BE635166A - - Google Patents

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BE635166A
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sep
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "Corps Métalliques poreux et leurs procèdes de fabrication". 



   La présente invention se rapport* dans son ensemble à la métallurgie des poudres et vise en particulier des procédés de métallurgie des poudres pour fabriquer des corps poreux ou non poreux en métaux divers tel qu'en aluminium et en alliages d'aluminium. 



   La technique de la métallurgie   des   poudres se rapporte à la fabrication d'objets par un traitement ther- mique de poudres métalliques comprimées, poudres qui peuvent également contenir des substances ou corps non métalliques. 



  Cette technique peut être appliquée à des particules élémentai- re de métal ou à des mélanges complexes de particules. Dans de nombreux cas, il est possible au moyen de techniques de la métallurgie des poudres, de réaliser des produits ayant des propriétés qui ne peuvent être obtenues par les méthodes clas- niques de fusion et de moulage. Ainsi, il est possible de 

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 fabriquer des filtres, des cornets et das paliers auto- lubrifiants ainsi que de nombreux autres objets poreux ou rendus compacts.

   Bien que la présente invention soit décrite en se référant à la fabrication de paliers poreux en alliage d'aluminium, il est bien évident que les principes de cette invention peuvent être facilement appliqués à la fabrication ou à la réalisation d'autres produits et peuvent être   appli-   qués à d'autres genres d'alliages tels que ceux qui compor- tent le magnésium ou le titantum comme métal de base au lieu de l'aluminium. 



   La pratique classique de la fabrication de paliers auto-lubrifiants consiste à comprimer des poudres métalliques telles qu'un mélange d'étain et de cuivre de façon à obtenir un agglomère cru qui est ensuite fritte pour obtenir un corps poreux à structure adhérente, De faibles pourcentages de graphites et de composés organiques volatils sont généralement inclus dans le mélange de poudres afin de permettre le contrôle de la porosité pendant l'opération de frittage. La porosité résultante dans le palier fritte peut aller jusqu'à 90 % en volume. Après avoir matricé le palier fritte pour qu'il atteigne sa forme finale, on l'imprègne d'huile. En cours de fonctionnement, l'huile exsude des pores du palier, et lubrifie l'arbre qu'il supporte.

   Au fur et à mesure que le palier s'échauffe la quantité d'huile s'écoulant augmente de sorte qu'on obtient une température de fonctionne- ment plus basse favorisant une augmentation de la durée de vie effective du palier. 



   Tandis que des paliers en fer ou en acier poreux ainsi que des paliers en bronze sont utilisés   couram-   ment, les paliers en aluminium poreux n'ont pas été jusqu'à présent disponibles dans le   commerce,   cela étant dû aux pro- blèmes particuliers à la fabrication d'aluminium poreux ou de      

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 ses alliages poreux. Ces problèmes sont dûs à certaines caractéristiques de l'aluminium. 



   . Comme il est bien connu, les   particule.   d'aluminium exposées à l'air forment un film d'oxyde adhérent d'une nature réfractaire, en ce qui entrave le frittage   *floc*   tif des particules. Pour vaincre la résistance due à la présence de ce film d'oxyde des tentatives ont déjà été faites en vue du frittage de mélange de poudres d'aluminium en em.

   ployant des pressions de compactage relativement élevées, ces pressions allant de   3.150   kg/cm2 à   9.450     kg/cm2.   Mais, étant donne que l'aluminium est une matière tendre qui coule facilement sous la pression, l'application des pressions élevées de compactage a créé des difficultés pour réaliser des pores reliés ensemble d'une façon continue, capables de fournir une réserve d'huile convenable et de donner des pro- priétés lubrifiantes   essentielles à   la fabrication de palier. 



   Un autre problème sérieux rencontré lors* que l'on utilisa des pressions de compactage élevées réside en ce que les parois de la matrice accrochent les particules et finalement grippent lorsqu'il n'y a pas de lubrifiant de parois. Tandis qu'un tel accrochage peut être diminué l'on utilise des lubrifiants de parois de matrice; ceci augmente matériellement les frais de production car les matrices doi- vent alors être essuyées et d'autre part les tolérances sont plus difficiles à contrôler. D'autre part lorsque, dans les essais antérieurs, les lubrifiants tels que les stéarates ont été mélangés avec le   mdtal   en poudre, il en est résulté une décoloration, une oxydation et une résistance plus faible des poudre compactées une fois frittées. 



   Un autre essai pour obtenir des corps en alliage d'aluminium poreux a consisté 4 employer des tempéra- tures de frittage élevées, au-dessus de la phase liquide. 

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  L'inconvénient de cette méthode réside en ce qu'il en r/sulte un retrait excessif et une déformation des pièces. Main, lorsque le frittage à l'état solide a été essayé sur des allia- ges d'aluminium, à des températures au-dessous de la température de formation de la phase liquide, ceci a compliqué les pro- blèmes d'oxydation car l'emploi de durées de frittage prolongées rendues nécessaires par la diffusion plus faible aux basses températures, provoque une oxydation plus importante par unité de volume de poudre. Un autre facteur qui a joué à l'encontre du succès de la réalisation de corps en aluminium poreux réside en l'inclusion de poudres relativement fines (passant au tamis de 130 mailles/cm) dans le mélange.

   On a constaté que ceci est une des raisons principales de l'accrochage par les parois de la matrice aussi bien que de l'oxydation pendant le fritta- ge, simplement du fait que des surfaces étendues présentées par les poudres fines, Egalement l'utilisation de telles poudres finement divisées est risquée car elles ont tendance à exploser et des combustions peuvent se produire au cours de la production normale. 



   Ainsi, alors que de nombreux essais ont été faits jusqu'à présent pour fabriquer des corps poreux constitués par des mélanges d'aluminium, les mesures prises pour résoudre les problèmes particuliers ont servi uniquement à créer de nouveaux problèmes et les résultats ont   été à   l'ori- gine d'un échec commercial. 



   En conséquence, l'un des objets essentiels de la présente invention est un procédé nouveau et efficace pour fabriquer des produits en alluminium, cette méthode étant bon marché, facile à réaliser et efficace et ne nécessitant ni appareillages compliqués, ni techniciens hautement spécia-   lisés.   



   L'invention vise plus particulièrement un 

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 procédé pour fabriquer des corps en aluminium poreux dont la porosité varie entre   10   et 50 % du volume, lesdits corps ayant des   dimensions   contrôlées et étant remarquables par une résistance améliorée   à   l'écrasement et par une bonne flexion élastique. 



   Une caractéristique importante de   l'inven-   tion réside en ce qu'elle facilite la production en grande série de paliers auto-lubrifiants en alliages d'aluminium, de qualité acceptable au point de vue commercial, et présentant des avantages qui manquent aux paliers réalisés en autres métaux. Les alliages d'aluminium présentent une conductibilité thermique relativement élevée. ce qui facilite la dispersion de la chaleur. En même temps, ils ont à la fois, un module très faible et sont tendres de sorte que les paliers ne porte- ront pas d'une façon excessive et s'useront lorsqu'ils seront soumis à une pression localisée. En conséquence, une pression localisée sera   soulagée   et les effets nuisibles des défauts d'alignement et des flexions de   l'arbre   seront diminués.

   En outre, un matériau mou comme l'aluminium absorbe les impuretés et ainsi aide à éviter la présence de points chauds qui peu- vent conduire à des destructions des paliers. En outre, les paliers en aluminium présentent une résistance excellente à la corrosion ainsi qu'une résistance élevée à la fatigue. 



   Un autre objet de l'invention vise la réa- lisation de corps légers en aluminium qui sont utiles au plus haut point en tant qu'éléments de structure en particulier pour les techniques du froid car l'aluminium ne devient pas fragile aux très basses températures. 



   Une caractéristique significative de l'invention réside en ce que le corps en aluminium poreux peut être formé en un disque   gauffré   de petites dimensions pour aire employé en tant que filtre à nicotine dans une cigarette 

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 ou un autre article de fumeur, 
L'invention vise également un procédé amélioré pour la fabrication de corps en aluminium poreux, ce procédé utilisant   des   pressions de compactage relativement faibles, dans des matrices non lubrifiées, les lubrifiants étant ajoutés seulement au   mélange   de poudres d'une façon telle.que la décoloration et l'oxydation des pièces frittées ne se produisent pas. 



   Afin d'obtenir   *on   résultats, la présente invention prévoit un procédé pour former une structure frit- tde consistant à mélanger au moins deux poudres   (Métalliques   différentes, à chauffer le mélange jusqu'à ce qu'un composant à bas point de fusion se forme, fournissant une action de fondant et à continuer à chauffer le mélange jusqu'à ce que la phase liquide redevienne une phase solide, et enfin à chauffer le mélange à l'état solide jusqu'à ce que le frittage se produise, 
La présente invention vise également un appareil pour fritter un aggloméré cru constitué pur des poudres de cuivre et   d'aluminium   de façon à réaliser un corps en alliage d'aluminium, ledit appareil comprenant un four,

   une cornue que l'on peut insérer dans ledit four et dans laquelle sont prévus des moyens pour faire circuler un gas réducteur et un réceptacle disposé dans ladite cornue et destiné à con- tenir ledit aggloméré cru, ledit réceptacle comportant un couvercle amovible destiné à réduire les turbulences du gas par rapport audit aggloméré. 



   D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. 



   Dans les dessins annexés, donnés unique. ment à titre d'exemple - La figure 1 est une vue en coupe d'un 

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 four pour effectuer le frittage selon   l'invention.   



     -.   La figure 2 montre en coupe longitu-   dinale   la cornue utilisée dans le tour. 



   - La figure 3 montre le couvercle de fermeture de la cornue, vu de   cote.   



   La figure 4 montre le même couvercle vu en bout. 



   - La figure 5 est une vue en   perspective   du réceptacle ou plateau couvert, disposé à l'intérieur de la cornue et destiné à recevoir les paliers, - La figure 6 est un graphique explica- tif montrant un diagramme d'une phase cuivre-aluminium,      - La figure 7 est un graphique indiquant l'effet de la température de frittage sur les paliers. 



   La figure 8 est un graphique montrant l'effet de la teneur en cuivre et de la dimension des parti- cules sur les paliers. 



   - La figure 9 est une photographie d'une structure poreuse obtenue en utilisant un type de poudre de cuivre. 



   - La figure 10 est une photographie d'une structure poreuse obtenue en employant un autre type de poudre de cuivre, LE   MELANGE   DE POUDRES,- 
En général, le procédé de fabrication de produits poreux en alliage d'aluminium implique les phases de compactage du mélange de poudres dans la forme désirée, l'ag- gloméré cru étant soumis à des conditions de températures telles qu'elles provoquent le frittage des poudres en une masse cohérente, mais poreuse. 



   On considérera tout d'abord la nature des poudres employées dans le procédé de   l'invention.   Le mélange 

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 est composé de poudres d'aluminium et de cuivre   @uxquelles   on ajoute un lubrifiant organique   Le   composa t aluminium du mélange de poudres doit avoir de préférence une teneur très faible en oxyde. Des poudres d'aluminium relativement gros- sières présentent des teneurs en oxyde plus faible étant donné que leurs surfaces sont relativement faibles par unité de poids (moins de 0,3   ce).   De préférence, de telles poudres sont préparées en atomisant ou pulvérisant de l'aluminium fondu avec un gaz inerte tel que   Hélium,   le néon, l'argon, le krypton ou l'azote.

   On a constaté par exemple que la'poudre d'aluminium pulvérisée à l'hélium comporte un très faible pourcentage en oxyde lorsqu'on le compare à la poudre pulvéri- sée à   l'air   et en conséquence il se fritte très bien. 



   Selon   l'invention,   il est également pré- férable d'utiliser des poudres d'aluminium dans lesquelles les très petites particules sont pratiquement éliminées de sorte que la fraction des poudres passant au tamis de 130 mailles au cm est comprise entre   0,0   et   presqu'environ   0,4 %. du poids. Trois exemples convenables de poudres d'aluminium   pulvérisées   à l'hélium sont données ci-dessous dans le ta-   bleau 1   en pourcentages par rapport aux dimensions des mailles. 



