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"Perfectionnements apportés aux procédés pour l'obtention de surfaces lisses du genre de celles à faire comporter, notamment, aux coussinets".
L'invention, est relative aux procédés pour le traitement de certaines pièces, notamment métalliques et, en particulier, pour l'obtention de surfaces lisses ; et elle vise plus particulièrement, parmi ces procédés, ceux pour l'obtention des surfaces de travail des cous- sinets ou autres pièces de ce genre (notamment pour les arbres des moteurs dans les domaines techniques tels que ceux de l'aviation ou de l'automobile, ou dans tous autres). elle a pour but, surtout, de rendre ces procédés tels qu'ils répondent mieux que jusqu'à présent aux divers desiderata de la pratique, notamment en ce quiconcerne la simplicité d'exécution et le fini des opérations.
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Elle consiste principalement -- pour ce qui est des procédés pour réaliser les surfaces de -travail des coussinets ou autres pièces de ce genre -- à avoir recours à une métallisation par projection, notamment àl'aide de pistolets pulvérisateurs du type à fil ; et, plus spécialement dans le cas où l'on utilise pour la projection au moins deux métaux non miscibles, à avoir recours à un fil "compound", c'est-à-dire avec une âme établie en l'un desdits métaux et une gaine établie en l'autre métal (étant entendu qu'un tel procédé s'applique, d'une façon générale, à la métallisation par projection de tous alliages, pour n'importe quelle application autre que la préparation des coussinets).
Elle comprend, mise, à part cettelisposition principale ., certaines autres dispositions qui s'utili- sent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment : une deuxième disposition -- relative aux procédés pour disperser l'une dans l'autre deux phases différentes, métalliques ou autres -- consistant à mettre en oeuvre lesdits procédés sur un support animé de mouvements vibratoires à fréquence élevée, notamment en utilisant la magnétostriction du fer, ou autre métal, en liaison avec un dispositif générateur à ultrasons ;
une troisième disposition consistant à recourir, préalablement à l'opération de dépôt du métal ou alliage antifriction ou autre, '-, un procédé ou traitement pour augmenter l'adhérence sur la, surface destinée à recevoir ce dépôt, ce procédé utilisant par exemple une couche intermédiaire d'un métal approprié (notamment du cuivre, dans le cas d'antifriction en bronze au plomb) ;
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une quatrième disposition consistant à soumettre les surfaces, aprèsdép8t du métal, à un traitement ther- mique approprié dans une atmosphère les laissant à l'abri des altérations ;
une cinquième disposition consistant à utiliser, pour la projection ou en vue de toutes applications, un fil complexe contenant au moins une matière, notam- ment minérale, propre à s'opposer aux altérations, oxydations etc... un tel fil étant de préférence obtenu par étirage ou tréfilage ; une sixième disposition consistant à incorporer du graphite au métal ou alliage à projeter ; une septième disposition consistant à utiliser, d'une façon générale, un procédé de trélifage pour, incorporer l'un à l'autre au moins deux métaux miscibles ou non miscibles et cela, notamment, dans le cas où., les métaux étant miscibles, leur alliage ne serait ce- pendant pas tréfilable.
(bronzes à l'étain, par exemple) ; une huitième disposition consistant à recourir, ,pour adapter sur une pièce (en particulier un coussinet), une couche mince d'un métal ou alliage, à un support intermédiaire établi avantageusement en une tpile (mé- tallique ou non) que l'on imprègne, notamment par pro- jection, du susdit métal ou alliage.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application (notamment celui pour lequel on l'applique aux procédés pour l'obtention des surfaces de travail des coussinets), ainsi que ,certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise, plus particulièrement encore et ce à titre de produits industriels nouveaux, les organes obtenus à l'aide des ' procédés du genre en question et comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres
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à leur établissement, ainsi que les ensembles comprenant de tels organes.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
La figure 1, de ces dessins, montre,en pers- pective schématique, un appareil pour l'obtention des surfaces de travail d'un coussinet, cet appareil étant établi conformément à l'invention,
Les figs. 2 et 3, enfin, montrent, respective- ment en coupes axiale et transversale,un ensemble de plusieurs éléments concentriques, destiné à être tréfilé, le tout étant conforme à l'invention.
Selon l'invention et, plus spécialement, selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il sem- ble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, disposant par exemple d'un coussinet ou d'un support de coussinet 1, en tout métal approprié du type de ceux utilisés pour ce genre d'organes, et se proposant d'établir ses surfa- ces de travail 2, on s'y prend cornue suit ou de façon analogue.
