Procédé pour la confection de moules réfractaires et modèle pour la mise en #uvre <B>du</B> procédé. La présente invention colleerlle la techni que de la fonderie en général et, plus parti culièrement, un procédé perfectionné pour la confection de moules réfractaires et un mo dèle pour la mise en #uvre du procédé.
Dans le procédé ustiel de confection (le moules du genre particulier envisagé, le mo dèle, façonné<B>à</B> la forme de l'objet<B>à</B> fabri quer, est généralement fait en cire ou une autre matière<B>à</B> bas point de fusion destinée <B>à</B> être fondue et, éliminée par l'action de<B>la</B> chaleur pour former, par exemple, la cavité de coulée désirée dans le moule. Ces modèles ne peuvent donc servir qu'une seule fois, et il est nécessaire de refaire un nouveau mo- déle pour ebaque moule à confectionner.
D'autre part, ces modèles connus sont re lativement fragiles et affectés par les condi tions de température.<B>Il</B> est nécessaire de les manipuler avec précautions pour empêcher leur rupture ou leur déformation.<B>Il</B> est é,-,#a- lement nécessaire de surveiller attentivement la composition de la cire, par exemple, pour l'adapter aux conditions atmosphériques et, plus particulièrement, aux conditions de teift- pérature au moment de l'emploi du modèle.
Pour le moulage de ces modèles fraciles, <B>1 1</B> <B>la</B> eire ou une autre matière<B>à</B> bas point de fusion est fondue et généralement introduite dans un moule froid, ce qui exige une très grande attention pour éviter les retraits et les inexactitudes du modèle qui en résultent. De plus, la cire ou autre matière pour le moulage de modèles peut contenir des bulles d'air.
C'est pourquoi, si le modèle est exposé- à une élévation suffisante de température, non seulement ce modèle subit un ramollisse ment intempestif, mais Fair inelus peut se dilater et entraîner un gonflement et une<B>dé-</B> formation du modèle.
D'autre part, la cire (par exemple) se dilate considérablement lorsque sa tempéra ture s'élève jusqu'au voisinage du point de fusion, en partant d'un état relativement chaud, ce qui exige une grande attention pour éviter la rupture éventuelle ou -une autre détérioration du moule au moment oÙ l'on élimine le modèle.<B>Il</B> est également né cessaire de veiller<B>à</B> éviter la désintégration ou autre action nuisible pour la surface de coulée du moule qui risque de conduire<B>à</B> des moulages<B>à</B> surface rugueuse, présentant des inclusions et des pertes de finesse dans les détails, dues par exemple<B>à</B> la pénétration de cire fondue dans la surface de coulée du moule réfractaire.
Un des buts de la présente invention est de créer un modèle pour la confection de moules réfractaires, destiné<B>à</B> un emploi ré pété, ne présentant pas les inconvénients des modèles fragiles en cire ou a-Litre matière<B>à</B> bas point de fusion employés antérieurement, et dont la eonstitution assure une surface très lisse et une grande finesse de détails<B>à</B> la surface de coulée du moule, ce qui conduit <B>à</B> la coulée d'objets présentant également une surface très unie et une grande richesse de détails et n'exigeant quuin finissage très ré duit, sinon nul, des objets ec,-Li-lés après l'opé ration de coulée.
<B>A</B> cet effet, le procédé suivant l'invention pour la confection d'un moule réfractaire est eara,ctérisé en ce quIl consiste<B>à</B> utiliser un modèle en une matière élastique,<B>à</B> couler autour de ce modèle une pâte de matière ré fractaire et<B>à</B> extraire -ledit modèle du moule ainsi formé après durcissement de ladite ma tière réfractaire, l'élasticité de ce modèle per mettant de<B>le</B> retirer faeilement du moule durci, de manière que ce modèle ne subit pas de déformation permanente et qu'il peut être utilisé<B>à</B> nouveau pour l'obtention d'autres moules semblables.
Le modèle pour la mise en ceuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il est consti tué par une matière élastique présentant, d'une part, une rigidité suffisante pour ne pas se déformer lors du coulage d'une pâte réfractaire autour de lui et, d'autre part, une élasticité suffisante pour être susceptible de reprendre spontanément sa forme primitive après avoir été extrait de ladite matière ré- fraetaire durcie.
