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" Procédé d'obtention de masses complexes par agglomération de poudres métalliques."
La présente invention concerne l'obtention de masses complexes par agglomération de poudres métalliques.
Dans la métallurgie des poudres, il est possible de préparer de telles masses complexes en mélangeant entre elles d i- verses poudres métalliques et en faisant subir à ce mélange de poudres les opérations usuelles d'agglomération. On peut égale- ment procéder à l'agglomération d'un mélange d'une au plusieurs poudres métalliques et d'une substance pulvérulente capable d'être détruite, soit au cours de l'agglomération, soit par un traitement subséquent du corps'formé, ce qui permet d'obtenir des corps opon- gieux présentant des vides laissés par la disparition de la subs- tance destructible.
La présente invention a pour obje; un procédé permet- tant d'obtenir des masses de ce genre, dans les conditions parti- culièrement avantageuses quant à la constitution des dites masses.
On sait que l'on peut obtenir des poudres métalliques, notamment des poudres d'alliages métalliques, dont les grains pré-
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sentent une forme glQ'bllJa1"" .,!:,,'hJ.1:"I't"J ou sensiblement telle et
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des dimensions, sinon constantes d'un grajn. à l'autre, du moins comprises entre des limites très étroites. Un procédé pour l'ob- tention de telles poudres a notammentété décrit dans @ le brevet N0486247 dulO Décembre 1948 poir. "Procédé d'obten- tion de poudres d'alliages ou complexes métalliques".
Il consiste fondamentalement à faire fondre progressivement et simultanément à une température suffisamment élevée pour déterminer une vapori- sation en phase gazeuse, les différents métaux à allier et brasser et refroidir la phase gazeuse ainsi obtenue au fur et à mesure de sa formation, à l'aide d'un jet de gaz, de préférence non oxydant, sans forte pression, après quoi l'on recueille, après refroidisse- ment jusqu'à solidification complète à l'état dispersé, les fines gouttelettes d'alliages résultant de la dispersion de la plseo ga- zeuse soufflée.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention eonaiste .fondamentalement à rassembler, sensiblement sous la forme que l'on désire donner à la masse à obtenir, la quantité nécessaire d'une poudre métallique à grains globulaires, puis à chauffer cette poudre ainsi rassemblée, en atmosphère non oxydante, à une tempéra- turc suffisamment élevée pour assurer la cohésion des crains les uns avec les autres, sans cependant atteint- la température à la- quelle les dits grains perdraient Jour structure globulaire, âpres quoi l'on introduit de préférence dans les vides do la masse po- rouso ainsi formée au moins une substance destinée à être associée à la poudre métallique dans la mase complexe.
Le chauffage de la masse de poudre à la température in- diquée détermine en effet la formation d'un bloc présentant la for- me sous laquelle la poudre a été rassemblée et dans lequel les grains élémentaires, qui se trouvent très légèrement déformés, adhèrent fortement les uns aux autres et laissent entre aux des vides dont l'importance peut être facilement déterminée par le
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calcul lorsque l'on utilise des poudres de granulométrie sélection- née par tamisage, en particulier les poudras d'alliages obtenues par le procédé ci-dessus rappelé de pulvérisation à chard. On ob- tient donc une sorte d'épongé rigide qui peut être utilisée, soit telle qu'elle, soit après comprossion mécanique,
ayant pour but de rapprocher les grains les uns des autres et de diminuer la porosi- té de la masse, soit enfin, ainsi qu'il a été précisé plus haut et selon le mode préféré de réalisation de l'invention, après remplis- sage des vides par une substance auxiliaire suivi ou non de coin- pression mécanique.
Les substances introduites dans les vides des nasses poreuses ainsi constituées peuvent être très variéca. C'est ainsi que l'on peut utiliser à cet effet, par exemple, une poudre métal- lique de granulométrie telle qu'elle puisse pénétrer dans ces vi- des, une résine ou autres matières plastiques naturelles ou synthé- tiques, un lubrifiant ou tout autre substance susceptible de péné- trer dans les dits vides et de conférer à la masse complexe à ob- tenir les propriétés désirées, par exemple des produits plus ou moins volatils tels que, par exemple, des parfums, des produits balsamiques, désinfectants, pharmaceutiques cu autres produits analogues.
La masse poreuse peut être soumis? à un traitement de déformation mécanique, par exemple par compression à la presse, martelage, forgcagc, grcnaillagc ou toute autre opération analo- gue, qprès l'introduction de la substance de remplissage ainsi qu'il sera exposé plus loin en détail.
Dans le cas où la substance auxiliaire est une poudre métallique, celle-ci peut être introduite dans les vides do la masse poreuse, soit à l'état sec, soit sous forme d'une suspension dans un liquide volntil, cc qui facilite son introduction. La
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masse complexe peul;
clora être soumise à un deuxième chauffage en ' atmosphère non oxydante, à une température suffisante pour assurer
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l'agglomération de la poudrr- auxiliaire et une interdiffusion de a grains de octtc dernière et des grains formant la Masse poreuse, interdiffusion dont le degré peut trc réglé à volonté par modi- fication de la température de chauffage, et est d'autant plus enlevé que cette température est .11¯ ..ê plus élevée.
On obtient ainsi une Liasse complexe solide mais plus ou moins hétérogène dans
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sa constitution s ¯lon le degré de diffusion, cc qui permet de for- mer toute une gamme de produits qui, bien que de compositions con- té: sirrles identiques, auront néanmoins des propriétés finales ne- tement différentes, la matière constituant la masse poreuse ini- tiale pouvoir avoir été choisie, par exemple, pour ses qualités de résistance mécanique ou d'affinité pour d'autres octaux et formant
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alors une armature ou un agent de liaison avec un support éventuel pour la matière auxiliaire choisie pour d'autres qualités, par ex-
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emple un coefficient de frottement peu élevé.
n appliquant le procédé conforme à l'invention, on put obtenir des masses complexes présentant les marnes qualités d'antifriction que les alliages en question mais offrant une ré- sistance mécanique suffisante pour éviter tcut fluugc, masses qui sont en outre capables d'adhérer à des métaux tels que l'acier, par simple chauffage accompagné ou non d'une compression.
A cet effet, on forme conformément à l'invention, dans un moule ou directement sur la partie du coussinet ou organe ana- logue à munir d'une surface de frottement, une masse poreuse, pré-
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sentant sensiblement la for-iz de la partie à rcvttir, avec, par exemple, une épaisseur de 0.5'n.i, à partir d'une poudre d'un alliée A,, par exemple de bronze à l'étain à 95 10 de Cu et 5 % de Sn, choisi CO.I!1C ayant une résistance mécanique élevée graoc à la
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nature de ses constituants et, de plus, une bonne affinité pour le métal constituant la base de support de la surface de frotte- Dent: coussinet ou organe analogue, les grains de cette poudre
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ayant un diamètre moyen de 10 à 20C r" .
L ' a 3 3 loi".?' r?.': 1.0*1 de 1-': poudre en vue de la formation de le dite ia\3sc poreuse est opérée 'par chauffage de la poudre, en atmosphère réductrice, par exemple dans une atmosphère d'hydrogène à une température suffisamment
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élevée pour obtenir une intcrdiffusion des grains entre eux et, dans le cas où la liasse est forcée directement sur un support : coussinet par exemple ou organe analogue, entre les grains de la poudre et le métal formant le corps du dit support Dans l'exem- ple choisi du bronze à l'étain, cette température estde l'ordre de 950 C et le chauffage est opéré pendant une durée de quelques secondes à quelques minutes suivant la puissance calorifique du four.
