On sait déjà qu'il est possible de réaliser des éléments d'appaoeil présentant des propriétés autolubrifiantes en surmoulant un revêtement de matière synthétique sur une base ou un noyau métallique. Selon les cas, le revêtement de matière synthétique peut former simplement une couche mince sur une partie de la surface du noyau ou peut comprendre des parties épaisses formant des becs, des prolongements ou des saillies de formes diverses. Cette technique de fabrication permet d'obtenir des éléments qui présentent la rigidité du métal utilisé pour le noyau mais dont les surfaces destinées à coopérer par frottement avec la surface d'autres éléments des appareils dans lesquels ils sont incorporés, ne nécessitent aucune lubrification. Elle permet aussi d'obtenir facilement des éléments de formes relativement compliquées.
Cependant, l'une des principales difficultés qu'elle présente réside dans l'obtention d'une bonne adhérence entre le noyau et le revêtement de matière synthétique. En général, dans la fabrication d'éléments d'appareils selon cette technique, le noyau est usiné avec des éléments d'accrochage, par exemple lorsque ce noyau a la forme d'une plaque, avec un certain nombre de trous dans lesquels, lors de l'opération de sunmoulag la matière synthétique s'engage de manière à en revêtir le centre et partiellement les deux bords. On prévoit également des gorges ou des rainures dont les flancs forment entre eux des angles aigus, pour assurer l'ancrage du revêtement.
Dans d'autres cas, relevant de la fabrication des ustensiles plus que de celle des éléments d'appareils, le noyau ou le support de la matiére synthétique subit une opération de prépa- ration de surface, par exemple par sablage, lui donnant un aspect rugueux favorisant l'accrochage de la matière synthétique.
Toutefois, cette préparation ne convient pas dans tous les cas. Ses possibilités d'utilisation dépendent notamment du métal du support ou du noyau, de sorte que le choix de ce métal est ainsi limite.
Le but de la présente invention est de réaliser un procédé de fabrication qui permette de réaliser des éléments d'appareils présentant des propriétés autolubrifiantes dans des conditions plus rationnelles que ce n'était le cas jusqu'à maintenant.
Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un élément d'appareil présentant des surfaces à propriétés autolubrifiantes, caractérisé en ce qu'on fabrique un noyau à surface poreuse, par frittage, puis on moule sur au moins une partie de la surface de ce noyau un revêtement de matière synthétique autolubrifiante, l'accrochage du revêtement étant réalisé par pénétration de la matière synthétique dans les pores du noyau.
Elle a également pour objet un élément d'appareil obtenu se
Ion ce procédé.
Le procédé selon l'invention permet, dans ses différents modes de mise en oeuvre possibles, de réaliser des éléments d'appareils de dimensions et de formes très différentes susceptibles d'utilisations d'une façon générale dans la fabrication des appareils, de même que dans la fabrication des accessoires de montage. Ainsi, il per
met de réaliser des leviers dont les formes et les dimensions peu
vent varier dans une large gamme, des posages. des supports pour l'assemblage d'appareils de petite mécanique, ainsi que des pa
liers.
On va décrire ci-aprés quelques exemples de mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention.
Pour réaliser un tel élément, on commence par fabriquer un
noyau par frittage. La matière de ce noyau pourra être métallique
par exemple en acier, en bronze, ou en tout autre métal suscepti
ble d'être formé par la technique du frittage. Cependant, on peut
également réaliser le noyau en une matière non métallique, par
exemple une céramique frittée ou un verre fritté.
La granulométrie de la poudre utilisée pour fabriquer le
noyau, de même que la pression sous laquelle cette poudre est
mise en forme et les conditions thermiques et de pression du frit
tage sont choisies de manière que le noyau présente, une fois ter
miné. une porosité abondante également répartie sur toutes les
surfaces devant assurer l'ancrage du revêtement extérieur. Les conditions du frittage du noyau peuvent notamment se rapprocher de celles qui sont utilisées dans la technique de la fabrication des filtres en métaux frittés. Cependant, la masse du noyau fritté doit être suffisamment compacte et rigide pour que l'élément terminé présente la résistance mécanique qu'impose sa fonction. Les pores seront apparents en surface, mais il n'est pas nécessaire qu'ils communiquent entre eux à l'intérieur de la masse et le centre du noyau peut être plus compact que sa surface.
Comme le noyau sera revêtu dans toutes ses parties fonctionnelles par la matière synthétique surmoulée, le choix de la matière du noyau, de la granulométrie de cette matière, ainsi que des conditions de frittage n'est lié qu'à la condition que le noyau présente en surface une porosité suffisante et dans sa masse la rigidité propre imposées par les conditions d'utilisation. Ce choix peut donc être fait dans une très large gamme de variations possibles. On a constaté qu'un taux de porosité de 15 à 25% permettait d'obtenir un bon accrochage de la matière synthétique.