   TABLEAUI.- 
 EMI8.1 
 
<tb> Type <SEP> A <SEP> B <SEP> C
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Analyse <SEP> graulométrique <SEP> (%)
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mailles <SEP> au <SEP> cm
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> >40 <SEP> 0,501 <SEP> 2,0 <SEP> 1,73
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 40 <SEP> - <SEP> 56 <SEP> 41,5 <SEP> 35,4 <SEP> 22,98
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 56 <SEP> - <SEP> 80 <SEP> 49,8 <SEP> 44,0 <SEP> 48,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 80 <SEP> - <SEP> 110 <SEP> 8,03 <SEP> 16,9 <SEP> 18,6
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 110 <SEP> - <SEP> 130 <SEP> 0,250 <SEP> 1,31 <SEP> 1,16
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> <130 <SEP> 0 <SEP> 0,402 <SEP> 0,302
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 
Ces poudres ne comportent pas de très petites   particules   et le phénomène   d'accrochage   par la matrice lors du compactage est ainsi éliminé,

   Un autre point signifi-   catif   est que le taux d'écoulement des poudrée pulvérisées à l'air, ainsi qu'il a été constaté par des expériences,   cet   environ deux fois plus lent. Ceci signifie   que  dans  un   tempe     donné/on   ne peut produire qu'un nombre inférieur de corps ag-   glomérés   dans une presse automatique. En outre,   l'aluminium   pulvérisa à l'hélium présente une densité quelque peu supé-   rieure.   



   Pour fabriquer la poudre d'aluminium   pulvérisée à   l'hélium, on atomise ou pulvérise de l'aluminium fondu sous atmosphère d'hélium et on le refroidit dans la même atmosphère, ce qui évite   l'oxydation.   



   Pour ce qui est de la poudre de cuivre on utilise, de préférence, une poudre relativement grossière d'une pureté convenable ayant également une forte densité et un taux d'écoulement adéquat. Une poudre de cuivre électrolytique (type "0") est convenable à cet effet, cette poudre présentant à l'analyse granulométrique une caractéristique de 60 à 75 % de particules passant au tapis de 32 à   40     mailles/cm.     20 &   35 % passant au tamis de   40   à   60   mailles/ce et 0,25 % au maximum passant au tamis de 60 à 80   mailles/cm.   



   Le lubrifiant qui est ajouté au   mélange   de poudres est de préférence un   "stérottx"   qui est ajouté en petites quantités uniquement dans le but de supprimer les pro-   blèmes   de frottement de la matrice et d'empêcher l'accrochage de la poudre par la matrice. On a constaté que l'addition d'au moins 1 % en poids de poudre "stérotex" agissait pour limiter le problème de l'accrochage, tandis que le compactage ou tas- sage optimum était obtenu à 2 %.

   Le "stérotex" est une huile végétale raffinée produite par Capital City Products C". de 

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 Colombus Ohio, USA   et     présent*   les   propriété!   et caractéristi- ques suivants  
Couleur   (Lovibond)   jaune 20 rouge   1,2   
 EMI10.1 
 
<tb> Acides <SEP> gras <SEP> libres <SEP> (télé <SEP> qu'acide <SEP> oléique <SEP> < <SEP> 0,03
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Point <SEP> de <SEP> fusion <SEP> (capillaire) <SEP> 61,6 <SEP> 62,

  2  <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Point <SEP> de <SEP> prise <SEP> 69 <SEP> % <SEP> C <SEP> plue
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Nombre <SEP> d'iodes <SEP> 2-10
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Passe <SEP> au <SEP> tamis <SEP> de <SEP> 40 <SEP> maillon/ou
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (méthode <SEP> humide) <SEP> 99,4 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Passe <SEP> au <SEP> tamis <SEP> de <SEP> 80 <SEP> mailles/ou
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (méthode <SEP> humide) <SEP> 92,8 <SEP> %
<tb> 
 
Les poudres d'aluminium atomisées à l'hélium sont soigneu- sement et complètement mélangées avec les autres poudras dans un pourcentage tel que la teneur en cuivre ne dépasse pas 5 % en poids et est de préférence située entre   1,1/4 %   à   2,

  1/4   Le lubrifiant sterotex est ajouté à ce mélange d'Aluminium- cuivre dans une proportion comprise entre   1   à 3 % en poids. 



    COMPACTAGE.-   
A titre d'exemple, on supposera que l'on doit fabriquer un palier ayant un diamètre extérieur de   19,05   mm et un diamètre intérieur de   12,66   mm. Le mélange de poudre est d'abord pressé dans une matrice capable de fournir le diamètre extérieur requis et une tige formant noyau est in- troduite à l'intérieur de ladite matrice pour déterminer le diamètre intérieur requis. Pour maintenir une augmentation uniforme de la densité dans tout l'aggloméré, on utilise des déplacements égaux sur les éléments supérieurs et inférieurs du poinçon.

   Les densités crues de 69 à 89 % théoriques   (2,74     9/ce)   sont obtenues avec des pressions de compactage variant entre environ   470   et 1100   kg/cm2.     Aucune   autre lubri- fication n'est nécessaire en dehors de celle fournie par le   sterotex   du mélange de poudres. 



   Au sortir de la matrice, on obtient un ag- 

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 gloméré cru ayant la forme d'un palier composé d'un Mélange de cuivre et   d'aluminium.   



   Malgré la faible pression de compactage la nature du mélange de poudres est telle que   l'aggloméré   cru est suffisamment consolidé pour pouvoir être traité ensuite sans risque   d'effrittement   ou désintégration. 



  FRITTAGE.- 
Le corps compacté est maintenant prêt à être fritte. Le four utilisé   à   cet effet est représenté sur la figure 1, Il comporta une chambre 10 isolée thermique- ment dans laquelle on peut introduire une cornue   11,   la chambre comportant des éléments de chauffage 12 convenables et un ventilateur 13 assurant la circulation. Comme repré- sente séparément sur la figure 2, la cornue 11 a la forme d'une boîte rectangulaire allongée dont   l'extrémité   arrière fait saillie en dehors du four, cette extrémité étant fermée hermétiquement au moyen d'un couvercle amovible   14   compor- tant un joint 15.

   La cornue est   remplie   d'une atmosphère d'hydrogène au moyen d'un tube d'admission 16, l'hydrogène quittant la cornue par un orifice de sortie 17 où   il   est brûlé. La température dans la cornue est mesurée au moyen d'un thermocouple 18 sous gaine comme on le voit plus claire. ment sur les figures 3 et 4. Le couvercle de fermeture comporte trois perçages 16a, 17a et 18a destinés à race. voir les tubes qui le traversent. 



   Un réceptacle 18 comportant un couver- cle amovible   19   est disposé à l'intérieur de la cornue   11   au voisinage de l'extrémité frontale de celle-ci, le couvercle   19   comportant des broches   20   en saillie qui peuvent péné- trer dans des orifices disposés de façon correspondante dans les parois latérales du réceptacle de façon à maintenir le couvercle en place.

   Le réceptacle est divisé par une paroi de 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 séparation   21   en un compartiment principal destiné à   rece-   voir les paliers 22 en poudre crue   compactée   que l'on doit fritter et un compartiment auxiliaire rempli de poudre   d'alu-   minium qui agit en tant que getter et absorbe l'oxygène et   l'humidité.   



   Les flèches de la figure 2 montrent la direction d'écoulement de l'hydrogène dans la cornue. Le ré. ceptacle couvert 18 n'est pas étanche à l'hydrogène mais une libre circulation du gaz ainsi que des turbulences à l'inté- rieur du réceptacle sont   empêchée.   On a remarqué que l'emploi de réceptacles et de couvercles en fer ayant des parois épais- ses est essentiel pour l'obtention de paliers frittes nets ne présentant aucun signe de contamination.   On   a également constaté que les réceptacles et couvercles à parois minces ne sont pas aussi efficaces que ceux en matériaux plus épais car les différences de température ne peuvent pas être ab-   sorbées   de façon à empêcher des distorsions en forme d'hal- tères dans les paliers. 



   Après l'opération de frittage la cornue est refroidie à l'eau. Bien que le frittage ait été décrit comme étant exécuté sous une atmosphère d'hydrogène sèche, l'azote ou un gaz inerte quelconque peuvent être utilisés pour le frottage qui peut aussi être effectué sous vide. Le four décrit ci-dessus l'a été uniquement à titre d'exemple et l'on peut employer d'autres dispositifs de fours tels que les fours à pots à condition que les principes décrits ci-dessus soient respectés. Par exemple un four continu à bande transporteuse peut être employé comportant des réceptacles ou des plateaux pour les paliers. 



   Les résultats du tableau II   correspon-   dent au type   "0"   de poudre de cuivre (4 %) tel que défini   ci-dessus.mélangé   avec de la poudre d'aluminium atomisée à 11hélium,dans laquelle les fines particulessont   @     élimi-   

 <Desc/Clms Page number 13> 

 qui a été décrite plus haut de façon à former un palier po-   reux,     Ces   éprouvettes en trois densités   de     crue   compacta 
 EMI13.1 
 <[69,7 et 77 théoriques) ont été frittées dans des ré- cepta.e8 de fer tels que décrits ci-dessus à dois températures variant entre 5890 0 et 595* 0.

   La résistance à l'écrasement obtenue et les caractéristiques de dimensions ont été   excel-   lents comme indiqué pour les températures de frittage optima- les et les propriétés indiquées ci-dessous pour différentes densités Je crûs compacte. 



      TABLEAU -    
 EMI13.2 
 
<tb> Densité <SEP> du <SEP> Température <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> Variations <SEP> des <SEP> '
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> corps <SEP> "cru" <SEP> de <SEP> frittage <SEP> l'écrasement <SEP> dimensions
<tb> 
 
 EMI13.3 
 - -- --¯-¯.  ##### 1 ext. 0 Int. 



  69 588 861-959 +0,0254 0,000 73 590 949-1113 *0,050 +080254 77 592-595 u3-.3?$,5 +0,1016 +0,0762 
 EMI13.4 
 On doit noter que /d'après "les résultats indiqués dans le tableau II, les dimensions finales étaient augmentées de plusieurs centièmes de millimètres. Ceci per- met d'obtenir des bonnes qualités et caractéristiques de formage comme on le verra plus loin. 



   Le tableau III montre les différences de résultats obtenus si l'on utilise du cuivre grossier de type "O" ou un type de cuivre plus fin désigné ci-dessous comme 
 EMI13.5 
 type "90" (0,1 % passant au tamis de 32 à 40 call1es/cm,   0,$ %   au tamis de   40   à 60   mailles/cm,     4,0 %   au maximum au 
 EMI13.6 
 tamis de 60 à 80 mailles/cm, 1,5 "fi maximum au tamis de 80 à 100 maille3/cm, de 2 à 7 au tamis de 100 à 130 mailles/cm et   90     %   au tamis de 130   mailles/cm.   Dans les deux cas le pour- centage de cuivre dans le mélange était de 2 % en poids par rapport à   l'aluminium.   



   On remarquera qu'un contrôle excellent des 
 EMI13.7 
 dimensions est réalisé avec la poudre du type nOu 3ndépen. 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 damment de la résistance à   l'écrasement,   On notera en outre que des résultats comparables ont été obtenue lorsque l'on a fritte des paliers ayant une densité crue de 77 % dans deux tours différente.   La   seule différence apparente entre les fours est une différence de température de 3".

   Mais avec les mêmes conditions de frittage la poudre du type "90" présentait un rétrécissement excessif, ce qui est un désavan- tage certain pour les opérations de formage ou d'estampage. 
 EMI14.1 
 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 
 EMI15.1 
 t A BLASAT SX Résumé des densités après frittage et des résistances 3.tcrsaemeni pour diversas températures et densités des corps crus (paliers contenant z de cuivre) 
 EMI15.2 
 Temp.

   Densité Densité après frittage Résistance à l'écrasement X/cm2 Variations des dimensions en diaaedu Cuivre Cuivre Cuivre grossière Cuivre fin (2) 'tre extérieur en #  cru JE grossier (2) fin (2) rosaier(2) Cuivre fin (2) 590 69 67,5 80,50 - +0,0762/+0,1270 - 595 69 67-69 136 ,3* 02540:1524 - 600 77 73,6-7,8 (3) - 483,00-578,90 (3) +0,0508/+0,1016 (3) - 601 73,1-73,7 73,4-73,6 197,40-251,30 156,80-237,30 +0,0254AO,0762 +0,0508/+0,0'62 601 77 ?5s-?6,4 ?4 -77,1 229,60-281,80 1305,50-1463,00 +0,0254/+0,05O8 -O,4O64/-o'o762 605 69 68-69 66 -67 236,60-271,60 158,20-186,40 +O,ü508/+0,152 +0,152/+0,250 605 72,5-73,5 73 -73,5 154,50-185,50 91,00-110,60 +0,0254/+0,0762 +0,0762/+0,1016 603 77 S'î-35 f 72,1-75,X 141,40-276,50 707,00-1386,00 -0,08/+O,1o16 -0,1778/+0,1778 606 73 73,9-?4,2 73,9-74,9 170,80-242,20-376,60 156,80-256,20 -0,0508/+0,025 +0,0508/t0,0762 606 77 ?5,5-?6,8 75,

  5-78,6 220,50-292,60 146',00-1617,00 0:000/0:0254 .-0,4'18/-0,0254 610 73 72,5-73,4 73,0 204,40-205,80 93,80-110,60 +0:0254AO:10l6 +0,0762/+0,1016 fi10 77 75,4-76,0 ?2,1-?,6 134,40-147,00 , , 742,70-782,60 +0,025,%+t3,0508 -0,0508,/+02T9 612 77 75,0-75,9 (3) - 724,50-887,60 (3) +0:02540:1016 (3) ## . 