On remplit ensuite les vides existant dans la masse poreuse airai obtenue, avec une poudre, d'une granulation beau- coup plus fine que celle de la poudre d'alliage A, par exemple de l'ordre de 1/lOc de , d'un alliage 3 choisi pour ses pro- priétés d'antifriction, et présentant une affinité pour l'alliage
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A par excuple un bronze au plomb à 30 fi de Pb pour "10 o de Cu.
Une fois cctte introduction réalisée, on chauffe l'ensemble, tou- jours en a t¯lo: nhF'.:c non oxydante, à :8 température nécessaire pour assurer une interdiff-sion partielle des éléments dc poudres A et B et,dans le cas où la nasse poreuse a été forcée séparément, des
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llél.1Cnts de la '.Tasse poreuse avec 1' ..létal constituant le support de base : coussinet ou organe nï>*\3 ojjnc . Cette température doit Pire d'autant plus élevée que l'on défère obtenir .v:.c .n :crdiffu- sion plus poussée. A titre d'exemple, on a obtenu d'excellents
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résultats, avec le bronze à ]'étain, le brc zc au plomb et un
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corps de coussinet en acier, en opérant ce chauffage à la tempé- rature de 850 C pendant quelques minutes.
L'exemple qui vient d'être donné concède plus parti- culièrement l'obtention de surfaces de frottement pour coussinets, mais on conçoit facilement que le même processus peut être appli- qué pour obtenir des masses destinées à d'autres usages. C'est ainsi que l'on peut préparer des masses complexes dont l'armature et la matière de remplissage sont constituées respectivement par une première poudre à gros grains, de 10 à 200 de diamètre, d'un bronze dur à 7 d'étain, représentant environ la moitié en poids de la masse finale, et une seconde poudre étant composée de grains de 0,1 à 50 d'un alliage cuivre-plomc à 30% de plomb.
Une telle masse complexe peut être avantageusement uti- lisée comme garniture de surfaces d'embrayage à disques pour auto- mobiles.
Dans ce cas particulier, on a pu ainsi obtenir des surfaces de frottement capables de fonctionner à sec à des tempé- ratures de 300 à 400 C, sans qu'il se produire de fluage nuisible à la conservation de ces surfaces. Les proportions de cuivre et de plomb dans l'alliage B ont été déterminées pour que, compte te- nu de la composition de l'alliage A, et de la dimension de ses grains constitutifs, la proportion de plomb dans l'ensemble de la masse complexe obtenue soit de l'ordre de 15 à 20 %. Ces propor- tions peuvent être facilement calculées, dans chaque cas particu- lier et selon le résultat désiré, par les formules classiques re- lativos aux empilages de boulets et donnant les meletions entre notamment les dimensions, le poids, le nombre des boulets, le vo- lume apparent et le volume de vides des empilages,
les grains de poudre de l'alliage A étant assimilés aux boulets, formules qui @
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sont suffisamment connues pour qu'il soit inutile d'insister sur ce point,
La détermination des températures et des durées de chauffage, aussi bien de la masse poreuse filiale que de la masse complexe peuvent être aisément déterminées par expérience -.tans chaque cas particulier.
Suivant un mode particulier d'application de l'inven- tion, au lieu de se contenter de remplir les vides de la masse po- reuse à l'aide d'une poudre métallique différente de celle consti- tuant la dite masse, on peut, une fois ce remplissage effectue, revêtir la masse poreuse, sur une ou plusieurs de ses faces, d'une couche plus ou moins épaisse de la poudre métallique auxiliaire susmentionnée en vue d'obtenir, après le second chauffage, une masse complexa présentant un revêtement adhérent en le métal ou l'alliage constituant la poudre auxiliaire, ce dernier pouvant être plus important en volume que le corps poreux de base.
Ainsi qu'il a été dit plus haut, on peut également in- troduire dans les vides de la masse poreuse des résines ou autres matières plastiques naturelles ou synthétiques, ces matières plas- tiques pouvant être notamment des matières organiques, à base de carbone, ou des matières plastiques à base de silicium, du type connu sous le nom de "Silicones", à l'état pur, pulvérulent ou li- quide, ou en solution dans un liquide volatil.
L'ensemble peut être ensuite traité thormiquement en vue de lui conférer des propriétés particulières. C'est ainsi que, lorsqu'on utilise, pour le remplissage de la masse poreuse, une masse plastique polymérisable à chaud, on peut chauffer l'en- semble à uno température propre à réaliser la polymérisation de cette matière, les matières constituant respectivement la masse poreuse et le remplissage pouvant d'ailleurs être choisies pour
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que la première soit susceptible de faciliter ou modifier cette polymérisation, par action de présence ou même par combinaison chimique avec le polymère.
Certaines matières plastiques, telles que les Silio- nos, par exemple, peuvent conférer aux masses complexes métalliques des propriétés de flottement particulières. En choisissant, par exemple, des Silicones à molécules de silicium nombreuses, il se produit, à l'usure, sur la surface de la masse, une formation de silice particulièrement propre à modifier le coefficient de frot- tement ou à le maintenir à une valeur donnée.
D'autre part, en particulier dans le cas où la subs- tance de remplissage est constituée par une matière plastique ou
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trae un lubrifiant, il peut être/avantageux de faire sub.r à 'a masse, âpres remplissage, une déformation mécanique plus ou moins poussée par compression, martelage ou frappe.
S'agissant d'une masse comportant un remplissage de matière p: stique polymérisable, cette déformation peut être opérée soitaaprès, soit avant la polymérisation. Dans ce dernier cas, une partie de la résine introduite peut être partiellement expul- séo mais, quel que soit l'ordre adopté pour les opérations consi- ces$ on arrive,par déformation permanente de toute la masse, à rapprocher les grains de la poudre constituant l'armature sup- port, et à constituer entre ces grains un réseau très scrré dans lequel il aurait été impossible de faire pénétrer directement et régulièrement à travers toute la masse la substance de remplissage.
On réalise ains une microrépartition de la matière plastique, parfaitement régli@@@@@ se qui peut conférer par exemple à l'en- semble dos propriétés de frottement déterminées, ou une résistance mécanique supplémentaire par indéformabilité de la matière plasti- que, on fonction de la nature et de la qualité de cette dernière, ou encore des propriétés chimiques particulières, réuctrices par
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exemple.
A titre d'exemple, on peut constituer la masse poreuse, de la façon indiqua plus haut, à l'aide d'une poudre de l'ailiage do la composition centésimale suivante :
Cuivre : 80
Etain : 12
Plomb : 8 avec des grosseurs de grains de 1 à 300 .
L'agglomération de cette poudre est obtenue par chauf- fage on atmosphère réductrice pendant quelques admîtes, à une tem- pératuro de 860 à 920 Ce Après refroidissement, la masse est im- prégnée à coeur d'une solution de résine Bakélite dans l'alcool.
