EP3634666A1 - Dispositif et procédé d'injection pour la production d'au moins une pièce en un verre métallique - Google Patents

Dispositif et procédé d'injection pour la production d'au moins une pièce en un verre métallique

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EP3634666A1
EP3634666A1 EP18727029.3A EP18727029A EP3634666A1 EP 3634666 A1 EP3634666 A1 EP 3634666A1 EP 18727029 A EP18727029 A EP 18727029A EP 3634666 A1 EP3634666 A1 EP 3634666A1
Authority
EP
European Patent Office
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piston
sleeve
mold
injection
face
Prior art date
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Granted
Application number
EP18727029.3A
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German (de)
English (en)
Other versions
EP3634666B1 (fr
Inventor
S bastien GRAVIER
Georges KAPELSKI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut Polytechnique de Grenoble
Universite Grenoble Alpes
Original Assignee
Institut Polytechnique de Grenoble
Universite Grenoble Alpes
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Publication date
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Publication of EP3634666A1 publication Critical patent/EP3634666A1/fr
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/02—Hot chamber machines, i.e. with heated press chamber in which metal is melted
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    • B22D17/02—Hot chamber machines, i.e. with heated press chamber in which metal is melted
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    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/203—Injection pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/06—Special casting characterised by the nature of the product by its physical properties

Definitions

  • the present invention relates to the field of injection production of metal glass parts, also called amorphous metals or amorphous metal alloys.
  • Metallic glasses are recent materials, which are conventionally obtained by rapidly cooling a molten metal or metal alloy.
  • metal glasses refers to metals or metal alloys which are not crystalline and also applies to metals or metal alloys which are partially crystalline and therefore contain a fraction of crystals. Generally, the fraction of the amorphous phase is greater than 50%.
  • the amorphous structure of the metal glasses gives them particularly interesting properties: a very high mechanical strength, a large capacity of elastic deformation, which is generally greater than 1, 5%, a high resistance to corrosion and abrasion.
  • Zr zirconium
  • Mg magnesium
  • Fe iron
  • Cu copper
  • Al aluminum
  • Pd palladium
  • Pt platinum
  • Ti titanium
  • Co cobalt
  • EP 0 875 318 discloses a device for injecting metal glasses, housed in a controlled atmosphere chamber, which comprises on the one hand a crucible which comprises a vertical cylindrical wall and whose bottom is formed by a face radial upper end of a vertical piston and on the other hand a mold which delimits an impression and a vertical channel of inj ection open down and in which is arranged an inner annular shoulder.
  • the crucible is filled with a molten metal material under the effect of an induction coil placed around the vertical cylindrical wall of the crucible. Then, the crucible is moved upward until the upper edge of its cylindrical wall abuts against the inner annular shoulder of the mold. Then, the piston is moved upward to inject the molten metal material into the mold cavity.
  • US Patent 2007 / 0215306A1 discloses an injection device in which a metallic material is placed on an upper radial face of a slide disposed inside a vertical cylindrical wall, constituting a crucible, and supported by a vertical jack . After closing a mold and melting the metallic material under the effect of an induction coil placed around the vertical cylindrical wall, the vertical cylinder moves upwardly the slide in the vertical cylindrical wall in order to inject the molten metal material in mold cavities laterally formed at the upper end of the vertical cylindrical wall.
  • Patent JP 3784528 discloses an injection device which comprises a vertical injection piston provided in its upper part with a deep cylindrical recess receiving an entire metal element to be injected, so that the metal element to be injected is in contact not only with the bottom of the recess but also with the cylindrical wall of the recess.
  • the injection device comprises an induction coil for heating the metal element to be injected, such that the metal element to be injected and the induction coil are separated by the wall of the cylindrical recess.
  • the present invention is intended to avoid such disadvantages.
  • an injection device for producing at least one piece of metal glass which comprises:
  • a mold having at least one cavity and an injection chamber connected to the cavity and open downwards, and
  • a vertical injection piston coaxial with said injection chamber and extending below the mold.
  • the piston has an upper end face on which a metal element of a material capable of forming a metallic glass can be placed, so that when the piston is moved upwards, this material is introduced into the injection chamber and injected into said cavity under the effect of the piston.
  • the upper end face of the piston has a recessed shape adapted to receive a reduced lower portion of said metal element to maintain alone this placed element, so that the major part of said metal element is located above the face of end of the piston, outside the hollow form.
  • the injection device further comprises a heating means which is located below the mold and which comprises coaxial induction coils to the piston, so that, in an intermediate position of the piston, the metal element is located mainly in the interior space to the induction coils.
  • the metal element is supported by the piston and a reduced lower portion of the metal element is exclusively in contact with the piston, so that a possible appearance of crystal seeds, harmful to the structural quality of the final piece , would be confined in a limited volume to the lower portion of the element heated metal, which alone is attached to the piston, and the risk of the metal element being coiled on the piston is reduced.
  • the piston may have, at its upper end, a peripheral chamfer, which may be frustoconical.
  • Said hollow form may be spherical, conical or frustoconical.
  • the injector chamber may have an inner bevel arranged in its lower entrance.
  • An upper portion of the piston may be slidable vertically in the injection chamber of the mold forming a low sliding fit.
  • the device may further comprise a sleeve disposed around an upper end portion of the piston and able to slide vertically relative to the piston, the piston and the sleeve having axial abutment means limiting the upward movement of the sleeve by relative to the piston and a spring urging upwards the sleeve with respect to the piston, said sleeve having an annular bearing face adapted to come into contact with an annular support surface of the mold situated at the periphery of said injector chamber; ection.
  • Said sleeve may be slidable vertically with respect to said upper end portion of the piston by forming a low sliding fit.
  • Said sleeve may have an upper annular face located approximately at the upper end face of the piston when said abutment means are in abutment.
  • Said annular bearing surface of the sleeve and said annular support face of the mold may extend radially.
  • Said annular bearing surface of the sleeve and said annular support face of the mold may be frustoconical.
  • a portion of the sleeve may be adapted to enter an antechamber of the mold located below the injection chamber.
  • the device may further comprise a heating means capable of melting the metal glass element placed on the face upper end of the piston, before its introduction into the injection chamber.
  • the device may comprise means for heating at least an upper part of said vertical piston.
  • heating said metal element by means of heating means located below the mold and comprising coaxial induction coils to the piston (8), so that in an intermediate position of the piston, the metal element is located in the interior space at the induction turns, said molten metal element being held on the upper end face of the piston under the effect of said recessed shape, and
  • an upper portion of the piston can be introduced into the injection chamber, the upper portion of the piston and the injection chamber forming between them a sliding fit with low sliding clearance.
  • a sleeve can be mounted on the upper end portion of the piston, the sleeve and the upper portion of the piston forming between them a sliding fit with low sliding clearance and the sleeve and the mold may have annular support faces resting on each other during the injection of the metal material.
