FR2753992A1

FR2753992A1 - Ensemble formant joint d'usure

Info

Publication number: FR2753992A1
Application number: FR9712062A
Authority: FR
Inventors: Karel Hajmrle; Hougong Wang
Original assignee: Westaim Technologies Inc
Current assignee: Westaim Technologies Inc
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1998-04-03
Anticipated expiration: 2017-09-29
Also published as: US5976695A; GB9721012D0; GB2317899B; AU3993397A; GB2317899A; FR2753992B1; CA2216068A1

Abstract

L'invention concerne des poudres pulvérisables thermiquement, destinées à la formation de joints d'usure, et des joints d'usure formés par pulvérisation thermique desdites poudres et convenant à une utilisation avec des aubes en alliage de titane, à des températures allant jusqu'à 700 deg.C. La poudre renferme une phase métallique en alliage et une phase céramique solide du type lubrifiant. La phase métallique en alliage comprend une quantité principale d'au moins un métal matriciel choisi dans le groupe consistant en Ag et Cu, au moins un métal abaissant le point de fusion choisi dans le groupe consistant en Si, B, Mn et A1, et au moins un métal résistant à l'oxydation choisi dans le groupe consistant en A1, Cr et Si. La phase céramique solide du type lubrifiant est de préférence choisie parmi le nitrure de bore hexagonal, le sulfure de molybdène, le graphite, le talc, la bentonite et le mica.

Description

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L'invention concerne des joints d'usure destinés à

être utilisés dans une machine rotative.

Les joints d'usure sont utilisés sur les anneaux de renforcement des compresseurs, en particulier des turbomoteurs à gaz d'avions à réaction ou de machines rotatives basées au sol, pour garantir un fonctionnement efficace des moteurs en réduisant au minimum les fuites de gaz, à la fois dans les sections de compresseur et de turbine des moteurs. Bien que le moteur soit habituellement conçu et fabriqué à des tolérances dimensionnelles précises, la dilatation thermique et centrifuge des éléments rotatif et fixe rend difficile l'obtention de jeux nuls. Par conséquent, des joints d'usure sont couramment utilisés sur les surfaces de l'élément fixe. Les joints d'usure permettent la pénétration de l'élément rotatif, établissant ainsi une maitrise voulue des fuites de gaz, en créant ce qui est en fait un joint de faible tolérance. Les joints d'usure sont distincts des surfaces de frottement, dans des environnements humides tels que ceux existant autour des pièces de friction baignant dans l'huile que l'on trouve dans les moteurs, les accouplements et les freins. Un joint d'usure viable est un compromis entre de nombreuses propriétés physiques mutuellement exclusives. Le joint doit s'user en se désintégrant en de fines particules, plutôt qu'en se déchirant ou en s'effritant, et sans provoquer d'usure sensible des extrémités des aubes du rotor. Le joint doit également être hautement résistant à l'érosion et à l'oxydation, puisque le courant de gaz30 chaud, de grande vitesse, chargé de particules abrasives, traversant le moteur, crée un environnement qui est à la fois hautement érosif et oxydant. Différentes tentatives ont été réalisées pour obtenir la propriété d'aptitude à l'usure du joint, en jouant sur les propriétés mécaniques35 du joint. L'aptitude à l'usure peut être obtenue en utilisant une basse température de frittage au cours du procédé de formation du joint, en vue d'obtenir un joint de

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faible densité. La résistance mécanique du joint peut également être réduite par inclusion de matériaux friables non métalliques, tels que du graphite ou de la terre de diatomée. En variante, la propriété d'aptitude à l'usure peut être fonction du point de fusion et des caractéristiques de fusion du joint. Lorsque le point de fusion du joint est quelque peu supérieur à la température de fonctionnement du compresseur, mais inférieur à la température de fusion de l'élément rotatif, la chaleur provoquée par la friction au niveau de la surface de frottement résulte en une fusion du joint. Tandis que la température de la surface de frottement approche du point de fusion du joint, la résistance mécanique du joint diminue et il est facilement usé ou déplacé par l'élément rotatif. L'élément rotatif, qui a un point de fusion sensiblement plus élevé, perd peu de résistance mécanique et peut user le joint sans

endommager lep extrémités du rotor.

Les turbomoteurs à gaz modernes utilisent des aubes de rotor constituées d'un alliage de titane fonctionnant à des températures allant jusqu'à environ 700 C. Deux formulations de joint principales sont actuellement utilisées dans le commerce, à savoir un joint AlSi-polyester (Mecto 601 marque de Perkin-Elmer25 Corporation, New York) et un joint métallique de feutre. Les joints métalliques de feutre sont habituellement formés à partir d'alliages à base de nickel. Le joint consiste en des fibres métalliques qui sont frittées pour produire un matériau hautement poreux (poreux à environ 80%). Le joint30 est appliqué par brasure. Aucun joint disponible dans le commerce n'est entièrement satisfaisant. Le joint métallique de feutre fond à des températures sensiblement supérieures à 700 C, qui sont trop élevées compte tenu des conditions de fonctionnement des aubes en alliage de Ti.35 Cela résulte en une usure sensible des extrémités des aubes, la surface de frottement du joint devenant très rugueuse, ce qui crée une surface indésirable du point de

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vue aérodynamique, et le joint produit des étincelles lors du frottement. La production d'étincelles est particulièrement indésirable dans des turbomoteurs utilisant des aubes de rotor en alliage de Ti, puisque le risque d'un feu de Ti existe. En outre, la faible densité

du joint résulte en des fuites indésirables.

Un joint AlSi-polyester crée une surface de frottement rugueuse et des étincelles, et les débris du joint qui se désintègre ont tendance à coller aux aubes du rotor et à d'autres équipements du moteur. Le collage des débris aux équipements du moteur n'est pas souhaitable du point de vue aérodynamique, et le mélange débris-air peut

être explosif.

L'art antérieur décrit de nombreuses compositions et structures de joints d'usure. Cependant, aucun des joints décrits ne satisfait à la double exigence de convenir à une utilisation avec des aubes de rotor en alliage de Ti, à des températures allant jusqu'à 700 C, et de convenir à une

application par pulvérisation thermique.

US-A-3 053 694, US-A-3 068 016 et US-A-4 639 388 décrivent des structures de joints d'usure dans lesquelles le joint est soit appliqué sous forme de bouillie, soit fritté en une matrice métallique alvéolaire. Ces joints ne peuvent pas être déposés par pulvérisation thermique.25 US-A-3 975 165, US-A-3 985 513, US-A-3 817 719 et US-A-3 879 831 enseignent des compositions de joints d'usure destinés à être utilisés dans les sections de turbine des moteurs à réaction. Ces joints sont conçus pour supporter des températures excédant 1000 C. Ces joints ont30 donc des points de fusion qui sont trop élevés pour offrir une aptitude à l'usure contre des aubes en alliage d'aluminium en-deçà de 700 C. D'autres joints de l'art antérieur, tels que ceux décrits dans US-A-5 049 450, US-A-3 084 064 et US-A-4 023 252, sont faits de compositions ayant des points de fusion trop bas pour fournir des joints ayant une

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résistance suffisante dans la gamme de températures de

fonctionnement allant de 345 à 700 C.

