Plaque résistante à l'usure en alliage de cuivre : types, propriétés et comment choisir la bonne

Une plaque résistante à l'usure en alliage de cuivre fait partie de ces composants qui ont tendance à passer inaperçus jusqu'à ce qu'ils tombent en panne. Lorsque cela se produit, les conséquences se répercutent sur l'ensemble de la machine ou de la structure qu'elle supporte. Les plaques d'usure à base de cuivre sont utilisées depuis plus d'un siècle dans les applications à glissement lourd, à charges élevées et sujettes à la corrosion, car elles offrent quelque chose que les plaques d'usure en acier ne peuvent pas offrir : une combinaison de capacité de charge, de frottement intrinsèquement faible contre les surfaces d'appui en acier, de résistance à la corrosion et, dans les versions autolubrifiantes, la capacité de fonctionner sans huile ou graisse externe continue. Ce guide couvre les principales familles d'alliages de cuivre utilisées dans les applications de plaques d'usure, leurs propriétés mécaniques et tribologiques, le rôle des incrustations de lubrifiant solide, les industries et applications spécifiques dans lesquelles ils sont utilisés, et ce qu'il faut spécifier lors de leur approvisionnement.

Pourquoi les alliages de cuivre sont utilisés pour les plaques d'usure

Le cas tribologique des alliages de cuivre dans les applications d’usure par glissement commence par le frottement. Les coefficients de frottement des alliages de bronze contre l'acier varient de 0,08 à 0,14 dans des conditions lubrifiées, contre 0,32 pour l'aluminium sur l'acier et 1,00 pour l'acier sur l'acier. Dans des conditions de lubrification sèche ou limite, les alliages de bronze atteignent toujours des coefficients de frottement de seulement 0,12 à 0,30, conservant ainsi des performances anti-grippage significatives même lorsque la lubrification est interrompue. Ce comportement provient des propriétés physiques et chimiques des alliages à base de cuivre au niveau de l'interface de glissement : ils sont plus doux que les surfaces d'appui en acier, ce qui leur permet de s'adapter aux irrégularités de la surface et d'incorporer de petites particules de contaminants plutôt que de permettre à ces particules de marquer les deux surfaces. Cette conformabilité signifie également qu'à mesure qu'une plaque d'usure en alliage de cuivre s'use, elle le fait progressivement et de manière prévisible, et non de manière catastrophique.

Au-delà de la friction, les alliages de cuivre offrent une conductivité thermique trois à dix fois supérieure à celle de l'acier, ce qui signifie que la chaleur de friction générée au niveau de l'interface coulissante se dissipe rapidement dans le corps de la plaque plutôt que de se concentrer au niveau de la zone de contact pour accélérer l'usure thermique, la rupture du film ou le grippage. Les alliages de cuivre résistent également bien mieux au grippage (le soudage adhésif des surfaces métalliques coulissantes) que le contact acier sur acier, en particulier les bronzes d'aluminium et les laitons à haute résistance, qui forment des films d'oxyde de surface stables qui agissent comme des couches sacrificielles fines et dures protégeant le matériau en vrac en dessous.

Le résultat pratique est un matériau de plaque d'usure qui permet des intervalles d'entretien plus longs, des calendriers de remplacement plus prévisibles, une fréquence de remplacement inférieure à celle des plaques d'usure en acier trempé dans les mêmes applications de glissement, et la capacité de fonctionner dans des environnements où une lubrification externe fiable ne peut pas être maintenue — des conditions dans lesquelles les plaques d'usure en acier se grippent et tombent en panne rapidement.

Familles d'alliages de cuivre utilisées dans les plaques résistantes à l'usure

Plusieurs familles distinctes d'alliages de cuivre sont utilisées dans les applications de plaques d'usure, chacune présentant un équilibre différent en termes de résistance, de friction, de résistance à la corrosion et d'usinabilité. Comprendre les différences guide la sélection correcte de l’alliage pour des conditions de fonctionnement spécifiques.

