Brevet FR2261827A1 — publié le 19750919

La présente invention se rapporte à un procédé pour la préparation d'éléments pour machines et moteurs en fonte à graphite spérordal qui sont protégés localement par une autre matière très résistante constituée en un alliage pauvre en fer ou exempt de fer à base de cobalt ou par des alliages résistant à la chaleur à base de nickel, de chrome et de silicium. La position privilégiée dont jouit la fonte à graphite sphérotdal parmi les matières coulées à base de fer et de carbone est dde à ses propriétés mécaniques et technologiques re marquable# ainsi qu'à sa résistance élevée à l'usure de paire avec une bonne usinabilité. En raison de sa résistance et de sa tenacité élevées la fonte à graphite sphéroSdal présente, par rapport aux fontes habituelles telles que la fonte grise, la fonte malléable et la fonte aciérée, des avantages économiques dans de nombreuses applications. La très grande coulabilité de cette matière permet d'obtenir une précision de contour irréprochable et des surfaces presque lisses.Les propriétés mécaniques peuvent être réglées dans certaines limites suivant l'application envisagée par variation de la structure fondamentale suivant que celle-ci estisritique, ferritique-perlitique ou perlitique. C'est ainsi par exemple que l'on peut obtenir des effets de stabilisation de la structure perlitique par alliage à du nickel, du cuivre, du manganèse ou de l'étain. On obtient ainsi de fonderie, avec addition des éléments cités, entre autres, des vilebrequins et toutes sortes de roues dentées qui doivent être particulièrement résistants à ltusure. Le résultat d'un tel traitement est une résistance élevée allant par exemple de 60 à 80 kilos par millimètre carré pour une dilatation suffisante de 4 à 6 % par exemple. Dans les éléments en fonte à graphite sphéro#al soumis à des contraintes thermiques mécaniques ou à llusure et à la corrosion, mais particulièrement pour des pistons de moteur à combustion interne, on a besoin, compte tenu de la tendance à une augmentation de la puissance, de prévoir une protection en une ma- titre à résistance élevée disposée localement dans les zones de tels éléments soumises à des contraintes particulièrement fortes. Parmi les matières de protection figurent en particulier les alliages pauvres en fer ou exempts de fer à base de cobalt, tels que par exemple la stellite. On peut également utiliser dans le mEme dessein des alliages résistant à la chaleur à base de nickel, de chrome et de silicium. Les pièces moulées en les alliages précités à résistance élevée sont apportées en règle générale aux endroits de l'é- lément en fonte à graphite sphérotdal soumis localement à des contraintes élevées en étant soit vissées, soit soudées avec rechargement. Ces opérations ne sont pas ce qu'il y a de mieux pour les cadences de fabrication d'éléments protégés en fonte à graphite sphérotdal. On s'est donc déjà efforcé d'incorporer ou de rapporter à l'aide de crampons mécaniques les pièces moulées prévues pour la protection dans les éléments constituée en fonte à graphite sphéro#da1. Mais l'inconvénient est qu'en raison des coefficients de dilatation thermique différents des deux métaux on obtient un affaiblissement de la pièce moulée incorporée ou rapportée. L'invention vise donc à préparer une liaison solide entre les éléments en fonte à graphite sphéroSdal et les pièces moulées rapportées ou incorporées. Suivant l'invention, on apporte par voie galvanique un revêtement d'étain, d'indium ou de cadmium sur la zone à incorporer ou rapporter de la pièce moulée et ensuite on incorpore par refusion la pièce moulée dans ou sur l'élément. Ce reveotement apporté par voie galvanique a une épaisseur de 2 à 20 microns et mieux de 2 à 10 microns. Grtce au procédé suivant l'invention on obtient une couche de liaison métallurgique enbelx fonte àgraphite sphéroSdal et la pièce en alliage exempt de fer ou pauvre en fer à base de cobalt ou l'alliage à base de nickel, de chrome ou de silicium. Cette couche de liaison métallurgique permet d'obtenir une bonne propagation de la chaleur entre la pièce moulée et la fonte. L'exemple suivant illustre l'invention. On dégraisse d'abord un corps de déplacement en stellite à incorporer à la tete d'un piston en fonte à graphite spbéroSdal pour moteur à combustion interne avec chambre de précombustion, puis on décape dans de l'acide chlorhydrique à 10 %. On revit ensuite galvaniquement le corps de déplacement sur la partie destinée à être incorporée dans la tete du piston d'une couche d'étain de 10 microns d'épaisseur dans un bain de stannate de potassium à 800 C sous une intensité de courant de 0,5 ampères. On mou#le ensuite le corps de déplacement avec du fer froids qui correspond à la partie du corps de déplacement qui ne doit pas Entre incorpore dans un moule de sable. La refusion du corps de déplacement s'effectue à 14000 C. On soumet encore le piston ainsi fabriqué à un recuit de perlitisation de la fonte à graphite spherorïdal, La figure unique du dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple représente le corps de déplacement à incorporer en fonte à graphite sphéroïdal qui est revêtu d'une couche 2 dXé- tain sur sa partie 1 inférieure de révolution en forme de tête de tampon. L'avantage du procédé suivant l'invention est notamment que par la préparation d'une liaison métallurgique entre un élément en fonte à graphite sphéroïdal et un corps moulé à incorporer ou rapporter sur cet élément on obtient une liaison solide. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la préparation d'éléments en fonte à graphite sphéroïdal de machines et de moteurs qui sont protégés localement par une autre matière à résistance élevée constituée d'un alliage pauvre en fer ou exempt de fer à base de cobalt, ou d'alliages résistant à la température à base de nickel, de chrome et de silicium, caractérisé en ce qu'il consiste 9 revêtir galvaniquement d'une couche d'étain, de cadmium ou d'indium la zone à incorporer ou à rapporter du corps moulé, puis à le refondre dans un moule de fonderie dans la masse fondue en fonte à graphite sphé roSdal. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à revebtir galvaniquement le corps moulé dans sa zone à incorporer ou à rapporter d'une couche ayant une épaisseur de 2 à 20 microns et mieux de 2 à 10 microns.