Brevet FR3070454A1 — publié le 20190301

Palier lisse et son procédé de production L'invention concerne un palier lisse et un procédé de 5 production d'un palier lisse. Les paliers lisses connus dans la pratique comprennent ordinairement un corps de base de palier composé d'un matériau métallique, auquel est appliquée une couche de 10 palier lisse également composée d'un matériau métallique, soit directement, soit indirectement par le biais d'une couche intermédiaire. Dans les paliers lisses connus dans la pratique, le corps de base de palier est habituellement produit à partir d'acier et 15 la couche de palier lisse est habituellement produite à partir d'un métal blanc ou de bronze. Dans les paliers lisses connus dans la pratique, un matériau de métal blanc ou un matériau de bronze est pulvérisé dans le corps de base de palier ou la couche intermédiaire 20 appliquée sur le corps de base de palier afin de garantir une bonne adhérence de la couche de palier lisse. Bien que les paliers lisses connus dans la pratique 25 présentent de bonnes propriétés en ce qui concerne les propriétés de glissement souhaitées et la résistance à l'usure souhaitée, il est nécessaire d'améliorer encore leurs propriétés. Pour cette raison, des essais portant sur le remplacement des couches de palier lisse 30 composées de matériaux métalliques par des couches de palier lisse composées de matériaux non métalliques sont déjà entrepris. - 2 - Cependant, il existe un problème résidant soit dans le fait que le matériau non métallique pour la couche de palier lisse ne fournit pas les propriétés de palier lisse souhaitées, soit dans le fait que le procédé de production d'un tel palier est trop onéreux. Par conséquent, la présente invention a pour objet de créer un nouveau type de palier lisse présentant des propriétés améliorées et un procédé pour la production simple du palier lisse. L'invention a pour objet un palier lisse, comportant un corps de base de palier composé d'un matériau métallique, et comportant une couche de palier lisse composée d'un matériau non métallique, la couche de palier lisse étant appliquée sur le corps de base de palier soit directement, soit indirectement par le biais d'une couche intermédiaire composée d'un matériau métallique appliquée sur le corps de base de palier, caractérisé en ce que le corps de base de palier composé du matériau métallique ou la couche intermédiaire composée du matériau métallique est produit(e) à partir d'un acier austénitique ou d'un métal d'électrode, la couche de palier lisse composée du matériau non métallique est produite à partir de polyétheréthercétone (PEEK) ou de polytétrafluoroéthylène (PTFE). Selon un mode de réalisation, le corps de base de palier ou la couche intermédiaire est produit(e) à partir d'un métal d'électrode, spécifiquement à partir d'un alliage de CuCrZri avec 0,5 % en poids à 1,2 % en poids de Cr, 0,03 % en poids à 0,3 % en poids de Zr et du Cu pour le restant. - 3 - Selon un mode de réalisation, le corps de base de palier, en position adjacente à la couche de palier lisse, ou la couche intermédiaire, en position 5 adjacente à la couche de palier lisse, comporte des contours, en particulier des contre-dépouilles, dans lesquels pénètre le matériau de la couche de palier lisse. 10 Selon un mode de réalisation, les contours, en particulier les contre-dépouilles, sont profilés en queue d'aronde ou en nid d'abeilles ou en quadrillage ou sous forme conique. 15 Selon un mode de réalisation, le corps de base de palier est réalisé sous la forme d'un composant produit par fusion sélective au laser. Selon un mode de réalisation, la couche intermédiaire 20 est réalisée sous la forme d'une couche intermédiaire produite par fusion sélective au laser. Selon un mode de réalisation, en particulier, lorsque la couche de palier lisse est appliquée indirectement 25 sur le corps de base de palier par le biais de la couche intermédiaire, la couche intermédiaire est réalisée sous la forme d'une couche intermédiaire produite par fusion sélective au laser, et lorsque la couche de palier lisse est appliquée directement sur le 30 corps de base de palier, le corps de base de palier est réalisé sous la forme d'un composant produit par fusion sélective au laser. - 4 - L'invention a aussi pour objet un procédé de production d'un palier lisse tel que décrit ci-dessus caractérisé en ce que : un corps de base de palier composé du matériau métallique est prévu, la couche intermédiaire 5 du matériau métallique est appliquée sur le corps de base de palier par fusion sélective au laser, la couche de palier lisse composée du matériau non métallique est appliquée sur la couche intermédiaire par fusion de revêtement ou fusion d'incorporation. 