Brevet FR2457906A1 — publié le 19801226

L'invention a pour objet un alliage antifriction conçu pour le réglage des coussinets de paliers lisses. Jusqu'à présent on utilise pour le réglage de coussinets de paliers lisses fonctionnant sous fortes et moyennes sollicitations, comme par exemple les moteurs marins à faible vitesse, les broyeurs à boulets, les compresseurs à gaz, les wagons de chemins de fer, des alliages d'étain au taux de 80 à 90% Sn, 4 à 13% Sb, 2,5 à 10,' Cu ainsi que des alliages plomb-étain comportant un taux de 2 à 20% Sn, 10 à 16% Sb, jusqu'à 3,' Cu ou As, et un taux minimum de 58% de plomb, ces alliages étant chers du fait de leurs composants. Les constructions actuelles de ces dispositifs sont plus poussées et les exigences imposées sur les matériaux antifriction sont plus fortes par suite les alliages connus jusqu'à présent et mis en oeuvre s'avèrent insuffisants. Il en découle donc le besoin de mettre au point de meilleurs alliages à meilleur marché en comparaison de ceux appliqués Jusqutà présent ou d'y apporter des perfectionnements importants. Les alliages compatibles aux exigences accrues devront satisfaire au transfert de pressions de l'ordre de 12 à 18 MPa (120 à 180 kG/cm2) de longue durée à la température de travail du palier, c'est-à-dire de 353 à 413 K (80 à 1400C). Ces alliages devront présenter des propriétés convenables de frottement, de résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques appropriées même à une température atteignant 4480K (1750C) de courte durée. De telles conditions sont satisfaites par les alliages selon l'invention, dont les composants principaux sont : le plomb, le cadmium, le cobalt et/ou le nickel constituant la matrice. Comme éléments de renforcement de cette matrice on utilisera avant tout : le calcium, le silicium, le tellure , le scandium, le bore, le titane, l'argent, le béryllium, le niobium, le baryum, l'yttrium, le zirconiun, le magnésium, de manibre que le taux total en poids d'éléments de renforcement n'excède pas 3%. La matrice et les éléments de renforcement de la matrice peuvent avoir comme complément des éléments dits d'impureté, tels que l'étain, l'antimoine, le fer, dont le taux total sera inférieur à 0,15%. La composition nominale de la matrice en poids a un taux suivant : cadmium 2,3 à 18%, cobalt et/ou nickel de 0,10 à 1,5%, plomb au minimum 77.5% On recommande l'emploi d'éléments de renforcement aux taux suivants silicium 0,001 à 1,0 % niobium 0,001 à 1,0% baryum 0,001 à 1,0% argent 0,001 à 1.0% cuivre 0,001 à 1,0% aluminium 0,001 à 1,0% scandium 0,001 à 2,5% tellure 0,001 à 2,5% yttrium 0,001 à 2,5% arsenic 0,001 à 2,5% magnésium 0,001 à 2,5% vanadium 0,001 à 0,5% titane 0,001 à 0,5% zinc 0,001 à 0,5% sodium 0,001 à 1,0% silicium 0,001 à 1,0% zirconium 0,001 à 0,25% tungstène 0,001 à 0,25% hafnium 0,001 à 0,25% molybdène 0,001 à 0,25% oxygène 0,0001 à 0,25% azote 0,0001 à 0,25% bore 0,0001 à 0,25% L'alliage antifriction au plomb selon l'invention est soumis à une température de 293 à 408 K(20à 135 C) à un traitement thermique plastique à un taux de déformation supérieur à 10%. avantageusement de 15 à 60% puis ensuite à un recuit à la température de 293 à 4580K (20 à 185 C). La quantité utilisée d'éléments de renforcement ainsi que la composition de la matrice.de l'alliage sont fonction de son application concrète, donnant ainsi de larges possibilités de construction de l'alliage aux besoins individuels tout en maintenant les points de vue économiques, la protection du milieu et la simplicité technologique d'obtention de l'alliage. Les alliages à matrice selon l'invention, renforcés par des éléments convenables de