Le dessin annexé illustre-,<B>à</B> titre d'exem ple, deux formes de mise en oeuvre du pro <B>cédé</B> selon ].'invention.
La fig. <B>1</B> est une vue en coupe d'un mo dèle-type ou prototypes,> d'une forme sim plifiée.
La fig. 2 est une vue en coupe schémati- que d'un moule confectionné avec le modèle- type de la fig. <B>1</B> et montre un modèle inter médiaire obtenu avec ce moule.
La fig. <B>3</B> est une vue en coupe montrant schématiquement l'opération de confection (le l'une des parties du moule réfractaire.
La fi-. 4 est une vue de l'ensemble des #5 éléments du moule réfractaire, avec l'objet ,coulé -en place dans ce moule.
La fig. <B>5</B> est une vue en élévation d'un autre modèle-type. La fig. <B>6</B> est une vue en coupe similaire<B>à</B> celle (le la fig. 2 et montre un moule confec tionné avec le modèle de la fi,,,-.<B>5,</B> ainsi que le modèle intermédiaire eoulé clans<B>ce</B> mGule.
La fig. <B>7</B> est une vue en coupe représcii- tant schématiquement l7opération de eonfec- tion de l'un des élénients du moule réfrae- taire, avec le modèle interinécliaire coulé dans le moule de la fig. <B>6.</B>
La fig. <B>8</B> est une vue en coupe montrinit l'opération<B>de</B> confection de l'autre élément du moule réfractaire représenté<B>à</B> la fig. <B>7.</B>
-D'après le dessin, le modèle<B>5</B> utilisé pour la forme de mise en ceuvre du procédé selon l'invention illustré par les fig. <B>1 à</B> 4, qu'on appellera ci-après le modèle-type , est fa- #onné <B>à.</B> la forme de l'objet<B>à</B> fabriquer, et il reproduit fidèlement tous 'les détails de l'ob- Jet. <B>Il</B> peut être fait en métal, alliage oa autre matière appropriée. En fait, il repré sente le prototype exact de l'objet<B>à</B> couler en métal.
Le modèle<B>5</B> représenté est d'une forme tronconique et il présente une bride exté- rietire en<B>6</B> et une paroi en<B>7,</B> mais il est entendu que la forme du modèle<B>5</B> varie sui- -#ant celle de l'objet ù mouler.<B>Il</B> est égale ment entendu que le modèle particulier, choisi<B>à</B> titre d'exemple, est d'une forme sim plifiée pour faciliter la compréhension de l'invention.
De préférence, le modèle-t-,7pe présente une surface très unie, et sa coristitu- tion est par ailleurs telle qu'elle assure des surfaces de coulée très unies pour les<B>élé-</B> ments dui moule formé sur ce modèle. La paroi<B>7</B> du modèle<B>5</B> présente des ouvertures <B>8</B> destinées<B>à</B> recevoir des chevilles de nion- tage, des vis ou des éléments similaires.
Pour la mise en #uvre du procédé selon l'invention, on forme un moule divisé sur le modèle<B>5;</B> il suffira d'indiquer que le moule divisé résultant comporte, ainsi que le mon tre la fig. <B>21,</B> des éléments<B>9</B> et<B>10</B> faits en une matière appropriée quelconque, de préfé rence un alliage<B>à</B> bas point de fusion, par exemple un alliage étain-bismuth. Les<B>élé-</B> ments<B>9</B> et<B>10</B> du moule sont de préférence renforcés par des châssis ou cadres exté- rieurs de renforcement<B>11</B> et 12, ces châssis étant, par exemple, faits en Tolite ou une autre matière appropriée.
Après l'achèvement du moule divisé<B>9, 10,</B> les éléments de ce moule sont séparés et on retire le modèle-type <B>5,</B> qui laisse ainsi une, cavité de coulée façonnée<B>à</B> la forme de l'ob jet<B>à</B> fabriquer et reproduisant tous les<B>dé-</B> tails avec la finesse du modèle principal.
