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FR3097785A1 - Couche de contact à la surface d’un élément en métal en mouvement relatif contre un autre élément en métal, et liaison d’articulation pourvue d’une telle couche de contact - Google Patents

Couche de contact à la surface d’un élément en métal en mouvement relatif contre un autre élément en métal, et liaison d’articulation pourvue d’une telle couche de contact Download PDF

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FR3097785A1
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Abstract

L’invention concerne une couche de contact (8) formée par procédé de dépôt à une surface interne (7B) d’un premier élément (7) en métal par une étape de centrifugation. L’invention concerne également une pièce d’articulation (1) comprenant un premier élément (7) en métal avec une surface (7B) pourvue d’une telle première couche de contact (8), et un second élément (3) en métal avec une seconde surface (3B), lesdits premier et second éléments (7, 3) étant en mouvement relatifs par lesdites première et second surfaces (7B, 3B). Figure 1

Description

Couche de contact à la surface d’un élément en métal en mouvement relatif contre un autre élément en métal, et liaison d’articulation pourvue d’une telle couche de contact
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne une couche de contact appliquée à la surface d’un élément en métal qui est en mouvement relatif contre un autre élément en métal.
La présente invention concerne une couche de contact ou une combinaison de couches de contact appliquées aux liaisons d’articulation de type rotule. L’invention apporte un intérêt particulier aux applications dans le domaine aéronautique, pour lesquelles l’utilisation d’alliages tels que les alliages de titane, les alliages de nickel, ou certains types d’acier sont nécessaires de par leurs propriétés mécaniques en température, en fatigue, en gain de masse, mais de durée de vie limitée.
Etat de la technique antérieure
Dans l’industrie aéronautique, il est connu d’utiliser une rotule métallique afin d’immobiliser deux organes, tels qu’une bielle et une pièce de structure, en translation l’un par rapport à l’autre, tout en permettant un mouvement relatif en rotation de ces organes.
Une telle rotule, décrite par exemple dans EP 1 431 597, comprend classiquement une bague intérieure et une bague extérieure métalliques. Une surface interne de la bague intérieure est adaptée pour être montée sur un arbre, alors que sa surface externe est sensiblement sphérique et apte à coopérer avec une surface interne correspondante de la bague extérieure. La bague intérieure et la bague extérieure possèdent ainsi trois degrés de liberté mutuels en rotation, tout en étant assujetties l’une à l’autre en translation. La bague intérieure peut être constituée de deux éléments assemblés ayant chacun une forme en C en section de coup transversale.
En vue d’obtenir une rotule métallique légère, il est avantageux de former les bagues intérieure et extérieure en un métal ou en un alliage métallique de faible masse volumique, notamment le titane et les alliages de titane. Il peut également être requis de réaliser des bagues en alliages de nickel ou certains grades d’acier afin de garantir une résistance mécanique satisfaisante. Toutefois, les propriétés tribologiques des métaux et alliages métalliques précités ne permettent pas de prévenir l’usure des articulations sous charge dynamique avec des mouvements relatifs entre lesdites bagues intérieure et extérieure, ou entre la bague intérieure et l’arbre.
Pour pallier à cette problématique, il est connu d’utiliser des revêtements pour protéger les surfaces de contact de la rotule tel que décrits dans FR 2 907 468 et EP 2 048 389. Des revêtements minces, de dureté élevée peuvent être appliqués sur une première surface de contact par dépôt en phase vapeur (PVD). Des revêtements épais en alliages de cuivre, présentant une dureté inférieure et un comportement d’usure sacrificiel comparativement aux couches PVD précédemment décrites, peuvent être appliqués une seconde surface de contact.
Cependant, les revêtements obtenus par projection thermique présentent une faible épaisseur, de 150 à 250 µm après finition, une adhésion réduite, impliquant un risque d’écaillage, et une cohésion limitée, causant un taux d’usure important, limitant la durée de vie des articulations et la capacité de chargement des articulations.