Par suite de ces problèmes non résolus, l'industrie a cherché d'autres matériaux, en particulier des matériaux qui peuvent être utilisés dans la gamme de 345 à 700 C. Une solution actuelle consiste à munir les aubes en alliage de Ti d'extrémités dures. Cela permet d'utiliser des

revêtements formant joints annulaires denses et durs.

Cependant, la prévision d'extrémités dures sur les aubes est coûteuse et peut réduire la longévité en fatigue des aubes. L'utilisation d'aubes en alliage de Ni, qui sont plus dures que les aubes en alliage de Ti et ne nécessitent pas de former des extrémités dures, n'est pas faisable en pratique puisqu'elles sont deux fois plus lourdes que les aubes en Ti. Par conséquent, il reste un besoin en un joint d'usure qui convienne à une utilisation avec des aubes en alliage de Ti, à des températures allant jusqu'à environ 7000C, qui provoquera une usure minimale des aubes, une production minimale d'étincelles ou un collage minimal de débris, qui sera hautement résistant à l'érosion, à l'oxydation et à la formation d'une surface de frottement rugueuse, et qui se désintégrera en de fines particules

lors du frottement.

La présente invention propose un matériau pulvérulent destiné à la formation de joints d'usure. La poudre est particulièrement utilisable dans des compresseurs pourvus d'aubes en alliage de Ti, y compris les compresseurs étagés des turbomoteurs à gaz fonctionnant à des températures allant jusqu'à environ 700 C. Le matériau pulvérulent peut30 être pulvérisé thermiquement. Le matériau pulvérulent comprend une phase métallique en alliage, dans laquelle au

moins un métal (et éventuellement plus d'un métal) est choisi parmi chacun de trois groupes fonctionnels (désignés par premier, second et troisième composants de la phase35 métallique), combinée avec une phase céramique solide du type lubrifiant.

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Le premier composant de la phase métallique comprend une quantité principale d'un métal matriciel choisi parmi Ag et Cu. Par "quantité principale", on entend dans cette

description et dans les revendications que le composant

métallique matriciel représente le pourcentage pondérai le plus élevé des composants inclus dans la phase métallique

en alliage.

Le second composant de la phase métallique est un métal abaissant le point de fusion, choisi dans le groupe consistant en Si, B, Mn, et Al. Le métal abaissant le point de fusion a pour fonction de réduire le point de fusion de

la phase métallique pour l'amener dans la gamme voulue.

Le troisième composant de la phase métallique est un métal résistant à l'oxydation choisi dans le groupe consistant en A1, Cr et Si. Ce métal confère au joint une résistance à l'oxydation pour le protéger de l'effet

oxydant du courant de gaz chaud traversant le moteur.

La phase céramique est choisie dans le groupe des matériaux céramiques solides du type lubrifiants consistant en le nitrure de bore hexagonal, le disulfure de molybdène, le graphite, le talc, la bentonite, le mica et d'autres matériaux stratifiés à base de silicates. L'inclusion de la phase céramique rend possible l'application du joint par pulvérisation thermique, sans obtenir des densités excessivement élevées (généralement inférieures à environ % de la densité théorique) dans le joint, et la réalisation d'une phase métallique discontinue et qui est

donc plus apte à l'usure.

Lorsqu'il est transformé en un revêtement formant joint d'usure, le matériau pulvérulent offre de préférence un revêtement formant joint d'usure dans lequel la phase métallique en alliage a un point de fusion compris dans la gamme d'environ 750 à 1000 C, de préférence de 750 à 900 C, s'érode à une vitesse qui n'excède pas 1,5 g par minute,35 selon l'Essai de Résistance à l'Erosion tel que décrit sensiblement dans l'exemple 1, et qui ne provoque pas d'usure supérieure à 0,0127 mm (0,05 millième de pouce)

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d'une aube d'essai en alliage de titane, selon l'Essai d'Aptitude à l'Usure tel décrit sensiblement dans l'exemple 1. Le matériau pulvérulent est de préférence préparé par mélange mécanique des particules de la phase métallique en alliage et de la phase céramique. En variante, des poudres composites des matériaux peuvent être préparées par des techniques hydrométallurgiques ou de séchage par pulvérisation bien connues. Le matériau pulvérulent a de préférence une gamme de tailles de particules comprise entre 10 et 200 Mm, pour une application par pulvérisation thermique. De préférence, le matériau pulvérulent comprend au moins 40% en poids de la phase métallique en alliage et au moins 10% en poids du matériau céramique solide du type lubrifiant. De préférence, le matériau céramique solide du

type lubrifiant est du nitrure de bore hexagonal.

On préfère que la phase métallique en alliage du matériau pulvérulent pour joint comprenne au moins l'un des matériaux abaissant le point de fusion suivants, inclus dans les gammes de pourcentages pondéraux suivantes, par rapport à la phase métallique: Si (1-30%), B (1-20%), Mn (20-50%), et Al (30-50%); et au moins l'un des métaux résistants à l'oxydation suivants, par rapport à la phase métallique: Al (1-30%), Cr (1-30%) et Si (1-20%). La phase métallique du matériau pulvérulent pour joint peut comprendre jusqu'à 4% en poids au total, par rapport à la phase métallique, d'un ou plusieurs des composés suivants: Y, Ce, La ou des métaux des terres rares pour obtenir une30 résistance supplémentaire à l'oxydation. D'autres éléments ou impuretés accidentels peuvent être présents en une

quantité allant jusqu'à 3% du poids total maximal, chaque élément ou impureté individuel étant présent en une quantité n'excédant pas 1%.

Dans une forme d'exécution préférée, il est prévu un matériau pulvérulent pour joint en AgSi-BN, dans lequel la quantité de nitrure de bore hexagonal est de préférence

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comprise dans la gamme d'environ 20 à 35% en poids, de préférence d'environ 27,5% en poids, par rapport au poids total de la poudre AgSiBN, les 72,5% en poids restants étant constitués d'alliage AgSi. La quantité de Si, par rapport au poids total de la poudre AgSi-BN, va de préférence de 1,5 à 2,5% en poids, et elle est de

préférence de 2,0% en poids. Le reste est constitué de Ag.

