FR2990247A1 - Coating insert for interior surface of barrel of casing cylinder of internal combustion engine of automobile, has matrix foam that is made of metal in form of hollow roll, where internal surface of hollow roll is covered with metal coating - Google Patents

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FR2990247A1
FR2990247A1 FR1254014A FR1254014A FR2990247A1 FR 2990247 A1 FR2990247 A1 FR 2990247A1 FR 1254014 A FR1254014 A FR 1254014A FR 1254014 A FR1254014 A FR 1254014A FR 2990247 A1 FR2990247 A1 FR 2990247A1
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metal
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Jean Michel Bordes
David Andres
Pierre Demonfaucon
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PSA Automobiles SA
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Peugeot Citroen Automobiles SA
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    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

The insert (5) has a matrix foam that is made of metal in the form of a hollow roll. An internal surface of the hollow roll is covered with a metal coating (6). A radial thickness of the metal matrix foam is of 1mm i.e. preferably 3mm or between 3 and 10mm. The metal matrix foam is selected from foam containing open or closed cells. The metal coating is obtained by thermal projection on the insert. The metal coating has a thickness of 300 micrometers i.e. preferably 400 micrometers or more preferably between 500 micrometers and 5mm. Independent claims are also included for the following: (1) a method for running a barrel (2) a casing cylinder.

Description

99024 7 1 INSERT DE FUT DE CARTER CYLINDRES D'UN MOTEUR pool La présente invention concerne un insert de revêtement de la surface intérieure d'un fût de carter cylindres, son procédé d'intégration dans le fût, et le carter cylindres ainsi obtenu. [0002] Dans le domaine des moteurs dits thermiques, notamment destinés à équiper des véhicules de type automobile, un bon état de surface des pièces composant le moteur thermique est souhaité. Concernant le carter cylindres, il est connu d'utiliser une chemise de fût en fonte pour ses propriétés tribologiques. La figure 1 montre une vue de côté d'une chemise 20 en fonte selon l'art antérieur. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an insert for coating the inner surface of a crankcase barrel, its method of integration into the barrel, and the crankcase thus obtained. In the field of so-called thermal engines, in particular for equipping vehicles of the automotive type, a good surface condition of the components of the engine is desired. Regarding the crankcase, it is known to use a cast iron casing for its tribological properties. Figure 1 shows a side view of a cast iron jacket 20 according to the prior art.

Cette chemise 20 en fonte est insérée dans le carter cylindres au moment de sa coulée. Après démoulage du carter cylindres, la chemise 20 selon l'art antérieur forme la surface intérieure du fût 82, tel qu'illustré en perspective et en coupe par la figure 2. L'insertion de chemises fonte à la coulée est actuellement la solution la plus appliquée industriellement. Ces chemises permettent également d'améliorer le comportement thermomécanique des fûts, en leur conférant notamment une plus grande rigidité. [0003] Lorsque l'on souhaite de meilleures propriétés tribologiques ou un carter cylindres plus léger, des procédés de revêtement thermique des fûts de carter cylindres peuvent être appliqués. La projection thermique d'un revêtement permet d'améliorer les propriétés tribologiques de la surface intérieure des fûts 82 de carter cylindres. La figure 3 illustre un carter cylindres 80 comprenant quatre cylindres 88 délimités par la surface intérieure de fûts 82. Les figures 4A, 4B, 4C et 4D illustrent les différentes étapes d'un procédé connu aboutissant au dépôt d'un revêtement pour un fût 82 de carter cylindres 80. [0004] Les figures 4A et 4B illustrent des étapes formant un procédé de préparation des fûts de carters cylindres avant l'application de revêtement par projection thermique. Ainsi la figure 4A correspond à un alésage de précision du cylindre 88 (du terme anglais « fineboring ») à l'aide d'une fraise 70, afin de finaliser la géométrie du fût 82, à la suite du démoulage du carter cylindre 80. La fraise 70 est insérée dans le fût 82, le long de l'axe 78 du fût 82. La figure 4B correspond à la préparation de la surface intérieure d'un fût 82 pour l'application ultérieure d'un revêtement. [0005] Cette étape illustrée à la figure 4B, consiste à créer une rugosité de surface par des techniques essentiellement mécaniques. Cette étape est une rugosification du fût 82 (du terme anglais « roughening »). Selon la figure 4B, l'étape de rugosification consiste en la projection de particules abrasives 74, par une buse ou torche 72 sur le pourtour de la surface intérieure du fût 82. [0006] Les figures 4C et 4D illustrent des étapes formant un procédé d'application d'un revêtement à la suite du procédé de préparation précédent. Ainsi la figure 4C correspond à la projection thermique, à l'aide d'une buse 96, d'un revêtement 90 sur la surface du fût 82 précédemment préparé. La création d'une rugosité sur la surface intérieure des fûts 82 permet d'améliorer l'adhérence du revêtement 90 appliqué ultérieurement par projection thermique. Pour assurer un bon état de surface, le revêtement projeté 90 est ensuite soumis à un rodage (du terme anglais « honing »), illustré par la figure 4D, et effectué par exemple à l'aide d'une machine à roder 