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"EMPLOI D'ALLIAGES DE ZINC COMME MATIERE PREMIERE POUR LA @
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tiu.3S.J':1.lC.i- DE PlL:r;:H8, COUSSINETS ET C7kG.îl'ES ANALOGUES Il-
On a déjà proposé un grand nombre d'alliages ayant le zinc pour composante principale,comme matière première pour la fabrica- tion de ooussinets et d'autres organes de machines exposés au frot- tement de glissement. Ces alliages de zinc contiennent,comme compo- santes d'alliage,principalement du plomb,de l'étain,du cuivre,de .l'antimoine,de l'aluminium. On connaît a.ussi une série d'alliages contenant, à. côté du zinc,seulement du cuivre et de l'aluminium comme composantes d'alliage .
Cependant,tous ces alliages ent une teneur en cuivre supérieure à 3%,alors que la teneur en aluminium est de 6% au maximum.
En outre,on a proposé comme matière première pour la fabrica- tion de paliers et .de coussinets des alliages de zinc contenant
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U,5-3;i de cuivre et 10-I6jô d'aluminium,mais dans lesquels les ca-
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ractéristiques de glissement optima sont attribuées J:,:'inr;i)(::'e'l8nt une teneur de 5-30% de plomb. Un grave défaut de ces illic .es cOn- siste cependant dans leur tendance t la corrosion inte:cl":!..'i?ti.11ine, provoquée par la présence simultanée ci.' Fclu.1iniu, et de ',Jl0]10.
Or, il a été trouve suivant la présente L1Vcèl1"ciu,-l,U.t:-' des ,,:1-
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de zinc
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liages/pratiquement exeirrots de -.)lc.,J:,COjl'GU¯1Lnt 6-16/od'Al, j.usqL<'1 1%,àe .D.éi'érence O,3-I,D#Ou et J,01-,J6;o de 11,';,86 distinguent par d 'excellentes pro-oriétés de z-:1-*lsse-i,i,-it.
Ces a.!-lli.i=:e;s,q.L:1 conviennent pour la fabrication de "oroduits pressés,comme les '01'0- files et c.llc^.lOrîüeS,CJ.7..'î:;TE2lt t'.é.115 leurs ù,::l]lu.S1.j nu des ,.1E ;',.:'{;;;8 connus jusqu'ici comme matière -crémière ':;0\,1' la i'c.7ïlC'..'.C::1 de ',,'- liers et de coussinets -oar le ;flz.:ilù,q;ù' l-1,si ont une tbneur ::c1<:",; i ve- ment élevée en aluminium 2 c6té d'une teneur S8lÜeleT;:; :; :',,:': 1(;;; en cuivre,préférablement dé t7,Ô-i,.'', ,qui e u', P.;.'6 C eï),nC;, ;1', encore -olu8 faible ,voir .:IP:.E Ctre <; n c# , ii:7 l-é t e :.; e éi el'1F-'C.lluP.yC.. .:;'.'.'ils contien- nen-c en outre ('.11 ntagn-sium. De Ll1ê1!18, Ujl :.);: :;.
S [;\ '1'.1 -,ll' <:e 8 .L:'. t Ü .:1,¯. '..1-;: (-:1 [.1 u:lini UlLl descendant jusqu':; ;o,F1 c.C:.,1;1C: de ), 6-7, l- ',0 , n 1 ",'1..:=; une influence C^lrVUxCi1 f ur le 8 . ;:;'o')r JJ.; t r: de ¯1:l. 8 [:Je 1.1 l' ;... e-1- liages. En ce 0é:J8 la teneur en cuivre ¯-Si; cnoiHic t;6 ;.;;.ù:>.,,,i:<1 que l'alliage ait une r:si8\LnOe hiecanique suffis: nue et ;-l)JpùJ:l,(:, "1,..,,.- tre part une économie de Ci?lVre,CC'iy7C'ï< i.'ET't,i:lè:lt è) .11.:,: ; . 'L .i. à. : . j-j >, pour coussinets connus Y. base de zinc e.vec teneur en cuivre.