Dans une autre forme d'exécution préférée, il est prévu un matériau pulvérulent pour joint en CuMnAl-BN, dans lequel la quantité de nitrure de bore hexagonal est de préférence comprise dans la gamme d'environ 45 à 55% en poids, et elle est de préférence d'environ 50% poids, par rapport au poids total du matériau pulvérulent. La quantité de Mn est de préférence comprise entre environ 10 et 20% en15 poids, et elle est de préférence d'environ 15% en poids. La quantité de A1 est de préférence comprise entre environ 1,0 et 2,6% en poids, et elle est de préférence d'environ 1,8% en poids, le reste étant constitué de Cu. La présente invention étend également sa portée à un ensemble formant joint d'usure comprenant un substrat et un matériau pulvérulent pour joint d'usure quelconque selon la présente invention, qui est déposé sur le substrat par pulvérisation thermique pour obtenir un revêtement formant joint d'usure. Le substrat comprendra habituellement25 l'anneau de renforcement ou le stator d'un compresseur tel que la section de compresseur d'un moteur à réaction. De préférence, la phase métallique du revêtement formant joint d'usure déposé sur le substrat a un point de fusion compris entre environ 750 et 1000 C, de préférence entre environ30 750 et 900 C. Le revêtement formant joint d'usure s'érode également de préférence à une vitesse qui n'excède pas 1,5 g par minute (Essai de Résistance à l'Erosion décrit ici),

il ne provoque pas plus de 0,0127 mm (0,5 millième de pouce) d'usure d'une aube d'essai en alliage de titane35 (Essai d'Aptitude à l'Usure décrit ici) et il a une densité supérieure à environ 50% de sa densité théorique.

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La plupart des joints de l'art antérieur offrent une aptitude à l'usure qui est fonction des propriétés mécaniques du joint. Dans la présente invention, l'aptitude à l'usure est essentiellement fonction du point de fusion du joint. Le présent joint est conçu pour fondre à une gamme de températures légèrement supérieure à la température maximale de fonctionnement des aubes en alliage de titane, mais inférieure à leur température de fusion. Des températures excédant la température normale de fonctionnement du moteur sont générées au niveau de l'interface de frottement entre le joint et les aubes du rotor en Ti, par suite de la friction entre le joint

statique et les aubes mobiles au cours du frottement.

Lors du frottement, la température au niveau de l'interface de frottement entre le joint et le rotor augmentera jusqu'à atteindre le point de fusion de la phase métallique. La surface du joint commencera à fondre, perdant sa résistance mécanique et devenant hautement apte à l'usure tandis qu'elle fond. La friction au niveau de la surface de frottement sera grandement réduite et la température au niveau de la surface de frottement cessera donc d'augmenter davantage. Les aubes en Ti auront toujours une résistance élevée à la température de frottement et ne

s'useront pas.

Le point de fusion ou la gamme de points de fusion appropriés du joint dépendent de l'application choisie. Si le point de fusion du joint est trop proche de la température maximale de fonctionnement du moteur, le joint30 entier pourrait fondre, ce qui résulterait en une rupture mécanique totale du joint. En fonctionnement normal, la surface de frottement du joint fond, tandis que le reste du joint reste solide. A l'autre extrême, si la température de fusion du joint est trop élevée, les aubes en Ti peuvent35 commencer à perdre leur résistance mécanique avant que le joint ne fonde, résultant ainsi en une usure excessive des

aubes du rotor.

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La figure 1 est un graphique montrant la relation entre la résistance mécanique d'un joint d'usure selon la présente invention (- ' -), d'un joint d'usure qui n'est pas satisfaisant (- - -), et d'une aube de rotor en alliage de Ti (-) sur une large gamme de températures, les deux lignes verticales pleines indiquant l'intervalle de températures à l'interface aube-joint au cours du frottement. L'invention propose de nouvelles poudres pour joints d'usure, destinées à la production d'ensembles formant joints d'usure convenant à une utilisation avec des aubes en alliage de Ti, à des températures allant jusqu'à environ 700 C, lesquels provoqueront une usure minimale des aubes, une formation minimale d'étincelles ou de débris collant à l'équipement du moteur, qui seront hautement résistants à l'érosion, à l'oxydation et à la formation d'une surface de frottement rugueuse, et qui se désintégreront en de fines

particules à l'usure.

L'ensemble formant joint de la présente invention est fabriqué par pulvérisation thermique d'un matériau pulvérulent, formé à partir d'une phase métallique en alliage et d'une phase céramique, pour obtenir un revêtement formant joint d'usure (ou joint) sur un substrat. Une phase céramique est incluse dans le matériau25 pulvérulent pour rendre possible l'application du joint par pulvérisation thermique, sans obtenir de densité excessive

du joint (des densités allant de 50 à 90% de la densité théorique sont préférées), et la fabrication d'une phase métallique en alliage discontinue et qui est donc plus apte30 à l'usure. La phase céramique sert également de lubrifiant dans le joint.

L'aptitude à l'usure du joint dans la gamme de températures de fonctionnement est fonction du point de fusion et des caractéristiques de fusion de la phase35 métallique en alliage constituant le joint. Bien que les extrémités des aubes de rotor en Ti ne soient pas en contact avec le joint d'usure, qui est lié au carter du

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compresseur, lors d'un fonctionnement normal, ce contact peut occasionnellement se produire par suite d'une différence de dilatation thermique et centrifuge des éléments statique et rotatif, et sous l'effet d'une vibration. La friction au niveau de l'interface entre les extrémités des aubes du rotor et la surface du joint, ou au niveau de la surface de frottement, résulte en un échauffement du joint et des aubes du rotor en Ti, jusqu'à des températures excédant la température de fonctionnement au sein du compresseur. La température au niveau de la surface de frottement peut atteindre des températures

suffisamment élevées pour endommager sévèrement les aubes.

La surchauffe des aubes en cours de fonctionnement peut résulter en une usure ou une détérioration excessives des aubes. Si l'on se réfère maintenant à la courbe illustrée à la figure 1, les propriétés mécaniques d'aubes en alliage de Ti sont portées sur le graphique en fonction de l'augmentation de température, pour montrer que les propriétés mécaniques des aubes, telles que leur résistance à la rupture, diminuent rapidement. Afin de réduire ou d'éliminer l'usure des extrémités des aubes du rotor, la résistance mécanique du matériau constituant les aubes doit être sensiblement plus élevée que la résistance du joint d'usure à toute température. Une relation appropriée entre la résistance des aubes et la résistance du joint est donnée à la figure 1. Le point A représente la température maximale utilisable pour les aubes du rotor et le point B représente le point de fusion du joint. Alors que la résistance des aubes du rotor soit sensiblement toujours30 plus élevée que celle du joint jusqu'à la température B, au cours du contact, le joint sera usé en provoquant une faible usure des extrémités des aubes du rotor. Tandis que la surface de frottement atteint la température B à la figure 1, la surface du joint est un mélange d'une phase métallique liquéfiée ou partiellement liquéfiée et d'une phase céramique lubrifiante, quoique solide. La température au niveau de la surface de il 2753992 frottement du joint est bien plus élevée que celle au sein du joint ou au niveau de la surface du joint qui est liée au substrat. Par conséquent, bien que le joint puisse avoir atteint une température suffisante, au niveau de la surface de frottement, pour fondre et donc perdre toute résistance mécanique, le reste du joint reste solide et conserve son intégrité structurale. La fonction du joint d'usure selon la présente

invention est analogue à celle d'un fusible électrique.