Après évaporation à l'air puis à l'étuva à 50 C; la nasse est com- primée à une pression de l'ordre de 2 à 5 tonnes par cm2 pour res- serrer les grains. Au cours de cette opération, l'excédent de ré- sine est exemplsé. Enfin, toute la masse est portée à une tempéra- ture propre à assurer la polymérisation de la résine introduite, à savoir 170 C pendant une heure dans le cas ci-dessus prévu de la Bakélite. On obtient ainsi une masse mécaniquement résistante, présentant d'excellentes propriétés de frotteront à sec et convo- nant particulièrement bien comme garniture de 'reins.
La matière de remplissage peut encore être constituée par une lubrifiant liquide ou pâteux, ce qui permet d'obtenir des masses antolubrifiantes présentant une micro-répartition quasi- géométrique du lubrifiant sur toute la surface active avec une section de passage pour le lubrifiant, non pas arbitraire, comme c'est le cas dans les fabrications analogues déjà réalisées, mais au contraire bien connue correspondant grossièrement aux vides de la masse poreuse, dont on sait calculer le volume, ce dernier pouvant être modifié à volorgé soit modifiant les dimensions des grains de
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la poudre destinée à former la masse poreuse, soit en resserrant plus ou moins les grains par une action mécanique.
Cette disposition trouve uno application particulière- ment intéressante dans le cas de le fabrication de masses auto- lubrifiantes dont il a été question ci-dessus. En effet, le rap- prochement des crains constituant la Masse poreuse de support aura dans ce cas pour effet d'expulser une partie du lubrifiant intro- duit, qui est alors de préférence un liquide, mais:il restera ce- pendant entre ces grains, presque jointifs, des pellicules d'hui- le communiquant toutes entre elles, cette huile étant impossible à expulser en raison des forces capillaires énormes mises en jeu, par suite du rapprochement intime des surfaces internes.
Ainsi, le lubrifiant contenu dans la masse ainsi constituée ne peut être entraîne hors de cette masse que par frottement à la surface acti- ve, c'est-à-dire au point précis où doit s'opérer la lubrification, sans perte possible du dit lubrifiant à l'extérieur, par exemple par gravité, par des pores se trouvant plus éloignés de ces pointa d'entraînement, ce lubrifiant étant toujours intégralement repompé dans l'éponge serrée que constitue la masse, du fait des forces capillaires développées dans cette dernière.
On peut mettre la nasse auto-lubrifiante ainsi consti- tuée, par sa face opposée à la surface de frottement, en contact avec une réserve d'huile, sous pression ou non. L'huile formant cette réserve se trouvera pompée dans la masse au fur ot à mesure que celle contenue dans cette dernière en scra extraite par frot- sur la fape opposée à la réserve, puisqu'il y a toujours intcrcom- munication entre les alvéoles titergranulaires par des micro- canaux repartis de façon uniforme dans toute la masse, déterminant ainsi l'entretien d'un film d'huile permanent entre la dite face et l'organe frottant sur celle-ci, sans cependant qu'il puisse y
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avoir écoulement d'huile en l'absence de mouvement du dit organe.
On peut encore introduire dans la Masse poreuse, confor- mément à l'invention, des produits volatils ou sublimables tels que dos parfuma, des substances balsamiques, des désinfectants ou autres produits analogues, soit sous forme d'essences en solu- tion alcoolique, soit ce qui est préférable, sous forme huileuse ou da solutions en suspension dans une huile, soit encore sous forme do pommades imprégnées du produit actif. On peut ainsi fa- briquer des objets tels que, par exemple, des bijoux ou des ins- truments de chirurgie qui, pondant une durée qui peut être prati- quement illimitée en raison de l'extrême division du produit actif dans les poros et canalicules formés à l'intérieur de la masse frittéc et comprimée, conservent des propriétés odoriférantes ou antiseptiques.
L'exemple ci-après concerne la fabrication d'un bijou odoriférant constitué par une médaille en or.
Un fil d'or de 15 dixièmes do millimètre est fondu pul- vérisé dans un pistolet de métallisation, la poudre obtenue présen- tant des grains globulaires de 0,1 à 50 de diamètre, étant re- cueillie dans de l'eau. Cette poudre est ensuite agglomérée à en- viron 950 C soit sous forme d'une plaque dans laquelle on découpe un glan constituant l'ébauche de la médaille a fabriquer, soit di- rectement sous forma de cette ébauche. Un volume d'essence parfu- mée correspondant à environ 10 % de celui de l'ébauche est alors versé sur cette dernière et se trouve aussitôt absorbé. On frappe ensuite l'ébauche; suivant la technique habituelle des médailleurs, entre deux coins gravés aux figurines ou textes à reproduire sur la médaille.
La médaille ainsi obtenue conserve pendant un temps rolativemont tris long les pores de la médaille se trouvant presque complètement reformés notamrent à leur aboutissement superficiel lors detloapération finale d frappe.
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Un. peut aussi procéder de la façon suivante : On part d'un fil mixte de cuivre et d'étain constitué par un tube de cuivre présentant un canal central dont le diamètre est tel que, rempli d'étain pur, celui-ci représente 33% do la masse totale du fil,
Après pulvérisation avivant le processus décrit pré- cédemment, la pondre globulaire obtenue, constituant l'alliago connu sous le nom do "spoculum", blanc, brillant et inaltérable, est agglomérée sous une forme s'approchant de la forme finale désirée, (plaque, médaille, bijoux do formes diverses, instruments de chirurgie etc...,après quoi l'ébauche ainsi obtenue est impré- gnée du produit envisagé suivant l'utilisation et le but rechercha, parfums, produits antiseptiques ou pharmaceutiques etc...
et mis en forme définitive par des moyens mécaniques connus.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, divers modes de réalisation de paliers antolubrifiants comportant des surfaces de frottement réalisées conformément au procédé qui vient d'être décrit. Dans ce dessin :
Fig. 1 est une coupe diamétrale d'un tel palier;
Fig. 2 est une coupe par II-II do fige 1 ;
Fig. 3 est une coupe diamétrale d'une variante ;
Fig. 4 est une coupe analogue d'une seconde variante;
Fig, 5 et 6 sont des coupes schématiques partielles, à très grande échelle, à travers la masse complexe formant les surfaces de frottement de ces paliers, respectivement avant et âpres compression de cette masse.
. Fig.7 est une vue on coupe verticale d'un montage pour la fabrication d'une garniture de coussinet tel que celui représenté au figures 1 et 2 ;
Fig. 8 et 9 sont respectivement une coupe transversale
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et une vue en plan d'une bande destinée à l'obtention d'un autre type de coussinet;
Fig. le est une coupe transversale d'un coussinet de ce dernier type .
Le palier représenté à .a fig, - comporte une bague 1, qui peut être en acierfonte, bronze ou tout autre métal ou al- liage présentant les qualités requises, dans laquelle est emman- ché à force un ensemble constitué par un manchon 2 par exemple on acier ou en bronze, dont la surface interne est recouverte d'une couche 3 d'alliage autolubrifiant réalisée conformément à l'in- vention.
Cette couche 3 a été obtenue en disposant tout d'a- bord, sur la surface interne du manchon 2, une couche de 1 à 3/10 mm d'épaisseur d'une poudre à grains globulaires dun alliage cuivre-plomb, par exemple préparéo conformément au procédé décrit dans @ le brevet N 486.247 du 10 Décembre 1948 déjà mentionné et dont les grains présentaient un diamètre compris entre 10 et 300 .