  615 69 ?1,0 - 1128,40 -0,0?62f-0,25.0 615 5 72,3-?2,7 71,5-?2,3 306,60-361,90 214,20-249,90 ''##''* t0,1270/+Osl?78 615 77 72,4-75,7 78 721,00-869,40 1596,00 +0,0254/+0,0762 -0:482:2286 620 73 ?ls8-?3s6 70,8-74,0 553,00-647,60 501,20-602,00 -0,1016/+0,1016 +0,0254/+0,2794 620 77 74,0-76,2 72,9-74,513:00:00 470:40-609,00 +0,0254/+0,1.270 -0,4826:

  1-0,6'50 625 .." 72,7-76,0 72,9-74,5 104',00-1064,00 470,40-609,00 -0,1778/+0,0762 -0,1016/+0,1'78 625 77 73,5-76,1 81 4-41,0<>-462,00 1890,00 +0,0254/+0,0762 -0,'048/-0,9'98 630 76,5-78,1 U69,00-1,86,OO -0,1016/-0,2794 630 81 80,1-82,1 - 1575 ,00-1596,00 - -0,025.f+0,1?78 il 
 EMI15.3 
 (1) Durée du frittage 1 heure dans toua les C  (2) Cuivre grossier - Type "0* Cuivre fin - Type '*90'0 (3) Yritté au four type Revi-Duty 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 
 EMI16.1 
 Dans le tableau III les résultats ont ,\ été donnée pour une proportion de cuivre de 2 %.

   Pour monter les effets du frittage lorsque l'on utilise de plus petit..! ou plus grandes proportions de cuivre on a représenté au tableau IV ci-dessous les résultats obtenus avec le cuivre du type "0" dans une   gamme   allant de 0 à 4 % en poids par rapport à la poudre   d'aluminium,     TABLEAU IV.

   -    
 EMI16.2 
 cuivre % Résistance à Densité du Densité Ttmp'ratur8 en poids l'écrasement corps Moruo après de frittage ¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯ ci-t-t 019 0 650,7* 77 80 6$0 1 2iq0e 73 7215 640 4/4 462,0 77 615 
 EMI16.3 
 
<tb> 11/2 <SEP> 616,0 <SEP> 77 <SEP> 615
<tb> 
 
 EMI16.4 
 33/4 721,0 77 615 
 EMI16.5 
 
<tb> 2 <SEP> 669,4 <SEP> 77 <SEP> 75,7 <SEP> 615
<tb> 
 
 EMI16.6 
 2JL/4 966,0 77 - 615 
 EMI16.7 
 
<tb> 3 <SEP> 1694,0 <SEP> 77 <SEP> 85,4 <SEP> 620
<tb> 
 
 EMI16.8 
 4 1378e5 77 - 592-595 x Les éprouvettes ont présente un retrait   excessil.   



   Le tableau IV montre d'une façon très nette qu'une résistance convenable ainsi que des dimensions contrôlées sont obtenues lorsque le pourcentage de cuivre 
 EMI16.9 
 se trouve dans la gamme de 1,1/4 à 2,1/4Zen poids de cuivre, LE PROCESSUS DE FRITTAGE.- 
On a constaté que si l'on effectue le frittage au-dessus de la température d'eutectique mais au- dessous de la température du solidus, de préférence en   utili-   
 EMI16.10 
 sant de l'hydrogène à point de roséeFrès bas (compris entre -62" 0 et -73' C) on peut supprimer ou diminuer les difficul.

   tés qui ont   été   rencontrées lors des tentatives antérieures et qui concernent la contamination et la distorsion, 
La figure 6 résume les résultats du frit- 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 tage dans   un*   représentation schématique de l'angle pertinent du diagramme de la phame aluminium-cuivre à des température$ variant de la température d'eutectique jusqu'au point de   fusion   de l'élément principal de   l'alliage,     l'aluminium.   La zone B du diagramme définit le domaine' optimal de tempéra- ture et de compositions qui est nécessaire pour obtenir des premiers en   Al-Ou   ou d'autres structures poreuses ayant une résistance et un contrôle des dimensions excellents.

   Il est à remarquer que, pour les plus faibles pourcentages de cuivre dans ce domaine la zone des températures de frittage   accepta-     ble   va en augmentant. Ceci est significatif en ce que, pour les températures plus élevées, approchant celle du solidus le temps de frittage peut être réduit considérablement pour ces compositions sans qu'il en résulte une diminution dans la résistance à l'écrasement. Il en résulte une fabrication plus économique des pièces. 



   En ce qui concerne le processus de frit- tage, des additions de cuivre aux poudres d'aluminium jusqu'à .une proportion de près de   5,7 %   en poids (la solubilité   maximale   du cuivre dans l'aluminium à la température   d'eu-   tactique) permet d'obtenir un point de fusion d'eutectique bas à 548"   C   pendant une courte:période.

   Cette phase liquide   (Al-Ou)   est apparemment attirée par capilarité à   l'inté-   rieur de l'ensemble des poudres élémentaires compactes et fait fondre tout l'oxyde d'aluminium résiduel présent sur la surface des particules   d'aluminium.   Pendant ces   premières   étapes du cycle de frittage l'aggloméré se dilate manifeste- ment, l'importance de la dilatation dépendant de la teneur en cuivre qui commande la quantité de la phase liquide pré- sente au-dessus de la température d'eutectique. 



   Au fur et à mesure que la température et la durée de l'opération augmentent et alors que toute la 

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 phase liquida    'est   solidifia sur les   surface      des     particu.   les, une diffusion rapide de l'aluminium et du cuivre continue à se produire dans le sens des concentrations d'équilibre. 



  La température maximum qui peut être utilisée pour le frittage, une fois que la diffusion est pratiquement terminée, est donnée par le diagramme de phase, comme la température du so-   lidus   pour la phase alpha   d'aluminium.   Si cette température est dépassée il se produit un   retrait   et une distorsion exces- sifs dans les agglomérés. 



   Si l'on a ajouté du cuivre en excès et si la température finale de frittage est inférieure a celle du   solidua;   on obtient après frittage un aggloméré exagéré- ment dilaté. Lorsque la température de frittage approche de et/ou dépasse la température du   solidua   pour une telle teneur en cuivre un retrait se produit rapidement et on ne peut ob- tenir qu'un faible contrôle des dimensions ou môme aucun con-   trôle   (voir figures 7 et 8). On remarquera sur la figure 7 que la courbe pour un corps contenant 3 % de cuivre   présen-   te une pente raide qui limite les possibilités de contrôle. 



  Les figures 7   et 8   montrent également l'intérêt de l'emploi de poudre de cuivre grossière. 



   En outre, la figure 7 montre que lorsque le pourcentage en cuivre et les dimensions de particules sont convenablement choisies, il en résulte un palier sur la cour- be, ce qui permet un contrôle des dimensions sur une gamme de température située au-dessous du   solidus.     On   remarquera que pour un pourcentage   de 2 ,*0   de cuivre les dimensions finales du corps sont légèrement augmentées ce qui   s'est   avéré être un avantage idéal pour les opérations   d'estampage     subséquentes,   
Les caractéristiques générales suivantes pour le frittage de poudre élémentaire peuvent être considé- rées comme   s'appliquant   dans les premiers stades. 

 <Desc/Clms Page number 19> 

 



   1/ Le coefficient de diffusion dépend du gradient de concentration, 
2/ Le coefficient de diffusion est une fonction   exposer   tielle de la température   absolue,   c'est-à-dire que le taux de diffusion augmente rapidement   avec   la température. 



   3/ En général, le taux de diffusion d'un métal   indivi-   duel dans un réseau donné est d'autant plus élevé que la température est proche du point de fusion. 



   Dans un système binaire, en conséquence, le composant à plus bas point de fusion présente le taux de   dit*   fusion le plus élevé à une température donnée. 



   4/ Le taux d'équilibre et d'homogénéisation par diffus sion pendant le frittage de poudres mélangées dépend de la dimension des particules, qui détermine les distances entre les concentrations maximales et   mini   mâles. Avec un mélange donné, l'homogénéisation la plus rapide se produit lorsque les particules du composant secondaire ont la plus petite dimension. 



   5/ En général, le composant secondaire d'un système binaire s'alliera plus rapidement que le composant principal, les couches de diffusion formant des enveloppes autour des particules du composant   secon-   daire. 



   Au fur et à mesure que le processus se poursuit et que le corps approche de la température finale de frittage (au-dessus ou au dessous du solidus) les   procès    sus de dilatation et de retrait commencent à prendre effet. 



   Une fois encore, ici, les caractéristiques des poudres ont un effet significatif. On a remarqué que deux processus différents déterminent le processus de retrait ou contraction à savoir la contraction en volume des particules ou les effet! 

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 de tassement qui changent les formes des particules   et @u     le$   positions relatives des particules, le volume de   celle-ci   restant constant. Ces effets peuvent   se     produire ni tant-   ment et se chevaucher et   l'on   a remarqué que les poudres à grain plus fin augmentent leur importance.

   Dans le ces des poudres'grossières, les pores formée dans les   compacts   crus ne permettent pas d'obtenir une augmentation de densité im- portante par le processus de compactage. 



   En résumé, on remarque que les additions de cuivre à l'aluminium permettent d'obtenir un frittage plue rapide et une résistance accrue, pour des températures de frittage inférieures à celles nécessaires pour des poudres d'aluminium pur, le cuivre permet aussi de limiter la conta- mination par les sulfures ou les oxydes qui peuvent être pré- sents sur les surfaces des poudres et de telles additions de cuivre rendent possible un frittage d'agglomérés à basses pressions, aurai 
On a remarqué/que l'emploi de poudres d'aluminium grossières est important pour un procédé de fa- brication car il élimine les risques d'explosion qui existent normalement lorsque   l'on   traite des poudres finement divisées et qui présentent des surfaces importantes.

   Ceci est en particulier le cas, lorsque l'on utilise une atmosphère d'hy- drogène, LA STRUCTURE   FRITTEZ,,.   



   Les figures 9 et 10 montrent respec- tivement la structure poreuse obtenue avec des poudres de cuivre grossières et celle obtenue avec des poudres fines, Il est évident que des pores grossiers sont distribués au hasard dans toute la structure lorsque   l'on   emploie des poudres de cuivra grossières.

   On a expliqué, lorsque l'on a examiné le processus de frittage, que des additions de   pou-*   

 <Desc/Clms Page number 21> 

 dres de cuivre fines conduisaient à une augmentation de la densité et à des dimensions plus faibles des pores.   Des   pores grossiers distribués au hasard sont avantageux pour le fonc- tionnement des paliers étant donné que ces pores   grossiers   fournissent des cavités   d'emmagasinage   d'huile qui peut alimen- ter les petits capillaires formés par les particules de plus faibles dimensions.

   En outre, ce type de structure présente l'avantage que les trous de grandes dimensions sur la surface peuvent être bouchés plus difficilement par le polissage ou   l'usure. ce   qui assure des qualités de lubrification plus con-   tinues   et un plus grand facteur de sécurité pour le fonction- nement et le remplacement des paliers. 



     En   outre, la température sera d'autant plus basse que le finissage des surfaces sera meilleur et que les dimensions seront plus uniformes. Ceci est obtenu par      un polissage qui fait   disparaître   les malformations en dimen- sions et assure l'obtention de paliers à diamètre intérieur perfaitement poli. 



  IMPREGNATION ET   ESTAMPAGE. -   
A titre d'exemple, pour montrer les effets de l'estampage et de l'imprégnation de l'huile, des paliers comportant 4 % de cuivre et ayant une densité après frittage de   69,7   théorique et des dimensions légèrement dilatées ont été imprégnés d'huile puis estampés. L'imprégnation d'huile a été effectuée sous vide pendant trois quarts d'heure et l'estampage a été réalisé avec une pression de 2200   Kg/cm2.   