Lorsque la charge exercée sur les aubes du rotor du fait de la friction contre le joint devient trop élevée, la température de frottement augmente jusqu'à atteindre le point de fusion du joint. Le joint fond alors, perdant sa résistance mécanique, ce qui réduit la friction lors du frottement. En l'absence d'un apport supplémentaire d'énergie dû à la friction lors du frottement, la température des aubes n'augmente pas davantage. A la température B de la figure 1, la surface du joint s'est liquéfiée et n'est plus une source de friction lors du frottement. Par conséquent, la température des aubes du rotor n'augmentera pas sensiblement au-delà de la température au point B. Au point B, les aubes du rotor conservent sensiblement leur résistance mécanique et ne

sont pas soumises à une détérioration.

La différence entre la température A, qui est la température maximale d'utilisation des aubes du rotor, et la température B, qui est le point de fusion du joint, dépend de la marge de sécurité nécessaire pour une application particulière. Si la température B est trop30 proche de la température A, une surchauffe en cours de fonctionnement pourrait résulter en une fusion sensible de toute la structure du joint, résultant en une rupture du joint. Si la température B est trop élevée par rapport à la température A (voir par exemple le point B' à la figure 1),35 les aubes en Ti peuvent perdre trop de résistance avant que le joint ne fonde, ce qui peut résulter en une usure des aubes du rotor. De préférence, la température B ne doit pas

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excéder 500 C au-dessus de la température A. De préférence, la température B est de 50 à 250 supérieure à la température A. Les propriétés mécaniques des aubes du rotor dans l'intervalle de températures A-B sont de préférence sensiblement supérieures aux propriétés mécaniques du joint dans cette gamme de températures. Lorsque ces deux conditions sont satisfaites, les aubes doivent subir un

frottement sans être sensiblement endommagées par le joint.

En plus d'offrir une aptitude satisfaisante à l'usure dans la gamme de températures voulue, le joint doit également être suffisamment résistant à l'érosion pour pouvoir supporter le courant de gaz à grande vitesse, chargé de particules abrasives, qui traverse le compresseur. Le joint doit également être suffisamment résistant aux effets oxydants du courant de gaz chaud. La présente invention satisfait à ces diverses exigences en proposant un joint comprenant une phase métallique en alliage qui est constituée de trois composants, à savoir un métal matriciel, un métal abaissant le point de fusion et20 un métal résistant à l'oxydation. Ces métaux sont alliés les uns aux autres et une phase céramique lubrifiante est ajoutée en des proportions offrant l'érosion et l'aptitude à l'usure voulues dans la gamme de températures voulue. Le point de fusion du joint a une importance, puisque

l'aptitude à l'usure du joint est essentiellement fonction du point de fusion de la phase métallique.

Les points de fusion de différents alliages métalliques peuvent être déterminés à partir de leurs diagrammes de phase. Les diagrammes de phase donnent la30 "température du solidus" (la température à laquelle le premier liquide apparaît) et la "température du liquidus" (la température à laquelle l'alliage est entièrement liquide) pour des alliages contenant différents pourcentages pondéraux des métaux constitutifs. Des sources35 de diagrammes de phase données à titre d'exemples pour des alliages métalliques comprennent "Binary Alloy Phase Diagrams", Seconde Edition, Vol. 1-3, American Society for Metals, Rédacteur en chef-T.B. Massalski, et "Alloy Phase Diagrams", ASM Handbook, Vol. 3, American Society for

Metals International, Editeur-Hugh Baker.

Les inventeurs ont montré que le composant métallique matriciel de la phase métallique doit être choisi dans le groupe consistant en Ag et Cu. Ces métaux ont des points de fusion suffisamment bas, lorsqu'ils sont alliés avec des métaux abaissant le point de fusion et résistant à l'oxydation, pour obtenir une phase métallique souple, ayant les propriétés données à la figure 1, en termes de point de fusion et de gamme de points de fusion, pour une

application particulière avec des aubes en alliage de Ti.

Le métal abaissant le point de fusion est de préférence choisi dans le groupe consistant en Si, B, Mn et Al, les métaux Si, Mn et Ai étant préférés. Le métal résistant à l'oxydation est de préférence choisi dans le groupe consistant en Al, Cr et Si, les métaux A1 et Si étant préférés. Une phase céramique solide du type lubrifiant est incluse dans le matériau pulvérulent pour joint d'usure, afin d'augmenter la lubrification et d'obtenir une porosité et une densité ajustables. Il a été montré que, pour une utilisation avec des aubes de rotor en alliage de Ti, dans la gamme de températures de 400 à 700 C, le point de fusion préféré de la phase métallique en alliage du matériau pulvérulent pour joint était compris entre environ 750 et 1000 C, et de préférence entre environ 750 et 900 C. Il est difficile de définir les qualités importantes d'aptitude à l'usure et de résistance à l'érosion sur la base des propriétés connues d'autres matériaux métalliques/céramiques. On doit plutôt se référer aux essais qui simulent le mieux possible les conditions rencontrées dans un compresseur en fonctionnement. Tels35 qu'utilisés ici, l'Essai d'Aptitude à l'Usure et l'Essai de Résistance à l'Erosion se réfèrent à des essais effectués sensiblement dans les mêmes conditions que celles données

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dans l'exemple 1. Il a été déterminé, comme cela ressort mieux du Tableau 1, que pour une utilisation avec des aubes de rotor en alliage de Ti, dans la gamme de températures allant de 400 à 700 C, un joint d'usure approprié devait s'éroder à une vitesse n'excédant pas 1,5 g/mn (Essai de Résistance à l'Erosion) et ne pas user de plus de 0,0127 mm

(0,5 millième de pouce) une aube en alliage de Ti (Essai d'Aptitude à l'Usure).

Les inventeurs ont découvert qu'un joint d'usure ayant les paramètres précités pouvait être formé à partir d'un matériau pulvérulent qui peut être pulvérisé thermiquement, comprenant au moins 40% en poids d'une phase métallique en alliage, incluant au moins un métal de chacun des groupes précités de métaux matriciels, de métaux15 abaissant le point de fusion et de métaux résistant à l'oxydation, et au moins 10% en poids d'un matériau céramique solide du type lubrifiant, étant entendu que, si le métal matriciel est Ag, le métal abaissant le point de fusion n'est pas uniquement Mn. Le matériau céramique solide du type lubrifiant peut être du nitrure de bore hexagonal (BN), du disulfure de molybdène, du graphite, du

talc, de la bentonite ou du mica. De préférence, le matériau lubrifiantsolide est du nitrure de bore hexagonal, du graphite ou du sulfure de molybdène, mieux,25 du nitrure de bore hexagonal.