Pour réaliser le revêtement du manchon 2 à l'aide de la dite poudre, celle-ci a été préalablement mise en suspension dans une solution alcoolique de camphre à 10% et cette suspension a été appliquée par peinture sur la surface interne du dit manchon, la poudre s'étant trouvée ainsi collée sur cette sur- face par un mince film de camphre, après évaporation de l'alcool.
On a ensuite porté l'ensemble à une température de 850 C pendant quelques minutes, ce qui a assuré la cohésion des grains de poudre entre eux par intcrdiffusion, sans cependant leur faire, perdre leur structure globulaire, ainsi que l'adhérence parfaite de la couche de poudra agglomérée sur le support, par interdiffusion de ces grains et du métal ou alliage constituant le manchon.
Une fois cotte opération d'agglomération terminée, opération au cours
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de laquelle le camphre qui maintenait fixés les grains de poudre a été sublimé, la ;ouche poreuse obtenue a été imprégnée d'huile apres quoi la couche 7 ainsi imprégnée d'huile et qui, vue en coupe au microscope, présente l'aspect représentée à la fig.5, dans laquelle on reconnais les grains globulaires 4 de la poudre d'alliage, reliés les uns aux aubres, et au manchon 2 sensiblement ponctuellement et laissant entre eux des vides remplis d'huile 5, a été soumise à une compression mécanique sous une pression de 1000 kg par cm2, ce qui a écrasé les grains les uns contre les autres, et contre le manchon 2 ainsi qu'il est représenté à la fig.
6, en laissant cependant entre les grains un film d'huile formant un réseau intercommuniquant à travers toute la masse.
La bague 1 comporte un évidement annulaire 6 dans lequel débouche un canal 7 traversant la paroi de la bague et obturé par un bouchon étanche 8 vissé dans l'embouchure du dit canal. D'autre part le manchon 2 comporte des passages radiaux 9, régulièrement répartis sur sa périphérie et disposés pour venir en coïncidence avec l'évidement annulaire 6 de la bague 1.
Ces passages d'huile auront été de préférence obtenus directement au moulage de la poudre, et non pas par voie de perça- ge ou usinage mécanique.
Cette dernière manière de faire pourrait en effet amener un bouchage superficiel des pores du métal et empêcher la pénétra- tion de l'huile ou son exsudation.
Pour obtenir ces trous ou orifices, on disposera à cet endroit un noyau en corps convenable lisse, métallique ou non, ou un toron d'amiante. Ces corps resteront en place sans être détruits par la chaleur à la température du frittage. Ilspourront être en- levés au non par la suite une fois cette opération terminée et lais- seront apparaître à ce moment l'orifice désiré.
Dans cet évidement, on introduit, par le canal 7 que l'on rebouche ensuite à l'aide de son bouchon 8, une certaine quan- tité d'huile 10 qui forme une réserve en contact avec la couche au- tolubrifiante, eette réserve permettant de remplacer, au fur et à mesure de sa comsommation, l'huile occluse dans la couche 3 et qui en est extraite pour former un film continu sur sa surface de frot- tement, lorsque l'arbre 11 qui tourillonne dans le palier est en mouvement.
On donne de préférence à la bague 1 des dimensions correspondant à celles des bagues externes des roulements à bil- les normalisés, ce qui permet de remplacer directement ces der- niers par des paliers conformes à l'invention, sans avoir à mo-
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difier le. support de palier.
La figure 3 représente un palier destine à subir des charges axiales et qui comporte, dans un manchon externe la par chaque extrémité duquel sont commanchés des manchons internes 2a supportant une coucha autolubrifiante 3a. Les couches autolu- brifinates 3a desdoux Manchons 2a sont exactement jointives, alors que les manchons cux-mêmes sont interrompus au moins par- tiellement en 12 pour former une cavité annulaire ou plusieurs cavités réparties autour de la couche 3a, cavité ou cavités qui reçoivent une réserve d'huile 10a. Les extrémités extérieures des manchons internes 2a, avec leur couche autolubrifianto 3a sont rabattues pour former portée axiale.
De tels paliers sont particulièrement applicables aux organes des châssis d'automobiles, tels qu'axes de ressorts, axes de direction et autres organes analogues.
Dans la disposition représentée à la fig. 4, la bagua externe 1b du palier comporte, comme dans le cas de la fig. 1, un évidement annulaire 6b avec lequel communiquent des perçages radiaux tels que 9b ménagés dans le manchon 2b qui porte la couche autolubrifiante 3b, le dit évidement annulaire 6b recevant une réserve d'huile 10b. L'arbre 11c qui tourillonne dans le palier est muni d'une bague 13 dont la paroi externe constitue la surfa- ce de portée sur la couche autolubrifiante 3b.
Pour former butée axiale, la dite bague 13 comporte à l'une do ses extrémités, uns collerette 14 et, à l'autre, un anneau 15 fileté intérieurement et se vissant sur l'extrémité correspondante,filetée en consé- quence, de la dite bague. Cotte collerette et cet anneau portent sur les extrémités rabattue. de la couche 3b. La baguo 13 présen- te un diamètre -.atome et une longueur qui sont exactement celles do la bague interne du rourement à bille normalisé qui serait
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utilisé en combinaison avec l'arbre llb tourillonnant dans le palier,
ceci afin de pouvoir utiliser ce dernier aux lieu et place d'un tel roulement sans avoir à modifier en aucune façon le dispositif auquel il est appliqué.
Pour préparer les manchons de frottement tels que ce- lui du coussinet représente aux fig. 1 et 2, on peut, au lieu de procéder par peinture à l'aide d'une suspension de poudre, ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, utiliser le montage représenté à la fig. 7.
Suivant ce montage, le manchon 2, en acier, destiné à recevoir intérieurement la couche de frottement, est enfilé sur un noyau 14 en un métal tel que l'aluminium ou autre métal non susceptible d'adhérer à la poudre destinée à former la dite cou- che, lors des opérations subséquentes, la surface interne du man- chon ayant préalablement été recouverte d'une très mince couche do grains de métal en alliage capable d'adhérer aussi bien à l'acier qu'à l'allège destiné à former la couche de frottement, recouvra- ment opéré par métallisation directe, ou par peinture ou à l'aide d'une suspension, dans un liquide volatil, d'une poudre à grains globulaires du dit métal ou alliage, et la sous couche ainsi for- mée ayant Été portée à une température suffisante pour la faire adhérer au manchon 2.
La poudre en question peut être, par exem- ple, une poudre do bronze à l'étain, la température à laquelle est porté le manchon étant alors de 920 C environ.
Le noyau 14, qui présente un diamètre inférieur à celui de l'arbre 11 auquel est destiné le coussinet, porto, à se. partie inférieure, une collerette 15 à rebord 16 qui assure à la fois le centrage refait du manchon 2 et la formation d'un récep- tacle annulaire 17 entre le noyau 14 et le manchon 2. Ce récep- tacha annulaire est rempli de poudre et alliago cuivre plomb à
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30 ï, do plomb, par exemple, poudre qui est tassée bien regullèrcllont.
L'ensemble ('S a?¯ors soumis à un chauffage à 400 C qui dé- termine un préfritta8e de la poudre contenue dans l'espace 17 réa- lisant l'accrochage de cette dernière sur le r18.nchon 2 par l'in- termédiaire de la sou3-cone>irt 'P1.9 1er lionne o et lui assurant une cohésion suffisante pour que le noyiu 14 puisse être retiré. La bague formée est alors soumise au frittage définitif par chauffage à 850 C dans le cas de l'exemple choisi, pendant quelques minutes.
