Procédé de fabrication de paliers à coussinets lisses et palier obtenu par ce procédé. L'inventin concerne un procédé de fabri cation de paliers à coussinets lisses, caracté- risé en ce qu'on forme lesdits paliers en une matière obtenue à partir de deux alliages d'aluminium, l'un. tendre -et l'autre dur,
en chauffant une pièce de l'un des alliages à une température sensiblement en dessous de son point de fusion et en y appliquant un revête ment de l'autre alliage préalablement chauffé à une température sensiblement au-dessus de son point -de fusion, l'épaisseur relative des couches d'alliage et les températures aux quelles ils sont préalablement chauffés étant telles qu'une forte liaison est obtenue, sans une diffusion sensible d'un alliage dans l'autre.
L'invention comprend aussi le palier ob tenu par ce procédé.
La fabrication d'un palier par le procédé selon l'invention peut se faire en chauffant une plaque d'un des alliages à une tempéra ture sensiblement inférieure à celle à laquelle il fond et en appliquant une couche de l'au tre alliage, chauffé à une température sensi blement supérieure à celle de son point de fusion, en laminant la plaque duplex ou lin got pour assurer une réduction d'au moins 10 % de son épaisseur,
en traitant à chaud le flan ou lingot laminé à environ 465 C pen dant environ 4 heures et en laminant ensuite le flan ou lingot traité à chaud pour former une longue bande bimétallique de l'épaisseur désirée, le métal étant traité à chaud à des stades intermédiaires pendant le laminage pour éliminer le durcissement provenant du laminage, la bande de matière composite pro duite étant finalement traitée à chaud avant qu'on la découpe sous forme de plaques et qu'on en forme des paliers.
Les températures employées en liant les deux alliages l'un à l'autre peuvent varier considérablement, non seulement en dépen dance des caractéristiques des alliages, mais également par rapport à l'épaisseur relative des couches d'alliages d'aluminium dur et d'alliage d'aluminium tendre.
La condition essentielle est que l'épaisseur de la couche d'alliage d'aluminium appliquée et la tempé rature à laquelle i7. est chauffé soient suffi santes pour assurer une fusion superficielle de l'alliage d'aluminium solide préalablement chauffé, ou soient au moins suffisantes pour amollir sa surface afin de favoriser l'émiette ment de la couche d'oxyde avant que la soli dification de la couche d'alliage d'aluminium fondu se produise.
Simultanément, la solidi fication de la couche d'alliage d'aluminium fondu doit se produire en un temps suffisam ment court pour éviter une diffusion sensible d'un alliage .dans l'autre, c'est-à-dire pour assurer que la diffusion entre les deux alliages affecte au plus une zone relativement mince, immédiatement adjacente au point de jonc tion.
Un alliage d'aluminium tendre contenant I /o ou plus d'étain peut être lié à un alliage d'aluminium relativement fort et dur, en chauffant l'aluminium tendre à une tempe- rature au-dessus de son point de fusion avant son application sur l'allliage dur préalablement chauffé; l'épaisseur relative de l'alliage dur étant suffisante pour provoquer un refroidis sement rapide de la garniture d'alliage d'alu- minium tendre, avant que se produise une diffusion sensible entre les deux alliages.
Afin .d'assurer l'obtention d'une bonne liaison entre le support et la garniture, sans conditions critiques exagérées en ce qui con cerne les températures et les épaisseurs rela tives, il est préférable de préétamer l'alliage d'aliuninium préalablement chauffé, par exemple en traitant sa surface à la brosse métallique pendant qu'il est immergé dans de l'étain fondu.
L'alliage tendre d'aluminium peut conte nir d'autres métaux, tels que du plomb ou de l'antimoine, en plus de l'étain.
Le procédé peut être exécuté en appli quant l'alliage tendre d'a-luminiinn fondu sur une bande continue d'alliage dur d'aluminium dans tune machine à garnir des bandes, dans laquelle la bande dure d'alliage d'aluminium est chauffée à une température convenable au-dessous de son point de fusion.
En, variante, le procédé peut être exécuté en versant l'alliage tendre d'aluminium fondu sur im flan d'alliage dur d'aluminium placé dans un moule convenable.
Après l'applica tion de l'alliage fondu sur l'alliage préalable ment chauffé, la matière composite obtenue peut être refroidie, par exemple au moyen de jets d'eau, pour maintenir en solution ses composants précipitables. En effet, l'alliage dur d'aluminium est porté à ime tempéra ture à laquelle certains de ses composants, par exemple du cuivre, sont complètement dissous dans l'aluminium. Par un refroidisse- ment rapide,
on obtient une solution solide du cuivre dans l'aluminiiun, tàndis qu'un re froidissement lent permettrait au cuivre de précipiter et de former des particules assez grandes, qui nuiraient à la structure (le l'alliage obtenu. En variante, on peut laisser refroidir la, matière composite et la chauffer ensuite à une température convenable au-des sus du point où la solubilisation se fait et la refroidir ensuite. La matière composite peut être soumise à un travail à froid, par exem ple à -un laminage, pour améliorer sa struc ture et ses propriétés physiques.