  La densité a augmenté jusqu'à   75,7   et la résistance &   l'écra-   sement s'est élevée de 960   kg/cm2   à 1750   kg/cm2,   tandis que la déformation élastique baissait de   7,9   à 1,6 %. 



   Il est intéressant de noter que l'imprégna- tion peut être effectuée avant ou après l'opération   d'estam-   page. L'imprégnation effectuée avant l'estampage entraîne 

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 des dimensions très uniformes après estampage. L'huile agit comme un égalisateur des pressions hydrodynamiques d'où il résulte une application plus uniforme de la pression   d'estam-   page.   On   a également remarqué que 1'imprégnation par immer- sion dans un bain n'était pas satisfaisante car des variations considérables en longueur en résultent après estampage. Au surplus les pores des extrémités tendent à être bouchés lors- qu'on estampe des éprouvettes imprégnées par immersion.

   Il en résulte que l'imprégnation sous vide est devenue une opéra- tion   cla@sique.   Il est également possible d'imprégner les po- res avec du plomb de façon   à   empêcher le palier de griller dans le cas   où   l'huile est épuisée.      



   D'après les données obtenues pour le   frit-   tage il est évident, qu'en utilisant des compositions   conve-     bles   ainsi que des conditions de frittage appropriées, des résistances à l'écrasement convenables ainsi qu'une bonne dé- formation élastique et un contrôle des dimensions peuvent être obtenus sans estampage. Ainsi, il est possible de supprimer l'opération d'estampage de façon à abaisser le coût de pro- duction.

   Avec de tels palier., il est seulement nécessaire de procéder à une opération de polissage pour obtenir des dimen- sions uniformes et une surface lisse, 
AUTRES TYPES   D'ALLIAGES   ET   DE   PROUITS   OBTENUS. -   
On a remarqué que d'autres métaux sous forme de poudres élémentaires peuvent tire   mélangés   à   l'alu-   minium pour former des corps complots, de bonne qualité après frittage à condition qu'il y ait un composant à bas point de fusion et que la line de température de solidus dans le diagramme d'équilibre de phases soit établie de façon à com- 
Bander la température maximum de frittage.

   Les additions élé- mentaires suivantes ont été essayées 

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 EMI23.1 
 
<tb> Elément <SEP> ou <SEP> alliage <SEP> ajouté <SEP> Pourcentage <SEP> en <SEP> poids <SEP> ajouté
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Etain <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Titane <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Molybdène <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Magnésium <SEP> 1
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Magnésium <SEP> (ZK-10) <SEP> 2,4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Fer <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Nickel <SEP> 1
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Plomb <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Chrome <SEP> 15
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Cobalt <SEP> 1,5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Cuivre <SEP> plue <SEP> Nickel <SEP> 4 <SEP> (chacun)

  
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Laiton <SEP> 1
<tb> 
 
Les résultats obtenus montrent qu'un aggloméré cru contenant 1 %   d'étain,   fritte à 625  C pendant une heure, présente une résistance à l'écrasement de 791,70 Kg/cm2 et une déformation élastique de 9,89 %. Des éprouvet- tes d'aluminium-étain ont été frittées sous vide ou dans une atmosphère d'hydrogène et ont donné des pièces   satisfaisant...   



  Un aggloméré contenant 4 % de magnésium   (ZK-10)   et fritta à 600  C pendant une heure a présenté des résistances   à   l'écran sèment variant de 980   kg/cm2     à   1070 kg/om2 avec   des   déforma.. tions élastiques variant de 7,43 à 9,50 %.   Un   corps contenant en addition 4 % de cuivre et 4 % de nickel, fritte à 600  0 pendant une heure a présenté des   résistances   à l'écrasement variant de 840   kg/cm2 à     972     kg/cm2   en présentant des défor- mations élastiques de 5,08 à 5,50 %. 



   On a constaté que le   magnésium   se volati- lise manifestement, dans une certaine proportion, pendant l'opé- ration de frittage, laissant subsister des pores convenable  dont les dimensions dépendent de celles de la particule:: métal- lique d'origine. Ceci a été également observé dans le cas du      

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   stérotex   de sorte que   l'on   peut en conclure que des   produit   métalliques ou non métalliques peuvent tire utilisés   po ro-   duire les porosités requises. 



   Les pièces à structure poreuse peuvent être fabriquées en utilisant un traitement de vieillissement à la suite de l'opération de   frittage,   Par exemple une éprou- vette en aluminium contenant 4 % de cuivre a été   frittée.   Bile avait alors une densité de 86,3 %, une résistance à   l'écrase-   ment de 2121 kg/cm2 et une déformation élastique de   12,1   %. 



  Un traitement à chaud à 500  0 pendant une heure trois quarts, suivi d'un refroidissement   à   l'eau, puis ensuite d'un traite- ment   à   chaud sous vide à 150  C pendant une période de 2 à 89 heures a permis l'obtention d'éprouvettes ayant des résistances à l'écrasement allant jusqu'à 2500   kg/cm2   avec des déforma- tions élastiques de   4,1   %. 



   Outre ce qui précède, on a découvert que des poudres élémentaires mélangées peuvent être chargées dans des réceptacles, nivelées et frittées en permettant l'obten- tion de résistances élevées, sans tassage préalable. Par exemple, un mélange contenant 4 % de cuivre et le reste d'alu- minium (ces poudres étant toutes des poudres grossières) a été intimement mélangé pendant une   demi-heure,   chargé dans des réceptacles, nivelé et fritte de la façon décrite plus haut, à 620  C pendant une heure.

   On a obtenu un produit for- mant un gâteau aggloméré par frittage, poreux et très résis- tant.   On   peut utiliser de l'aluminium   atomisé à   l'air ou à   l'hélium.   S'il est nécessaire d'avoir une densité ou une résistance plue importante on peut estamper ou laminer le gâ- teau ainsi obtenu, à froid ou à chaud. Ces gâteaux frittes peuvent aussi être imprégnés de plomb. Le gâteau aggloméré peut être renforcé, pour obtenir des pièces   d'une   structure dense, par laminage ou extrusion à froid ou à chaud. De tel- 

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 les pièces peuvent être également   traitées à   chaud et   vieil**   lies pour leur donner des propriétés structurelles requises. 



   Un filtre pour fumée de tabac peut être fabriqué en formant un bouchon extrêmement poreux en alliage d'alluminium fabriqué de la manière décrite ci-dessus. Le compact cru peut être tassé très légèrement de façon à présent ter une porosité élevée, le produit fritte comportant des pores réunis entre eux qui permettent le passage de la fumée. 



  Le bouchon peut être inséré dans un porte-cigarette ou dans un tuyau de pipe. Le filtre peut être également réalisé sous forme d'une petite galette insérée au bout de la cigarette, ce bout étant du type utilisé maintenant d'une façon classique avec les filtres   réalisés   en matière fibreuse. Les avantages des filtres en aluminium sont dûs à leur conductibilité élevée de sorte qu'ils   refroidissent .  la fumée, provoquent la con- densation des vapeurs nocives contenant de la nicotine et filtrent la fumée et les particules de tabac. Un filtre de ce type d'autre part n'affecte ni le goût ni l'odeur de la fumée. Un tel filtre   n'a   qu'un poids négligeable et peut facilement être introduit dans un bout de cigarette. 



  CONCLUSIONS.- 
Le procédé que l'on vient de décrire rend possible la fabrication de pièces en métal poreux ayant des porosités variant de 10 à 50 % du volume ainsi qu'une résis- tance améliorée à l'écrasement, une bonne déformation   élasti-   que et des dimensions contrôlées d'une façon excellente. Ce nouveau procédé offre un grand nombre d'avantages techniques et économiques sur les procédés antérieurs. Les solutions des problèmes qui existaient auparavant et les avantages du nouveau procédé sont les suivants 
Point 1.- Le problème de   l'atmosphère   de frittage entraî- nant une contamination de la pièce traitée.

   Ceci est résolu 

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 en utilisant un plateau de frittage protecteur pour recevoir les pièces dans le four et en employant un élément d'alliage tel que le cuivre qui constitue un composant à bas point de fusion (dans les premiers stades du frittage) et agit comme un agent fondant sur la surface de la poudre. On doit égale- ment noter que la résistance à la corrosion de la solution solide, Al-Cu ou autre formée sur la surface des poudres est supérieure à celle de l'aluminium pur.

   Un tel frittage a été obtenu avec succès dans différentes atmosphères telles que hydrogène sec, azote, et vide; 
Point 2.- Le problème de l'oxyde réfractaire ou d'autres films contaminants sur la surface des poudres élémentaires qui ne peuvent être réduits aux températures de frittage employées  La solution a été obtenue en employant un agent fondant à bas point de fusion comme indiqué dans le paragraphe 1 ci-dessus Egalement le degré de fondant requis peut   être   commandé par la teneur en alliage. Par exemple, si l'on utilise une poudre très pure (par exemple de l'aluminium atomisé à l'hélium) une perte du composant pour constituer le fondant par exemple du cuivre, doit être compensée.

   La pureté de la poudre à son tour, est commandée par l'élimination des particules très fi- nes (passant au tamis de   130     mailles/cm).   Ceci peut être réalisé à la fois pour le composant le plus important et le composant secondaire de   l'alliage.   



   Point 3.- Le problème de l'accrochage des particules par la paroi de la matrice et de leur prise, lors du pressage des agglomérés ours. Ce problème est résolu en utilisant des pressions de tassage faible de   l'ordre   de 470 à   1100     kg/cm2   et en contrôlant les dimensions de particules des poudres de façon à avoir des qualités de   compaction   optimales. L'emploi heureux d'un lubrifiant en poudre est également très utile. 



  L'emploi de lubrifiants de motrice qui seraient nécessaires 

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 si   l'on   utilisait des pressions de compactage   élevées   et/ou si la poudre ne pouvait être lubrifiée, conduirait à   des 'coûts   de production plus élevés étant donné qu'il serait nécessaire d'essuyer la matrice, que l'usure serait plus grande et que les tolérances seraient plus difficiles à contrôler,   etc. ,.   



    L'emploi   de pressions de compactage faibles donne également la possibilité de fabriquer des matrices en matières plastiques. 



  De toute façon, l'emploi d'outils en acier n'est plus   nécessaire   et on peut utiliser des alliages meilleur marché tels que l'acier laminé à froid, 
Point 4.- Le problème de l'emploi de lubrifiants mélangea aux poudres. De 1 à 3 % environ de stérotex mélangé avec des poudres élémentaires combiné à   l'emploi   d'un dispositif à pla- teau de frittage spécial dans l'opération de frittage a suppri- mé la décoloration et l'oxydation des pièces frittées. 



   Point   $.-   Le problème des temps de frittage longs et coû- teux rencontrés lorsque   l'on   effectue le frittage à   l'état     en.   tièrement solide au-dessous d'une température quelconque corres- pondant à   l'état   liquide. Les temps de frittage sont réduits à des temps qui sont réalisables économiquement,en effectuant le frittage au-dessus de la température   d'euteotique   et juste 
 EMI27.1 
 onwaessous de la température du so11dus. 



   Point 6.- Le problème de la déformation excessive due au retrait résultant du frittage de la phase   liquide.     Ce   problème a été éliminé en maintenant la   température   de frittage au-des- sous de la température du solidus. Lorsqu'il est absolument nécessaire d'employer le frittage de la phase liquide (par exemple pour 4 % de Cu) il est possible d'obtenir des   résul..   tats convenables en contrôlant soigneusement le cycle dans le temps, la dimension des particules et le cycle de   refroidisse**   ment/ 
Point   7.-   Le problème du contrôle des dimensions lors du 

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 frittage pour l'obtention d'un contrôle convenable des   dimen- #   sions.

   En produisant une pièce   fritte   légèrement   dilatés, #   le matriçage des pièces a été facilité par cette étude.   Ceci #   est obtenu en choisissant convenablement la teneur en   cuivre   les dimensions des particules, etles conditions de frittage telles que la température et la durée. 



   Point 8.- Le problème de l'obtention d'une résistance à l'écrasement convenable tout en conservant un contrôle sûr des dimensions. Ceci est obtenu par l'emploi de poudres de cuivre grossières et par le maintien de la température de frittage au-dessous de la température du solidus pendant une      durée convenable. 



   Point 9.- Le problème du contrôle de la dimension des pores et de la production de pores grossiers distribués au hasard présentent un échelonnement vers des pores plus fini. 



  Ce problème a été résolu en employant de la poudre d'aluminium grossière et en ajoutant le poucentage convenable de poudre de cuivre grossière qui maintient la dimension des pores pendant le frittage. 



