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"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>
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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
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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-
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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.
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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.
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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)
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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
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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$0 1 2iq0e 73 7215 640 4/4 462,0 77 615
EMI16.3
<tb> 11/2 <SEP> 616,0 <SEP> 77 <SEP> 615
<tb>
EMI16.4
33/4 721,0 77 615
EMI16.5
<tb> 2 <SEP> 669,4 <SEP> 77 <SEP> 75,7 <SEP> 615
<tb>
EMI16.6
2JL/4 966,0 77 - 615
EMI16.7
<tb> 3 <SEP> 1694,0 <SEP> 77 <SEP> 85,4 <SEP> 620
<tb>
EMI16.8
4 1378e5 77 - 592-595 x Les éprouvettes ont présente un retrait excessil.
Le tableau IV montre d'une façon très nette qu'une résistance convenable ainsi que des dimensions contrôlées sont obtenues lorsque le pourcentage de cuivre
EMI16.9
se trouve dans la gamme de 1,1/4 à 2,1/4Zen poids de cuivre, LE PROCESSUS DE FRITTAGE.-
On a constaté que si l'on effectue le frittage au-dessus de la température d'eutectique mais au- dessous de la température du solidus, de préférence en utili-
EMI16.10
sant de l'hydrogène à point de roséeFrès bas (compris entre -62" 0 et -73' C) on peut supprimer ou diminuer les difficul.
tés qui ont été rencontrées lors des tentatives antérieures et qui concernent la contamination et la distorsion,
La figure 6 résume les résultats du frit-
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tage dans un* représentation schématique de l'angle pertinent du diagramme de la phame aluminium-cuivre à des température$ 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.
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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-*
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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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<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
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<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
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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
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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.