EP0112848A1 - Chemises de moteurs a base d'alliages d'aluminium et de grains de silicium calibres et leurs procedes d'obtention. - Google Patents

Chemises de moteurs a base d'alliages d'aluminium et de grains de silicium calibres et leurs procedes d'obtention.

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EP0112848A1
EP0112848A1 EP83901824A EP83901824A EP0112848A1 EP 0112848 A1 EP0112848 A1 EP 0112848A1 EP 83901824 A EP83901824 A EP 83901824A EP 83901824 A EP83901824 A EP 83901824A EP 0112848 A1 EP0112848 A1 EP 0112848A1
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EP
European Patent Office
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silicon
grains
aluminum
shirt
intermetallic compound
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EP83901824A
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Noel Huret
Jean Meunier
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Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
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Aluminium Pechiney SA
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Application granted granted Critical
Publication of EP0112848B1 publication Critical patent/EP0112848B1/fr
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
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    • 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
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
    • F02F2007/009—Hypereutectic aluminum, e.g. aluminum alloys with high SI content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/02—Light metals
    • F05C2201/021—Aluminium

Definitions

  • the present invention relates to jackets of internal combustion or internal combustion engines, the structure of which has grains of silicon calibrated and dispersed in a matrix of an eutectic aluminum-silicon alloy. It also relates to some of the methods of obtaining these shirts.
  • Engine liners made from aluminum are not new, but their use has always posed problems of compatibility of their working surface with engine elements such as the pistons which are in contact with them.
  • the present invention therefore relates to an internal combustion engine liner based on an aluminum-eutectic silicon alloy possibly containing other elements and characterized in that its structure has a distribution of calibrated silicon grains of dimensions between 20 and 50 ⁇ m.
  • this jacket is that made up of an aluminum-silicon eutectic alloy matrix, that is to say containing about 12% of silicon and in which no primary silicon grain appears.
  • This alloy may optionally contain other addition elements which contribute to improving its mechanical characteristics or certain properties in relation to the friction or wear behavior.
  • calibrated silicon grains that is to say corresponding to a grading curve as narrow as possible and whose dimensions are in any case between 20 and 50 m. This excludes all fine silicon particles as well as grains of too large size which contribute to reducing the desired compatibility.
  • silicon grains have a purity greater than 99.5% and preferably a calcium content of less than 300 pp. They can optionally be treated to remove iron. Their facies are different depending on the method of production. Thus, one can have not only conventional grains prepared by grinding and sieving, but also grains produced by spraying liquid silicon which have a more rounded outline.
  • the aluminum-silicon alloy matrix use is preferably made of eutectic alloys of the A-S12U4G type, that is to say containing elements such as copper and magnesium having for effect of improving mechanical strength.
  • the friction properties of the shirts are favored by the presence of additives such as graphite or any other body playing an equivalent role.
  • an artificial graphite of the granular type is used, a shape which integrates physically well with the other components of the jacket. The most suitable proportion is between 3 and 10% by weight of the mass within which it is dispersed.
  • the Applicant has also found that it is possible to further improve the performance of the sleeve-piston assemblies from the compatibility point of view and to remedy in particular the appearance of certain point bonding phenomena which appear when the sleeve works above the limit temperatures generally. allowed, by adding in the jacket a dispersion of at least one intermetallic compound, distinct from that of such compounds likely to exist within the alloy and whose melting point is higher than 700 ° C.
  • the invention also consists in having in the jacket in addition to the calibrated silicon grains, a dispersion of at least one intermetallic compound.
  • this dispersion is different from the structure and / or composition point of view from that which might be present in the base alloy. Indeed, it is possible that this alloy contains certain elements capable of forming between them intermetallic compounds during its preparation by powder metallurgy. However, these compounds belong to the very structure of the base alloy and therefore have nothing to do with that (or those) concerned by the invention. These i ⁇ ter- metallic compounds constituting this dispersion are chosen from those which have a melting temperature higher than 700 ° C.
  • the intermetallic compound Ni, Sn in which three nickel atoms are combined with a tin atom to form these crystals of the ..hexagonal type, has proved to be particularly effective both in its functions of "non-bonding agent" "and in those of lubricating and wear-resistant product.