   Point   10.-   Le problème de la fabrication de pièces ne présentent pas de contamination après un compactage à faible pression   (470 à     1100     kg/om2).   Il est maintenant possible de supprimer la contamination malgré les faibles pressions de compactage en utilisant le plateau de frittage et le compo- sant fondant comme indiqué plus haut. 



   Point 11.- Le problème du stockage des poudres mélan- gées. Ceci est facilité en utilisant des poudres de cuivre et d'aluminium grossières, ce qui limite les surfaces: expo- sées des particules. 



   Point 12.- Le problème des risques d'explosion, rencon- trés avec les poudres d'aluminium exposées à diverses stmos-   phèrea.   Grâce à la suppression des particules de petites 

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 dimensions (passant au tamis de 130 mailles/em) dans   le$   mélanges de poudres. Les surfaces des particules   sont   stabili- nées de sorte que les tendances à l'inflammation   et/ou   les ten- dances à   l'explosion   sont supprimées. 



   Point   13.-   Le problème de fabriquer des agglomérés frittes non contaminés, directement à partir des poudres sans les   avoir   tassées au préalable. Ceci peut être réalisé en recouvrant   les   particules de   l'élément   principal de l'alliage avec la poudre élémentaire de l'élément secondaire de   l'alliage   (par exemple du cuivre recouvrant l'aluminium) et en frittant les poudres à des températures et pendant une durée appropriées, Les di-   mensiona   des particules sont contrôlées pour permettre l'ob-   tention   d'une résistance et d'une porosité convenables si cela est désiré, 
Point 14.- L'emploi de l'aluminium et de ses alliages   pré**   sente un certain nombre d'avantages.

   a)   l'aluminium   et ses alliages sont plus mous et moins élastiques que le bronze par exemple et en conséquence offrent moins d'effet de ressort lorsqu'ils sont montés dans   des,loge.   monta; etc... Dans le cas de paliers en aluminium-cuivre, le serrage est seulement de 40 % tandis que les paliers de bronze présentent un serrage de 77 % ou approximativement deux fois plus; b) les paliers en aluminium fonctionnent à des températures plus basses dans les essais   PV   que les pa- liers de bronze de mômes dimensions.

   La différence de tempéra- ture dépend de la valeur PV de l'essai; c) la densité de l'aluminium étant environ un tiers de celle du bronze l'énergie nécessaire pour fritter l'aluminium est nettement plus faible; d) les bonnes qualités de conductibilité thermique de l'aluminium permettant un chauffage plus uniforme pendant le 

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 cycle de frittage ce qui est très bénéfique pour :  #s   cycles courts, e) en plue des autres caractéristiques   avantageuse*   mentionnées ci-dessus, l'aluminium présetne les qualités avantageuses pour les paliers qui sont les suivant :

   excellente résistance à la corrosion, résistance élevés à la fatigue, résistance élevée à la compression, bonne qualité d'absorption des impuretés, mise en forme facile, résistance   à   l'usure, bonnes   caractéristiques   au point de vue grippage, conductibilité thermique élevée et prix peu élevé; 
Point 15.- Ce qui suit résuma les avantages des paliers poreux selon l'invention qui n'ont pas été déjà énumérés dans le paragraphe 14   ci-dessus :   a) les pores grossiers sont avantageux pour l'ac- cumulation d'huile qui peut alimenter les capillaires   fins,   Au surplus, ce type de structure peut être calibré facilement par divers procédés (par exemple par polissage) sans que l'on risque de boucher les canaux d'alimentation en huile;

   b) il est possible de fabriquer des paliers utili- sables, estampés ou non. La seule mesure nécessaire lorsque   l'on   utilise des paliers non estampés   ont   un polissage ou une autre opération analogue avant emploi. La suppression de l'opération de calibrage augmente les avantages économiques du procédé. 



   Point 16.- D'autres avantages divers permis par le procé- dé sont les suivants : a) la méthode de compactage supprime l'éjection à pression élevée et les problèmes d'oxydation rencontrés dans les autres procédés; b) en utilisant les moyens de protection   décrits   pour le frittage il n'est pas   nécessaire   de faire des in- vestissements initiaux élevés peur le four destiné   à   produire 

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 de tels paliers en série; c) on peut ajouter des éléments métalliques (par exemple magnésium) ou non métalliques   (aterotex),   en quantité contrôlée, ces éléments étant destinés à se volatiliser ou à fondre pendant l'opération de frittage et à contribuer ainsi à la production de pores de dimensions convenablement échelonnées. 



   Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. 



    -REVENDICATIONS,-   
 EMI31.1 
 ...¯M¯¯--¯¯--------------.. 



     1.-   Procédé de formation d'une structure frittée, caractérisé on ce qu'il comprend les phases qui consistent à mélanger au moins deux poudres métalliques dit. férentes, chauffer la mélange   jusqu'à   ce qu'il se forme un composant à bas point de fusion fournissant une action de fon- dant et continuer A chauffer la mélange jusqu'à ce que la phase liquide redevienne uns phase solide, et enfin chauffer le mélange à l'état solide jusqu'à ce que le frittage se pro- duise.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  "Porous metallic bodies and their manufacturing methods".



   The present invention relates as a whole to powder metallurgy and in particular relates to powder metallurgy processes for manufacturing porous or non-porous bodies of various metals such as aluminum and aluminum alloys.



   The technique of powder metallurgy relates to the manufacture of objects by heat treatment of compressed metallic powders, powders which may also contain non-metallic substances or bodies.



  This technique can be applied to elementary metal particles or to complex mixtures of particles. In many cases it is possible by means of powder metallurgy techniques to produce products having properties which cannot be obtained by conventional melting and molding methods. Thus, it is possible to

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 manufacture filters, self-lubricating cones and bearings as well as many other porous or compacted objects.

   Although the present invention is described with reference to the manufacture of porous aluminum alloy bearings, it is obvious that the principles of this invention can be easily applied in the manufacture or making of other products and can be applied. applied to other kinds of alloys such as those which include magnesium or titantum as the base metal instead of aluminum.



   The classic practice of manufacturing self-lubricating bearings consists in compressing metal powders such as a mixture of tin and copper so as to obtain a green agglomerate which is then sintered to obtain a porous body with an adherent structure. Percentages of graphites and volatile organic compounds are generally included in the powder mixture in order to allow control of porosity during the sintering operation. The resulting porosity in the sintered bearing can be up to 90% by volume. After forging the sintered bearing so that it reaches its final shape, it is impregnated with oil. During operation, the oil exudes from the pores of the bearing, and lubricates the shaft it supports.

   As the bearing heats up the amount of oil flowing out increases so that a lower operating temperature is obtained which promotes an increase in the effective life of the bearing.



   While porous iron or steel bearings as well as bronze bearings are in common use, porous aluminum bearings have not heretofore been commercially available, due to the special problems involved. the manufacture of porous aluminum or

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 its porous alloys. These problems are due to certain characteristics of aluminum.



   . As is well known, particles. Aluminum exposed to air forms an adherent oxide film of a refractory nature, which hinders the flocculent sintering of the particles. To overcome the resistance due to the presence of this oxide film, attempts have already been made with a view to sintering aluminum powder mixture in em.

   employing relatively high compaction pressures, these pressures ranging from 3,150 kg / cm2 to 9,450 kg / cm2. However, since aluminum is a soft material which sinks easily under pressure, the application of the high compaction pressures has created difficulties in making pores continuously connected together capable of providing a reserve of. suitable oil and impart lubricating properties essential to the manufacture of bearings.



   Another serious problem encountered when using high compaction pressures is that the die walls catch particles and ultimately seize when there is no wall lubricant. While such sticking can be reduced, die wall lubricants are used; this materially increases the production costs because the dies then have to be wiped clean and on the other hand the tolerances are more difficult to control. On the other hand, when in previous tests lubricants such as stearates were mixed with the powdered metal, discoloration, oxidation and lower strength of the compacted powder resulted when sintered.



   Another attempt to obtain porous aluminum alloy bodies has been to employ elevated sintering temperatures above the liquid phase.

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  The disadvantage of this method is that it results in excessive shrinkage and deformation of the parts. Mainly, when solid state sintering has been tried on aluminum alloys, at temperatures below the temperature of formation of the liquid phase, this has complicated oxidation problems because the The use of prolonged sintering times made necessary by the lower diffusion at low temperatures causes more oxidation per unit volume of powder. Another factor which has worked against the success of the realization of porous aluminum bodies is the inclusion of relatively fine powders (passing through a 130 mesh / cm sieve) in the mixture.

   This has been found to be one of the main reasons for sticking by the die walls as well as oxidation during sintering, simply because of the large surfaces presented by fine powders. such finely divided powders are risky as they tend to explode and combustions may occur during normal production.



   Thus, while many attempts have been made heretofore to make porous bodies made from mixtures of aluminum, the measures taken to solve the particular problems have served only to create new problems and the results have been limited. origin of a commercial failure.



   Consequently, one of the essential objects of the present invention is a new and efficient process for manufacturing aluminum products, this method being inexpensive, easy to perform and efficient and requiring neither complicated apparatus nor highly specialized technicians. .



   The invention relates more particularly to a

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 process for manufacturing porous aluminum bodies the porosity of which varies between 10 and 50% by volume, said bodies having controlled dimensions and being remarkable for improved resistance to crushing and good elastic bending.



   An important feature of the invention resides in that it facilitates the mass production of self-lubricating aluminum alloy bearings of commercially acceptable quality and exhibiting advantages which are lacking in the bearings produced. of other metals. Aluminum alloys exhibit relatively high thermal conductivity. which facilitates the dispersion of heat. At the same time, they have both a very low modulus and are soft so that the bearings will not wear excessively and will wear out when subjected to localized pressure. As a result, localized pressure will be relieved and the detrimental effects of misalignment and shaft deflection will be reduced.

   In addition, a soft material such as aluminum absorbs impurities and thus helps to avoid the presence of hot spots which can lead to destruction of the bearings. In addition, aluminum bearings exhibit excellent corrosion resistance as well as high fatigue resistance.



   Another object of the invention is the production of lightweight aluminum bodies which are extremely useful as structural elements, in particular for refrigeration techniques, since aluminum does not become fragile at very low temperatures. .



   A significant feature of the invention is that the porous aluminum body can be formed into an embossed disc of small area dimensions employed as a nicotine filter in a cigarette.

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 or other smoker's item,
The invention also relates to an improved process for the manufacture of porous aluminum bodies, this process using relatively low compaction pressures, in unlubricated dies, the lubricants being added only to the powder mixture in such a way that the discoloration and oxidation of sintered parts does not occur.



   In order to obtain the results, the present invention provides a process for forming a deep-fried structure comprising mixing at least two powders (different metals, heating the mixture until a low melting point component is formed. form, providing a fluxing action and continuing to heat the mixture until the liquid phase turns back to a solid phase, and finally to heat the mixture in the solid state until sintering occurs,
The present invention also relates to an apparatus for sintering a raw agglomerate consisting of pure copper and aluminum powders so as to produce an aluminum alloy body, said apparatus comprising a furnace,

   a retort which can be inserted into said oven and in which there are provided means for circulating a reducing gas and a receptacle disposed in said retort and intended to contain said raw agglomerate, said receptacle comprising a removable cover intended to reduce gas turbulence in relation to said agglomerate.



   Other characteristics of the invention will become apparent from the description which follows.



   In the accompanying drawings, given unique. ment as an example - Figure 1 is a sectional view of a

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 furnace for carrying out the sintering according to the invention.



     -. Figure 2 shows in longitudinal section the retort used in the lathe.



   - Figure 3 shows the retort closure cover, seen from the side.



   Figure 4 shows the same cover seen from the end.



   - Figure 5 is a perspective view of the receptacle or covered tray, arranged inside the retort and intended to receive the bearings, - Figure 6 is an explanatory graph showing a diagram of a copper-aluminum phase FIG. 7 is a graph showing the effect of sintering temperature on the bearings.



   Figure 8 is a graph showing the effect of copper content and particle size on the bearings.



   - Figure 9 is a photograph of a porous structure obtained using a type of copper powder.



   - Figure 10 is a photograph of a porous structure obtained by using another type of copper powder, MELANGE DE POUDRES, -
In general, the process of making porous aluminum alloy products involves the stages of compacting the powder mixture into the desired shape, the green agglomerate being subjected to temperature conditions such as to cause the sintering of the powders. powders in a coherent, but porous mass.



   We will first consider the nature of the powders used in the process of the invention. The mixture

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 is composed of aluminum and copper powders, to which an organic lubricant is added. The aluminum component of the powder mixture should preferably have a very low oxide content. Relatively coarse aluminum powders exhibit lower oxide contents since their surface areas are relatively small per unit weight (less than 0.3 cc). Preferably, such powders are prepared by atomizing or spraying molten aluminum with an inert gas such as helium, neon, argon, krypton or nitrogen.