Les alliages employés suivant l'invention difi.rent u-e ceux mentionnés plus haut et ayant/une forte teneur ezel plomb, par le l';" i t, que le plomb peut non seulement être complètement Sla'1.':?'7.ui::, Sc'i1g que les qualités du métal a coussinets en soient J.ü:l:ïli-.' eS,:ü 7.S qu'avec ces alliages exempts de ',)lor,1i) il y Cl. en outre absence du danger de la corrosion intercTis---<:lline,dG sorte qu'on -oeuf les employer sans hésitation pour îa fabrication de 'oallers et de coussinets.L'absence du :J 1 o.ù;iJ doit même être ;)Oi.)¯S8e au ;0':1'i ('e,:1- ployer ,pour l'alliage, du zinc '02l'"C j,cul it.'1'6YiJ e:Ü ,U1."y COïl::6:lL "":'ii 1:10 ins que 0 .1 OI'iode chacun des métaux plomb ,é';,5.Ll 2'i; .v c :
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La figure I des dessins annexés représente un.diagramme des courbes température-charge,obtenues,par exemple aux essais de diffé- rentes matières premières pour paliers ou coussinets,sur un appareil d'épreuve, à charges égales et à une vitesse de glissement de 4,5m/ sec. L'élévation de température est indiquée en 00,en dépendanoe de la charge spécifique en kgs/cm2 pour du métal blanc WM 80 F,- pour un palier en un alliage à base d'aluminium,et pour un palier en un alliage de zinc suivant l'invention,de la composition sui- vante : 10% Al, 0,5% Ou, 0,03% Mg, reste zinc très pur avec 99,99% de zinc.
On voit que l'alliage de zinc montre, à des charges mon- tant jusqu'à, 175 kgs/cm2,une élévation de t empérature, même moindre que le métal blanc WM 80 F et que l'alliage pour paliers ou cous- sinets à base d'aluminium. Les alliages suivant l'invention sont aussi utilisables à la place des bronzes phosphoreux.
Comme exemple d'alliages à teneur abaissée en aluminium employés suivant l'invention,on peut citer:
4 % d'aluminium.
0,7% de cuivr e.
0,03% de magnésium.
Reste zinc très pur.
Les propriétés de glissement sont semblables à celles des alliages avec une teneur plus élevée en aluminium.'
La figure 2 des dessins annexés montre les résultats d'es- sais à une vitesse de 6 m/sec. L'élévation de température du palier est portée en dépendance de la charge spécifique .On utilisa à ti- tre de comparaison des paliers constitués par des alliages de la composition suivante:
I.) Du zinc,plus 10% d'aluminium,plus 1% de cuivre,plus 0,03% de magnésium.
2.) Du zinc,plus 4% d'aluminium,plus 1% de cuivre,plus 0,03% de magnésium.
3.) Du zinc,plus 4% d'aluminium,plus 0,5% de cuivre, plus
0,03% de magnésium.
On employa aux essais des a.rbres non trempés.
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Oh voit par la, figure 3¯,que les <:1.lv;.ti1=iix de .,:<...;J.l-:.i ;i;="Pi des trois paliers ne Drësentent '0'-18 ne din'i'rences ci;:.isl,;.l, :c -'ÜtJ8, .e sorte que l' C;Tn-'W(1 dt .L.? ,GS :,0:1:1(1rc tu.;i.,,i: e.l i ];..,±:in:1.:;;,# m,,;,1,-" matière première pour paliers et !;C?1^E=.;?71e,'LS ne ;z#:.<5 CH 3'it¯1 1: ce- lui des silices avec une nlus ]U ut!.:1 i: t é; ii ; . :: t',1 2.L)/ul:1jUill.