  • Such compounds must be distributed regularly in the mass of the jacket in the form of grains.
  • these grains are preferably calibrated, that is to say that they respond to a particle size curve as narrow as possible and whose dimensions are in any case between 5 and 50 ⁇ m. This excludes, on the one hand, grains which are too fine and which, due to their high specific surface area, lead to seizing of the tools for making shirts, on the other hand, grains which are too large and which cause the coefficient of friction to increase.
  • the grains of metallic compound can have a different facies depending on their mode of delivery. Thus it is possible not only to have grains prepared by grinding but also grains produced by spraying the compound in the liquid state which therefore have a more rounded outline.
  • the base alloy constituting the matrix of the material of the invention in addition to the alloy of the type AS ′′ U, G, it is also possible to use an alloy of the type AS ′′ Z ,. G ⁇ .
  • the invention also relates to some of the methods for obtaining such shirts. These methods have a common phase of dividing the aluminum-silicon eutectic alloy from the liquid state into a powder. This is obtained by all existing processes such as, for example, centrifugal spraying, atomization, etc. This powder is then sieved to remove particles of dimensions not between 60 and 400 ⁇ m and then mixed with silicon grains of particle size between 20 and 50 ⁇ m and in a quantity such that they represent 5 to 15 S. by weight of the mass of the jacket j optionally 3 to 10% by weight of graphite or any other element capable of improving the quality of the jacket such as silicon carbide to increase its hardness or tin to make it more suitable for friction.
  • an intermetallic compound is incorporated in the form of grains according to the percentages by weight of between 5 and 15% and of dimensions between 5 and 50 ⁇ m. After homogeni-. sation suitable, such a mixture can then be treated with two different vials, either by sintering or by spinning.
  • the powder mixture is shaped by cold compression in a vertical or isostatic press, then sintered under a controlled atmosphere.
  • the shirt thus obtained is then machined to suitable dimensions.
  • the mixture is cold compressed in the form of a billet or loaded directly into the pot of a press and then, spun in the form of a tube after possible preheating away from the atmosphere.
  • the spinning equipment used is well known to those skilled in the art. It can be either a bridge tool or a floating needle-plate assembly. The tube thus obtained at the outlet
  • IA of the press is erected, cut to the length of the shirts and the latter are then machined.
  • the mixture can also be compressed in the form of pawns which are subjected to reverse spinning so as to form buckets, the bottom and the opposite edge of which are then cut off to collect liners which are then machined. It is also possible to directly quench the cups after spinning.
  • the invention can be illustrated by means of three figures appended to the present application and which represent drawings of micrographs drawn under a magnification of 200, of engine liners manufactured according to different techniques.
  • FIG. 1 corresponds to a jacket obtained by casting a hypereutectic aluminum-silicon alloy
  • Figure 2 to a jacket obtained by spinning hypereutectic aluminum alloy silicon powder
  • FIG. 3 to a jacket according to the invention obtained by spinning a mixture of powder of aluminum alloy-eutectic silicon and of calibrated silicon powder.
  • the aluminum-silicon alloy is an A-S17U4G according to the standards of the Aluminum Association which therefore contains 17% of silicon and therefore is said to be hypereutectic in silicon.
  • the aluminum-silicon alloy is also an A-S17U4G but resulting from the spinning of powder obtained by atomization.
  • the primary silicon grains (3) Due to the high cooling speed used to form this powder, the primary silicon grains (3) have a relatively small size comparable to that of eutectic silicon, and in any case less than that resulting from conventional casting. Also shown in this figure are graphite particles (4) which lengthen in the spinning direction and represent approximately 3% by weight of the liner mass.
  • the excessive fineness of the silicon grains, of the jackets thus formed is the cause of their deterioration during tests under particularly severe conditions.