10 Selon un mode de réalisation, un corps de base de palier est produit par fusion sélective au laser, la couche de palier lisse composée du matériau non métallique est appliquée sur le corps de base de palier 15 par fusion de revêtement ou fusion d'incorporation. Selon un mode de réalisation, un corps de base de palier est produit par fusion sélective au laser, la couche de palier lisse est introduite parallèlement ou 20 consécutivement par rapport à la production du corps de base de palier et de la couche intermédiaire par un procédé de production additive. Le corps de base de palier composé du matériau 25 métallique ou la couche intermédiaire composée du matériau métallique est produit(e), à partir d'un acier austénitique ou à partir d'un alliage métallique, par exemple Cu, Cr, Zr. La couche de palier lisse est produite à partir du matériau non métallique, par 30 exemple à partir de polyétheréthercétone (PEEK) ou à partir de polytétrafluoroéthylène (PTFE). Un palier lisse comportant un tel corps de base, une telle couche intermédiaire et une telle couche de palier lisse non - 5 - seulement possède des propriétés de palier lisse souhaitées, mais un tel palier lisse peut en outre être produit à faible coût. 5 De préférence, le corps de base de palier ou la couche intermédiaire est produit(e) à partir d'un alliage métallique, spécifiquement à partir d'un alliage de Cu, Cr, Zrl avec 0,5 % en poids à 1,2 % en poids de Cr, 0,03 % en poids à 0,3 % en poids de Zr et du Cu pour le 10 restant. En particulier, lorsque le corps de base de palier ou la couche intermédiaire est produit(e) à partir d'un tel matériau de cuivre-chrome, des propriétés de palier lisse avantageuses avec de hautes conductivités thermiques peuvent être obtenues. Le 15 palier lisse peut également être produit de manière particulièrement aisée et avantageuse par fusion sélective au laser à l'aide d'un procédé de production générative. 20 De préférence, le corps de base de palier, en position adjacente à la couche de palier lisse, ou la couche intermédiaire, en position adjacente à la couche de palier lisse, comporte des contours, en particulier des contre-dépouilles, dans lesquels pénètre le matériau de 25 la couche de palier lisse. Ainsi, un accouplement géométrique amélioré de la couche de palier lisse composée du matériau non métallique avec la couche intermédiaire et le corps de base de palier peut être obtenu. 30 Selon un mode de réalisation de l'invention, la couche intermédiaire est réalisée sous la forme d'une couche intermédiaire produite par fusion sélective au laser en - 6 - particulier lorsque la couche de palier lisse est appliquée directement par le biais de la couche intermédiaire sur le corps de base de palier, tandis le corps de base de palier est réalisé sous la forme d'un 5 composant produit par fusion sélective au laser, en particulier lorsque la couche de palier lisse est appliquée directement sur le corps de base de palier. D'autres développements préférés de l'invention sont obtenus à partir de la description qui suit. Des 10 exemples de modes de réalisation de l'invention sont expliqués plus en détail au moyen du dessin sans qu'il en résulte de restrictions. Celui-ci représente : Fig. 1: Fig. 2: Fig. 3: 15 20 une portion schématique d'un palier lisse selon le premier aspect de l'invention ; le détail II de la Fig. 1, et le détail III de la Fig. 1 qui constitue une variante pouvant se substituer au détail II. L'invention concerne un palier lisse et un procédé de de production d'un palier lisse. 25 La Fig. 1 représente de manière très schématique la structure d'un exemple de mode de réalisation préféré d'un palier lisse 1 selon l'invention, le palier lisse 1 de la Fig. 1 comprenant un corps de base de palier 2 30 composé d'un matériau métallique, une couche intermédiaire 3 appliquée sur le corps de base de palier 2 également composée d'un matériau métallique-et une couche de palier lisse 4 composée d'un matériau non - 7 - métallique, la couche de palier lisse 4 composée du matériau non métallique étant appliquée sur la couche intermédiaire 3. 