Coulage de coussinets

La garniture antifriction la plus utilisée pour le coulage des coussinets est le régule ou le métal antifriction. Lors de la coulée, il remplit toutes les cavités dans le moulage, ce qui permet d'obtenir une surface lisse. Ce métal antifriction n'exige pas de travail d'usinage.

Matériaux :

Le régule est un métal antifriction composé de différents éléments tels le cuivre, le plomb, l'étain et l'antimoine. Son point de fusion est de 290°C.

Les métaux antifriction à base d'étain (90 g d'étain allié avec du cuivre et de l'antimoine) sont les plus durs et les plus résistants. On peut les rendre plus malléables en ajoutant un faible pourcentage de plomb. Les métaux antifriction à base de plomb contiennent environ 10 g d'étain et 75 g de plomb. Ils sont moins dispendieux et sont utilisés là où les charges sont légères et les vitesses, faibles. Le régule à base d'étain ou de nickel est utilisé dans les conditions où la pression d'usage est extrême.

Préparation d'un montage :

La première étape consiste à préparer les coquilles du palier : des gorges et parfois des trous usinés dans le coussinet retiennent le régule après le coulage et l'empêche de tourner ou de se décoller de la coquille. Assurez-vous que ces gorges ou rainures (figure ci-dessous) soient bien nettoyées avant de faire le coulage de façon que le métal adhère bien. Ce travail peut être fait par chauffage ou grattage.

Rainures des coquilles :

La deuxième étape consiste à préparer un mandrin lisse qui est une tige cylindrique pleine en acier d'un diamètre donné et plus longue que la largeur du coussinet à remplir.

Lorsqu'il y a beaucoup de garnitures à faire, placez sur les mandrins des pièces latérales pour en faciliter l'installation (figure ci-dessous). Les mandrins doivent être lisses et polis. Selon le montage, vous pouvez utiliser trois types de mandrins : le mandrin uni, le mandrin avec ailes latérales et le mandrin partiellement lisse et rugueux. L'avantage d'un mandrin avec des pièces latérales ou ailes (figure ci-après), est qu'il est rapidement centré dans le coussinet lorsque vous utilisez un palier à chapeau boulonné et que la coulée du régule se fait verticalement.

Mandrins :

Positionnement d'un mandrin avec pièce latérale :

Lorsque vous utilisez un mandrin lisse dans un montage sans pièce latérale (figure suivante), placez des cales d'espacement pour maintenir le mandrin en place.

Positionnement d'un mandrin sans pièce latérale :

Ces cales sont habituellement en matière non métallique telle que le cuir ou autres garnitures. Il faut que les garnitures utilisées résistent à la chaleur sans se détériorer et sans dégager de fumée quand on les chauffe entre 260°C et 530°C.

Positionnement parallèle de l'arbre :

A la troisième étape, le mandrin doit être positionné dans le palier parallèlement à l'axe du palier.

Lorsque la base du coussinet est placée et que le mandrin est en position, bouchez les extrémités du palier (figure suivante). Habituellement, un morceau de carton avec du mastic peut suffire. Taillez deux anneaux en carton épais, placez-les aux extrémités des paliers et enduisez-les de mastic pour obtenir une étanchéité parfaite.

Bouchage des embouts des paliers :

Avant de procéder au coulage de l'antifriction dans la coquille du coussinet, assurez-vous que les extrémités soient obstruées, et que les orifices de graissage des coquilles soient remplis de mastic ou de bouchons de bois. S'il s'agit d'un palier en deux pièces, insérez des cales entre les demi-coussinets près du mandrin. Cela permet de couler l'antifriction en deux moitiés distinctes.

Il est très important de travailler dans un atelier qui possède une ventilation permettant l'évacuation des gaz nocifs que laissent échapper les métaux en fusion. Portez des équipements de protection, masque, gants, souliers de sécurité en cuir ou bottes et vêtements protecteurs. Éloignez le métal en fusion de l'eau. Avant une coulée, assurez-vous que les pièces recevant le métal en fusion soient sèches et exemptes d'humidité. Attention à vos pieds sous la coulée ; si le joint d'étanchéité cède, vous risquez de vous brûler les jambes et les pieds. Gardez un extincteur CO₂ à portée de la main.

Température de l'antifriction :

Selon son alliage, le régule ou l'antifriction fond entre 257°C et 288°C et se coule entre 371°C et 538°C. Lors de la coulée, la température doit être constante à 465,5°C.

Préparation de l'antifriction :

L'antifriction est déposé en lingots ou en morceaux dans un creuset ou bassin en fonte et normalement chauffé à l'aide d'un chalumeau. La température de l'antifriction fondu doit être augmentée lentement et l'antifriction doit être remué dans le creuset pour permettre l'uniformité du mélange de l'alliage. Utilisez un thermomètre ou un pyromètre pour déterminer la température de coulée à 465,6°C.