Bronze d'aluminium (CuAl)

Le bronze d'aluminium est la famille d'alliages de cuivre la plus résistante couramment disponible sous forme de plaque d'usure, avec des résistances à la traction allant de 550 MPa pour les nuances de fonte standard jusqu'à 900 MPa ou plus pour les alliages corroyés ou traités thermiquement. La teneur en aluminium (généralement 8 à 12 % en poids) favorise la formation d'un film superficiel d'oxyde d'aluminium stable et dense qui offre à la fois une protection contre la corrosion et une résistance à l'usure. C95400 (CuAl10Fe5 / GB : QAl10-3-1.5) est l'alliage de plaque d'usure en bronze d'aluminium industriel standard — il combine une bonne résistance, une excellente résistance à la corrosion et une forte résistance à l'usure. Les C95500 et C63000 (CuAl10Fe5Ni5) ajoutent du nickel pour une solidité et une résistance à la corrosion supplémentaires, ce qui en fait le choix standard pour les plaques d'usure marines, offshore et chimiques où à la fois une charge mécanique et des fluides agressifs sont présents simultanément.

Les plaques d'usure en bronze d'aluminium sont le choix privilégié lorsque des charges de compression élevées (pression de contact supérieure à 300 MPa), des vitesses de glissement modérées à élevées et des environnements corrosifs coïncident. Les applications typiques incluent les patins d'usure des engrenages, les bagues de guidage des vérins hydrauliques, les plaques de roulement de pont, les chemises d'arbre d'hélice marine et les bagues d'usure des pompes en service d'eau de mer. La seule limite du bronze d'aluminium est sa tendance à provoquer plus d'usure sur les surfaces d'appui en acier que les alliages de bronze plus tendres. Lorsque l'usure des surfaces d'appui est un problème, le choix de l'alliage doit équilibrer la durée de vie de la plaque d'usure par rapport au coût du composant en acier correspondant.

Bronze à l'étain (CuSn)

Les alliages de bronze à l'étain (généralement 8 à 12 % d'étain) sont le matériau classique des roulements et des plaques d'usure depuis plus de deux mille ans, et ils restent la norme dans de nombreuses applications de glissement à charge modérée en raison de leur combinaison exceptionnelle de résistance à l'usure, de conformabilité, d'encastrement et de propriétés anti-grippage. Les principales qualités industrielles de plaques d'usure en bronze d'étain comprennent C90700 (CuSn12), C91100 (CuSn16) et C93200 (CuSn7Pb7Zn3 / SAE 660 / GB : ZCuSn5Pb5Zn5). SAE 660/C93200 est l'un des alliages de bronze pour roulements à usage général les plus largement utilisés dans le monde : sa composition étain-plomb-zinc offre une bonne capacité de charge, une excellente rétention d'huile dans la structure poreuse coulée, des propriétés anti-grippage dérivées de la phase plomb et une large résistance à la corrosion.

Les plaques d'usure en bronze étain fonctionnent efficacement à des charges allant jusqu'à 275 MPa de pression de contact (certaines qualités peuvent atteindre une capacité de film d'huile de 700 bars dans les configurations à tourillon) et à des températures allant jusqu'à 260°C. Ils constituent le matériau standard pour les guides coulissants de machines-outils, les bagues d'usure des actionneurs hydrauliques et pneumatiques, les plaques coulissantes pour joints de dilatation de pont et les composants coulissants à usage général dans les équipements de transformation chimique et alimentaire. Le bronze au phosphore (avec des ajouts de phosphore de 0,03 à 0,35 %) améliore encore les propriétés du ressort, la rigidité et la résistance à l'usure et est utilisé pour les plaques d'usure de plus haute précision dans l'instrumentation et l'ingénierie légère.

Laiton à haute résistance (Bronze au manganèse / CuZnMnAlFe)

Les laitons à haute résistance – connus sur différents marchés sous le nom de bronze au manganèse, de laiton Golik ou de laiton à haute résistance – sont des modifications de la base en laiton 60/40 (métal Muntz) avec des ajouts de manganèse, de fer, d'aluminium et parfois de nickel et de plomb. La qualité chinoise ZCuZn24Al6Fe4Mn3 (environ 62 % de cuivre) et ses équivalents américains/européens C86300 et C86200 sont les plus largement utilisés. Ces alliages atteignent des résistances à la traction de 600 à 700 MPa – compétitives avec les bronzes d’aluminium à moindre résistance – combinées à une bonne usinabilité, une résistance modérée à la corrosion et une excellente résistance à l’usure dans des conditions lubrifiées.