Quoique ces alliages peuvent servir,grâce 1.. J.1;-:C :l, i..'C C ::2rÜ8'Céèn- ce il1é08Jlique, 1=;. la ic,Orl.Cé tl.v:ili de --t'.1:.eT8 ,1<<^8 ;¯'S, . ;:: 1 r. t, (J.l" J18 ,:le nombreux cas,de garnir des cuvettes de :?lÂWlOr'i. , iîc.r C,[2:liî.LE; r..i'i é.(,ie: de fourrures ou de coussinets pro'oreinunt dj.ts cl<!1st;:'I¯.0l f ¯::I. ¯, , es en question. Suivant l'invention ii s. été c' -.r0 'VE; Cfl'-C 'jJOt# :La. î lXC - tion mutuelle de la cuvette de support e'c (le lé, :f01; .<:.i.:rc en cl:¯:L- 'ge, conviennent des a.lli,-,:e8 de ci:.düium-zinc,ét::-.1,li'::8ij1"C une c::c31- lente jonction eu 9 bien avec 1'c cuvette de SL;';C11.'i; (j1', \Tc.; la fourrure en alliage. La composition des 80"l'Ù",.:,:es :'BL:i, ';T, ri (;:' C?.;'.1,^, de larges limites. Elle peut varier de la composition eutectique (I71" de zinc, 83% de cadmium) jusqu'au zinc pur.
Au lieu c.es sou- duies binaires cadmium-zinc convie..:lent : ussi les alliages ,-:7ec 30-50% de cadmium et un ou plusieurs des Yt'C,u;-. fer, cluHijiium et cuivre, en quantités de 1, 1-2% dho1.J]l,Dr(dérr¯)lf':-,:.ent en tout plus que 0,5%resGe zinc,par exemple 60'lo de 6i110,38,5':" de ccdmi'ui:],0,.d; de fer, 0,8% d'aluminium, O,3 de cuivre.
Finalement, les alliages pour ne,liers et co':;sinc:ts suivant l'invention,tels que décrits dans li. nrcscnte sO,;0L':Lcëtion,con- viennent eux-mêmes pour constituer la couche de jonction, une cou- lée directe dans la cuvette de su-aport non recouverte de :¯1 é t,l de soudure n'amené pas avec certitude une licison suffiSc""tte,e.lors qu'on à fait la constatation surprenante qu'une telle liaison est obtenue avec certitude lorsqu'on fait \j.S,>;;8 d.'une couche intermédiaire Mince constituéemr un #,l'li:¯;ge de zinc dont la com- position est caractérisée JEu"les domaines des teneurs des allia- ges pour paliers et coussinets suivant l'invention,de 3-Iojv d'alu- minium, 0-2'10 de cuivre, 0,OI-O,06';u de :.ii .,n¯'.5j.un,i;xtc zinc. Le cas échéant la composition de l'211irbe de soudure jeut être choisie identique celle de l'alliage de la fourrure du palier.
La couice
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de la matière première pour paliers et coussinets suivant 11 inven- tion peut être exécutée de différentes manières,par exemple, par cou- lée ordinaire,par coulée centrifuge, ou par coulée par jet.
Vu que les alliages employés suivant l'invention peuvent être presses on n'est pas lié à la matière coulée dans la fabrication des paliers et coussinets,mais on peut fabriquer ces objets par pressage Il y a une différence entre l'emploi.de ces alliages sous sous forme forme coulée, ou pressée, pour la. fabrication des paliers et cous- sinets . Non seulement les propriétés mécaniques des alliages sont meilleures à l'état Dressé qu'à l'état coulé,mais aussi les prp- priétés de glissement de la maticre pressée surpassent celles de la matière coulée.
La figure b des dessins annexés montre,en diagramme,le coeffi- oient de frottementen dépendance de la charge spécifique,pour un alliage avec:
10 % d'aluminium
0,7% de cuivre
0.03% demagnésium
Reste zinc pur.