La phase métallique en alliage du matériau pulvérulent contient de préférence au moins l'un des métaux

abaissant le point de fusion suivants, dans les gammes de pourcentages pondéraux suivantes, par rapport à la phase30 métallique: Si (1-30%), B (1-20%), Mn (20-50%), et Al (30-

%). La phase métallique contient également de préférence l'un des métaux résistant à l'oxydation suivants, inclus

dans les gammes de pourcentages pondéraux suivantes, par rapport à la phase métallique: Al (1-30%), Cr (1-30%) et35 Si (1-20%).

La phase métallique du matériau pulvérulent pour joint d'usure peut également comprendre jusqu'à 4% de l'un

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ou plusieurs des composés suivants: Y, Ce, La ou des métaux de terres rares. Ces matériaux offrent une résistance supplémentaire à l'oxydation. D'autres éléments ou impuretés accidentels peuvent être présents en une quantité allant jusqu'à 3% du poids maximum total, la quantité d'un élément ou d'une impureté quelconque ne

devant pas excéder 1%.

Un matériau pulvérulent pour joint préféré est une poudre AgSi-BN dans laquelle le métal matriciel est Ag, le métal abaissant le point de fusion et le métal résistant à l'oxydation sont tous deux Si et le métal céramique solide du type lubrifiant est du nitrure de bore hexagonal. De préférence, la quantité de nitrure de bore hexagonal est comprise dans la gamme d'environ 20 à 35% en poids, par rapport au poids total, de préférence elle est de 27,5% en poids, la quantité de Si est comprise dans la gamme d'environ 1,5 à 2,5% en poids et, mieux, elle est d'environ

2,0% en poids, et le reste est constitué de Ag.

Dans une autre forme d'exécution préférée, il est prévu un matériau pulvérulent pour joint en CuMnAl-BN, dans lequel le métal matriciel est Cu, le métal abaissant le point de fusion est Mn, le métal résistant à l'oxydation est Al, et le matériau céramique solide du type lubrifiant est du nitrure de bore hexagonal. De préférence, la quantité de nitrure de bore hexagonal est comprise dans la gamme d'environ 45 à 55% en poids par rapport au poids total, de préférence elle est d'environ 50% en poids, la quantité de Mn est comprise entre environ 10 et 20% en poids et, de préférence, elle est d'environ 15% en poids,30 la quantité de Al est comprise entre environ 1 et 2,6% en poids, de préférence, elle est d'environ 1,8% en poids, et le reste est constitué de Cu. Les matériaux pulvérulents pour joint de la présente invention sont produits en mélangeant mécaniquement les poudres métallique et céramique. Cependant, on peut également préparer des poudres composites dans lesquelles une particule de poudre contient à la fois la phase

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métallique et la phase céramique et ce, au moyen d'un séchage par pulvérisation, d'une technique hydrométallurgique ou d'une autre technique. De préférence, la taille de particule de la poudre convenant le mieux à la pulvérisation thermique est comprise entre environ 10 et Mm. Pour fabriquer un ensemble formant joint d'usure selon la présente invention, les matériaux pulvérulents décrits ci- dessus sont pulvérisés thermiquement sur un substrat, tel qu'un carter de compresseur ou un stator, pour obtenir un revêtement formant joint d'usure. De préférence, une couche de liant est d'abord déposée sur le substrat pour faciliter l'adhérence du revêtement formant joint d'usure. Des couches de liant sont bien connues dans l'art. Des exemples de couches de liant comprennent Metco 450NS, marque de Perkin-Elmer, qui est un revêtement à 80% de Ni et 20% de Al, des revêtements en nickel- chrome, et

des revêtements en nickel-chrome-aluminium-yttrium.

La pulvérisation thermique implique le ramollissement ou la fusion d'un matériau thermofusible, tel qu'un métal ou une céramique, par chauffage, et la propulsion du matériau ramolli ou fondu sous forme de particules, contre une surface qui doit être enduite. Les particules chauffées heurtent la surface sur laquelle elles sont refroidies et25 liées à celle-ci. Un pistolet de pulvérisation thermique classique peut être utilisé afin de chauffer et de

propulser les particules.

Un pistolet de pulvérisation thermique utilise normalement une combustion ou une flamme de plasma pour produire le chauffage destiné à faire fondre les particules pulvérulentes. Dans un pistolet de pulvérisation thermique du type à combustion de poudre, le gaz porteur qui entraîne et transporte la poudre est habituellement un gaz inerte, tel que de l'azote. Dans un pistolet de pulvérisation à35 plasma, le gaz primaire du plasma est généralement de l'azote ou de l'argon. L'hydrogène ou l'hélium sont habituellement ajoutés au gaz primaire et le gaz porteur

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est généralement le même que le gaz primaire du plasma. Une

bonne description générale de la pulvérisation thermique

est donnée dans US-A-5 049 450 (Dorfman et ai).

En général, les paramètres de pulvérisation par plasma qui sont modifiés pour être ajustés à la densité du revêtement formant joint d'usure sont le débit d'écoulement de la poudre et l'intensité du plasma. Un débit d'écoulement de poudre plus faible et une intensité de plasma plus élevée résultent en un joint plus dense, du fait que les particules de poudre sont chauffées à une plus

haute température.

Au cours de la pulvérisation thermique, les quantités, en pourcentage pondéral, des éléments constitutifs du revêtement formant joint fini diffèrent des quantités, en pourcentage pondéral, des éléments constituant les poudres pour joint pulvérisables thermiquement. En général, le pourcentage de la phase céramique est plus faible dans le joint fini que dans la poudre initiale. La phase céramique ne se dépose pas aussi bien que la phase métallique, puisque la première reste solide lors du dépôt, tandis que la phase métallique est ramollie ou liquéfiée. Les particules de la poudre céramique sont piégées par les particules métalliques lors de la pulvérisation. Certains oxydes se forment également lors de la pulvérisation thermique, modifiant ainsi quelque peu la composition du joint fini. De préférence, la phase métallique en alliage représente au moins 75% du poids du revêtement formant joint d'usure et la phase céramique solide lubrifiante représente au moins 10% du poids du30 revêtement. Dans une forme d'exécution préférée, le revêtement formant joint d'usure est formé par pulvérisation thermique de la poudre AgSi-BN décrite ci- dessus sur un substrat, pour former un revêtement formant joint fini renfermant une quantité de nitrure de bore35 hexagonal d'environ 10 à 20% en poids, par rapport au poids total du revêtement formant joint, une quantité de Si comprise entre environ 1 et 5% en poids, de préférence

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entre environ 2,0 et 2,8% en poids, le reste étant constitué de Ag. Dans une autre forme d'exécution préférée, l'ensemble formant joint est préparé par pulvérisation thermique de la poudre de CuMnAl-BN décrite ci- dessus sur un substrat, pour produire un revêtement formant joint d'usure qui renferme une quantité de nitrure de bore hexagonal, dans le revêtement formant joint, comprise entre environ 10 et 20% en poids, par rapport au poids total du revêtement formant joint, une quantité de Mn d'environ 20 à

30% en poids et une quantité de Al d'environ 1 à 5% en poids, le reste étant constitué de Cu.

