CA2493445A1 - Piece mecanique, et procede de fabrication d'une telle piece mecanique - Google Patents
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Abstract
La pièce mécanique (50) selon l'invention présente une direction principale le long de laquelle s'étendent une zone de coeur formant un noyau (52) et une zone périphérique formant une enveloppe (54), ledit noyau (52) et ladite enveloppe (54) présentant entre eux une liaison métallurgique, ledit noyau (52) étant réalisé dans un premier matériau présentant au moins une matrice métallique et ladite enveloppe (54) étant réalisée dans un deuxième matériau présentant au moins une matrice métallique. De façon caractéristique, lesdit es matrices métalliques du premier et du deuxième matériaux présentent le même métal de base et l'un au moins parmi lesdits premier et deuxième matériaux e st formé d'un composite à matrice métallique comprenant des éléments de renforcement dispersés dans ladite matrice métallique. De préférence, cette pièce mécanique est utilisée en tant qu'aube pour une soufflante ou un compresseur basse pression.
Claims (21)
1. Pièce mécanique (50, 110) présentant une direction principale le long de laquelle s'étendent une zone de coeur formant un noyau (52) et une zone périphérique formant une enveloppe (54) qui entoure ledit noyau (52), ledit noyau (52) et ladite enveloppe (54) présentant entre eux une liaison métallurgique, ledit noyau (52) étant réalisé dans un premier matériau présentant au moins une matrice métallique et ladite enveloppe (54) étant réalisée dans un deuxième matériau présentant au moins une matrice métallique, caractérisée en ce que lesdites matrices métalliques du premier et du deuxième matériaux présentent le même métal de base et en ce que l'un au moins parmi lesdits premier et deuxième matériaux est formé d'un composite à matrice métallique comprenant des éléments de renforcement dispersés dans ladite matrice métallique.
2. Pièce mécanique (50, 110) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit métal de base est l'aluminium.
3. Pièce mécanique (50, 110) selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites matrices métalliques du premier et du deuxième matériaux sont respectivement formées d'un premier alliage et d'un deuxième alliage, ledit premier alliage et ledit deuxième alliage appartenant aux alliages à base d'aluminium des séries 2000, 5000, 6000 ou 7000 selon les normes ASTM.
4. Pièce mécanique (50, 110) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit premier alliage et ledit deuxième alliage appartiennent à la même série d'alliage à base d'aluminium parmi lesdites séries 2000, 5000, 6000 ou 7000 selon les normes ASTM, en particulier à.
la série 2000.
la série 2000.
5. Pièce mécanique (50, 110) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits éléments de renforcement sont des particules de carbure de silicium (SIC), d'alumine (AI2O3) ou de carbure métallique tel que carbure de tungstène, de bore ou de titane.
6. Pièce mécanique (50, 110) selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits éléments de renforcement représentent au plus 50% en poids de la composition dudit composite à matrice métallique.
7. Pièce mécanique (50, 110) selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits éléments de renforcement représentent entre 5 et 35%, de préférence entre 10 et 20%, et de préférence de l'ordre de 15% en poids de la composition dudit composite à matrice métallique.
8. Pièce mécanique (50, 110) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'un parmi lesdits premier et deuxième matériaux est formé dudit composite à matrice métallique comprenant lesdits éléments de renforcement dispersés dans ladite matrice métallique, l'autre parmi lesdits premier et deuxième matériaux étant formé seulement de ladite matrice métallique.
9. Pièce mécanique (50,110) selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit premier matériau est formé seulement de ladite matrice métallique qui comporte l'aluminium comme métal de base et en ce que ledit deuxième matériau est formé dudit composite à matrice métallique comprenant lesdits éléments de renforcement dispersés dans ladite matrice métallique, ladite matrice métallique ayant l'aluminium comme métal de base et lesdits éléments de renforcement étant formés de particules de carbure de silicium (SiC).
10. Pièce mécanique (50, 110) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que lesdits premier et deuxième matériaux sont formés dudit composite à matrice métallique comprenant lesdits éléments de renforcement dispersés dans ladite matrice métallique, lesdits éléments de renforcement représentant un pourcentage en poids de la composition dudit composite à matrice métallique différent dans ledit noyau (52) et dans ladite enveloppe (54).