  • the aluminum-silicon alloy is an A-S12U4G which contains 12% of silicon and therefore is said to be eutectic in silicon. It also results from the spinning of powder obtained by atomization, but was added according to the invention before spinning, about 5% by weight of silicon powder whose grains (5) have a facies of particles resulting from grinding and a dimension between 20 and 50 ⁇ m. These grains are dispersed in a eutectic matrix within which a distinction is made between silicon particles (7) which have coaleas and graphite particles (6) associated at a rate of 35% by weight. Note the completely original texture of the shirts according to the invention, a texture which contributes to significantly improving the compatibility with the pistons of the shirts thus produced.
  • the shirts forming the subject of the invention find their application in particular in the automobile industry and in any kind of industry where it is sought to have assemblies, piston-plunger of good compatability from alloys of 'aluminum.

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Abstract

La présente invention est relative à des chemises de moteurs à explosion ou à combustion interne à base d'alliages d'aluminium-silicium et de grains de silicium et leurs procédés d'obtention. Elle est caractérisée en ce que ces grains sont soigneusement calibrés et dispersés dans la matrice d'alliage. Ces chemises peuvent également contenir au moins un composé intermétallique tel que le Ni3Sn par exemple. Ces chemises sont obtenues par filage ou frittage d'un mélange de poudres. L'invention trouve son application notamment dans l'industrie de l'automobile et dans tout genre d'industrie où on cherche à disposer d'ensembles chemise-piston de bonne compatibilité à partir d'alliages d'aluminium.

Description

CHEMISES DE MOTEURS A BASE D'ALLIAGES D'ALUMINIUM ET DE GRAINS DE SILICIUM
CALIBRES ET LEURS PROCEDES D'OBTENTION'
La présente invention est relative à des chemises de moteurs à explosion ou à combustion interne dont la structure présente des grains de sili¬ cium calibrés et dispersés dans une matrice d'un alliage d'aluminium- silicium eutectique. Elle concerne également quelques uns des procédés d'obtention de ces chemises.
Les chemises de moteurs à base d'aluminium ne sont pas nouvelles mais leur utilisation a toujours posé des problèmes de compatibilité de leur surface de travail avec les éléments de moteurs tels que les pistons qui sont en contact avec elles. On a cherché à pallier les dif¬ ficultés rencontrées de différentes façons telles que prévoir un che isage en acier, revêtir la surface de l'alésage du cylindre de métaux plus durs comme le fer ou le chrome, sans toutefois pouvoir les surmonter complètement.
Puis, on s'est tourné vers des alliages ayant une meilleure tenue mécanique tels que les aluminium-silicium hypereutectiques mais, on s'est alors aperçu.:que les cristaux de silicium primaire qui apparaissent lors du moulage de la chemise avaient, du fait de leur taille relative- ment grande et de leur forme anguleuse, une tendance fâcheuse à rayer la surface des pistons et on a été ainsi amené à protéger la surface de ces derniers par un revêtement.
C'est alors que, voulant néanmois bénéficier de certains avantages apportés par les A-S hypereutectiques, on a cherché à changer la structure de ces alliages notamment au niveau des grains de silicium pour essayer de leur conférer la compatibilité nécessaire sans avoir recours à des traitements de surface ultérieurs. Parmi les tentatives faites, il faut citer : - d'une part, toutes celles consistant à modifier la structure de coulée telles que celles décrites dans le brevet français 1441 860 où on procède à une attaque acide de la matrice d'aluminium de manière à mettre en relief les grains de silicium puis on réalise un polissage de ces grains, - d'autre part, celles visant à obtenir une nouvelle structure de coulée. C'est le cas du brevet français 2235 534 dans lequel la chemise est' oulée dans des conditions de refroidissement telles qu'elle ne présente aucune phase de silicium primaire mais au contraire des particules fibreuses ou sphéroïdisées de dimensions inférieures à 10 μm.
Plus récemment, la demanderesse dans son brevet 2343 895 s'est aussi tournée vers une nouvelles structure d*A-S hypereutectiques mais en substituant au procédé de coulée celui du filage de poudres obtenues par atomisation. Une telle technique présente, en effet, l'avantage de mettre en oeuvre des poudres formées avec une grande vitesse de refroidissement et dans lesquelles les grains de silicium primaire ont une taille relativement petite et en tout cas inférieure à celle résultant de la coulée classique. Cette taille n'est pas modifiée par le filage et on obtient ainsi une nouvelle structure présentant des particules de silicium fines et bien réparties qui améliorent sensiblement la compatibilité de la chemise avec le piston.
