EP0019569B1 - Corps creux composite et procédé de fabrication - Google Patents

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EP0019569B1
EP0019569B1 EP80420061A EP80420061A EP0019569B1 EP 0019569 B1 EP0019569 B1 EP 0019569B1 EP 80420061 A EP80420061 A EP 80420061A EP 80420061 A EP80420061 A EP 80420061A EP 0019569 B1 EP0019569 B1 EP 0019569B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow
spinning
alloy
aluminium
silicon
Prior art date
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Expired
Application number
EP80420061A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0019569A1 (fr
Inventor
Jean-Claude Kucza
Albert Mastrot
René Perrot
Jean-Mary Wattier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Original Assignee
Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
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Publication date
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Publication of EP0019569A1 publication Critical patent/EP0019569A1/fr
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Publication of EP0019569B1 publication Critical patent/EP0019569B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/04—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for air cooling
    • F02F1/06—Shape or arrangement of cooling fins; Finned cylinders
    • F02F1/08—Shape or arrangement of cooling fins; Finned cylinders running-liner and cooling-part of cylinder being different parts or of different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a process for manufacturing composite hollow bodies of aluminum alloys composed of two layers of different structure, perfectly associated, one of which is intended to work in contact with a mobile surface as is the case, for example, liners of internal combustion engines, cylinders bodies and, in general, any hollow body with a fixed profile or little variable along its length which must have a good ability to friction.
  • the hollow bodies intended, for example, for the manufacture of liners of internal combustion engines are made of a single material: cast iron or an aluminum alloy with a high silicon content.
  • the production techniques can then be for cast iron: centrifugal casting and, for aluminum alloy, either molding or impact spinning of cast discs as claimed in French patent No. 2,344,358, or the shot spinning as taught in French Patent No. 2,343,895.
  • the jacket obtained has a particularly fine structure in which the primary silicon crystals can reach dimensions of less than 5 ⁇ m while, by the molding technique, it is not possible to obtain less than 20 ⁇ m.
  • this fine structure is particularly favorable for reducing the tendency of these shirts to seize up, in particular when they are in contact with pistons made of aluminum alloy.
  • hypereutectic silicon alloys in the divided state increases the cost price of the shirts compared to that which could be obtained with alloys formed by casting.
  • This composite aluminum alloy hollow body is composed of two layers of different structure, one of which is intended to work by its external face in contact with a mobile surface consisting of a hypereutectic silicon alloy with primary silicon grains of dimensions less than 20 ⁇ m having a structure specific to that resulting from the spinning of metallic particles to which an adduct has been mixed, while the other layer has a structure of cast product having been wrought.
  • the hollow body invented by the applicant no longer comprises a single layer of aluminum alloy of the same structure, but two superimposed layers of different structure.
  • One that which is intended to work in contact with a mobile surface by its external face, that is to say not contiguous to the other layer and which one will designate by active layer, consists of a hypereutectic silicon alloy obtained by spinning metallic particles with which an adduct is mixed.
  • a hypereutectic silicon alloy obtained by spinning metallic particles with which an adduct is mixed.
  • This makes it possible, on the one hand, due to the method of manufacturing the particles by rapid cooling, a primary silicon grain having small directions generally between 2 and 5 ⁇ m, and in any case, less than 20 ⁇ m, on the other hand, due to the shaping technique: spinning, to have a structure in which the constituents of the alloy and the adducts are aligned in a preferred direction.
  • the oxygen content of the silicon alloy is between 100 and 15,000 ppm.
  • the other layer has a conventional structure of a cast product having been wrought.
  • this active layer is, in general, a silicon aluminum alloy with a content close to or greater than 12% of silicon and containing from 1 to 5% of copper and 0.5 to 1.5% of magnesium to which was added, by mixing the powders before spinning, an amount by weight of 0.5 to 5% of an adduct such as graphite, tin, silicon carbide, products which are intended to give the hollow bodies obtained particular qualities of hardness (silicon carbide) or of friction ability (tin or graphite).
  • an alloy is used without additives.
