CH366636A - Machine component and method for its manufacture - Google Patents

Machine component and method for its manufacture

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CH366636A
CH366636A CH8235459A CH8235459A CH366636A CH 366636 A CH366636 A CH 366636A CH 8235459 A CH8235459 A CH 8235459A CH 8235459 A CH8235459 A CH 8235459A CH 366636 A CH366636 A CH 366636A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
metal
jacket
machine
sep
metals
Prior art date
Application number
CH8235459A
Other languages
French (fr)
Inventor
Ferdinand Bauer Alfred
Original Assignee
Nat Lead Co
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Filing date
Publication date
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Publication of CH366636A publication Critical patent/CH366636A/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02Composition of linings ; Methods of manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Description

  

  Organe de machine et procédé pour sa     fabrication       La présente invention a pour objet un organe de  machine, comprenant deux parties en métaux diffé  rents et liées l'une à l'autre.  



  Cet     organe    de machine     est    particulièrement utile  lorsqu'il consiste en un tambour de frein ou en un  cylindre ou un bloc de moteur à combustion interne.  



  La fabrication de tels organes, ainsi que d'autres  dont le bon fonctionnement exige un écoulement suf  fisant et régulier de la chaleur, a constitué un     casse-          tête    pour les industriels pendant de nombreuses an  nées. On s'est efforcé de couler des métaux, tels que  l'aluminium, autour de pièces en fonte ou en acier  insérées dans le moule de fonderie, en utilisant les  techniques de coulée classiques telles, par exemple,  que le moulage au sable et le moulage en coquille.

    Bien que les organes obtenus par ces procédés con  nus aient pu être acceptables dans une certaine me  sure, on a relevé certains inconvénients évidents qui  empêchaient d'exploiter toutes leurs     possibilités.    La  fabrication     d'organes    bimétalliques suivant les pro  cédés de la technique antérieure a souvent abouti à  l'établissement d'une liaison mécanique faible entre  les deux métaux.  



  L'écoulement de la chaleur dans les organes bi  métalliques     réalisés    par les procédés classiques de  fonderie est généralement suffisant aux températures  normales, mais son     efficacité    s'abaisse avec les tem  pératures plus élevées auxquelles on se heurte au  cours du fonctionnement. Par exemple, dans le cas  de l'aluminium et de la fonte grise.     Les    coefficients  de dilatation     thermique    des deux métaux sont iné  gaux, celui de l'aluminium étant approximativement  le double de celui de la fonte, par conséquent aux  températures de fonctionnement relativement élevées,  l'aluminium tend à se dilater dans une bien plus  grande mesure -que la fonte.

   A mesure que le con  tact entre les deux métaux devient moins intime,    l'écoulement de la chaleur diminue et il peut     arriver     que l'aluminium se dilate suffisamment pour former  des espaces vides au joint, ce qui crée des barrières       thermiques    susceptibles d'agir comme parois isolan  tes à l'encontre de cet écoulement.  



  L'organe de machine faisant l'objet de l'inven  tion est     caractérisé    en ce que la     liaison    est unique  ment due à un     accrochage    mécanique entre les deux  métaux le long d'une surface de contact     inégale    sur  toute l'étendue de laquelle des saillies irrégulières de  l'un des métaux, qui forme une chemise, pénètrent  dans des interstices correspondants de l'autre métal.  



  L'invention comprend également un procédé de  fabrication dudit organe. Ce procédé est caractérisé  en ce qu'on forme une chemise en métal, présentant  une surface rugueuse     irrégulière,    on introduit cette  chemise dans une cavité de matrice d'une machine  à couler sous pression, on introduit ensuite     dans    la  cavité de matrice, à l'état fondu et sous haute pres  sion, un second métal     différent    du premier, en refou  lant ce métal     dans    les irrégularités de la     surface    de  la chemise, et on refroidit le métal fondu de manière  que le métal compris dans les interstices de la che  mise se solidifie et accroche l'un à l'autre les deux  métaux,

   le point de fusion du métal de la chemise  étant supérieur à     celui    du métal coulé.  



