<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
"METAL POUR COUSSINETS A BASE DE PLOMB ET A TENEUR D'ALCALI ET D'ALCALI TERREUX".
Dans le brevet allemand ? 518395 on a proposé un métal pour ooussinets à base de plomb , comprenant 0,65 à 0,73% de calcium, 0,58 à 0,66% de sodium, moins que 0,05% de lithium et moins que 0,2% d'aluminium. Les bonnes qualités d'antifriction de cet alliage ' sont dues à l'inclusion de cristaux de support durs, de la composition Bb3 Oa, dans une masse fondamentale plus tendre, constituée essentiellement d'un cristal mixte de plomb- sodium--calcium-.lithium. En observant les limites de la teneur en calcium on atteint les pourcentages optima en surface de II- 12% de Pb3 Oa. De plus on a trouvé qu'il est avantageux que la
<Desc/Clms Page number 3>
teneur en calcium soit supérieure à la teneur en sodium, car on évite ainsi, avec une teneur optimum en calcium, des teneurs en sodium,
supérieures à 0,66% qui sont nuisibles au point de vue fragilité, sans entrainer une diminution de la dureté.
Lorsque les éprouvettes sont normalement refroidies à l'air, comme on le fait dans la pratique, aveo vieillissement subséquent pendant 8 jours, à une température de chambre, la dureté de ce métal connu pour coussinets est de 26 à 42 kgs/mm2, suivant la grandeur des ooussinets et les autres conditions observées pendant la fabrication. Dans ce cas, il n'est nullement désirable d'obte- nir approximativement le maximum de dureté, vu qu'alors les coussi- nets sont déjà considérés comme un peu trop durs. Les duretés d'environ 30 à 35 kgs/mm2 sont censées être les plus favorables, oependant que des duretés desoendant jusqu'à 26 kgs/mm2 sont en- core considérées comme admissibles, C'est pourquoi ce métal connu pour ooussinets était de bon usage en pratique.
Toutefois, sous des efforts accrus il subit une détrempe assez oonsidérable par la chaleur. Ceci sera expliqué dans ce qui suit à l'aide de quelques exemples,,
Vu que la dureté du métal dépend, comme mentionné plus haut, du genre de refroidissement, on ne peut établir dans la pratique des valeurs comparatives reproduisibles des propriétés de ces alliages qu'en soumettant les éprouvettes à un refroidissement brusque. De cette manière on arrive, il est vrai,à des valeurs généralement un peu plus basses que celles obtenues en pratique dans la ooulée, mais on a la garantie que les valeurs sont oom- parables. entre elles.
Par exemple, la dureté des éprouvettes subi- tement refroidies se monte, après un vieillissement de 10 semai- nes à 80 C, seulement à 18 kgs/mm2, et à 100 C et 120 C seule- ment à 16 kgs/mm, Le tracé des changements est représenté dans les dessins annexés, dans lesquels la courbe de dureté pour un alliage avec 0,69% de calcium, 0,62% de sodium, 0,04% de lithium et 0,02% d'aluminium est représentée en trait plein, à savoir:
<Desc/Clms Page number 4>
Les figures I et 5 représentent les valeurs de la dureté pendant un vieillissement . 6000; les figures 2 et 6 les représentent pendant un vieillissement à 80 C ;
les figures 3 et 7 les représentent pendant un vieillissement à 100 C, et les figures 4 et 8 les représentent pendant un vieillissement à 120
Dans des conditions de travail difficiles ces changements de la dureté peuvent entrainer des suites désavantageuses et il était par conséquent désirable d'améliorer précisément ce compor- t em ent .
Il a été trouvé que ce ne sont pas tous les alliages de plomb à base d'alcali qui ont tendance à subir cette espèce de détrempe, et que la cause de détrempe est de l'alcali qui n'est pas fixé en solution solide par le plomb. Jusqu'à la limite de la solubilité on peut donner aux alliages de plomb des teneurs d'alcali sans que l'on observe ces effets nuisibles.
L'abaissement de la teneur en sodium apporte cependant une diminution de la dureté qui doit être rehaussée par d'autres additions. Il s'est montré, que la perte en dureté initiale, entrainée par l'abaissement de la teneur en sodium, c'est à dire de la dureté des éprouvettes coulées qui ont été subitement re- froidies et ont subi un vieillissement d'une semaine à la tem- pérature de chambre, peut être diminuée, compensée, ou même sur- compensée, sans que l'amélioration obtenue de'la stabilité ou de la résistance à la'détrempe sous l'influence de la chaleur doive être abandonnée..