   For example, it has been found that helium-sprayed aluminum powder has a very low percentage of oxide when compared to air-sprayed powder and therefore sintered very well.



   According to the invention, it is also preferable to use aluminum powders in which the very small particles are practically eliminated so that the fraction of the powders passing through the 130 mesh screen per cm is between 0.0 and almost about 0.4%. weight. Three suitable examples of helium sprayed aluminum powders are given below in Table 1 as percentages of mesh size.



   TABLE I.-
 EMI8.1
 
<tb> Type <SEP> A <SEP> B <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Graulometric <SEP> analysis <SEP> (%)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mesh <SEP> to <SEP> cm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>> 40 <SEP> 0.501 <SEP> 2.0 <SEP> 1.73
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 40 <SEP> - <SEP> 56 <SEP> 41.5 <SEP> 35.4 <SEP> 22.98
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 56 <SEP> - <SEP> 80 <SEP> 49.8 <SEP> 44.0 <SEP> 48.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> - <SEP> 110 <SEP> 8.03 <SEP> 16.9 <SEP> 18.6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 110 <SEP> - <SEP> 130 <SEP> 0.250 <SEP> 1.31 <SEP> 1.16
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <130 <SEP> 0 <SEP> 0.402 <SEP> 0.302
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 9>

 
These powders do not contain very small particles and the phenomenon of attachment by the matrix during compaction is thus eliminated,

   Another significant point is that the flow rate of air sprayed powders, as has been found by experiments, is about twice as slow. This means that in a given temple only a lower number of agglomerates can be produced in an automatic press. In addition, the aluminum sprayed with helium has a somewhat higher density.



   To make the helium-sprayed aluminum powder, molten aluminum is atomized or pulverized under a helium atmosphere and cooled in the same atmosphere, which prevents oxidation.



   As to the copper powder, a relatively coarse powder of suitable purity is preferably used, also having a high density and an adequate flow rate. An electrolytic copper powder (type "0") is suitable for this purpose, this powder exhibiting, on particle size analysis, a characteristic of 60 to 75% of particles passing to the mat of 32 to 40 mesh / cm. 20 & 35% passing through a 40 to 60 mesh / cc sieve and 0.25% maximum passing through a 60 to 80 mesh / cm sieve.



   The lubricant which is added to the powder mixture is preferably a "sterottx" which is added in small amounts only for the purpose of suppressing die friction problems and preventing the powder from sticking by the die. . It has been found that the addition of at least 1% by weight of "sterotex" powder works to limit the sticking problem, while optimum compaction or packing is obtained at 2%.

   "Sterotex" is a refined vegetable oil produced by Capital City Products C. de

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 Columbus Ohio, USA and present * the properties! and following characteristics
Color (Lovibond) yellow 20 red 1.2
 EMI10.1
 
<tb> Free <SEP> fatty <SEP> <SEP> acids (tele <SEP> than oleic <SEP> acid <SEP> <<SEP> 0.03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Melting point <SEP> <SEP> (capillary) <SEP> 61.6 <SEP> 62,

  2 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Point <SEP> of <SEP> socket <SEP> 69 <SEP>% <SEP> C <SEP> plus
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Number <SEP> of iodes <SEP> 2-10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pass <SEP> to <SEP> sieve <SEP> of <SEP> 40 <SEP> link / or
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (wet <SEP> method) <SEP> 99.4 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pass <SEP> to <SEP> sieve <SEP> of <SEP> 80 <SEP> meshes / or
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (wet <SEP> method) <SEP> 92.8 <SEP>%
<tb>
 
The helium atomized aluminum powders are thoroughly and thoroughly mixed with the other powders in such a percentage that the copper content does not exceed 5% by weight and is preferably between 1.1 / 4% to 2,

  1/4 The sterotex lubricant is added to this mixture of Aluminum-copper in a proportion of between 1 to 3% by weight.



    COMPACTION.-
As an example, it will be assumed that a bearing is to be manufactured having an outside diameter of 19.05 mm and an inside diameter of 12.66 mm. The powder mixture is first pressed into a die capable of providing the required outside diameter and a core rod is introduced inside said die to determine the required inside diameter. To maintain a uniform increase in density throughout the chipboard, equal displacements are used on the upper and lower members of the punch.

   The raw densities of 69 to 89% theoretical (2.74 9 / cc) are obtained with compaction pressures varying between approximately 470 and 1100 kg / cm2. No further lubrication is required other than that provided by the sterotex of the powder mixture.



   On leaving the matrix, we obtain an ag-

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 Raw glomerated having the shape of a bearing composed of a mixture of copper and aluminum.



   Despite the low compaction pressure, the nature of the mixture of powders is such that the raw agglomerate is sufficiently consolidated to be able to be subsequently treated without risk of crumbling or disintegration.



  FRITTING.-
The compacted body is now ready to be sintered. The furnace used for this purpose is shown in FIG. 1. It included a thermally insulated chamber 10 into which a retort 11 can be inserted, the chamber comprising suitable heating elements 12 and a fan 13 ensuring the circulation. As shown separately in FIG. 2, the retort 11 has the shape of an elongated rectangular box, the rear end of which protrudes outside the oven, this end being hermetically sealed by means of a removable cover 14 comprising. a seal 15.

   The retort is filled with an atmosphere of hydrogen by means of an inlet tube 16, the hydrogen leaving the retort through an outlet port 17 where it is burnt. The temperature in the retort is measured by means of a thermocouple 18 in a sheath as seen more clearly. ment in Figures 3 and 4. The closure cover has three holes 16a, 17a and 18a intended for race. see the tubes passing through it.



   A receptacle 18 comprising a removable cover 19 is disposed inside the retort 11 in the vicinity of the front end thereof, the cover 19 comprising projecting pins 20 which can penetrate into openings arranged correspondingly in the side walls of the receptacle so as to hold the cover in place.

   The receptacle is divided by a wall of

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 separation 21 into a main compartment for receiving the bearings 22 of compacted raw powder to be sintered and an auxiliary compartment filled with aluminum powder which acts as a getter and absorbs oxygen and humidity.



   The arrows in Figure 2 show the direction of flow of hydrogen in the retort. The d. this covered receptacle 18 is not sealed against hydrogen, but free circulation of the gas as well as turbulence within the receptacle are prevented. It has been observed that the use of iron receptacles and lids having thick walls is essential in obtaining neat sintered bearings showing no signs of contamination. It has also been found that thin-walled receptacles and lids are not as effective as those made from thicker materials because temperature differences cannot be absorbed so as to prevent dumbbell-shaped distortions in the cells. bearings.



   After the sintering operation the retort is cooled with water. Although the sintering has been described as being carried out under a dry hydrogen atmosphere, nitrogen or any inert gas can be used for the rubbing which can also be carried out under vacuum. The furnace described above has been described only by way of example and other furnace devices such as pot furnaces can be used provided that the principles described above are observed. For example, a continuous conveyor belt furnace can be used comprising receptacles or trays for the bearings.



   The results in Table II correspond to the "0" type of copper powder (4%) as defined above mixed with helium atomized aluminum powder, in which the fine particles are removed.

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 which has been described above so as to form a porous bearing, These test pieces in three densities of flood compacta
 EMI13.1
 <[69.7 and 77 theoretical) were sintered in iron receptors as described above at temperatures varying between 5890 0 and 595 * 0.

   The obtained crush strength and dimensional characteristics were excellent as indicated for the optimum sintering temperatures and properties given below for different densities of compact growth.



      BOARD -
 EMI13.2
 
<tb> Density <SEP> of <SEP> Temperature <SEP> Resistance <SEP> to <SEP> Variations <SEP> of <SEP> '
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> body <SEP> "raw" <SEP> of <SEP> sintering <SEP> crushing <SEP> dimensions
<tb>
 
 EMI13.3
 - - --¯-¯. ##### 1 ext. 0 Int.



  69 588 861-959 +0.0254 0.000 73 590 949-1113 * 0.050 +080254 77 592-595 u3-.3? $, 5 +0.1016 +0.0762
 EMI13.4
 It should be noted that from the results shown in Table II the final dimensions were increased by several hundredths of a millimeter. This allows good forming qualities and characteristics to be obtained as will be seen later.



   Table III shows the differences in results obtained when using "O" type coarse copper or a finer type of copper referred to below as.
 EMI13.5
 type "90" (0.1% passing through a 32 to 40 mesh / cm sieve, 0.1% passing through a 40 to 60 mesh / cm sieve, 4.0% at most
 EMI13.6
 60 to 80 mesh / cm sieve, 1.5 "fi maximum to 80 to 100 mesh3 / cm sieve, 2 to 7 to 100 to 130 mesh / cm sieve and 90% to 130 mesh / cm sieve. in both cases the percentage of copper in the mixture was 2% by weight based on the aluminum.



   It will be noted that an excellent control of
 EMI13.7
 dimensions is made with powder of the type nOu 3ndépen.

 <Desc / Clms Page number 14>

 Regardless of the crush strength, it will further be noted that comparable results were obtained when bearings having a raw density of 77% were sintered in two different turns. The only apparent difference between the ovens is a temperature difference of 3 ".

   But under the same sintering conditions the "90" type powder exhibited excessive shrinkage, which is a definite disadvantage for the forming or stamping operations.
 EMI14.1
 

 <Desc / Clms Page number 15>

 
 EMI15.1
 t A BLASAT SX Summary of densities after sintering and resistances 3.tcrsaemeni for various temperatures and densities of green bodies (bearings containing z copper)
 EMI15.2
 Temp.

   Density Density after sintering Crushing resistance X / cm2 Variations in diaaed dimensions of Copper Copper Coarse copper Fine copper (2) 'outside in # raw JE coarse (2) fine (2) rosaier (2) Fine copper (2) 590 69 67.5 80.50 - + 0.0762 / + 0.1270 - 595 69 67-69 136, 3 * 02 540: 1524 - 600 77 73.6-7.8 (3) - 483.00-578 , 90 (3) + 0.0508 / + 0.1016 (3) - 601 73.1-73.7 73.4-73.6 197.40-251.30 156.80-237.30 +0, 0254AO, 0762 + 0.0508 / + 0.0'62 601 77? 5s-? 6.4? 4 -77.1 229.60-281.80 1305.50-1463.00 + 0.0254 / + 0 , 05O8 -O, 4O64 / -o'o762 605 69 68-69 66 -67 236.60-271.60 158.20-186.40 + O, ü508 / + 0.152 + 0.152 / + 0.250 605 72.5- 73.5 73 -73.5 154.50-185.50 91.00-110.60 + 0.0254 / + 0.0762 + 0.0762 / + 0.1016 603 77 S'î-35 f 72, 1-75, X 141.40-276.50 707.00-1386.00 -0.08 / + O, 1o16 -0.1778 / + 0.1778 606 73 73.9-? 4.2 73.9 -74.9 170.80-242.20-376.60 156.80-256.20 -0.0508 / + 0.025 + 0.0508 / t0.0762 606 77? 5.5-? 6.8 75,

  5-78.6 220.50-292.60 146 ', 00-1617.00 0: 000/0: 0254.-0.4'18 / -0.0254 610 73 72.5-73.4 73, 0 204.40-205.80 93.80-110.60 +0: 0254AO: 10l6 + 0.0762 / + 0.1016 fi10 77 75.4-76.0? 2.1 - ?, 6 134.40 -147.00,, 742.70-782.60 +0.025,% + t3.0508 -0.0508, / + 02T9 612 77 75.0-75.9 (3) - 724.50-887.60 ( 3) +0: 02540: 1016 (3) ##.



  615 69? 1.0 - 1128.40 -0.0? 62f-0.25.0 615 5 72.3-? 2.7 71.5-? 2.3 306.60-361.90 214.20-249 , 90 '' ## '' * t0.1270 / + Osl? 78 615 77 72.4-75.7 78 721.00-869.40 1596.00 + 0.0254 / + 0.0762 -0: 482 : 2286 620 73? Ls8-? 3s6 70.8-74.0 553.00-647.60 501.20-602.00 -0.1016 / + 0.1016 + 0.0254 / + 0.2794 620 77 74.0-76.2 72.9-74.513: 00: 00 470: 40-609.00 + 0.0254 / + 0.1.270 -0.4826:

  1-0.6'50 625 .. "72.7-76.0 72.9-74.5 104 ', 00-1064.00 470.40-609.00 -0.1778 / + 0.0762 - 0.1016 / + 0.1'78 625 77 73.5-76.1 81 4-41.0 <> - 462.00 1890.00 + 0.0254 / + 0.0762 -0, '048 / - 0.9'98 630 76.5-78.1 U69.00-1.86, OO -0.1016 / -0.2794 630 81 80.1-82.1 - 1575, 00-1596.00 - - 0.025.f + 0.1? 78 il
 EMI15.3
 (1) Sintering time 1 hour in all C (2) Coarse copper - Type "0 * Fine copper - Type '* 90'0 (3) Kiln-oven type Revi-Duty

 <Desc / Clms Page number 16>

 
 EMI16.1
 In Table III the results have been given for a copper proportion of 2%.