D'après le dessin, l'élément supérieur du moule présente une plaque<B>19</B> fixée au châssis <B>Il</B> par des vis<B>18.</B> La plaque<B>19</B> et Félément <B>9</B> du moule présentflit un trou de coulée 20 débouchant<B>à</B> l'intérieur de la cavité du moille. L'extrémité extérieure du trou (le coulée 20 peut être conformée pour consti tuer une tubulure 21 destinée, par exemple, <B>à</B> recevoir la tuyère d'un injecteur approprié ou d'un autre dispositif servant<B>à</B> introduire dans la cavité (lu moule la matière pour le moulage d'un modèle qu'on appellera mo dèle intermédiaire ou encore sous-modèle .
L'opération suivante consiste<B>à</B> mouler<B>le</B> modèle intermédiaire dans le moule divisé<B>9,</B> <B>10. A</B> cet effet, la cavité de l'élément infé rieur<B>10</B> est de préférence approximativement remplie avec un caoutchouc approprié ou une composition brute<B>à</B> base de caoutchouc. L'élé- ment supérieur<B>9</B> est alors placé sur l'élément inférieur<B>10</B> du moule et les deux éléments sont ajustés l'un sur l'a-Litre, de préférence sous pression.
Les éléments du moule soni, de préférence, munis de ellevilles de centrage oa d'autres moyens appropriés (non représentés) pour assurer un centrage exact des éléments l'un par rapport<B>à</B> l'autre.
Ensuite, les éléments<B>9</B> et<B>10</B> du moule étant maintenus assemblés de préférence sous pression, on injecte sous pression dans la ea- vité 14,<B>à</B> travers le trou '20, du caoutchouc, une composition de caoutchouc, du latex ou une autre matière similaire au caoutchouc, naturelle ou synthétique,<B>à</B> l'état brut, qui est ensuite soumis<B>à</B> la vulcanisation, de préfé rence avec maintien de la pression.
Le ca,)iii- chouc ou la matière similaire au caoutchouc est d'une nature telle que la vulcanisation ait lieu<B>à</B> une température inférieure<B>à</B> la tempé- rature de ramollissement ou<B>de</B> détérioration des éléments<B>9</B> et<B>10</B> du moule.
Par la vulcanisation du caoutchouc ou de la matière similaire au caoutchouc, avec maintien de la pression, la cavité du moule est complètement remplie et donne ainsi -Lui sous-modèle 2ô faconné <B>à</B> la forme de l'objet <B>à</B> fabriquer et reproduisant intégralement ses détails. Les éléments<B>9</B> et<B>10</B> du moule sont ensuite séparés. Le modèle<B>23</B> est retiré et la masselotte 24 -est sectionnée<B>à</B> fleur de la sur face supérieure de la paroi 7a,.
Le modèle<B>23</B> en caoutchouc ou matière similaire au caoutchouc est tenace, résiste<B>à</B> Pusure et aux constituants de la matière ré fractaire formant le moule aggloméré ou nu élément de ce moule, et résiste également aux effets abrasifs -de la matière réfractaire et des éléments de cette matière.<B>Il</B> en résulte que -le modèle se prête<B>à</B> une -utilisation répé tée. De plus, il est possible de distribuer, par exemple, ces modèles<B>23</B> dans une fonderie de précision et de les utiliser dune manière répétée sans qu'il soit nécessaire de fabriquer un nouveau modèle pour cbaque opération de coulée.
Le modèle 2") ne présente pas lion plus les autres inconvénients des modèles en cire ou autre matière<B>à</B> bas point de fusion antérieurement employés et sa constitution permet d'obtenir une surface très unie et -une <U>grande</U> finesse de détails sur la surface de coulée du mou-le réfractaire. Les objets cou lés dans la cavité du moule formé<B>à</B> Païde du modèle<B>23</B> auront également une surface très unie et une grande finesse de détails. Ils n'exi gent qu'un finissage réduit, sinon nul, après l'opération de coulée.