Par ailleurs l’application des revêtements par procédé de projection thermique sur des surfaces internes de petit diamètre n’est généralement pas possible sans impacter la qualité du revêtement. En raison de cette contrainte, la bague extérieure de rotule est généralement revêtue par procédé PVD et la surface sphérique de la bague intérieure est généralement revêtue par procédés de projection thermique. Cette configuration n’est pas optimale d’un point de vue mécanique. En effet, le revêtement présentant un comportement d’usure sacrificiel devrait être appliqué sur la surface de plus petite longueur cinématique, permettant ainsi de maintenir la conformité du contact malgré son usure.
Enfin, les limitations des procédés de projection thermique imposent également l’utilisation d’un palier tubulaire en alliage de bronze, intercalé entre la bague intérieur et l’arbre pour prévenir l’usure entre ces deux surfaces.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients susmentionnés.
Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir une couche de contact appliquée la surface d’un élément en métal en mouvement relatif contre un autre élément en métal, par exemple pour une application à un système de liaison d’articulation tel une rotule, présentant un comportement stable et une durée de vie améliorée pour des capacités de charges augmentées.
L’invention concerne une couche de contact appliquée à une surface interne d’un premier élément en métal destinée à être en mouvement relatif contre une surface d’un second élément en métal, ladite couche étant formée par un procédé comprenant les étapes successives suivantes :
  1. Introduction et fixation de l’élément en métal dans un moule cylindrique, une surface interne devant recevoir ladite couche étant libre depuis l’intérieur du moule ;
  2. Introduction du matériau devant former la couche dans le moule ;
  3. Mise en rotation du moule avec augmentation progressive de la vitesse, l’imprégnation de la surface se faisant sous l’effet de la force centrifuge ;
  4. Durcissement de la couche et refroidissement de l’élément ;
  5. Extraction de l’élément du moule.
Grâce à l’invention, la couche de contact à une surface interne de l’élément est déposée par coulée centrifuge. Le procédé n’a pas d’impact sur le matériau en métal de base de la bague, que ce soit en surface ou en couche interne.
Un autre avantage du procédé est de pouvoir appliquer une couche d’épaisseur définie, qui peut être particulièrement épaisse comparée aux couches appliquées par d’autres procédés connus. Ainsi il est possible d’usiner une portion, par exemple une gorge, directement sur la couche de contact, les parois de ladite portion usinée étant toujours recouvertes de la couche de contact. Il n’est plus nécessaire d’usiner en premier lieu, puis d’apposer la couche de contact par la suite, l’épaisseur par les procédés connus étant mal contrôlée à l’intérieur d’une portion usinée.
Le procédé conforme à la présente invention permet également une meilleure adhérence chimique entre la couche de contact ainsi déposée et le matériau en métal de base de la surface de la bague, diminuant ainsi le risque de délaminage de la couche de contact.
La couche de contact déposée par centrifugation a une meilleure cohésion par une continuité métallurgique améliorée des grains, améliorant ainsi la résistance à l’usure de la couche. Il est également possible de nuancer la composition du matériau formant la couche de contact selon l’application souhaitée, avec une bague standardisée.
Enfin, la surface interne de l’élément en métal est recouverte d’une couche de contact dont le matériau a été choisi spécifiquement pour un mouvement relatif contre une surface d’un autre élément en métal, cette autre surface pouvant éventuellement être recouverte également d’une couche de contact, similaire ou différente, ou non.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l’invention, une telle couche de contact est un alliage de cuivre dont la teneur en cuivre est de 50 à 90% en poids, et peut également inclure les caractéristiques suivantes, prises isolément ou avec toute combinaison techniquement admissible :
  • Ladite couche comprend en outre d’autres éléments dont de l’aluminium dont la teneur est de 5 à 15% en poids, du nickel dont la teneur est de 2 à 8% en poids, du fer dont la teneur est de 1 à 7% en poids.