Préparation du palier et du mandrin pour le coulage :

Le palier et le mandrin doivent être préchauffés à une température de 90°C à 150°C pour couler l'antifriction dans les coquilles. Pour la coulée, la coquille du coussinet et le mandrin sont généralement placés à la verticale (figure suivante). Avant la coulée, enduisez le mandrin d'une flamme carburante ou d'un papier pour faciliter l'enlèvement du mandrin après la coulée.

Coulée verticale :

Coulage de l'antifriction :

L'antifriction fondu doit être coulé à l'aide d'une cuillère de coulée à bec arrondi et non acéré ni pointu. Un écoulement intermittent produit des zones poreuses et souffle des trous dans l'antifriction.

Voici la procédure de coulée :

- Maintenez votre régule à température constante.

- Préchauffez votre mandrin.

- Assurez-vous que les extrémités des coquilles soient bouchées et que l'arbre soit bien aligné.


Portez les vêtements de protection nécessaires : masque, gants, tablier.

- Laissez un trou d'évacuation de l'air lors de la coulée, afin d'éviter la formation de bulles dans le coussinet.

- Versez le régule à une vitesse constante et jusqu'à un léger débordement.

- Laissez refroidir et enlevez immédiatement le mandrin.

Remplissez en deux étapes les coussinets divisés en deux parties. Commencez par remplir la base, enlevez l'excès de métal (figure suivante), placez des cales d'épaisseur contre l'arbre et le mandrin sous le chapeau du coussinet, puis fixez le chapeau solidement. Procédez ensuite au remplissage du chapeau. N'oubliez pas de laisser une ouverture pour laisser échapper l'air.

Coulage d'un coussinet en deux parties :

Ordinairement, prévoyez deux sorties à chacune des extrémités du palier (figure ci-dessous).

Montage pour coulée en deux parties :

Ajustement des coussinets :

Après la solidification de l'antifriction, dégagez l'arbre de la coquille et faites les ajustements qui nécessitent l'utilisation de certains outils comme une lime triangulaire, une lime rectangulaire, un burin plat, à bédane, à pointe diamant, ainsi qu'un racloir droit et un racloir courbé. A l'aide de ces outils, dégagez les angles de la moitié du bas pour empêcher l'arbre de coller. Chanfreinez les épaulements supérieurs, taillez les rainures des chemins d'huile et ajustez l'arbre dans son coussinet, selon le jeu recommandé (figure suivante). Cela évite le blocage et le serrage de l'arbre dans son palier. Enfin, il ne faut pas oublier de vérifier l'alignement du coussinet.

Tableau des espaces libres recommandés :

Sources : CEMEQ

A la suite de cette étude, vous devriez retenir plus particulièrement les points suivants.

- La garniture antifriction la plus utilisée pour le coulage des coussinets est le régule ou le métal antifriction.

- La température de fonte du régule se situe à 290°C.

- Le régule est composé d'éléments tels le cuivre, le plomb, l'étain et l'antimoine.

- Lorsque la pression d'usage est extrême, on utilise le régule à base d'étain ou de nickel.

- Avant de procéder au coulage du métal antifriction, préparez les coquilles, le mandrin, positionnez et montez le mandrin, rendez étanches les extrémités du montage.

- Il est important de travailler dans un atelier où la ventilation permet l'évacuation des gaz nocifs, de porter des équipements de protection : masque, gants, souliers de sécurité en cuir ou bottes et vêtements adéquats.

- Assurez-vous avant une coulée que les pièces recevant le métal en fusion soient sèches et exemptes d'humidité.

- Procurez-vous un extincteur CO₂ avant la coulée.

- La coulée du régule doit s'effectuer à une température d'environ 465°C.

- Lors de la préparation du mélange, l'antifriction doit être remué pour permettre l'uniformité du mélange de l'alliage.

- Avant la coulée, les coquilles et le mandrin doivent être préchauffés à 90°C et le mandrin sera enduit d'une flamme carburante pour l'empêcher d'adhérer au coussinet.

- L'antifriction doit être coulé à l'aide d'une cuillère de coulée à bec arrondi.

- Le régule doit être versé à vitesse constante et jusqu'à un léger débordement.

- Lorsque vous coulez un coussinet en deux sections, prévoyez deux entrées à chacune des extrémités du palier pour laisser échapper l'air.

- Après la solidification du mélange, dégagez l'arbre le plus vite possible.

- Les opérations d'ajustement consistent à chanfreiner, ébavurer, tailler des rainures pour la lubrification et ajuster les surfaces de glissement.

Une étude résume l'étude sur Les coussinets et les paliers lisses.