Brevet FR2308707A1 — publié le 19761119

L'invention concerne un procédé de finition de la surface de pièces métalliques, par combinaison d'un enlèvement de matière par voie électrochimique au moyen d'une source de courant extérieure et d'un enlèvement de matière par voie mécanique par honing, le rodoir pressé sur la surface à usiner de la pièce placée dans un bain d'électrolyte exécutant un mouvement de rotation et de translation. La finition de la surface de pièces métalliques implique non seulement des temps de travail brefs et une grande précision, mais aussi une qualité constante de finition, en ce qui concerne la dimension, la forme et la surface, en particulier dans la fabrication de grands nombres de pièces. L'outil de rodage exécute simultanément un mouvement rotation et de translation. Pendant ce mouvement, les pierres à roder sont poussées vers la surface à usiner pat un mécanisme d'écartement, de façon mécanique ou hydraulique. Comme liquide d'arrosage et comme lubrifiant, on utilise une huile a roder habituellement formée d'un mélange d'huile pour machines et de pétrole. Les caractéristiques spéciales du traitement par honing résident dans des vitesses de coupeplus faibles que dans le meulage, mais aussi dans la grande surface de contact entre l'outil et la surface à usiner. La surface usinée présente des traces fines entrecroisées. I1 est connu que les surfaces travaillées par honing, dans le cas des alliages d'aluminium hypereutectiques, ne satisfont pas dans tous les cas aux conditions imposées. C'est pourquoi on a déjà proposé d'effectuer à la suite du traitement par honing un traitement électrochimique de la surface des pièces. On enlève du métal de la surface de la pièce au moyen d'une électrode convenablement disposée et d'une densité de courant déterminée à l'aide d'un électrolyte, par exemple NaN03. Pour effectuer l'enlèvement de matière par voie électrochomique, il est nécessaire de soumettre avant le traitement électrochimique les surfaces rodées à l'aide d'huile pour honing à divers processus de lavage, afin d'éliminer toutes les traces d'huile pour honing et d'obtenir une haute qualité de surface.Les divers processus de lavage nécessitent des moyens techniques rèlativement importants et sont relativement longs. I1 est connu aussi de combiner l'enlèvement de matière par voie électrochimique et par voie mécanique Far honing, ce dernier traitement s'effectuant dans un bain d'un électrolyte relié à une source extérieure de courant, En raison de plusieurs inconvénients, un tel traitement combiné de la surface de pièces n'a pas pu réussir en pratique, car les frais de fabrication et d'essai des pièces sont trop élevés et la précision de reproduction est sujette àde trops grandes variations. Ce procédé a certes l'avantage d'une grande vitesse d'enlèvement, mais les surfaces obtenues présentent une grande rugosité, de sorte que ce procédé ne convient pas à des surfaces de haute qualité, par exemple à la finition de surfaces de cylindre de moteurs à combustion interne. On a maintenant trouvé suivant l'invention que l'on obtient une grande précision de reproduction et une excellente qualité de surface en utilisant,comme électrolyte, une émulsion huile dans l'eau pour l'enlèvement combiné de matière par voie électrochimique et par honing. A cet effet, en général, il suffit d'utiliser comme émulsion un réfrigérant lubrifiant connu dans l'usinage par enlèvement de copeaux. Une application préférée du procédé suivant l'invention concerne la fabrication de pistons et de cylindres'en alliages hypereutectiques d'aluminium et de silicium contenant des cristaux primaires, en particulier du type AlSil7Cu4Mg, dont la composition exacte est décrite par exemple dans MTZ, Motortechnische Zeitschrift 34 (1973), 2, page 49. Pour usiner des pièces en cet alliage, on effectue le honing et la superfinition des surfaces de glissement et, en même temps ou ensuite, on les soumet à un traitement électrochimique.Au moyen d'un rodoir de honing sous forme d'électrode, et avec une densité de courant de 15 à 25 A/dm2, on soumet la pièce à un honing dans une émulsion eau dans l'huile en enlevant la matrice d'auminium autour des cristaux de silicium, de sorte que ceux-ci font saillie d'environ 0,5 à 3 pm et de préférence de 1 à 2 pm de la matrice d'aluminium. Par cette opération on polit en meme temps les cristaux de silicium et on enlève toutes les arêtes saillantes. Par le procédé suivant l'invention, on n'obtient pas seulement une très bonne qualité de surface, mais encore une économie notable de t-emps. On explique l'invention ci-åprès à propos d'un exemple d'exécution. Après dégrossissage et finition-de l'alésage d'un bloc cylindre en alliage AlSil7Cu4 au- tour,on l'emplit d'un lubrifiant réfrigérant et on y introduit en outre le rodoir en forme d'électrode, on soumet la surface de l'alésage à un honing pendant environ 50 secondes à une densité de courant de 15 A/dma Les cristaux primaires font saillie de 1 um de la surface soumise au honing et traitée électrochimiquement. Après ce processus, la surface de l'alésage est d'un gris mat. On ne peut voir aucune strie de honing et la surface est nettement plus lisse que celle de cylindres en fonte grise engagés dans l'alésage de cylindre aui a subi le honir.Toutefois, la rugosité de surface est absolument suffisante car il adhère suffisamment d'huile entre les cristaux primaires de silicium, et la surface est mieux mouillée par l'huile nue la fonte grise. REYENDICATIONS 1. Procédé de finition de-la surface de pièces métalliques, par combinaison d'un enlèvement de matière par voie électrothimique au moyen d'une source de courant-extér-ieur et d'un enlèvement de matière par voie mécanique par honing, le rodoir pressé sur la -surface d usiner de la pièce placée dans un bain d'électrolyte exécutant un mouvement de rotation ét de translation, caractérisé en ce qu'on utilise, comme électrolyte, une émulsion huile dans l'eau. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme électrolyte un lubrifant réfrigérant. 3. L'application du procédé suivant les revendications 1 et 2, à la fin-ition de surfaces formées d'alliages hypereutectiques d'aluminium et de silicium contenant des cristaux primaires, en particulier du type AlSil7Cu4Mg. 4. Application suivant la revendication 3, à la surface de cylindres de moteurs à combustion interne.