Les alliages doivent contenir au moins un métal alcalinoterreux, et cela au moins en une quantité de 0,65- 0,75%', de préférence plus de 0,7% de calcium, et au moins un métal alcalin en une quantité endéans de la limite de solubilité, et en outre 0,01-0,2% d'aluminium. Suivant les exigences auxquelles les alliages doivent satisfaire, on peut choisir différentes ad- ditions en alcali terreux et/ou en alcali. S'il s'agit seulement
<Desc/Clms Page number 5>
d'avoir, sans égard à la dureté initiale, une dureté finale aussi élevée que possible après,un chauffage relativement prolongé aux environs de 100 C, on peuir y arriver par le choix d'une composi- tion, ayant des duretés initiales plus élevées, cette composition étant caractérisée par une addition de strontium et/ou de baryum.
Il a été trouvé que des alliages avec 0,65-0,75% de calcium, 0,2-0,6% de préférence 0,35-0,55% de baryum et/ou de strontium, 0,01-0,05%, de préférence 0,03-0,05% de lithium, 0,1-0,25% de sodium et 0,01-0,2% d'aluminium se comportent beaucoup mieux à un chauffage prolongé.
Comparativement aux alliages connus, celui qui vient d'être mentionné se distingue par le fait qu'il contient à la fois du calcium et du baryum, et ceci de préférence en quantités supé- rieures à I%, alors qu'en même temps la teneur en métal alcalin- est considérablement abaissée et,.'.surtout -en ce qui concerne le sodium, ne dépasse pas 0,25%., Il est même possible de supprimer complètement le sodium dans l'alliage. Mais dans ce cas il est nécessaire qu'il ) ait présence simultanée de baryum et de stron- tium en quantités d'au moins 0,6%,
Enfin,l'alliage suivant l'invention peut encore être addi- tionné de potassium en quantités de O,OI à 0,05% en vue d'une augmentation ultérieure de la dureté fondamentale.
Ci-dessous des exemples de compositions:
EMI5.1
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Oa <SEP> 0,73 <SEP> 0,73 <SEP> 0.71 <SEP> 0, <SEP> 69 <SEP> 0,69
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ba <SEP> 0,35 <SEP> 0,54 <SEP> 0,47 <SEP> 0,54 <SEP> 0,54
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sr <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,47 <SEP> 0,30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Li <SEP> 0,04 <SEP> 0,04 <SEP> 0,04 <SEP> 0,035 <SEP> 0,036
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Na <SEP> 0,24 <SEP> 0,07 <SEP> 0,09 <SEP> ¯ <SEP> ¯
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> K <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0,045
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Al <SEP> 0,07 <SEP> 0,07 <SEP> 0,07 <SEP> 0,07 <SEP> 0,07
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pb <SEP> reste <SEP> reste <SEP> reste <SEP> reste <SEP> reste.
<tb>
Pour ces alliages les courbes de détrempe par la chaleur sont indiquées pas des traits interrompus, dans les dessins annexés.
/
<Desc/Clms Page number 6>
Après refroidissement brusque et vieillissement d'une se- maine ces alliages avaient une dureté de départ de 32 kg/mm2.
La figure I représente de nouveau le tracé des valeurs de la dureté pendant un vieillissement de 10 semaines à 60 C, la figu- re 2 à 80 C, la figure 3 à 100 0, la figure 4 à 120 C. Les dure- tés finales se montent en ces cas à 30,respectivement 27, res- pectivement 23, respectivement 22 kgs/mma et sont donc dans tous les cas considérablement supérieures à celles des alliages de com- paraison. De même les autres caractéristiques essentielles pour la valeur d'un métal pour ooussinets, comme résistance à l'usure, résistance à la corrosion, aptitude à la coulée, petit déchet au feu ainsi que de bonnes qualités mécaniques, leur sont propres.
Sous ce rapport les alliages suivant la présente invention se distinguent avantageusement de ceux suivant le brevet allemand N 433370. Il est vrai que ce dernier fait également valoir de bonnes qualités mécaniques à côté d'une bonne stabilité à l'air.
Néanmoins il s'est montré qu'une augmentation de la dureté est désirable. Ce qui est surprenant vis à vis des opinions antérieu- res c'est le fait que l'addition de baryum à côté des teneurs en calcium donne la possibilité d'augmenter la dureté, sans que la résistance à la corrosion en souffre. Précisément le baryum fut considéré comme un métal qui diminue considérablement la ré- sistance à la corrosion pour le plomb. Mais il a été trouvé que cen'est pas simplement la teneur en baryum qui joue un rôle décisif dans le danger de corrosion, mais seulement la combinaison avec la présence simultanée d'autres métaux, surtout avec des teneurs relativement élevées en sodium.
