Brevet FR2268982A1 — publié le 19751121

La présente invention concerne un accouplement de pièces de machine soumises à un frottement glissant, comportant des cavités dans les surfaces de glissement et un revêtement remplissant les cavités pour l'amélioration de la tenue au démarrage et en marche forcée, sur une ou les deux surfaces de glissement. Dans l'état optimal de lubrification, les surfaces de pièces de machine soumises à un frottement glissant sont séparées par un film d'huile porteur relativement épais grace auquel les contraintes s'exerçant sur la matière constitutive des pièces sont extrêmement reduitese Si ce film ("huile intermédiaire disparait pour une raison quelconque, les pièces se déplacent à sec et les surfaces métalliques en regard se touchent, I1 en résulte des échauffements locaux occasionnant des brulures puis des morsures et, finalement, une défaillance de ltensemble glissant. Pour ces cas accidentels on sait rendre les surfaces de glissement propres à la marche forcée, par exemple en utilisant, commue matière constitutive, des qualités spéciales de fontes à phases de graphite ayant une action lubrifiante en marche forcée. Les.surfaces de glissement peuvent encore être pourvues de revetements de métaux ou de-résines synthétiques ayant une action lubrifiante mais qui sont arrachés après la mise en marche. Dans d'autres cas, les paires de surfaces frottantes sont remplies de lubrifiants secs, principalement de graphite Mais en marche à sec ces mesures n'ont qu'une efficacité limitée. la morsure et la mise au rebut de la pièce qui stensuit n'en sont que retardées mais non totalement évitées La présente invention a axone pour but de réaliser des surfaces de glissement de pièces de machine possédant des propriétés améliorées de démarrage et de marche forcée. e but est atteint, conformément à l'invention, en munissant ltune des surfaces, ou les deux surfaces, de glissement de la paire de pièces de machine d'un revêtement emplissant toutes les cavités de ces surfaces. La matière de revetement a une température de fusion ou d'amollissement supérieure à la température re de marche de la paire de pièces de machine mais inférieure à la température d'amollissement des matières constitutives des surfaces de glissement. Simultanément la matière de revetement est caractérisée par le fait qu'elle a une action lubrifiante à ltétat fondu et quelle peut attaquer la surface de glissement. En cas d'arrachage du film ("huile, le processus ci-après se déroule, En raison de la marche à sec, les surfaces de glissement ne-se touchent principalement qu'aux aspérités des surfaces. C'est là que se produit, du fait de la chaleur de frottement, l'échauffement proprement dit provoquant ensuite le début de fusion de la matière de revêtement insérée dans les cavités immédiatement voisines La matière fondue liquide forme un film lubrifiant empêchant la marche à sec mais en outre, la fusion étant endothermique, il se produit en ces points une réfrigération rendant toute autre morsure impossible. Simultanément, la matière fondue attaque sélectivement la matière des surfaces de glissement, sous forme d'une corrosion à haute température, aux aspérités surchauffées des surfaces, la surface de glissement devient plus lisse du fait de l'abrasion et le risque de morsure est écarté. Cet effet est, bien entendu, particulièrement accentué au démarrage des éléments glissants mais les masses de revêtement sont insérées dans les cavités des surfaces de glissement et ne sont pas immédiatement arrachées. Elles ne fondent qu'au fur et à mesure des besoins et peuvent ainsi éliminer des traînées ("abrasion n'apparaissant qu'au cours du fonctionnement. les stries d'usinage des surfaces de glissement peuvent constituer ces cavités mais il est possible d'utiliser aussi des éléments glissants ayant une surface poreuse tels que, dans l'esprit de l'invention, des pièces frittées poreuses ou des éléments glissants sur lesquels est déposé, par galvanisation ou projection, un revêtement poreux résistant à l'usure. Il est en outre possible de creuser des cavités dans les surfaces de glissement par un procédé connu d'usinage tel que ået de'sable ou rodage. Les masses de revêtement peuvent être des sels ou des mélanges de sels possédant les propriétés ci-dessus, de préférence des sels à base d'halogénures, phosphures, phosphates, chalcogénures