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Procède pour l'application d'un revêtement de métal antifriction
L'invention concerne des perfectionnements aux procédés connus pour couler, à l'intérieur de portées cylindriques, telles que coussinets, boîtes à. tourillons, coquilles de coussinets etc., des revêtements en métal antifriction, par exemple en bronze au plomb, bronze rouge ou métal blanc, procédés d'après lesquels le métal antifriction est introduit dans le coussinet à l'état pulvé- rulent ou granuleux ou en copeaux, éventuellement en mélange avec des fondants tels que le borax, après quoi le coussinet est chauf- fé de l'extérieur et mis en rotation rapide, jusque ce que le métal antifriction soit fondu et forme, par suite de la force centrifuge, une couche uniforme à la.paroi interne du coussinet.
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Dans les procédés connus la température de chauffage doit être limitée à une valeur ne présentant pas de danger pour le coussinet. Il s'ensuit que la durée de chauffage, nécessaire pour fondre le métal antifriction en partant du coussinet froid, est très longue. Par suite de la longue durée de chauffage, la fusion du métal antifriction dans le coussinet est très lente, de sorte que son constituant à point de fusion le plus bas, par exemple le plomb du bronze au plomb, se liquéfie sensiblement plus tôt que le cuivre dont le point de fusion est plus élevé. Le plomb trouve ainsi le temps de s'accumuler et de former, dans la structure, des grands noyaux qui, sous l'effet de la force cen- trifuge du coussinet en rotation, se déplacent vers la paroi du coussinet. De plus, le plomb s'évapore en grande proportion.
Abstraction faite de l'altération de l'alliage antifriction par suite de la séparation des constituants et de l'évaporation du plomb, les grands noyaux de plomb diminuent dangereusement la résistance du revêtement coulé tandis que le plomb refoulé contre la paroi du coussinet affaiblit l'adhérence entre le coussinet et le revêtement.
Suivant l'invention, on supprime ces inconvénients en mélangeant aux copeaux de métal antifriction de faibles quantités, par exemple 0,5 à 1% d'une matière dégageant de l'oxygène à la chaleur, par exemple de minium de plomb, de litharge, de perman- ganate de potassium, d'oxyde de cuivre etc. Au lieu de mélanger ces substances aux copeaux de métal antifriction, on peut aussi exposer ces copeaux, avant leur introduction dans le coussinet, à l'action d'oxygène pur ou de l'oxygène de l'air, éventuelle- ment en les chauffant en même temps, jusqu'à ce qu'une couche d'oxyde se forme à leur surface. Les substances mélangées aux copeaux conformément à l'invention, ou la couche d'oxyde, dégagent leur oxygène sous l'influence de la chaleur fournie de l'extérieur au coussinet par le dispositif de chauffage.
Par la combustion
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partielle du métal antifriction, l'oxygène provoque au sein de sa masse une élévation brusque de la température qui accélère considérablement la fusion. On arrive ainsi à des durées de fu- sion plus courtes que celles qu'on pouvait atteindre par le chauffage connu, sans endommager le coussinet. Le dosage exact de la substance mélangée aux copeaux permettant de déterminer avec précision la quantité d'oxygène dégagé, le danger d'altéra- tion de la structure du métal antifriction par une combustion excessive de celui-ci est inexistant.
Des essais ont montré que l'addition de 0,5 à 1% en poids de permanganate de potassium assure la structure la plus uniforme du métal antifriction. Une diminution de cette proportion conduit rapidement à des accumulations locales de plomb, tandis qu'un accroissement jusqu'à 3% n'amène aucune amélioration et au-delà de cette limite on observe une altération croissante du métal.,
Les courtes durées de fusion qui résultent de l'applica- tion de l'invention assurent, en plus d'une structure uniforme, une teneur étonnamment faible du métal antifriction en fer, te- neur atteignant au maximum 0,3%, parce'que le fer du coussinet ne trouve pas le temps de diffuser en plus grande quantité dans la masse fondue.
Cette faible teneur en fer est particulièrement précieuse pour les qualités de glissement du revêtement, car le fer qui est entré dans la structure du métal antifriction se cristallise sous forme d'aiguilles tranchantes qui, en raison de leur grande dureté, blessent l'arbre tournant dans le coussinet et amorcent ainsi la destruction du coussinet.
Le chauffage du coussinet se fait de préférence directe- ment par des brûleurs disposés en couronne autour du coussinet.
Afin que des gaz dél;étères ne puissent se dégager, pen- dant l'opération de fusion, de l'intérieur du coussinet, on insère celui-ci de façon étanche entre les deux plateaux d'une .machine centrifuge, et l'on relie son creux, par un passage foré
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dans l'arbre d'un des plateaux, à une pompe aspirante qui entre- tient une dépression dans le coussinet pendant l'opération de fusion.