L'invention est mieux illustrée par les exemples non

limitatifs suivants.

Exemple 1 - Joint d'usure en AgSi-BN On a produit des particules d'un alliage métallique AgSi comprenant 97,3% en poids de Ag et 2,7% en poids de Si par atomisation sous gaz inerte. Un lingot d'alliage AgSi (3,1% de Si, le reste étant constitué de Ag) a été fondu par induction dans une atmosphère protectrice d'azote, à 17,0 bar, et atomisé à 970 C. La poudre résultante comprenait des particules sphériques ayant un diamètre moyen d'environ 44 Mm. La poudre a été tamisée sur un tamis de 44 gm et la fraction passant au travers du tamis, qui avait un diamètre moyen d'environ 28 gm, a été utilisée pour la pulvérisation thermique. Le point de fusion de la poudre AgSi (phase métallique) était de 840 C, tel que mesuré en utilisant un équipement d'analyse thermique différentiel. Le mélange pulvérulent AgSi-BN destiné à la pulvérisation thermique a été préparé en mélangeant mécaniquement 72,5% en poids de la poudre de AgSi précitée,

avec 27,5% en poids d'une poudre de nitrure de bore hexagonal ayant essentiellement une taille de particule de -150 +75 gm.

Un substrat en acier à faible teneur en carbone a été revêtu d'une couche de liant Metco 450 NS (couche de liant

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/20, en aluminium revêtu de nickel, obtenue auprès de

Metco, une division de Perkin Elmer).

Une poudre a été pulvérisée à l'aide d'un pistolet de pulvérisation à plasma Metco type 9MB (Metco, une division de Perkin-Elmer) pourvu d'une buse 732, en utilisant les paramètres de pulvérisation suivants: Débit d'écoulement de la poudre 60 g/mn Distance de pulvérisation 7,6 cm (3 pouces)10 Intensité 500 Ampères Tension 70 Volts Pression d'argon 690 kPa (100 livres/pouce2) Débit d'écoulement de l'argon 180 1/mn Pression d'hydrogène 345 kPa (50 livres/pouce2) Débit d'écoulement de l'hydrogène 10 1/mn Dispositif d'alimentation 4 MP Pression du vibrateur 172 kPa20 (25 livres/pouce2) Vitesse de déplacement du pistolet 0,3 m/s (60 pieds/mn) Le revêtement formant joint résultant avait une épaisseur de 0,254 cm (0, 100 pouce) et les caractéristiques suivantes: Masse spécifique 4,86 g/cm3 Dureté sur l'échelle de dureté Rockwell R15Y=57 (norme ASTM) Résistance à la rupture* 2813 kPa30 (408 livres/pouce2) Teneur en nitrure de bore 12,1% en poids * L'essai de résistance à la rupture a été effectué en collant l'extrémité d'un cylindre non enduite à la surface du revêtement et en séparant les deux cylindres par traction dans une machine d'essai de la résistance à la traction, jusqu'à ce que le revêtement se casse. L'essai de

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résistance à la rupture est utilisé en tant qu'indication de l'aptitude à l'usure, comme cela est habituel dans l'art. Une faible valeur de résistance à la rupture indique

une meilleure aptitude à l'usure.

La résistance à l'érosion du joint AgSi-BN a été testée en simulant l'effet de particules ingérées par un turbomoteur à gaz en fonctionnement. Les essais effectués

sensiblement conformément à cette description sont désignés

ici, et dans les revendications, par Essai de Résistance à

l'Erosion. Du sable de silice qualité SIL-3 (Bruderheim, Alberta, Canada) a été projeté au niveau du joint dans les conditions d'essai suivantes: Débit d'alimentation en sable 32 g/mn Débit d'écoulement de l'air 151 1/mn Distance entre la buse et l'échantillon 10 cm Diamètre interne de la buse à air 0,476 cm (0,1875 pouce)20 Température d'essai 24 C (75 F) Durée de l'essai 1 mn

L'échantillon de joint était perpendiculaire au flux de particules de sable.

Après l'essai, la perte de poids du joint a été mesurée et la résistance à l'érosion décrite en tant que perte pondérale du joint, en g/mn, lors de l'exposition aux conditions d'essai mentionnées ci- dessus. La performance du joint en termes d'aptitude à l'usure a été testée à Solar Turbines Inc., San Diego, Californie. Les essais effectués sensiblement conformément

à cette description sont désignés ici, et dans les revendications, par Essai d'Aptitude à l'usure. Les

conditions de l'essai étaient les suivantes:35 Température de l'essai 21 C Vitesse de l'extrémité des aubes 351 m/s (1150 pieds/s)

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Nombre d'aubes réalisant le frottement 1 Composition des aubes A1(6%), Sn(2%), Zr(4%), (pourcentage pondéral) Mo(2%), Ti(reste) Vitesse d'incursion 0,025 cm/s (0,010 pouce/s) Largeur des aubes 3,114 cm (1,226 pouce) Epaisseur des aubes 0,091 cm (0,036 pouce) Usure des aubes Normalisée pour obtenir une rainure de 0,508 mm de profondeur (0, 020 pouce) dans le joint Interaction entre le joint et les aubes 1,02 mm (0,040 pouce)

En plus de mesurer l'aptitude à l'usure, l'essai ci-

dessus a également déterminé si le joint produisait des étincelles lors du frottement, si des débris collaient à l'équipement après le frottement et indiquait l'état de

surface du joint après frottement.

Les résultats des Essais de Résistance à l'Erosion et d'Aptitude à l'Usure sont discutés après l'exemple 2 ci-dessous. Exemple 2 - Joint d'usure en CuMnAl-BN Des particules d'alliage métallique CuMnAl ont été produites par atomisation sous gaz inerte. Un lingot de CuMn (31% de Mn et 69% de Cu) et un poids correspondant de lingot de Al ont été utilisés comme matériaux de départ pour la fusion. Dans la préparation de l'atomisation, les30 lingots ont été fondus par induction dans de l'air, sous une couche de charbon de bois. L'alliage liquide résultant a été atomisé à une température comprise entre 1070 et 11000C, en utilisant de l'azote gazeux à 20,7 bar. La poudre résultante comprenait des particules parmi lesquelles 100% avaient un diamètre inférieur à 150 pm et dont 67,6% avaient un diamètre inférieur à 44 gm. La poudre a été tamisée sur un tamis de 44 gm et la fraction passant

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au travers du tamis, qui avait un diamètre moyen de particule de 32 Mm, a été utilisée pour la pulvérisation thermique. La phase métallique comprenait 30,2% en poids de Mn; 3,4% en poids de Al, le reste étant constitué de Cu. Le point de fusion de la phase métallique était de 870 C, tel que mesuré en utilisant un équipement d'analyse thermique différentielle. Le mélange pulvérulent destiné à la pulvérisation thermique a été préparé en mélangeant mécaniquement 50% en poids de la poudre CuMnAl décrite ci-dessus et 50% en poids

d'une poudre de nitrure de bore hexagonal ayant une taille de particule d'environ -150 +75 Mm. Les paramètres de pulvérisation thermique étaient identiques à ceux de15 l'exemple 1, excepté que la tension utilisée était de 80 volts.