98. [0007] Les procédés de revêtement proposés permettent d'obtenir un revêtement sur la surface intérieure d'un fût présentant une épaisseur faible et donc une masse plus faible en comparaison à une chemise en fonte classique. Cependant les procédés de projection thermique à l'intérieur des fûts présentent divers inconvénients, sont complexes à mettre en oeuvre à l'échelle industrielle, et il est parfois délicat d'assurer par ce type de procédé une adhérence suffisante entre le fût et le revêtement. [00os] On peut alors préférer la solution précédente d'insertion de chemises en fonte mais les chemises en fonte présentent aussi des inconvénients, dont une masse importante, une conductivité thermique peu élevée, et une différence entre leur coefficient de dilatation et celui du carter. [0009] L'invention a alors pour but de remédier aux inconvénients des solutions antérieures. Elle cherche notamment à obtenir des fûts de carter cylindres améliorés, dont la surface intérieure a les propriétés tribologiques voulues et qui 2 99024 7 3 présentent le comportement thermomécanique attendu, et sans pénalisation en termes de poids ni en termes d'industrialisation. [001 0] L'invention a tout d'abord pour objet un insert de revêtement de la surface intérieure d'un fût de carter cylindres de moteur à combustion interne, ledit insert 5 comprenant une matrice en mousse majoritairement métallique sous forme d'un cylindre creux revêtu sur sa surface interne d'un revêtement métallique. [0011] La mousse métallique, ou à base d'alliage comprenant au moins un métal, est un matériau connu en soi. La première méthode connue pour les obtenir est de choisir des matériaux contenant des phases à points de fusion et d'ébullition 10 différents. Lorsque ces mélanges sont chauffés, un des composants se vaporise, tandis que l'autre est en fusion. Si le mélange est maintenu sous pression, le métal gazeux ne peut s'échapper de la phase gazeuse. Après retour à la pression atmosphérique et refroidissement, on obtient une structure solide à pores fermés, les métaux moussés étant par exemple en fer, en aluminium ou en magnésium, et 15 les agents volatils étant par exemple en cadmium ou en zinc, comme cela est décrit dans le brevet US 2 434 775. D'autres techniques permettant d'obtenir des mousses plus régulières, plus homogènes et utilisant moins de composants nocifs ont été ensuite proposées, comme celle décrite dans le brevet US 3 087 807, consistant à mélanger une poudre métallique avec un matériau formant un gaz - 20 l'agent dit « moussant » -, le mélange de poudres étant compacté à froid et extrudé. Lorsque le solide est chauffé à la température de fusion du métal, l'agent moussant se décompose et libère un gaz, qui fait mousser l'ensemble. Il peut s'agir de métal avec agent moussant du type hydrure de titane ou de magnésium. [0012] L'invention propose ainsi d'utiliser un support en mousse métallique comme 25 promoteur d'adhérence de revêtements, notamment de type projetés thermiquement. Ces supports en mousse sont conformés sous forme de cylindres creux, et sont ensuite revêtus sur leur surface interne du revêtement. Ils sont ensuite positionnés dans le moule des fûts de carter cylindres par des moyens appropriés. Quand l'alliage constitutif est injecté dans le moule lors de la coulée des 30 carters cylindres, le support en mousse est fondu par contact avec l'alliage en fusion. On obtient alors des carters cylindres dont les fûts présentent une très forte adhérence avec le revêtement, qui, lui, reste intègre (notamment de par sa température de fusion bien supérieure à celle de la mousse métallique et à celle de l'alliage constitutif des fûts). [0013] L'insert selon l'invention est donc un support provisoire du revêtement, qui est destiné à fondre avec, s'imprégner de l'alliage en fusion des fûts lors de leur coulée, au moins sur la plus grande partie de son épaisseur. Cet insert étant en mousse, sa surface interne, hors traitement de surface postérieur, est rugueuse, ce qui facilite l'adhérence avec le revêtement, qui va particulièrement bien s'accrocher à l'insert, et cette forte adhérence est conservée in fine, dans le contact fût/revêtement. [0014] De préférence, l'insert selon l'invention est choisi de façon à ce que l'épaisseur radiale de la matrice métallique soit d'au moins 1 mm, notamment d'au moins 3 mm, et notamment comprise entre 3 et 10 mm ou même notamment entre 4 et 8 mm. [0015] La mousse métallique peut être choisie à base de mousse à cellules ouvertes ou fermées. La configuration à cellules ouvertes est plus favorable à la fusion et à l'imprégnation de la mousse. [0016] De préférence, la mousse est choisie à base d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. En effet, le matériau constitutif des fûts étant généralement à base d'alliage aluminium, choisir pour la mousse un alliage proche chimiquement permet d'assurer une température de fusion voisine et une excellente affinité/compatibilité, facilitant la diffusion entre les deux matériaux. [0017] Avantageusement, le revêtement métallique peut être obtenu par projection thermique sur ledit insert. Toute autre technique de dépôt peut aussi être envisagée. - Ce revêtement métallique présente de préférence une épaisseur d'au moins 300 micromètres, notamment d'au moins 400 micromètres, notamment entre 500 micromètres et 5 mm. Une épaisseur minimale est en effet nécessaire pour contenir le matériau du fût lors de sa coulée et éviter sa déformation lors de sa coulée et lors de son refroidissement. Il peut avantageusement être choisi en un matériau à