Dans certaines conditions où le choix des modalités de frittage conduit à l'obtention de noyaux dont les pores sont fermés en surface, on peut, le cas échéant, procéder à une opération d'usinage sur les surfaces destinées à être revêtues afin de faire apparaître les pores sous-jacents. Si nécessaire, on soumet le noyau terminé à une opération de nettoyage ou de décapage destinée à éliminer des pores les dépôts, notamment les dépôts d'oxyde qui auraient pu s'y former au cours de la fabrication.
Le noyau ainsi obtenu est ensuite placé dans un moule de manière que les surfaces destinées à être revêtues de matière synthétique soient écartées de ses faces internes. La matière synthétique est alors injectée à chaud et sous pression dans le moule selon une technique connue en soi. La température d'injection et la pression de mise en oeuvre devront assurer une fluidité suffisante de la ma trière synthétique pour que les parties de cette matière qui viennent en contact avec les surfaces poreuses du noyau pénètrent dans les pores et réalisent l'accrochage du revêtement.
Il est bien évident que la forme du moule ne devra pas nécessairement être la même que celle du noyau. Ainsi, on peut, par le procédé décrit, revêtir un noyau d'une couche de matière synthétique d'épaisseur variable. On peut même obtenir des éléments d'appareils présentant des saillies de matière synthétique totalement séparées du noyau. Ainsi, on peut réaliser facilement un élément qui comporte en une seule pièce une partie rigide et une partie élastique, par exemple un bras ou une lame formant ressort.
Dans le cas de posages, ou d'éléments d'appareils qui ne nécessitent pas un revêtement de matière synthétique sur toute leur surface, le moule présentera une cavité dont une partie s'adapte exactement aux parties du noyau qui ne doivent pas être revêtues.
de sorte qu'après le surmoulage, ces parties apparaîtront déga gées. Cependant, on peut également réaliser le surmoulage de fa çon à ne laisser libre qu'une seule face, par exemple une face inférieure plane du noyau et fixer ensuite ce noyau sur une embase, soit par un moyen de fixation par adhérence, tel que le collage, soit le cas échéant, par vissage.
Dans la fabrication d'un palier selon le procédé décrit, le
noyau a de préférence la forme d'une bague circulaire dont seules
les faces internes de l'ouverture et les faces frontales sont pour
vues par surmoulage d'un revêtement de matière synthétique. La
face latérale externe du noyau peut être apparente et, le cas
échéant, le frittage du noyau peut être conduit de façon que dans
cette surface, les pores ne soient pas apparents.
Comme on l'a déjà mentionné, on obtient avec les matières
synthétiques autolubrifiantes connues, par exemple les résines thermoplastiques telles que les résines d'acétal, un bon accrochage
du revêtement sur le noyau lorsque le taux de porosité de ce der
nier est de 15 â 25%. Les pores de surface peuvent être de dimen
sions très variables. Cependant on obtient des résultats particu
lièrement favorables lorsque les pores atteignent un diamètre al
lant jusqu'à environ 20011.
Finalement, parmi les éléments dont la fabrication par le procédé décrit présente un intérêt particulier, on peut citer notamment, outre les paliers, des pièces dont la majeure partie est en matière synthétique mais qui doivent être fixées rigidement sur un arbre ou tout autre support. Dans ce cas, le noyau peut consister en une pièce dans laquelle on ménage au préalable une ou plusieurs ouvertures taraudées, le surmoulage étant conduit de façon que cette ou ces ouvertures taraudées restent libres de matière synthétique. L'élément peut ensuite être fixé rigidement sur son support et vissé et dévissé plusieurs fois sans risque d'usure du pas de vis.
It is already known that it is possible to produce appaoeil elements having self-lubricating properties by overmolding a coating of synthetic material on a metal base or core. Depending on the case, the synthetic material coating may simply form a thin layer on part of the surface of the core or may comprise thick parts forming beaks, extensions or protrusions of various shapes. This manufacturing technique makes it possible to obtain elements which have the rigidity of the metal used for the core but whose surfaces intended to cooperate by friction with the surface of other elements of the devices in which they are incorporated, do not require any lubrication. It also makes it possible to easily obtain elements of relatively complicated shapes.
However, one of the main difficulties it presents lies in obtaining good adhesion between the core and the coating of synthetic material. In general, in the manufacture of apparatus elements according to this technique, the core is machined with hooking elements, for example when this core is in the form of a plate, with a certain number of holes in which, when from the sunmoulag operation the synthetic material engages so as to cover the center and partially the two edges. Grooves or grooves are also provided, the sides of which form acute angles between them, to ensure anchoring of the coating.
In other cases, relating to the manufacture of utensils more than that of the parts of the apparatus, the core or the support of the synthetic material undergoes a surface preparation operation, for example by sandblasting, giving it an appearance. rough, favoring the adhesion of the synthetic material.