  • Ladite couche de contact est un alliage de cuivre dont la teneur en cuivre est de 70 à 90% en poids, et comprenant d’autres éléments dont du nickel dont la teneur est de 10 à 20% en poids, et de l’étain de teneur entre 5 et12% en poids.
  • Ladite couche de contact comporte une dureté superficielle comprise entre 50 et 400 HB, et avantageusement entre 150 et 300 HB.
  • Ladite couche de contact a une épaisseur comprise entre 20 et 2 000 µm, et avantageusement entre 100 et 300 µm.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l’invention, une telle couche de contact est un alliage d’étain dont la teneur en étain est de 75 à 95% en poids, et peut également inclure les caractéristiques suivantes, prises isolément ou avec toute combinaison techniquement admissible :
  • Ladite couche de contact comprend en outre d’autres éléments tels de l’antimoine dont la teneur est de 5 à 15% en poids, et du cuivre de teneur entre 2 et 10% en poids.
  • Ladite couche de contact comporte une dureté superficielle comprise entre 20 et 40 HB.
  • Ladite couche de contact a une épaisseur comprise entre 50 et 300 µm.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l’invention, ladite couche de contact comprend une première couche inférieure formée par un alliage de cuivre selon l’un quelconque des modes de réalisations précédents, et une seconde couche supérieure, apposée sur ladite première couche, et formée par un alliage d’étain selon l’un quelconque des modes de réalisations précédents, et peut également inclure les caractéristiques suivantes, prises isolément ou avec toute combinaison techniquement admissible :
  • Ladite première couche inférieure a une épaisseur comprise entre 100 et 300 µm.
  • Ladite seconde couche supérieure a une épaisseur comprise entre 2 et 20 µm.
L’invention concerne également une pièce d’articulation comprenant un premier élément en métal avec une surface interne pourvue d’une première couche de contact selon l’un des modes de réalisation précédents, et un second élément en métal avec une seconde surface, lesdits premier et second éléments étant en mouvement relatifs par lesdites première et second surfaces.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l’invention, ladite pièce d’articulation peut également inclure les caractéristiques suivantes, prises isolément ou avec toute combinaison techniquement admissible :
  • Lesdits premier et second éléments sont formés en alliage de titane.
  • Lesdits premier et second éléments sont formés en alliage de Nickel.
  • Lesdits premier et second éléments sont formés en acier.
  • Ladite seconde surface du second élément n’est pas pourvue en revêtement additionnel.
  • Ladite seconde surface du second élément est pourvue d’une seconde couche de contact de dureté supérieure à la première couche de contact de la première surface du premier élément.
  • La seconde couche a un coefficient de friction de glissement à sec inférieur à 0,5, et avantageusement inférieur à 0,2.
  • La seconde couche a un coefficient de friction de glissement sous condition lubrifiée inférieur à 0,2, et avantageusement inférieur à 0,12.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l’invention, la seconde couche de contact est déposée par une méthode de projection thermique sur la seconde surface du second élément, en particulier par projection au plasma, par flamme d’oxygène à haute vitesse, « High Velocity Oxy-Fuel » ou HVOF en anglais, ou par projection froide, « Cold Spray » en anglais, et peut également inclure les caractéristiques suivantes prises isolément ou avec tout combinaison admissible :
  • La seconde couche de contact comprend du carbure de tungstène dont la teneur est de 50 à 90% en poids.
  • La seconde couche de contact comprend également du cobalt dont la teneur est de 5 à 25% en poids.
  • La seconde couche de contact comprend d’autres éléments tels du chrome dont la teneur est comprise entre 0 et 10% en poids, et/ou du nickel dont la teneur est comprise entre 0 et 30% en poids.
  • La seconde couche de contact comporte une dureté superficielle comprise entre 500 et 2000 HB, et avantageusement entre 800 et 1500 HB.
