Brevet FR2007843A1 — publié le 19700116

i 2007843 L'augmentation des puissances dans l'industrie des moteurs, en particulier dans l'industrie des moteurs à combustion, nécessite l'utilisation de matériaux antifriction résistante à des efforts mécaniques élevés tout en ayant de bonnes pro-5 priétés de glissement, particulièrement dans le domaine du frottement mixte, ce qui explique la nécessité de faire appel à des matériaux antifriction à base d'aluminium dans le cas de points d'appui soumis à des efforts élevés. Cependant, l'aluminium ne permet pas de combiner facilement de bonnes propriétés mécaniques 10 et une excellente capacité de glissement. Pour cette raison, les surfaces de glissement sont le plus souvent munies d'une couche de glissement appliquée par galvanisation, ùe qui entraîne des dépenses très élevées. Mais il existe également des alliages d'aluminium spébiaux qui permettent de supprimer les couches de 15 glissement galvaniques._Par exemple, on utilise à cet effet des alliages en aluminium contenant de l'étain ; on améliore les propriétés de glissèment en augmentant la teneur en étain j mais, par ailleurs, les propriétés mécaniques se trouvent altérées. De plus, il est difficile de préparer ultérieurement avec les maté-20 riaux antifriction à base d'aluminium ayant une teneur en étain relativement élevée des paliers composites, par exemple avec un coussinet d'appui èn acier. Un alliage antifriction très résistant bien connu du type AlZn5CuMg a, par exemple, une limite d'allongement supérieur 2 25 à 10 kg/mm ; cependant, cet alliage, même adouci par recuit, a p encore une dureté de 60 kg/mm environ, ce qui rend inévitable l'utilisation d'une couche de glissement spéciale dans des paliers soumis à des efforts élevés. Un alliage antifriction plus doux, par exemple du type Aisn20, a, du fait d'une dureté p 50 moindre, d'environ 55 kg/mm -, une meilleure àdaptabilité qui accroît entre autres son insensibilité aux compressions des arêtes et aux défauts d'alignement ; cependant, cette propriété est obtenue nécessairement au prix d'une limite d'allongement moindre, de 5 à 6 k^/mm environ. On n'a pas réussi jusqu'à .présent à 55 obtenir dans les alliages antifriction à base d'aluminium un appa-riement optimum entre la dureté et la limite d'allongement, c'est-à-dire l'intervalle de dureté recherché pour les paliers 2 de 50 à 45 kg/mm , avec des valeurs de limité d'allongement supé- p rieures à 10 kg/mm . 69 14106 2 2007843 La présente invention permet de résoudre ce problème ; elle a, en effet, pour objet un alliage en aluminium fritte destiné à des objets soumis à des efforts de glissement ; la fabrication de ces objets implique l'utilisation, en plus de la 5 fine d'aluminium, de la poudre de silicium, de cuivre, de plomb ou de leurs alliages. Comme alliages particulièrement intéressants, on peut citer dans le cadre de l'invention l'alliage constitué par de la fine d'aluminium de grosseur de grain inférieure à 200 /u, de préférence inférieure à lJjO^u, de la poudre-de sili-10 cium et de cuivre de granulométrie inférieure à 60^u, de préférence inférieure à 40^/u, ainsi que de la poudre de plomb ou d'alliage de jplomb, de granulométrie inférieure à 60yu, de préférence inférieure à JOyu.i De plus, on a avantage à ajouter des quantités dé poudre de silicium de 1 8 % par rapport à l'aiuminiuin de 15 l'alliage. En outre, on peut ajouter des quantités de poudre de cuivrje de 4 % au plus par rapport à l'aluminium de l'alliage. On a également avantage dans le cadre de l'invention à incorporer encore dans la poudre de plomb ou d'alliage de plomb, que ,l'alliage contient à raison de 5 à 50 %, 10 % au plus d'étain et/ou 20 5 % au plus d'indium, de cadmium, d'antimoine et de cuivre, la quantité globale des additifs par rapport à la teneur en plomb ne dépassant pas 15 On peut également remplacer en totalité ou en partie la poudre de silicium par AlgO^ à raison de 0,5 à 5 %, les grosseurs de graih d'AlgO^ étant de 0,5 à 0,9/U de pré-25 férence 0,7/U. Comme procédé de préparation d'objets à partir des alliages de l'invention, on peut utiliser l'extrusion ou le laminage. En plus des alliages, l'invention a pour objet un pro-50 cédé de préparation d'alliages antifriction, dont les propriétés représentent un progrès important par rapport à l'état actuel de la technique 69 14106 2007843 De plus, on constate le fait inattendu suivant avec