11. Pièce mécanique (50, 110) selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits éléments de renforcement représentent un pourcentage en poids de la composition dudit composite à matrice métallique progressif dans ledit premier matériau et dans ledit deuxième matériau, depuis le centre dudit noyau (52) vers la périphérie de ladite enveloppe (54).
12. Pièce mécanique (50, 110) selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que ledit premier matériau présente, pour lesdits éléments de renforcement, un pourcentage en poids de la composition dudit composite à matrice métallique plus important que dans ledit deuxième matériau.
13. Pièce mécanique (50, 110) selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que ledit deuxième matériau présente, pour lesdits éléments de renforcement, un pourcentage en poids de la composition dudit composite à matrice métallique plus important que dans ledit premier matériau.
14. Aube (50, 110) constituée d'une pièce mécanique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Compresseur basse pression comprenant des aubes fixes et/ou mobiles selon la revendication 14.
16. Soufflante (104) de turboréacteur comprenant des aubes (110) selon la revendication 14.
17. Procédé de fabrication d'une pièce mécanique (50, 110) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte successivement les étapes suivantes a) on réalise par compactage un demi-produit contenant un noyau (52) et une enveloppe (54), ledit noyau (52) et ladite enveloppe (54) présentant entre eux une liaison métallurgique, ledit noyau (52) étant réalisé dans un premier matériau présentant au moins une matrice métallique et ladite enveloppe (54) étant réalisée dans un deuxième matériau présentant au moins une matrice métallique, lesdites matrices métalliques du premier et du deuxième matériaux présentant le même métal de base et l'un au moins parmi lesdits premier et deuxième matériaux étant formé d'un composite à matrice métallique comprenant des éléments de renforcement dispersés dans ladite matrice métallique, b) on réalise le forgeage du demi-produit pour obtenir une ébauche, et c) on usine ladite ébauche pour aboutir à un produit fini formant ladite pièce mécanique .
18. Procédé de fabrication selon la revendication 17 en vue de l'obtention d'une pièce mécanique selon la revendication 11, caractérisé
en ce que ladite étape a) consiste à former conjointement le noyau (52) et l'enveloppe (54) par la technique de métallurgie des poudres.
en ce que ladite étape a) consiste à former conjointement le noyau (52) et l'enveloppe (54) par la technique de métallurgie des poudres.
19. Procédé de fabrication selon la revendication 17 en vue de l'obtention d'une pièce mécanique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite étape a) consiste à
réaliser successivement les sous-étapes suivantes a1) former une tige (10) s'étendant selon une direction longitudinale dans ledit premier matériau, ladite tige (10) étant destinée à former ledit noyau (52) placé au coeur de la pièce mécanique ;
a2) former un manchon (20) s'étendant selon une direction longitudinale dans ledit deuxième matériau, ledit manchon (20) étant destinée à former l'enveloppe (54) de la pièce mécanique en entourant ledit noyau (52) ;
a3) introduire la tige (10) dans le manchon (20) pour former un ensemble (30), et a4) passer à travers un orifice de section réduite ledit ensemble (30) pour diminuer au moins une dimension dudit ensemble selon une direction perpendiculaire à ladite direction longitudinale et afin de créer une liaison métallurgique entre ladite tige (10) et le dit manchon (20).
réaliser successivement les sous-étapes suivantes a1) former une tige (10) s'étendant selon une direction longitudinale dans ledit premier matériau, ladite tige (10) étant destinée à former ledit noyau (52) placé au coeur de la pièce mécanique ;
a2) former un manchon (20) s'étendant selon une direction longitudinale dans ledit deuxième matériau, ledit manchon (20) étant destinée à former l'enveloppe (54) de la pièce mécanique en entourant ledit noyau (52) ;
a3) introduire la tige (10) dans le manchon (20) pour former un ensemble (30), et a4) passer à travers un orifice de section réduite ledit ensemble (30) pour diminuer au moins une dimension dudit ensemble selon une direction perpendiculaire à ladite direction longitudinale et afin de créer une liaison métallurgique entre ladite tige (10) et le dit manchon (20).
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que ladite sous-étape a4) consister à effectuer un laminage ou un filage.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que ladite étape b) consister à effectuer un matriçage.
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