  • the non-active layer consists of an aluminum alloy containing elements of variable alloys according to the properties that one wishes to obtain. It can be, for example, alloys belonging to the 2000 and 4000 series according to the standards of the Aluminum Association such as for example from 2,017 having for composition by weight: Si 0.20-0.8%, Fe 0.7 %, Cu 3.5-4.5%, Mn 0.40-0.1%, Mg 0.40-0.8%, Cr 0.10%, Zn 0.25%, 0.20% Ti + Zr, Ti 0.15% other total ⁇ 0.15%, balance AI or 4 032 according to the same standards having the composition: Si 11.0-13 1 5%, Fe 1.0%, Cu 0.50- 1.3%, Mg 0.8-1.3%, Cr 0.10%, Ni 0.50-1.3%, Zn 0.25%, other total ⁇ 0.15%, AI sol.
  • alloys belonging to the 2000 and 4000 series according to the standards of the Aluminum Association such as for example from 2,017 having for composition by weight: Si 0.20-0.8%, Fe 0.7 %, Cu 3.5-4
  • the composite hollow body thus formed makes it possible to solve the technical and economic problems encountered with the monolayer hollow bodies of the prior art. From an economic point of view, the fact of associating the active layer with an alloy layer obtained by casting, which brings its mechanical properties to cold and hot, makes it possible to reduce the thickness of the active layer and, by next, to reduce the quantity of metallic particles necessary for the constitution of the hollow body between 20 and 50% of the quantity used in the shirts of the prior art, which has the effect of a marked improvement in their cost price.
  • This composite structure also makes it possible, by a suitable choice of the composition of the alloy of the non-active layer, to obtain properties related to the desired application such as, for example, mechanical resistance at room temperature or under heat, fatigue resistance, thermal expansion coefficient, corrosion resistance, thermal conductivity, etc.
  • the Applicant has developed a process capable of economically supplying such composite hollow bodies from its components. It consists in spinning by means of a press equipped with a bridge die, from a mixture of metallic particles of a hypereutectic silicon alloy and an adduct, a hollow cylinder intended to form the 'one of the layers of the hollow body then, to place the latter inside a hollow billet obtained by casting an aluminum alloy and intended to form the other layer and, finally, to co-form the assembly in a spinning press, for example, by reverse spinning or direct lubricated spinning, so as to have constant thicknesses.
  • the first step of the process consists, first, in forming the hollow body with an active surface.
  • a hypereutectic silicon aluminum alloy is produced by spraying (atomization or centrifugation) in the form of particles with a particle size between 5 f.Lm and 2 mm. These particles are mixed with an addition product of comparable particle size and the assembly is compressed in the form of a slug in a mechanical press with a lubricated container, under a pressure of several hundred MPa, or better, in an isostatic press, which avoids lubrication.
  • This piece is peeled, in the case where it bears traces of lubrication, heated between 400 and 500 ° C and, finally, spun in the form of a hollow cylinder in a press equipped with a bridge die of the SPIDER or PORTHOLE type. with a spinning ratio between 2 and 10.
  • a bore can be produced on the hollow billet followed by reheating before proceeding with the introduction of the hollow cylinder so as to achieve a better association, since it avoids the penetration of the spinning lubricant between the two components and ensures better mechanical strength of the assembly.
  • the third step of the process consists in loading the assembly thus obtained into the container of a spinning press and in co-threading it to collect the composite hollow body which is cut up according to the desired lengths.
  • the spinning ratio used is between 10 and 50.
  • the composite hollow body thus produced has perfect adhesion at the contiguous faces of the components, as shown by the micrographs of the single plate, which represent, for FIG. 1, a section in the longitudinal direction and, under a magnification of 50 , a 2017 alloy hollow body for the casting part, and an aluminum alloy (A-S17U4) containing essentially 17% silicon and 4% copper with graphite added for the active part.
  • A-S17U4 aluminum alloy
  • Figure 2 is a micrograph obtained from the same hollow body, but under a magnification of 200, which allows to better distinguish the differences in structure.
  • This piece is peeled to remove the lubricant, then heated to 450 ° C and placed in the 255 mm diameter container of a horizontal spinning press fitted with a bridge tool of the SPIDER type. Then, the spinning operation is carried out using a spinning ratio of 3.8 and thus a hollow cylinder with an outside diameter of 150 mm and an inside diameter of 75 mm is obtained.
  • This cylinder is placed inside a hollow alloy billet 2017 previously bored to a diameter of 150 mm and heated.
  • the assembly thus produced is coflled in reverse on a lubricated needle, according to the conventional technique, with a spinning ratio of 15. This results in a composite hollow body of outside diameter 98 mm, inside 75 mm, the separation limit between the two components is located on a cylindrical surface of 83 mm in diameter.
