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Molecule
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ZINC
(14)
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silicon
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copper
(10)
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aluminium
(9)
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ALUMINIUM-silicon
(3)
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DES
(2)
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tin
(2)
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silicon-zinc
(1)
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aluminium-silicon-zinc
(1)
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Cl
(1)
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Physical
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12 percent
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11 percent
(2)
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de 1 percent de
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5 percent
(2)
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10 percent
(2)
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1 percent de
(2)
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de 1 percent
(1)
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de 9-12 percent
(1)
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8 percent
(1)
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3 percent de
(1)
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0,5 percent de
(1)
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10,4 percent
(1)
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5,1 percent
(1)
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0,2 percent
(1)
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de 200 mm
(1)
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25 mm
(1)
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de 1 mm
(1)
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de 6 mm
(1)
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de 1,5 mm
(1)
[36][_]
1,5 mm
(1)
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de 45 percent
(1)
[38][_]
20 percent de
(1)
[39][_]
20 percent
(1)
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1 minute
(1)
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4 minutes
(1)
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3 percent
(1)
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0,5 percent
(1)
[44][_]
Gene Or Protein
(3/ 13)
[45][_]
ETRE
(9)
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Pbl
(3)
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Cou
(1)
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Disease
(2/ 10)
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Fatigue
(9)
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Rale
(1)
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Generic
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METAL
(2)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519396A1
Family ID 3214935
Probable Assignee Ae Plc
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title MATIERE POUR COUSSINETS A BASE D'ALLIAGE ALUMINIUM-silicon
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UNE MATIERE POUR COUSSINETS A BASE D'ALLIAGE
ALUMINIUM-silicon.
ELLE CONCERNE EN PARTICULIER UN COUSSINET COMPRENANT UN SUPPORT EN
METAL AYANT UNE COUCHE D'APPUI COMPRENANT UN ALLIAGE ALUMINIUM-silicon
CONTENANT DU ZINC, POUR UTILISATION COMME GARNITURE DE COUSSINET SUR
UN SUPPORT D'ACIER. LA TENEUR EN silicon EST COMPRISE ENTRE 9 ET 12 EN
POIDS ET LA TENEUR EN ZINC EST COMPRISE ENTRE 3 ET 12 EN POIDS. DES
PROPORTIONS DE JUSQU'A 3 DE PLOMB ET DE JUSQU'A 0,2 DE copper PEUVENT
AUSSI ETRE INCLUSES.
UTILISATION NOTAMMENT POUR DES PALIERS DE VILEBREQUINS.
Description
_________________________________________________________________
1-
La presente invention concerne des alliages d'aluminium utilisables
comme matiere pour paliers, par exemple pour utilisation dans des
moteurs a combustion interne. Pour ces applications, il est connu
d'utiliser un alliage pour paliers de moteurs a base d'aluminium- avec
une haute teneur en silicon, Al Si 11 percent Cu l percent, dans
lequel le silicon est distribue finement et uniformement sous la forme
de petites plaquettes Les proprietes anti- grippage de l'alliage
derivent de la haute teneur en silicon, le rale du copper etant de
fournir un degre eleve de resistance a la fatigue Cet alliage Al Sill
Cul est largement utilise industriellement comme garniture de
coussinets de vilebrequins a support d'acier dans des moteurs a
combustion interne, en particulier pour des moteurs Diesel a regime
eleve.
De bonnes proprietes anti-grippage et une haute resistance a la
fatigue sont des exigences contradictoires dans un alliage pour
paliers de moteurs, car la deuxieme exigence est associee a une haute
durete et la premiere est associee a une basse durete L'addition de 1
percent de copper augmente la durete de la garniture du coussinet, la
portant a une valeur d'environ 65 HV Ce degre de durete peut etre plus
eleve que ce qui est necessaire pour des proprietes anti-grippage
optimales Comme resultat, la capacite de la garniture du coussinet
d'accepter de petits defauts d'alignement entre elle- meme et le
vilebrequin-peut etre relativement mediocre.
Cette "conformabilite" est generalement consideree dans l'industrie
comme un aspect important des paliers de vilebrequins. En raison du
manque de conformabilite dans l'alliage Al Sill Cul, les coussinets
sont generalement pourvus d'une mince couche superficielle molle
d'alliage plomb/ tin Le procede d'electrodeposition par lequel cette
19396
-2- couche superficielle est deposee sur la surface du cous- sinet est
couteux et represente une portion majeure du cout total du coussinet
Des tentatives en vue de reduire la teneur en copper a moins de 1
percent n'ont pas ete cou- ronnees de succes en ce que la resistance a
la fatigue et la "compatibilite" ont tendance toutes deux a diminuer
de maniere inacceptable La "compatibilite" est un deuxieme aspect
important de la resistance au grippage un alliage pour coussinets
compatible est un alliage qui resiste au soudage local entre l'alliage
et la surface opposee dans des regions de contact d'asperites durant
le frot- tement Des resultats d'essais ont montre que le copper
present contribue a la compatibilite aussi bien qu'a la resistance a
la fatigue.
La presente invention a pour but de fournir un alliage ayant un degre
suffisamment eleve de resistance a la fatigue et de compatibilite sans
la perte de conforma- bilite causee par le copper.
Selon la presente invention, il est prevu un alliage comprenant de 9 a
12 percent en poids de silicon et de 3 a 12 percent en poids de zinc,
le complement etant de l'aluminium.
On a trouve que cet alliage peut satisfaire aux exigences ci-dessus et
qu'un alliage silicon-zinc d'une haute teneur en silicon peut posseder
les caracteristiques necessaires en ce qui concerne les trois aspects
de comportement des coussinets, la compatibilite, la conformabilite et
la resistance a la fatigue On pense que ces bonnes proprietes sont
obtenues seulement quand le zinc est utilise conjointement avec-la
relativement haute teneur en silicon de 9-12 percent en poids.