  • a peripheral end chamfer of the piston may be opposite and at a distance from the inner edge of the interface between said annular support faces bearing against one another.
  • At least the upper part of said vertical piston can be heated.
  • Figure 1 shows a vertical section of an injection device, in a low loading position
  • Figure 2 shows in vertical section the injection device, in an intermediate heating position
  • FIG. 3 represents in vertical section the injection device, in an intermediate injection position
  • FIG. 4 shows in vertical section the injection device, in a final injection position
  • FIG. 5 represents in vertical section an alternative embodiment of the injection device, in a low loading position
  • Figure 6 shows in vertical section the injection device of Figure 5, in an intermediate heating position
  • Figure 7 shows in vertical section the injection device of Figure 5, in an intermediate injection position
  • Figure 8 shows in vertical section the injection device of Figure 5, in a final injection position
  • Figure 9 shows in vertical section another alternative embodiment of the injection device, in a low loading position
  • Figure 10 shows in vertical section the injection device of Figure 9, in an intermediate injection position
  • Figure 11 shows a vertical section of an alternative embodiment of the injection device of Figure 5, in another final injection position
  • FIG. 12 shows a vertical section of an alternative embodiment of the injection device of Figure 9, in another final injection position.
  • An injection device 1 illustrated in FIGS. 1 to 4 comprises a mold 2 in which an internal cavity 3 is formed, the shape of which corresponds to the shape of a part to be produced, a cylindrical injection chamber 4, with an axis vertical 5, which opens downwards on the side of a horizontal outer lower face 6 of the mold 2 and an inner channel 7 which connects the upper part of the injection chamber 4 and the cavity 3, upwards or laterally.
  • the cylindrical injection chamber 4 has a cylindrical peripheral wall and a bottom, for example radial.
  • the mold 2 may have a plurality of cavities 3 connected to the injection chamber 4 by internal channels.
  • the injection device 1 comprises a vertical injection piston 8, for example a metallic one, which is arranged coaxially with the injection chamber 3, in a vertical direction 5, and which is vertically movable under the effect of means of injection. drive in translation (not shown) such as a cylinder or a screw-nut system or a ball screw system.
  • a cylindrical upper end portion 9 of the vertical piston 8 is able to be engaged and to slide vertically in the cylindrical injection chamber 4 by forming a sliding fit with little clearance.
  • the vertical piston 8 has, at the upper end of the upper cylindrical end portion 9, a peripheral outer bevel 10 and, optionally, the piston is long enough to provide sufficient flexibility to allow the portion 9 to slide in the chamber 4 despite defects. alignment.
  • the injection chamber 4 could present, alternately or in addition, an annular inner bevel arranged in its lower inlet.
  • the cylindrical upper end portion 9 of the vertical piston 8 has an upper end face 11 which has a hollow central shape 12 and a radial annular zone 13 between the recessed form 12 and the upper annular end of the chamfer 10.
  • the recessed form 12 may be in the form of a spherical cap, as shown, or in the form of a cone or in the form of a truncated cone-shaped, radial-bottomed pan. .
  • the injection device 1 comprises a heating means 14 located below the mold 2, constituted for example by coaxial induction coils 15 to the vertical piston 8, wound for example in a cylinder or a truncated cone.
  • the injection operations can be carried out in the following manner.
  • the piston 8 occupies a low loading position in which its upper end face 11 is situated below and at a distance from the induction turns 15 of the heating means 14.
  • a metal element 1 6 made of a material capable of forming a metallic glass, in the solid state, in the form of a grain, is deposited on the upper end face 1 1 of the piston 8, in a situation such that the hollow form 12 receives a reduced lower portion of the metal element 16 and alone holds the metal element 1 6 placed, by supporting it and preventing it from falling laterally to the piston 8 .
  • the most of the metal element 16 is located above the end face 11 of the piston 8, outside the hollow form 12.
  • the removal operation can be performed by a manipulator arm.
  • the removal operation can be performed in the following manner.
  • a containment ring is brought above and at a short distance from the upper face 11 of the piston 8, the lower end of an inclined gutter is brought above the space created by the confinement ring.
  • a metal element 16 is deposited in an upper part of the gutter. The element 16 slides by gravity into the gutter and enters the space created by the containment ring that prevents it from falling, the metal element 16 being placed above the hollow form 12. After which the gutter is removed and the containment ring is removed without striking the deposited metal element 16.
  • the volume of the metal element 16 may be about one-tenth of a milliliter to three milliliters.
  • the piston 8 is displaced upwardly to an intermediate position illustrated in FIG. 2, in which the metal element 16 is situated mainly in the interior space at the induction turns 15.
  • the metal element 16 is heated until it goes to a molten state.
  • the molten metal element 16 substantially takes the form of a sphere, generally flattened, which is supported and naturally takes a central position on the hollow form 12.
  • the diameter of the cylindrical portion end 9 of the piston 8 is such that the metal element 16 in fusion does not project laterally.
  • the molten metal element 16 is introduced from bottom to top into the injection chamber 4, without it touching the peripheral wall of the injection chamber 4. then the cylindrical end portion 9 of the piston 8 engages in the injection chamber 4. After the chamfer 10 has been introduced into the injection chamber 4, the cylindrical peripheral wall of the end portion 9 of the piston 8 and the cylindrical inner wall of the injection chamber 4, forming a sliding fit with low play, create a seal.
  • the translational movement towards the top of the piston 8 creates a pressure in the injection chamber 4 which generates the injection of the molten metal glass 16 into the cavity 3 via the channel 7. Because of the adjustment sliding with a small clearance between the upper end portion of the piston in the injection chamber 4, the leakage of the metallic material is avoided.
  • a vent in the mold 2 is optionally provided. In the final high injection position, the end face 11 of the piston 8 does not reach, preferably, the bottom of the injection chamber 4.
  • the molten metal element 16 is in contact only locally with the hollow shape 12 of the piston 8, without any other contact. and remains at a distance from the cylindrical wall of the injection chamber 4 as long as it does not reach the bottom of the injection chamber 4, so that the metallic material does not crystallize.
  • the temperature of the piston 8 may be substantially lower than the temperature of the metal element 16 heated, so that the metal element 16 does not adhere to the piston 8.
  • the mold is equipped with controlled heating means and / or cooling (not shown) so that the material constituting the part 17 obtained in the cavity 3 does not crystallize and after extraction, the part 17 has the characteristics of a metallic glass, that is to say the characteristics an amorphous or at least partially amorphous or predominantly amorphous metal or metal alloy.
  • the duration of the heating of the metal glass element 16 may be about thirty seconds and the duration of the movement of the piston 8 from its intermediate position to the injec- tion is short, for example about two seconds.
  • the injection device 1 is placed inside a controlled atmosphere chamber, neutral vis-à-vis the metal glass used, or under vacuum.