On procède ensuite comme il a été indiqué plus haut, en imprégnant d'huile la masse poreuse et résistante obtenue, puis en la comprimant pour rapprocher les sphérules de poudre, après quoi on alèse la bague à la cote définitive.
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Dans un autre mode de réalisation de 1;invontîon on prépare out d'abord une bande plane constituée (fin. 8 et 9) par uno bande de tôle d'acier 18 sur laquelle on fait adhérer une couche uniforme 19 de poudre agglomérée conformément à l'inven- tion et imprégnée d'huile, la dite coucho ne s'étendant pas jus- qu'aux bords do la tôle 18 qui présente donc, de part et d'autre, des parties 18a non recouvertes . La largeur de la tôle 18 et des parties 18a. seront précisées ci-après.
'Le palier à coussinet dans lequel doit être utilisée
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la bande a1n8i constituée comporte (fig. 10) deux derti-pallers 20 ot 21, assemblés à l'aide de prisonniers 22 sur lesquels viennent sa visser des écrous de serrage 23 Pour faciliter la qompréhon-
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sion, le palier a été représenté ir complètement serré.
Sur leurs faces e contact l'un avec l'autre, las dec1- paliers 20 et 21 C01"1:"'f'\'-:C''''' de part et d'autre do l'alésage, une double ondn.^'-in: '--elle que . ,.,.,"tiE'S en saillie 25 d'un demi- palier viennent s'engager exactement dans les parties on creux 26 do l'autre.
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Pour garnir le palier, on découpe, dans la banda re- présentée aux fig. 8 ot 9, suivant 27 - 27' et 28 - 28', deux élé- ments de coussinet 29 et 30 longueur égale à celle désirée pour le coussinet. Les éléments ainsi découpés sont appliqués respec- tivement sur les portées des demi-paliers 20 et 21, la couche 19 tournée vers l'axe du palier, la largeur de cette couche 19 ayant été déterminée pour garnir exactement les deux portées en question et les partios non recouvertes 18a do la tôle 18 étant assez lar- ges pour venir s'engager entre les ondulations 25-26 dos demi-pa- liers. La souplesse de la bande initiale permet aux dits éléments de coussinet d'épouser exactement les formes des portées ot ondu- lations.
On serre alors les deux demi-paliers l'un contre l'au- tro, après y avoir introduit l'arbre correspondant 31, l'alésage A du palier et le diamètre D do l'arbre ayant été soigneusement mesurés et l'épaisseur E des bandes dont sont formés les coussi- nets ayant été choisie telle que A = D + 2 E + J, J désignant le jou qui doit être laissé entre le palier et l'arbre. Les éléments de coussinet 29 et 30 se trouvent énorgiquement pincés entre les domi-paliers et maintenus parfaitement on place, sans glissement possible, grâce aux ondulations 25-26.
La bande initiale peut être obtenue de façon continuo en disposant la poudre destinéeà former la Lasse poreuse sur une bande de tôle déplacée longitudinale.:lent après avoir éventuelle- ment recouvert colle-ci d'une sous-couche d'adhérence selon l'un dos processus indiqués plus haut, -riais en procédant on oontinu.
La bande passe ensuite dans un four du type tunnel pour y subir lo frittage, des guides latéraux maintenant la largeur de la cou- cho 19, puis, après refroidissement, la dito couche est imprégnée do lubrifiant par passage dans un bain de ce dernier, puis laminée
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à la pression voulue.
Dans tous les cas, la bague ou manchon externe 1 ou le palier 20-21 peut être muni de tous or-anes connus tels que feu- tres, cuirs, joints d'étanchéité, destinas à empêcher l'accès du palier proprement dit et à sa surface active de tous corps étran- Sera tels que par exemple, poussi' res, atmosphère polluée, produits chimiques qui pourraient concuriprà les détériorer.
L'huile étant dans l'impossibilité de stécoulor à l'ex- térieur de tels ooussinets lorsqu'ils sont inactifs, ceux-ci peuvent être déplacés et envoyés par colis, même chargés d'huile, sans pré- cautions particulières.
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"Process for obtaining complex masses by agglomeration of metal powders."
The present invention relates to obtaining complex masses by agglomeration of metal powders.
In powder metallurgy, it is possible to prepare such complex masses by mixing together various metal powders and by subjecting this mixture of powders to the usual agglomeration operations. It is also possible to proceed with the agglomeration of a mixture of one or more metal powders and of a pulverulent substance capable of being destroyed, either during the agglomeration or by a subsequent treatment of the formed body. , which makes it possible to obtain oponent bodies having voids left by the disappearance of the destructible substance.
The object of the present invention is; a process making it possible to obtain masses of this type, under particularly advantageous conditions as regards the constitution of said masses.
It is known that it is possible to obtain metal powders, in particular powders of metal alloys, the grains of which are pre-
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feel a form glQ'bllJa1 "".,!: ,, 'hJ.1: "I't" J or substantially such and
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dimensions, if not constant, of a grajn. on the other, at least between very narrow limits. A process for obtaining such powders has in particular been described in patent No. 486247 of December 1948 poir. "Process for obtaining powders of metal alloys or complexes".
It basically consists in melting progressively and simultaneously at a temperature high enough to determine a vaporization in the gas phase, the different metals to be alloyed and stirred and in cooling the gas phase thus obtained as it is formed, to the using a jet of gas, preferably non-oxidizing, without strong pressure, after which one collects, after cooling until complete solidification in the dispersed state, the fine droplets of alloys resulting from the dispersion of the blown gaseous plseo.
The process which is the object of the present invention basically consists in gathering, substantially in the form which it is desired to give to the mass to be obtained, the necessary quantity of a metallic powder with globular grains, then in heating this powder thus gathered, in a non-oxidizing atmosphere, at a sufficiently high temperature to ensure the cohesion of the shells with each other, without however reaching the temperature at which the said grains would lose their globular structure, after which one preferably introduced into the voids of the porouso mass thus formed at least one substance intended to be combined with the metal powder in the complex mass.
Heating the mass of powder to the temperature indicated in fact determines the formation of a block having the shape in which the powder has been gathered and in which the elementary grains, which are very slightly deformed, adhere strongly. to each other and leave gaps between them, the importance of which can be easily determined by the
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calculation when using powders of particle size selected by sieving, in particular the powders of alloys obtained by the method recalled above of chard spraying. We thus obtain a kind of rigid sponge which can be used, either as it is, or after mechanical compression,
the object of which is to bring the grains closer to each other and to reduce the porosity of the mass, or finally, as was specified above and according to the preferred embodiment of the invention, after filling voids by an auxiliary substance followed or not by mechanical wedge-pressure.
The substances introduced into the voids of the porous traps thus formed can be very varied. It is thus possible to use for this purpose, for example, a metallic powder of particle size such that it can penetrate into these screws, a resin or other natural or synthetic plastics, a lubricant. or any other substance capable of penetrating into said voids and giving the complex mass to obtain the desired properties, for example more or less volatile products such as, for example, perfumes, balsamic products, disinfectants , pharmaceuticals and other similar products.
Can the porous mass be subjected? to a treatment of mechanical deformation, for example by compression with the press, hammering, forgcagc, grcnaillagc or any other similar operation, after the introduction of the filling substance as will be explained later in detail.
