Brevet FR2633534A1 — publié le 19900105

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L'invention concerne plus particulièrement un procédé de dépôt d'un revêtement auto-lubrifiant sur un élément de roulement en acier contenant moins de 5 % de Chrome et moins de 5 % de Nickel, caractérisé par le processus opératoire suivant lequel on soumet l'élément à un traitement de con- version à la surface des parties en contact, constitué par une phosphatation microcristalline composée d'un complexe de fer et de manganèse, poursuivi par le dépôt du revêtement à la surface et entre les cristaux. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui sera faite en référence aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue agrandie du dépôt sur un élément de surface - la figure 2 est une vue agrandie d'un élément de surface muni du dépôt, après frottement et écrasement des cristaux. - la figure 3 est une vue agrandie d'un élément de surface traité soumis dans sa partie centrale à une contrainte de frottement. L'élément de roulement tel qu'une bague, une cage ou un corps roulant est soumis juste avant phosphatation à un traitement préparatoire tel qu'un rinçage passivant ou une préphosphatation poussée. Il en résulte l'apparition de germes de cristaux qui atteignent une forme stable. Dans ce cas, la différence entre le potentiel chimique correspondant à cette phase du procédé et le potentiel nominal du cristal achevé demeure sensiblement constante. Les germes qui représentent les tous premiers éléments de constitution des cristaux sont nombreux par unité de surface et donnent naissance à un agrégat microcristallin par empê- chement mutuel dans leur développement. Les cristaux très nombreux sont constitués essentiellement de fer et de manganèse dont la taille ne dépassera pas 3 à 4 micromètres. Leur adhérence est parfaite, et essentiellement due à leur position sur le support (croissante par nucléation épitaxia- le). La structure très particulière de la couche de phospha- tation ainsi constituée et la densité des cristaux obtenus permettent une rétention sans surépaisseur du revé- tement de PTFE. Par ailleurs, comme le montre la figure 2, cette couche de par la morphologie des cristaux, peut être écrasée par frottement tout en restant parfaitement impré- gnée et constituant ainsi une réserve permanente pour le PTFE. Sur la figure 2. on constate l'écrasement par frottement de la couche phosphatée avec formation de plots qui favorisent l'imprégnation par le PTFE de la surface porteuse fournie par les plots et la surface entre les cristaux. au fer-ranganses Le PTFE est incorporé à la couche de phosphatationypar pistolage à partir d'une solution aqueuse contenant une poudre de PTFE dont les particules sont de l'ordre du micron en diamètre. La phase finale du procédé consiste à sécher l'ensemble à une température voisine de 220 C afin de déshy drater le complexe ainsi formé et d'obtenir l'état final recherché. Les caractéristiques obtenues à partir de ce revêtement apportent des qualités essentielles propres au principe de l'auto-lubrification sèche. 263353' Les essais de frottement effectués montrent que, outre les avantages donnés par une lubrification améliorée par le PTFE (coefficient de frottement très bas), le revêtement auto- lubrifiant permet un fonctionnement de longue durée du fait de sa faible épaisseur (3 à 4 microns) et du mode de compor- _sc sl 'effort tement particulieryde la couche auto-lubrifiante composée essentiellement de PTFE incrusté entre les cristaux de 3 à 4 micromètres. Cette couche devient après frottement, lisse et sans aspé- rité et reste toujours garnie de PTFE. Ceci est mis en évidence sur les figures 2 et 3 sur lesquelles on observe: - un état de surface d'une zone d'un acier du type acier à roulement après avoir reçu le revêtement autolubrifiant (fig.1) - un état de surface de la même zone après frottement de la zone (A) active (fig.3). Ce procédé peut être utilisé pour toutes sortes de roule- ments et appliqué à tout ou partie de leurs éléments (ba- gues, cages de séparation, corps roulants). 263353! REVENDICATIONS 1) Procédé de dépôt d'un revêtement auto-lubrifiant à base de PTFE sur un élément de roulement en acier contenant moins de 5 % de Chrome et moins de 5 % de Nickel, caractérisé par le processus opératoire suivant lequel on soumet l'éléVient à un traitement préparatoire avec formation de germes de cris- taux, poursuivi par un traitement de phosphatation formant une couche microcristalline composée d'un complexe de fer et de manganèse, puis par un dépôt de PTFE à la surface et entre les cristaux. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le traitement préparatoire initial est obtenu par un rinçage passivant ou préphosphatation générateurs de germes cristallins compris entre 3 et 4 micromètres. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement de PTFE est incorporé à partir d'une solution aqueuse et poursuivi par un séchage. 4) Roulement obtenu conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le dépôt affecte la cage et/ou les bagues intérieure et extérieure et/ou les corps roulants.