Or. métallise par projection la. paroi de coussinet à revêtir, en utilisant à cet effet l'un des procédés de métallisation connus,notament celui qui consiste utiliser un pistolet métalliseur dans lequel le métal est amené sous une forme appropriée, de préfé- rence sous forme d'un fil, pour être fondu par tous moyens (par exemple de type oxy-acétylénique ou élec- trique),
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Et, pour ce qui est de la matièredont on constitué ledit fil,, on la choisit en fonction de la nature du revêtement à obtenir, ce pour quoi, notamment, on a recours :
soit à un seul métal de base, tel que le plomb, le cuivre rouge, 1' aluminium, le magnésium, éventuellement additionné de relativement faibles proportions d'un ou plusieurs.métaux propres à modifier les propriétés méca- niques du coussinet ; soit à plusieurs métaux de base, notamment tels que ceux mentionnés plus haut, éventuellement avec des addi- tions -comme ci-dessus.
Dans ce dernier cas, qui va plus spécialement être envisagé ci-dessous, il semble indiqué de recourir à un fil compound, c'est-à-dire dans lequel les métaux sont juxtaposés de façon continue avec, par exemple, une âme établie en l'un des métaux de base et au moins une gaine établie en l'autre métal. Dans la plupart des cas, les métaux de base à projeter seront des métaux non miscibles (plomb et cuivre, plomb et aluminium, etc..), de sorte que la disposition précédente permettra, malgré cette absence de miscibilité, d'obtenir'des fils parfai- tement homogènes, avec l'obtention, sur les surfaces à recouvrir, d'une répartition constante des métaux consi- dérés. Au surplus, un tel fil compound sera obtenu aisé- ment par étirage, à condition que les métaux soient tréfilables.
On a, recours par exemple, pour un tel fil, à une âme en plomb qui sera enrobée par tout autre métal, tel que le cuivre ou ses alliages, ou l'aluminium ou ses alliages, ou encore le magnésium pur ou ses alliages, etc...
Le rapport des constituants du métal d'apport destiné à former le coussinet sera, en pareil
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cas, déterminé en faisant varier convenablement le dia- mètre de l'âme de plomb par rapportau diamètre extérieur du fil prêt à être utilisé. C'est ainsi par exemple que, pour un alliage de cuivre et de plomb devant con-tenir 30 Va de plomb, le diamètre de intérieure en plomb serait de l'ordre de 2,5fois plus petitque le diamètre extérieur du fil, de dernier diamètre pouvant bien entendu varier dans de larges limites :par exemple, entre50/100 de mm et 200/100 de mm.
Il convient de noter que, pour éviter toute oxydation superficielle du coussinet ou du métal d'ap- port, on aura intérêt à utiliser comme fluide pour pulvé- riser le métal, non pas de l'air, mais du gaz neutre, tel que l'azote ou le gaz carbonique.
Pour obtenir le diamètrefinal désiré, on procède par exemple par tréfilage, c'est-à-dire en par- tant d'une ébauche constituée pax plusieurs couches con- centriques des métaux choisis, et en la soumettant à plusieurs passes successives de tréfilage dans des appa- reils appropriés d'un type connu. Mais il va de soi que tous autres moyens pourraient être utilisés pour obtenir les fils complexes en question.
Par ailleurs, il peut tre nécessaire, pour conduire convenablement l'opération de métallisation, d'effectuer un refroidissement du coussinet pendant ladite opération ;ce pour quoi il suffit, par exemple, de placer le coussinetdans un appareil échangeur de chaleur permettant de maintenir la température à une valeur connue et définie, suffisamment basse pour éviter lesdites oxydations.
,
On peut, dans le même but, prévoir des moyens notamnient combinés au. pistolet, pour permettre le balaya-
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ge du coussinet par .un jet de gaz réducteur, par exemple de l'hydrogène porté à une température définie.
On a montré à cet effet, sur le dessin, un .bloc métallique creux 3 traversé par une circulation d'eau 4-5 et agencé de façon à recevoir, à sa partie supérieure, le coussinet 1,
En procédant ainsi qu'il vient d'être dit et par des réglages déterminés, il est possible d'obte- nir, sur la paroi du coussinet, une surface de travail relativement mince (par exemple 5/10 de mm au maximum, voire davantage) présentant.un grain homogène de 30 à 50@ de dimension moyenne.
L'adhérence d'un tel dépôt est parfaite et peut d'ailleurs être augmentée par des moyens propres à amener la surface à recouvrir à un état préalable propice à l'adhérence, moyens tels que, par exemple : zingage, étamage, pulvérisation d'aluminium pur, grattebrassage, parkérisation, sablage fin au sable ou à la grenaille d'acier, etc...
Il est entendu que la manoeuvre du pistolet peut être soit manuelle, soit automatique ; notamment,' on peut monter le pistolet sur un support fixe et animer le coussinet d'un mouvement approprié pendant l'opéra- tion de projection, ou procéder de façon inverse.