  • the piston 8 is moved down to its lower position and the mold 2, which includes mated parts, is opened to demold the part 17 obtained.
  • the piston 8 is equipped with a cylindrical sleeve 1 8 around its upper end portion 8, able to slide vertically relative to one another by a slippery fit at low j had.
  • the upward stroke of the sleeve 1 8 relative to the piston 8 is limited by means of axial abutment.
  • the piston 8 is provided with an annular radial outer shoulder 1 9 oriented downwards and the sleeve 1 8 is provided with an annular radial inner shoulder 20 located below the shoulder 19 of the piston 8 and facing up.
  • the sleeve 1 8 is urged upwardly relative to the piston 8 in the direction of the approach of the shoulders 19 and 20.
  • a coil spring 21 is mounted around the piston 8 and is interposed axially between a radial annular face 22 of the sleeve 18 and an annular radial outer shoulder 23 of the piston 8.
  • the piston For the mounting of the sleeve 1 8 and the spring 21, the piston comprises a lower portion 8a provided with the annular shoulder
  • the sleeve 1 8 has a radial upper annular face
  • the sleeve 18 is arranged and behaves in the following manner.
  • the shoulders 19 and 20 are in contact under the effect of the spring 21.
  • the sleeve is in a high position relative to to the piston 8.
  • the upper radial annular surface 24 of the sleeve 18 is located approximately at the same level as the upper end face 11 of the piston 8, optionally slightly below.
  • the metal element 16 can be deposited without lateral obstacle on the upper end face 11 of the piston 8 and does not come into contact with the sleeve 18.
  • the sleeve 18 retains its high position relative to the piston 8 during the rise of the piston 8 in the direction of the injection chamber 4.
  • the metal element 16 does not come into contact with the sleeve 18 when it is put into position. melting in the intermediate position of the piston 8 illustrated in Figure 6, corresponding to Figure 2, and subsequently.
  • the existence of the sleeve 18, the upper face 24 is located vertically at or in the vicinity of the end 11 of the piston 8, does not affect the operation of melting of the metal element 16 under the effect of the induction coils 15.
  • the piston 8 continues its translational movement upwards in the injection chamber 4 in order to inject the metal glass into the cavity 3 of the mold 2 as described above.
  • the sleeve 18 remains in abutment against the lower radial face 24 of the mold 2, the piston 8 sliding upwards with respect to the sleeve 18 by compressing the spring 21 and the shoulders 19 and 20 'moving away from each other.
  • the sleeve 18 resumes its upward position relative to the piston 8.
  • the sleeve 18 is replaced by a sleeve 25 which differs from the sleeve 18 in that its upper portion 25a has a frustoconical peripheral annular surface 26, converging upwardly.
  • the mold 2 has an inlet antechamber 27 which is located below the injection chamber 4 and whose peripheral wall has a frustoconical inner annular surface 28 situated at the periphery of the injection chamber 4 and converging towards this last.
  • the upper part 25a of the sleeve 25 penetrates inside the antechamber 27 until the frustoconical peripheral annular surface 26 of the sleeve 25 abuts against the frustoconical peripheral wall 28 of the antechamber 27.
  • the frustoconical peripheral annular surface 26 of the sleeve 25 and the frustoconical peripheral wall 28 of the antechamber 27 are complementary, the vertex angle of these frustoconical shapes possibly being between ten and sixty degrees.
  • the radial upper end face 24 of the sleeve 25 is at a small distance from a radial annular shoulder 29 of the mold 2, located at the bottom of the antechamber 27 and around the injection chamber 4 . Then, the sleeve 25 slides relative to the piston 8 which enters the injection chamber 4 to inject the metal glass element 16 placed on the piston 8 as described above.
  • FIG. 11 illustrates an alternative embodiment and arrangement of that described above with reference to FIG. 8.
  • the cylindrical peripheral wall of the cylindrical upper end portion 9 does not penetrate into the injection chamber 4. Only one end portion of the end portion provided with the chamfer 10 of the upper cylindrical end portion 9 of the piston 8 is engaged in the injection chamber 4. The inner edge of the interface between the bearing faces 6 and 24 is located radially facing the upper end chamfer 10 of the piston 8.
  • an alternative embodiment and arrangement equivalent to that described above with reference to FIG. 11 may be applied to the final disposition according to the variant embodiment described with reference to FIGS. 9 and 10 in which the sleeve 25 carried by the piston 8 has a frustoconical upper portion 29 engaged in a frustoconical antechamber 28 of the mold 2.
  • the chamfer end device 1 0 of the piston 8 in the final injection position, is located opposite and at a distance from the annular inner edge of the interface between the radial annular bottom 29 of the mold 2 of the antechamber 27 and the radial annular end face 24 of the piston 8 .
  • the device 1 can be equipped with a heating means for at least an upper part of said vertical piston 8, so that the material constituting the metal element 16 does not cool or come into contact with the hollow form. 12, especially during the aforementioned injection phase, so that the metallic material maintains its molten state and that the metallic material remaining in the chamber 4 maintains its molten state until the imprint 3 is not correctly and completely filled with the molten metal material.
  • this heating means may be formed by means for heating the portion 8a of the piston 8, the heat of which is transmitted by conduction to the upper portion 9 on which the metal element 1 6 is placed.
  • This heating means can comprise induction or resistive turns placed around the portion 8a of the piston 8 or be formed by a heating fluid flowing in channels arranged in the piston 8.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Dispositif et procédé d'injection pour la production d'au moins une pièce en un verre métallique Dispositif et procédé d'injection pour la production d'au moins une pièce en un verre métallique, dans lesquels un piston vertical (8) est mobile selon une direction verticale, une portion supérieure d'extrémité (9) du piston étant apte à être engagée dans une chambre d'injection (4) d'un moule reliée à une empreinte de ce moule et ouverte vers le bas; le piston (8) présentant une face supérieure d'extrémité (11) sur laquelle peut être posé un élément en verre métallique (16) devant être introduit dans ladite chambre (4), la face supérieure (11) du piston (8) présentant une forme en creux (12) apte à recevoir une portion inférieure de l'élément en verre métallique (16). Un moyen de chauffage (14) situé au-dessous du moule comprend des spires d'induction (15), de sorte que, dans une position intermédiaire du piston, l'élément métallique est situé majoritairement dans l'espace intérieur aux spires d'induction.

Description

Dispositif et procédé d'inj ection pour la production d' au moins une pièce en un verre métallique
La présente invention concerne le domaine de la production par inj ection de pièces en verres métalliques, appelés aussi métaux amorphes ou alliages métalliques amorphes .
Les verres métalliques sont des matériaux récents, qui sont classiquement obtenus par un refroidissement rapide d'un métal ou d'un alliage métallique en fusion.
