compatibilitée aux frottements de differents metaux

[roland88]

Bonjour a tous, je n'ai jamais eu de doc. entre les mains traitant de la compatibilitée des metaux a travailler en frottement doux entre eux...Je construit des petits moteurs et me pose parfois la question ??? Si le cylindre est en......en quelle matiere devra etre le piston??? Il existe certainement un traité la dessus????? Merci d'avance pour toute reponse compétente. Cordiales salutations a tous.

 

[Jean54]

Bonsoir à tous,

Bien sûr que cela existe "TRIBOLOGIE" (Sciences)

Cordialement,

 

[philippe2]

Bonjour,

La tribologie est le fond de la réponse d'un point de vue scientifique et technique, en accord avec Jean54.

Mais comme je suppose qu'il ne s'agit pas de partir de zéro en construisant une thèse, autant s'inspirer de ce qui existe en pratique :
La quasi totalité de la production mondiale de moteur, à usage automobile ou industriel a :
- Des pistons en aluminium, avec revêtement de type graphite sur la jupe, partie frottant sur le cylindre. Mais les derniers développement sur les pistons peuvent faire appel à une solution composite en deux pièces liées par l'axe, jupe en fonte et zone porte segments en aluminium (solution appliquée sur certains diesel à usage industriel).
- Des alésages (chemises) en fonte à graphite lamellaire soit rapportée mécaniquement soit insérée à la coulée dans un bloc alu coulé sous pression. La fonte GCV (à graphite vermiculaire) a aussi été employée. C'est un matériau dur, intéressant , dont l'obtention en fonderie est assez complexe. Les fondeurs expérimentés parlent d'une "fonte à graphite sphéroïdal ratée", mais la maitrise de ce "ratage" demande une très bonne expérience.
- Des segments en fonte ou acier revêtu de chrome. Ou de revêtements plus complexes, déposé par PVD.
- Une autre option utilisée dans le passé par Porsche sur des 4 cylindres en ligne pour avoir une référence noble est de l'aluminium hyper-silicié Cette solution d'alésage en aluminium est aussi adoptée par certains motoristes tels que B&S ou ASPERA pour les moteurs à usage limité, tels que ceux des tondeuses à usage non professionnel.
- Il y a aussi des revêtements type chrome dur ou Nikasil pour les cylindres en aluminium.

Pour les revêtements, je pense que cela est exclu du domaine de l'amateur.

Il faut donc raisonner avec des matériaux bruts sans revêtements. De bons jets de fonte à graphite lamellaire pour le cylindres, de l'alu au silicium pour les pistons, et des segments aussi en fonte.

Sans exclure des matériaux un peu plus exotiques, par exemple du graphite pour le piston dans un cylindre en Pyrex, voir ce lien du site de Jan RIDDERS.

Bien cordialement,

 

[moissan]

cylindre en alu ? ce n'est pas que brig et straton ou aspera , c'est aussi toutes les tronconeuse et moto 50cm3

bien sur pas alu seul mais alu avec traitement nicasil ... tellement efficace que c'est le segment en fonte qui s'use : avec cylindre en fonte on ne touche a rien jusqu'a ce que ça soit usé ... avec le cylindre nicasil on peut changer plusieurs fois les segment avant de commencer a user le cylindre ... mais si on ne change pas les segment ça dure moins longtemps que le cylindre en fonte

le cylindre en alu nicasil n'est pas une mauvaise solution si l'on sait quand il faut changer les segment

bien sur le nicasil est une solution industrielle hors de porté de la construction de modele reduit simple ... donc restons simple , cylindre en fonte et piston en alu

 

[philippe2]

Bonjour,

A moissan : Pour les cylindres en aluminium sans revêtement cela existe, voir ici. J'ai trouvé sur ce site un fil de discussion où il était affirmé que cela ne peut pas marcher, mais si cela existe.

Mais oui bien sûr pour la fonte avec piston alu dans le cadre d'une fabrication modéliste amateur.

Pour rester dans le cadre de la question sur les frottements posée par roland88, il n'y a pas que les matériaux qui rentrent en ligne de compte mais les conditions de lubrification.
Les cylindres neufs ne sont jamais finis avec un poli miroir, mais sont "rodés" à la pierre (voir ici) afin d'avoir des micro rayures pour créer des réserves d'huile permettant la lubrification en particulier des segments.