base de fer. Par exemple, il peut s'agir d'un matériau à base de fer comprenant de la wüstite et/ou de la magnetite, ou encore comprenant de l'hématite, ou encore un matériau à base de fer avec au moins un ajout de lubrifiants solides tels que le disulfure de molybdène, le nitrure de bore ou le graphite, des composés à base de cuivre, à base de molybdène ou à base nickel. [0018] L'invention a également pour objet un procédé de coulée d'un fût de carter cylindre, où l'on coule l'alliage métallique constitutif dudit fût autour de l'insert tel que décrit plus haut. [0019] Comme indiqué plus haut, lors de la coulée de l'alliage constitutif du fût, la mousse métallique de l'insert fond partiellement depuis sa surface externe. Cette fusion permet cependant de garantir l'intégrité du revêtement dont est munie sa surface interne. [0020] L'invention a également pour objet le carter cylindres de moteur à combustion comprenant au moins un fût coulé tel qu'ainsi obtenu. [0021] L'invention a également pour objet un carter cylindres de moteur à combustion comprenant au moins un fût coulé en alliage métallique, notamment à base d'aluminium et de silicium, qui présente une composition qui évolue au voisinage de sa paroi cylindrique, ladite paroi étant couverte d'un revêtement. En effet, un carter cylindre qui est notamment obtenu avec l'insert tel que décrit précédemment, présente des fûts dont la composition varie entre celle du matériau coulé pour faire le carter, donc les fûts qu'il comporte, et celle du matériau de la mousse métallique de l'insert. [0022] Ainsi, un tel carter cylindres présente une évolution de composition se présentant généralement sous forme d'une interface diffuse entre une composition de l'alliage métallique coulé et une composition différente au voisinage de la paroi cylindrique du fût. Par exemple, l'alliage métallique peut être à base de Al-Si alors que la composition au voisinage de la paroi du fût, correspondant notamment à celle du matériau initial de l'insert en mousse, peut se rapprocher de l'aluminium pur. [0023] La paroi cylindrique du fût couverte par le revêtement est rugueuse, ce qui facilite l'accrochage, la bonne adhérence, et, de fait, la qualité et l'efficacité du revêtement dans ses différents rôles de barrière, de protection, de lubrification et de tenue mécanique. [0024] L'invention a également pour objet un véhicule comprenant un moteur à combustion interne comprenant un carter cylindres tel que décrit précédemment. [0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins qui montrent : - figure 1, une vue de côté d'une chemise en fonte selon l'art antérieur ; - figure 2, une vue en perspective en coupe partielle d'une chemise en fonte selon l'art antérieur intégrée dans un carter cylindres ; - figure 3, un schéma d'un carter cylindres d'un moteur à combustion interne ; - figures 4A, 4B, 4C et 4D, les représentations schématiques des différentes étapes d'un procédé connu aboutissant à la création d'un revêtement thermique pour un fût du carter cylindre de la figure 3 ; - figures 5 et 6, des vues en coupe d'échantillons de mousse métallique respectivement à cellules ouvertes et à cellules fermées ; - figure 7, un insert selon l'invention avant dépôt d'un revêtement sur sa paroi interne ; - figure 8, une représentation du dépôt du revêtement sur l'insert selon la figure 7; - figure 9, une représentation de l'insert des figures 7 et 8 une fois le revêtement déposé ; - figure 10, une représentation de l'évolution de l'insert à la coulée du carter. [0026] L'ensemble de ces figures est schématique, et seuls les composants intéressant l'invention sont représentés, afin d'en faciliter la lecture. Les composants représentés ne respectent pas nécessairement l'échelle. [0027] Les figures 1 à 4 ont déjà été décrites dans le préambule de la présente demande et correspondent à l'art antérieur. [0028] L'invention concerne donc, dans un premier temps, la fabrication d'un insert se présentant sous la forme d'un cylindre creux en mousse d'un métal ou d'un alliage comprenant un ou plusieurs métaux au moins. Dans un exemple non limitatif, la mousse est ici choisie en aluminium. [0029] Les mousses métalliques sont également connues sous les termes "métaux poreux" ou "métaux cellulaires". Elles présentent une porosité qui peut aller jusqu'à 75 et 95 % d'espace vide, ce qui explique leur grande légèreté. Le diamètre des bulles varie normalement entre 1 et 8 millimètres mais certaines mousses ont des bulles tellement fines qu'elles sont invisibles à l'oeil nu. Les mousses sont disponibles dans une grande variété de formes et de dimensions, incluant des feuilles d'à peine un demi-millimètre d'épaisseur, tellement minces qu'elles sont semi-transparentes. [0030] Comme représenté en figure 5, les mousses 1 à cellules ouvertes (connues en anglais sous l'expression "Open Cells") possèdent des bulles éclatées, ce qui permet aux gaz et aux liquides de passer au travers. La figure 5 montre le passage de gaz 2 au travers d'une mousse métallique à cellules ouvertes. Cette caractéristique les rend avantageuses dans le cadre de la présente invention, dans la mesure où elle peut faciliter leur fusion lors de leur insertion dans le moule de carter cylindres, comme décrit plus loin. [0031] La figure 6 représente une alternative, avec des mousses 3 à cellules fermées (« Closed Cells » en anglais), qui, à la différence de celles à cellules ouvertes, sont composées de milliers de bulles non éclatées. Ainsi, les gaz et les liquides ne peuvent passer à travers ce matériau, tel qu'illustré par les