Dans la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, le modèle<B>'23</B> en caout chouc ou en matière similaire au caoutchouc, est employé pour la confection de inoules ré fractaires.<B>A</B> cet effet, on place, par exemple, le modèle sur l'élément inférieur<B>10</B> du moule utilisé pour la confection<B>du</B> modèle<B>23,</B> de la manière indiquée<B>à</B> la fig. <B>3,</B> on emboîte un anneau<B>26</B> sur le châssis de renforcement 12 et on applique un cercle de moulage<B>27.</B> Ce cercle<B>27</B> est ensuite rempli avec un mé- lange humide de matière réfractaire.
Le iné- lange plastique ou humide est de préférence bien tassé et, serré, par vibration par exemple, au contact de la surface supérieure du modèle <B>23.</B> On le laisse ensuite durcir pour former l'élément<B>28</B> rigide, do-Lié de cohésion ou aggloméré, du moule réfractaire.
Pour la. confection de l'a-Litre élément 21) du moule rUractaire, on peut procéder (non représenté) en retournant Félément <B>28</B> par rapport<B>à</B> la, position indiquée.<B>à</B> la fig. <B>3,</B> le modèle<B>23</B> reposant sur l'élément 5, et en coulant, l'élément<B>29.</B> Le mélange humide ou plastique employé<B>à</B> la confection de l'élément <B>29</B> peut être semblable au mélange humide ou plastique -utilisé pour Félément <B>28.</B> TI est de préférence tassé et serré en contact avec la surface opposée du modèle<B>23,</B> et on le laisse durcir de la manière décrite,
pour obtenir l'élément<B>29</B> rigide ou aggloméré, du moule réfractaire.
Après l'achèvement des deux éléments<B>28</B> et<B>29,</B> ceux-ci sont séparés et le modèle<B>23,</B> grâce<B>à</B> son élasticité, peut être retiré, même s'il présente -des parties en saillie.<B>Il</B> laisse une cavité de coulée faconnée <B>à</B> la forme du modèle et reproduisant tous les détails avec <B>le.</B> finesse désirée. Le moule réfractaire est alors prêt<B>à</B> la coulée de l'objet désiré, et lie modèle<B>23</B> en caoutchouc ou matière similaire au caoutchouc peut servir<B>à</B> la confection d'autres moules réfractaires.
Pour la coulée de l'objet désiré, les<B>élé-</B> ments<B>28</B> et<B>29</B> du moule sont assemblés de la manière indiquée<B>à</B> la fig. 4. On peut alors ,couler dans la cavité cl-Li moule ou introduire d'une autre manière un métaJ, par exemple un alliage eobait-ehroine, ou un a-Litre méta.] ou alliage<B>à</B> point de fusion élevé, par Lin trou de coulée<B>30.</B> Ce trou de coulée ÔO, élargi<B>à</B> son extrémité supérieure en<B>301,</B> peut ître pratiqué dans l'élément 28 du moule.
La pièce de moulage ainsi obtenue présente une surface très lisse et reproduit tous les détails du modèle. Elle n'exige qu'un finissage ré duit, sinon nul, après l'opération de coulée. Après cette opération, les éléments du moule réfractaire sont séparés. L'objet coulé<B>32</B> est retiré, la masselotte<B>33</B> est enlevée et la par tie qui <B>y</B> était attenante peut, si nécessaire, être meulée ou traitée de toute autre manière.
Le caoutehoue ou la matière similaire au caoutchouc du modèle<B>23</B> peut être d'une iia- turc telle qu il présente après vulcanisation une dureté et une rigidité appréciables pour le maintien de sa, forme.
En plus des avail- tages <B>déjà</B> indiqués-, et d'autres avantages non spécifiés, le modèle<B>23</B> en caoutchouc -ou ma tière similaire a-Li caoutchouc est tenace et se sépare facilement de la matière réfractaire du moule.<B>E</B> est également élastique, tout au moins jusqu'à, un certain degré, afin de, pou voir reprendre élastiquement sa forme ini tiale en cas de déformation accidentelle.
Le procédé décrit permet également d'uti liser un modèle<B>23</B> en un caoutchouc ou une matière similaire au caoutchouc d'une élasti cité suffisante pour permettre son extraction sans détérioration ni destruction du moule réfractaire ou d'une partie de moule formée sur le modèle, malgré la présence de parties en retrait ou similaires.