  Dans la suite de cet exposé, on désignera simple  ment par   moule   les moules     métalliques    des ma  chines à     couler    sous pression. La coulée sous pres  sion peut être     définie    de façon générale comme la  technique d'injection sous haute pression d'un métal  fondu dans     un    moule fermé présentant la     configura-          tion    désirée.

   Les pressions généralement mises en       #uvre    peuvent aller d'environ 280 à 700     kg/cm2.    Ce  procédé doit être distingué des opérations de fonde  rie classiques, telles que la coulée au sable ou la  coulée en coquille, dans lesquelles la seule pression      présente est     celle    due à l'effet hydrostatique du mé  tal fondu dans les canaux de coulée du moule. La  fonderie sous pression est largement employée pour  la     fabrication        d'articles    à partir de nombreux mé  taux légers, tels que, par exemple, l'aluminium, le  magnésium, le zinc et leurs alliages.  



  Le     dessin    annexé représente, à titre d'exemple,  plusieurs formes d'exécution de l'organe de machine  faisant l'objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est     une    vue en     perspective    et en coupe  d'une première forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est une vue photographique agrandie  d'une partie de la surface de la chemise de cette  forme d'exécution.  



  La     fig.    3 est une vue photographique agrandie  d'une coupe de la même forme d'exécution, trans  versale à la surface de contact des deux     parties.     



  La     fig.    4 est une vue en perspective et en coupe  partielle d'une deuxième forme d'exécution.  



  La     fig.    5 est une coupe d'une troisième     forme     d'exécution.  



  La     fig.    1 représente un tambour de frein. Ce  tambour de frein est formé d'une première partie,  coulée sous pression en un métal léger tel .que l'alu  minium ou le magnésium et comprenant une     jante     12, un voile 14 et un moyeu 16, et d'une seconde  partie composée d'une chemise 20 en forme d'un  cylindre creux en fonte grise.  



  La chemise 20 est réalisée par coulée centrifuge  dans un moule cylindrique, préalablement enduit  d'un revêtement de moulage dont la composition et  le mode     d'application    peuvent ressortir de la techni  que connue.     Ce    revêtement est d'une nature telle que  sa face libre soit rugueuse en raison de pores, de  cavités ou de protubérances     s'élevant    en direction du  centre du moule. Ce revêtement est en outre d'une  nature telle .qu'il ne soit     pas    balayé lorsque le mé  tal fondu est introduit dans le moule, mais qu'au  contraire il conserve sa     surface    rugueuse et donne  une conformation correspondante à la     surface    exté  rieure de la chemise.  



  Après le démoulage, on débarrasse la chemise  de la couche de revêtement qui adhère,     sans    détério  rer la     surface    extérieure rugueuse et recouverte de  protubérances de la     chemise.    Cette     élimination    du  revêtement peut être réalisée par le moyen d'un bain  de sel électrolytique ou par un léger sablage. La     fig.     2 représente une partie de la surface extérieure de  la     chemise    avec un agrandissement d'environ 10 fois.  Les protubérances et les     interstices    sont produits par  les irrégularités de la surface du revêtement du  moule.

   Lorsque le métal est coulé, il est refoulé dans  tous les vides et cavités de ce revêtement. Après soli  dification, la surface extérieure de la chemise pré  sente une     conformation        superficielle    complémentaire  de celle du revêtement. Il est préférable que     les        pro-          tubérances    présentent un peu la forme de champi  gnons et que les cavités soient à contre-dépouille  c'est-à-dire que les protubérances aient leur plus fai  ble section à la base et qu'elles s'élargissent à mesure    qu'elles s'élèvent à partir de celle-ci,     tandis    que les  cavités qui les séparent sont conformées de façon  inverse.

   On a constaté que les protubérances et in  terstices irréguliers assurent une augmentation de la  surface de contact de quatre à cinq fois par     rapport     à celle obtenue avec une pièce usinée.     Il    n'a pas été  relevé que la profondeur des interstices ou la hau  teur des protubérances soient critiques ; toutefois  d'excellents résultats ont été obtenus avec une hau  teur ou profondeur de l'ordre de 1 à 1,5 mm. Le  revêtement du moule est de préférence une compo  sition réfractaire, qu'on applique à la surface du  moule sous     forme        liquide,    et qui est extrêmement  poreuse à l'état sec, ce quia pour résultat que le  métal destiné à constituer la chemise pénètre à l'état  fondu dans les pores du revêtement.