  • This body required the implementation of only 30% of the weight of metal particles necessary for the development of a hollow body of the same dimensions, according to the prior art.
  • a mixture of aluminum alloy containing essentially 17% silicon and 4% copper powder, and graphite identical to that of Example 1, is loaded directly at a temperature between 400 and 500 ° C into the container a vertical press fitted with a bridge tool, then spun with a spinning ratio of 2.5.
  • a cylinder with an outside diameter of 180 mm and an inside diameter of 81 mm is obtained which is placed inside a hollow billet with an outside diameter of 248 mm, made of 2017 alloy, previously bored and heated. Then, the assembly is carried out in reverse of the assembly according to a spinning ratio of 32.
  • the resulting composite hollow body has the dimensions 89 x 83.5 x 78 mm and contains only 47% by weight of alloy having required spraying. prior.
  • the hollow cylinder based on powder alloy is produced from the same elements as those of Example 2 and under the same conditions, except that the spinning press is horizontal.
  • This hollow cylinder is placed inside a hollow billet at 4,032 so as to produce a composite assembly of dimensions 205 x 155 x 75 mm. The latter is then spun in reverse with a spinning ratio of 29, giving a composite hollow body of dimensions 83 x 79 x 75 mm.
  • the present invention finds its application in the manufacture of liners for internal combustion engines intended for. work in contact with pistons made of aluminum alloys, in the manufacture of cylinder bodies and, in general, in all areas where it is necessary to have parts which must have good resistance to friction and a negligible tendency to seize up.

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Description

  • L'invention concerne un procédé de fabrication de corps creux composite en alliages d'aluminium composé de deux couches de structure différente, parfaitement associées, dont l'une est destinée à travailler au contact d'une surface mobile comme c'est le cas, par exemple, des chemises de moteurs à combustion interne, des corps de vérins et, d'une manière générale, de tout corps creux à profil fixe ou peu variable sur sa longueur qui doit posséder une bonne aptitude au frottement.
  • Dans la technique actuelle, les corps creux destinés, par exemple, à la fabrication de chemises de moteurs à combustion interne, sont constitués d'un seul matériau : la fonte ou un alliage d'aluminium à forte teneur en silicium. Les techniques d'obtention peuvent alors être pour la fonte : la coulée centrifuge et, pour l'alliage d'aluminium, soit le moulage, soit le filage par choc de disques coulés tel que revendiqué par le brevet français n° 2 344 358, soit le filage de grenailles comme l'enseigne le brevet français n° 2 343 895.
  • Suivant cette dernière technique, la chemise obtenue présente une structure particulièrement fine dans laquelle les cristaux de silicium primaire peuvent atteindre des dimensions inférieures à 5 µm alors que, par la technique de moulage, on ne peut obtenir moins de 20 µm. Or, cette structure fine est particulièrement favorable pour réduire la tendance au grippage de ces chemises, notamment, lorsqu'elles travaillent au contact de pistons en alliage d'aluminium.
  • Si l'on ajoute à cela le fait que les produits résultant du filage de particules sont facilement usinables, qu'ils admettent l'emploi d'alliages irréalisables par d'autres procédés d'obtention, on conçoit l'intérêt d'une telle technique, d'autant que certaines adaptations comme . l'adjonction de produits d'addition : graphite, étain ou carbure de silicium ont permis d'améliorer fortement l'aptitude au frottement de ces chemises.
  • Mais alors, des problèmes apparaissent au moment où de tels mélanges d'alliages au silicium hypereutectiques et de produits d'addition sont mis sous forme de tube par filage et ensuite usinés pour obtenir les chemises. Ainsi, il est difficile d'éviter des collages importants sur les outillages et notamment, sur l'aiguille de filage, ce qui oblige à travailler sur filière à pont en appliquant des pressions de filage importantes.
  • En outre, l'utilisation d'alliages au silicium hypereutectiques à l'état divisé accroît le prix de revient des chemises par rapport à celui qu'on pourrait obtenir avec des alliages mis en forme par coulée.
  • La demanderesse, à la suite de recherches poussées, a mis au point un procédé d'obtention de corps creux composite permettant de parer à ces inconvénients à la fois techniques et économiques, tout en gardant la technique du filage de particules.