Les plaques d'usure en laiton à haute résistance sont largement utilisées dans les machines de moulage sous pression (plaques coulissantes de base de matrice, guides de plaque d'éjection), les bandes d'usure des moules à injection, les patins d'usure des glissières d'outillage des presses plieuses et les doublures d'usure des pivots des équipements de construction. Leur combinaison de résistance, d'usinabilité et de coût d'alliage inférieur par rapport au bronze d'aluminium en fait le choix rentable lorsqu'une résistance extrême à la corrosion n'est pas requise. Pour les applications d'outillage de presse à forte charge, le laiton haute résistance C86300 avec bouchons en graphite est l'un des matériaux de plaque d'usure les plus courants dans le monde.

Bronze au plomb (CuSnPb)

Les alliages de bronze au plomb utilisent le plomb comme principal élément réduisant la friction. Le plomb ne forme pas d’alliage avec le cuivre ; il existe plutôt sous forme de globules discrets répartis dans la matrice cuivre-étain. Dans des conditions de glissement, le plomb s'étale sur la surface de contact, formant un mince film lubrifiant auto-renouvelable qui empêche le grippage même dans des conditions de lubrification marginales. Les plaques d'usure en bronze au plomb sont souples, hautement conformables et tolèrent mieux le désalignement de l'arbre et les lubrifiants sales que les plaques en alliage plus dur. Le C93200 (déjà mentionné ci-dessus) est un alliage hybride ; des qualités de plomb plus élevées telles que C93700 (CuSn10Pb10) et C94300 sont utilisées lorsque la résistance au grippage dans des conditions mal lubrifiées est la principale exigence, au prix d'une capacité de charge réduite par rapport au bronze à l'étain. Les plaques d'usure en bronze au plomb sont standard dans les roulements de moteurs automobiles, les roulements principaux de moteurs industriels et les applications générales de guidage coulissant où les conditions de fonctionnement sont modérées et la fiabilité anti-grippage est la priorité.

Nuances de plaques d'usure en alliage de cuivre — Aperçu des propriétés

Le tableau ci-dessous résume les principales propriétés mécaniques et tribologiques des principales nuances de plaques d'usure en alliage de cuivre pour permettre une sélection rapide des matériaux.

Plaques d'usure autolubrifiantes en alliage de cuivre avec incrustations de lubrifiant solide

La plaque d'usure standard en alliage de cuivre s'appuie sur un lubrifiant externe (huile ou graisse délivrée à l'interface coulissante) pour maintenir le film à faible friction qui empêche le contact direct métal sur métal et contrôle le taux d'usure. Lorsque la lubrification externe ne peut pas être maintenue de manière fiable (en raison de l'environnement d'exploitation, de restrictions d'accès, de températures extrêmes ou de problèmes de contamination), les plaques d'usure autolubrifiantes en alliage de cuivre avec incrustations de lubrifiant solide résolvent le problème au niveau des composants.

Plaques d'usure en alliage de cuivre incrusté de graphite

La plaque d'usure en cuivre autolubrifiante la plus largement utilisée combine une base en alliage de cuivre à haute résistance (généralement du bronze d'aluminium C95400, du laiton à haute résistance C86300 ou du bronze d'étain C90700) avec des bouchons ou des barres cylindriques en graphite solide pressés ou coulés dans des trous usinés dans la surface coulissante. Le graphite couvre environ 20 à 30 % de la surface de la face coulissante, se répartissant uniformément sur la zone de contact. Pendant le fonctionnement, lorsque la plaque glisse contre sa surface d'appui, le graphite est transféré en continu des bouchons vers la surface de la plaque d'usure et la surface de contact, formant un film lubrifiant solide qui persiste indépendamment de tout système de lubrification externe.