   L'on obtient  ainsi la surface rugueuse voulue.  



  La chemise est coupée à la longueur désirée et  de préférence chauffée avant d'être introduite dans  le moule métallique de coulée sous pression.     Il    est  avantageux de la chauffer à une température au  moins égale à la température de fonctionnement de  ce dernier, afin que le métal en fusion injecté     dans     celui-ci soit refoulé dans tous les interstices de la  surface de la chemise avant de commencer à se soli  difier.  



  La chemise est disposée sur le noyau du moule  métallique puis celui-ci est refermé. On injecte alors  un alliage     d'aluminium    fondu dans la cavité de mou  lage. Comme le métal est injecté dans le moule sous  une pression de 280 à 700     kg/cm2,    il pénètre dans  les plus fins interstices de la surface rugueuse de la  chemise. Lorsque le métal coulé se     solidifie,    il de  vient solidaire de la pièce ainsi insérée     dans    le moule,  par l'intermédiaire de la multitude de     protubérances     et de cavités de forme     irrégulière.    Ces points d'ac  crochage recouvrent toute la surface de joint des  deux métaux.

   La     fig.    3 montre une photographie de  la coupe de l'organe terminé, l'agrandissement étant  de 10. La zone sombre correspond à la chemise en  fonte grise, tandis que la partie plus claire est de  l'alliage d'aluminium. On peut aisément voir sur cette  photographie l'accrochage entre l'alliage d'aluminium  coulé injecté sous pression et les interstices et pro  tubérances de la surface de la chemise.  



  Cet accrochage purement mécanique     entre    la  chemise en métal ferreux et l'alliage     d'aluminium     coulé est suffisant pour maintenir les deux métaux  en contact intime en tous les points, sans qu'une     liai-          son        supplémentaire    chimique ou métallurgique soit  nécessaire. Le présent procédé représente une grande  économie de temps, de matière et de     main-d'aeuvre     par rapport aux procédés antérieurs d'obtention d'ar  ticles     similaires.     



  La rugosité superficielle de la chemise assure une  surface de contact avec l'aluminium bien plus grande  que si la chemise était     lisse.    Cette augmentation de  la surface effective de la     chemise    assure un     transfert     de chaleur beaucoup plus efficace entre la surface  de freinage et l'alliage d'aluminium ; il ne peut se      former de barrière thermique puisque les deux mé  taux sont solidarisés de façon telle qu'ils ne peuvent  plus être séparés par des différences de dilatation  thermique.  



  Ce type de liaison ne serait pas obtenu par mou  lage au sable ou par moulage en coquille ordinaire,  car le métal fondu ne pénétrerait pas dans les inters  tices qui séparent les     protubérances    de la chemise,  mais formerait au contraire pont par-dessus ceux-ci  en les laissant     remplis    d'air, et cet air ferait fonction  d'isolant.  



  Le procédé ci-dessus peut être utilisé pour réali  ser d'autres organes de machine, à condition que le  point de fusion dé la chemise soit plus élevé que celui  du métal coulé sous pression de façon à éviter un  ramollissement de la surface de la chemise qui se  trouve au contact du métal fondu à l'instant où     celui-          ci    est injecté dans le moule.

   Il en est ainsi pour le  cylindre     chemisé    20a de moteur à combustion in  terne, représenté en     fig.    4, ou pour le bloc     moteur     30, montré en     fig.    5.     Il    est courant de réaliser le  corps de ces cylindres ou blocs en un métal léger tel  que     l'aluminium    ou le magnésium, possédant un  coefficient de conductivité thermique élevé, et de  les munir de chemises en métal ferreux pour assurer  une résistance à l'usure suffisante à l'alésage du cy  lindre.  



