EP1354651B1 - Elément de construction allégé comprenant une mousse métallique ainsi que procédé et installation pour sa fabrication - Google Patents

Elément de construction allégé comprenant une mousse métallique ainsi que procédé et installation pour sa fabrication Download PDF

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EP1354651B1 EP03450095A EP03450095A EP1354651B1 EP 1354651 B1 EP1354651 B1 EP 1354651B1 EP 03450095 A EP03450095 A EP 03450095A EP 03450095 A EP03450095 A EP 03450095A EP 1354651 B1 EP1354651 B1 EP 1354651B1
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Herbert Flankl
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Alois Birgmann
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Definitions

  • melt is introduced only in the interior of the mold, thereby displacing the air.
  • the casting mold according to the invention has a temperature below the liquidus temperature of the foamable alloy, liquid metal solidifies on the inner wall and in the small-sized openings of the mold and a dense surface layer is formed. The layer formation is dependent on the time as well as the mold and melt temperature and it can be by controlling these parameters a desired thickness of the core surface layer easily controlled or adjusted.
  • Lightweight components with different thicknesses of the outer wall body can also be used very efficiently as parts with a high capacity for taking up a deformation energy. These parts can easily be formed in such a way that their beginning of deformation is desired to be compressed. and pressure direction dependent occurs.
  • FIG. 2 an assembly of a mold 21 is shown with an insertion opening 211, wherein mold parts 21 ', 21 "as side parts in the direction X or X' and a G manformkopfteil 21"'with a gas outlet opening 212 in the direction Y' merged and clamped together.

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Claims (10)

  1. Procédé de fabrication d'un composant léger qui présente un corps métallique de paroi extérieure au moins partiellement fermé et une partie intérieure constituée de mousse métallique, dans lequel, dans une première étape, on prépare par pyrométallurgie une pièce de noyau qui présente une couche de surface étanche à laquelle une partie intérieure de noyau moussée qui remplit la pièce de noyau est reliée métalliquement, suite à quoi, dans une deuxième étape, la pièce de noyau est placée dans un moule de coulée et est ensuite englobée dans du métal fondu qu'on laisse se solidifier pour former le corps de paroi extérieure, ce qui produit une liaison en correspondance géométrique et/ou métallique entre la couche étanche de surface de noyau et le corps de paroi extérieure,
    caractérisé en ce que
    dans la première étape du procédé, à savoir l'étape de préparation du noyau, on amène et/ou on maintient la partie du moule de coulée qui est située le plus haut dans le sens vertical et qui est dotée d'une ouverture d'introduction et d'au moins une ouverture de petit format à une température inférieure à la température de liquidus d'un alliage moussable et en ce qu'on la relie de manière étanche au métal liquide à une pièce de versage ou de remplissage en forme de tube ou d'entonnoir, éventuellement chauffée, qui s'enfonce dans cet alliage fondu, suite à quoi on refoule et extrait l'air du moule de coulée en déplaçant vers le haut le ménisque ou le niveau de métal fondu liquide par l'ouverture d'introduction jusqu'aux ouvertures de petit format situées le plus haut sur le moule de coulée et on forme sur la totalité de la surface intérieure du moule de coulée une couche superficielle étanche et solidifiée du noyau, d'épaisseur souhaitée, la partie centrale du métal liquide en est refoulée par apport de bulles de gaz qui se rassemblent en une mousse métallique et la solidification de la pièce intérieure moussée du noyau est réalisée en extrayant la chaleur du système de manière contrôlée pour former une pièce de noyau composite.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de noyau est constituée d'un métal moussable ou d'un alliage métallique moussable, éventuellement à résistance mécanique accrue, et le corps de paroi extérieure d'un matériau métallique différent du premier, de préférence un alliage plus tenace de métaux légers.
  3. Procédé selon les revendications 1 ou 2,
    caractérisé en ce que le moule de coulée est formé de plusieurs pièces qui présentent entre elles des interstices d'adaptation perméables au gaz et en ce que son ouverture d'introduction est reliée à la pièce de versage ou de remplissage, le bain de fusion qui remonte dans les interstices et qui pénètre dans les ouvertures de petit format pour s'y solidifier exerçant un effet d'étanchéité, ce qui permet d'obtenir une couche continue de surface de noyau.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bulles de gaz qui refoulent la partie métallique liquide de la couche superficielle du noyau sont formées dans le bain de fusion à une taille essentiellement uniforme qui dépend de la teneur en particules et en particulier de la teneur en SiC, à une distance d'au moins 20 mm ou davantage de l'ouverture d'introduction dans le moule de coulée, et en ce qu'on les laisse remonter.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps métallique de paroi extérieure est fabriqué par un procédé de moulage sous pression et en ce que l'épaisseur de la couche superficielle du noyau est ajustée par l'intermédiaire de la taille des bulles de moussage de la pièce intérieure du noyau, de la pression prévue du métal liquide et de la température de coulée au cours de l'opération de moulage sous pression.
  6. Dispositif de fabrication d'un composant léger (1) qui présente un corps métallique (12) de paroi extérieure au moins partiellement fermée et une partie intérieure (13) constituée d'une mousse métallique dotée d'une couche superficielle étanche (14) de noyau, le dispositif étant constitué d'un dispositif (2) de fabrication de noyau et d'un dispositif (3) de coulée sous pression de la paroi extérieure,
    caractérisé en ce que
    le dispositif (2) de fabrication du noyau est formé essentiellement d'un moule de coulée (21) qui présente une ouverture d'introduction (211) dans son fond et au moins une ouverture d'évacuation (212) dans la partie du moule située le plus haut dans le sens vertical, éventuellement un moyen de fermeture (214) de l'ouverture d'introduction (211) du moule de coulée (21), un bain de fusion (22) placé dans un récipient (23) de bain de fusion qui peut être rendu étanche et mis sous pression, une pièce de versage ou de remplissage (231) qui s'enfonce dans le bain de fusion (22) et un moyen de soufflage (24) d'un gaz en vue de la formation d'une mousse métallique.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moule de coulée (21) est formé de plusieurs pièces (21', 21 " , 21"'), présente des interstices d'adaptation (213, 213') perméables au gaz et est relié à un moyen de fermeture (214) qui peut être déplacé par rapport au moule ou est relié de manière étanche au métal en fusion à la pièce (231) de versage ou de remplissage qui peut éventuellement être chauffée.
  8. Dispositif selon les revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'un moyen (24) d'introduction de gaz est disposé dans le fond de la paroi du récipient (23) à bain de fusion en dessous de la pièce (231) de versage ou de remplissage et présente des parties d'ajutage (241) qui s'enfonce dans le bain de fusion (22).
  9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le ménisque (221) du bain de fusion (22) présent dans la partie intérieure de la pièce (231) de versage ou de remplissage dans l'espace intérieur du moule de coulée (21) peut être amené jusqu'à la surface (222) du niveau extérieur de coulée sous l'action d'une pression de gaz.
  10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de coulée sous pression de la paroi extérieure présente pour le maintien et le positionnement de la pièce de noyau (10) un moyen de serrage (31, 31') qui forme avec d'autres pièces (32', 32") de la paroi du moule un moule de coulée sous pression (32) sur lequel on peut placer un moyen d'introduction de matière en fusion, par exemple une tuyère (33) qui permet d'apporter (4) du métal de coulée.
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