L'enveloppe de fonctionnement des plaques d'usure en alliage de cuivre incrusté de graphite couvre une large plage : capacité de charge jusqu'à 250 MPa de pression de contact statique, coefficients de frottement sec de 0,10 à 0,16 (contre 0,20 à 0,35 pour une plaque de cuivre solide non lubrifiée) et températures de service allant du cryogénique (-200 °C) au service à température élevée jusqu'à 300–400 °C où la plupart des plaques d'usure à base d'huile. les lubrifiants se dégradent. Cette plage de température fait des plaques d'usure en bronze incrustée de graphite la solution standard dans les équipements de fabrication du verre, les ensembles coulissants de portes de fours, les guides de presse de forgeage à chaud et les équipements auxiliaires des aciéries où les températures ambiantes excluent entièrement la lubrification à l'huile.

Plaques d'usure en alliage de cuivre incrustées de MoS₂

Le bisulfure de molybdène (MoS₂) est un lubrifiant solide cristallin en couches avec un coefficient de frottement de 0,03 à 0,06 à des températures modérées (inférieures à celles du graphite) et d'excellentes performances dans les environnements secs ou sous vide où le pouvoir lubrifiant du graphite se dégrade (le graphite nécessite une certaine humidité pour atteindre son frottement le plus faible). Les bouchons ou revêtements MoS₂ sont utilisés dans les plaques d'usure en alliage de cuivre pour les mécanismes aérospatiaux, les équipements à vide et les instruments de précision où une friction extrêmement faible est nécessaire sans aucun risque de contamination du lubrifiant. Le plafond de température pour l'efficacité du MoS₂ est d'environ 350 °C dans l'air (plus élevé dans une atmosphère inerte ou sous vide), plus étroit que la plage supérieure du graphite mais tout à fait adéquat pour la plupart des applications de glissement sans four.

Plaques d'usure en alliage de cuivre à rainures de graisse

Les plaques d'usure à rainure de graisse constituent une solution intermédiaire entre les plaques lubrifiées extérieurement et entièrement autolubrifiantes. La surface coulissante est usinée avec un motif de rainures — canaux droits parallèles, motifs hachurés ou configurations en spirale — qui servent de réservoirs pour la graisse emballée lors de l'installation. La graisse est libérée progressivement au fur et à mesure du fonctionnement de la plaque, assurant ainsi une lubrification sur des intervalles d'entretien prolongés sans nécessiter une alimentation externe continue. Cette approche est standard sur les joints de pivotement des équipements de construction, les axes de flèche de pelle, les glissières de couronne d'orientation de grue et les plaques d'appui de pont où un accès périodique au regraissage existe mais où les systèmes de lubrification automatisés continus ne sont pas pratiques.

Applications industrielles des plaques résistantes à l'usure en alliage de cuivre

La combinaison de la capacité de charge, des propriétés antifriction, de la résistance à la corrosion et de la conductivité thermique fait plaques résistantes à l'usure en alliage de cuivre irremplaçable dans une large gamme d’applications industrielles. Chaque application met l'accent sur un sous-ensemble différent de ces propriétés.