  Le cylindre 20a     comporte    un corps 22 en métal  léger coulé sous pression autour d'une chemise 24,  en métal ferreux. Le bloc moteur 30 de la     fig.    5       comporte    un cylindre 32 venu de fonderie avec le  restant du bloc, qui est en métal léger. Une chemise  24 en métal ferreux présente l'alésage     soumis    à l'ac  tion abrasive résultant du mouvement alternatif du  piston et de ses segments (non représentés). La sur  face extérieure de la chemise 24 possède une multi  plicité de protubérances et de cavités irrégulières qui  assurent sur la totalité de la face de joint la     liaison     intime entre cette chemise en métal ferreux et le  métal coulé sous pression.  



  Bien qu'une chemise de cylindre de moteur à  combustion interne ne soit pas soumise aux     efforts     de couple et de réaction de rotation qu'on rencontre  dans un tambour de frein, les exigences de transfert  de chaleur qu'on retrouve dans le cas du     cylindre     égalent ou dépassent celles d'un tambour de frein.  Un transfert de chaleur régulier, tel que celui qui  résulte de la liaison bimétallique obtenue par le  présent procédé, est nécessaire pour empêcher l'ap  parition à l'intérieur du     cylindre    de   points chauds    où le lubrifiant risque de brûler en permettant ainsi  au piston de gripper.  



  Les exemples spécifiques ci-dessus utilisent une  pièce insérée ou garniture de forme     cylindrique    ; tou  tefois le présent procédé n'est en aucune manière       limité    à de telles applications. L'on peut réaliser par  ce procédé des pièces coulées sous pression compor  tant des éléments insérés ou garnitures de forme  légèrement variable, liés au métal coulé.    Le présent procédé peut être mis en     aeuvre    soit  sur les machines à couler sous pression de type clas  sique, soit sur celles qui     utilisent    les techniques du  vide pour évacuer l'air de l'empreinte de moulage.  



  Divers essais ont été effectués pour comparer la  qualité de la liaison ainsi obtenue suivant le présent  procédé avec celle des liaisons réalisées par de nom  breuses méthodes connues. Dans l'un de ces essais  l'on a établi des tambours de frein     bimétalliques     comportant application de trois méthodes     différentes     de     liaison,    savoir: 1) une méthode chimique ou     mé-          tallurgique-bien    connue dans laquelle on réalise au  joint un alliage des deux métaux en présence ; 2) une  méthode mécanique suivant laquelle une fraction du  métal est coulée dans des rainures en forme de queue  d'aronde qu'on a usinées sur l'extérieur de la che  mise ;

   et 3) la méthode de liaison     bimétallique    sui  vant le présent procédé. Il y a lieu de noter que tous les  tambours de frein essayés comprenaient une chemise  en fonte grise et un corps en     alliage        d'aluminium.     Des échantillons d'essais furent coupés de façon sem  blable     dans    la périphérie de     chacun    d'eux.  



  Pour les essais à la traction l'échantillon a été  serré dans un montage de manière telle que la charge  soit appliquée perpendiculairement au plan moyen  du     joint.    Dans le cas des essais au cisaillement, les  échantillons ont été montés de façon que la charge  soit appliquée à peu près parallèlement au joint.

   On  essaya différents échantillons prélevés sur chaque  tambour et les résultats moyens obtenus furent les  suivants, ces résultats correspondant à la     charge    né  cessaire pour rompre la liaison  
EMI0003.0035     
  
    <I>Essais <SEP> au <SEP> cisaillement</I>
<tb>  Procédé <SEP> 1 <SEP> avec <SEP> liaison <SEP> chimique <SEP> <B>....</B> <SEP> 378 <SEP> kg/em2
<tb>  Procédé <SEP> 2 <SEP> avec <SEP> rainures <SEP> en <SEP> queue
<tb>  d'aronde <SEP> <B>......................</B> <SEP> 480 <SEP> kg/cm2
<tb>  Procédé <SEP> 3 <SEP> liaison <SEP> bimétallique <SEP> obte  nue <SEP> suivant <SEP> le <SEP> procédé <SEP> décrit <SEP> <B>......</B> <SEP> 667 <SEP> kg/ce     
EMI0003.0036     
  