  • La seconde couche de contact a une épaisseur comprise entre 10 et 2000 µm, et avantageusement entre 50 et 200 µm.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l’invention, la seconde couche de contact est déposée par une méthode de condensation en phase gazeuse, « Physical Vapor Deposition » ou PVD en anglais, et peut également inclure les caractéristiques suivantes prises isolément ou avec tout combinaison admissible :
  • La seconde couche de contact consiste en un revêtement de carbone de type diamant, « Diamond Like Carbon » ou DLC en anglais.
  • La seconde couche de contact en DLC comprend en outre du métal additionnel.
  • Ledit métal peut être du tungstène, du titane, du silicone, ou du nickel.
  • La concentration dudit métal est comprise entre 3 et 20% en poids.
  • La seconde couche de contact en DLC comporte une dureté superficielle comprise entre 800 et 5000 HB, et avantageusement entre 1200 et 2500 HB.
  • La seconde couche de contact en DLC a une épaisseur comprise entre 1 et 20 µm, et avantageusement entre 2 et 5 µm.
  • Alternativement, la seconde couche de contact comprend du nitrure de chrome.
  • La seconde couche de contact en nitrure de chrome comporte une dureté superficielle comprise entre 100 et 2800 HB, et avantageusement entre 1500 et 2300 HB.
  • La seconde couche de contact en nitrure de chrome a une épaisseur comprise entre 1 et 50 µm, et avantageusement entre 5 et 25 µm.
  • Alternativement, ladite seconde couche de contact comprend une première couche inférieure comprenant un métal, et une seconde couche supérieure, apposée sur ladite première couche, et composée de DLC.
  • La première couche inférieure comprend du nitrure de chrome.
  • La première couche inférieure consiste en une couche de liaison métallique comprenant du chrome, du titane, ou du silicone, d’épaisseur comprise entre 0,02 et 5 µm, et avantageusement entrer 0,1 et 1 µm.
Selon un autre aspect avantageux mais non obligatoire de l’invention, ladite pièce d’articulation selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents consiste en une rotule, et peut inclure les caractéristiques suivantes prises isolément ou avec toute combinaison techniquement admissible :
  • Le premier élément consiste en une bague extérieure, avec une surface interne pourvue d’une première couche de contact selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents.
  • Le second élément consiste en une bague intérieure, avec une surface externe pourvue d’une seconde couche de contact selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents.
  • Les surfaces interne et externe sont sphériques.
  • La bague intérieure est pourvue d’un alésage central.
  • L’alésage central est pourvu d’une couche de contact selon l’une quelconque des modes de réalisation précédents.
  • L’alésage central est pourvu d’un palier.
  • Le palier est en bronze.
  • Le palier est pourvu d’une surface cylindrique interne pourvue d’une couche de contact selon l’une quelconque des modes de réalisation précédents.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif.
La description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
est une coupe transversale d’une rotule selon un mode de réalisation de l’invention, montée sur un arbre ; et
est une vue schématique à plus grande échelle du détail III de la Figure 1.
Description détaillée de l’invention
Sur la Figure 1 est représentée une pièce d’articulation de type rotule, référencée 1 dans son ensemble.
La rotule 1 comprend une bague intérieure 3 et une bague extérieure 7. Ces bagues sont constituées chacune d’un alliage de titane, par exemple de type TA6V. Alternativement, ces bagues sont constituées chacune d’un alliage de nickel, ou d’acier.
La bague extérieure 7 comprend une surface externe 7A sensiblement cylindrique. La bague extérieure 7 comprend également une surface interne 7B sphérique, plus spécifiquement en tronçons de sphère, qui se raccorde à la surface externe 7A par des parois latérales 7C.