flèches 4 ne passent pas au travers d'une mousse métallique à cellules fermées. Les mousses métalliques à cellules fermées sont très étanches et très légères. [0032] L'utilisation de mousses métalliques pour réaliser la matrice de l'insert présente, notamment, les avantages suivants : - de part cette structure en mousse, il est permis d'atteindre des points de fusion plus bas (ou plus haut selon le besoin) que les matériaux massifs qui les 30 génèrent. - les mousses métalliques sont disponibles en de nombreux métaux dont le nickel, le chrome, le zinc, le fer/acier, l'aluminium ou le cuivre ; - la mise en forme des mousses métalliques sous diverses formes est aisée, ce qui permet de fabriquer des inserts similaires à des chemises cylindriques à insérer dans des fûts de carters cylindres. [0033] Comme représenté à la figure 7, la première étape du procédé selon l'invention consiste donc à fabriquer un insert sous forme d'un cylindre creux 5 d'une épaisseur radiale comprise entre 3 et 10 mm et de diamètre intérieur dépendant du carter cylindre cible, sous forme d'une mousse d'aluminium 3 (pure ou éventuellement avec des additifs), de préférence à pores ouverts, selon un procédé connu en soi. De fait, par la structure même du matériau mousseux et le procédé d'obtention de cet insert, on obtient un cylindre dont les parois, et notamment la paroi interne 5a et la paroi externe 5b présentent un niveau de rugosité élevé, plus élevé qu'avec les inserts classiques du type chemise en fonte. [0034] Comme représenté à la figure 8, la deuxième étape consiste à déposer sur la paroi interne 5a de l'insert 5 un revêtement 6 à base de fer par un procédé de projection thermique analogue à celui déjà décrit à l'aide des figures 4B et 4C, avec une buse 7 analogue à la buse 96 de la figure 4C, mue en rotation autour d'un axe X confondu avec l'axe longitudinal de l'insert S. Le revêtement a une épaisseur de l'ordre de 600 micromètres. On note que le revêtement 6 tend à épouser la rugosité de surface de la paroi interne de l'insert. Le réglage des paramètres de dépôt du revêtement permet de régler la rugosité du revêtement ou d'obtenir en surface du revêtement une rugosité inférieure à celle de la paroi 5a de l'insert avant dépôt. [0035] Comme représenté à la figure 9, on vient ensuite positionner l'insert 5 revêtu dans un moule de carter cylindres (non représenté), puis on vient couler un alliage métallique 8 contenant de l'aluminium, du silicium et éventuellement du cuivre, dans le moule autour de l'insert S. [0036] La figure 10 représente de façon très simplifiée et macroscopique les modifications progressives de l'insert : - au stade a, on représente une portion de l'insert positionné dans le moule avant la coulée, on a donc l'insert 5 et son revêtement 6 intègres ; - le stade b correspond à la phase de coulée de l'alliage du carter, où la mousse de l'insert 5' fond au seul contact de sa paroi externe 5b avec l'alliage 8 en fusion, la chaleur se propageant ensuite au travers de l'épaisseur radiale de l'insert progressivement. De fait, la mousse fond, change de structure en perdant sa porosité depuis sa paroi externe 5b vers sa paroi interne 5a, - au stade c, toute la mousse a disparu, le revêtement 6 est intact, et l'on a une zone 8' où la composition chimique varie entre celle de l'alliage Al-Si coulé et celle en Al de l'insert 5 initial. La transition entre les deux types de composition se traduit en général par une interface diffuse ou un gradient de composition. Naturellement, si l'on choisit le même matériau pour le matériau coulé et pour celui de l'insert, on n'a plus de variation de composition radialement. Les porosités ont normalement entièrement disparu, et on a une interface entre fût et revêtement qui est toujours rugueuse, avec un revêtement 6 intègre et très adhérent. On peut ensuite envisager des post traitements de surface du revêtement 6 si nécessaire, notamment tels qu'un rodage ou une rugosification, termes expliqués dans le préambule de la demande. [0037] Le procédé et l'insert proposés selon la présente invention présentent alors, notamment, les avantages suivants : [0038] la faculté d'adaptation de la composition chimique de l'insert en fonction de l'application envisagée : résistance au frottement, résistance à l'usure ; plus grande faculté d'adaptation par rapport à la charge ou sollicitation du moteur comprenant le carter cylindres obtenu ; on peut aussi envisager que l'insert présente une composition qui varie sur sa hauteur, pour adapter au mieux les propriétés, notamment tribologiques, recherchées pour le fût (tels que la présence d'un régime hydrodynamique plus favorable à une diminution des frottements) . - des adhérences homogènes élevées (supérieures à 35 MPa, idéalement comprises entre 40 et 60 MPa) pour le revêtement 6 ainsi réalisé avec des propriétés tribologiques et/ou mécaniques comparables, voire améliorées pour le frottement par rapport aux solutions antérieures ; - un allègement du poids du carter cylindres, puisqu'on peut supprimer les chemises en fonte très lourdes. This cast iron jacket 20 is inserted into the crankcase at the time of casting. After demolding the cylinder block, the jacket 20 according to the prior art forms the inner surface of the barrel 82, as illustrated in perspective and in section in FIG. 2. The insertion of cast iron casings at the casting is currently the solution of the invention. more industrially applied. These shirts also make it possible to improve the thermomechanical behavior of the drums, in particular by giving them greater rigidity. When