'L'aire 1 montre la zone des valeurs de frottement pour un alliage pressé,obtenus dans des essais effectués avec 2 paliers, et l'aire II,les valeurs correspondantes pour paliers et coussi- nets coulés. Les essais fûrent exécutés à une vitesse de glisse- ment de 0,1 m/sec. ,vu qu'à cette vitesse on peut compter plus cer- tainement avec un contact partiel entre métaux,de sorte que ce sont spécialement les propriétés de glissement des alliages employés qui se manifestent ici d'une manière particulièrement marquante.La supériorité des alliages pressés,aussi bien au point de vue charge supportée,qu'au point de vue capacité de glissement,est clairement visible.Une amélioration semblable est obtenue aussi avec les al- lie.ges contenant par exemple seulement 4% d'aluminium.
Les essais fûrent exécutés avec emploi!'arbres 'en nacrer non trempé.
La supériorité de la matière pressée par rapport à la matière coulée subsiste aussi dans'le cas d'emploi d'arbres en matière trempée.
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"USE OF ZINC ALLOYS AS A RAW MATERIAL FOR THE @
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tiu.3S.J ': 1.lC.i- OF PlL: r;: H8, BEARINGS AND C7kG.îl'ES Il-
A large number of alloys having zinc as the main component have already been proposed as a raw material for the manufacture of bearings and other parts of machines exposed to sliding friction. These zinc alloys contain, as alloying components, mainly lead, tin, copper, antimony, aluminum. We also know a series of alloys containing. next to zinc, only copper and aluminum as alloying components.
However, all these alloys have a copper content greater than 3%, while the aluminum content is 6% at most.
In addition, zinc alloys containing zinc alloys have been proposed as a raw material for the manufacture of bearings and bushings.
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U, 5-3; i of copper and 10-I6j6 of aluminum, but in which the
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Optimum sliding characteristics are attributed to J:,: 'inr; i) (::' e'l8nt a content of 5-30% lead. A serious defect of these illic .es, however, is in their tendency to corrosion. inte: cl ":! .. 'i? ti.11ine, caused by the simultaneous presence of ci.' Fclu.1iniu, and ', Jl0] 10.
However, it was found according to the present L1Vcèl1 "ciu, -l, U.t: - 'des ,,: 1-
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zinc
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binding / practically exeirrots de -.) lc., J:, COjl'GU¯1Lnt 6-16 / od'Al, j.usqL <'1 1%, àe .D.éi'érence O, 3-I, D #Ou and J, 01-, J6; o of 11, ';, 86 distinguished by excellent pro-orieties of z-: 1- * lsse-i, i, -it.
These a.! - lli.i =: e; s, qL: 1 are suitable for the manufacture of "pressed products, such as '01'0- files and c.llc ^ .lOrîüeS, CJ.7 ..' î: ; TE2lt t'.é.115 their ù, :: l] lu.S1.j nu des, .1E; ',.:' {;;; 8 known until now as -crémière ':; 0 \, 1 'the i'c.7ïlC' .. '. C :: 1 of' ,, '- liers and pads -oar le; flz.: Ilù, q; ù' l-1, if have a tbneur :: c1 <: ",; Highly high aluminum 2 sided with S8lÜeleT content;:; :; : ',,:': 1 (;;; in copper, preferably de t7, Ô-i ,. '',, which e u ', P.;.' 6 C eï), nC ;,; 1 ', still -olu8 weak, see.: IP: .E Ctre <; n c #, ii: 7 l-t e:.; e éi el'1F-'C.lluP.yC ...:; '.'. 'they also contain (' .11 ntagn-sium. De Ll1ê1! 18, Ujl:.) ;:: ;.