La bague intérieure 3 comporte une surface interne 3A sensiblement cylindrique, prévue pour être disposée contre la périphérie extérieure d’un arbre 9 cylindrique correspondant. La bague intérieure 3 comporte également une surface externe 3B présentant un profil sphérique, plus spécifiquement en tronçons de sphère, correspondant à celui de la surface interne 7B de la bague extérieure 7. La bague intérieure 3 et la bague extérieure 7 possèdent ainsi, l’une par rapport à l’autre, trois degrés de liberté en rotation. Les surfaces interne 3A et externe 3B de la bague intérieure 3 sont reliées l’une à l’autre par des parois latérales 3C. Ces parois latérales 3C de la bague intérieure 3 font saillie, en coupe axiale, de part et d’autre des parois latérales 7C de la bague extérieure 7 dans la position de la Figure 1, dans laquelle la surface cylindrique 7A et coaxiale à l’arbre 9. Selon un mode de réalisation non illustré, la bague intérieure 3 peut en outre disposer d’un manchon cylindrique interposé entre sa surface interne 3A et la périphérie extérieure de l’arbre 9. Ce manchon peut être réalisé en bronze, par exemple.
La rotule 1 comprend également une première et une seconde couche de contact 8 et 4, déposées respectivement sur les surfaces sphériques 7B et 3B des bagues extérieure 7 et intérieure 3. La première couche de contact 8 déposée sur la surface 7B fait partie de la bague extérieure 7 et forme la surface de contact de la bague extérieure 7 destinée à coopérer avec la bague intérieure 3 à la zone de coopération Z. De même, la seconde couche de contact 4 déposée sur la surface 3B fait partie de la bague intérieure 3 et forme la surface de contact de la bague intérieure 3 destinée à coopérer avec la bague extérieure 7 à la zone de coopération Z.
Les couches de contact 4 et 8 présentent chacune des propriétés spécifiques, adaptées pour améliorer le coefficient de frottement à l’interface entre les bagues intérieure 3 et extérieure 7. Plus spécifiquement, la seconde couche de contact 4, qui est rapportée sur la surface externe 3B de la bague intérieure 3, a une dureté supérieure à la dureté de la première couche de contact 8 de la surface interne 7B de la bague extérieure 7.
De manière particulièrement avantageuse, la seconde couche de contact 4, qui est rapportée sur la surface externe 3B de la bague intérieure 3, a un coefficient de friction de glissement à sec inférieur à 0,5, préférentiellement inférieur à 0,2, et a un coefficient de friction de glissement sous condition lubrifiée inférieur à 0,2, préférentiellement inférieur à 0,12.
Selon un premier mode de réalisation non illustré, la seconde couche de contact 4 à la surface externe 3B de la bague intérieure 3 est déposée par une méthode de projection thermique sur la seconde surface du second élément, en particulier par projection au plasma, par flamme d’oxygène à haute vitesse, « High Velocity Oxy-Fuel » ou HVOF en anglais, ou par projection froide, « Cold Spray » en anglais.
La seconde couche de contact 4 comprend du carbure de tungstène dont la teneur est de 50 à 90% en poids. La seconde couche de contact peut également comprendre du cobalt dont la teneur est de 5 à 25% en poids, et éventuellement d’autres éléments tels du chrome dont la teneur est comprise entre 0 et 10% en poids, et/ou du nickel dont la teneur est comprise entre 0 et 30% en poids.
Selon ce premier mode de réalisation, la seconde couche de contact 4 comporte une dureté superficielle comprise entre 500 et 2000 HB, préférentiellement entre 800 et 1500 HB, et a une épaisseur comprise entre 10 et 2000 µm, préférentiellement entre 50 et 200 µm.
Selon un deuxième mode de réalisation, la seconde couche de contact 4 est déposée par une méthode de condensation en phase gazeuse, « Physical Vapor Deposition » ou PVD en anglais.
Selon une première variante de ce deuxième mode de réalisation, non illustrée, la seconde couche de contact 4 consiste en un revêtement de carbone de type diamant, « Diamond Like Carbon » ou DLC en anglais. La seconde couche de contact 4 en DLC peut comprendre en outre du métal additionnel, comme du tungstène, du titane, du silicone, ou du nickel, dont la concentration est comprise entre 3 et 20% en poids.