Enfin, une fois le dépôt obtenu, il convien- dra généralement d'en augmenter la compacité à l'aide d'outils appropriés exerçant une pression déterminée et travaillant à une température inférieure à celle de fusion du métal ou des alliages d'apport, voire même travaillant à froid.
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En ce qui concerne la pression à adopter pour ces outils, elle sera calculée par la connaissance de la pression maximum à faire supporter au coussinet.
C'est ainsi qu'un coussinet d'aviation pourra être pressé entre 200 et 300 Kgs par cm2.
Ce passage à la presse peut se faire avant gratte-bossage de la, surface et après imprégnation du coussinet par une huile de graissage appropriée.
Selon une autre disposition de l'invention -- susceptible, le cas échéant, d'être utilisée isolé- ment, chaque fois qu'il s'agira d'améliorer la dispersion d'au moins deux phases l'une dans l'autre --, on soumet le coussinet, au cours de la préparation de ses surfaces de travail, à une action vibratoire à une fréquence très élevée, par exemple à une fréquence ultrasonique (notam- ment de l'ordre de 20.000 à 50.000 périodes).
Il suffit Par exemple, à cet effet, de faire supporter le bloc métallique tel que 3 par une armature 6, en nickel ou autre métal, relie,de façon appropriée, à un générateur ultrasonique 7 d'un type connu, à magné- tostriction ou autre système du même genre.
L'action d'un tel système est d'améliorer la dispersion du ou des divers métaux utilisés pour la projection dans le métal dont est constitué le support de coussinet.
Et, ou bien on se contente de procéder comme il vient d'être dit, ou bien on a recoursen outre à certaines dispositions qui vont maintenant être exposées.
Selon l'une d'élles, on effectue un traite- ment qui tend à accroître l'adhérence du métal ou alliage antifriction considéré sur la surface à recouvrir.
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A cet effet, on peut prévoir tout d'abord un nettoyage convenable de ladite surface, par sablage, soufflage à air comprimé, étamage, etc,., Il va de soi que ce traitement peut être mis en oeuvre, ou bien sur la carcasse même du coussinet (notamment lorsqu'elle est en acier doux), oU,bien sur le métal antifriction pouvant encore rester sur celui-ci, dans le cas où il s'agit d'un coussinet usagé dont la surface antifriction peut être profondément rayée et même partiellement décollée ou arrachée.
L'étude micrographique montre par ailleurs que, lorsqu'il s'agit d'un coussinet au bronze au plomb, la liaison entre la carcasse et le métal antifriction se fait exclusivement par le cuivre.
Il y a donc intérêt, selon une autre dispo- sition de l'invention, à.-recouvrir le coussinet, préala- blement à la métallisation proprement dite, d'une sous- couche d'un métal approprié favorisant l'adhérence, c'est-à-dire, dans le cas envisagé ci-dessus, une couche de cuivre ou d'un alliage approprié (par exemple une couche de 1/100 à 1/10 mm. de bronze à l'étain à 6 % d'étain, en particulier dans le cas du rechargement d'un coussinet au bronze au plomb). Le dépôt de cette pre- mière couche s' effectuera, de préférence, aussi par mé- tallisation et sera suivi, immédiatement après ou ulté- rieurement, par le dépôt de la couche de métal ou alliage antifriction proprement dite.
Selon encore une autre disposition, il est avantageux de soumettre le coussinet, une fois chargé, à un traitement à haute température, de préférence au delà de 700 , dans une.atmosphère convenablement réduc- trice ou dans un milieu désoxydant (notamment dans l'anhydride borique ), ledit traitement pouvant être réalisé par exemple :
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soit pendant quelques minutes avec, aussitôt après, refroidissement rapide à la température ordinaire, en particulier par trempe à l'eau froide purou additionnée de produits anti-oxygène ou réducteurs ; soit en chauffant pendant quelques heures, avec refroidissement lent dans 1'atmosphère réductrice jasqu'à la température ordinaire, puis immersion dans un bain d'huile approprié, si l'on travaille en continu.
Un tel procédé permet, comme le montre l'examen micrographique, d'assurer une continuité absolue) dans un coussinet venant d'être rechargé, entre la couche d'antifriction venant d'être projetée et la couche d'antifriction ancienne.
Au surplus, il est économique, puisqu'il permet de réutiliser des carcasses usinées à la cote, donc coûteuses, qui, jusqu'à présent, étaient perdues.
Selon une autre disposition de l'invention relative au cas où l'on emploie un fil compound comple- xe -- disposition qui peut s'utiliser isolément, c'est- à-dire quelles que soient les applications d'un tel fil que l'invention entend donc protéger en soi --, on in- troduit dans l'âme de celui-ci (ou dans l'une des couchée concentriques) un produit qui contribue à améliorer les propriétés de l'alliage antifriction, notamment un désoxydant ;on peut ainsi assurer, après pulvérisation, une répartition homogène dudit produit, de sorte que les grains obtenus sont entièrement débarrassés d'oxyde.