Cette possibilité que ne donnent bien entendu pas les modèles en cire, métal on alliage métallique<B>à</B> bas point de fusion, en bois, métal dur, résine syntliétique ou autre est utilisée dans la. forme de mise en #uvre du procédé que l'on va décrirle en référence aux fin-.<B>5 à 8.</B>
<B>A</B> titre dexemple, le prototype 40 est re présenté<B>à</B> la fi-.<B>5</B> sous la forme d'un rou leau ou d'une roue concave, présentant des tourillons coaxiaux 41 sur les faces opposées. Le rouleau ou la roue 40 a une section droite cireulaire, et son diamètre va en décroissant en partant des deux extrémités.
Dans ce cas, on forme un moule divisé sur le modèle prototype 40. Les éléments 42 et 43 ainsi obtenus, qui peuvent être faits en une matière appropriée, de préférence en un alliage<B>à</B> bas point de fusion, tel que l'alliage étain-bismuth, sont également de préférence renforcés par des châssis extérieurs 44 et 45, faits par exemple en fonte ou une autre ma tière appropriée. L'un des éléments du moule, par exemple l'élément -19- et son ehâssis de renforcement 44, présentent un trou de cou lée 46.
_#iprès Fachèvement du moule divisé 12, 43, les éléments sont séparés et le modèle 40 est retiré.<B>Il</B> Ipisse une cavité de coulée 48 faeonnée <B>à</B> la forme de l'objet<B>à</B> fabriquer et reproduisant tous les détails du prototype.
L'opération suivante consiste<B>à</B> couler le modèle intermédiaire<B>50.</B> Ceci peut être effec tué comme précédemment par remplissage des éléments du moule avec un caoutelloue ou une composition de caoutchouc<B>à</B> l'état brut. L'61ëment supérieur 42 est alors placé sur l'élément inférieur 43 et. les deux éléments sont maintenus assemblés, de préférence sous pression. Comme précédemment, les éléments 42 et 43 du moule sont de préférence centrés l'un par rapport<B>à</B> l'autre par des chevilles ou d'autres moyens (non représentés).
Ensuite, les éléments 42 et<B>-13</B> du inoule étant maintenus assemblés sous pression, on injecte sous pression dans la. cavité 48 du moule,<B>à</B> travers<B>le</B> trou de coulée 46, du caoutchouc brut-, une composition de eaout- eh#ouc, du latex ou une autre matière similaire au caoutchouc, naturelle ou synthétique. Le caoutchouc ou la matière similaire a-Li caout- ehoue est ensuite soumis<B>à</B> la vulcanisation, par exemple de la manière précédemment<B>dé-</B> crite.
De même, le caoutchouc ou la matière similaire au caoutchouc est d'une nature telle que la vulcanisation ait lieu<B>à</B> une tempéri- turc inférieure au point de ramollissement ou de détérioration des éléments 42 et' 43 du moule. Le modèle<B>50</B> en -caoutchouc ou ma tière similaire a-Li caoutchouc présente les avantages précédemment indiqués.
Il est é#-a- lement suffisamment élastique pour permet tre son extraction, sans détérioration ou des truction, (l'un moule réfractaire ou d'un<B>élé-</B> ment de moule formé sur le raodèle, malgré la présence de reliefs qui, sans l'élasticité, empêcheraient l'extraction du modèle hors du moule réfractaire ou d'une partie de ce moule.
L'opération suivante consiste<B>à</B> placer le modèle<B>50</B> en caoutchouc ou matière similaire au caoutchouc sur un plateau<B>52,</B> avec l'un (le-, tourillons du modèle engagé dans une n ouverture 52,du plateau pour le,centrage. Un châssis de moulage 54 est ensuite disposé au- dessus du moule et centré par rapport an plateau<B>52,</B> par exemple<B>à</B> Faide,de saillies de centrage<B>55.</B> Le châssis 54 est rempli<B>à</B> tra vers un trou<B>56</B> d'un mélange humide de ma tière réfractaire,
par exemple de la eonsti- tution décrite pour le mode de mise en #uvre précédent -de l'invention. Le mélange humide ou plastique est serré et tassé et on le laisse durcir pour former un élément de moule ré fractaire<B>58</B> rigide et se tenant par lui-même.