  • Ce corps creux composite en alliages d'aluminium est composé de deux couches de structure différente dont l'une est destinée à travailler par sa face externe au contact d'une surface mobile constituée d'un alliage au silicium hypereutectique à grains de silicium primaire de dimensions inférieures à 20 µm ayant une structure propre à celle résultant du filage de particules métalliques auxquelles a été mélangé un produit d'addition, tandis que l'autre couche a une structure de produit coulé ayant été corroyé.
  • Ainsi, le corps creux inventé par la demanderesse ne comporte plus une seule couche d'alliage d'aluminium de même structure, mais deux couches superposées de structure différente.
  • L'une, celle qui est destinée à travailler au contact d'une surface mobile par sa face externe, c'est-à-dire non contiguë à l'autre couche et que l'on désignera par couche active, est constituée d'un alliage au silicium hypereutectique obtenu par filage de particules métalliques auxquelles est mélangé un produit d'addition. Ceci permet d'avoir, d'une part, en raison du mode de fabrication des particules par refroidissement rapide, un grain de silicium primaire ayant de petites dirrien- sions comprises en général entre 2 et 5 µm, et en tout cas, inférieures à 20µm, d'autre part, en raison de la technique de mise en forme : le filage, d'avoir une structure dans laquelle les constituants de l'alliage et les produits d'addition sont alignés suivant une direction privilégiée. De plus, à cause de l'état divisé de la matière de départ, la teneur en oxygène de l'alliage au silicium se situe entre 100 et 15000 ppm.
  • L'autre couche a une structure classique d'un produit coulé ayant été corroyé.
  • Ces deux couches sont parfaitement associées l'une avec l'autre de façon, par exemple, à ne pas présenter de résistance thermique lors de l'évacuation des calories de la combustion s'il s'agit d'une chemise de moteur à combustion interne et, le plus souvent, la couche active se trouve placée à l'intérieur de l'autre couche.
  • Du point de vue composition, cette couche active est, en général, un alliage d'aluminium silicium à teneur voisine ou supérieure à 12 % de silicium et contenant de 1 à 5 % de cuivre et 0,5 à 1,5% de magnésium auquel on a ajouté, par mélange des poudres avant filage, une quantité en poids de 0,5 à 5 % d'un produit d'addition tel que le graphite, l'étain, le carbure de silicium, produits qui ont pour but de donner aux corps creux obtenus des qualités particulières de dureté (carbure de silicium) ou d'aptitude au frottement (étain ou graphite). Mais, il est bien entendu que l'on ne sort pas du cadre de l'invention si on utilise un alliage sans produits d'addition.
  • La couche non active est constituée par un alliage d'aluminium contenant des éléments d'alliages variables suivant les propriétés qu'on souhaite obtenir. Ce peut être, par exemple, des alliages appartenant aux séries 2000 et 4000 suivant les normes de l'Aluminium Association tels que par exemple de 2 017 ayant pour composition en poids : Si 0,20-0,8 %, Fe 0,7 %, Cu 3,5-4,5 %, Mn 0,40-0,1 %, Mg 0,40-0,8 %, Cr 0,10 %, Zn 0,25%, 0,20% Ti + Zr, Ti 0,15% autres total < 0,15 %, solde AI ou le 4 032 suivant les mêmes normes ayant pour composition : Si 11,0-1315 %, Fe 1,0 %, Cu 0,50-1,3 %, Mg 0,8-1,3 %, Cr 0,10 %, Ni 0,50-1,3 %, Zn 0,25 %, autres total < 0,15 %, sol de AI.
  • Le corps creux composite, ainsi constitué, permet de résoudre les problèmes techniques et économiques rencontrés avec les corps creux monocouches de l'art antérieur. Du point de vue économique, le fait d'associer la couche active à une couche d'alliage obtenue par coulée, qui apporte ses qualités de tenue mécanique à froid et à chaud, permet de réduire l'épaisseur de la couche active et, par suite, de ramener la quantité de particules métalliques nécessaires à la constitution du corps creux entre 20 et 50 % de la quantité utilisée dans les chemises de l'art antérieur, ce qui a pour effet une nette amélioration de leur prix de revient.
  • Du point de vue technique, les problèmes rencontrés lors du filage du corps creux sont reportés au niveau du préfilage d'une couche active réalisée avec des rapports de filage plus faibles qui sont compatibles avec le matériel courant.