Il est, bien entendu, possible à l'homme de l'art d'imaginer de nombreux modes de réalisation de cette disposition, mais on va se contenter d'indiquer ci-après divers types d'alliages,à titred'exemples.
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Dans un premier mode de réalisation, on uti- lisera par exemple un fil de métaux purs tels que cuivre, fer, aluminium, argent, avec une âme de flux destinée à solubiliser les oxydes correspondants. Ce flux peut être constitué, entre autres produits, par de l'anhydride bori- que pur ou additionné de permanganate du métal corres- pondant, ou encore par des fluorures alcalin, s simples ou doubles, comme le cryolithe. On peut ajouter aussi, éventuellement, un plastifiant combustible, par exemple à base de stéarine ou de cellulose, ou des produits de polymérisation.
Selon un autre mode de réalisation, relatif à un fil compound contenant du plomb, on a recours à un fil de ce genre dont l'âme est constituée, non pas par du plomb fondu pur, mais par un mélange de plomb pulvérisé ou, mieux encore, réduit en copeaux très fins (imbibés ou non d'une trace d'huile ou d'alcool) et d'unflux tel que mentionné plus haut. Ce dernier représentera, par exemple, 0,5 à 10 % du poids total du fil. Le plomb en fins copeaux peut contenir de l'étain ou du cuivre finement divisé (0,5 à 2 % par exemple) quand ces corps additionnels sont susceptibles d'améliorer la mouilla,- bilité du métal de base (cuivre, aluminium, argent) et du plomb.
Selon un autre mode de réalisation, qui est illustré sur les figs. 2 et 3 , on réalise par exemple un fil compound avec une âme de flux par plu- sieurs éléments concentriques tels que représentés sur le dessin, le tout' constituant un bloc que l'on peut ensuite réduire au diamètre, final cherché par passages successifs à travers des filières appropriées.
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A supposer que ces différentes couches soient constituées, de l'extérieur vers l'intérieur, par du cui- vre 10, du plomb 20 et du flux 30, on procède par exemple de façon telle : que la couche de cuivre soit constituée par un tube extérieur en ce métal (cuivre rouge par exemple), que l'âme de flux 30 soit introduite dans un petit tube 40 situé à l'intérieur du premier et à parois relativement minces ; et, enfin, que le plomb 20 soit introduit, par exemple coulé, dans l'espace annulaireséparant les deux susdits tubes et fermé à sa partie inférieure par un bouchon 60.
L'ensemble,ainsi préparée est fermé à sa partie supé- rieuère, par exemple par déformation, en 50 aprbs quoi on peut l'introduire dans la filière.
Lesrapports des a diamètres des diverses couches sont, bien entendu, calculés de façon à permettre d'obtenir, lorsde la, fusion et de la pulvérisation, la composition cherchée.
La pratique montre qu'on obtient aisément, à partir d'un diamètreextérieur d de par exemple 7 à 8 cm, un diamètre final, après tréfilage, de l'ordre de 4 mm. ou moins encore.
Un autre mode de réalisation consiste à incorporer dans le fil bi-métallique du graphite en paillettes microscopiques ou colloïdales. On obtient ainsi des produits antifriction poreux et autolubrifiants.
Les teneurs en graphite seront par exemple de 1 à 20 % du poids du fil compound.
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Selon encore un autre mode de réalisation, relatif au plomb animonié, on a recours à des fils com- pound agencés de la façon suivante. On rappellera d'abord qu'il est impossible de tréfiler le plomb antimonié à 8 %, de même que le régule classique pour coussinets, dont la composition est par exemple de : plomb ..... 84 ou plomb ..... 81 antimoine ... 16 antimoine , .. 17 cuivre 2 En effet, la présence d'antimoine augmente les difficultés de tréfilage en fonctian de sa teneur. On remédie à cet inconvénient en agençant des fils compound dont le corps est en plomb pur ou allié à l'étain et dont l'âme est en antimoine pulvérulent pur ou additionné de cuivre ou de plomb, ainsi que de flux désoxydant et de plastifiant si nécessaire.
On peut faire la même remarque en ce qui concerne la préparation d'un bronze à l'étain avec des teneurs en étain de l'ordre de 30 %. On sait en effet qu'un alliage de ce genre n'est pas tréfilable. Par contre, le tréfilage devient possible si l'on part d'un tube de cuivre rouge relativement épais à l'inté- rieur duquel on introduit ou on fond de l'étain pur, cet ensemble étant introduit dans les appareils de tréfilage, comme prévu ci-dessus.