L ' appellation « verres métalliques » s ' applique à des métaux ou des alliages métalliques qui ne sont pas cristallins et s ' applique également à des métaux ou des alliages métalliques qui sont partiellement cristallins et qui, donc, contiennent une fraction de cristaux. Généralement, la fraction de la phase amorphe est supérieure à 50% .
La structure amorphe des verres métalliques leur confère des propriétés particulièrement intéressantes : une très grande résistance mécanique, une grande capacité de déformation élastique, qui est généralement supérieure à 1 ,5 %, une résistance élevée à la corrosion et à l ' abrasion.
On sait déj à élaborer des verres métalliques en particulier à base de zirconium (Zr), de magnésium (Mg), de fer (Fe), de cuivre (Cu), d' aluminium (Al), de palladium (Pd), de platine (Pt), de titane (Ti), de cobalt (Co) .
Disposant d' une matière apte à former un verre métallique, il convient de réaliser des pièces présentant des formes souhaitées en vue d'usages particuliers, en un verre métallique.
Le brevet EP 0 875 3 1 8 décrit un dispositif d' inj ection de verres métalliques, logé dans une enceinte à atmosphère contrôlée, qui comprend d'une part un creuset qui comprend une paroi cylindrique verticale et dont le fond est formé par une face radiale supérieure d' extrémité d'un piston vertical et d' autre part un moule qui délimite une empreinte et un canal vertical d ' inj ection ouvert vers le bas et dans lequel est aménagé un épaulement annulaire intérieur. A distance au-dessous du moule, le creuset est rempli par un matériau métallique mis en fusion sous l'effet d'une bobine d'induction placée autour de la paroi cylindrique verticale du creuset. Puis, le creuset est déplacé vers le haut jusqu'à ce que le bord supérieur de sa paroi cylindrique vienne en butée contre l'épaulement annulaire intérieur du moule. Puis, le piston est déplacé vers le haut pour injecter le matériau métallique en fusion dans l'empreinte du moule.
Le brevet US 2007/0215306A1 décrit un dispositif d'injection dans lequel un matériau métallique est placé sur une face radiale supérieure d'un coulisseau disposé à l'intérieur d'une paroi cylindrique verticale, constituant un creuset, et soutenu par un vérin vertical. Après fermeture d'un moule et mise en fusion du matériau métallique sous l'effet d'une bobine d'induction placée autour de la paroi cylindrique verticale, le vérin vertical déplace vers le haut le coulisseau dans la paroi cylindrique verticale afin d'injecter le matériau métallique en fusion dans des empreintes du moule aménagées latéralement à l'extrémité supérieure de la paroi cylindrique verticale.
Le brevet JP 3784528 décrit un dispositif d'injection qui comprend un piston vertical d'injection pourvu dans sa partie supérieure d'un évidement cylindrique de grande profondeur recevant en entier un élément métallique à injecter, si bien que l'élément métallique à injecter est en contact non seulement avec le fond de l'évidement mais également avec la paroi cylindrique de l'évidement. En outre, le dispositif d'injection comprend une bobine d'induction pour le chauffage de l'élément métallique à injecter, telle que l'élément métallique à injecter et la bobine d'induction sont séparées par la paroi de l'évidement cylindrique.
Les dispositifs d'injection connus, décrits ci-dessus, présentent l'inconvénient qu'une fusion complète et persistante jusqu'à l'injection du matériau métallique dans l'empreinte du moule n'est pas garantie car des points froids peuvent subsister ou apparaître au contact du matériau métallique avec la paroi froide du creuset. De tels points froids peuvent engendrer la formation de germes de cristallisation qui sont nuisibles à la conservation de la structure amorphe du matériau métallique en fusion et aux propriétés finales de la pièce réalisée dans l'empreinte du moule.
La présente invention a notamment pour objet d'éviter de tels inconvénients.
Selon un mode de réalisation, il est proposé un dispositif d'injection pour la production d'au moins une pièce en un verre métallique, qui comprend :
un moule présentant au moins une empreinte et une chambre d'injection reliée à l'empreinte et ouverte vers le bas, et
un piston vertical d'injection coaxial à ladite chambre d'injection et s'étendant au-dessous du moule.
Le piston présente une face supérieure d'extrémité sur laquelle peut être posé un élément métallique en une matière apte à former un verre métallique, de sorte que lorsque le piston est déplacé vers le haut, cette matière est introduite dans la chambre d'injection et injectée dans ladite empreinte sous l'effet du piston.
La face supérieure d'extrémité du piston présente une forme en creux apte à recevoir une portion inférieure réduite dudit élément métallique pour maintenir à elle seule cet élément posé, de sorte que la majeure partie dudit élément métallique est située au-dessus de la face d'extrémité du piston, à l'extérieur de la forme en creux.
Le dispositif d'injection comprend en outre un moyen de chauffage qui est situé au-dessous du moule et qui comprend des spires d'induction coaxiales au piston, de sorte que, dans une position intermédiaire du piston, l'élément métallique est situé majoritairement dans l'espace intérieur aux spires d'induction.
Ainsi, l'élément métallique est soutenu par le piston et une portion inférieure réduite de l'élément métallique est exclusivement en contact avec le piston, de sorte qu'une apparition éventuelle de germes de cristaux, nuisible à la qualité structurale de la pièce finale, serait confinée dans un volume limité à la portion inférieure de l'élément métallique chauffé, qui, seule, est adj acente au piston, et le risque de co llage de l ' élément métallique sur le piston est réduit.
Le piston peut présenter, à son extrémité supérieure, un chanfrein périphérique, qui peut être tronconique.
Ladite forme en creux peut être sphérique, conique ou tronconique.
La chambre d' inj ection peut présenter un chanfrein intérieur aménagé dans son entrée inférieure.
Une portion supérieure du piston peut être apte à coulisser verticalement dans la chambre d' inj ection du moule en formant un ajustement glissant à faible j eu.
Le dispositif peut comprendre en outre un manchon disposé autour d'une portion supérieure d' extrémité du piston et apte à coulisser verticalement par rapport au piston, le piston et le manchon présentant des moyens de butée axiale limitant le mouvement vers le haut du manchon par rapport au piston et un ressort sollicitant vers le haut le manchon par rapport au piston, ledit manchon présentant une face annulaire d' appui apte à venir en contact contre une face annulaire d' appui du moule située à la périphérie de ladite chambre d' inj ection.
Ledit manchon peut être apte à coulisser verticalement par rapport à ladite portion supérieure d' extrémité du piston en formant un ajustement glissant à faible j eu.
Ledit manchon peut présenter une face annulaire supérieure située approximativement au niveau de la face supérieure d' extrémité du piston lorsque lesdits moyens de butée sont en butée.
Ladite face annulaire d' appui du manchon et ladite face annulaire d' appui du moule peuvent s ' étendre radialement.
Ladite face annulaire d' appui du manchon et ladite face annulaire d' appui du moule peuvent être tronconiques .