  • On peut ainsi choisir l'outillage et supprimer les problèmes de collage. Cette structure composite permet aussi, par un choix convenable de la composition de l'alliage de la couche non active, d'obtenir des propriétés en relation avec l'application désirée telles que, par exemple, résistance mécanique à température ambiante ou à chaud, résistance à la fatigue, coefficient de dilation thermique, résistance à la corrosion, conductibilité thermique, etc.
  • On associe ainsi dans une même chemise des propriétés qu'on ne peut obtenir à partir d'un alliage donné.
  • La demanderesse a mis au point un procédé capable de fournir de façon économique de tels corps creux composites à partir de ses composants. Il consiste à filer au moyen d'une presse équipée d'une filière à pont, à partir d'un mélange de particules métalliques d'un alliage au silicium hypereutectique et d'un produit d'addition, un cylindre creux destiné à former l'une des couches du corps creux puis, à placer cette dernière à l'intérieur d'une billette creuse obtenue par coulée d'un alliage d'aluminium et destinée à former l'autre couche et, enfin, à cofiler l'ensemble dans une presse à filer, par exemple, par filage inversé ou filage direct lubrifié, de façon à avoir des épaisseurs constantes.
  • Ainsi, la première étape du procédé consiste, d'abord, à former le corps creux à surface active. Pour cela, un alliage d'aluminium silicium hypereutectique est fabriqué par pulvérisation (atomisation ou centrifugation) sous forme de particules de granulométrie comprise entre 5 f.Lm et 2 mm. Ces particules sont mélangées à un produit d'addition de granulométrie comparable et l'ensemble est comprimé sous forme de lopin dans une presse mécanique à conteneur lubrifié, sous une pression de plusieurs centaines de MPa, ou mieux, dans une presse isostatique, ce qui permet d'éviter la lubrification. Ce lopin est écroûté, dans le cas où il porte des traces de lubrification, chauffé entre 400 et 500 °C et, enfin, filé sous forme d'un cylindre creux dans une presse équipée d'une filière à pont du type SPIDER ou PORTHOLE avec un rapport de filage compris entre 2 et 10.
  • Selon une variante du procédé, il est possible de charger directement le mélange d'alliage au silicium hypereutectique et de produit d'addition dans le conteneur de la presse à filer sans avoir fait de compression initiale.
  • La deuxième étape du procédé a pour but, après avoir réalisé par coulée suivie d'opérations de perçage ou d'usinage, si nécessaire, une billette creuse de dimensions compatibles avec celles du cylindre creux à surface active, de placer le cylindre creux à l'intérieur de la billette creuse.
  • Suivant une variante de l'invention, un alésage peut être réalisé sur la billette creuse suivi d'un réchauffage avant de procéder à l'introduction du cylindre creux de façon à réaliser une association meilleure, puisqu'elle évite la pénétration du lubrifiant de filage entre les deux composants et assure une meilleure tenue mécanique de l'ensemble.
  • La troisième étape du procédé consiste à charger l'ensemble ainsi obtenu dans le conteneur d'une presse à filer et à le cofiler pour recueillir le corps creux composite qui est débité suivant des longueurs souhaitées. Au cours de cette opération, le rapport de filage utilisé est compris entre 10 et 50.
  • Le corps creux composite ainsi élaboré présente au niveau des faces contigües des composants une adhérence parfaite ainsi qu'en témoignent les micrographies de la planche unique, qui représentent, pour la figure 1, une coupe dans le sens longitudinal et, sous un grossissement de 50, d'un corps creux en alliage 2017 pour la partie coulée, et d'un alliage d'aluminium (A-S17U4) contenant essentiellement 17 % de silicium et 4 % de cuivre additionné de graphite pour la partie active. On y distingue, dans la partie inférieure, la structure de l'alliage 2 017 après corroyage, et, au-dessus, la structure filée issue de particules dans laquelle les produits d'addition, en l'occurence le graphite, sont alignés dans le sens du filage ; on observe aussi la finesse des grains de silicium primaire.
  • La figure 2 est une micrographie obtenue à partir du même corps creux, mais sous un grossissement de 200, ce qui permet de mieux distinguer encore les différences de structure.
  • Les exemples suivants aideront à mieux faire comprendre l'invention.
