans    la     surface    de glisse  ment serait extrait par     fusion    et formerait une pellicule  très fine entre la     surface    de glissement et la     surface    de  l'organe     adjacent.    Le plomb agit alors en tant que lubri  fiant solide, évitant le contact direct entre les     surfaces          métalliques    et, par conséquent, tout grippage de     ces    sur  faces.

   Le taux de mélange du     mélange        métallique        devant     être déposé par projection est choisi de manière à con  venir au mieux au type et aux conditions d'utilisation  du moteur à combustion interne ou du     compresseur     auquel il est destiné,     ainsi    qu'à d'autres facteurs,.

   Pour  ce qui est de la     surface    de     glissement,    le taux de     mélange     exprimé sous forme de rapport entre     la        surface    du     plomb     et la     surface    totale de la couche déposée par projection  est compris entre 10 et 70 0/0.

   Pour un     rapport    inférieur  à 2     %        de        plomb,        l'organe        de        glissement        ne        présentera     pas des propriétés de glissement suffisantes. Au contraire,  si le rapport est supérieur à 70 0/0. le risque de grippage  est éliminé au     détriment    de     la        résistance    à l'usure avec  un accroissement de la     perte    par abrasion.

      <I>Exemple</I>         De        la        fonte        de        fer        renfermant        3,08        %        de        C,        1,97        %          de        Si,        0,41        %        de        Mn,        0,

  16        %        de        P        et        0,045        0/0        de        S     fut usinée de manière à obtenir une     éprouvette    mesurant  18,0 mm de     largeur,    12,0 mm de longueur et 5,0 mm de  hauteur. La surface de     glissement    de l'éprouvette fut  dotée de     cinq    rainures ayant chacune 0,5 mm de largeur  et 0,5 mm de profondeur; ces rainures     furent        disposées     parallèlement l'une par rapport à l'autre, à intervalles  réguliers.

   Un mélange d'acier et de plomb fondus fut  projeté sur     la        surface    avec un débit tel que le rapport des       surfaces        obtenu        était        de        60        0/0        d'acier        pour        40        %        de     plomb. Après polissage, la surface de     glissement    fut sou-    mise à un essai d'abrasion.

   L'essai fut effectué à l'aide  d'un appareil du type à friction par     glissement    plan, la  vitesse de friction étant de 5     m/seconde.    La     lubrification     fut assurée à l'aide d'un mélange lubrifiant constitué par       50        %        d'huile        de        lubrification        paraffinique        et        50        %     d'huile     lampante        purifiée.        L'éprouvette    fut soumise au  glissement jusqu'à apparition d'un 

  grippage, après quoi  on examina le rapport entre la charge de     frottement    et  l'usure et on procéda à un essai de grippage. Le métal  contre lequel s'opérait le     glissement    était de la fonte de       composition        2,90        %        de        C,        2,08        %        de        Si,        0,55        %        de        Mn,          0,

  22        0/0        de        P        et        0,032        %        de        S.        Les        résultats        des        essais     révélèrent qu'une éprouvette-témoin n'ayant pas reçu de  couche     métallique        déposée    par     projection        était    sujette  au grippage sous une charge de frottement de 50     kg/cm2,

       alors que la     surface    de     glissement    ayant été     traitée    par  projection de plomb     accusait    une perte de     matière    par  abrasion de 0,1 mg sous une charge de 50     kg/cm2.    Bien  que la perte de matière     s'accroisse    légèrement avec l'aug  mentation de     la.    charge, la surface de glissement     ayant    été  traitée par projection de plomb présente une     excellente     résistance à l'usure par rapport à la     surface    n'ayant pas  été traitée.

Claims (1)

1. REVENDICATION Organe coulissant comprenant un métal de base, caractérisé en ce qu'il comprend un revêtement de glis sement recouvrant le métal de base et composé d'un mélange d'acier et de plomb, le rapport entre la surface de plomb et la surface totale du revêtement étant compris entre 10 et 70 0/0. SOUS-REVENDICATIONS 1. Organe coulissant selon la revendication, carac térisé en ce que le métal de base est un alliage de fer. 2.

   Organe coulissant selon la revendication, caracté risé en ce que l'acier que comprend le revêtement est de l'acier au carbone dont la teneur en. carbone n'est pas inférieure à 0,2 %. 3. Organe coulissant selon la revendication, caracté risé en ce que le plomb que comprend le revêtement est du plomb métallique à l'état pur.