   To mount the effects of sintering when using smaller ..! or greater proportions of copper, the results obtained with type "0" type copper are shown in Table IV below in a range from 0 to 4% by weight relative to the aluminum powder, TABLE IV.

   -
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 copper% Resistance to Density Density Ttmp'ratur8 by weight crushing Moruo body after sintering ¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯ ci-tt 019 0 650.7 * 77 80 6 $ 0 1 2iq0e 73 7215 640 4/4 462.0 77 615
 EMI16.3
 
<tb> 11/2 <SEP> 616.0 <SEP> 77 <SEP> 615
<tb>
 
 EMI16.4
 33/4 721.0 77 615
 EMI16.5
 
<tb> 2 <SEP> 669.4 <SEP> 77 <SEP> 75.7 <SEP> 615
<tb>
 
 EMI16.6
 2JL / 4,966.0 77 - 615
 EMI16.7
 
<tb> 3 <SEP> 1694.0 <SEP> 77 <SEP> 85.4 <SEP> 620
<tb>
 
 EMI16.8
 4 1378e5 77 - 592-595 x The specimens showed excessive shrinkage.



   Table IV shows very clearly that a suitable resistance as well as controlled dimensions are obtained when the percentage of copper
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 is in the range of 1.1 / 4 to 2.1 / 4Zen weight of copper, THE SINTERING PROCESS.-
It has been found that if the sintering is carried out above the eutectic temperature but below the solidus temperature, preferably using
 EMI16.10
 With very low dew point hydrogen (between -62 "0 and -73 ° C), the difficulties can be eliminated or reduced.

   Ties which have been encountered in previous attempts and which relate to contamination and distortion,
Figure 6 summarizes the results of deep frying

 <Desc / Clms Page number 17>

 tage in a * schematic representation of the relevant angle of the diagram of the aluminum-copper phame at temperatures varying from the eutectic temperature to the melting point of the main element of the alloy, aluminum. Area B of the diagram defines the optimum range of temperature and composition which is necessary to achieve Al-Ou primers or other porous structures having excellent strength and size control.

   It should be noted that for the lower percentages of copper in this area the range of acceptable sintering temperatures increases. This is significant in that at the higher temperatures approaching that of the solidus the sintering time can be reduced considerably for these compositions without resulting in a decrease in the crush strength. This results in a more economical manufacture of the parts.



   With regard to the frying process, additions of copper to aluminum powders up to an amount of nearly 5.7% by weight (the maximum solubility of copper in aluminum at the temperature of eu-tactic) achieves a low eutectic melting point of 548 "C for a short period of time.

   This liquid phase (Al-Ou) is apparently attracted by capillarity within the set of compact elementary powders and melts all the residual aluminum oxide present on the surface of the aluminum particles. During these early stages of the sintering cycle the agglomerate clearly expands, the magnitude of the expansion depending on the copper content which controls the amount of the liquid phase present above the eutectic temperature.



   As the temperature and duration of the operation increase and as the entire

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 liquid phase is solidified on the surfaces of particles. The rapid diffusion of aluminum and copper continues to occur in the direction of equilibrium concentrations.



  The maximum temperature that can be used for sintering, after diffusion is almost complete, is given by the phase diagram, as the solidus temperature for the aluminum alpha phase. If this temperature is exceeded, excessive shrinkage and distortion occurs in the agglomerates.



   If excess copper has been added and the final sintering temperature is lower than that of the solidua; an exaggeratedly expanded agglomerate is obtained after sintering. When the sintering temperature approaches and / or exceeds the solidua temperature for such a copper content shrinkage occurs rapidly and little or even no control of the dimensions can be obtained (see figures 7 and 8). It will be noted in FIG. 7 that the curve for a body containing 3% copper presents a steep slope which limits the possibilities of control.



  Figures 7 and 8 also show the advantage of using coarse copper powder.



   In addition, Figure 7 shows that when the copper percentage and the particle sizes are properly chosen, a bearing on the curve results, allowing dimensional control over a temperature range below the temperature. solidus. It will be noted that for a percentage of 2, * 0 of copper the final dimensions of the body are slightly increased, which has proved to be an ideal advantage for subsequent stamping operations,
The following general characteristics for elemental powder sintering can be considered to apply in the early stages.

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   1 / The diffusion coefficient depends on the concentration gradient,
2 / The diffusion coefficient is an expositor tial function of the absolute temperature, ie the diffusion rate increases rapidly with temperature.



   3 / In general, the rate of diffusion of an individual metal in a given network is higher the closer the temperature is to the melting point.



   In a binary system, therefore, the component with the lowest melting point exhibits the highest so-called melting rate at a given temperature.



   4 / The rate of equilibrium and homogenization by diffusion during sintering of mixed powders depends on the size of the particles, which determines the distances between the maximum and minimum concentrations. With a given mixture, the fastest homogenization occurs when the particles of the secondary component have the smallest dimension.



   5 / In general, the secondary component of a binary system will alloy more quickly than the main component, the diffusion layers forming envelopes around the particles of the secondary component.



   As the process continues and the body approaches the final sintering temperature (above or below the solidus) the over expansion and shrinkage processes begin to take effect.



   Once again, the characteristics of the powders have a significant effect here. It has been noticed that two different processes determine the process of shrinkage or contraction namely the volume contraction of the particles or the effect!

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 settlements which change the shapes of the particles and the relative positions of the particles, the volume thereof remaining constant. These effects can occur neither and overlap, and it has been observed that finer grain powders increase their importance.

   In these coarse powders, the pores formed in the raw compacts do not allow a significant increase in density to be obtained by the compaction process.



   In summary, it is noted that the additions of copper to the aluminum make it possible to obtain a faster sintering and an increased resistance, for sintering temperatures lower than those necessary for pure aluminum powders, the copper also makes it possible to limit contamination by sulphides or oxides which may be present on the surfaces of the powders and such additions of copper make possible sintering of agglomerates at low pressures, thereby
It has been found that the use of coarse aluminum powders is important for a manufacturing process because it eliminates the explosion hazards which normally exist when processing finely divided powders which have large surface areas.

   This is in particular the case when using a hydrogen atmosphere, THE FRITTEZ STRUCTURE ,,.



   Figures 9 and 10 respectively show the porous structure obtained with coarse copper powders and that obtained with fine powders. It is evident that coarse pores are randomly distributed throughout the structure when using copper powders. coarse copper.

   It was explained, when examining the sintering process, that additions of power *

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 Fine copper dres led to increased density and smaller pore sizes. Randomly distributed coarse pores are advantageous for the operation of the bearings since these coarse pores provide oil storage cavities which can feed the small capillaries formed by the smaller particles.

   In addition, this type of structure has the advantage that large holes in the surface can be blocked more difficult by polishing or wear. this ensures more continuous lubricating qualities and a greater safety factor for the operation and replacement of the bearings.



     In addition, the lower the temperature, the better the surface finish and the more uniform the dimensions. This is obtained by polishing which eliminates dimensional malformations and ensures that bearings with perfectly polished inside diameter are obtained.



  IMPREGNATION AND STAMPING. -
By way of example, to show the effects of stamping and oil impregnation, bearings comprising 4% copper and having a density after sintering of 69.7 theoretical and slightly expanded dimensions were impregnated. of oil then stamped. The oil impregnation was carried out under vacuum for three quarters of an hour and the stamping was carried out with a pressure of 2200 kg / cm2.



  The density increased to 75.7 and the strength & crushing increased from 960 kg / cm2 to 1750 kg / cm2, while the elastic strain decreased from 7.9 to 1.6%.



   It is interesting to note that the impregnation can be carried out before or after the stamping operation. Impregnation carried out before stamping results in

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 very uniform dimensions after stamping. The oil acts as a hydrodynamic pressure equalizer resulting in a more uniform application of the burst pressure. It has also been observed that the immersion impregnation in a bath is not satisfactory because considerable variations in length result after stamping. In addition, the pores of the ends tend to be blocked when stamping impregnated test pieces by immersion.

   As a result, vacuum impregnation has become a standard operation. It is also possible to impregnate the stoves with lead so as to prevent the bearing from burning out if the oil is used up.



   From the data obtained for the sintering it is evident that by using suitable compositions as well as suitable sintering conditions, suitable crush strengths as well as good elastic deformation and dimensional control can be achieved without stamping. Thus, it is possible to omit the stamping operation so as to lower the production cost.

   With such bearings, it is only necessary to carry out a polishing operation to obtain uniform dimensions and a smooth surface,
OTHER TYPES OF ALLOYS AND PRODUCTS OBTAINED. -
It has been observed that other metals in the form of elemental powders can be mixed with the aluminum to form good quality plots after sintering provided there is a low melting point component and that the solidus temperature line in the phase equilibrium diagram is established so as to
Band the maximum sintering temperature.

   The following elementary additions have been tried

 <Desc / Clms Page number 23>

 
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<tb> Element <SEP> or <SEP> alloy <SEP> added <SEP> Percentage <SEP> in <SEP> weight <SEP> added
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tin <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Titanium <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Molybdenum <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnesium <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Magnesium <SEP> (ZK-10) <SEP> 2.4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Iron <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nickel <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lead <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Chrome <SEP> 15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cobalt <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Copper <SEP> plus <SEP> Nickel <SEP> 4 <SEP> (each)

  
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Brass <SEP> 1
<tb>
 
The results obtained show that a raw agglomerate containing 1% tin, sintered at 625 ° C. for one hour, has a crushing strength of 791.70 kg / cm2 and an elastic deformation of 9.89%. Aluminum-tin specimens were sintered under vacuum or in an atmosphere of hydrogen and gave satisfactory parts ...



  An agglomerate containing 4% magnesium (ZK-10) and sintered at 600 C for one hour exhibited sowing resistances varying from 980 kg / cm2 to 1070 kg / om2 with elastic deformations varying from 7 , 43 to 9.50%. A body containing in addition 4% copper and 4% nickel, sintered at 600 0 for one hour exhibited crushing strengths varying from 840 kg / cm2 to 972 kg / cm2, exhibiting elastic deformations of 5 .08 to 5.50%.



   It has been found that the magnesium obviously volatilizes to a certain extent during the sintering process, leaving suitable pores the size of which depends on those of the original metal particle. This was also observed in the case of

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   sterotex so that it can be concluded that metallic or non-metallic products can be used to achieve the required porosities.



   Parts with a porous structure can be made using an aging treatment following the sintering operation. For example, an aluminum specimen containing 4% copper has been sintered. Bile then had a density of 86.3%, a crushing strength of 2121 kg / cm2 and an elastic deformation of 12.1%.



  Hot treatment at 500 ° C. for one and three-quarters hours, followed by cooling in water, followed by heat treatment under vacuum at 150 ° C. for a period of 2 to 89 hours allowed the obtaining test pieces with crushing strengths of up to 2500 kg / cm2 with elastic deformations of 4.1%.



   In addition to the above, it has been discovered that mixed elemental powders can be loaded into receptacles, leveled and sintered, allowing high strengths to be obtained without prior tamping. For example, a mixture containing 4% copper and the remainder of aluminum (these powders all being coarse powders) was thoroughly mixed for half an hour, loaded into receptacles, leveled and sintered as described above. high at 620 C for one hour.

   A very strong, porous, sintered sintered cake product was obtained. Air atomized or helium atomized aluminum can be used. If it is necessary to have a greater density or a greater resistance, the cake thus obtained can be stamped or rolled, cold or hot. These sintered cakes can also be impregnated with lead. The agglomerated cake can be reinforced, to obtain parts with a dense structure, by cold or hot rolling or extrusion. Like-

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 parts can also be heat treated and aged to give them required structural properties.



   A tobacco smoke filter can be made by forming an extremely porous aluminum alloy plug made as described above. The green compact can be packed very lightly so as to present a high porosity, the sintered product having pores joined together which allow the passage of smoke.