Toutefois, au cours d'essais dans des conditions particulièrement sévères, on observe néanmoins une détérioration de la chemise.
A la suite d'une étude poussée du phénomène, on a alors constaté qύ.'.il était lié à la trop grande finesse des grains de silicium. A partir de ces résultats, la demanderesse a pris conscience qu'il était possible d'améliorer encore cette compatibilité. C'est pourquoi, elle a élaboré des chemises dont la structure présente des grains de silicium soigneusement calibrés dans une fourchette de granulométrie relativement étroite, se situant en moyenne au-dessus du maximum ayant conduit à un mauvais comportement et en-dessous de celle trop grossière des produits coulés.
La présente invention concerne donc une chemise de moteur à combustion interne à base d'un alliage d'aluminium-silicium eutectique coptenant éventuellement d'autres éléments et caractérisée en ce que sa struc¬ ture présente une distribution de grains de silicium calibrés de dimensions comprises entre 20 et 50 μm.
Ainsi, cette chemise est celle constituée par une matrice en alliage d'aluminium-silicium eutectique, c'est-à-dire contenant environ 12 % de silicium et dans laquelle n'apparaît aucun grain de silicium primaire. Cet alliage peut éventuellement contenir d'autres éléments d'addition qui contribuent à améliorer ses caractéristiques mécaniques ou certaines propriétés en relation avec le comportement au frottement ou à l'usure.
Dans cette matrice, sont distribués des. grains de silicium calibrés, c'est-à-dire répondant à une courbe de granulométrie la plus resserrée possible et dont les dimensions sont de toute façon comprisesentre 20 et 50 m. Sont ainsi exclues toutes les particules fines de silicium ainsi que les grains de trop grande taille qui contribuent à diminuer la compatibilité recherchée.
De plus, pour obtenir un compromis favorable entre les qualités apportées d'une part par la matrice, d'autre part par les grains de silicium, on a pu constater qu'une proportion en poids de 5 à 15 % de grains de silicium par rapport à la masse de la chemise convenait très bien.
Ces grains de silicium ont une pureté supérieure à 99,5 % et de préférence une teneur en calcium inférieure à 300 pp . Ils peuvent éventuellement être traités pour en éliminer le fer. Leur faciès est différent en fonction du mode d'obtention. Ainsi, on peut avoir non seulement des grains classiques préparés par broyage et tamisage, mais également des grains fabriqués par pulvérisation de silicium liquide qui présentent un contour plus arrondi.
En ce qui concerne la matrice en alliage d'aluminium-silicium, on fait appel de préférence à des alliages eutectiques du type A-S12U4G, c'est-à-dire renfermant des éléments tels que le cuivre et le magné- siu ayant pour effet d'améliorer la tenue mécanique. En outre, on favorise les propriétés de frottement des chemises par la présence d'adjuvants comme du graphite ou de tout autre corps jouant un rôle équivalent. De préférence, on utilise un graphite artificiel de type granulaire, forme s'intégrant bien physiquement aux autres composants de la chemise. La proportion la plus convenable se situe entre 3 et 10 % en poids de la masse au sein de laquelle il est dispersé.
La demanderesse a aussi constaté qu'on pouvait encore améliorer davantage les performances des ensembles chemise-piston du point de vue compatibilité et remédier notamment à l'apparition de certains phénomènes de collage ponctuel qui apparaissent lorsque la chemise travaille au-delà des températures limites généralement admises, en ajoutant dans la chemise une dispersion d'au moins un composé intermétallique, distincte de celle de tels composés susceptibles d'exister au sein de l'alliage et dont la température de fusion est supérieure à 700° C.
Ainsi l'invention consiste-t-elle aussi à avoir dans la chemise en plus des grains de silicium calibrés, une dispersion d'au moins un composé intermétallique.