les alliages de l'invention : même avec des teneurs élevées en constituants à faible point de fusion et aux températures de traitement, qui sont supérieures aux points de fusion des cons-5 tituantç ci-dessus, on obtient une répartition très prée-ise et très uniforme des composants structurels hétérogènes, ce qui permet de réaliser des alliages ayant des propriétés mécaniques bien supérieures à celles des alliages coulés. Le procédé de l'invention permet, en outre, d'incor-10 porer très efficacement et très économiquement 1'étain dans le plomb, c'est-à-dire le constituant de l'alliage qui est peu stable dans les acides oléiques et d'améliorer ainsi nettement la résistance à la corrosion de l'alliage. Les avantages du procédé de l'invention par rapport au procédé de coulée ressortent particu-15 lièrement dans le cas des alliages mentionnés contenant du plomb. Le procédé s'applique évidemment aussi aux alliages dans lesquels la phase à point de fusion inférieur consiste exclusivement ou essentiellement en étain. On prépare par exemple les alliages suivants ; AlPb5Si2, 20 AlPblOSi5, AlPbl5Si5> en respectant les étapes et conditions suivantes : Mélange de la poudre O - Pressage à froid à 2 t/cm Extrusion à 590°C 25 Taux de déformation : 74:1 Epaisseur de la bande 1,5 mm. Le tableau suivant représente la limite d'allongement, la dureté, la dureté à chaud et la dureté résiduelle des bandes d'AlPbSi extrudées à partir de mélanges de poudres. 50 55 AlPb5Si2 15,5 41,9 40,9 29,7 20,4 59,8 40,6 AlPbl0Si5 12,6 42,9 41,9 29,8 20,5 40,7 ^0,4 AlPbl5Si5 12,1 41,0 59,5 27,5 11,8 59,1 58,9 *) Après recuit d'i heure à 550°C. C" Dureté Intervalle Dureté à Dureté rési- 0,2 2 après de dureté chaud 5/5-180 duelle à la kg/mm passage 10/5-50 Intervalle de température m.) dureté x) résiduelle 100°C 200-0 50 après contrôle de la dureté à chaud 100°C 200°G 69 14106 4 2007843 Les alliages de l'invention, offrent des propriétés particulièrement remarquables : la limite d'allongement est très élevée par rapport à la dureté et, en outre, la dureté à . chaud à 100 et 200°C présente des valeurs qui sont encore excellentes. En plus de ' leurs, propriétés de glissement remarquables, ces alliages présentent également l'avantage de pouvoir se laisser plaquer facilement. 69 14106 5 2007843 REVENDICATIONS 1 - Alliage d'aluminium fritte destiné à des objets soumis à des efforts de glissement, caractérisé en ce que l'on le prépare non seulement à partir de fine d!aluminium, mais également à partir de poudre de silicium, de cuivre et de 5 plomb, ou de leurs alliages. 2 - Alliage en aluminium fritté selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par de la fine d'aluminium de grosseur de grain inférieure à 200yU, de préférence inférieure à 150yu,de la poudre de silicium et de cuivre, 10 de granulométrie inférieure à 60yu, de préférence inférieure à 40yu, ainsi que de la poudre de plomb ou d'alliage de plomb de granulométrie inférieure à 60yu, de préférence inférieure à 30^u. 3 - Alliage en alum lium fritté selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on ajoute la poudre &e sili- 15 cium à raison de 1 à 8 %, de préférence 2 à 6 par rapport à l'aluminium de l'alliage; 4 - Alliage en aluminium fritté selon l'une des revendications 1 à 3*■caractérisé en ce que l'on ajoute la poudre de cuivre à raison de au plus par rapport à l'aluminium de l'al- 20 liage. 5 - Alliage en aluminium fritté Selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on incorpore encore dans la poudre de plomb ou d'alliage de plomb, que l'alliage contient à raison de 5 à J>0 10 % au plus d'étain et/ou 5 % au plus 25 d'indium, de cadmium, d'antimoine et de cuivre, la quantité globale des additifs par rapport à la teneur en plomb ne dépassant pas 15-#. 6 - Alliage en aluminium fritté selon l'une des reven- j dications 1 à 5» caractérisé en ce que l'on remplace en totalité 30 ou en partie la poudre de silicium par à raison de 0,5 à 3 %, les grosseurs de grain d'AlgO^ étant de 0,5 à 0,9^/U, de préférence 0,7/U. 7 - Procédé de préparation d'objets à partir des- alliages des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on uti- 35 lise des techniques d'extrusion ou de laminage. 8 - Procédé selon la revendication 7s caractérisé en ce que l'on réalise l'extrusion ou le laminage à des températures supérieures auxpoints de fusion des constituants ayant le point de fusion le plus faible.