Le laminage a pour but de répartir l'étain dans l'alliage d'aluminium tendre pour éviter qu'il reste la limite des grains d'aluminium, ce qui en affaiblirait sérieusement la structure.
Après refroidissement, la matière composite est de préférence soumise à un travail à froid, par exemple à un laminage, et est ensuite soumise à un traitement à chaud pour homo généiser la structure de la couche tendre d'aluminium et amener, dans son support en alliage dur, les composants précipités en solu tion. Le traitement à chaud peut comprendre un chauffage à environ 465 C pendant envi ron 4 heures.
On peut aussi fabriquer des paliers en formant des demi-coussinets, coussinets en une seule pièce ou cylindres en alliage dur d'alu minium et en liant une garniture d'alliage tendre d'aluminium sur eux par le procédé décrit cirdessus. La garniture peut être appli quée par rotation ou par moulage matricé.
Dans les paliers produits en ladite ma tière; il est avantageux de prévoir une haute teneur d'étain dans la couche formant la sur face du palier.
La description qui suit indique, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du procédé objet de l'invention.
Dans une première forme d'exécution de l'invention, un alliage dur d'aluminium con- tenant par exemple 4,4 %. de cuivre, 1,5 0/0 de magnésium et 0,6 % -de manganèse est uti lisé sous forme de bande ayant une épaisseur de 6,34 mm.
La bande d'aluminium dur est immergée dans de l'étain fondu à une tempé rature d'environ 350 C, et pendant qu'elle est immergée, elle est soumise à un brossage par une brosse métallique rotative actionnée à faible vitesse, par exemple au moyen d'un arbre -entraîné par un moteur, le brossage étant continu pendant environ 5 secondes ou une durée suffisante pour détruire la surface oxydée pendant qu'elle est hors de contact avec l'air et ainsi assurer un étamage complet de la surface.
La bande, qui a été partielle ment préalablement chauffée par l'opération de préétamage, est introduite dans une ma chine à garnir des bandes, dans laquelle elle est chauffée par des brûleurs à gaz ou par induction électrique à une température de 450 C et bien au-dessous de la température de 610 C à laquelle l'alliage fond.
Un alliage tendre d'aluminium contenant 201/o d'étain est chauffé à une température d'environ 750 à 800 C, qui est sensiblement supérieure à la température de 630 C à la quelle il fond, et l'alliage tendre d'aluminium fondu est alors appliqué au support pré- étamé, par exemple en l'étendant de manière uniforme au moyen d'une buse à une épais seur de 3,17 mm.
La température de l'alliage tendre d'alu minium est suffisante par rapport à l'épais seur relative des couches d'alliage pour pro duire une fusion superficielle du support préalablement chauffé et élever la tempéra ture de sa masse à environ 550 C. L'alliage tendre d'aluminium se solidifie en donnant sa chaleur au support, tandis que la fusion su perficielle de ce dernier est réduite à une zone relativement mince adjacente au joint, évitant ainsi la diffusion sensible d'un alliage dans l'autre.
La bande composite est ensuite refroidie par des jets d'eau par-dessous pour maintenir en solution ses composants précipitables en.
abaissant sa température assez vite pour em pêcher la ,séparation par précipitation des- dits composants, après quoi, la matière est coupée en forme de flan et on forme des pa- liers ou des garnitures de paliers aussi rapi dement que possible, par exemple au moyen d'une presse.
On laisse vieillir les paliers ou garnitures de paliers produits pendant envi ron 20 jours pour atteindre une résistance d'environ 20 t pour 6,45 cm2 avant las opé rations normales d'usinage.
Les paliers produits peuvent être durcis par trempage, par exemple par chauffage à. environ 135 C pendant environ 15 heures. Au lieu de refroidir la matière après avoir lié les deux alliages, on peut la laisser refroi- dir naturellement et ensuite amener la disso- lution de ses composants préeipitables par chauffage à environ 465 C pendant 4 heures, suivi d'un refroidissement rapide.
Dans une autre forme d'exécution, une pla que ou lingot duplex assez épais est produit en chauffant une plaque d'un des allia=ges d'alu minium, de préférence un alliage dur d'alu- minium, par exemple de .la composition pré citée, à une température d'environ 450 C sen siblement au-dessous de la température à la quelle l'alliage fond, et en appliquant une couche d'alliage tendre d'aluminium tel que décrit ci-dessus, chauffe préalablement à une température sensiblement au-dessus de son point de fusion.