it is desired better tribological properties or a lighter cylinder casing, thermal coating processes of the crankcase barrels can be applied. The thermal spraying of a coating makes it possible to improve the tribological properties of the inner surface of barrels 82 of crankcase. FIG. 3 illustrates a cylinder block 80 comprising four cylinders 88 delimited by the inner surface of barrels 82. FIGS. 4A, 4B, 4C and 4D illustrate the different steps of a known method resulting in depositing a coating for a barrel 82 FIGS. 4A and 4B illustrate steps forming a process for preparing casing cylinder drums prior to the application of thermal spray coating. Thus FIG. 4A corresponds to a precision bore of the cylinder 88 (of the English term "fineboring") with the aid of a milling cutter 70, in order to finalize the geometry of the drum 82, following the demolding of the cylinder block 80. The cutter 70 is inserted into the barrel 82, along the axis 78 of the barrel 82. FIG. 4B corresponds to the preparation of the inner surface of a barrel 82 for the subsequent application of a coating. This step illustrated in Figure 4B, is to create a surface roughness by essentially mechanical techniques. This step is a roughening of the barrel 82 (the English term "roughening"). According to FIG. 4B, the roughening step consists of the projection of abrasive particles 74 by a nozzle or torch 72 around the periphery of the inner surface of the barrel 82. FIGS. 4C and 4D illustrate steps forming a method applying a coating following the preceding preparation process. Thus Figure 4C corresponds to the thermal spray, using a nozzle 96, a coating 90 on the surface of the drum 82 previously prepared. The creation of a roughness on the inner surface of the barrels 82 improves the adhesion of the coating 90 subsequently applied by thermal spraying. To ensure a good surface condition, the projected coating 90 is then honed (the English term "honing"), illustrated in Figure 4D, and performed for example with a lapping machine 98. [ 0007] The coating methods proposed allow to obtain a coating on the inner surface of a drum having a low thickness and therefore a lower mass compared to a conventional cast iron jacket. However, the thermal spraying processes inside the drums have various drawbacks, they are complex to implement on an industrial scale, and it is sometimes difficult to ensure by this type of process a sufficient adhesion between the drum and the coating. . We can then prefer the previous solution for inserting cast iron shirts but the cast iron shirts also have drawbacks, including a large mass, a low thermal conductivity, and a difference between their expansion coefficient and that of the housing. . The invention therefore aims to overcome the disadvantages of the previous solutions. It seeks in particular to obtain improved crankcase drums, whose inner surface has the desired tribological properties and 2 99024 7 3 exhibit the expected thermomechanical behavior, and without penalty in terms of weight nor in terms of industrialization. [001 0] The invention firstly relates to a coating insert of the inner surface of a crankcase barrel of internal combustion engine, said insert 5 comprising a predominantly metallic foam matrix in the form of a hollow cylinder coated on its inner surface with a metal coating. The metal foam, or alloy based comprising at least one metal, is a material known per se. The first known method for obtaining them is to choose materials containing phases with different melting and boiling points. When these mixtures are heated, one component vaporizes, while the other is melted. If the mixture is kept under pressure, the gaseous metal can not escape from the gas phase. After returning to atmospheric pressure and cooling, a solid closed-pore structure is obtained, the foamed metals being for example iron, aluminum or magnesium, and the volatile agents being, for example, cadmium or zinc, as is described in US Pat. No. 2,434,775. Other techniques for obtaining more regular, more homogeneous foams and using fewer harmful components were then proposed, such as that described in US Pat. No. 3,087,807, consisting in mixing a metal powder with a gas-forming material - the so-called "foaming agent" - the powder mixture being cold-compacted and extruded. When the solid is heated to the melting temperature of the metal, the foaming agent decomposes and releases a gas, which foams the assembly. It may be metal with foaming agent of the titanium hydride or magnesium type. [0012] The invention thus proposes using a metal foam support as adhesion promoter for coatings, in particular of the type projected thermally. These foam supports are shaped as hollow cylinders, and are then coated on their inner surface with the coating. They are then positioned in the mold of the crankcase drums by appropriate means. When the constituent alloy is injected into the mold during the casting of the crankcases, the foam support is melted by contact with the molten alloy. Cylinder housings are thus obtained whose barrels exhibit a very strong adhesion with the coating, which itself remains intact (in particular because of its melting temperature which is much higher than that of the metal foam and that of the alloy constituting the barrels. ). The insert according to the invention is therefore a temporary support of the coating, which is intended to melt with, impregnated molten alloy drums during casting, at least on most of its thickness. Since this insert is made of foam, its internal surface, excluding