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On sait qu'il est possible de fabriquer des pièces par compression de poudres métalliques ou autres dans des matrices de formes appropriées, la compression donnant aux dites pièces une certaine cohésion qui peut, par la suite, être augmentée par des opérations de frittage ou autre. C'est ainsi que l'on arrive à fabriquer des pièces de forme tronconique en compri- mant les poudres entre une matrice et un poinçon conique, ces deux éléments ayant même angle au sommet.
Toutefois, pour obte- nir des pièces ayant une cohésion suffisante avec les procédés actuels il est nécessaire en général que : 1 - la pièce soit effectivement tronconique, 2 - le rapport de la hauteur au diamètre et à l'angle au sommet du cône soit compris dans des limites données, 3 - l'épaisseur de la pièce soit suffisamment grande, 4 la tolérance d'excentrement soit supérieure à une valeur 'li- mite.
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La présente invention a pour objet notamment de permet- tre la réalisation de pièces dont les caractéristiques ne soient pas conformes aux indications données ci-dessus et en particu- lier de réaliser des pièces coniques de faible épaisseur, à angle au sommet relativement grand, e.t avec des tolérances d'ex- centrement très diminuées.
Elle a pour objet également de permettre, le cas échéant, de fabriquer des pièces dont l'épaisseur peut varier régulière- ment du sommet à la base.
Elle permet en outre de fabriquer des pièces ayant des formes de révolution autres que des formes coniques, etc...
'La présente invention a pour but également de permettre de fabriquer, en utilisant des poudres métalliques ou autres, de densités différentes, des pièces bimétalliques dans lesquel- les le matériau le plus dense constitue la couche externe ou la couche supérieure et le matériau le moins dense la couche in- terne ou la couche inférieure.
A cet effet la dite invention consiste à soumettre la poudre ou les poudres destinées à former l'objet, après qu'elles ont été introduites entre le poinçon et la matrice, et avant d'avoir été soumises à la compression, à une action de centri- fugation autour de l'axe de la dite pièce, centrifugation obte- nue par une rotation autour de cet axe avec une vitesse suffi santé. Après centrifugation la pièce est, de préférence, pré- comprimée entre la matrice et le poinçon pour être ensuite sou- mise à la compression finale.
D'autres objets et caractéristiques de l'invention ap- paraîtront au cours de la description ci-après relative aux dessins ci-joints qui représentent schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de la présente invention.
Sur les dessins la figure 1 représente en coupe axiale la forme de la pièce conique que l'on désire fabriquer.
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Les figures 2, 3 et 4 illustrent schématiquement difé- rentes phases du procédé de fabriqation de cette pièce.
Les figures 5 et 6 représentent enfin deux variantes , de la pièce fabriquée.
Sur la figure on voit que la pièce à fabriquer est constituée par un élément conique 1 à sommet arrondi en 2 et comportant à sa base une collerette 3. Cette pièce doit être fabriquée par exemple par compression d'une poudre de titane.
Sur la figure 2, le poinçon et la matrice utilisés pour la fabrication de cette pièce ont été schématisés en 4 et 5. Le poinçon comporte, comme on peut le.voir, un élément coni- que plein 6 d'angle donné coopérant avec une partie creuse 7 de forme correspondante de la matrice. La partie 6 du poinçon est arrondie en 8 à la pointe de celui-ci, tandis que la partie creu- se de la matrice comporte à sa partie supérieure un orifice 9 destiné à permettre l'introduction de la poudre à comprimer.
Par ailleurs, le poinçon comporte à la base du cône 6 un élément cylindrique 10 s'emboîtant 'dans un élément conique creux 11 de la matrice, de manière à assurer un centrage convenable des deux pièces et la fermeture du moule formé par ces pièces. Enfin autour de cette partie cylindrique sont prévues, sur le poinçon @ et la matrice, deux parties planes 12 et 13 qui sont destinées à se rapprocher l'une de l'autre pendant la phase finale de com- pression.
Voici comment on opère pour la fabrication de la pièce.
On dispose tout d'abord entre les parties planes respectives 12 et 13 du poinçon et de la matrice, une cale d'épaisseur 14 per- mettant de régler le volume de l'espace conique compris entre le poinçon et la matrice, puis on remplit cet espace de la poudre destinée à être agglomérée sous pression. On fait ensuite tour- ner rapidement (à une vitesse de rotation de l'ordre de 1.500 à 3.000 tours/minute par exemple) l'ensemble de la matrice et du poinçon autour de l'axe de révolution A-A' de la pièce, du poin
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çon et de la matrice. Sous l'effet de cette rotation se produit une centrifugation et une répartition convenables des grains de la poudre entre le poinçon et la matrice.
On monte ensuite sur la matrice un couvercle représenté en 15 (figure 3) et on porte l'ensemble ainsi constitué sous une presse pour le soumettre à une compression. de l'ordre de 30 Kg. par exemple, après avoir retiré bien entendu la cale d'épaisseur 14. Le couvercle 15 est muni en son centre d'un évidement 16 correspondant à la for- me de la partie arrondie de la pièce conique. Après cette pré- compression la pièce, qui a déjà une certaine cohésion, est re- tirée de la matrice et remise entre un poinçon et une matrice spéciaux 17 et 18 représéntés figure 4, pour être soumise à une pression de l'ordre de 100 Kg. par exemple. La pièce a alors la cohésion convenable.
On a pu ainsi par exemple réaliser des petites pièces coniques pesant 8 à 10 gr, et ayant un diamètre de base de 34 mm, et 'une épaisseur de 1 mm. avec une tolérance d'excentre- ment de 0,04 mm. à partir d'une poudre à base de titane ou de zirconium additionnée ou non de cuivre'comprimé et, le cas échéant, frittée. La granulométrie des poudres employées était : titane 50/100 ou 100/200 ' cuivre 100/200
Des pièces à épaisseurs variables peuvent être réali- sées en ajoutant aux opérations précédentes une' ou plusieurs compressions intermédiaires. Enfin, il est possible de mécani- ser ce type d'outillage et de l'incorporer à une chaîne de fabrication.
Le procédé conforme à l'invention permet, en choisissant judicieusement les caractéristiques granulométriques de la pou- dre employée et en conservant l'excellente symétrie de masse et d'épaisseur indiquée,, de réaliser des pièces constituées en deux métaux de natures différentes.
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Sur les figures 5 et 6 on a représenté deux de ces piè ces en faisant le remplissage initial, tout d'abord par le mé- tal le plus lourd indiqué en 19 (figure 5) puis en complétant par le métal le plus léger 20 on peut obtenir la pièce composite représentée sur la figure 5 où la base du cône est en le métal le plus lourd et la pointe du cône en le métal le plus léger.
On peut également, si l'on verse simultanément les pou- dres des deux métaux obtenir, par classement des deux poudres sous l'effet centrifuge, une pièce telle que celle représentée sur la figure 6, où les grains métalliques lourds 19 sont à l'extérieur tandis que les grains du métal le plus léger 20 sont à l'intérieur.
On pourra apporter bien entendu de nombreuxes modifica- tions sans sortir du domaine de l'invention.