5 La couche intermédiaire 3 appliquée sur le corps de base de palier 2 est une couche composée d'un matériau métallique, à savoir d'un acier austénitique ou d'un alliage métallique. 10 La couche de palier lisse 4 composée du matériau non métallique est, par exemple, une couche de palier lisse composée de polyétheréthercétone (PEEK) ou de polytétrafluoroéthylène (PTFE). 15 Dans l'exemple de mode de réalisation illustré sur la Fig. 1, la couche intermédiaire 3 est réalisée sous la forme d'une couche intermédiaire produite par fusion sélective au laser, qui est appliquée sur le corps de base de palier 2 par fusion sélective au laser et donc 20 par un procédé de production générative. Ici, la couche intermédiaire 3 forme un contour 5 composé de préférence de contre-dépouilles en position adjacente à la couche de palier lisse 4, dans 25 lesquelles pénètre le matériau de la couche de palier lisse 4, les contre-dépouilles étant, dans la Fig. 2, formées par des contours 5 en queue d'aronde et les contre-dépouilles étant, dans la Fig. 3, formées par des contours 5 coniques. Des contours 5 en nid 30 d'abeilles, en quadrillage, en treillis ou autres formant des contre-dépouilles peuvent également être réalisés dans la région de la couche intermédiaire 3 en position adjacente à la couche de palier lisse 4. - 8 - La couche de palier lisse 4, qui est produite à partir de polyétheréthercétone ou de polytétrafluoroéthylène est de préférence appliquée sur la couche intermédiaire 5 3 par fusion de revêtement ou fusion d'incorporation, en particulier avec pénétration derrière les contre-dépouilles 5. La couche intermédiaire 3, qui est produite à partir du 10 matériau métallique, est de préférence produite à partir d'un alliage métallique, avec une préférence particulière- pour un alliage CuCrZrl. L'alliage CuCrZr1 comprend de préférence 0,5 % en poids 15 à 1,2 % en poids de Cr, 0,03 % en poids à 0,3 % en poids de Zr et du Cu pour le restant, avec des additions maximales admissibles de Fe allant jusqu'à 0,08 % en poids, des additions maximales admissibles de Si allant jusqu'à 0,1 % en poids et d'autres additions 20 allant jusqu'à une proportion maximale admissible de 0,2 % en poids. Par conséquent, dans l'exemple de mode de réalisation préféré de l'invention, la couche intermédiaire 3, qui 25 est appliquée sur le corps de base de palier 2, est réalisée sous la forme d'une couche intermédiaire produite par fusion sélective au laser au moyen d'une fusion sélective au laser et composée d'un matériau métallique, à savoir d'un acier austénitique ou d'un 30 alliage métallique. En tant qu'alliage métallique, un alliage de CuCrZr1 et, en tant qu'acier austénitique, de préférence un alliage de X5CrNi18-10 sont employés. Dans chaque cas, la couche intermédiaire 3 est - 9 - appliquée au corps de base de palier 2 par fusion sélective au laser, à savoir suivant des contours de formation qui favorisent l'application de la couche de palier lisse 4, ces contours 5 formant en particulier 5 des contre-dépouilles. La couche de palier lisse 4 composée du matériau non métallique est constituée d'un matériau antifriction, de préférence d'un plastique résistant aux températures élevées, par ex. de polyétheréthercétone ou de polytétrafluoroéthylène et 10 est fondue sur la couche intermédiaire 3, en particulier fondue ou pressée de façon à la faire pénétrer dans le contour 5 de la couche intermédiaire 3. Par opposition à l'exemple de mode de réalisation 15 illustré sur les Fig. 1 à 3, il est possible que le corps de base de palier 2 en lui-même soit réalisé sous la forme d'un composant produit par fusion sélective au laser au moyen d'une fusion sélective au laser. Dans ce cas, aucune couche intermédiaire 3 distincte n'est 20 alors présente, mais le matériau de palier lisse de la couche de palier lisse 3, c'est-à-dire le polyétheréthercétone ou le polytétrafluoroéthylène, est appliqué directement sur le corps de base de palier 2 produit par fusion sélective au laser, le corps de base 25 de palier 2 produit par fusion sélective au laser formant alors les contours 5 avec, en particulier, des contre-dépouilles sur une surface en regard de la couche de palier lisse 4. Dans ce cas, le corps de base de palier est produit à partir d'un alliage métallique 30 tel que, par exemple, un alliage de CuCrZr1 ou à partir d'un acier austénitique tel que, par exemple, REVENDICATIONS1. Palier lisse (1), comportant un corps de base de palier (2) composé d'un matériau métallique, et comportant une couche de palier lisse (4) composée d'un matériau non métallique, la couche de palier lisse (4) étant appliquée sur le corps de base de palier (2) soit directement, soit indirectement par le biais d'une couche intermédiaire (3) composée d'un matériau métallique appliquée sur le corps de base de palier (2), caractérisé en ce que le corps de base de palier (2) composé du matériau métallique ou la couche intermédiaire (3) composée du matériau métallique est produit(e) à partir d'un acier austénitique ou d'un métal d'électrode, la couche de palier lisse (4) composée du matériau non métallique est produite à partir de polyétheréthercétone (PEEK) ou de polytétrafluoroéthylène (PTFE). 2. Palier lisse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de base de palier (2) ou la couche intermédiaire (3) est produit(e) à partir d'un métal d'électrode, spécifiquement à partir d'un alliage de CuCrZr1 avec 0,5 % en poids à 1,2 % en poids de Cr, 0,03 % en poids à 0,3 % en poids de Zr et du Cu pour le restant. 3. Palier lisse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de base de palier (2), en position adjacente à la couche de palier lisse (4), ou la couche intermédiaire (3), en - 12 - position adjacente à la couche de palier lisse (4), comporte des contours (5), en particulier des contre-dépouilles, dans lesquels pénètre le matériau de la couche de palier lisse (4). 5 4. Palier lisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les contours (5), en particulier les contre-dépouilles, sont profilés en queue d'aronde ou en 10 nid d'abeilles ou en quadrillage ou sous forme conique. 5. Palier lisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le 15 corps de base de palier (2) est réalisé sous la forme d'un composant produit par fusion sélective au laser. 6. Palier lisse selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (3) est réalisée sous la forme d'une couche intermédiaire produite par fusion sélective au laser. 25 7. Palier lisse (1), comportant un corps de base de palier (2) composé d'un matériau métallique, et comportant une couche de palier lisse (4) composée d'un matériau non métallique, la couche de palier lisse (4) étant appliquée sur le corps de base de 30 palier (2) soit directement, soit indirectement par le biais d'une couche intermédiaire (3) composée d'un matériau métallique appliquée sur le corps de base de palier (2), - 13 - caractérisé en ce que, en particulier, lorsque la couche de palier lisse (4) est appliquée indirectement sur le corps de base de palier (2) par le biais de la couche intermédiaire (3), la 5 couche intermédiaire (3) est réalisée sous la forme d'une couche intermédiaire produite par fusion sélective au laser, et en ce que, lorsque la couche de palier lisse (4) est appliquée directement sur le corps de base de palier (2), le 10 corps de base de palier (2) est réalisé sous la forme d'un composant produit par fusion sélective au laser. 8. Palier lisse selon la revendication 7, caractérisé 15 en ce que celui-ci est formé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 9 Procédé de production d'un palier lisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 6 à 20 8, caractérisé en ce que un corps de base de palier (2) composé du matériau métallique est prévu, la couche intermédiaire (3) du matériau métallique est appliquée sur le corps de base de palier (2) 25 par fusion sélective au laser, la couche de palier lisse (4) composée du matériau non métallique est appliquée sur la couche intermédiaire (3) par fusion de revêtement ou fusion d'incorporation. 30 10. Procédé de production d'un palier lisse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 7 et 8, caractérisé en ce que - 14 - un corps de base de palier (2) est produit par fusion sélective au laser, la couche de palier lisse (4) composée du matériau non métallique est appliquée sur le corps de base 5 de palier (2) par fusion de revêtement ou fusion d'incorporation. 11. Procédé de production d'un palier lisse selon la revendication 10, caractérisé en ce que 10 un corps de base de palier (2) est produit par fusion sélective au laser, la couche de palier lisse (4) est introduite parallèlement ou consécutivement par rapport à la production du corps de base de palier (2) et de la 15 couche intermédiaire par un procédé de production additive.