    <I>Essais <SEP> à <SEP> da <SEP> traction</I>
<tb>  Procédé <SEP> 2 <SEP> <B>........</B> <SEP> 239 <SEP> kg/em2
<tb>  Procédé <SEP> 

  3 <SEP> <B>........</B> <SEP> 454 <SEP> kg/cm2       En raison du manque de surface de serrage il     fut     impossible d'effectuer les essais de     traction    sur des  échantillons découpés dans le tambour de frein     établi     suivant le procédé 1. La comparaison     des    résultats  d'essais montre bien que la liaison bimétallique réa  lisée par le procédé décrit est de loin supérieure à  celle obtenue par les procédés actuellement connus.



  Machine member and method for its manufacture The present invention relates to a machine member, comprising two parts made of different metals and linked to one another.



  This machine member is particularly useful when it consists of a brake drum or a cylinder or block of an internal combustion engine.



  The manufacture of such components, as well as others whose proper functioning requires a sufficient and regular flow of heat, has been a headache for manufacturers for many years. Attempts have been made to cast metals, such as aluminum, around cast iron or steel parts inserted into the foundry mold, using conventional casting techniques such as, for example, sand casting and casting. shell molding.

    Although the organs obtained by these known methods may have been acceptable to a certain extent, certain obvious drawbacks have been noted which prevent them from exploiting their full possibilities. The manufacture of bimetallic members according to prior art methods has often resulted in the establishment of a weak mechanical bond between the two metals.



  The heat flow in the bi-metallic members produced by conventional foundry processes is generally sufficient at normal temperatures, but its efficiency decreases with the higher temperatures encountered during operation. For example, in the case of aluminum and gray cast iron. The coefficients of thermal expansion of the two metals are unequal, that of aluminum being approximately twice that of cast iron, therefore at relatively high operating temperatures aluminum tends to expand to a much greater extent - than cast iron.

   As the contact between the two metals becomes less intimate, the heat flow decreases and it may happen that the aluminum expands enough to form empty spaces at the joint, which creates thermal barriers that can act. as insulating walls against this flow.



  The machine member which is the subject of the invention is characterized in that the bond is solely due to a mechanical engagement between the two metals along an unequal contact surface over the entire extent of which of the Irregular protrusions of one of the metals, which forms a jacket, penetrate corresponding interstices of the other metal.



  The invention also comprises a method of manufacturing said organ. This process is characterized in that a metal jacket is formed, having an irregular rough surface, this jacket is introduced into a die cavity of a die-casting machine, then introduced into the die cavity, at the same time. 'molten state and under high pressure, a second metal different from the first, by repelling this metal in the irregularities of the surface of the jacket, and the molten metal is cooled so that the metal included in the interstices of the jacket solidifies and binds the two metals to each other,

   the melting point of the metal of the jacket being higher than that of the cast metal.



  In the remainder of this description, the metal molds of die casting machines will simply be designated by mold. Pressure casting can be broadly defined as the technique of injecting molten metal under high pressure into a closed mold of the desired configuration.

   The pressures generally used can range from about 280 to 700 kg / cm2. This process should be distinguished from conventional foundry operations, such as sand casting or shell casting, in which the only pressure present is that due to the hydrostatic effect of the molten metal in the casting channels of the mold. Die casting is widely used for making articles from many light metals, such as, for example, aluminum, magnesium, zinc and their alloys.



  The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the machine member forming the subject of the invention.



  Fig. 1 is a perspective and sectional view of a first embodiment.



  Fig. 2 is an enlarged photographic view of part of the surface of the shirt of this embodiment.



  Fig. 3 is an enlarged photographic view of a section of the same embodiment, transverse to the contact surface of the two parts.



  Fig. 4 is a perspective view in partial section of a second embodiment.



  Fig. 5 is a section of a third embodiment.



  Fig. 1 shows a brake drum. This brake drum is formed from a first part, die-cast from a light metal such as aluminum or magnesium and comprising a rim 12, a web 14 and a hub 16, and a second part composed a jacket 20 in the form of a hollow cylinder of gray cast iron.