S [; \ '1'.1 -, ll' <: e 8 .L: '. t Ü.: 1, ¯. '..1- ;: (-: 1 [.1 u: lini UlLl descending to :;; o, F1 cC:., 1; 1C: de), 6-7, l-', 0, n 1 ", '1 ..: =; an influence C ^ lrVUxCi1 f ur le 8.;:;' O ') r JJ .; tr: de ¯1: l. 8 [: I 1.1 l'; ... e -1- bindings. In this 0é: J8 the copper content ¯-Si; cnoiHic t; 6;. ;;. Ù:>. ,,, i: <1 that the alloy has a r: si8 \ LnOe hiecanique suff: bare and; -l) JpùJ: l, (:, "1, .. ,, .- apart from an economy of Ci? lVre, CC'iy7C'ï <i.'ET't, i: lè: lt è) .11.:,:; . 'L .i. at. :. j-j>, for known bearings Y. zinc base e. with copper content.
The alloys employed according to the invention difi.rent ue those mentioned above and having / a high ezel lead content, by the fact that the lead can not only be completely Sla'1. ':?' 7. ui ::, Sc'i1g that the qualities of the metal with bearings are J.ü: l: ïli-. ' eS,: ü 7.S that with these alloys free of ',) lor, 1i) there is also Cl. absence of the danger of corrosion intercTis --- <: lline, dG so that one-egg use them without hesitation for the manufacture of 'oallers and bearings. The absence of: J 1 o.ù; iJ must even be;) Oi.) ¯S8e au; 0': 1'i ('e,: 1- bend , for the alloy, zinc '02l' "C j, cul it.'1'6YiJ e: Ü, U1." y COïl :: 6: lL "": 'ii 1:10 ins que 0 .1 OI 'iodine each of the metals lead, é';, 5.Ll 2'i; .vc:
E. i 1 1; ; .. 1
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Figure I of the accompanying drawings shows a diagram of the temperature-load curves, obtained, for example, by testing different raw materials for bearings or bushings, on a test apparatus, at equal loads and at a sliding speed of 4.5m / sec. The temperature rise is indicated in 00, depending on the specific load in kgs / cm2 for white metal WM 80 F, - for a bearing in an aluminum-based alloy, and for a bearing in a zinc alloy according to the invention, of the following composition: 10% Al, 0.5% Ou, 0.03% Mg, remains very pure zinc with 99.99% zinc.
It can be seen that the zinc alloy shows, at loads of up to 175 kgs / cm2, a rise in temperature, even less than the white metal WM 80 F and that the alloy for bearings or bolts. aluminum-based sinets. The alloys according to the invention can also be used in place of phosphorous bronzes.
As examples of alloys with a reduced aluminum content used according to the invention, there may be mentioned:
4% aluminum.
0.7% copper.
0.03% magnesium.
Very pure zinc remains.
The sliding properties are similar to those of alloys with a higher aluminum content.
Figure 2 of the accompanying drawings shows the test results at a speed of 6 m / sec. The temperature rise of the bearing is plotted in dependence on the specific load. For comparison purposes, bearings made up of alloys of the following composition:
I.) Zinc, plus 10% aluminum, plus 1% copper, plus 0.03% magnesium.
2.) Zinc, plus 4% aluminum, plus 1% copper, plus 0.03% magnesium.
3.) Zinc plus 4% aluminum plus 0.5% copper plus
0.03% magnesium.
Unhardened trees were used in the tests.
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Oh see by, figure 3¯, that the <: 1.lv; .ti1 = iix of.,: <...; Jl - :. i; i; = "Pi of the three levels do not feel '0'- 18 ne din'i'rences ci;:. Isl,;. L,: c -'ÜtJ8, .e so that C; Tn-'W (1 dt .L.?, GS:, 0: 1: 1 (1rc tu.; I. ,, i: el i]; .., ±: in: 1.: ;;, # m ,,;, 1, - "raw material for bearings and!; C? 1 ^ E =.;? 71e, 'LS ne; z # :. <5 CH 3'it¯1 1: silicas with a nlus] U ut!.: 1 i: t é; ii;. :: t ', 1 2.L) / ul: 1jUill.