Une portion du manchon peut être apte à pénétrer dans une antichambre du moule située au-dessous de la chambre d' inj ection.
Le dispositif peut comprendre en outre un moyen de chauffage apte à mettre en fusion l ' élément en verre métallique posé sur la face supérieure d'extrémité du piston, avant son introduction dans la chambre d'injection.
Le dispositif peut comprendre un moyen de chauffage d'au moins une partie supérieure dudit piston vertical.
II est également proposé un procédé d'injection pour la production d'au moins une pièce en un verre métallique, qui comprend les étapes suivantes :
placer un élément métallique en une matière apte à former un verre métallique, à l'état solide, sur une face supérieure d'extrémité d'un piston vertical d'injection, cette face supérieure d'extrémité présentant une forme en creux recevant une portion inférieure réduite dudit élément métallique posé pour maintenir à elle seule ce dernier, de sorte que la majeure partie dudit élément métallique est située au- dessus de la face d'extrémité du piston, à l'extérieur de la forme en creux,
chauffer ledit élément métallique par l'intermédiaire d'un moyen de chauffage situé au-dessous du moule et comprenant des spires d'induction coaxiales au piston (8), de sorte que, dans une position intermédiaire du piston, l'élément métallique est situé dans l'espace intérieur aux spires d'induction, ledit élément métallique en fusion étant maintenu sur la face supérieure d'extrémité du piston sous l'effet de ladite forme en creux, et
déplacer le piston verticalement vers le haut pour introduire ledit élément métallique en fusion dans une chambre d'injection d'un moule, puis créer une pression dans la chambre d'injection du moule afin d'injecter la matière métallique en fusion dans au moins une empreinte du moule reliée à la chambre d'injection.
Pour injecter la matière métallique en fusion, une portion supérieure du piston peut être introduite dans la chambre d'injection, la portion supérieure du piston et la chambre d'injection formant entre elles un ajustement glissant à faible jeu de coulissement.
Un manchon peut être monté sur la portion supérieure d'extrémité du piston, le manchon et la portion supérieure du piston formant entre eux un ajustement glissant à faible jeu de coulissement et le manchon et le moule pouvant présenter des faces annulaires d'appui en appui l'une sur l'autre lors de l'injection de la matière métallique.
En position finale d'injection, un chanfrein périphérique d'extrémité du piston peut être en regard et à distance du bord intérieur de l'interface entre lesdites faces annulaires d'appui en appui l'une sur l'autre.
Au moins la partie supérieure dudit piston vertical peut être chauffée.
Un dispositif d'injection et son mode de fonctionnement vont maintenant être décrits à titre d'exemples non limitatifs, illustrés par le dessin dans lequel :
la figure 1 représente une coupe verticale d'un dispositif d'injection, dans une position basse de chargement ; - la figure 2 représente en coupe verticale le dispositif d'injection, dans une position intermédiaire de chauffage ; la figure 3 représente en coupe verticale le dispositif d'injection, dans une position intermédiaire d'injection ; la figure 4 représente en coupe verticale le dispositif d'injection, dans une position finale d'injection ; la figure 5 représente en coupe verticale une variante de réalisation du dispositif d'injection, dans une position basse de chargement ;
la figure 6 représente en coupe verticale le dispositif d'injection de la figure 5, dans une position intermédiaire de chauffage ;
la figure 7 représente en coupe verticale le dispositif d'injection de la figure 5, dans une position intermédiaire d'injection ;
- la figure 8 représente en coupe verticale le dispositif d'injection de la figure 5, dans une position finale d'injection ; la figure 9 représente en coupe verticale une autre variante de réalisation du dispositif d'injection, dans une position basse de chargement ;
la figure 10 représente en coupe verticale le dispositif d'injection de la figure 9, dans une position intermédiaire d'injection ;
la figure 11 représente une coupe verticale d'une variante de réalisation du dispositif d'injection de la figure 5, dans une autre position finale d'injection ; et
- la figure 12 représente une coupe verticale d'une variante de réalisation du dispositif d'injection de la figure 9, dans une autre position finale d'injection.
Un dispositif d'injection 1 illustré sur les figures 1 à 4 comprend un moule 2 dans lequel est aménagée une empreinte intérieure 3, dont la forme correspond à la forme d'une pièce à élaborer, une chambre cylindrique d'injection 4, à axe vertical 5, qui débouche vers le bas du côté d'une face inférieure extérieure horizontale 6 du moule 2 et un canal intérieur 7 qui relie la partie supérieure de la chambre d'injection 4 et l'empreinte 3, vers le haut ou latéralement. La chambre cylindrique d'injection 4 présente une paroi périphérique cylindrique et un fond par exemple radial.
Le moule 2 peut présenter une pluralité d'empreintes 3 reliées à la chambre d'injection 4 par des canaux internes.
Le dispositif d'injection 1 comprend un piston vertical d'injection 8, par exemple métallique, qui est disposé coaxialement à la chambre d'injection 3, selon une direction verticale 5, et qui est mobile verticalement sous l'effet de moyens d'entraînement en translation (non représentés) tels qu'un vérin ou un système de vis- écrou ou un système vis à billes.
Une portion supérieure cylindrique d'extrémité 9 du piston vertical 8 est apte à être engagée et à coulisser verticalement dans la chambre cylindrique d'injection 4 en formant un ajustement glissant à faible jeu. Optionnellement, pour que cet engagement soit facilité et pour corriger d'éventuels défauts d'alignement, le piston vertical 8 présente, à l ' extrémité supérieure de la portion supérieure cylindrique d' extrémité 9, un chanfrein extérieur périphérique 10 et, éventuellement, le piston est suffisamment long pour donner une souplesse suffisante permettant le coulissement de la portion 9 dans la chambre 4 malgré des défauts d' alignement. Selon une variante de réalisation, la chambre d' inj ection 4 pourrait présenter, alternativement ou en complément, un chanfrein intérieur annulaire aménagé dans son entrée inférieure.
La portion supérieure cylindrique d' extrémité 9 du piston vertical 8 présente une face supérieure d ' extrémité 1 1 qui présente une forme centrale en creux 12 et une zone annulaire radiale 13 entre la forme en creux 12 et l ' extrémité annulaire supérieure du chanfrein 10. Par exemple, la forme en creux 12 peut se présenter sous la forme d'une calotte sphérique, telle que représentée, ou sous la forme d'un cône ou sous la forme d'une cuvette à fond radial et à paro i périphérique tronconique.
Le dispositif d ' inj ection 1 comprend un moyen de chauffage 14 situé au-dessous du moule 2, constitué par exemple par des spires d' induction 15 coaxiales au piston vertical 8 , enroulées par exemple en cylindre ou en tronc de cône.
Selon un mode de fonctionnement, les opérations d' inj ection peuvent se dérouler de la manière suivante.