Le joint résultant avait une épaisseur de 0,254 cm (0,100 pouce) et les propriétés suivantes: Masse spécifique 3,50 g/cm Dureté sur l'échelle de Rockwell R15Y=56 Résistance à la rupture 5378 kPa (780 livres par pouce carré) Teneur en nitrure de bore 14,2% en poids Le tableau 1 offre un résumé des résultats des essais effectués sur les revêtements formant joints des exemples 1

et 2, par comparaison avec les résultats des essais effectués sur quatre joints connus du commerce.

Tableau 1 - Propriétés du joint d'usure - Résumé Composition Statut Essai Formation Etat de Débris Essai de du joint d'Aptitude à d'étincelles surface collant à Résistance à l'Usure* lors du après l'équipement l'Erosion frottement frottement après (g/mn) frottement Usure AgSi - BN Exemple 1 0,00381 mm Aucune Lisse Non 1,10 0,00381 mmn

(0,00015

pouce) CuMnAl - BN Exemple 2 Usure Aucune Lisse Non 0,51 0,00406 mm

(0,00016

pouce) Utilisé dans Usure % Ni/25% C Utilisé dans 0,3302 Importante Lisse Non 1,50 les moteurs 0,3302 mm à réaction (0,01300 pouce) NiCrA1/ Utilisé dans Usure NiCrAl/ Utilisé dans Usure Importante Rugueux Non 0,15 Bentonite les moteurs 3,0226 mm (Metco 312) à réaction (0,11900 pouce) Métal de Utilisé dans Usure Métal de Utilisé dans Usure Importante Très rugueux Non 0,08 feutre les moteurs 0,7366 mm à réaction (0,02900 pouce) AlSi- Utilisé dans Usure Polyester les moteurs 0,0127 m Importante Rugueux Importants 0,05 Polyester les moteurs 0,0127 mm (Metco 601) à réaction (0,00050 pouce) * L'usure des aubes en alliage de titane a été normalisée. Les données sont relatives à une

usure du joint de 0,508 mm (0,020 pouce).

24 2753992

Les joints de la présente invention sont connus pour être identiques ou supérieurs aux joints de l'art antérieur testés, pour la plupart des critères d'essai. En utilisant à la fois les joints AgSi-BN et CuMnAl-BN, l'état de surface du joint après frottement était lisse et on n'a pas observé de débris collant aux éléments rotatif et fixe après frottement. En outre, les joints de la présente invention ne produisaient pas d'étincelles lors du frottement. Afin de déterminer la valeur acceptable de résistance à l'érosion, on s'est référé au joint d'usure à 75% de Ni

et 25% de C couramment utilisé dans les moteurs à réaction.

Comme montré dans le tableau 1, le joint à 75% de Ni et 25% de C s'érodait à une vitesse de 1,5 g/mn au cours de l'Essai de Résistance à l'Erosion. Il s'agissait de la vitesse maximale d'érosion notée pour l'un quelconque des quatre joints utilisés dans le commerce, qui a donc été considérée comme la vitesse maximale d'érosion autorisée. L'aptitude à l'usure des deux joints (AgSi-BN, CuMnAl-BN) était excellente. La mesure de perte de longueur des aubes était comprise dans la marge d'erreur de mesure

expérimentale de l'Essai d'Aptitude à l'Usure, ce qui indiquait essentiellement "aucune usure" des aubes lors du frottement.25 Les deux joints de la présente invention ont des résistances à l'érosion comprises dans la gamme acceptable.

Toutes les publications mentionnées dans cette description ont pour but d'indiquer le niveau de compétence

de l'homme de l'art auquel cette invention s'adresse.

Claims

REVENDICATIONS

1. Matériau pulvérulent destiné à la formation d'un revêtement formant joint d'usure, comprenant: (A) une phase métallique en alliage comprenant au moins un métal choisi dans chacun des groupes suivants: (i) une quantité principale d'un métal matriciel choisi dans le groupe consistant en Ag et Cu; (ii) un métal abaissant le point de fusion choisi dans le groupe consistant en Si, B, Mn et Al; (iii) un métal résistant à l'oxydation choisi dans le groupe consistant en Al, Cr et Si, et (B) une phase céramique solide du type lubrifiant, qui, lorsqu'il est pulvérisé thermiquement, produit un revêtement formant joint d'usure, et dans lequel le point de fusion de la phase métallique en alliage est compris entre environ 750 et 1000 C.

2. Matériau pulvérulent selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase métallique en alliage représente au moins 40% du poids, et la phase céramique solide du type lubrifiant représente au moins 10% du poids, du matériau et dans lequel, si le métal matriciel est Ag, le métal abaissant le point de fusion n'est pas uniquement Mn.

3. Matériau pulvérulent selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la phase céramique solide du type lubrifiant est choisie dans le groupe consistant en le

nitrure de bore hexagonal, le disulfure de molybdène, le graphite, le talc, la bentonite, le mica ou d'autres30 matériaux stratifiés à base de silicate.

4. Matériau pulvérulent selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il produit un

revêtement formant joint d'usure s'érodant à une vitesse n'excédant pas 1,5 g/mn, telle que déterminée selon un35 Essai de Résistance à l'Erosion sensiblement tel que décrit

dans la description, et en ce qu'il ne provoque pas plus de

0,0127 mm d'usure d'une aube en alliage de titane, telle que déterminée selon l'Essai d'Aptitude à l'Usure

sensiblement tel que décrit dans la description.

5. Matériau pulvérulent selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase

céramique solide du type lubrifiant est choisie dans le groupe consistant en le nitrure de bore hexagonal, le

graphite et le disulfure de molybdène.

6. Matériau pulvérulent selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le point

de fusion de la phase métallique en alliage est compris

entre environ 750 et 900 C.

7. Matériau pulvérulent selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase

céramique solide du type lubrifiant est du nitrure de bore hexagonal.

8. Matériau pulvérulent selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase

métallique en alliage comprend: (A) au moins l'un des métaux abaissant le point de fusion suivants, inclus dans les gammes de pourcentages pondéraux suivantes, par rapport à la phase métallique en alliage: Si (1-30%), B (1-20%), Mn (20%-50%) et Al (30-50%); et (B) au moins l'un des métaux résistant à l'oxydation suivants, inclus dans les gammes de pourcentages pondéraux suivantes, par rapport à la phase métallique en alliage:

Al (1-30%), Cr (1-30%), et Si (1-20%).