In the case where the auxiliary substance is a metallic powder, this can be introduced into the voids of the porous mass, either in the dry state or in the form of a suspension in a volatile liquid, which facilitates its introduction. . The
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Fulani complex mass;
to be subjected to a second heating in a non-oxidizing atmosphere, at a temperature sufficient to ensure
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the agglomeration of the auxiliary powder and an interdiffusion of a grains of last octtc and of the grains forming the porous mass, interdiffusion of which the degree can be regulated at will by modi- fying the heating temperature, and is all the more removed that this temperature is .11¯ ..ê higher.
We thus obtain a solid complex bundle but more or less heterogeneous in
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its constitution depends on the degree of diffusion, cc which makes it possible to form a whole range of products which, although of identical compositions, will nevertheless have completely different final properties, the material constituting the mass porous initial may have been chosen, for example, for its qualities of mechanical resistance or affinity for other octals and forming
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then a reinforcement or a bonding agent with a possible support for the auxiliary material chosen for other qualities, eg
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Example a low coefficient of friction.
By applying the process according to the invention, it was possible to obtain complex masses exhibiting the antifriction qualities of the alloys in question but offering sufficient mechanical resistance to avoid tcut fluugc, masses which are also capable of adhering to metals such as steel, by simple heating accompanied or not by compression.
For this purpose, in accordance with the invention, a porous mass is formed in a mold or directly on the part of the pad or similar member to be provided with a friction surface.
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sensing substantially the strength of the part to be rcvttir, with, for example, a thickness of 0.5'ni, from a powder of an ally A ,, for example tin bronze at 95 10 Cu and 5% of Sn, chosen CO.I! 1C having a high mechanical resistance graoc to the
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nature of its constituents and, moreover, a good affinity for the metal constituting the support base of the rubbing surface - Tooth: pad or similar organ, the grains of this powder
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having an average diameter of 10 to 20C r ".
The has 3 3 law ".? ' r ?. ': 1.0 * 1 of 1-': powder for the formation of said porous ia \ 3sc is carried out 'by heating the powder, in a reducing atmosphere, for example in a hydrogen atmosphere at a temperature enough
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high to obtain an intcrdiffusion of the grains between them and, in the case where the bundle is forced directly on a support: pad for example or similar member, between the grains of the powder and the metal forming the body of said support In the example - Ple chosen from bronze to tin, this temperature is of the order of 950 C and the heating is operated for a period of a few seconds to a few minutes depending on the calorific power of the furnace.
The voids existing in the airai porous mass obtained are then filled with a powder of a much finer granulation than that of the alloy A powder, for example of the order of 1 / 10c of. an alloy 3 chosen for its anti-friction properties, and having an affinity for the alloy
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By excuple a lead bronze at 30% of Pb for "10 ° of Cu.
Once this introduction has been carried out, the whole is heated, always in a t¯lo: nhF '.: C non-oxidizing, to: 8 temperature necessary to ensure a partial interdifference of the powder elements A and B and, in the event that the porous trap has been forced separately,
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llél.1Cnts of the '. Porous cup with 1' ..létal constituting the base support: pad or organ nï> * \ 3 ojjnc. This temperature should Worse all the higher the higher the deferral obtaining .v: .c .n: more thorough diffusion. For example, we have obtained excellent
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results, with tin bronze, leaded brc zc and a
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steel bearing body, operating this heating at a temperature of 850 C for a few minutes.
The example which has just been given more particularly concedes the obtaining of friction surfaces for bearings, but it is easily understood that the same process can be applied to obtain masses intended for other uses. It is thus that one can prepare complex masses of which the reinforcement and the filling material consist respectively of a first coarse-grained powder, from 10 to 200 in diameter, of a hard bronze containing 7 tin. , representing approximately half by weight of the final mass, and a second powder being composed of grains of 0.1 to 50 of a copper-lead alloy with 30% lead.
Such a complex mass can advantageously be used as a lining for automobile disc clutch surfaces.
In this particular case, it has thus been possible to obtain friction surfaces capable of operating dry at temperatures of 300 to 400 ° C., without any creep occurring which is harmful to the conservation of these surfaces. The proportions of copper and lead in alloy B were determined so that, taking into account the composition of alloy A, and the size of its constituent grains, the proportion of lead in the whole of the complex mass obtained is of the order of 15 to 20%. These proportions can be easily calculated, in each particular case and according to the desired result, by the classical formulas relating to the stacks of balls and giving the meletions between in particular the dimensions, the weight, the number of balls, the apparent volume and void volume of the stacks,
the grains of powder of alloy A being assimilated to balls, formulas which @
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are sufficiently well known that it is unnecessary to insist on this point,
The determination of the temperatures and times of heating, both of the branch porous mass and of the complex mass, can be readily determined by experiment - in each particular case.
According to a particular mode of application of the invention, instead of being satisfied with filling the voids of the porous mass with the aid of a metal powder different from that constituting the said mass, it is possible , once this filling has been carried out, coat the porous mass, on one or more of its faces, with a more or less thick layer of the aforementioned auxiliary metal powder in order to obtain, after the second heating, a complex mass exhibiting a adherent coating in the metal or alloy constituting the auxiliary powder, the latter possibly being larger in volume than the basic porous body.
As stated above, it is also possible to introduce into the voids of the porous mass resins or other natural or synthetic plastics, these plastics possibly being in particular organic materials, based on carbon, or silicon-based plastics, of the type known under the name of "silicones", in the pure state, powder or liquid, or in solution in a volatile liquid.
The whole can then be treated thermally in order to give it specific properties. Thus, when a hot-polymerizable plastic mass is used for filling the porous mass, the assembly can be heated to a temperature suitable for carrying out the polymerization of this material, the materials respectively constituting the porous mass and the filling can also be chosen for
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that the first is capable of facilitating or modifying this polymerization, by the action of presence or even by chemical combination with the polymer.
Certain plastics, such as Silio- nos, for example, can give complex metallic masses particular floating properties. By choosing, for example, silicones with numerous silicon molecules, on wear, on the surface of the mass, a formation of silica occurs on the surface of the mass which is particularly suitable for modifying the coefficient of friction or maintaining it at a low level. given value.
On the other hand, in particular in the case where the filling substance consists of a plastic material or
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trae a lubricant, it may be / advantageous to make sub.r to 'a mass, after filling, a mechanical deformation more or less pushed by compression, hammering or striking.
As this is a mass comprising a filling of polymerizable p: stic material, this deformation can be carried out either after or before the polymerization. In the latter case, part of the resin introduced may be partially expelled but, whatever the order adopted for the operations considered $, one manages, by permanent deformation of the whole mass, to bring the grains closer to the grain. powder constituting the supporting reinforcement, and to form between these grains a very tight network in which it would have been impossible to make the filling substance directly and regularly penetrate through the whole mass.
In this way, a perfectly controlled micro-distribution of the plastic material is achieved, which can confer, for example, on the whole set certain frictional properties, or additional mechanical resistance by indeformability of the plastic material, it is possible to achieve this. function of the nature and the quality of the latter, or even of the particular chemical properties, reducing by
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example.
By way of example, one can constitute the porous mass, in the manner indicated above, using a powder of the garlic of the following percentage composition:
Copper: 80
Pewter: 12
Lead: 8 with grain sizes from 1 to 300.