L'invention s'étend encore à une autre dis- position -- pouvant s'appliquer d'une façon générale à l'obtention de couches minces d'un métal -- selon la- quelle on a recours, pour déposer ladite couche, à un support intermédiaire relativement mince et, de préfé- rence, souple, notamment à une toile métallique. On sait, en effet, que l'adhérence du métal antifriction sur son support doit toujours être suffisante pour ré- sister à l'arrachement ; mais, d'autre part, les efforts
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d'arrachement auxquels le métal antifriction est soumis peuvent être notablemont dissemblables dans leur va,leur absolue et leur nature, suivant les applications.
C'est ainsi qu'il y a une grosse différence entre un palier de moteur électrique etun coussinet de moteur diesel ( celui- ci se caractérisant par des chocs violents et répétés).
La susdite disposition permettra d'obtenir, dans chaque cas, une surface antifriction appropriée à l'usage auquel elle est destinée, son montage sur son palier étant des plus simples et pouvant avoir lieu, notamment, par soudure ou collage convenable du support souple préalablement traité.
Il convient de direque le dépôt du métal antifriction sur ce support se fera de préférence par projection, comme ci-dessus, la présence des saillies assurant l'accrochage mécanique du bimétal projeté, de façon à obtenir un ensemble très homogène.
Avantageusement), on procédera à un traitement thermique pour accroître encore cette homogénéité et assurer à l'ensemble une souplesse et une déformabilité suffisantes pour permettre la mise en place et la soudure,
A titre d'exemple, on pourra déposer un bron- ze -au plomb à 30 % de plomb sur une toile fine de bronze à l'étain à 6 % d'étain ou de cuivre rouge par (rosette).
La chaîne et la trame de cette toile peuvent être tissées de façon à présenter des aspérités favorables -- l'accro- ci?age du bimétal, d'un coté, et à l'accrochage de la soudure (métallique ou non) de l'autrecôté.
Il est d'ailleurs à noter que le tissu ou treillis servant de support pourrait être autreque métallique et, notamment, êtreconstitué en une matière plastique, voire en une matière aisément destructible,
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telle que papier, jute, tissu textile imprégné ou non, etc... Dans ce dernier cas, le traitement thermique subséquent au dép8t du métal pourrait assurer la d@truc- tion du support, de façon à, donner lieu, finalement, à une couche ne contenant plus que le métal antifriction seul.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut établir des surfaces de tra- vail de coussinet présentant de nombreux avantages par rapport à celles obtenues à l'aide des procédés usuels, notamment : une plus grande homogénéité physique, un prix d'établissement plus modéré, et la possibilité de supprimer tout contrôle d'adhé- rence par rayonsX ou autre méthode usuelle, cela en rai- son de la perfection de l'homogénéité obtenue.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle.en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles pour lesquelles on utiliserait les fils complexes spécifiés ci-dessus et notamment obtenus par tréfilage pour toutes applications autres que celles plus spécialement relatives aux coussinets.
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"Improvements made to the processes for obtaining smooth surfaces of the type to be included, in particular, on the bearings".
The invention relates to processes for the treatment of certain parts, in particular metal and, in particular, for obtaining smooth surfaces; and it relates more particularly, among these processes, to those for obtaining the working surfaces of the cushions or other parts of this kind (in particular for the shafts of the engines in technical fields such as those of aviation or automotive, or in any other). its aim, above all, is to make these processes such that they respond better than hitherto to the various desiderata of practice, in particular as regards the simplicity of execution and the finish of the operations.
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It consists mainly - as regards the methods for producing the working surfaces of the bearings or other parts of this kind - in having recourse to a metallization by projection, in particular using spray guns of the wire type; and, more especially in the case where at least two immiscible metals are used for the projection, to have recourse to a "compound" wire, that is to say with a core made of one of said metals and a sheath made of the other metal (it being understood that such a process applies, in general, to the metallization by spraying of all alloys, for any application other than the preparation of the bearings).
It includes, apart from this main provision, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below, in particular: a second provision - relating to the methods for dispersing the one in the other two different phases, metallic or other - consisting in carrying out said methods on a support animated by vibratory movements at high frequency, in particular by using the magnetostriction of iron, or other metal, in connection with a generator device ultrasound;
a third arrangement consisting in resorting, prior to the operation of depositing the metal or anti-friction alloy or the like, '- a method or treatment to increase the adhesion on the surface intended to receive this deposit, this method using for example a intermediate layer of a suitable metal (especially copper, in the case of lead bronze antifriction);
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a fourth arrangement consisting in subjecting the surfaces, after deposition of the metal, to an appropriate heat treatment in an atmosphere leaving them free from alterations;
a fifth arrangement consisting in using, for projection or with a view to all applications, a complex wire containing at least one material, in particular mineral, suitable for opposing deterioration, oxidation, etc. such a wire preferably being obtained by drawing or drawing; a sixth arrangement consisting in incorporating graphite into the metal or alloy to be sprayed; a seventh arrangement consisting in using, in general, a trélifage process for incorporating one into the other at least two miscible or immiscible metals and this, in particular, in the case where., the metals being miscible , their alloy would not, however, be drawn.