Sous ce rapport les alliages suivant l'invention, qui ont seulement une teneur très faible, ou aucune teneur, en sodium, remplissent l'ensemble des conditions requises aussi bien des propriétés mécaniques que de la résistanoe à la corrosion.
Des essais ultérieurs ont montré que la stabilité au chauffage prolongé peut être augmentée aussi lorsqu'on supprime dans les alliages non pas l'addition de sodium, comme décrit plus haut,mais
<Desc/Clms Page number 7>
l'addition de lithium, c'est à dire, lorsque les alliages contien- nent du sodium, mais sont exempts de lithium, Dans ce cas comme dans le cas de la suppression de la teneur en sodium, il est aussi nécessaire de choisir les teneurs en strontium et en baryum ensemble d'au moins 0,6% La teneur en calcium peut être abaissée jusqu'à 0,6%. Aveo des teneurs plus élevées en baryum et en ston- tium la teneur en calcium peut aussi être abaissée encore davan- tage, c'est à dire jusqu'à 0,5%.
Malgré l'absence du lithium, de tels. alliages présentent, à coté d'une stabilité améliorée à la chaleur; encore une durité avantageuse et d'autres qualités mécaniques avantageuses, qui les rendent particulièrement appropriées comme métal pour coussinets.
Un alliage contenant 0,64% de Ca, 0,58% de Ba, 0,34% de Sr, 0,1% d'Al et 0,22% Na posséda une dureté de 25 à 26 kgs/mm2, une ré- sistanoe à l'écrasement jusqu'à 19 kgs/mm2 et une résistance à la flexion de I6kgs/mm2. La résistance à la corrosion et l'apti- tude à la refonte de ces alliages sont également améliorées par la faible teneur en alcali. Les propriétés d'antifriction ne sont pas inférieures à celles des alliages semblables.
Les alliages décrits jusqu'ici sont composés avec l'inten- tion d'obtenir une dureté finale aussi élevée que possible après un chauffage prolongé aux environs de 100 C. Mais il peut aussi être désirable de réaliser l'amélioration de l'alliage en ce sens qu'avec une dureté finale qui est encore bonne, le produit ne subisse pendant un ohauffage prolongé qu'un changement aussi faible que possible de la dureté.
Des alliages avec 0,65 à 0,75% de calcium, 0,01 à 0,05% 'de lithium, o,oi à 0,2% d'aluminium, 0,1 à 0,25% de sodium et 0,01 à 0,05 de potassium se comportant de façon considérablement amélio- rée vis à vis d'un chauffage prolongé. Dans ces alliages égale- ment la teneur en aloali est considérablement abaissée par rap- port aux alliages connus. Ici réside aussi la différence par rapport aux propositions telles que mentionnées par exemple par le brevet américain ? 1,652.077 Ces propositions mentionnent
<Desc/Clms Page number 8>
aussi la présence simultanée de sodium et de potassium à côté d'additions de calcium et de lithium.
Mais elles prévoient seu- lei,ient, sans parler de l'absence d'aluminium, des teneurs plus élevées en métaux alcalins, surtout aussi en cas de présence simultanée de potassium. Malgré tous les avantages offerts par une telle composition au point de vue dureté initiale, il a été trouvé qu'à la longue un alliage suivant l'invention offre de plus glands avantages. Suivant d'autres propositions (brevet amé- ricain ? 1.652.078) les teneurs en métal aloalinoterreux sont trop faibles pour que la dureté de l'alliage puisse répondre aux exigences d'aujourd'hui.
Les courbes des valeurs de la dureté pendant le vieillisse- ment des alliages suivant l'invention à des températures accrues sont représentées dans les figures 5 à 8, dans lesquelles la dureté d'un alliage avec 0,73% de calcium,0,24% de sodium, 0,04% de lithium, 0,07% d'aluminium, et 0,03% de potassium est représen- tée par un trait interrompu. Comparativement au comportement de la dureté des alliages connus, l'alliage suivant l'invention montre une amélioration très considérable.
L'observation des limites optima de la teneur en calcium de 0,65 à 0,75% donne à l'alliage de bonnes qualités d'antifric.- tion, auxquelles ne portent pas préjudice le changement de la teneur en sodium et l'ajoute d'un élément additionnel ultérieur.
De même, sont conservées les autres caractéristiques essentielles pour la qualité des métaux pour coussinets, à savoir:résistance à l'usure, résistance , la corrosion, aptitude à la coulée et faible enclin pour déchets au feu ,ainsi que de bonnes qualités mécaniques. Mais les nouveaux alliages suivant la présente inven- tion montrent vis à vis des alliages connus en outre une amélio- ration considérable de la stabilité de la dureté pendant un chauf- fage prolongé.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.