  The jacket 20 is produced by centrifugal casting in a cylindrical mold, previously coated with a molding coating, the composition and mode of application of which can emerge from the known technique. This coating is of such a nature that its free face is rough due to pores, cavities or protuberances rising towards the center of the mold. This coating is further of such a nature that it is not swept away when the molten metal is introduced into the mold, but instead retains its rough surface and gives a corresponding conformation to the outer surface of the mold. shirt.



  After demoulding, the liner is freed from the coating layer which adheres, without damaging the rough outer surface covered with protrusions of the liner. This removal of the coating can be achieved by means of an electrolytic salt bath or by light sandblasting. Fig. 2 shows part of the outer surface of the shirt with an enlargement of about 10 times. The protuberances and interstices are produced by the irregularities of the surface of the mold coating.

   When the metal is poured, it is forced into all the voids and cavities of this coating. After solidification, the outer surface of the liner exhibits a surface conformation complementary to that of the coating. It is preferable that the protuberances have a little the shape of mushrooms and that the cavities are undercut, that is to say that the protuberances have their smallest section at the base and that they are widen as they rise from it, while the cavities between them are shaped inversely.

   It has been found that the irregular protuberances and interstices ensure an increase in the contact surface of four to five times compared to that obtained with a machined part. It was not noted that the depth of the interstices or the height of the protuberances are critical; however, excellent results have been obtained with a height or depth of the order of 1 to 1.5 mm. The coating of the mold is preferably a refractory composition, which is applied to the surface of the mold in liquid form, and which is extremely porous in the dry state, which results in the metal intended to constitute the liner penetrating through. the molten state in the pores of the coating.

   This gives the desired rough surface.



  The liner is cut to the desired length and preferably heated before being introduced into the metal die-casting mold. It is advantageous to heat it to a temperature at least equal to the operating temperature of the latter, so that the molten metal injected into it is forced back into all the interstices of the surface of the jacket before starting to solidify. to edit.



  The jacket is placed on the core of the metal mold, then the latter is closed. A molten aluminum alloy is then injected into the mold cavity. As the metal is injected into the mold at a pressure of 280-700 kg / cm2, it penetrates into the finest interstices of the rough surface of the jacket. When the cast metal solidifies, it becomes integral with the part thus inserted into the mold, via the multitude of irregularly shaped protuberances and cavities. These hooking points cover the entire joint surface of the two metals.

   Fig. 3 shows a photograph of the section of the finished organ, the magnification being 10. The dark area corresponds to the gray cast iron jacket, while the lighter part is aluminum alloy. One can easily see in this photograph the bonding between the die-cast aluminum alloy injected under pressure and the interstices and pro tuberances of the surface of the jacket.



  This purely mechanical bonding between the ferrous metal jacket and the cast aluminum alloy is sufficient to keep the two metals in intimate contact at all points, without any additional chemical or metallurgical bond being necessary. The present process represents a great saving in time, material and labor compared to previous processes for obtaining similar articles.



  The surface roughness of the liner ensures a much larger contact surface with the aluminum than if the liner were smooth. This increase in the effective area of the jacket ensures a much more efficient heat transfer between the braking surface and the aluminum alloy; it cannot form a thermal barrier since the two metals are joined in such a way that they can no longer be separated by differences in thermal expansion.



  This type of bond would not be obtained by sand casting or by ordinary shell casting, because the molten metal would not penetrate into the intersections which separate the protuberances of the liner, but would, on the contrary, form a bridge over them. by leaving them filled with air, and this air would act as an insulator.



  The above process can be used to make other machine parts, provided that the melting point of the liner is higher than that of die-cast metal so as to avoid softening of the liner surface. which is in contact with the molten metal at the moment when the latter is injected into the mold.

   This is the case for the jacketed cylinder 20a of an internal combustion engine, shown in FIG. 4, or for the engine block 30, shown in fig. 5. It is common practice to make the body of these cylinders or blocks in a light metal such as aluminum or magnesium, having a high coefficient of thermal conductivity, and to provide them with ferrous metal liners to ensure resistance to heat. Sufficient wear on the cylinder bore.



