FR2615768A1 - Procede de moulage en coquille, notamment metallique, et dispositif et coquille s'y rapportant - Google Patents

Abstract

Une coquille métallique 1 comprend deux demi-coquilles 3, 4 qui définissent entre elles une empreinte reliée à des moyens d'aspiration 56. La coquille 1 est montée mobile en hauteur sur un châssis 18 portant rigidement une buse d'aspiration 16. Pour aspirer le métal, la coquille est appliquée de façon étanche contre la buse qui est plongée dans le bain 62. Après remplissage de l'empreinte, la matière se solidifie dans un étranglement 26 de la buse. Ceci permet de relever le châssis 18 sans que l'empreinte ne se vide. Ensuite, on soulève la coquille 1 relativement à la buse 16 pour casser la matière dans l'étranglement et laisser retomber dans le bain la matière 68 qui se trouvait dans la buse. On démoule en écartant l'une de l'autre les demi-coquilles. Utilisation pour les métaux et oxydes à haut point de fusion.

Description

2615?68

La présente invention concerne un procédé de moulage, notamment pour pièces en matière à haut point de fusion telle que les métaux et alliages ferreux, le titane, les oxydes réfractaires et analogues, dans lequel on plonge dans un bain de matière en fusion une ouverture de remplissage inférieure communiquant avec une empreinte d'une coquille métallique, on emplit de matière en fusion cette empreinte par différence de pression entre le bain et l'empreinte, puis avant le

démoulage on soulève du bain l'ouverture de remplissage.

La présente invention concerne également un dispositif

pour la mise en oeuvre de ce procédé.

La présente invention concerne encore une coquille

pour la mise en oeuvre du procédé ou pour équiper le dispositif.

Un tel procédé est connu d'après l'ouvrage GIESSEREITECHNIK, Août 1960, Pages 248-249, article intitulé "Fabrication de pièces moulées par aspiration de la matière

moulable au moyen de vide".

Ce document décrit la fabrication de manchons en bronze par aspiration dans une coquille refroidies en forme

de cloche, dont le bas ouvert est plongé dans un récipient.

puis cessation de l'aspiration pour laisser refluer dans le récipient le métal liquide et ne conserver dans la cloche que

la pellicule qui a eu le temps de se solidifier.

Ainsi, le procédé connu est limité à la fabrication de pièces creuses ouvertes, sans exigences de precision sur les dimensions et l'état de surface intérieurs, ni sur

l'épaisseur de la paroi de la pièce.

Pour réaliser des pièces nécessitant un moulage positif de toutes leurs surfaces, on sait d'après le FR-A-2 452 186 utiliser un moule en sable prolongé vers le bas par une buse que l'on plonge dans un bain de métal liquide pour aspirer le métal. Quand les empreintes sont remplies, le métal stationnant dans la buse se solidifie localement et rapidement avant que la buse n'ait eu le temps

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de se réchauffer. On saisit l'occasion de cette solidification locale et rapide pour lever le moule du bain, de façon à rendre définitive ladite solidification. Le démoulage résulte

de la destruction du moule en sable.

Pour mouler des métaux ferreux en coquille, on sait remplir par le haut une coquille chaude. Il n'est pas possible de passer & l'utilisation d'une coquille froide car en liaison avec la solidification rapide qui en résulte en surface, les turbulences du remplissage par le haut se traduisent par des défauts mécaniques dans les pièces moulées obtenues. Les turbulences seraient moindres si le remplissage était effectué par le bas, comme l'enseigne le FR-A-2 452 186 à propos du moule en sable. De plus, le remplissage par le bas permettrait de remplir le moule directement à partir du bain, sans transvasement, donc avec moins de matériel, moins

de place et moins de pertes calorifiques.

Toutefois, le remplissage par le bas implique d'attendre la solidification dans la buse avant de retirer celle-ci du bain. A la suite de cette solidification une calotte de métal solidifié coiffe l'extrémité inférieure de la buse. Avec un moule en sable, ceci n'est pas gnant car le démoulage résulte de la désagrégation du moule. Avec une coquille, destinée par définition à être réutilisée, cette calotte empche le démoulage et c'est pourquoi l'enseignement du FR-A-2 452 186 n'a jamais pu tre transposé au moulage en coquille. GIESSEREITECHNICK ne permet pas de résoudre le problème puisque ce document se contente de décrire non un moulage au sens strict, mais la simple formation d'une

coque solidifiée après reflux de la masse fluide centrale.