La teneur en zinc est de preference de 4 a 8 percent en poids et en
particulier d'environ 5 percent, bien que des proprietes utiles
puissent etre obtenues dans l'intervalle de 3 a 12 percent en poids La
teneur en silicon est de prefe- rence de 10 a 11 percent, par exemple
d'environ 10 percent.
-3 - On a trouve que des additions mineures allant jusqu'a 3 percent
de plomb et jusqu'a 0,5 percent de copper sont avantageuses dans
certains cas, et elles peuvent etre incluses eventuellement dans
l'alliage.
Un tel alliage peut etre utilise comme garniture de coussinet sur un
support, par exemple un support d'acier, d'aluminium ou d'alliage
d'aluminium Le coussinet peut etre forme directement ou forme d'abord
sous la forme d'une ebauche et mis ensuite a la forme desiree.
L'invention peut etre mise en oeuvre de diverses facons et un mode de
mise en oeuvre va etre decrit a titre d'illustration dans l'exemple
suivant.
Exemple 1
Dans cet exemple, un alliage selon l'invention est forme comme
garniture sur un coussinet de vilebrequin a support d'acier.
Une composition d'alliage comprenant 10,4 percent en poids de silicon,
5,1 percent en poids de zinc, 0,2 percent en poids de copper,-le
complement etant de l'aluminium, a ete formee dans un four de fusion
La masse fondue a ete degazee et on a effectue un affinement du grain
par des techniques classiques La masse fondue a ete transferee a une
machine a couler en continu et une billette de 200 mm x 25 mm a ete
coulee. La billette a ete coupee en troncons et la surface de la piece
coulee a ete enlevee jusqu'a une profondeur de 1 mm par usinage Les
troncons de billette usines ont ete ensuite chauffes a 480 'C et
reduits par une succession de passes de laminage a une epaisseur de 6
mm, a laquelle l'alliage a ete enroule en rouleau L'alliage enroule a
ete lamine a froid et ainsi reduit par passes successives a une
epaisseur de 1,5 mm On a effectue un recuit entre les etapes de
maniere a reduire au-minimum la fissuration des bords L'alliage a 1,5
mm d'epaisseur a ete degraisse et brosse sur une surface.
-4- La surface brossee de l'alliage a ete liee a la surface preparee
d'un rouleau d'acier par extrusion simul- tanee de l'acier et de
l'alliage dans l'espace entre cylindres d'un laminoir La reduction
dans l'epaisseur totale de l'acier et de l'alliage etait de 45 percent
Le rouleau bimetallique a ete ensuite recuit a 3100 C pour consolider
l'assemblage Des coussinets pour vilebrequins ont ete formes a partir
de ce rouleau par des techniques classiques. On a effectue des essais
comparatifs en utilisant un alliage d'aluminium connu comprenant 20
percent de silicon et 1 percent de Cu (Al Sn Zo Cu 1), l'alliage de
l'exemple 1 (Ai Si 10 Zn 5) et l'alliage de l'exemple 1 avec
l'addition de 1 percent de plomb (Ai en 10 Zn 5 Pbl).
Essai de capacite de charge On a essaye quatre paires de coussinets
dans des conditions de charge dynamique fonctionnant contre un arbre
auquel etaient attaches des poids places excentri- quement On a
effectue une evaluation de resistance a la fatigue d'apres
l'importance des dommages apres 20 heures de fonctionnement.
Matiere Resistance a la fatigue M Nm Al Si 10 Zn 5 34,8-35,6 Al Si 1 O
Zn 5 Pbl 35,9-36,2 Al Sn 2 O Cul 34,8-35,2
Les essais ont montre que les alliages aluminium-silicon-zinc etaient
au moins aussi resistants a la fatigue qu'un alliage pour coussinets a
base d'aluminium contenant 20 percent d'tin et 1 percent de copper.
Essai de resistance au grippage Des coussinets ont ete essayes dans
des conditions de charge statique contre un arbre tournant L'arbre
tournait pendant 1 minute et etait immobile pendant 4 minutes durant
le cycle d'essai La lubrification etait -5- limitee a environ 2
gouttes d'huile legere pour turbines par minute durant la partie du
cycle pendant laquelle l'arbre tournait On augmentait la charge apres
chaque serie de 10 cycles arret/demarrage, jusqu'a ce qu'un grippage
se produise ou jusqu'a ce que la charge maximale soit atteinte Les
nombres de grippages ont ete les suivants: Matiere Charqe (M Nm-2)
Nombre
2 3 6 9 12 15
Al Sn 2 O Cl -
Al Si 10 Zn 5 -
Al Si 1 O Zn 5 Pbl -
2 3 2
1 2 d'essais sans grippage m v,
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Un coussinet comprenant un support en metal et une couche de
garniture, caracterise en ce que la couche de garniture est formee
d'un alliage comprenant de 9 a 12 percent en poids de silicon et de 2
a 12 percent en poids de zinc, le complement etant de l'aluminium.
2 Un coussinet selon la revendication 1, caracte- rise en ce que la
teneur en zinc est d'environ 5 percent en poids.
3 Un coussinet selon l'une des revendications 1 et 2, caracterise en
ce que la teneur en silicon est d'environ 10 percent en poids.
4 Un coussinet selon l'une des revendications prece- dentes,
caracterise en ce qu'il comprend aussi jusqu'a 3 percent en poids de
plomb.
5 Un coussinet selon l'une des revendications precedentes, caracterise
en ce qu'il comprend aussi jusqu'a 0,5 percent en poids de copper.
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