Although these alloys can be used, thanks to 1 .. J.1; -: C: l, i .. 'C C :: 2rÜ8'Céèn- ce il1é08Jlique, 1 = ;. la ic, Orl.Cé tl.v: ili de --t'.1: .eT8, 1 << ^ 8; ¯'S,. ; :: 1 r. t, (Jl "J18,: the many cases, to garnish bowls of:? lÂWlOr'i., iîc.r C, [2: liî.LE; r..i'i é. (, ie: with furs or pro'oreinunt pads dj.ts cl <! 1st;: 'I¯.0l f ¯ :: I. ¯,, es in question. According to the invention ii s. been c' -.r0 'VE; Cfl '-C' jJOt #: The. Î lXC - mutual support cuvette e'c (le,: f01;. <:. i.:rc in cl: ¯: L- 'ge, suit a .lli, - ,: e8 of ci: .düium-zinc, et :: -. 1, li ':: 8ij1 "C a c :: c31- slow junction had 9 well with 1'c cuvette of SL;'; C11.'i; (j1 ', \ Tc .; alloy fur. The composition of 80 "l'Ù",.:,: Es:' BL: i, '; T, ri (;:' C? Wide limits, it can vary from the eutectic composition (71% zinc, 83% cadmium) to pure zinc.
Instead they are binary cadmium-zinc welds ..: slow: usi alloys, -: 7ec 30-50% cadmium and one or more of Yt'C, u; -. iron, cluHijiium and copper, in amounts of 1, 1-2% dho1.J] l, Dr (derr¯) lf ': -,:. ent in all more than 0.5% resGe zinc, for example 60'lo of 6i110,38.5 ': "of ccdmi'ui:], 0, .d; iron, 0.8% aluminum, 0.3 copper.
Finally, the alloys for ne, liers and co ':; sinc: ts according to the invention, as described in li. nrcscnte sO,; 0L ': Lcëtion, are themselves suitable to constitute the junction layer, a direct pour in the support bowl not covered with: ¯1 é t, l solder does not bring with certainty a licison suffiSc "" head, e. when we have made the surprising observation that such a bond is obtained with certainty when making \ jS,> ;; 8 d. a Thin intermediate layer constituted by a # , lli: ¯; zinc ge, the composition of which is characterized in the ranges of the contents of the alloys for bearings and bushings according to the invention, of 3-Iojv of aluminum, 0-2 ' 10 of copper, 0, OI-O, 06 '; u of: .ii., N¯'.5j.un, i; xtc zinc. If necessary, the composition of the solder can be chosen identical to that of the alloy of the bearing sleeve.
The couice
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Raw material for bearings and bushes according to the invention can be made in various ways, for example, by ordinary casting, by centrifugal casting, or by jet casting.
Since the alloys used according to the invention can be pressed, it is not linked to the material cast in the manufacture of the bearings and bushings, but these objects can be produced by pressing. There is a difference between the use of these alloys in cast or pressed form for the. manufacture of bearings and cushions. Not only are the mechanical properties of the alloys better in the dressed state than in the cast state, but also the sliding properties of the pressed material surpass those of the cast material.
Figure b of the accompanying drawings shows, in diagram, the coefficient of friction as a function of the specific load, for an alloy with:
10% aluminum
0.7% copper
0.03% magnesium
Pure zinc remains.
Area 1 shows the area of friction values for a pressed alloy, obtained in tests carried out with 2 bearings, and area II, the corresponding values for cast bearings and bushings. The tests were carried out at a sliding speed of 0.1 m / sec. , given that at this speed one can count more certainly with a partial contact between metals, so that it is especially the sliding properties of the alloys employed which are manifested here in a particularly striking way. , both from the point of view of the supported load and from the point of view of the sliding capacity is clearly visible. A similar improvement is also obtained with alloys containing for example only 4% aluminum.
The tests were carried out with use! 'Trees' in pearly pearl not soaked.
The superiority of the pressed material over the cast material also remains in the case of use of shafts of hardened material.