(pewter bronzes, for example); an eighth arrangement consisting in resorting, in order to adapt a thin layer of a metal or alloy to a part (in particular a bearing), to an intermediate support advantageously established in a stack (metallic or not) which one impregnates, in particular by projection, with the aforesaid metal or alloy.
It relates more particularly to certain modes of application (in particular the one for which it is applied to the processes for obtaining the working surfaces of the bearings), as well as, certain embodiments of said arrangements; and it targets, more particularly still and this as new industrial products, the organs obtained by means of the 'processes of the kind in question and comprising the application of these same provisions, the own special elements
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to their establishment, as well as assemblies comprising such organs.
And it can, in any event, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all by way of indication.
Figure 1 of these drawings shows, in schematic perspective, an apparatus for obtaining the working surfaces of a pad, this apparatus being established in accordance with the invention,
Figs. 2 and 3, finally, show, respectively in axial and transverse sections, a set of several concentric elements, intended to be drawn, the whole being in accordance with the invention.
According to the invention and, more especially, according to that of its modes of application, as well as those of the embodiments of its various parts, to which it appears that preference should be given, having for example of a pad or of a pad support 1, made of any suitable metal of the type used for this type of organ, and proposing to establish its working surfaces 2, one goes about it following or analogously.
Gold. Metallizes by projection 1a. pad wall to be coated, using for this purpose one of the known metallization methods, in particular that which consists in using a metallizer gun in which the metal is supplied in a suitable form, preferably in the form of a wire, to be melted by any means (for example of the oxy-acetylene or electric type),
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And, as regards the material from which said yarn is made, it is chosen according to the nature of the coating to be obtained, for which, in particular, recourse is had to:
or to a single base metal, such as lead, red copper, aluminum, magnesium, optionally with the addition of relatively small proportions of one or more metals capable of modifying the mechanical properties of the bearing; or to several base metals, in particular such as those mentioned above, optionally with additions -as above.
In the latter case, which will be considered more specifically below, it seems appropriate to use a compound wire, that is to say in which the metals are continuously juxtaposed with, for example, a core established in one of the base metals and at least one sheath made of the other metal. In most cases, the base metals to be sprayed will be immiscible metals (lead and copper, lead and aluminum, etc.), so that the previous arrangement will make it possible, despite this lack of miscibility, to obtain perfectly homogeneous wires, with obtaining, on the surfaces to be covered, a constant distribution of the metals in question. In addition, such a compound wire will be easily obtained by drawing, provided that the metals can be drawn.
For example, for such a wire, use is made of a lead core which will be coated with any other metal, such as copper or its alloys, or aluminum or its alloys, or even pure magnesium or its alloys, etc ...
The ratio of the constituents of the filler metal intended to form the bearing will be, in the same
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case, determined by suitably varying the diameter of the lead core from the outside diameter of the wire ready for use. Thus, for example, for an alloy of copper and lead having to contain 30 Va of lead, the diameter of the inner lead would be of the order of 2.5 times smaller than the outer diameter of the wire, last diameter can of course vary within wide limits: for example, between 50/100 mm and 200/100 mm.
It should be noted that, in order to avoid any superficial oxidation of the bearing or of the support metal, it will be advantageous to use as the fluid for spraying the metal, not air, but neutral gas, such as nitrogen or carbon dioxide.
To obtain the desired final diameter, one proceeds for example by wire drawing, that is to say starting from a blank formed by several concentric layers of the chosen metals, and subjecting it to several successive drawing passes through suitable apparatus of a known type. But it goes without saying that all other means could be used to obtain the complex threads in question.
Furthermore, in order to properly conduct the metallization operation, it may be necessary to cool the pad during said operation; for which it is sufficient, for example, to place the pad in a heat exchanger device making it possible to maintain the pad. temperature at a known and defined value, sufficiently low to avoid said oxidations.
,
One can, for the same purpose, provide notamnient combined means. pistol, to allow sweeping
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ge of the bearing by a jet of reducing gas, for example hydrogen brought to a defined temperature.
It has been shown for this purpose, in the drawing, a hollow metal block 3 through which a water circulation 4-5 passes and arranged so as to receive, at its upper part, the pad 1,
By proceeding as has just been said and by determined adjustments, it is possible to obtain, on the wall of the pad, a relatively thin working surface (for example 5/10 of a mm at most, or even more) with a homogeneous grain of 30 to 50% of average size.
The adhesion of such a deposit is perfect and can moreover be increased by means suitable for bringing the surface to be covered to a prior state conducive to adhesion, means such as, for example: zinc plating, tinning, spraying of pure aluminum, scraping, parkerization, fine sandblasting or steel grit blasting, etc ...