Ceci n'est pas applicable si l'on doit remplir une empreinte et permettre la solidification de la masse métallique emplissant l'empreinte, car alors le problème est précisément d'empêcher au moyen d'un bouchon solidifié dans la buse, le reflux du métal liquide dans le bain, et ce bouchon solidifié

pose à son tour le problème de démoulage évoqué plus haut.

Le but de l'invention est ainsi de proposer un procédé de moulage en coquille avec remplissage du moule par différence de pression entre le bain et l'empreinte, en vue de permettre: - le moulage de matières très diverses, notamment les aliiages, y compris ceux contenant des éléments oxydables; - des cadences rapides; - le choix de la durée de solidification, notamment d'une durée très courte en vue d'obtenir un grain fin; - la réduction des turbulences pendant le remplissage de l'empreinte; - l'amélioration de l'état de surface, en vue de

supprimer ou réduire le polissage et/ou l'ébavurage.

Suivant l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'on fait passer la matière en fusion de l'ouverture de remplissage à l'empreinte par un conduit présentant un étranglement, en ce qu'on soulève du bain l'ouverture de remplissage après solidification de la matière dans l'étranglement, et en ce qu'avant le démoulage on écarte de la coquille une buse dans laquelle est formé le conduit depuis l'ouverture de remplissage jusqu'à l'étranglement, de façon à casser dans l'étranglement la matière juste après solidification. Après cette cassure, la matière située dans le conduit en dessous du point de cassure retombe dans le bain. Pendant ce temps, la matière solidifiée qui reste attachée à la coquille juste au-dessus du point de cassure empche que

l'empreinte ne se vide après que la cassure a eu lieu.

Après solidification suffisante de la matière dans la coquille, il suffit de démouler la pièce selon le principe connu en soi consistant à écarter l'une de l'autre deux ou plusieurs parties constitutives de la coquille, définissant

chacune partiellement l'empreinte.

Le procédé selon l'invention s'est avéré procurer des

résultats et avantages remarquables.

Comme la matière passe directement du bain au moule.

le bain peut Ptri à température relativement basse, ce qui économise l'énergie et maintient l'efficacité des traitements antérieurs du bain fondu. La retombée dans le bain de la matière située en-dessous du point de cassure permet également d'importantes économies d'énergie car cette matière n'a que peu refroidi avant de retomber dans le bain. Après démoulage, l'ébarbage à réaliser porte sur des quantités de matière relativement réduites, et il est donc peu coûteux de ramener cette matière excédentaire à la température de fusion. Grace à la très bonne étanchéité d'une coquille (par rapport à celle d'un moule en sable), il est aisé de régler la différence de pression entre moule et empreinte au cours de la montée de la matière dans l'empreinte de façon que l'empreinte soit remplie le plus vite possible sans turbulence. En pratique, la montée de la matière est suffisamment rapide pour que la matière n'ait pas le temps de se figer même si d'une part l'empreinte a une épaisseur relativement faible, par exemple 3 à 5 mm, et d'autre part la coquille est maintenue à une température inférieure à 2000 C permettant de

la classer dans la catégorie des coquilles dites "froides".

Ceci est très avantageux pour la tenue mécanique de la coquille et pour sa durabilité. De plus, les problèmes

d'étanchéïté s'en trouvent considérablement simplifies.

L'invention permet une cadence de coulées extrêmement rapide; le démoulage pouvant avoir lieu dès que la pièce est solidifiée. Ceci permet un refroidissement accéléré, à l'air libre, permettant d'obtenir par exemple une fonte blanche

exempte de ferrite, avec des grains d'une extreme finesse.

Mais ceci n'exclut pas la possibilité d'un refroidissement beaucoup plus lent si cela est désiré. Dans

ce cas, la coquille peut Etre du type "coquille chaude",c'est-

à-dire tre maintenue en service à une température de l'ordre

de 300 à 4000C.