Comme illustré sur la figure 1 , le piston 8 occupe une position basse de chargement dans laquelle sa face supérieure d' extrémité 1 1 est située au-dessous et à distance des spires d' induction 15 du moyen de chauffage 14.
Dans cette position de chargement, un élément métallique 1 6 en une matière apte à former un verre métallique, à l ' état solide, se présentant sous la forme d'un grain, est déposé sur la face supérieure d' extrémité 1 1 du piston 8 , dans une situation telle que la forme en creux 12 reçoit une portion inférieure réduite de l' élément métallique 16 et maintient à elle seule l ' élément métallique 1 6 posé, en le soutenant et en l' empêchant de tomber latéralement au piston 8. La majeure partie de l'élément métallique 16 est située au-dessus de la face d'extrémité 11 du piston 8, à l'extérieur de la forme en creux 12.
Selon une variante de réalisation, l'opération de dépose peut être réalisée par un bras manipulateur.
Selon une autre variante de réalisation, l'opération de dépose peut être réalisée de la manière suivante. On amène une bague de confinement au-dessus et à faible distance de la face supérieure 11 du piston 8, on amène l'extrémité inférieure d'une gouttière inclinée au- dessus de l'espace créé par la bague de confinement. On dépose un élément métallique 16 dans une partie haute de la gouttière. L'élément 16 glisse par gravité dans la gouttière et s'introduit dans l'espace créé par la bague de confinement qui l'empêche de tomber, l'élément métallique 16 se plaçant au-dessus de la forme en creux 12. Après quoi, on retire la gouttière et on retire la bague de confinement, sans heurter l'élément métallique 16 déposé.
A titre indicatif, le volume de l'élément métallique 16 peut être d'environ un dixième de millilitre à trois millilitres.
Après quoi, le piston 8 est déplacé en translation vers le haut jusqu'à une position intermédiaire illustrée sur la figure 2, dans laquelle l'élément métallique 16 est situé majoritairement dans l'espace intérieur aux spires d'induction 15.
Après quoi, grâce à l'induction générée par les spires d'induction 15, l'élément métallique 16 est chauffé jusqu'à ce qu'il passe à un état en fusion. Sous l'effet des tensions de surface, l'élément métallique 16 en fusion prend substantiellement la forme d'une sphère, généralement aplatie, qui prend appui et prend naturellement une position centrale sur la forme en creux 12. Le diamètre de la portion cylindrique d'extrémité 9 du piston 8 est tel que l'élément métallique 16 en fusion ne dépasse pas latéralement.
Après quoi, le piston 8 est déplacé vers le haut depuis sa position intermédiaire en direction de la chambre d'injection 4.
Ce faisant, comme illustré sur la figure 3, l'élément métallique 16 en fusion est introduit de bas en haut dans la chambre d'injection 4, sans qu'il ne touche la paroi périphérique de la chambre d'injection 4, puis la portion cylindrique d'extrémité 9 du piston 8 s'engage dans la chambre d'injection 4. Après que le chanfrein 10 ait été introduit dans la chambre d'injection 4, la paroi périphérique cylindrique de la portion d'extrémité 9 du piston 8 et la paroi interne cylindrique de la chambre d'injection 4, formant un ajustement glissant à faible jeu, créent une étanchéité.
Après quoi, le mouvement en translation vers le haut du piston 8 crée une pression dans la chambre d'injection 4 qui engendre l'injection du verre métallique 16 en fusion dans l'empreinte 3 via le canal 7. Du fait de l'ajustement glissant à faible jeu entre la portion supérieure d'extrémité du piston dans la chambre d'injection 4, les fuites de la matière métallique sont évitées. Un évent dans le moule 2 est optionnellement prévu. En position haute finale d'injection, la face d'extrémité 11 du piston 8 n'atteint pas, de préférence, le fond de la chambre d'injection 4.
Il résulte de ce qui précède que, jusqu'à la phase effective d'injection dans l'empreinte 3, l'élément métallique 16 en fusion n'est en contact que localement avec la forme en creux 12 du piston 8, sans autre contact, et reste à distance de la paroi cylindrique de la chambre d'injection 4 tant qu'il n'atteint pas le fond de la chambre d'injection 4, de sorte que la matière métallique ne cristallise pas.
Avantageusement, la température du piston 8 peut être sensiblement inférieure à la température de l'élément métallique 16 chauffé, de sorte que l'élément métallique 16 n'adhère pas au piston 8. Le moule est équipé de moyens contrôlés de chauffage et/ou de refroidissement (non représentés) afin que la matière constituant la pièce 17 obtenue dans l'empreinte 3 ne cristallise pas et qu'après extraction, la pièce 17 présente les caractéristiques d'un verre métallique, c'est-à-dire les caractéristiques d'un métal ou d'un alliage métallique amorphe ou au moins partiellement amorphe ou majoritairement amorphe.
A titre d'exemple, la durée du chauffage de l'élément en verre métallique 16 peut être d'environ trente secondes et la durée du déplacement du piston 8 depuis sa position intermédiaire jusqu ' à l' inj ection est courte, par exemple d' environ deux secondes .
Le dispositif d ' inj ection 1 est placé à l' intérieur d'une enceinte à atmosphère contrôlée, neutre vis-à-vis du verre métallique mis en œuvre, ou sous vide.
Par la suite, le piston 8 est déplacé vers le bas jusqu' à sa position basse et le moule 2, qui comprend des parties accouplées, est ouvert afin de démouler la pièce 17 obtenue.
Après un éventuel nettoyage du moule 2, les opérations qui viennent d' être décrites peuvent être renouvelées pour confectionner en série successivement des pièces en verre métallique 17.
Selon une variante de réalisation illustrée sur les figures 5 à 8 , le piston 8 est équipé d' un manchon cylindrique 1 8 autour de sa portion supérieure d' extrémité 8 , aptes à coulisser verticalement l 'un par rapport à l ' autre par un ajustement glissant à faible j eu.
La course vers le haut du manchon 1 8 par rapport au piston 8 est limitée par des moyens de butée axiale. Pour cela, par exemple, le piston 8 est pourvu d'un épaulement extérieur radial annulaire 1 9 orienté vers le bas et le manchon 1 8 est pourvu d 'un épaulement intérieur radial annulaire 20 situé au-dessous de l ' épaulement 19 du piston 8 et orienté vers le haut.
Le manchon 1 8 est sollicité vers le haut par rapport au piston 8 dans le sens du rapprochement des épaulements 19 et 20. Pour cela, par exemple, un ressort hélicoïdal 21 est monté autour du piston 8 et est interposé axialement entre une face annulaire radiale inférieure 22 du manchon 1 8 et un épaulement extérieur radial annulaire 23 du piston 8.
Pour le montage du manchon 1 8 et du ressort 21 , le piston comprend une partie inférieure 8a pourvue de l ' épaulement annulaire
23 et une partie supérieure 8b pourvue de l ' épaulement annulaire 22 et accouplée à la partie inférieure 8 a par une portion axiale filetée 8c.