  The cylinder 20a comprises a body 22 of light metal cast under pressure around a jacket 24, of ferrous metal. The engine block 30 of FIG. 5 comprises a cylinder 32 from the foundry with the remainder of the block, which is made of light metal. A ferrous metal jacket 24 has the bore subjected to the abrasive action resulting from the reciprocating movement of the piston and its segments (not shown). The outer surface of the jacket 24 has a multitude of protuberances and irregular cavities which provide over the entire joint face the intimate connection between this ferrous metal jacket and the die-cast metal.



  Although an internal combustion engine cylinder liner is not subjected to the torque and rotational reaction forces encountered in a brake drum, the heat transfer requirements found in the cylinder equal or exceed those of a brake drum. Even heat transfer, such as that which results from the bimetallic bond obtained by the present process, is necessary to prevent the appearance inside the cylinder of hot spots where the lubricant is likely to burn, thus allowing the piston to escape. seize.



  The specific examples above use an insert or gasket of cylindrical shape; however, the present method is in no way limited to such applications. It is possible by this process to produce die-cast parts comprising inserted elements or fittings of slightly variable shape, bound to the cast metal. The present process can be carried out either on conventional type die-casting machines or on those which use vacuum techniques to remove air from the mold cavity.



  Various tests were carried out to compare the quality of the bond thus obtained according to the present process with that of the bonds produced by numerous known methods. In one of these tests, bimetallic brake drums were established comprising the application of three different bonding methods, namely: 1) a well-known chemical or metallurgical method in which an alloy of the two is produced at the joint. metals present; 2) a mechanical method in which a fraction of the metal is poured into dovetail-shaped grooves that have been machined on the outside of the cheek;

   and 3) the bimetallic bonding method according to the present method. It should be noted that all of the brake drums tested included a gray cast iron jacket and an aluminum alloy body. Test samples were similarly cut from the periphery of each.



  For the tensile tests the sample was clamped in a fixture so that the load was applied perpendicular to the mean plane of the joint. In the case of the shear tests, the samples were mounted so that the load was applied approximately parallel to the joint.

   We tested different samples taken from each drum and the average results obtained were as follows, these results corresponding to the load required to break the bond.
EMI0003.0035
  
    <I> <SEP> tests at <SEP> shear </I>
<tb> Process <SEP> 1 <SEP> with <SEP> chemical <SEP> bond <SEP> <B> .... </B> <SEP> 378 <SEP> kg / em2
<tb> Method <SEP> 2 <SEP> with <SEP> grooves <SEP> in <SEP> tail
<tb> dovetail <SEP> <B> ...................... </B> <SEP> 480 <SEP> kg / cm2
<tb> Process <SEP> 3 <SEP> bimetallic <SEP> link <SEP> obtains <SEP> following <SEP> the <SEP> process <SEP> described <SEP> <B> ...... < / B> <SEP> 667 <SEP> kg / ce
EMI0003.0036
  
    <I> Tests <SEP> at <SEP> da <SEP> traction </I>
<tb> Process <SEP> 2 <SEP> <B> ........ </B> <SEP> 239 <SEP> kg / em2
<tb> <SEP> process

  3 <SEP> <B> ........ </B> <SEP> 454 <SEP> kg / cm2 Due to the lack of clamping surface it was impossible to perform tensile tests on samples cut from the brake drum established according to method 1. The comparison of the test results clearly shows that the bimetallic bond produced by the method described is far superior to that obtained by the methods currently known.