• Outillage de moulage sous pression et de moulage par injection : Les plaques d'usure en laiton haute résistance et en bronze d'aluminium (plaques de guidage, bandes d'usure des plaques d'éjection, pattes de coulissement) sont standard dans les outils de moulage par injection et de moulage sous pression. Ils offrent la dureté nécessaire pour résister à l'abrasion due au mouvement cyclique de fermeture de la matrice, une douceur suffisante pour protéger les surfaces d'appui en acier à outils plus dures et des variantes autolubrifiantes qui éliminent le besoin d'agents de démoulage susceptibles de contaminer la pièce moulée.
• Roulements à expansion de pont : Des plaques d'appui coulissantes en bronze, généralement en bronze d'aluminium ou en bronze d'étain incrusté de graphite, sont utilisées aux interfaces coulissantes des joints de dilatation des ponts et des appuis à pot. Les plaques s'adaptent à la dilatation et à la contraction thermiques du tablier du pont sur le siège d'appui, transmettant des charges verticales de centaines à milliers de kilonewtons tout en glissant horizontalement de millimètres à plusieurs dizaines de centimètres par jour. Les exigences de durée de vie de 50 ans ou plus font des variantes autolubrifiantes le choix standard dans la construction de nouveaux ponts.
• Vérins et actionneurs hydrauliques : Les bagues d'usure en bronze et les plaques de guidage des vérins hydrauliques empêchent le piston d'entrer en contact avec l'alésage du cylindre lors d'une charge latérale, protégeant ainsi le joint du cylindre et la surface de l'alésage. Le bronze à l'étain C93200 et le bronze au phosphore sont des standards pour les bagues d'usure hydrauliques dans les applications industrielles ; Le bronze d'aluminium est utilisé dans l'hydraulique civile offshore et lourde où des charges plus élevées sont combinées à une exposition à l'eau de mer ou à des fluides contaminés.
• Matériel lourd de presse et de forgeage : Les guides coulissants, les plaques d'appui à vérin et les revêtements de lardon coulissants dans les presses mécaniques et hydrauliques supportent des pressions de contact élevées et des charges d'impact lors de chaque course de presse. Les plaques d'usure en bronze d'aluminium incrustée de graphite sont standard dans les guides coulissants des presses à forger où la combinaison d'une charge lourde, d'une vitesse modérée et d'une température ambiante élevée des pièces chaudes exclut la lubrification à l'huile de la zone de travail immédiate.
• Équipements marins et offshore : Les plaques d'usure en bronze d'aluminium et en bronze nickel-aluminium sont utilisées dans les revêtements de tube d'étambot d'arbre d'hélice, les pivots de gouvernail, les surfaces d'usure des butées de chaîne et les composants coulissants de l'équipement de pont. L'excellente résistance de ces alliages à la corrosion par l'eau de mer, à l'érosion par cavitation et à l'encrassement biologique en fait le matériau de choix dans le secteur maritime partout où un contact glissant se produit dans des environnements d'eau salée.
• Équipement auxiliaire d'aciérie : Les rouleaux de guidage des machines de coulée continue, les revêtements d'usure des carters de laminoir et les plaques d'usure de guidage latérales de la table de sortie fonctionnent dans un environnement de chaleur, de contamination par le tartre, d'exposition à la trempe à l'eau et de lourdes charges mécaniques qui mettent à l'épreuve tout matériau d'usure. Les plaques de bronze d'aluminium incrustées de graphite gèrent efficacement cet environnement car la lubrification du graphite n'est pas dégradée par la contamination de l'eau et l'alliage de base de bronze d'aluminium résiste à la chimie corrosive de l'eau de broyage.
• Engins de chantier : Les plaques d'usure et les bagues en laiton haute résistance à rainures de graissage sont standard dans les joints de pivotement des excavatrices, des grues et des bulldozers - les conditions d'environnement contaminé à fortes contraintes de contact, à mouvement d'oscillation lente et aux équipements de construction sont précisément le profil de service pour lequel les composants d'usure en bronze au manganèse ont été initialement développés.

Formes de fabrication et dimensions standard

Les plaques résistantes à l'usure en alliage de cuivre sont disponibles sous plusieurs formes de fabrication, chacune adaptée à différentes plages de tailles, tolérances et économies de production.

Plaques et barres en coulée continue

La coulée continue produit des plaques et des barres d'alliage de cuivre en solidifiant l'alliage fondu dans un moule en graphite refroidi à l'eau, en retirant la coulée solidifiée en continu sous forme de tige, de barre ou de section rectangulaire. Le processus de coulée continue produit une structure de grain fine et uniforme avec une densité plus élevée et des propriétés mécaniques plus constantes que la coulée statique en sable, ce qui en fait la méthode de production privilégiée pour les plaques d'usure en bronze à l'étain et en bronze d'aluminium de qualité roulement. Les plaques de bronze coulées en continu sont disponibles dans des épaisseurs d'environ 6 mm à 100 mm, des largeurs jusqu'à 500 mm et des longueurs jusqu'à 3 000 mm ou plus, selon l'alliage et le producteur. Cette forme est utilisée pour l'usinage direct aux dimensions finales de la plaque d'usure.