However, this preparation is not suitable in all cases. Its possibilities of use depend in particular on the metal of the support or of the core, so that the choice of this metal is thus limited.
The aim of the present invention is to achieve a manufacturing process which makes it possible to produce appliance elements having self-lubricating properties under more rational conditions than was the case until now.
To this end, the invention relates to a method of manufacturing an appliance element having surfaces with self-lubricating properties, characterized in that a core with a porous surface is manufactured by sintering, then molded on at least part of the surface of this core a coating of self-lubricating synthetic material, the coating being attached by penetrating the synthetic material into the pores of the core.
It also relates to an element of apparatus obtained by
Ion this process.
The method according to the invention makes it possible, in its various possible embodiments, to produce appliance elements of very different dimensions and shapes capable of being used in general in the manufacture of the appliances, as well as in the manufacture of mounting accessories. Thus, he per
puts to realize levers whose shapes and dimensions little
wind vary in a wide range of poses. supports for the assembly of small mechanical devices, as well as
bind.
A few examples of implementation of the method, which is the subject of the invention, will be described below.
To make such an element, we start by making a
core by sintering. The material of this core can be metallic
for example steel, bronze, or any other susceptible metal
ble to be formed by the sintering technique. However, we can
also make the core in a non-metallic material, by
example a sintered ceramic or a sintered glass.
The particle size of the powder used to make the
core, as well as the pressure under which this powder is
shaping and thermal and pressure conditions of the fry
tage are chosen so that the nucleus presents, once ter
mine. abundant porosity evenly distributed over all
surfaces to anchor the exterior cladding. The conditions for sintering the core can in particular approach those used in the art of manufacturing sintered metal filters. However, the mass of the sintered core must be sufficiently compact and rigid for the finished element to exhibit the mechanical strength required by its function. The pores will be apparent on the surface, but they do not need to communicate with each other within the mass and the center of the core may be more compact than its surface.
As the core will be coated in all its functional parts by the overmolded synthetic material, the choice of the material of the core, of the particle size of this material, as well as of the sintering conditions is only linked to the condition that the core has sufficient porosity on the surface and in its mass the inherent rigidity imposed by the conditions of use. This choice can therefore be made within a very wide range of possible variations. It was found that a porosity rate of 15 to 25% made it possible to obtain good adhesion of the synthetic material.
Under certain conditions where the choice of sintering methods leads to obtaining cores whose pores are closed at the surface, it is possible, if necessary, to carry out a machining operation on the surfaces intended to be coated in order to reveal the underlying pores. If necessary, the completed core is subjected to a cleaning or pickling operation intended to remove deposits from the pores, in particular oxide deposits which could have formed there during manufacture.
The core thus obtained is then placed in a mold so that the surfaces intended to be coated with synthetic material are separated from its internal faces. The synthetic material is then injected hot and under pressure into the mold according to a technique known per se. The injection temperature and the application pressure must ensure sufficient fluidity of the synthetic material so that the parts of this material which come into contact with the porous surfaces of the core penetrate into the pores and achieve the bonding of the coating. .
It is obvious that the shape of the mold does not necessarily have to be the same as that of the core. Thus, it is possible, by the method described, to coat a core with a layer of synthetic material of variable thickness. It is even possible to obtain elements of apparatus having projections of synthetic material completely separated from the core. Thus, an element can easily be produced which comprises in one piece a rigid part and an elastic part, for example an arm or a leaf forming a spring.
In the case of fixtures, or of appliance elements which do not require a coating of synthetic material over their entire surface, the mold will have a cavity, a part of which fits exactly to the parts of the core which must not be coated.
so that after the overmolding, these parts will appear cleared. However, it is also possible to carry out the overmolding so as to leave only one face free, for example a flat lower face of the core and then fix this core on a base, or by means of attachment by adhesion, such as gluing, or where appropriate, by screwing.
In the manufacture of a bearing according to the method described, the
core preferably has the shape of a circular ring of which only
the internal faces of the opening and the front faces are for
views by overmolding of a synthetic material coating. The
outer lateral face of the nucleus may be visible and, where
if necessary, the sintering of the core can be carried out so that in
this surface, the pores are not visible.
As we have already mentioned, we get with the materials
known self-lubricating synthetics, e.g. thermoplastic resins such as acetal resins, good adhesion
of the coating on the core when the porosity rate of this der
deny is 15-25%. The surface pores may be of dimen
very variable. However, we obtain particular results.
particularly favorable when the pores reach a diameter al
lant until about 20011.
Finally, among the elements of which the manufacture by the method described is of particular interest, there may be mentioned in particular, in addition to the bearings, parts of which the major part is made of synthetic material but which must be rigidly fixed on a shaft or any other support. In this case, the core may consist of a part in which one or more threaded openings are provided beforehand, the overmolding being carried out so that this or these threaded openings remain free of synthetic material. The element can then be fixed rigidly on its support and screwed and unscrewed several times without risk of wear of the screw thread.