  The stopper can be inserted in a cigarette holder or in a pipe pipe. The filter can also be produced in the form of a small wafer inserted at the end of the cigarette, this end being of the type now used in a conventional manner with filters made of fibrous material. The advantages of aluminum filters are due to their high conductivity so that they cool. smoke, cause harmful vapors containing nicotine to condense and filter smoke and tobacco particles. A filter of this type on the other hand does not affect the taste or smell of the smoke. Such a filter has only negligible weight and can easily be inserted into a cigarette end.



  CONCLUSIONS.-
The process just described makes it possible to manufacture porous metal parts having porosities varying from 10 to 50% by volume as well as improved crush strength, good elastic deformation and high strength. dimensions controlled in an excellent way. This new process offers a large number of technical and economic advantages over the prior processes. The solutions to the problems that existed before and the advantages of the new process are as follows
Point 1.- The problem of the sintering atmosphere leading to contamination of the treated part.

   This is resolved

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 using a protective sinter pan to receive the parts in the furnace and employing an alloying element such as copper which is a low melting point component (in the early stages of sintering) and acts as a melting agent on the surface of the powder. It should also be noted that the corrosion resistance of the solid, Al-Cu or other solution formed on the surface of the powders is greater than that of pure aluminum.

   Such sintering has been successfully achieved in different atmospheres such as dry hydrogen, nitrogen, and vacuum;
Point 2.- The problem of refractory oxide or other contaminating films on the surface of elementary powders which cannot be reduced at the sintering temperatures employed The solution was obtained by employing a low melting point flux as indicated in paragraph 1 above Also the degree of flux required can be controlled by the alloy content. For example, if a very pure powder (for example aluminum atomized with helium) is used, a loss of the component to constitute the flux, for example copper, must be compensated for.

   The purity of the powder in turn is controlled by the removal of very fine particles (passing through a 130 mesh / cm sieve). This can be done for both the most important component and the secondary component of the alloy.



   Point 3.- The problem of the adhesion of the particles by the wall of the matrix and their setting, during the pressing of the agglomerates bears. This problem is solved by using low compaction pressures of the order of 470 to 1100 kg / cm2 and by controlling the particle sizes of the powders so as to have optimum compaction qualities. The happy use of a powdered lubricant is also very helpful.



  The use of motor lubricants that would be necessary

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 if high compaction pressures were used and / or if the powder could not be lubricated, would lead to higher production costs since it would be necessary to wipe the die, the wear would be greater and that the tolerances would be more difficult to control, etc. ,.



    The use of low compaction pressures also makes it possible to manufacture plastic dies.



  In any case, the use of steel tools is no longer necessary and cheaper alloys such as cold rolled steel can be used,
Point 4.- The problem of using lubricants mixed with powders. About 1 to 3% of sterotex mixed with elemental powders combined with the use of a special sintering plate device in the sintering operation suppressed discoloration and oxidation of the sintered parts.



   Point $ .- The problem of long and expensive sintering times encountered when performing sintering in the as-state. completely solid below any temperature corresponding to the liquid state. Sintering times are reduced to times which are economically achievable, by performing the sintering above euteotic temperature and just
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 below the temperature of the soil.



   Point 6.- The problem of excessive deformation due to shrinkage resulting from sintering of the liquid phase. This problem has been eliminated by keeping the sintering temperature below the temperature of the solidus. When it is absolutely necessary to employ sintering of the liquid phase (for example for 4% Cu) it is possible to obtain suitable results by carefully controlling the cycle in time, the size of the particles and the cooling cycle ** ment /
Point 7.- The problem of controlling the dimensions during

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 sintering to obtain proper dimensional control.

   By producing a slightly expanded sintered part, # the die forging of the parts was facilitated by this study. This is achieved by properly selecting the copper content, particle sizes, and sintering conditions such as temperature and time.



   Point 8.- The problem of obtaining a suitable resistance to crushing while maintaining a sure control of the dimensions. This is achieved by the use of coarse copper powders and by maintaining the sintering temperature below the temperature of the solidus for a suitable period of time.



   Point 9.- The problem of controlling the size of the pores and the production of coarse pores distributed at random presents a phasing towards more finite pores.



  This problem has been solved by employing coarse aluminum powder and adding the proper percentage of coarse copper powder which maintains the pore size during sintering.



   Point 10.- The problem of manufacturing parts does not show contamination after compacting at low pressure (470 to 1100 kg / om2). Contamination can now be removed despite the low compaction pressures by using the sinter pan and the flux component as described above.



   Point 11.- The problem of storing mixed powders. This is facilitated by using coarse copper and aluminum powders, which limits the exposed surfaces of the particles.



   Point 12.- The problem of the risks of explosion, encountered with aluminum powders exposed to various stmospheres. Through the removal of small particles

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 dimensions (passing through a 130 mesh / sieve) in the $ powder mixes. The surfaces of the particles are stabilized so that ignition tendencies and / or explosion tendencies are suppressed.



   Point 13.- The problem of manufacturing non-contaminated sintered agglomerates, directly from the powders without having tamped them beforehand. This can be achieved by coating the particles of the main element of the alloy with the elemental powder of the secondary element of the alloy (e.g. copper coating the aluminum) and sintering the powders at temperatures and during a suitable time. The dimensions of the particles are controlled to allow the attainment of a suitable strength and porosity if desired,
Point 14.- The use of aluminum and its alloys has a number of advantages.

   a) Aluminum and its alloys are softer and less elastic than bronze, for example, and therefore offer less spring effect when mounted in boxes. went up; etc ... In the case of aluminum-copper bearings, the tightening is only 40% while the bronze bearings have a tightening of 77% or approximately twice as much; b) Aluminum bearings operate at lower temperatures in PV tests than bronze bearings of the same dimensions.

   The temperature difference depends on the PV value of the test; c) the density of aluminum being about a third of that of bronze, the energy required to sinter the aluminum is markedly lower; d) the good thermal conductivity qualities of aluminum allowing a more uniform heating during the

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 sintering cycle which is very beneficial for: #s short cycles, e) in addition to the other advantageous characteristics * mentioned above, aluminum has the advantageous qualities for the bearings which are as follows:

   excellent corrosion resistance, high fatigue resistance, high compressive strength, good impurity absorption quality, easy shaping, wear resistance, good seizing characteristics, high thermal conductivity and price not high;
Point 15.- The following summarizes the advantages of the porous bearings according to the invention which have not already been listed in paragraph 14 above: a) coarse pores are advantageous for the accumulation of oil which can supply fine capillaries. Furthermore, this type of structure can be easily calibrated by various methods (for example by polishing) without running the risk of clogging the oil supply channels;

   b) it is possible to manufacture usable bearings, stamped or not. The only measure necessary when using non-stamped bearings is polishing or the like before use. The elimination of the calibration operation increases the economic advantages of the process.



   Point 16.- Other various advantages afforded by the process are as follows: a) the compaction method eliminates high pressure ejection and oxidation problems encountered in other processes; b) by using the protection means described for sintering it is not necessary to make high initial investments for the furnace intended to produce.

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 such bearings in series; c) metallic (for example magnesium) or non-metallic (aterotex) elements can be added, in a controlled quantity, these elements being intended to volatilize or to melt during the sintering operation and thus to contribute to the production of pores of suitably scaled dimensions.



   Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example.



    -CLAIMS, -
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 ... ¯M¯¯ - ¯¯ -------------- ..



     1.- A method of forming a sintered structure, characterized in that it comprises the phases which consist in mixing at least two said metal powders. heat the mixture until a low melting point component is formed which provides a melting action and continue heating the mixture until the liquid phase returns to a solid phase, and finally heat. mixing in a solid state until sintering occurs.


    

Claims (1)

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une de ces poudres est l'aluminium, le magnésium ou le titane. 2. A method according to claim 1, characterized in that one of these powders is aluminum, magnesium or titanium. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ces poudres métalliques comprennent la poudre d'aluminium et la poudre de cuivre et en ce que le mélange de ces poudres métalliques est comprimé pour former un aggloméré, après quoi l'aggloméré est fritte à une tempe** rature supérieure à la température d'eutectique de ces poudres, mais inférieure à leur température de solidus. 3.- Method according to claim 1, characterized in that these metal powders comprise aluminum powder and copper powder and in that the mixture of these metal powders is compressed to form an agglomerate, after which the agglomerate is sintered at a temperature higher than the eutectic temperature of these powders, but lower than their solidus temperature. 4.- Procédé suivant la revendication 3, <Desc/Clms Page number 32> caractérisé en ce que ces poudres sont relativement grossières et sont exemptes de particules passant au tamis de 118mailles au cm, 5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ces poudres d'aluminium ont des parti- cules passant au tamis d'environ 40 à 118 mailles, ainsi qu'une teneur en oxyde inférieur à 0,3 % en poids, 6,- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la teneur en cuivre est de l'ordre de 1 à 5 % en poids, 7,. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que cette teneur en cuivre est de l'ordre de 1 1/4 à 2 1/4 en poids. 4.- The method of claim 3, <Desc / Clms Page number 32> characterized in that these powders are relatively coarse and are free from particles passing through a sieve of 118 mesh per cm, 5. A method according to claim 4, characterized in that these aluminum powders have particles passing through the sieve of about 40 to 118 mesh, as well as an oxide content of less than 0.3% by weight, 6, - Process according to claim 3, characterized in that the copper content is of the order of 1 to 5% by weight, 7 ,. Process according to Claim 6, characterized in that this copper content is of the order of 1 1/4 to 2 1/4 by weight. 8.- Procéda suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la pressionde compactage est de l'ordre de 470 à 1100 kg/cm2. 8. A process according to claim 3, characterized in that the compaction pressure is of the order of 470 to 1100 kg / cm2. 9,- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la température de frittage est de l'ordre de 550 à 625 C. 9, - Process according to claim 3, characterized in that the sintering temperature is of the order of 550 to 625 C. 10.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on ajoute unlubrifiant organique au mélan- ge de la poudre d'aluminium et de la poudre de cuivre, pour former un aggloméré cru, la poudre d'aluminium ayant une faible teneur en oxyde. 10. A method according to claim 3, characterized in that an organic lubricant is added to the mixture of the aluminum powder and the copper powder, to form a raw agglomerate, the aluminum powder having a low content. in oxide. 11,- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue ce frittage dans de l'hydro- gène. 11. - Process according to claim 3, characterized in that this sintering is carried out in hydrogen. 12.- Appareil pour fritter un aggloméré cru constitué par des poudres de cuivre et d'aluminium, pour former'un corps en alliage d'aluminium, caractérisé en ce qu'il comprend un four de chauffage, une cornue que l'on peut insérer dans ledit four et dans laquelle sont prévus des moyens pour <Desc/Clms Page number 33> faire circuler un gaz réducteur et un réceptacle disposé dans ladite cornue et destiné à contenir ledit aggloméré, ledit réceptacle comportant un couvercle amovible destiné à réduire les turbulences du gaz par rapport audit aggloméré. 12.- Apparatus for sintering a raw agglomerate consisting of copper and aluminum powders, to form a body of aluminum alloy, characterized in that it comprises a heating furnace, a retort which can be insert into said oven and in which are provided means for <Desc / Clms Page number 33> circulating a reducing gas and a receptacle disposed in said retort and intended to contain said agglomerate, said receptacle comprising a removable cover intended to reduce gas turbulence with respect to said agglomerate. 13.. Appareil suivant la revendication 12, caractérise en ce que ledit réceptacle et le couvercle pour Ce dernier sont en fer relativement épais, 14,- Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que ledit réceptacle est cloisonné, pour former un compartiment pour une poudre de getter, 15.- Corps poreux formé à partir d'un Mélange fritte de poudres d'aluminium et de cuivre relative. ment grossières, les poudres passant par un tamis de plus de 130 mailles au cm et étant frittées à une température supérieu- re à la température d'eutectique, mais inférieure & la tempe*' rature de solidus. 13. Apparatus according to claim 12, characterized in that said receptacle and the cover for the latter are made of relatively thick iron, 14, - Apparatus according to claim 13, characterized in that said receptacle is partitioned, to form a compartment for a getter powder, 15.- Porous body formed from a sintered mixture of aluminum powders and relative copper. Coarse, the powders passing through a sieve of more than 130 mesh per cm and being sintered at a temperature above the eutectic temperature, but below the solidus temperature. 16.- Corps suivant la revendication 15, façonne sous forme d'un palier et contenant des pores rem- plis d'huile. 16. A body according to claim 15, shaped in the form of a bearing and containing pores filled with oil. 17.- Corps suivant la revendication 15, façonné sous forme d'un bouchon ayant des dimensions permet- tant son introduction dans un bout de cigarette. 17. A body according to claim 15, shaped in the form of a stopper having dimensions permitting its introduction into a cigarette end.
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