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quos aAnrdni e! ? quawa6uole na! anb awgw ap euoTzeAW.

el V amuezsisgi Jnal a SaSuallamxa 4sa aIIaUUOTSUawTp uoistogJd Jnal aginom ap sa4nJq sameTd sap Jnod alqenbJewaJ aeJ.jns ap 9mTIenb aun 4uo sanuaqqo saei)d sal 89i S L 9z - la figure 5 est une vue de la coquille en coupe selon le plan V-V de la figure 2; - la figure 6 est une vue à échelle agrandie du détail VI de la figure 5, selon une variante de réalisation; - la figure 7 montre une demi-coquille de dessous; - les figures 8 à 12 sont des vues schématiques en élévation latérale du dispositif et du bain au cours de cinq étapes successives du procédé; et les figures 13 à 16 sont des vues schématiques du O10 dispositif manométrique de déclenchement de l'aspiration à

quatre stades du procédé. -

On va d'abord décrire le dispositif de moulage selon l'invention. Le dispositif comprend un moule permament - ou coquille - 1 (figures 1 et 2) porté par un équipage 2. La coquille 1 comprend une demi-coquille 3 qui est fixe par rapport à l'équipage 2 et reçoit de façon coulissante deux tiges parallèles 6 fixées à une demi-coquille mobile 4, qui est ainsi montée pour coulisser selon une direction horizontale. La demi-coquille mobile 4 est attachée, du c8té opposé à la demi-coquille fixe 3. à la tige 7 d'un vérin 8 dont le corps 9 est fixé au bâti de l'équipage 2. Grace au vérin 8. d'axe horizontal, la demi-coquille 4 peut tre

déplacée entre une position d'ouverture écartée de la demi-

coquille 3 (figure 1), et une position de fermeture (figure ) dans laquelle les demi-coquilles 3 et 4 sont en contact l'une de l'autre selon un plan de joint vertical 1l

perpendiculaire à la direction du déplacement de la demi-

coquille 4.

La demi-coquille 3 est évidée de façon & définir entre elle et la demicoquille 4 une empreinte - ou cavité de

moulage - 12 ayant la forme en creux de la pièce à réaliser.

Dans l'exemple représenté, comme le montre la figure 3 par la forme de l'empreinte 12, la pièce à réaliser doit présenter trois doigts divergents, mais, bien entendu, l'invention

n'est pas limitée à cet exemple.

Lorsque les demi-coquilles 3 et 4 sont en contact l'une de l'autre, l'empreinte-12 communique avec l'extérieur par une attaque de coulée 13 qui, selon l'invention, débouche dans une surface inférieure 14 de la coquille 1. qui est aménagée en surface de joint plane et horizontale. Selon une autre particularité de l'invention, le dispositif de moulage comprend encore une buse 16 (figures 1 et 2) portée sous la coquille 1 par un tablier inférieur 17 d'un châssis 18 dont un tablier supérieur 19 est suspendu &

la tige mobile 21 d'un vérin 22.

Comme le montre la figure 3, la buse 16 est traversée par un conduit vertical 23 qui se rétrécit depuis une ouverture inférieure d'alimentation 24 jusqu'à une ouverture supérieure étranglée 26. Plus précisément, l'extrémité étranglée 26, sensiblement cylindrique, est définie par une bague d'usure 27 qui est fixée au corps de la buse 16 par des vis 28 et qui forme avec le reste du conduit 23 un épaulement 29 tourné vers l'ouverture 24. De plus, le conduit 23 s'évase coniquement depuis l'épaulement 29 jusqu'à l'ouverture

inférieure 24.

La buse 16 comprend encore une bride 31 fixée à son corps autour de la bague 27 par des vis 32 avec interposition d'un joint d'étanchéïté occupant une gorge 33. La bride 31 forme collerette à l'extrémité supérieure de la buse 16 et présente des perçages 34 (figure 3) permettant sa fixation sur la face supérieure du tablier 17 tandis que le corps de la buse 16 pointe vers le bas à travers une ouverture du

tablier 17 (figures 1 et 2).

Dans la position représentée à la figure 3, la surface inférieure 14 de la coquille est en appui contre la surface supérieure 36, de forme générale plane, de la bride 31 et de la bague d'usure 27, tandis que l'extrémité étranglée 26 du conduit 23 coïncide avec le débouché, de même diamètre, de l'attaque de coulée 13. La face 36 de la bride 31 présente, radialement entre la bague 27 et les vis 34, une gorge annulaire 37 occupée par un joint 38 assurant l'étanchéïté entre la buse 16 et la coquille 1 lorsque celles-ci sont en

position d'appui mutuel.