9. Matériau pulvérulent selon la revendication 8, comprenant jusqu'à 4% en poids au total, par rapport à la phase métallique en alliage, d'un ou plusieurs des composés suivants: Y, Ce, La ou des métaux des terres rares.

10. Matériau pulvérulent selon la revendication 7, caractérisé en ce que le métal matriciel de la phase métallique en alliage est Ag, et le métal abaissant le point de fusion et le métal résistant à l'oxydation sont

tous deux Si.

11. Matériau pulvérulent selon la revendication 10, caractérisé en ce que la quantité de nitrure de bore hexagonal est comprise entre environ 20 et 35% en poids, par rapport au poids total, la quantité de Si est comprise entre environ 1,5 et 2,5% en poids, et le reste est

constitué de Ag.

12. Matériau pulvérulent selon la revendication 11, caractérisé en ce que la quantité de nitrure de bore hexagonal est d'environ 27,5% en poids, par rapport au poids total, la quantité de Si est d'environ 2,0% en poids,

et le reste est constitué de Ag.

13. Matériau pulvérulent selon la revendication 7, caractérisé en ce que le métal matriciel est Cu, le métal abaissant le point de fusion est Mn et le métal résistant à

l'oxydation est Ai.

14. Matériau pulvérulent selon la revendication 13, caractérisé en ce que la quantité de nitrure de bore est comprise entre environ 45 et 55% en poids, par rapport au poids total, la quantité de Mn est comprise entre environ et 20% en poids, la quantité de Al est comprise entre environ 1 et 2,6% en poids, et le reste est constitué de Cu.

15. Matériau pulvérulent selon la revendication 14, caractérisé en ce que la quantité de nitrure de bore est

d'environ 50% en poids, par rapport au poids total, la quantité de Mn est d'environ 15% en poids, la quantité de30 Al est d'environ 1,8% en poids, et le reste est constitué de Cu.

16. Matériau pulvérulent selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la taille

des particules du matériau pulvérulent est comprise entre35 environ 10 et 200 gm.

17. Matériau pulvérulent selon l'une quelconque des

revendications précédentes, ayant la forme d'un mélange

mécanique des composants.

18. Matériau pulvérulent selon l'une quelconque des

revendications précédentes, ayant la forme d'une poudre

composite des composants.

19. Ensemble formant joint d'usure comprenant: un substrat, et un revêtement formant joint d'usure déposé sur le substrat par pulvérisation thermique, le revêtement formant joint d'usure comprenant: (A) une phase métallique en alliage comprenant au moins un métal choisi dans chacun des groupes suivants: (i) une quantité principale d'un métal matriciel choisi dans le groupe consistant en Ag et Cu; (ii) un métal abaissant le point de fusion choisi dans le groupe consistant en Si, B, Mn et Al; (iii) un métal résistant à l'oxydation choisi dans le groupe consistant en Al, Cr et Si, et (B) une phase céramique solide du type lubrifiant, le point de fusion de la phase métallique en alliage du revêtement formant joint d'usure étant compris entre environ 750 et 1000 C.

20. Ensemble formant joint selon la revendication 19, caractérisé en ce que la phase métallique en alliage représente au moins 75% du poids, et la phase céramique

solide du type lubrifiant représente au moins 10% du poids, de l'ensemble et en ce que, si le métal matriciel est Ag, le métal abaissant le point de fusion n'est pas uniquement30 Mn, le revêtement formant joint d'usure ayant une densité théorique supérieure à environ 50%.

21. Ensemble formant joint selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la phase céramique solide du type lubrifiant est choisie dans le groupe consistant en le nitrure de bore hexagonal, le disulfure de molybdène, le graphite, le talc, la bentonite, le mica ou d'autres

matériaux stratifiés à base de silicates.

22. Ensemble formant joint selon l'une quelconque des

revendications 19 à 21, caractérisé en ce que le revêtement

formant joint d'usure s'érode à une vitesse n'excédant pas 1,5 g/mn, telle que déterminée selon un Essai de Résistance à l'Erosion sensiblement tel que décrit dans la

description, et ne provoque pas plus de 0,0127 mm d'usure

d'une aube en alliage de titane, telle que déterminée selon

l'Essai d'Aptitude à l'Usure sensiblement tel que décrit dans la description.

23. Ensemble formant joint selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que la phase

céramique solide du type lubrifiant est choisie dans le15 groupe consistant en le nitrure de bore hexagonal, le disulfure de molybdène et le graphite.

24. Ensemble formant joint selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, caractérisé en ce que la phase

métallique en alliage du revêtement formant joint a un20 point de fusion compris entre environ 750 et 900 C.

25. Ensemble formant joint selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisé en ce que la phase

céramique solide du type lubrifiant est du nitrure de bore hexagonal. 25

26. Ensemble formant joint selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, caractérisé en ce que la phase

métallique en alliage comprend: (A) au moins l'un des métaux abaissant le point de fusion suivants, inclus dans les gammes de pourcentages

pondéraux suivantes, par rapport à la phase métallique en alliage: Si (1-30%), B (1-20%), Mn (20%-50%) et Al (30-

%); et (B) au moins l'un des métaux résistant à l'oxydation suivants, inclus dans les gammes de pourcentages pondéraux suivantes, par rapport à la phase métallique en alliage: Al (1-30%), Cr (1-30%) et Si (1-20%).

27. Ensemble formant joint selon la revendication 26, caractérisé en ce que la phase métallique en alliage comprend jusqu'à 4% en poids au total d'un ou plusieurs des composés suivants: Y, Ce, La ou des métaux des terres rares.

28. Ensemble formant joint selon la revendication 25, caractérisé en ce que le métal matriciel est Ag, et le

métal abaissant le point de fusion et le métal résistant à l'oxydation sont tous deux Si.

29. Ensemble formant joint selon la revendication 28, caractérisé en ce que la quantité de nitrure de bore hexagonal est comprise entre environ 10 et 20% en poids,15 par rapport au poids total du revêtement formant joint d'usure, la quantité de Si est comprise entre environ 2, 0 et 2,8% en poids, et le reste est constitué de Ag.

30. Ensemble formant joint selon la revendication 25, caractérisé en ce que le métal matriciel est Cu, le métal

abaissant le point de fusion est Mn et le métal résistant à l'oxydation est Al.

31. Ensemble formant joint selon la revendication 30, caractérisé en ce que la quantité de nitrure de bore est comprise entre environ 10 et 20% en poids, par rapport au25 poids total du revêtement formant joint d'usure, la quantité de Mn est d'environ 20 à 30% en poids, la quantité de Al est d'environ 1 à 5% en poids, et le reste est constitué de Cu.

32. Ensemble formant joint selon l'une quelconque des

revendications 19 à 31, caractérisé en ce que le substrat est un anneau de renforcement d'un turbomoteur à gaz.