Anneaux et cylindres coulés par centrifugation

La coulée centrifuge verse l'alliage fondu dans un moule cylindrique rotatif, où la force centrifuge distribue le métal liquide vers l'extérieur contre la paroi du moule. Cela produit des cylindres creux avec une densité microstructurale exceptionnelle (la force centrifuge expulse le gaz et les impuretés vers la surface de l'alésage), faisant de l'alliage de cuivre coulé par centrifugation la matière première préférée pour les bagues d'usure de grand diamètre, les coussinets de palier et les bagues d'usure cylindriques qui sont ensuite fendues ou usinées sous forme de plaque d'usure plate.

Plaques de moulage au sable et de moulage à modèle perdu

Le moulage au sable et le moulage à modèle perdu sont utilisés pour les plaques d'usure présentant des géométries complexes (brides intégrées, bossages ou caractéristiques internes) qui ne sont pas rentables à usiner à partir d'un matériau solide. Les plaques d'usure coulées ont généralement des propriétés mécaniques légèrement inférieures à celles de leurs équivalents en coulée continue en raison de la structure des grains plus grossiers et du potentiel de porosité de coulée, mais elles permettent la production de composants complexes de forme presque nette avec moins de déchets de matériaux que l'usinage à partir de solides. Le bronze d'aluminium coulé au sable (C95400 selon ASTM B271 ou B505) est standard pour les grandes plaques d'appui de pont et les composants coulissants industriels lourds.

Plaques frittées et de métallurgie des poudres

Les plaques d'usure en alliage de cuivre fritté sont produites en compactant et en frittant des poudres mélangées de cuivre, d'étain et de lubrifiant, puis en calibrant la forme frittée aux dimensions finales. La structure frittée intrinsèquement poreuse agit comme un réservoir d'huile : lorsque la plaque se réchauffe pendant le fonctionnement, la dilatation thermique pompe l'huile vers la surface ; lorsqu'elle refroidit, l'huile est aspirée. Ce comportement d'auto-huilage fait des plaques en alliage de cuivre fritté la norme pour les applications à faible vitesse et légèrement chargées telles que les roulements d'appareils électroménagers, les guides de machines légères et les pivots d'instruments où la lubrification continue ou manuelle n'est pas pratique.

Sélection de la bonne plaque d'usure en alliage de cuivre : critères de décision clés

Choisir la plaque résistante à l'usure en alliage de cuivre appropriée pour une application spécifique implique de travailler systématiquement sur les conditions de fonctionnement et de les adapter aux options d'alliage et de configuration.