The agglomeration of this powder is obtained by heating in a reducing atmosphere for a few admits, at a temperature of 860 to 920 Ce. After cooling, the mass is impregnated to the core with a solution of Bakelite resin in the mixture. alcohol.
After evaporation in air and then in an oven at 50 C; the trap is compressed to a pressure of the order of 2 to 5 tonnes per cm2 to tighten the grains. During this operation, the excess resin is exemplified. Finally, the whole mass is brought to a temperature suitable for ensuring the polymerization of the resin introduced, namely 170 ° C. for one hour in the case provided above for Bakelite. A mechanically strong mass is thus obtained, exhibiting excellent dry rubbing properties and particularly suitable as a kidney pad.
The filling material can also be constituted by a liquid or pasty lubricant, which makes it possible to obtain anti-lubricating masses having a quasi-geometric micro-distribution of the lubricant over the entire active surface with a passage section for the lubricant, not arbitrary, as is the case in analogous fabrications already carried out, but on the contrary well known corresponding roughly to the voids of the porous mass, the volume of which we know how to calculate, the latter being able to be modified to volorgé or modifying the dimensions of the grains of
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the powder intended to form the porous mass, either by tightening the grains to a greater or lesser extent by a mechanical action.
This arrangement finds a particularly advantageous application in the case of the manufacture of self-lubricating masses which have been discussed above. In fact, bringing together the fires constituting the porous support mass will in this case have the effect of expelling a part of the lubricant introduced, which is then preferably a liquid, but: it will however remain between these grains almost contiguous, oil films all communicating with each other, this oil being impossible to expel because of the enormous capillary forces brought into play, as a result of the intimate approach of the internal surfaces.
Thus, the lubricant contained in the mass thus formed can only be entrained out of this mass by friction at the active surface, that is to say at the precise point where the lubrication must take place, without possible loss of the lubricant. said lubricant to the outside, for example by gravity, through pores located further away from these drive points, this lubricant always being fully pumped back into the tight sponge formed by the mass, due to the capillary forces developed in this last.
The self-lubricating trap thus formed can be placed, by its face opposite the friction surface, in contact with a reserve of oil, under pressure or not. The oil forming this reserve will be pumped into the mass as that contained in the latter in scra is extracted by rubbing on the face opposite to the reserve, since there is always intercommunication between the titergranular alveoli by micro-channels distributed uniformly throughout the mass, thus determining the maintenance of a permanent oil film between the said face and the member rubbing thereon, without however being able to
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have oil flow in the absence of movement of said organ.
It is also possible to introduce into the porous mass, in accordance with the invention, volatile or sublimable products such as perfumed back, balsamic substances, disinfectants or other similar products, either in the form of essences in alcoholic solution, either which is preferable, in oily form or in solutions suspended in an oil, or alternatively in the form of ointments impregnated with the active product. It is thus possible to manufacture objects such as, for example, jewelry or surgical instruments which, giving rise to a period which can be practically unlimited owing to the extreme division of the active product in the poros and canaliculi. formed inside the sintered and compressed mass, retain odoriferous or antiseptic properties.
The example below concerns the making of a fragrant jewel consisting of a gold medal.
A gold wire of 15 tenths of a millimeter is molten sprayed in a metallization gun, the powder obtained, having globular grains of 0.1 to 50 in diameter, being collected in water. This powder is then agglomerated at approximately 950 ° C. either in the form of a plate from which a glean constituting the blank of the medal to be manufactured is cut, or directly in the form of this blank. A volume of perfumed gasoline corresponding to approximately 10% of that of the blank is then poured onto the latter and is immediately absorbed. The blank is then struck; following the usual medalist technique, between two corners engraved with figurines or texts to be reproduced on the medal.
The medal thus obtained keeps the pores of the medal being almost completely reformed for a long time, being almost completely reformed, in particular at their superficial end during the final minting operation.
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One can also proceed as follows: We start with a mixed copper and tin wire consisting of a copper tube having a central channel whose diameter is such that, filled with pure tin, it represents 33% of the total mass of the yarn,
After spraying brightening up the process described above, the globular egg laying obtained, constituting the alliago known under the name of "spoculum", white, shiny and unalterable, is agglomerated in a form approaching the desired final form (plate , medal, jewelry of various shapes, surgical instruments, etc ..., after which the blank thus obtained is impregnated with the product envisaged according to the use and the intended purpose, perfumes, antiseptic or pharmaceutical products, etc.
and finalized by known mechanical means.
The appended drawing shows, by way of example, various embodiments of anti-lubricating bearings comprising friction surfaces produced in accordance with the method which has just been described. In this drawing:
Fig. 1 is a diametral section of such a bearing;
Fig. 2 is a section through II-II of fig 1;
Fig. 3 is a diametral section of a variant;
Fig. 4 is a similar section of a second variant;
Figs, 5 and 6 are partial schematic sections, on a very large scale, through the complex mass forming the friction surfaces of these bearings, respectively before and after compression of this mass.
. Fig.7 is a vertical sectional view of an assembly for the manufacture of a pad lining such as that shown in Figures 1 and 2;
Fig. 8 and 9 are respectively a cross section
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and a plan view of a strip intended for obtaining another type of pad;
Fig. 1c is a cross section of a pad of the latter type.
The bearing shown in .a fig, - comprises a ring 1, which can be made of cast steel, bronze or any other metal or alloy having the required qualities, into which is force-fitted an assembly consisting of a sleeve 2 by for example, steel or bronze, the internal surface of which is covered with a layer 3 of self-lubricating alloy produced in accordance with the invention.
This layer 3 was obtained by placing first of all, on the internal surface of the sleeve 2, a layer 1 to 3/10 mm thick of a powder with globular grains of a copper-lead alloy, for example. prepared according to the process described in @ patent N 486,247 of December 10, 1948 already mentioned and whose grains had a diameter between 10 and 300.
To carry out the coating of the sleeve 2 using said powder, the latter has been suspended beforehand in an alcoholic solution of camphor at 10% and this suspension was applied by painting on the internal surface of said sleeve, the powder having thus been found stuck to this surface by a thin film of camphor, after evaporation of the alcohol.
The assembly was then brought to a temperature of 850 ° C. for a few minutes, which ensured the cohesion of the powder grains between them by intcrdiffusion, without however causing them to lose their globular structure, as well as the perfect adhesion of the powder. layer of powder agglomerated on the support, by interdiffusion of these grains and the metal or alloy constituting the sleeve.
Once this agglomeration operation is completed, operation during
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from which the camphor which kept the powder grains fixed has been sublimated, the porous opening obtained has been impregnated with oil after which the layer 7 thus impregnated with oil and which, seen in section under a microscope, presents the appearance shown in FIG. 5, in which we recognize the globular grains 4 of the alloy powder, connected to each other to the aubres, and to the sleeve 2 substantially punctually and leaving between them voids filled with oil 5, was subjected to a mechanical compression under a pressure of 1000 kg per cm2, which crushed the grains against each other, and against the sleeve 2 as shown in FIG.
6, however leaving between the grains an oil film forming an intercommunicating network through the whole mass.
The ring 1 comprises an annular recess 6 into which opens a channel 7 passing through the wall of the ring and closed by a sealed plug 8 screwed into the mouth of said channel. On the other hand, the sleeve 2 comprises radial passages 9, regularly distributed over its periphery and arranged to come into coincidence with the annular recess 6 of the ring 1.