It is understood that the operation of the gun can be either manual or automatic; in particular, the gun can be mounted on a fixed support and the bearing can be moved with an appropriate movement during the spraying operation, or the reverse is the case.
Finally, once the deposit has been obtained, it will generally be advisable to increase its compactness using appropriate tools exerting a determined pressure and working at a temperature lower than that of melting of the metal or of the filler alloys, or even working cold.
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As regards the pressure to be adopted for these tools, it will be calculated by knowing the maximum pressure to be made with the bearing.
This is how an aviation pad can be pressed between 200 and 300 Kgs per cm2.
This passage in the press can be done before scratching the boss of the surface and after impregnation of the bearing with a suitable lubricating oil.
According to another provision of the invention - capable, where appropriate, of being used in isolation, each time it is necessary to improve the dispersion of at least two phases one in the other. -, the pad is subjected, during the preparation of its working surfaces, to a vibratory action at a very high frequency, for example at an ultrasonic frequency (in particular of the order of 20,000 to 50,000 periods).
For example, for this purpose, it suffices for the metal block such as 3 to be supported by a frame 6, made of nickel or other metal, suitably connected to an ultrasonic generator 7 of a known type, with magnetestriction. or other similar system.
The action of such a system is to improve the dispersion of the various metal or metals used for the projection in the metal of which the bearing support is made.
And, either we are content to proceed as has just been said, or we also have recourse to certain provisions which will now be explained.
According to one of them, a treatment is carried out which tends to increase the adhesion of the metal or antifriction alloy in question to the surface to be covered.
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For this purpose, it is possible first of all to provide a suitable cleaning of said surface, by sandblasting, compressed air blowing, tinning, etc., It goes without saying that this treatment can be carried out, or else on the carcass even the bearing (especially when it is made of mild steel), or of course the anti-friction metal which may still remain on it, in the case of a used bearing whose anti-friction surface may be deeply scratched and even partially peeled off or torn off.
The micrographic study also shows that, when it comes to a lead bronze bearing, the connection between the carcass and the anti-friction metal is made exclusively by copper.
It is therefore advantageous, according to another arrangement of the invention, to cover the pad, prior to the actual metallization, with an underlayer of an appropriate metal promoting adhesion, c 'that is to say, in the case considered above, a layer of copper or a suitable alloy (for example a layer of 1/100 to 1/10 mm. of 6% tin bronze. (tin, in particular in the case of recharging a lead bronze bearing). The deposition of this first layer will preferably also be effected by metallization and will be followed, immediately after or subsequently, by the deposition of the layer of metal or anti-friction alloy proper.
According to yet another arrangement, it is advantageous to subject the pad, once loaded, to a high temperature treatment, preferably above 700, in a suitably reducing atmosphere or in a deoxidizing medium (in particular in boric anhydride), said treatment being able to be carried out for example:
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either for a few minutes with, immediately afterwards, rapid cooling to ordinary temperature, in particular by quenching in pure cold water or with the addition of anti-oxygen or reducing products; or by heating for a few hours, with slow cooling in the reducing atmosphere to room temperature, then immersion in a suitable oil bath, if working continuously.
Such a process makes it possible, as the micrographic examination shows, to ensure absolute continuity in a pad which has just been recharged, between the anti-friction layer which has just been projected and the old anti-friction layer.
In addition, it is economical, since it makes it possible to reuse carcasses machined to size, and therefore expensive, which, until now, were wasted.
According to another arrangement of the invention relating to the case where a complex compound yarn is used - arrangement which can be used in isolation, that is to say whatever the applications of such a yarn as the invention therefore intends to protect in itself - a product is introduced into the core of the latter (or into one of the concentric layers) which contributes to improving the properties of the anti-friction alloy, in particular a deoxidizer it is thus possible to ensure, after spraying, a homogeneous distribution of said product, so that the grains obtained are entirely free of oxide.
It is, of course, possible for those skilled in the art to imagine numerous embodiments of this arrangement, but we will be content to indicate below various types of alloys, by way of examples.
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In a first embodiment, a wire of pure metals such as copper, iron, aluminum or silver will be used, for example, with a flux core intended to dissolve the corresponding oxides. This flow can be constituted, among other products, by pure boric anhydride or with the addition of permanganate of the corresponding metal, or alternatively by alkali fluorides, single or double, such as cryolite. It is also possible, optionally, to add a combustible plasticizer, for example based on stearin or cellulose, or polymerization products.
According to another embodiment, relating to a compound wire containing lead, recourse is had to a wire of this type, the core of which is formed, not by pure molten lead, but by a mixture of pulverized lead or, better again, reduced to very fine shavings (soaked or not with a trace of oil or alcohol) and a flow as mentioned above. The latter will represent, for example, 0.5 to 10% of the total weight of the yarn. Lead in fine shavings may contain finely divided tin or copper (0.5 to 2% for example) when these additional substances are liable to improve the wetting, - bility of the base metal (copper, aluminum, silver ) and lead.