Selon cette variante, la seconde couche de contact 4 en DLC comporte une dureté superficielle comprise entre 800 et 5000 HB, préférentiellement entre 1200 et 2500 HB, et a une épaisseur comprise entre 1 et 20 µm, préférentiellement entre 2 et 5 µm.
Selon une seconde variante de ce deuxième mode de réalisation, non illustrée, la seconde couche de contact 4 comprend du nitrure de chrome. La seconde couche de contact 4 a une dureté superficielle comprise entre 100 et 2800 HB, préférentiellement entre 1500 et 2300 HB, et a une épaisseur comprise entre 1 et 50 µm, préférentiellement entre 5 et 25 µm.
Selon une troisième variante de ce deuxième mode de réalisation illustrée en Figure 2, ladite seconde couche de contact 4 comprend une première couche inférieure 6 comprenant un métal, et une seconde couche supérieure 41, apposée sur ladite première couche 6, et composée de DLC. Par exemple, la première couche inférieure 6 peut comprendre du nitrure de chrome, ou bien la première couche inférieure 6 consiste en une couche de liaison métallique comprenant du chrome, du titane, ou du silicone, d’épaisseur comprise entre 0,02 et 5 µm, et avantageusement entrer 0,1 et 1 µm.
Selon un troisième mode de réalisation, non illustré, la surface externe 3B de la bague intérieure 3 n’est pas pourvue d’une couche de contact, le matériau de base de la bague étant en contact direct avec la couche de contact 8 de la surface interne 7B de la bague extérieure 7.
Conformément à l’invention, la première couche de contact 8 est déposée sur la surface interne 7B de la bague extérieure 7 selon un procédé comprenant les étapes suivantes :
  1. Introduction et fixation de la bague extérieure 7 en métal dans un moule cylindrique, la surface interne 7B devant recevoir ladite couche 8 étant libre depuis l’intérieur du moule ;
  2. Introduction du matériau devant former la couche 8 dans le moule ;
  3. Mise en rotation du moule avec augmentation progressive de la vitesse, l’imprégnation de la surface 7B se faisant sous l’effet de la force centrifuge ;
  4. Durcissement de la couche 8 et refroidissement de la bague extérieure 7 ; et
  5. Extraction de la bague extérieure 7 du moule.
Selon un premier mode de réalisation conforme à la présente invention, une telle couche de contact est un alliage de cuivre dont la teneur en cuivre est de 50 à 90% en poids.
Ladite couche 8 peut comprendre en outre d’autres éléments dont de l’aluminium dont la teneur est de 5 à 15% en poids, du nickel dont la teneur est de 2 à 8% en poids, du fer dont la teneur est de 1 à 7% en poids. Alternativement, ladite couche de contact 8 est un alliage de cuivre dont la teneur en cuivre est de 70 à 90% en poids, et comprenant d’autres éléments dont du nickel dont la teneur est de 10 à 20% en poids, et de l’étain de teneur entre 5 et12% en poids. Alternativement, ladite couche de contact 8 est un alliage de cuivre dont la teneur en cuivre est de 70 à 90% en poids, et comprenant d’autres éléments dont du nickel dont la teneur est de 30 à 40% en poids, et de l’indium de teneur entre 2 et 8% en poids. Encore selon une autre alternative, ladite couche de contact est un alliage de cuivre dont la teneur en cuivre est de 70 à 90% en poids, et comprenant d’autres éléments dont de l’aluminium dont la teneur est de 5 à 15% en poids, du fer de teneur sensiblement égale à 1% en poids, et du graphite.
Selon ce premier mode de réalisation, ladite couche de contact 8 comporte une dureté superficielle comprise entre 50 et 400 HB, préférentiellement entre 150 et 300 HB, et a une épaisseur comprise entre 20 et 2 000 µm, préférentiellement entre 100 et 300 µm.