These oil passages will preferably have been obtained directly by molding the powder, and not by drilling or mechanical machining.
This latter way of proceeding could in fact cause a surface plugging of the pores of the metal and prevent the penetration of the oil or its exudation.
To obtain these holes or orifices, a core of suitable smooth body, metallic or not, or an asbestos strand, will be arranged at this location. These bodies will remain in place without being destroyed by heat at the sintering temperature. They can be removed or no later once this operation is complete and will then reveal the desired orifice.
In this recess, is introduced, through the channel 7 which is then recapped with the aid of its plug 8, a certain quantity of oil 10 which forms a reserve in contact with the self-lubricating layer, this reserve. making it possible to replace, as it is consumed, the oil trapped in layer 3 and which is extracted therefrom to form a continuous film on its friction surface, when the shaft 11 which pivots in the bearing is moving.
The ring 1 is preferably given dimensions corresponding to those of the outer rings of the standard ball bearings, which makes it possible to replace the latter directly with bearings in accordance with the invention, without having to change it.
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edit it. bearing bracket.
FIG. 3 represents a bearing intended to withstand axial loads and which comprises, in an external sleeve 1a by each end of which are switched internal sleeves 2a supporting a self-lubricating layer 3a. The autolubrifinate layers 3a of the soft sleeves 2a are exactly contiguous, while the sleeves themselves are interrupted at least partially at 12 to form an annular cavity or several cavities distributed around the layer 3a, cavity or cavities which receive a oil reserve 10a. The outer ends of the internal sleeves 2a, with their self-lubricating layer 3a, are folded down to form an axial bearing.
Such bearings are particularly applicable to components of automobile chassis, such as springs axles, steering axles and other similar members.
In the arrangement shown in FIG. 4, the outer bagua 1b of the bearing comprises, as in the case of FIG. 1, an annular recess 6b with which communicate radial bores such as 9b formed in the sleeve 2b which carries the self-lubricating layer 3b, the said annular recess 6b receiving a reserve of oil 10b. The shaft 11c which pivots in the bearing is provided with a ring 13, the outer wall of which constitutes the bearing surface on the self-lubricating layer 3b.
To form an axial stop, said ring 13 comprises at one of its ends a flange 14 and, at the other, a ring 15 threaded internally and screwed onto the corresponding end, threaded accordingly, of the said ring. Cotte collar and this ring wear on the folded ends. of layer 3b. Baguo 13 has an atom diameter and length which are exactly those of the inner ring of the standard ball bearing which would be
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used in combination with the llb swirling shaft in the bearing,
this in order to be able to use the latter instead of such a bearing without having to modify in any way the device to which it is applied.
To prepare the friction sleeves such as that of the bearing represented in figs. 1 and 2, instead of painting with the aid of a powder suspension, as indicated above, it is possible to use the assembly shown in FIG. 7.
According to this assembly, the sleeve 2, made of steel, intended to receive the friction layer internally, is threaded onto a core 14 made of a metal such as aluminum or other metal not capable of adhering to the powder intended to form said layer, during subsequent operations, the internal surface of the sleeve having previously been covered with a very thin layer of alloy metal grains capable of adhering both to the steel and to the lighter intended for form the friction layer, covering operated by direct metallization, or by painting or by means of a suspension, in a volatile liquid, of a powder with globular grains of said metal or alloy, and the underlayer thus formed having been brought to a sufficient temperature to make it adhere to the sleeve 2.
The powder in question can be, for example, a tin bronze powder, the temperature to which the sleeve is brought then being approximately 920 ° C..
The core 14, which has a diameter smaller than that of the shaft 11 for which the bearing, port, is intended. lower part, a flange 15 with flange 16 which ensures both the redone centering of the sleeve 2 and the formation of an annular receptacle 17 between the core 14 and the sleeve 2. This annular receptacle is filled with powder and alliago copper lead to
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30% of lead, for example, a powder which is compacted well regullèrclllont.
The assembly ('S was then subjected to heating to 400 C which determines a pre-sintering of the powder contained in the space 17 bringing about the attachment of the latter on the r18.nchon 2 by the intermediary of the sou3-cone> irt 'P1.9 1st lioness o and ensuring sufficient cohesion so that the core 14 can be removed. The ring formed is then subjected to final sintering by heating to 850 C in the case of the example chosen, for a few minutes.
The procedure is then as indicated above, by impregnating the porous and resistant mass obtained with oil, then compressing it to bring the powder spherules together, after which the ring is matted to the final dimension.
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In another embodiment of 1; invontion is first prepared a flat strip consisting (end 8 and 9) of a strip of steel sheet 18 on which is adhered a uniform layer 19 of powder agglomerated in accordance with the invention and impregnated with oil, the said coucho not extending to the edges of the sheet 18 which therefore has, on both sides, parts 18a not covered. The width of the sheet 18 and the parts 18a. will be specified below.
'' The pillow block in which the
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the constituted a1n8i band comprises (fig. 10) two derti-pallers 20 ot 21, assembled using prisoners 22 on which are screwed tightening nuts 23 To facilitate the qompréhon-
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tion, the bearing has been shown to be fully tightened.
On their faces in contact with each other, las dec1- bearings 20 and 21 C01 "1:" 'f' \ '-: C' '' '' on either side of the bore, a double ondn. ^ '- in:' - as. ,.,., "projecting tiE'S 25 of one half-bearing engage exactly in the hollow parts 26 of the other.
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To garnish the bearing, cut, in the band shown in fig. 8 ot 9, following 27 - 27 'and 28 - 28', two pad elements 29 and 30 length equal to that desired for the pad. The elements thus cut are applied respectively to the surfaces of the half-bearings 20 and 21, the layer 19 facing towards the axis of the bearing, the width of this layer 19 having been determined to exactly fill the two surfaces in question and the uncovered parts 18a of the sheet 18 being wide enough to engage between the corrugations 25-26 back half-shells. The flexibility of the initial band allows said pad elements to exactly match the shapes of the bearing surfaces and the corrugations.
The two half-bearings are then tightened one against the other, after having introduced the corresponding shaft 31 therein, the bore A of the bearing and the diameter D of the shaft having been carefully measured and the thickness E of the bands from which the cushions are formed having been chosen such that A = D + 2 E + J, J designating the play which must be left between the bearing and the shaft. The bearing elements 29 and 30 are enorgically pinched between the domi-bearings and held perfectly in place, without possible sliding, thanks to the corrugations 25-26.
The initial strip can be obtained continuously by placing the powder intended to form the porous lasse on a strip of sheet metal moved longitudinally: slowly after having optionally covered the adhesive with an adhesion sub-layer according to one back process indicated above, -riais by proceeding oontinuously.
The strip then passes through a tunnel-type furnace to undergo the sintering therein, lateral guides maintaining the width of the layer 19, then, after cooling, the said layer is impregnated with lubricant by passing it through a bath of the latter, then laminated
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at the desired pressure.
In all cases, the outer ring or sleeve 1 or the bearing 20-21 may be fitted with all known or-anes such as felts, leathers, gaskets, intended to prevent access to the bearing itself and on its active surface of all foreign bodies such as, for example, dust, polluted atmosphere, chemicals which could concurprà deteriorate them.
Since it is impossible for the oil to stecoulor on the outside of such bearings when they are inactive, they can be moved and sent in packages, even loaded with oil, without special precautions.