Brevet FR2462626A1 — publié le 19810213

La présente invention se rapporte au renforcement des cloisons des gorges de la partie supérieure d'un piston en aluminium. Quand des pistons en aluminium doivent être soumis à de fortes contraintes, il est nécessaire de protéger, au moyen d'une matière auxiliaire, les flancs des gorges de segments, et notamment de la gorge supérieure, de l'usure provoquée par les segments. Un procédé courant consiste à encastrer dans la matière de base du piston, à hauteur des gorges menacées, des éléments ou "porte-segments" en une matière très résistante à l'usure et d'usiner les gorges dans ces éléments. Lorsque ces derniers sont utilisés, il est important de les ancrer dans la matière de base de façon qu'ils ne puissent absolument pas s'en séparer sous l'effet des chocs créés par les segments pen- dant que le moteur est en service. Cet ancrage sûr est assuré actuellement par l'application d'un traitement appelé "procédé ALFIN", qui crée une liaison intermétallique entre le porte- segments et la matière de base constituant le piston. Avec les pistons en aluminium moulés sous pression, dont le mode de fa- brication ne permet pas de réaliser une liaison du type ALFIN entre un porte-segments et leur matière de base, la sûreté de l'ancrage de ce porte-segments reste encore problématique, ou n'est obtenue que de manière très compliquée. Il est donc désirable d'obtenir pour ces pistons moulés sous pression la résistance à l'usure des gorges de segments par un moyen autre que l'utilisation de porte-segments. Il est déjà connu pour cela, en particulier par le DE-GM 19 39 388, de protéger les flancs de ces gorges par un revêtement en une matière résis- tant à l'usure, déposé par voie thermique ou électrolytique. Mais les résultats obtenus jusqu'à présent ne sont pas encore satisfaisants. Cela provient certainement du fait que la matiè- re de base, l'aluminium, est relativement ductile, si bien que, lorsque le moteur fonctionne, le revêtement résistant à l'usure, en général dur et mince, qui est appliqué au flanc des gorges, ne tient pas longtemps sur cette matière de base relativement tendre, en raison des chocs que les segments imposent à cette dernière. Par contre, l'expérience a montré qu'un revêtement résistant à l'usure, déposé sur les flancs des gorges de pistons en acier (il s'agit d'un chromage dur) est efficace. A partir de ces remarques, l'invention vise à créer dans les cloisons des gorges de la partie supérieure d'un pis- ton en aluminium les conditions de tenue de revêtements dépo- sés par voie thermique ou électrolytique sur les flancs des gorges de segments. L'invention est caractérisée par le fait qu'une masse de renforcement en une matière moins ductile que l'aluminium est alliée depuis l'extérieur, au moyen d'un faisceau de por- teurs de charge, à la partie de cet aluminium de base adjacente aux revêtements des flancs des gorges de segments. En principe, cette masse de renforcement peut être formée de manière à s'étendre jusqu'à la surface des flancs des gorges et à y former également le revêtement résistant à l'usure qui fait face aux segments. Mais cette masse de renforcement doit avoir essen- tiellement pour rôle de diminuer la ductilité de la matière constituant la cloison, les flancs de la gorge étant protégés séparément par un revêtement résistant à l'usure, déposé par voie thermique ou électrolytique. La masse doit se raccorder aussi étroitement que possible à ce revêtement et empêcher ainsi la matière de la cloison située sous ce dernier de se déformer sous l'effet des chocs créés par le segment. Il est possible de former la masse de renforcement, par exemple en appliquant sur la surface extérieure. cylindri- que de la cloison,par voie électrolytique par exemple, une matière auxiliaire, puis en alliant celle-ci à la matière de base de la cloison au moyen d'un faisceau d'électrons. Cette matière auxiliaire doit être telle qu'il se forme, au moins après alliage avec le matière de base de la cloison, une masse ayant une ductilité plus faible que cette matière de base. Le nickel, le chrome et le fer sont des exemples de matières auxiliaires appropriées. Il est possible d'obtenir à l'aide du faisceau d'électrons une masse de forme quelconque. Pour diminuer la ductilité de la cloison, il serait bien entendu envisageable aussi de donner à toute la matière de base, à l'emplacement des cloisons, au moyen d'un faisceau de porteurs de charge, par exemple, les mêmes propriétés que celles du revêtement mince et résistant à l'usure déposé cou- ramment sur les flancs seulement de la gorge de segment. Mais avec cette solution, quand le moteur fonctionne, les chocs du segment risquent d'arracher le revêtement de la cloison à pro- ximité des flancs, à cause de la grande dureté de la matière considérée de cette cloison. L'invention consiste donc essen- tiellement à conformer les cloisons soumises à de fortes con- traintes de façon qu'à la surface des flancs des gorges de segments, elles résistent parfaitement à l'usure, tandis qu'intérieurement elles n'aient qu'une ductilité plus faible, de manière à empêcher sûrement la matière qui les constitue de céder par rapport à ces flancs. Il va de soi qu'il est possible d'apporter diverses modifications au piston en aluminium décrit, sans s'écarter du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Piston dont la matière de base est l'aluminium et dont la surface des flancs d'au moins la gorge de segment la plus rapprochée de la tête est formée par un revêtement en une matière ayant une ductilité plus faible que cette matière de base, de façon à augmenter la résistance à l'usure, piston caractérisé par le fait qu'il comporte une masse de renforce- ment en une matière elle aussi moins ductile que l'aluminium, qui est alliée depuis l'extérieur, au moyen d'un faisceau de porteurs de charge, à l'aluminium de base des cloisons des gor- ges avoisinant ce revêtement. 2. Piston selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière utilisée pour former la masse de renfor- cement correspond à celle du revêtement déposé sur les flancs des gorges de segments pour en augmenter la résistance à l'usure.