La surface de l'alliage dur peut être pré:étaméë si on le désire. La pla que ou lingot duplex produit de cette manière est .laminé pour produire une réduction d'au moins 10 % de son épaisseur et est soumis à un traitement à la chaleur, par exemple eu le chauffant à 450 C pendant au moins 4 heures,
de manière à produire une matière malléable qui peut être laminée sous forme de long Lies bandes bimétalliques de l'épaisseur requise pour la fabrication de paliers, le la minage étant effectué avec traitement par la chaleur à des stades intermédiaires, pour éliminer l'effet de durcissement de la pièce provenant du laminage.
Par exemple, la pla que ou lingot duplex traité à la chaleur peut avoir une épaisseur de 5,08 cm et peut être laminé en plusieurs passes à une épaisseur de 2,54 cm et être ensuite recuit, par exemple en la chauffant à environ 250 C pendant en viron 2 heures.
La pièce est alors laminée en plusieurs passes à une épaisseur de 12,60 mm, suivi .d'un second traitement de recuit simi laire et ensuite laminée finalement à une épaisseur de 3,17 mm et à nouveau recuite, avant que la bande soit découpée en forme de flan ou plaques pour former des paliers.
Dans une autre forme d'exécution, un flan de dimensions convenables d'un alliage dur d'aluminium, contenant par exemple 5 0/a de zinc, 21/2 % de cuivre, 21/2 0/a de magné- sium, 1% de nickel,
3 % de titane et ayant une épaisseur de 6,34 mm est étamé en le brossant avec une brosse métallique dans un bain d'étain maintenu à environ 400 C, le brossage étant continué suffisamment longtemps pour assurer un étamage complet de la surface.
Le flan est alors placé horizontalement dans une forme appropriée et un alliage tendre d'alu- minium, contenant par exemple 20 % d'étain, est chauffé à 750-800 C et versé de manière uniforme sur le flan préétamé et préalable ment chauffé, jusqu'à une épaisseur d'en,,-i- ron 3,17 mm.
De préférence, le flan duplex ainsi formé est alors refroidi pour maintenir les composants précipitables de l'alliage de support phis dur à l'état dissous, après quoi le flan duplex est amené à la forme d'un pa lier, par exemple par pression, suivie d'un trempage de durcissement à environ 135 C pendant environ 15 heures.
On peut aussi laisser refroidir naturelle ment la bande ou le flan en matière duplex produit de la matière décrite ei-dessus après la fonte, et il peut être ensuite chauffé à en viron 465 C pendant environ 4 heures, cette opération étant suivie d'un refroidissement. Le flan duplex traité à la chaleur est alors amené à la forme d'un palier et durci par trempage à environ 135 C pendant environ 15 heures.
On peut donner à l'alliage tendre d'alumi- nium des propriétés intéressantes, par une combinaison de travail mécanique et de trai tement à la chaleur. Par exemple, le flan du plex ou bande de matière peut être refroidi ou se refroidir naturellement et est alors traité mécaniquement, par exemple par la minage,
pour obtenir une réduction en épais- seur d'environ 20 %. La matière est alors chauffée à environ 465 C pendant environ 5 heures et ensuite refroidie,
ce qui améliore la structure de la couche tendre d'alliage conte nant un fort pourcentage -d'étain et main tient en dissolution les constituants précipi- tables de Palliage dur de support, le flan étant ensuite amené à la forme de palier ou de garniture et durci par trempage, comme décrit ci-dessus.
Des paliers peuvent être produits à des températures similaires aveç 011 sans pré- étamage du support en. garnissant ou en coulant dans des demi-coussinets, coussinets en.
une pièce ou cylindres formés préalable ment, soit par un procédé de garnissage par rotation ou par moulage matricé, par gravité ou sous pression. La formation préalable de tels demi-coussinets, coussinets en une seule pièce ou cylindres peut être effectuée par moulage matricé, ou bien les coussinets en une seule pièce ou cylindres peuvent être dé coupés dans un tube travaillé. Des demi-cous- sinets peuvent -aussi être pressés à partir d'une bande travaillée.
Les moyens décrits permettent de pro duire simplement des paliers en alliage d'alu minium composites, combinant la résistance mécanique avec une surface de palier tendre et la difficulté généralement rencontrée d'ob tenir une liaison solide entre les couches est entièrement évitée.
I1 est également possible de produire des paliers en alliage d'aluminium ayant une haute teneur d'étain seulement dans la couche de surface du palier, de manière à économi ser de l'étain. En plus, il est possible de for mer un palier qui, dans son ensemble, pré- sente un haut coefficient d'expansion, de ma nière à pouvoir être avantageusement utilisé pour des garnitures en alliage léger.
Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécutions décrites ci- dessus. Notamment, au lieu d'appliquer la garniture en alliage fondu tendre sur le sup port en alliage dur d'aluminium, le procédé peut être inversé en appliquant l'alliage d'aluminium dur chauffé à une température bien au-dessus de son point de fusion sur l'alliage tendre d'aluminium chauffé à une température un peu en dessous de son point de fusion,
l'épaisseur relative des couches étant telle qu'une solide liaison est obtenue sans diffusion sensible de la manière décrite ci-dessus.