the posterior surface treatment, is rough, which facilitates adhesion with the coating, which will attach particularly well to the insert, and this strong adhesion is retained in fine, in the contact barrel / coating. Preferably, the insert according to the invention is chosen so that the radial thickness of the metal matrix is at least 1 mm, in particular at least 3 mm, and in particular between 3 and 10 mm or even in particular between 4 and 8 mm. The metal foam may be chosen based on open or closed cell foam. The open cell configuration is more favorable for the fusion and impregnation of the foam. [0016] Preferably, the foam is chosen based on aluminum or aluminum alloy. Indeed, the constituent material of the drums being generally based on aluminum alloy, choose for the foam a chemically close alloy ensures a similar melting temperature and excellent affinity / compatibility, facilitating diffusion between the two materials. Advantageously, the metal coating can be obtained by thermal spraying on said insert. Any other deposit technique can also be considered. This metal coating preferably has a thickness of at least 300 microns, especially at least 400 microns, especially between 500 microns and 5 mm. A minimum thickness is indeed necessary to contain the material of the drum during its casting and prevent its deformation during its casting and during its cooling. It can advantageously be chosen from an iron-based material. For example, it may be an iron-based material comprising wustite and / or magnetite, or else comprising hematite, or an iron-based material with at least one addition of lubricants solids such as molybdenum disulfide, boron nitride or graphite, copper-based, molybdenum-based or nickel-based compounds. The invention also relates to a method of casting a casing cylinder barrel, wherein casting the constituent metal alloy of said barrel around the insert as described above. As indicated above, during the casting of the constituent alloy of the barrel, the metal foam of the insert partially melts from its outer surface. This fusion, however, ensures the integrity of the coating which is provided with its inner surface. The invention also relates to the crankcase combustion engine cylinder comprising at least one cast drum as obtained thereby. The invention also relates to a crankcase combustion engine cylinder comprising at least one cast metal alloy barrel, in particular based on aluminum and silicon, which has a composition that evolves in the vicinity of its cylindrical wall, said wall being covered with a coating. Indeed, a cylinder block which is obtained in particular with the insert as described above, has drums whose composition varies between that of the cast material to make the casing, so the drums it comprises, and that of the material of the metal foam of the insert. Thus, such a cylinder housing has a composition evolution is generally in the form of a diffuse interface between a composition of the cast metal alloy and a different composition in the vicinity of the cylindrical wall of the barrel. For example, the metal alloy may be based on Al-Si while the composition in the vicinity of the wall of the drum, corresponding in particular to that of the initial material of the foam insert, may be close to pure aluminum. The cylindrical wall of the barrel covered by the coating is rough, which facilitates the attachment, the good adhesion, and, indeed, the quality and effectiveness of the coating in its various roles of barrier, protection, lubrication and mechanical strength. The invention also relates to a vehicle comprising an internal combustion engine comprising a cylinder block as described above. Other features and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description of an embodiment of the invention, given by way of non-limiting example and with reference to the drawings which show: - Figure 1, a side view of a cast iron jacket according to the prior art; - Figure 2, a perspective view in partial section of a cast iron jacket according to the prior art integrated in a crankcase cylinders; - Figure 3, a diagram of a cylinder block of an internal combustion engine; - Figures 4A, 4B, 4C and 4D, the schematic representations of the different steps of a known method resulting in the creation of a thermal coating for a barrel of the cylinder block of Figure 3; - Figures 5 and 6, sectional views of metal foam samples respectively open cell and closed cell; - Figure 7, an insert according to the invention before depositing a coating on its inner wall; FIG. 8, a representation of the deposition of the coating on the insert according to FIG. 7; - Figure 9, a representation of the insert of Figures 7 and 8 once the coating deposited; - Figure 10, a representation of the evolution of the insert to the casting of the housing. All these figures are diagrammatic, and only the components of the invention are shown, to facilitate reading. The components shown do not necessarily respect the scale. Figures 1 to 4 have already been described in the preamble of the present application and correspond to the prior art. The invention therefore relates, in a first step, the manufacture of an insert in the form of a hollow foam cylinder of a metal or an alloy comprising one or more metals at least. In a non-limiting example, the foam is here chosen from aluminum. Metal foams are also known under the terms "porous metals" or "cellular metals". They have a porosity that can go up to 75 and 95% of empty space, which explains their great lightness. The diameter of