According to another embodiment, which is illustrated in figs. 2 and 3, for example, a compound wire is produced with a flow core by several concentric elements as shown in the drawing, the whole constituting a block which can then be reduced to the final diameter sought by successive passages. through appropriate channels.
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Assuming that these different layers are formed, from the outside towards the inside, of copper 10, lead 20 and flux 30, the procedure is for example such as: that the copper layer consists of a outer tube in this metal (red copper for example), that the flow core 30 is introduced into a small tube 40 located inside the first and with relatively thin walls; and, finally, that the lead 20 is introduced, for example cast, into the annular space separating the two aforesaid tubes and closed at its lower part by a plug 60.
The assembly thus prepared is closed at its upper part, for example by deformation, after which it can be introduced into the die.
The ratios of the diameters of the various layers are, of course, calculated so as to make it possible to obtain, during melting and spraying, the desired composition.
Practice shows that, from an external diameter d of for example 7 to 8 cm, a final diameter of the order of 4 mm after drawing is easily obtained. or even less.
Another embodiment consists in incorporating graphite in microscopic or colloidal flakes into the bi-metallic wire. Porous and self-lubricating anti-friction products are thus obtained.
The graphite contents will, for example, be from 1 to 20% of the weight of the compound wire.
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According to yet another embodiment, relating to animonated lead, use is made of composite wires arranged as follows. It will be recalled first of all that it is impossible to draw the 8% antimonial lead, as well as the classic regulator for bearings, the composition of which is for example: lead ..... 84 or lead ..... 81 antimony ... 16 antimony, .. 17 copper 2 In fact, the presence of antimony increases the difficulties of drawing according to its content. This drawback is remedied by arranging compound wires whose body is made of pure lead or alloyed with tin and whose core is pure powdered antimony or with the addition of copper or lead, as well as deoxidizing flux and plasticizer if necessary.
The same remark can be made with regard to the preparation of a tin bronze with tin contents of the order of 30%. It is in fact known that an alloy of this kind is not drawable. On the other hand, wire drawing becomes possible if we start from a relatively thick red copper tube inside which pure tin is introduced or melted, this assembly being introduced into the drawing apparatus, such as provided above.
The invention also extends to another arrangement - which can be applied in a general manner to obtaining thin layers of a metal - according to which recourse is had, to deposit said layer, to a relatively thin and, preferably, flexible intermediate support, in particular to a wire mesh. We know, in fact, that the adhesion of the antifriction metal on its support must always be sufficient to resist tearing; but, on the other hand, the efforts
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tearing to which the antifriction metal is subjected can be noticeable and dissimilar in their range, their absolute and their nature, depending on the applications.
Thus there is a big difference between an electric motor bearing and a diesel engine bearing (the latter characterized by violent and repeated shocks).
The aforesaid arrangement will make it possible to obtain, in each case, an antifriction surface suitable for the use for which it is intended, its mounting on its bearing being very simple and can take place, in particular, by welding or suitable gluing of the flexible support beforehand. treaty.
It should be said that the deposition of the antifriction metal on this support will preferably take place by projection, as above, the presence of the projections ensuring the mechanical attachment of the projected bimetal, so as to obtain a very homogeneous whole.
Advantageously), a heat treatment will be carried out to further increase this homogeneity and ensure the assembly has sufficient flexibility and deformability to allow installation and welding,
By way of example, it is possible to deposit a lead bronze with 30% lead on a fine cloth of tin bronze with 6% tin or red copper by (rosette).
The warp and weft of this fabric can be woven in such a way as to present favorable roughness - the hooking of the bimetal, on one side, and the hooking of the weld (metallic or not) of the 'other side.
It should also be noted that the fabric or mesh serving as a support could be other than metallic and, in particular, be made of a plastic material, or even of an easily destructible material,
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such as paper, jute, impregnated or not impregnated textile fabric, etc ... In the latter case, the subsequent heat treatment at the deposition of the metal could ensure the decay of the support, so as to give rise, finally, to a layer containing only the antifriction metal alone.
As a result, whatever the embodiment adopted, it is possible to establish bearing working surfaces exhibiting many advantages over those obtained using the usual methods, in particular: greater physical homogeneity, a more moderate set-up price, and the possibility of eliminating any adhesion control by X-ray or other usual method, this because of the perfection of the homogeneity obtained.
As goes without saying, and as it follows moreover already from what precedes, the invention is in no way limited to that of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various parts, having been more especially considered; it embraces, on the contrary, all the variants thereof, in particular those for which the complex yarns specified above and in particular obtained by wire drawing would be used for all applications other than those more especially relating to the bearings.