REVENDICATIONS
1) Procédé pour l'application de revêtements à l'inté- rieur de coussinets cylindriques et corps analogues par intro- duction de métal antifriction, par exemple de bronze au plomb, en poudre ou en copeaux additionné de fondants, ce métal étant en- suite fondu par chauffage extérieur du coussinet et réparti à la surface interne de celui-ci par l'action de la force centri- fuge, caractérisé en ce qu'on mélange aux copeaux de métal anti- friction de faibles quantités (par exemple 0,5 à 1%) d'une ma- tière dégageant de l'oxygène à la chaleur, par exemple de minium de plomb, de litharge, de permanganate de potassium, d'oxyde de cuivre ou de substances analogues.
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Proceeds for the application of an anti-friction metal coating
The invention relates to improvements to known methods for casting, inside cylindrical seats, such as bearings, boxes. journals, bearing shells etc., coatings of anti-friction metal, for example lead bronze, red bronze or white metal, processes by which the anti-friction metal is introduced into the bearing in a pulverulent or granular state or in shavings, possibly mixed with fluxes such as borax, after which the pad is heated from the outside and put into rapid rotation, until the antifriction metal is melted and formed, as a result of the centrifugal force, even layer to the inner wall of the pad.
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In the known methods, the heating temperature must be limited to a value which does not present a danger for the pad. It follows that the heating time, necessary to melt the antifriction metal starting from the cold pad, is very long. As a result of the long heating time, the melting of the anti-friction metal in the bearing is very slow, so that its lowest melting point component, for example the lead of lead bronze, liquefies significantly earlier than the copper with a higher melting point. Lead thus finds time to accumulate and form large nuclei in the structure which, under the effect of the centrifugal force of the rotating pad, move towards the wall of the pad. In addition, lead evaporates in great proportion.
Apart from the deterioration of the antifriction alloy as a result of the separation of constituents and the evaporation of lead, the large lead cores dangerously decrease the strength of the poured coating while the lead forced against the bearing wall weakens the liner. 'adhesion between the pad and the coating.
According to the invention, these drawbacks are eliminated by mixing small amounts of antifriction metal shavings, for example 0.5 to 1% of a material which releases oxygen on heat, for example lead lead, litharge , potassium perma- nate, copper oxide etc. Instead of mixing these substances with the antifriction metal chips, these chips can also be exposed, before their introduction into the bearing, to the action of pure oxygen or oxygen from the air, possibly by heating them. at the same time, until an oxide layer forms on their surface. The substances mixed with the chips according to the invention, or the oxide layer, release their oxygen under the influence of the heat supplied from the outside to the pad by the heating device.
By combustion
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partial of the antifriction metal, oxygen causes a sudden rise in temperature within its mass, which considerably accelerates melting. Shorter melting times are thus obtained than those which could be achieved by known heating, without damaging the bearing. As the exact dosage of the substance mixed with the shavings makes it possible to determine with precision the quantity of oxygen given off, the danger of altering the structure of the anti-friction metal by excessive combustion thereof is non-existent.
Tests have shown that the addition of 0.5 to 1% by weight of potassium permanganate provides the most uniform structure of the anti-friction metal. A decrease in this proportion quickly leads to local accumulations of lead, while an increase of up to 3% brings no improvement and beyond this limit an increasing deterioration of the metal is observed.
The short melting times which result from the application of the invention ensure, in addition to a uniform structure, a surprisingly low iron content of the anti-friction metal, amounting to at most 0.3%, because. that the iron of the pad does not find time to diffuse in greater quantity in the melt.
This low iron content is particularly valuable for the sliding qualities of the coating, as the iron which has entered the structure of the anti-friction metal crystallizes in the form of sharp needles which, due to their great hardness, injure the rotating shaft. in the bearing and thus initiate the destruction of the bearing.
The heating of the pad is preferably carried out directly by burners arranged in a ring around the pad.
In order that deleterious gases cannot escape, during the melting operation, from the interior of the bearing, the latter is inserted in a sealed manner between the two plates of a centrifugal machine, and the we connect its hollow, by a drilled passage
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in the shaft of one of the plates, to a suction pump which maintains a vacuum in the bearing during the melting operation.
CLAIMS
1) Process for the application of coatings inside cylindrical bearings and similar bodies by introducing an anti-friction metal, for example lead bronze, in powder or in shavings with the addition of fluxes, this metal being included. further melted by external heating of the bearing and distributed on the internal surface of the latter by the action of the centrifugal force, characterized in that small quantities (for example 0, 5 to 1%) of a material which liberates oxygen on heat, for example lead lead, litharge, potassium permanganate, copper oxide or the like.