the bubbles normally varies between 1 and 8 millimeters but some foams have bubbles so fine that they are invisible to the naked eye. Foams are available in a wide variety of shapes and sizes, including leaves as thin as half a millimeter in thickness, so thin that they are semi-transparent. As shown in Figure 5, the open cell foams 1 (known in English as the "Open Cells") have exploded bubbles, which allows gases and liquids to pass through. Figure 5 shows the passage of gas 2 through an open-celled metal foam. This feature makes them advantageous in the context of the present invention, insofar as it can facilitate their fusion during their insertion into the crankcase mold, as described below. FIG. 6 represents an alternative, with closed cell 3 foams ("Closed Cells"), which, unlike those with open cells, are composed of thousands of unexploded bubbles. Thus, gases and liquids can not pass through this material, as illustrated by the arrows 4 do not pass through a closed cell metal foam. Closed cell foams are very tight and very light. The use of metal foams to achieve the matrix of the insert has, in particular, the following advantages: - from this foam structure, it is possible to reach lower melting points (or higher according to need) than the massive materials that generate them. metal foams are available in many metals including nickel, chromium, zinc, iron / steel, aluminum or copper; - The shaping of metal foams in various forms is easy, which allows to make inserts similar to cylindrical jackets to be inserted into drums barrels cylinders. As represented in FIG. 7, the first step of the method according to the invention therefore consists in manufacturing an insert in the form of a hollow cylinder 5 having a radial thickness of between 3 and 10 mm and an inner diameter depending on the target cylinder casing, in the form of an aluminum foam 3 (pure or optionally with additives), preferably with open pores, according to a method known per se. In fact, by the very structure of the foamy material and the process for obtaining this insert, a cylinder is obtained whose walls, and in particular the inner wall 5a and the outer wall 5b have a high level of roughness, higher than with the classic inserts of the cast iron shirt type. As shown in Figure 8, the second step is to deposit on the inner wall 5a of the insert 5 a coating 6 based on iron by a thermal spraying method similar to that already described with the aid of the figures 4B and 4C, with a nozzle 7 similar to the nozzle 96 of Figure 4C, rotated about an axis X coincides with the longitudinal axis of the insert S. The coating has a thickness of about 600 micrometers. It is noted that the coating 6 tends to match the surface roughness of the inner wall of the insert. The adjustment of the coating deposition parameters makes it possible to adjust the roughness of the coating or to obtain on the surface of the coating a roughness smaller than that of the wall 5a of the insert before deposition. As shown in Figure 9, we then position the insert 5 coated in a cylinder crankcase mold (not shown), then we just cast a metal alloy 8 containing aluminum, silicon and possibly copper in the mold around the insert S. [0036] FIG. 10 represents in a very simplified and macroscopic way the progressive modifications of the insert: in step a, a portion of the insert positioned in the front mold is represented the casting, so we have the insert 5 and its coating 6 integrity; the stage b corresponds to the casting phase of the casing alloy, where the foam of the insert 5 'melts at the sole contact of its outer wall 5b with the molten alloy 8, the heat then propagating through the radial thickness of the insert gradually. In fact, the foam melts, changes its structure by losing its porosity from its outer wall 5b to its inner wall 5a, - in stage c, all the foam has disappeared, the coating 6 is intact, and there is an area 8 wherein the chemical composition varies between that of the cast Al-Si alloy and that of Al of the initial insert. The transition between the two types of composition generally results in a diffuse interface or a composition gradient. Naturally, if one chooses the same material for the cast material and for that of the insert, one no longer has a composition variation radially. The porosities have normally disappeared, and there is an interface between drum and coating which is always rough, with a 6 integrated and very adherent coating. We can then consider post surface treatments of the coating 6 if necessary, including such a lapping or roughening, terms explained in the preamble of the application. The method and the insert proposed according to the present invention then have, in particular, the following advantages: the ability to adapt the chemical composition of the insert depending on the application envisaged: friction resistance , wear resistance ; greater ability to adapt to the load or load of the engine comprising the cylinder block obtained; we can also consider that the insert has a composition that varies over its height, to better adapt the properties, including tribological, sought for the barrel (such as the presence of a hydrodynamic regime more favorable to a reduction in friction). high homogeneous adhesions (greater than 35 MPa, ideally between 40 and 60 MPa) for the coating 6 thus produced with comparable tribological and / or mechanical properties, even improved for the friction compared to the previous solutions; - lighter weight of the crankcase, since we can remove very heavy cast iron shirts.