Il y a lieu de souligner que cette dispersion est différente du point de vue structure et/ou composition de celle qui pourrait être présente dans l'alliage de base. En effet, il est possible que cet alliage contienne certains éléments susceptibles de former entre eux des composés intermétalliques au cours de son élaboration par métallurgie des poudres. Mais ces composés appartiennent à la structure même de l'alliage de base et nΛont donc rien à voir avec celui (ou ceux) concerné(s) par l'invention. Ces composés iπter- métalliques constituant cette dispersion sont choisis parmi ceux qui ont une teppérature de fusion supérieure à 700° C.
On a en effet trouvé que la présence de tels composés dans la structure d'une chemise à matrice d'aluminium-silicium eutectigue avait pour propriété de réduire fortement sinon de supprimer la tendance de la chemise à se souder localement au piston lorsque certaines limites de températures sont dépassées.
De plus, les essais réalisés montrent que ces composés intermétalliques contribuent à améliorer simultanément le rôle joué par les grains de silicium en créant des points durs dans la chemise et en renforçant ainsi sa résistance à l'usure et celui du graphite en exacerbant sa fonction d'agent lubrifiant comme en témoignent les mesures de coef¬ ficient de frottement.
Le composé intermétallique Ni,Sn dans lequel trois atomes de nickel sont combinés à un atome d'étain pour former ces cristaux du type ..hexagonal, s'est avéré particulièrement performant à la fois dans ses fonctions d'agent de "non-collage" et dans celles de produit lubrifiant et résistant à l'usure.
De tels composés doivent être répartis régulièrement dans la masse de la chemise sous forme de grains. Cependant, pour développer pleinement leurs effets, ces grains sont de préférence calibrés, c'est-à-dire qu'ils répondent à une courbe de granulométrie la plus resserrée possible et dont les dimensions sont de toute façon comprises entre 5 et 50 μm. On exclut ainsi d'une part, les grains trop fins qui en raison de leur surface spécifique élevée, conduisent au grippage des outillages de fabrication des chemises, d'autre part, les grains trop gros qui provoquent l'augmentation du coefficient de frottement.
Pour obtenir un compromis favorable entre les avantages apportés par la matrice en alliage d'aluminium-silicium eutectique, les grains de silicium, le lubrifiant et les grains de composé inter- métallique, on a constaté qu'une proportion de ces derniers de 5 à 15 % de la masse de la chemise convenait très bien.
Les grains de composé intεrmétallique peuvent présenter un faciès différent en fonction de leur mode d'obention. C'est ainsi qu'on peut avoir non seulement des grains préparés par broyage mais également des grains fabriqués par pulvérisation du composé à l'état liquide qάii présentent de ce fait un contour plus arrondi. Quant à l'alliage de base constituant la matrice du matériau de l'invention, outre l'alliage du type A-S»„ U,G, on peut également utiliser un alliage du type A-S.„ Z,. Gϋ.
L'invention concerne également quelques uns des procédés d'obtention de telles chemises. Ces procédés possèdent une phase commune consistant à diviser l'alliage d'aluminium-silicium eutectique à partir de l'état liquide en une poudre. Ceci est obtenu par tous procédés existant comme par exemple la pulvérisation centrifuge, 1'atomisation, etc.... Cette poudre est alors tamisée pour en éliminer les particules de dimensions non comprises entre 60 et 400 μm puis mélangée à des grains de silicium de granulométrie comprise entre 20 et 50 μm et en quantité telle qu'ils représentent 5 à 15 S. en poids de la masse de la chemise j on y ajoute éventuellement 3 à 10 % en poids de graphite ou tout autre élément susceptible d'améliorer la qualité de la chemise tel que le carbure de silicium pour augmenter sa dureté ou l'étain pour la rendre plus apte au frottement. Dans le cas de chemises destinées à travailler au-delà des limites de température généralement admise, on incorpore un composé intermétallique sous forme de grains suivant les pourcentages en poids compris entre 5 et 15 % et de dimensions comprises entre 5 et 50 μm. Après homogénéi- . sation convenable, un tel mélange peut alors être traité de deux flacons différentes, soit par frittage, soit par filage.