Le manchon 1 8 présente une face annulaire radiale supérieure
24 apte à venir en appui contre la face radiale inférieure 6 du moule 2 , autour de la chambre d' inj ection 4. Lors des opérations d'injection décrites précédemment, le manchon 18 est disposé et se comporte de la manière suivante.
Comme illustré sur la figure 5, dans laquelle le piston 8 est dans une position basse de chargement correspondant à la figure 1, les épaulements 19 et 20 sont en contact sous l'effet du ressort 21. Le manchon est dans une position haute par rapport au piston 8. La face annulaire radiale supérieure 24 du manchon 18 est située approximativement au même niveau que la face supérieure d'extrémité 11 du piston 8, optionnellement légèrement au-dessous. Ainsi, l'élément métallique 16 peut être déposé sans obstacle latéral sur la face supérieure d'extrémité 11 du piston 8 et n'entre pas en contact avec le manchon 18.
Le manchon 18 conserve sa position haute par rapport au piston 8 lors de la montée du piston 8 en direction de la chambre d'injection 4. L'élément métallique 16 n'entre pas en contact avec le manchon 18 lorsqu'il est mis en fusion dans la position intermédiaire du piston 8 illustrée sur la figure 6, correspondant à la figure 2, et ultérieurement. De plus, l'existence du manchon 18, dont la face supérieure 24 se situe verticalement au niveau ou dans le voisinage de l'extrémité 11 du piston 8, ne nuit pas à l'opération de mise en fusion de l'élément métallique 16 sous l'effet des spires d'induction 15.
Lorsque le piston 8 s'approche en translation de la chambre d'injection 4, l'élément métallique 16 en fusion est introduit dans la chambre d'injection 4 comme décrit précédemment. Cette fois, la face radiale annulaire supérieure 24 du manchon 18 entre en butée contre la face radiale inférieure 24 du moule 2 comme illustré sur la figure 7.
Ensuite, le piston 8 poursuit son mouvement en translation vers le haut dans la chambre d'injection 4 afin d'injecter le verre métallique dans l'empreinte 3 du moule 2 comme décrit précédemment. Ce faisant, comme illustré sur la figure 8, le manchon 18 reste en appui contre la face radiale inférieure 24 du moule 2, le piston 8 coulissant vers le haut par rapport au manchon 18 en comprimant le ressort 21 et les épaulements 19 et 20 s'éloignant l'un de l'autre. Après l'injection, lorsque le piston 8 est déplacé en translation vers le bas, le manchon 18 reprend sa place en position haute par rapport au piston 8.
Grâce à l'ajustement glissant à faible jeu entre le manchon 18 et la portion supérieure d'extrémité 9 du piston 8 et grâce au contact entre la face radiale annulaire supérieure 24 du manchon 18 et la face inférieure radiale 6 du moule 2, autour de l'entrée de la chambre d'injection 4, une étanchéité est créée lorsque le piston 8 produit une pression d'injection dans la chambre d'injection 4 comme décrit précédemment.
Selon une variante de réalisation illustrée sur les figures 9 et 10, le manchon 18 est remplacé par un manchon 25 qui se différencie du manchon 18 par le fait que sa partie supérieure 25a présente une surface annulaire périphérique tronconique 26, convergente vers le haut.
Le moule 2 présente une antichambre d'entrée 27 qui est située au-dessous de la chambre d'injection 4 et dont la paroi périphérique présente une surface annulaire intérieure tronconique 28 située à la périphérie de la chambre d'injection 4 et convergente vers cette dernière.
Lorsque le piston 8 est déplacé vers le haut depuis sa position intermédiaire précitée, la partie supérieure 25a du manchon 25 pénètre à l'intérieur de l'antichambre 27 jusqu'à ce que la surface annulaire périphérique tronconique 26 du manchon 25 vienne en butée contre la paroi périphérique tronconique 28 de l'antichambre 27. La surface annulaire périphérique tronconique 26 du manchon 25 et la paroi périphérique tronconique 28 de l'antichambre 27 sont complémentaires, l'angle au sommet de ces formes tronconiques pouvant être compris entre dix et soixante degrés. Dans cette position en butée, la face supérieure radiale d'extrémité 24 du manchon 25 se trouve à faible distance d'un épaulement annulaire radial 29 du moule 2, situé au fond de l'antichambre 27 et autour de la chambre d'injection 4. Ensuite, le manchon 25 coulisse par rapport au piston 8 qui pénètre dans la chambre d'injection 4 pour injecter l'élément en verre métallique 16 posé sur le piston 8 comme décrit précédemment.
De façon équivalente au contact entre la face radiale annulaire supérieure 24 du manchon 18 et la face inférieure radiale 6 du moule 2, autour de l'entrée de la chambre d'injection 4, le contact entre la surface annulaire périphérique tronconique 26 du manchon 25 et la paroi périphérique tronconique 28 de l'antichambre 27 crée, comme illustré sur la figure 10, une étanchéité lorsque le piston 8 produit une pression d'injection dans la chambre d'injection 4 comme décrit précédemment.
Sur la figure 11 est illustrée une variante de réalisation et de disposition de celle décrite précédemment en référence à la figure 8.
Selon cette variante, lorsque le piston 8 atteint sa position haute finale d'injection mentionnée en référence à la figure 8, la paroi périphérique cylindrique de la portion supérieure cylindrique d'extrémité 9 ne pénètre pas dans la chambre d'injection 4. Seule une partie d'extrémité de la partie terminale pourvue du chanfrein 10 de la portion supérieure cylindrique d'extrémité 9 du piston 8 est engagée dans la chambre d'injection 4. Le bord intérieur de l'interface entre les faces d'appui 6 et 24 est situé radialement en regard du chanfrein supérieur d'extrémité 10 du piston 8.
Dans ce cas, l'étanchéité de la chambre d'injection 4 soumise à la pression d'injection de la matière en fusion est assurée par l'appui annulaire de la face 24 du manchon 18 contre la face 6 du moule 2 sous l'effet du ressort 21 et par l'ajustement glissant à faible jeu entre le piston 8 et le manchon 18.
Comme illustré sur la figure 12, une variante de réalisation et de disposition équivalente à celle décrite ci-dessus en référence à la figure 11 peut être appliquée à la disposition finale selon la variante de réalisation décrite en référence aux figures 9 et 10 dans laquelle le manchon 25 porté par le piston 8 présente une partie supérieure tronconique 29 engagée dans une antichambre tronconique 28 du moule 2. Dans ce cas, en position finale d'injection, le chanfrein périphérique d' extrémité 1 0 du piston 8 se situe en regard et à distance du bord intérieur annulaire de l' interface entre le fond annulaire radial 29 du moule 2 de l ' antichambre 27 et la face annulaire radiale d' extrémité 24 du piston 8.