L'autre élément<B>60</B> du moule réfractaire peut être ensuite moulé par enlèvement du plateau<B>52</B> et renversement du chassis 54 et de l'élément<B>58.</B> On applique un couvercle<B>62</B> qui peut être centré par rapport au châssis 54 par des saillies<B>55.</B> Une tige 64 est montée pour former un trou de coulée débouchant dans la cavité<B>65</B> ménagée par le modèle<B>50.</B> L'élément<B>60</B> du moule réfractaire est alors coulé par le trou<B>66</B> sur l'élément<B>58</B> du moule.
Après la confection des éléments<B>58</B> et<B>60,</B> la tige 64 est enlevée pour former un trou de ,coulée<B>68</B> pour le métal en fusion. Les<B>élé-</B> ments du moule sont séparés et le modèle<B>50,</B> en caoutchouc ou matière similaire au i3aout- chouc est retiré de l'élément<B>58.</B> Son élasti cité permet cette extraction malgré la<B>pré-</B> sence des parties -convexes des moules prove nant de la forme concave du modèle. Après son extraction, le modèle reprend élastique- ment la forme désirée et peut servir<B>à</B> la. con fection d'autres moules réfractaires.
Pour la coulée d'un objet désiré, les<B>élé-</B> ments<B>58</B> et<B>60</B> du moule. sont assemblés et serrés Fun sur Fautre de la manière indiquée <B>à</B> la fig. <B>8.</B> Le métal est coulé ou introduit d'une autre manière dans la cavité<B>65 à</B> tra vers l'entonnoir<B>68.</B> An cours de la coulée de l'objet fait en un alliage ou un métal, l'air ou les gaz <B>à</B> expulser peuvent s'échapper<B>à</B> travers les éléments réfractaires poreux<B>358</B> et <B>60</B> et<B>à</B> travers les trous d'aération<B>70</B> mé nagés dans les châssis extérieurs ou éléments 54 et<B>62</B> du moule.
Après la coulée, les élé- nients du moule réfractaire peuvent être<B>sé-</B> parés et l'élément<B>58</B> peut être brisé pour per mettre le démoulage de l'objet. La massielotte de la pièce -coulée est sectionnée ou enlevée d'une autre manière, et la partie adjacente de l'objet peut être meulée ou traitée de toute autre manière appropriée.
On peut choisir des éléments réfractaires <B>58</B> et<B>60</B> relativement min-ces et des châssis extérieurs on éléments 54 et<B>62</B> en cuivre ou une matière similaire très bonne conductrice de la, chaleur. Bien entendu, on peut ima giner d#aLitres variantes.
Lorsque les châssis 54 et<B>62</B> sont faits en une matière très bonne conductrice -de la #chaleur, le metal. en fusion chauffe les éléments réfractaires<B>58</B> et<B>60</B> pendant la coulée, et les châssis 54 et<B>62</B> rayonnent rapidement la chaleur dans l'air extérieur.<B>Il.</B> en résulte un refroidissement ra pide ou brusque qui,<B>à</B> son tour, entraîne un refroidissement rapide ou brusque de l'objet coulé. On obtient de -cette manière Lin objet coulé<B>à</B> grain plus fin et plus dense que lors que ce moyen de refroidissement n'est pas appliqué. La. résistance mécanique de Fobjet est aussi plus élevée et la surface de ce der nier est plus lisse.
On réalise également une plus grande exactitude de reproduction des <B>CI</B> détails. La texture<B>à</B> grain fir, est partieuliè- rement importante, par exemple, pour les aimants, les noyaux d'aimants et pièces simi laires, en vue de l'obtention d'une perméabi lité maximum. Les châssis extérieurs ou<B>élé-</B> ments 54 et<B>62</B> renforcent les éléments réfrac. taires <B>58</B> et<B>60.</B>