• Pression de contact et type de charge : Calculez la pression de contact moyenne et maximale à l’interface de la plaque d’usure (charge divisée par la zone de contact). Pour les charges statiques ou oscillant lentement inférieures à 200 MPa, le bronze à l'étain SAE 660 / C93200 ou le laiton haute résistance standard C86300 sont adéquats. Pour des pressions de contact plus élevées ou des charges d'impact dynamiques, passez au bronze d'aluminium C95400 ou C95500. Les charges supérieures à 300 MPa de pression de contact nécessitent du bronze d'aluminium ou du bronze nickel-aluminium comme spécification minimale.
• Disponibilité de la lubrification : Si une lubrification externe périodique continue ou fiable peut être maintenue, le bronze massif avec rainures de graisse est économique. Si la lubrification est intermittente, peu fiable ou absente (température élevée, contamination, restrictions d'accès), spécifiez des plaques d'usure autolubrifiantes en graphite. Dans les environnements sous vide ou sans humidité où le graphite perd de son efficacité, envisagez les incrustations MoS₂.
• Température de fonctionnement : Les plaques d'usure en bronze étain et bronze au plomb sont limitées à une température de service d'environ 260°C. Le bronze d'aluminium conserve ses propriétés utiles jusqu'à 400°C et au-delà. Pour des températures supérieures à 400°C (environnements de fours, équipements en verre), le bronze d'aluminium incrusté de graphite est la norme ; à très haute température, envisagez des composites cuivre-graphite frittés.
• Environnement corrosif : Pour les environnements de traitement d'eau de mer, marins ou contenant des chlorures, le bronze d'aluminium (C95400 ou C95500) ou le bronze nickel-aluminium est requis. Le bronze à l'étain fonctionne bien dans l'eau douce et dans de nombreux environnements chimiques. Le laiton à haute résistance fonctionne correctement dans des conditions légèrement corrosives, mais ne doit pas être spécifié pour un service d'immersion directe dans l'eau de mer ou dans des environnements contenant de l'ammoniac où la fissuration par corrosion sous contrainte (fissuration saisonnière) du laiton est un mode de défaillance documenté.
• Matériau et dureté de la contreface : Pour les surfaces d'appui en acier, assurez-vous que l'acier est plus dur que la plaque en alliage de cuivre — une dureté minimale de 30 HRC est recommandée pour les plaques d'usure en bronze d'aluminium afin de garantir une usure préférentielle de l'alliage de cuivre. Les alliages de cuivre plus mous (bronze à l'étain, bronze au plomb) tolèrent mieux les surfaces d'appui plus molles ou plus rugueuses car leur conformabilité s'adapte aux imperfections de surface.
• Dimensions standards ou sur mesure : Les plaques d'usure standard en alliage de cuivre sont disponibles par incréments d'épaisseur de 5 à 10 mm et en largeurs standard. Si l'application nécessite des dimensions non standard, confirmez auprès du fournisseur si une fourniture en coulée continue ou usinée à partir de solide est disponible dans le délai requis. Pour les géométries complexes, évaluez si le moulage est plus économique que l'usinage complet à partir de barres pleines.

Installation, rodage et maintenance

Même la plaque résistante à l'usure en alliage de cuivre la mieux spécifiée sera sous-performante ou échouera prématurément si elle est mal installée, mal rodée ou entretenue sans prêter attention aux exigences spécifiques du contact glissant en alliage de cuivre.

Lors de l'installation, assurez-vous que la surface d'appui de la plaque d'usure est plate, propre et exempte de bavures ou de points saillants qui pourraient provoquer un balancement ou une pression de contact inégale. Un support inégal concentre la charge sur de petites zones de la plaque, augmentant la pression de contact locale bien au-dessus de la moyenne de conception et accélérant l'usure localisée. Fixez solidement la plaque pour éviter le frottement ou les micro-mouvements au niveau de l'interface de la face arrière. Pour les applications à ajustement serré ou boulonnées, vérifiez que le système de fixation maintient une force de serrage adéquate sur toute la plage de températures de fonctionnement prévue.

Les nouvelles plaques d'usure en alliage de cuivre bénéficient d'une période de rodage - une période de fonctionnement à des charges et des vitesses réduites pour permettre aux surfaces de glissement de se conformer et d'établir le film de transfert de lubrifiant solide (dans les plaques incrustées de graphite) ou le film d'huile complet (dans les plaques lubrifiées à l'huile). Pour les plaques d'usure autolubrifiantes incrustées de graphite, le film de transfert initial s'établit généralement au cours des premières heures de fonctionnement ; pendant cette période, des frictions et des températures plus élevées sont normales. Pour les plaques en alliage de cuivre lubrifiées à l'huile, appliquez un léger film de graisse ou d'huile compatible sur la surface de la plaque et sur la surface d'appui avant la première utilisation, même si une lubrification externe sera fournie automatiquement pendant le fonctionnement.

Les intervalles d'inspection doivent être établis en fonction du cycle de service et de l'environnement d'exploitation. Mesurez l'épaisseur de la plaque à intervalles réguliers et comparez-la à l'épaisseur minimale utile conçue - le point auquel le remplacement est nécessaire avant que les bouchons en graphite (le cas échéant) ou le matériau de la plaque de base ne soient épuisés. Tenir des registres de l'épaisseur mesurée au fil du temps ; une accélération soudaine du taux d'usure est un indicateur précoce d'un problème de lubrification, d'un problème de contamination ou d'une détérioration de la surface d'appui qui doit être étudié avant que la plaque n'atteigne son épaisseur minimale.