Dans le cas du frittage, le mélange de poudres est mis en forme par compression à froid dans une presse verticale ou isostatique, puis frittée sous atmosphère contrôlée. La chemise ainsi obtenue est alors usinée aux dimensions convenables.
Dans le cas du filage, le mélange est comprimé à froid sous forme de billette ou chargé directement dans le pot d'une presse puis, filé sous forme de tube après un éventuel préchauffage à l'abri de l'atmosphère.
Le matériel de filage utilisé est bien connu de l'homme de l'art. Il peut s'agir, soit d'un outillage à pont, soit d'un ensemble filière plate-aiguille flottante . Le tube ainsi obtenu à la sortie
IA de la presse est dressé, tronçonné à la longueur des chemises et ces dernières sont ensuite usinées.
Il est possible d'.effectuer une trempe directement sur le tube sortant 5 de la filière puis de |procéder à un traitement thermique classique de revenu, de façon a améliorer les propriétés mécaniques de la chemise fabriquée.
Le mélange peut aussi être comprimé sous forme de pions que l'on Q soumet à un filage inverse de manière à former des godete dont on tronçonne ensuite le fond et le bord opposé pour recueillir des chemises qui sont ensuite usinées. Il est également possible d'effectuer une trempe directe des godets après filage.
5 L'invention peut être illustrée au moyen de trois figures jointes à la présente demande et qui représentent des dessins de micrographies tirées sous un grossissement de 200, de chemises de moteurs fabriquées suivant des techniques différentes.
Q La figure 1 correspond à une chemise obtenue par coulée d'un alliage d'aluminium-silicium hypereutectique, la figure 2 à une chemise obtenue par filage de poudre d'alliage d'aluminium-silicium hypereutectique ; la figure 3 à une chemise selon l'invention obtenue par filage d'un mélange de poudre d'alliage d'aluminium- 5 silicium eutectique et de poudre de silicium calibrée.
Sur la figure 1, l'alliage d'aluminium-silicium est un A-S17U4G suivant les normes de l'Aluminium Association qui contient donc 17 % de silicium et de ce fait est dit hypereutectique en silicium. On distingue des cristaux de silicium primaire (1) qui sont donc ap¬ parus au début de la solidification de l'alliage et qui sont dispersés dans une matrice où apparait sous forme d'aiguille(s) du silicium eutectique. On remarque que ces cristaux ont une taille relativement importante et une forme angulaire ayant pour propriété une tendance fâcheuse à rayer la surface des pistons au regard desquels travaillent les chemises. Sur la figure 2, l'alliage d'aluminium-silicium est également un A-S17U4G mais résultant du filage de poudre ùbtenie par atomisation. Du fait de la grande vitesse de refroidissement utilisée pour former cette poudre, les grains de silicium primaire (3) ont une taille relativement petite comparable à celle du silicium eutectique, et en tout cas inférieure à celle résultant de la coulée classique. On distingue également sur cette figure des particules de graphite (4) qui s'allongent dans le sens du filage et représentent environ en poids 3 % de la masse de la chemise.
La trop grande finesse des grains de silicium, des chemises ainsi constituées est la cause de leur détérioration lors d'essais dans des conditions particulièrement sévères.
Sur la figure 3, l'alliage d'aluminium-silicium est un A-S12U4G qui contient 12 % de silicium et de ce fait est dit eutectique en silicium. Il résulte également du filage de poudre obtenue par atomisation , mais on a ajouté suivant l'invention avant filage, environ 5 S en poids de poudre de silicium dont les grains (5) ont un faciès de particules résultant d'un broyage et une dimension comprise entre 20 et 50 μm. Ces grains sont dispersés dans une matrice eutectique au sein de laquelle on distingue des particules de silicium (7) qui ont coaleasë et des particules de graphite (6) associés à raison de 35_ au poids. On notera la texture tout à fait originale des chemises selon l'invention, texture qui contribue à améliorer notablement la compatibilité avec les pistons des chemises ainsi réalisées.
Les chemises faisant objet de l'invention trouvent leur application notamment dans l'industrie de l'automobile et dans tout genre d'industrie où l'on cherche à disposer d'ensembles, chemise-piston de bonne compatabilité à partir d'alliages d'aluminium.