Bien cordialement,

 

[moissan]

A moissan : Pour les cylindres en aluminium sans revêtement cela existe, voir ici. J'ai trouvé sur ce site un fil de discussion où il était affirmé que cela ne peut pas marcher, mais si cela existe.

cylindre en alu sans revetement ? difficile a croire , mais ton lien montre l'astuce : alliage d'alu avec beaucoup de silicium et ataque chimique de l'alu pour laisser que la silice en surface ... ça doit faire un peu le même effet que le nicasil mais ça pourrait etre plus facile a realiser

moulage du cylindre avec le bon alliage , usinage du cylindre , trempage dans de la soude caustique a la bonne concentration et juste le temps qu'il faut

peut etre que ce procèdé est deja utilisé dans des moteur bas de gamme que tout le monde croit traité nicasil

 

[stanloc]

Le revêtement Nicasil a été inventé et mis au point par d'anciens collègues de travail car dans le groupe industriel auquel nous appartenions il y avait des usines de construction de gros moteurs diesel depuis le moteur du char Leclerc, des gros diesels de groupes électrogènes (ceux du Clémenceau faits par la SACM) jusqu'à des diesels de propulsion pour bateau. Mais si je me souviens bien le moteur de la GS Citroën en fut bénéficiaire aussi.
Pour un amateur il est peut-être envisageable d'utiliser l'alliage 7075 et de lui appliquer "une anodisation épaisse". Je ne sais pas si le process de ce type d'anodisation est à la portée d'un amateur averti mais c'est du domaine de la sous-traitance car je l'ai fait faire pour des poulies faites maison pour courroie crantée.
Stan

 

[philippe2]

Re,

A Stanloc. Le NIKASIL avec un K a été introduit par Mahle en 1967. A l'époque le moteur Wankel était autant à la mode qu'en plein développement par NSU. Citroën a été suiveur, d'abord avec les M35 (sorte de coupé Ami8 avec un moteur mono-rotor), puis avec la GS à moteur bi-rotor.
Pour ces moteurs le problème a été l'usure de l'alésage par les segments aux angles du rotor trilobé. Même la meilleure voiture produite pendant cette période, la NSU Ro80 n'avait pas une espérance de vie de plus de 100000km.
Sachs a même proposé des moteurs de tondeuses avec ce type de moteur, ainsi que Graupner pour des avions modèles réduits.

Par la suite, cet excellent revêtement a été exploité sur des moteurs plus classiques. Citroën l'a même exploité sur ses dernières production de moteurs refroidis par air comme tu l'as noté.

Cela sort de la réalisation par un amateur. Y compris pour une anodisation dure à mon modeste avis. Autant rester dans de la bonne fonte grise pour les cylindres.

Bien cordialement,

 

[moissan]

toutes les citroen gs que j'ai on des cylindre en fonte : ailette de refroidisement en fonte aussi , pas de surmoulage en alu

et en gs je les ai toutes eu , de la première gs1015 au gs 1220 puis gsa1300 : toujours cylindre en fonte

 

[JeanYves]

Bjr ,

Il est à noter que le traitement nickasil peut etre refait en cas de serrage ou autres ...

Dans le même genre , utilisé en competition , le plasma céramique , un traitement de surface à base de nickel-céramique, qui s'applique sur des cylindres aluminium et fonte , moteurs 2 ou 4 temps.

 

[philippe2]

toutes les citroen gs que j'ai on des cylindre en fonte : ailette de refroidisement en fonte aussi , pas de surmoulage en alu

et en gs je les ai toutes eu , de la première gs1015 au gs 1220 puis gsa1300 : toujours cylindre en fonte

Exact. J'aurai dû préciser que j'avais en tête le bicylindre 652 monté par exemple sur les Visa et qui lui était avec cylindres alu + Nikasil.

 

[JeanYves]

Bjr ,

Le nickasil n'est il pas plutot appliqué aux moteurs rapides et quand on recherche le maximum de gain de poids .
Je n'ai vu ce traitement que sur des 2 temps .

Et puis le traitement de nickel chimique est deja cher , alors le nickasil ?