 

Claims (1)

REVENDICATION I Organe de machine, comprenant deux parties en métaux différents et liées l'une à l'autre, caracté risé en ce que la liaison est uniquement due à un accrochage mécanique entre les deux métaux le long d'une surface de contact inégale sur toute l'étendue de laquelle des saillies irrégulières de l'un des métaux, qui forme une chemise, pénètrent dans des intersti ces correspondants de l'autre métal. SOUS-REVENDICATIONS 1. Organe de machine selon la revendication I, consistant en un tambour de frein, caractérisé en ce que l'une desdites parties comprend un moyeu, un voile et une jante, et en ce que l'autre partie est en métal ferreux et constitue une chemise intérieure de ladite jante. 2. CLAIM I Machine body, comprising two parts made of different metals and linked to one another, characterized in that the connection is only due to a mechanical attachment between the two metals along an uneven contact surface on the whole extent of which irregular projections of one of the metals, which forms a jacket, penetrate into corresponding interstices of the other metal. SUB-CLAIMS 1. Machine body according to claim I, consisting of a brake drum, characterized in that one of said parts comprises a hub, a web and a rim, and in that the other part is made of metal. ferrous and constitutes an inner liner of said rim. 2. Organe de machine selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la première desdites parties est en alliage d'aluminium. 3. Organe de machine selon la revendication I, consistant en un bloc de moteur à combustion in terne chemisé, caractérisé en ce que l'une desdites parties est le bloc de moteur et est en métal léger, et en ce que l'autre partie est une chemise de cylin dre en métal ferreux alésée. 4. Machine body according to sub-claim 1, characterized in that the first of said parts is made of aluminum alloy. 3. Machine body according to claim I, consisting of an internal jacketed combustion engine block, characterized in that one of said parts is the engine block and is made of light metal, and in that the other part is a reamed ferrous metal cylinder liner. 4. Organe de machine selon la revendication I, consistant en un cylindre de moteur à combustion interne, caractérisé en ce que l'une desdites parties est un manchon cylindrique externe et en ce que l'autre partie est une chemise de cylindre alésée en un métal de point de fusion supérieur à celui du métal dudit manchon. A machine part according to claim I, consisting of an internal combustion engine cylinder, characterized in that one of said parts is an outer cylindrical sleeve and the other part is a bored cylinder liner made of a metal. higher melting point than that of the metal of said sleeve. REVENDICATION II Procédé de fabrication de l'organe de machine selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on forme une chemise en métal, présentant une surface rugueuse irrégulière, on introduit cette chemise dans une cavité de matrice d'une machine à couler sous pression, on introduit ensuite dans la cavité de ma trice, à l'état fondu et sous haute pression, un second métal différent du premier, en refoulant ce métal dans les irrégularités de la surface de la chemise et on refroidit le métal fondu de manière que le métal compris dans les interstices de la chemise se solidi fie et accroche l'un à l'autre les deux métaux, le point de fusion du métal de la chemise étant supérieur à celui du métal coulé. SOUS-REVENDICATIONS 5. CLAIM II A method of manufacturing the machine member according to claim I, characterized in that a metal jacket is formed, having an irregular rough surface, this jacket is introduced into a die cavity of a die-casting machine. pressure, a second metal different from the first is then introduced into the cavity of the machine, in the molten state and under high pressure, by pushing this metal into the irregularities of the surface of the jacket and the molten metal is cooled so that the metal included in the interstices of the jacket solidifies and binds the two metals to each other, the melting point of the metal of the jacket being higher than that of the cast metal. SUBCLAIMS 5. Procédé selon la revendication II, pour un organe de machine dont le second métal est un métal léger, caractérisé en ce qu'on injecte ce second mé tal autour de la chemise, cette dernière présentant à sa surface périphérique des saillies et interstices irré guliers. 6. Procédé selon la revendication II, pour un organe de machine dont ladite chemise est en métal ferreux et de forme générale tubulaire, caractérisé en ce qu'on place la chemise sur un noyau disposé dans ladite cavité de matrice, et en ce qu'on injecte dans la cavité un métal fondu présentant un point de fu sion inférieur à celui de la chemise. Process according to Claim II, for a machine member of which the second metal is a light metal, characterized in that this second metal is injected around the liner, the latter exhibiting at its peripheral surface irregular projections and interstices. 6. Method according to claim II, for a machine member of which said jacket is made of ferrous metal and of generally tubular shape, characterized in that the jacket is placed on a core disposed in said die cavity, and in that a molten metal having a melting point lower than that of the jacket is injected into the cavity.
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