Selon un deuxième mode de réalisation, une telle couche de contact 8 est un alliage d’étain dont la teneur en étain est de 75 à 95% en poids. Ladite couche de contact 8 peut comprendre en outre d’autres éléments tels de l’antimoine dont la teneur est de 5 à 15% en poids, et du cuivre de teneur entre 2 et 10% en poids.
Selon ce deuxième mode de réalisation, ladite couche de contact comporte une dureté superficielle comprise entre 20 et 40 HB, et a une épaisseur comprise entre 50 et 300 µm.
Selon un troisième mode de réalisation, non illustré, ladite couche de contact 8 comprend une première couche inférieure formée par un alliage de cuivre selon l’un quelconque des modes de réalisations précédents, et une seconde couche supérieure, apposée sur ladite première couche, et formée par un alliage d’étain selon l’un quelconque des modes de réalisations précédents. Ladite première couche inférieure a une épaisseur comprise entre 100 et 300 µm, tandis que ladite seconde couche supérieure a une épaisseur comprise entre 2 et 20 µm.
En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation peuvent être, en totalité et seulement pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Ainsi, la rotule peut être adapté en termes de coûts, de performance et de simplicité de mise en œuvre.
La présente invention a été décrite pour une pièce d’articulation de type rotule à titre d’exemple de réalisation. La présente invention peut être appliquée à tout type de pièce d’articulation, et plus généralement à tout dispositif comprenant un premier élément en métal avec une première surface, et un second élément en métal avec une seconde surface, les deux éléments étant en mouvement relatif de contact.

Claims (9)

  1. Procédé de formage d’une couche de contact (8) à une surface interne (7B) d’un premier élément (7) en métal destinée à être en mouvement relatif contre une surface (3B) d’un second élément (3) en métal, ledit procédé comprenant les étapes successives suivantes :
    1. Introduction et fixation de l’élément (7) en métal dans un moule cylindrique, la surface (7B) devant recevoir ladite couche (8) étant libre depuis l’intérieur du moule ;
    2. Introduction du matériau devant former la couche (8) dans le moule ;
    3. Mise en rotation du moule avec augmentation progressive de la vitesse, l’imprégnation de la surface (7B) se faisant sous l’effet de la force centrifuge ;
    4. Durcissement de la couche (8) et refroidissement de l’élément (7) ;
    5. Extraction de l’élément (7) du moule.
  2. Couche de contact formée selon le procédé de la revendication 1, telle qu’elle est formée d’un alliage de cuivre dont la teneur en cuivre est de 50 à 90% en poids.
  3. Couche de contact selon la revendication 2, telle qu’elle comporte une dureté superficielle comprise entre 50 et 400 HB.
  4. Couche de contact selon la revendication 2 ou 3, telle qu’elle a une épaisseur comprise entre 20 et 2 000 µm.
  5. Couche de contact comprenant une première couche inférieure formée par un alliage de cuivre selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, et une seconde couche supérieure, apposée sur ladite première couche, et formée par un alliage d’étain selon le procédé de la revendication 1.
  6. Pièce d’articulation (1) comprenant un premier élément (7) en métal avec une surface interne (7B) pourvue d’une première couche de contact (8) selon l’une des revendications 2 à 5, et un second élément (3) en métal avec une seconde surface (3B), lesdits premier et second éléments (7, 3) étant en mouvement relatifs par lesdites première et second surfaces (7B, 3B).
  7. Pièce d’articulation selon la revendication 6, dans laquelle lesdits premier et second éléments (7, 3) sont formés en alliage de titane, en alliage de Nickel, ou en acier.
  8. Pièce d’articulation selon la revendication 6 ou 7, dans laquelle ladite seconde surface (3B) du second élément (3) est pourvue d’une seconde couche de contact (4) de dureté supérieure à la première couche de contact (8) de la première surface (7B) du premier élément (7).
  9. Pièce d’articulation selon la revendication 8 dans laquelle la seconde couche (8) a un coefficient de friction de glissement à sec inférieur à 0,5, et avantageusement inférieur à 0,2.
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