IMPORTANCE DES ALLIAGES ANTIFRICTIONS DANS LE GARNISSAGE DES COUSSINETS
Le fonctionnement parfait d'un arbre dans un coussinet serait qu'un film d'huile sépare totalement et en permanence les deux surfaces en mouvement relatif. En fait, il n'en n'est jamais ainsi, et la rupture du film d'huile ne peut pas être évitée. Elle se produit normalement au démarrage et lors de l'arrêt du mouvement, mais également et malheureusement, lorsque l'alignement est mauvais, quand des particules étrangères sont véhiculées par l'huile, etc ...
Dans ces conditions, l'une au moins des deux surfaces doit avoir des propriétés spécifiques tenant compte de ce fonctionnement : le métal constitutif doit pouvoir s'adapter aux déformations dues à un mauvais alignement, donc posséder de bonnes propriétés de conformabilité. Le matériau doit pouvoir absorber les particules étrangères transportées par l'huile : sa capacité d'absorption devra être suffisante pour permettre une véritable incrustation de ces particules Il doit posséder la capacité de favoriser la formation rapide du film d'huile pour limiter au maximum l'attrition due au contact métal sur métal (intervention du coefficient de frottement faisant jouer la viscosité, la vitesse de rotation, la pression moyenne unitaire). Lorsque le contact se produit, il y a frottement sec entre les deux surfaces, celle de l'arbre et celle du coussinet, et comme l'arbre est habituellement constitué d'un métal dur, l'autre surface sera d'un métal différent moins dur : une détérioration éventuelle affectera en priorité la surface la moins dure. On recherchera donc pour ce dernier métal la plus faible dureté possible compatible avec les autres conditions à remplir. Pour des raisons similaires, les deux surfaces devront avoir des points de fusion en température très différents, donc pour le métal du coussinet un bas point de fusion, jouant ainsi le rôle de fusible de l'ensemble. Enfin une grande conductibilité thermique sera recherchée pour une bonne évacuation des calories, limitant ainsi les effets des surchauffes locales et la perte de viscosité du lubrifiant.
Cependant, le matériau garnissant le coussinet ne doit pas être trop tendre pour autant. En effet, l'alliage du coussinet ne doit ni se rompre, ni subir une déformation permanente sous l'effet de la charge supportée par l'ensemble. Des additions d'éléments durcissants sont donc indispensables. De plus, l'alliage ne doit pas être le seul élément constituant du coussinet proprement dit. Il doit être déposé (par le régulage) sur un support plus résistant et plus massif. Il convient également d'éviter la rupture par fissuration, c'est-à-dire en fait la formation de craquelures conséquence de la fatigue.
Divers facteurs influencent ce mécanisme de destruction : valeur et fréquence de la charge alternative appliquée, flexion de l'arbre, dilatation relative du support et de l'alliage, etc... La géométrie du coussinet et le choix d'une composition convenable de l'alliage permettent d'obtenir une bonne résistance à la fatigue. Ainsi, on recherche une limite élastique suffisante pour éviter une déformation générale mais un module élastique faible pour permettre des déformations locales, le tout combiné avec une résistance à la fatigue la plus élevée possible. D'autres propriétés sont encore requises pour ces garnissages :
Le métal ou alliage doit avoir de bonnes propriétés de coulée et de fusion, c'est-à-dire, notamment, qu'il doit être stable en composition pendant la mise en œuvre. Il ne doit pas être sujet à une oxydation excessive, toujours durant la mise en œuvre. Il doit se lier facilement au support, c'est-à-dire avoir de bonnes propriétés d'adhérence. Il ne doit pas avoir une trop grande contraction au refroidissement et ne pas subir de changement de dimension avec l'âge. Les variations de températures pendant le fonctionnement de la machine ne doivent pas provoquer de trop grandes variations des propriétés mécaniques. Le métal doit avoir une bonne résistance à l'usure et aussi à la corrosion par l'huile et même dans certains cas par l'eau de mer (coussinet en contact avec l'eau de mer). Les diverses propriétés ci-dessus sont précisément celles que possèdent d'une manière excellente les alliages antifrictions à base d'ÉTAIN ainsi que ceux à base de PLOMB.
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