renforcement, présentent de hautes propriétés d'élasticité, supérieures de 30 à 65% à celles des alliages connus à base d'étain. Ils possèdent des propriétés mécaniques et technologiques avantageuses. La gamme des possibilités de résistance de la matrice et le choix convenable d'éléments de renforcement appropriés aux applications de l'alliage donnent la possibilité d'obtenir les propriétés mécaniques suivantes: limite d'élasticité conventionnelle /Rsp 0,02/ 105 NPa (10,5 kG/mm2) limite d'étirement conventionnel /Re 0,21 120 MPa (12,0 kG/mm2) résistance de séparation /Rm/ 145 MPa (14,5 kG/mm) allongement linéaire /A5/ 5 à 10% résilience à l'entaille Kv 9,8 à 25,7 J/cm2 1 à 2,6 KGm/cm La chute des propriétés d'élasticité jusqu'à une température de 4230K (1500C) est très douce, n'excédant par 45% de la valeur à la température ambiante, ce qui prouve la grande stabilité thermique de cet alliage. On devra aussi souligner le trbs faible coefficient de frottement à sec obtenu dans les alliages à tel type de matrice, ainsi que la grande résistance à la corrosion des acides gras et des alcalis, égaux à ceux des alliages à base d'étain. Exemples de compositions d'alliages 1. Cd 2,3 à 3,5% 2. Cd 2,5 à 3,0% Ni 0,15 à 0,40% Ni 0,25 à 0,40% Al 0,020 à 0,35% Ba 0,20 à 0,40% Ca 0,20 à 0,35% Al 0,02 à 0,12% Te 0,9 à 1,5% Pb minimum 96,2% Pb minimum 94,5% 3. Cd 7,0 à 8,0% 4. Cd 15 à 16,5% Co 0,3 à 0,5% Ni 0,5 à 0,6% Al 0,05 à 0,15% S 0,15 à 0,3% Si 0,10 à 0,20% Al 0,05 à 0,1% Cu 0,1 à 0,25% Pb minimum 82,5% Pb minimum 91% 5. Cd 7 à 8% 6, Cd 16,5 à 17,5% Ag 0,5 à 1,0% Ni 0,70 à 0,80% Zr 0,02 à 0,10% Be 0,03 à 0,05% Ni 0,3 à 0,5% Al 0,03 à 0,10% Mg 0,01 à 0,05% Pb miniumum 81,5% Pb minimum 80,5% 7. Cd 15 à 16,5% 8. Cd 15 à 16,5% Ni 0,5 à 0,6% Ni 0,5 à 0,6% Al 0,2 à 0,3% Ba 0,3 à 0,5% Ca 0,6 à 0,7% 0 0,01 à 0,02% Pb minimum 82% Pb minimum 82,5% 9. Cd 15 à 17,0% 10. Cd 2,5 à 3,0% Ni 0,3 à 0,5% Ni 0,25 à 0,35% Ag 0,3 à 0,5% Sc 0,05 à 0,15% Si 0,07 à 0,12% Al 0,10 à 0,20% Pb minumum 82,0% Pb minimum 96,5% Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisaton décrits et représentés qui n'out été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Alliage antifriction au plomb. caractérisé en ce que sa matrice est composée en poids de cadmium 2,3 à 18.0%, cobalt et/ou nickel 0,10 à 1,5% plomb minimum 77,5%. 2. Alliage antifriction au plomb selon à revendication 1 caractérisé en ce que sa matrice comporte des éléments de renforcement au taux suivant niobium 0,001 à 1,0% calcium 0,001 à 1,0% argent 0,001 à 1,0% baryum 0,001 à 1,0% cuivre 0,001 à 1,0% aluminium 0,001 à 1,0% scandium 0,001 à 2,5% tellure 0,001 à 2,5% yttrium 0,001 à 2,5% arsenic 0,001 à 2,5% magnésium 0,001 à 2,5% vanadium 0,001 à 0,50% titane 0,001 à 0,50% zinc 0,001 à 0,5% silicium 0,001 à 1,0% sodium 0,001 à 1.0% zirconium 0,001 à 0,25% tungstène 0,001 à 0,25% hafnium 0,001 à 0,25% molybdène 0,001 à 0,25% oxygène 0,0001 à 0,25% azote 0,0001 à 0,25% bore 0,0001 à 0,25% 3. Alliage antifriction au plomb selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le taux total d'éléments de renforcement additionnés à l'alliage selon la revendication 2 n'excède pas 3,0% en poids. 4. Alliage antifriction au plomb selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le taux total d'éléments dits impuretés, tels que l'étain l'antimoine, le fer, n'excède par 0,15%, 5. Alliage antifriction au plomb selon l'une quelconque des revendicatons 1 à 4 caractérisé en ce qu'à la température de 293 à 408 K (20 à 135 C) il subit un traitement plastique à un taux de déformation d'au moins 1096 avantageusement de 15 à 60% et qu'ensuite il est recuit à une température- de 293 à 485 K (20 à 185 C).