    • Exemple 1
  • Un alliage de la série 4000 (A=S17U4j sous forme de poudre de dimensions de 5 µm à 1 mm, obtenue par atomisation, est mélangé avec 3 % en poids de graphite pulvérulent, puis placé dans le conteneur conique lubrifié d'une presse mécanique et comprimé sous une pression de 300 MPa pour donner un lopin de 0 = 250 mm et 1 = 500 mm.
  • Ce lopin est écroûté pour éliminer le lubrifiant puis, chauffé vers 450 °C et placé dans le conteneur d'un diamètre de 255 mm d'une presse à filer horizontale munie d'un outillage à pont du type SPIDER. Puis, on procède à l'opération de filage en utilisant un rapport de filage de 3,8 et on obtient ainsi un cylindre creux de diamètre extérieur 150 mm et intérieure 75 mm. Ce cylindre est placé à l'intérieur d'une billette creuse en alliage 2017 préalablement alésée à un diamètre de 150 mm et chauffée. L'ensemble ainsi réalisé est cofllé en inverse sur aiguille lubrifiée, selon la technique classique, avec un rapport de filage de 15. Il en résulte un corps creux composite de diamètre extérieur 98 mm, Intérieur 75 mm, dont la limite de séparation entre les deux composants se trouve située sur une surface cylindrique de 83 mm de diamètre.
  • Les deux composants du type filé sont parfaitement associés comme on peut le voir sur la figure 1.
  • Ce corps a nécessité la mise en oeuvre de 30 % seulement du poids de particules métalliques nécessaires à l'élaboration d'un corps creux de mêmes dimensions, suivant la technique antérieure.
    • Exemple 2
  • Un mélange d'alliage d'aluminium contenant essentiellement 17 % de silicium et 4% de cuivre en poudre, et de graphite identique à celui de l'exemple 1, est chargé directement à une température comprise entre 400 et 500 °C dans le conteneur d'une presse verticale munie d'un outillage à pont, puis filé avec un rapport de filage de 2,5.
  • On obtient un cylindre de diamètre extérieur 180 mm et intérieur 81 mm que l'on place à l'intérieur d'une billette creuse de diamètre extérieur 248 mm, en alliage 2017, préalablement alésée et chauffée. Puis, on procède au cofilage en inverse de l'ensemble suivant un rapport de filage de 32. Le corps creux composite résultant a pour dimensions 89 x 83,5 x 78 mm et contient seulement 47 % en poids d'alliage ayant nécessité une pulvérisation préalable.
    • Exemple 3
  • Le cylindre creux à base d'alliage en poudre est réalisé à partir des mêmes éléments que ceux de l'exemple 2 et dans les mêmes conditions, sauf que la presse de filage est horizontale.
  • Ce cylindre creux est placé à l'intérieur d'une billette creuse en 4 032 de façon à réaliser un ensemble composite de dimensions 205 x 155 x 75 mm. Ce dernier est ensuite filé en inverse avec un rapport de filage de 29 en donnant un corps creux composite de dimensions 83 x 79 x 75 mm.
  • La présente invention trouve son application dans la fabrication de chemises pour moteurs à combustion interne destinées à. travailler au contact de pistons en alliages d'aluminium, dans la confection de corps de vérins et, en général, dans tous les domaines où il est nécessaire de disposer de pièces qui doivent présenter une bonne tenue au frottement et une tendance au grippage négligeable.

Claims (4)

1. Procédé de fabrication de corps creux composite dans lequel on met en oeuvre un cylindre creux obtenu par filage, au moyen d'une presse équipée d'une filière à pont, d'un mélange de particules métalliques d'un alliage d'aluminium silicium hypereutectique et d'un produit d'addition appartenant au groupe constitué par l'étain, le graphite, le carbure de silicium, caractérisé en ce qu'on place ce cylindre creux à l'intérieur d'une billette creuse obtenue par coùlée d'un alliage d'aluminium, puis on cofile l'ensemble sur aiguille dans une presse à filage inverse.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de cofilage est compris entre 10 et 50.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la billette creuse est alésée et chauffée avant de recevoir le cylindre creux.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la billette creuse se compose d'un alliage d'aluminium appartenant au groupe des aluminium-cuivre et des aluminium-silicium désignés respectivement suivant les normes de l'Aluminium Association par les séries 2 000 et 4000.
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