et chalcogénates. Mais on pourra également utiliser des verres fondus amorphes à base de silicates ayant les propriétés ci-dessus Des composants des matières constitutives des surfaces de glissement etXou leurs produits-de réaction pourront être dissous, de préférence en solutions saturées, dans les matières de revêtement. En se dissolvant, la matière fondue attaque, aux aspérités surchauffées de la surface, la matière des surfaces de glissement oui se redépose aux points froids pour maintenir l'é- oailibre d la solution. Les irrégularités de surface engendrées par le fonctionnement peuvent ainsi s'éliminer et de nouvelles couches protectrices peuvent, en outre, se former. les couches de revêtement sont déposées sur les surfaces de glissement par les procédés connus de dépôt. Mais l'invention s'applique également au cas où un seul des éléments alune paire d'éléments glissants doit être pourvu d'un revetement. Dans ce cas, les pores de l'autre surface en regard se remplissent automatiquement pendant le démarrage. De plus, d'autres revêtements peuvent être déposés sur les revêtements conformes à l'invention mais, comme de tels revêtements s'amenuisent pendant le fonctionnement, ils n'ont qu'une fonction de couches de démarrage. En outre, l'expérience a révélé qu'en raison de la forte hygroscopie de certaines des matières de revêtement utilisées, le couple ("éléments glissants doit être rendu imperméable à l'eau, ce qui pourra se faire, par exemple, par scellement ou enrobage des composants des couches dans une matrice de matière synthétique. les surfaces de glissement des pièces de machine, pourvues des revêtements décrits, possèdent des propriétés de démarrage et de marche forcée améliorées et se sont révélées excellentes en pratique. Un exemple préféré, non limitatif, de réalisation de l'invention est représenté sur le dessin annexé dont la figure unique est une vue perspective d'une fraction d'élément glissant, an l'espèce un segment de piston 1, de coupe transversale 2, dont la surface de glissement 3 a été creusée de cavites remplies d'un revêtement 4. Dans l'exemple représenté, la couche dépassant les cavités sert de couche de démarrage. Au cours du démarrage, des zones de surface portante de la matière de base apparaissent qui sont recouvertes de couches minces de réaction REVENDICATIONS lo- Accouplement de pièces de machine soumises à un frottement glissant, comportant des cavités dans les surfaces de glissement et un revêtement remplissant lesdites cavités sur l'une ou les deux surfaces de glissement, caractérisé en ce que la matière du revêtement possède une température de fusion ou d'amollissement supérieure à la température normale de fonctionnement de l'accouplement de pièces de machine mais inférieure à la température d'amollissement des matières constitutives des pièces de machine, et en ce que la matière du revêtement possède, à l'état fondu, des propriétés lubrifiantes et agressives pour la matière .constitutive des surfaces de glissement. 2.- Accouplement de pièces de machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que des cavités supplémentaires sont creusées dans l'une ou les deux surfaces de glissement. 3.- Accouplement de pièces de machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière constitutive des surfaces de glissement est une matière poreuse. 4.- Accouplement de pièces de machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière du revêtement se compose de phosphates, phosphures, halogénures, chalcogénures et/ ou chalcogénates. 5.- Accouplement de pièces de machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière du revêtement est un verre fondu amorphe à base de silicates. 6.- Accouplement de pièces de machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que des composants des matières constitutives des surfaces de glissement et/ou de leurs produits de réaction sont dissous dans les matières de revêtement. 7.- Accouplement de pieces de machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, ou 6, caractérisé en ce -que les surfaces de glissement sont scellées de façon à être étanches à l'eau. 8.- Accouplement de pièces de machine selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que des couches améliorant le début du mouvement des pièces sont déposées sur le revêtement selon l'invention.