Claims (12)

REVENDICATIONS1. Insert (5) de revêtement de la surface intérieure d'un fût de carter cylindres de moteur à combustion interne, caractérisé en ce que ledit insert (5) comprend une 5 matrice en mousse majoritairement métallique sous forme d'un cylindre creux revêtu sur sa surface interne d'un revêtement métallique (6). REVENDICATIONS1. Insert (5) for coating the inner surface of an internal combustion engine cylinder block, characterized in that said insert (5) comprises a predominantly metallic foam matrix in the form of a hollow cylinder coated on its inner surface of a metal coating (6). 2. Insert (5) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'épaisseur radiale de la matrice métallique est d'au moins 1 mm, notamment d'au moins 3 mm, et est notamment comprise entre 3 et 10mm. 10 2. Insert (5) according to the preceding claim, characterized in that the radial thickness of the metal matrix is at least 1 mm, in particular at least 3 mm, and is in particular between 3 and 10 mm. 10 3. Insert (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mousse métallique est choisie à base de mousse à cellules ouvertes ou fermées. 3. Insert (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the metal foam is selected based on open cell foam or closed. 4. Insert (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mousse est choisie à base d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. 4. Insert (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the foam is selected based on aluminum or aluminum alloy. 5. Insert (5) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le 15 revêtement métallique (6) est obtenu par projection thermique sur ledit insert. 5. Insert (5) according to the preceding claim, characterized in that the metal coating (6) is obtained by thermal spraying on said insert. 6. Insert (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement métallique (6) présente une épaisseur d'au moins 300 micromètres, notamment d'au moins 400 micromètres, notamment entre 500 micromètres et 5 mm. 20 6. Insert (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the metal coating (6) has a thickness of at least 300 microns, especially at least 400 microns, especially between 500 micrometers and 5 mm. 20 7. Procédé de coulée d'un fût de carter cylindre, caractérisé en ce qu'on coule l'alliage métallique (8) constitutif dudit fût autour de l'insert (5) selon l'une des revendications précédentes. 7. A method of casting a sump cylinder, characterized in that sinks the metal alloy (8) constituting said barrel around the insert (5) according to one of the preceding claims. 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lors de la coulée de l'alliage constitutif (8) du fût, la mousse métallique de l'insert (5) fond 25 partiellement depuis sa surface externe (5b). 8. Method according to the preceding claim, characterized in that, during the casting of the constituent alloy (8) of the barrel, the metal foam of the insert (5) partially melts from its outer surface (5b). 9. Carter cylindres de moteur à combustion comprenant au moins un fût coulé selon l'une des revendications 7 ou 8. 9. Crankcase combustion engine cylinder comprising at least one cast drum according to one of claims 7 or 8. 10. Carter cylindres de moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un fût coulé en alliage métallique, notamment à base d'aluminium et de silicium, qui présente une composition qui évolue au voisinage de sa paroi cylindrique, ladite paroi étant couverte d'un revêtement (6). 10. Combustion engine cylinder casing according to the preceding claim, characterized in that it comprises at least one cask made of metal alloy, in particular based on aluminum and silicon, which has a composition which evolves in the vicinity of its wall cylindrical, said wall being covered with a coating (6). 11. Carter cylindres selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'évolution de composition se présente sous forme d'une interface diffuse entre une composition de l'alliage métallique coulé (8) et une composition différente (5) au voisinage de la paroi cylindrique du fût. 11. Carter cylinder according to the preceding claim, characterized in that the composition evolution is in the form of a diffuse interface between a composition of the cast metal alloy (8) and a different composition (5) in the vicinity of the cylindrical wall of the barrel. 12. Carter cylindres selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la paroi cylindrique du fût couverte par le revêtement (6) est rugueuse. 12. Crankcase according to claim 10 or 11, characterized in that the cylindrical wall of the barrel covered by the coating (6) is rough.
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