Avantageusement, le dispositif 1 peut être équipé d'un moyen de chauffage d' au moins une partie supérieure dudit piston vertical 8 , de sorte que la matière constituant l ' élément métallique 16 ne se refroidisse pas ou peu au contact sur la forme en creux 12, notamment lors de la phase d' inj ection précitée, ce afin que la matière métallique conserve son état en fusion et que la matière métallique restant dans la chambre 4 conserve son état en fusion tant que l ' empreinte 3 n ' est pas correctement et complètement remplie par la matière métallique en fusion.
Par exemple, ce moyen de chauffage peut être formé par un moyen de chauffage de la portion 8a du piston 8 dont la chaleur est transmise par conduction à la portion supérieure 9 sur laquelle est placé l ' élément métallique 1 6. Ce moyen de chauffage peut comprendre des spires d' induction ou résistives placées autour de la portion 8a du piston 8 ou être formé par un fluide de chauffage circulant dans des canaux aménagés dans le piston 8.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'injection pour la production d'au moins une pièce en un verre métallique, comprenant :
un moule (2) présentant au moins une empreinte (3) et une chambre d'injection (4) reliée à l'empreinte et ouverte vers le bas, et un piston vertical d'injection (8) coaxial à ladite chambre d'injection (4) et s'étendant au-dessous du moule,
le piston (8) présentant une face supérieure d'extrémité (11) sur laquelle peut être posé un élément métallique en une matière apte à former un verre métallique (16), de sorte que lorsque le piston (8) est déplacé vers le haut, cette matière est introduite dans la chambre d'injection (4) et injectée dans ladite empreinte (3) ;
la face supérieure d'extrémité (11) du piston (8) présentant une forme en creux (12) apte à recevoir une portion inférieure réduite dudit élément métallique pour maintenir à elle seule cet élément posé, de sorte que la majeure partie dudit élément métallique est située au- dessus de la face d'extrémité (11) du piston (8), à l'extérieur de la forme en creux (12) ;
et comprenant un moyen de chauffage (14) situé au-dessous du moule et comprenant des spires d'induction (15) coaxiales au piston (8), de sorte que, dans une position intermédiaire du piston, l'élément métallique est situé majoritairement dans l'espace intérieur aux spires d'induction.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le piston (8) présente, à son extrémité supérieure, un chanfrein périphérique (10).
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit chanfrein est tronconique.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite forme en creux (11) est sphérique, conique ou tronconique.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la chambre d'injection (4) présente un chanfrein intérieur aménagé dans son entrée inférieure.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une portion supérieure (9) du piston (8) est apte à coulisser verticalement dans la chambre d'injection (4) du moule en formant un ajustement glissant à faible jeu.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un manchon (18 ; 25) disposé autour d'une portion supérieure d'extrémité (9) du piston (8) et apte à coulisser verticalement par rapport au piston, le piston (8) et le manchon (18 ; 25) présentant des moyens (19, 20) de butée axiale limitant le mouvement vers le haut du manchon par rapport au piston et un ressort (21) sollicitant vers le haut le manchon par rapport au piston, ledit manchon (18 ; 25) présentant une face annulaire d'appui (24, 26) apte à venir en contact contre une face annulaire d'appui (6, 28) du moule située à la périphérie de ladite chambre d'injection (4).
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ledit manchon (18 ; 25) est apte à coulisser verticalement par rapport à ladite portion supérieure d'extrémité (9) du piston (8) en formant un ajustement glissant à faible jeu.
9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel ledit manchon présente une face annulaire supérieure (24) située approximativement au niveau de la face supérieure d'extrémité (11) du piston (8) lorsque lesdits moyens de butée (19, 20) sont en butée.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel ladite face annulaire d'appui (24) du manchon (18) et ladite face annulaire d'appui (6) du moule s'étendent radialement.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel ladite face annulaire d'appui (26) du manchon (25) et ladite face annulaire d'appui (28) du moule sont tronconiques.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel une portion supérieure (25a) du manchon (25) est apte à pénétrer dans une antichambre (27) du moule située au-dessous de la chambre d'injection (4).
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen de chauffage (14) apte à mettre en fusion l'élément métallique (16) posé sur la face supérieure d'extrémité (11) du piston, avant son introduction dans la chambre d'injection (4).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen de chauffage d'au moins une partie supérieure dudit piston vertical (8).
15. Procédé d'injection pour la production d'au moins une pièce en un verre métallique, comprenant les étapes suivantes :
placer un élément métallique en une matière apte à former un verre métallique (16), à l'état solide, sur une face supérieure d'extrémité (11) d'un piston vertical d'injection (8), cette face supérieure d'extrémité présentant une forme en creux (12) recevant une portion inférieure réduite dudit élément métallique posé (16) pour maintenir à elle seule ce dernier, de sorte que la majeure partie dudit élément métallique est située au-dessus de la face d'extrémité (11) du piston (8), à l'extérieur de la forme en creux (12),
chauffer ledit élément métallique (16) par l'intermédiaire d'un moyen de chauffage (14) situé au-dessous du moule et comprenant des spires d'induction (15) coaxiales au piston (8), de sorte que, dans une position intermédiaire du piston, l'élément métallique est situé majoritairement dans l'espace intérieur aux spires d'induction, ledit élément métallique en fusion étant maintenu sur la face supérieure d'extrémité (11) du piston sous l'effet de ladite forme en creux (12), et
déplacer le piston (8) verticalement vers le haut pour introduire ledit élément métallique (16) en fusion dans une chambre d'injection (4) d'un moule, puis créer une pression dans la chambre d'injection (4) du moule afin d'injecter la matière métallique en fusion dans au moins une empreinte (3) du moule reliée à la chambre d'injection (4).
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel, pour injecter la matière métallique en fusion, une portion supérieure (9) du piston (8) est introduite dans la chambre d'injection (4), la portion supérieure (9) du piston (8) et la chambre d'injection (4) formant entre elles un ajustement glissant à faible jeu de coulissement.
17. Procédé selon l'une des revendications 15 et 16, dans lequel un manchon (18, 25) est monté sur la portion supérieure d'extrémité (9) du piston (8), dans lequel le manchon (18, 25) et la portion supérieure (9) du piston forment entre eux un ajustement glissant à faible jeu de coulissement et dans lequel le manchon (18, 25) et le moule présentent des faces annulaires d'appui (6, 24 ; 26, 28) en appui l'une sur l'autre lors de l'injection de la matière métallique.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel, en position finale d'injection, un chanfrein périphérique d'extrémité (10) du piston (8) est en regard et à distance du bord intérieur de l'interface entre lesdites faces annulaires d'appui (6, 24 ; 26, 28) en appui l'une sur l'autre.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, dans lequel au moins la partie supérieure dudit piston vertical (8) est chauffée.
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