Claims

REVENDICATIONS
1°) Chemise de moteur à combustion interne obtenue par métallurgie de poudre à partir de grains d'alliages d'aluminium-silicium, de silicium et éventuellement d'autres éléments, caractérisée en ce que la structure présente une matrice d'aluminium-silicium eutectique c'est-à-dire essentiellement exempte de grains de silicium primaire dans laquelle ont été distribués des grains de silicium ayant tous une dimension comprise entre 20 et 50 μm.
2°) Chemise selon la revendication 1, caractérisée en ce que les grains de silicium représentent 5 à 15 S. de la masse de la chemise.
3°) Chemise selon la revendication 1, caractérisée en ce que les grains de silicium ont le faciès de particules résultant d'un broyage.
4°) Chemise selon la revendication 1, caractérisée en ce que les grains de silicium ont le faciès résultant de la pulvérisation de silicium liquide.
5°) Chemise selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alliage aluminium-silicium eutectique est un A-S12U4G.
6°) Chemise selon la revendication 1, caractérisée en ce que parmi les autres éléments figure le graphite.
7°) Chemise selon la revendication 6, caractérisée en ce que la teneur en graphite de la chemise est comprise entre 3 et 10 % en poi a
8°) Chemise selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient une dispersion d'au moins un composé intermétallique dis- tincte de celle de tels composés susceptibles d'exister au sein de l'alliage et dont la température de fusion est supérieure à 700°C.
9°) Chemise selon la revendication 8, caractérisée en ce que le composé intermétallique est le Ni,Sn. 10°) Chemise selon la revendication 8, caractérisée en ce que le composé intermétallique se présente sous forme de grains calibrés de dimensions comprises entre 5 et 50μm.
11°) Chemise selon la revendication. caractérisée en ce que le composé intermétallique représente 5 à 15 % du poids de la masse de la chemise.
12°) Chemise selon la revendication 8, caractérisée en ce que les grains de composé intermétallique ont un faciès de particules résultant d'un broyage.
13°) Chemise selon la revendication 8, caractérisée en ce que les grains de composé intermétallique ont le faciès de particules résultant de la solidification d'un liquide pulvérisé.
14°) Chemise selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'alliage d'aluminium-silicium eutectique appartient au groupe constitué par l'A-S^ U4G et l'A-S12 ZjGU.
15°) Procédé de fabrication de chemises selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium-silicium eutectique est divisé à partir de l'état liquide en une poudre de dimensions comprises entre 60 et 400 μ , puis mélangé à des grains de silicium de granulométrie comprise entre 20 et 50 μm et en quantité telle qu'ils représentent 5 à 15 S- en poids de la masse de la chemise, auxquels on ajoute éventuellement 3 à 10 S. de graphite en poudre.
16°) Procédé de fabrication de chemises selon la revendication 8, caractérisé en ce que on incorpore un composé intermétallique sous forme de grains suivant des pourcentages en poids compris entre 5 et 15 % et des dimensions comprises entre 5 et 20 μm.
17?) Procédé selon les revendications 15 et 16, caractérisé en ce que le mélange de poudres et de grains est mis en forme par compression à froid, puis fritte sous atmosphère contrôlée. 18°) Procédé selon les revendications 15 et 16, caractérisé en ce que le mélange de poudres et de grains est filé dans Une presse ap¬ partenant au groupe constitué par les presse à aiguille flottante et à outillage à pont et le produit obtenu ttonçonné à la .longueur voulue après dressage.
19°) Procédé selon les revendications 15 et 16, caractérisé en ce que le produit filé est trempé a la sortie de la presse puis soumis à un traitement thermique de revenu.
20°) Procédé selon les revendications 15 et 16, caractérisé en ce que le mélange est comprimé sous forme de pions puis soumis à un filage inverse, de manière à former un godet donc on tronçonne le fond et le bord opposé.
21°) Procédé selon les revendications 15 et 16, caractérisé en ce que l'on effectue une trempe directe des godets après filage.
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