Selon une autre particularité importante de l'invention, le dispositif comprend des moyens pour écarter à force la buse relativement à la coquille. A ce titre! l'équipage mobile 2 est monté de façon à coulisser en direction verticale sur quatre colonnes 39 (figures 1 et 2) qui solidarisent les tabliers 17 et 19 du chassis 18. De plus, l'équipage 2 est fixé a la tige mobile 41 d'un vérin 42 dont le corps 43 est fixé sous le tablier supérieur 19 du châssis 18. Grâce à ce vérin 42 d'axe vertical et parallèle aux colonnes 39, la coquille 1 est mobile entre la position, représentée à la figure 3, de contact étanche avec la buse 16, et la position représentée à la figure 2, dans laquelle la coquille 1, et notamment sa surface de joint 14, sont

écartées de la surface de joint 36 de la buse 16.

On va maintenant décrire plus en détail la coquille 1.

Comme le montrent les figures 3 et 5, l'attaque de coulée 13 présente un renflement 44 à distance de son débouché A travers la surface 14, ce débouché formant donc un col ou étranglement relativement au renflement 44. Depuis la surface 14 jusqu'au-delà du renflement 44, l'attaque de coulée 13 est définie entre deux pièces d'usure 46 rapportées au moyen de vis 47, 48, et dont chacune fait partie de l'une des demi-coquilles 3 ou 4. Les deux pièces d'usure 46 s'insèrent dans des évidements correspondants des corps des demi-coquilles 3 et 4. Lorsque celles-ci sont en contact mutuel, les pièces d'usure 46 sont elles-mîmes en contact

l'une avec l'autre selon le plan de joint 11.

A chacun de ses points hauts, l'empreinte 12 est raccordée à des moyens de soufflage et de dégazage. Dans l'exemple représenté (figure 3), l'extrémité de chacun des

trois doigts de l'empreinte 12 constitue un point haut.

Comme le montrent les figures 3 et 5, la demi-coquille 3 présente en prolongement de l'extrémité de chacun des doigts de l'empreinte 12, un évidement 49 ayant une très egT asnq el aeiuo3 agnbTTdde Isa 1 attTnbom el puenb 'TSuTV Tú apTiq el ap 8ú jUToF al aiquom aq4ueV uodeV ap -suXe S juaTnddes;a T aze+jns el V 4uawa^Txelaj aTTjTeS aJTe+ V 4uapual saT;Jed xnap sa3 'ú aJn6zT el V sagluaspidaJ;uos fT aze+Jns el V saluaVerpe saT4Jed xnap saTnas luop 'a6eluow quee anbTJoo 66 jUTxor un guow Ise B8 leuem al suvea -T leuem al la zT a4uxaJdwaT quasseJqwa os n xnap SalT 'lsaTlam aiu3 bt ame-Jns el e saquamecpe quos Tnb 6sqTwmJxa sinaT Jed sgpJommeJ;a aJ;ne, suep un.T spsodsTp n xnap qUe^Tns quepua;,s aTp-V-qsam 6n ua al[noq ap Jno;uoD un qUe^Tns Iuepua,s BS leuez un lutor ap aze+Jns es suep aJomua alJodwom ú allTnbom-Twap el -LZ an6eq el ap g aliam-Twap ua sa6essoq xnap aJiua s9soddo xnexpeJ sa6essed xnap Jed aJ;ne, V unT SlTTaJ (< an6x+) nauu xneauue nap ap awjo el e VV quawapT^qq Zú la 8Z 5s^A Sal ueAemaJ sa6esJad sal ma^e la s9T asnq el ap sdJo3 alT a s;uawglg xnap saa aiqua la Tú apTJq el a Oz iZ an6eq el aBJUa a6eluow ap samTiSsaqUT sal 3a^e JanbTunwwom e aiTuem ap aze+Jns aTpelI suep 'nbTleJd Jnapuo+oJd aTqTe+ ap Lg 4uawapT^A un Da^e danbTunwwoz V ajqT uew ap 91 asnq eI ap 9ú amedJns el V ameV SgTwgJqxa sas ap aunaeq4 V eaqnoqgp n unp aleTJuU6 awJo+ el TSUXe e Tnb 1g jeuem al la ú sallTTnbO-Txwap sap sdJom np s;uepuodsaJJom siuawapT^g sal suep 9f sazQTd sap a6equow ap samxTsjaluz sal a^Ve JanbTunwwom e uode ap ú allnbO-Txwap e ap 9b aJnsnp aBTd el e9a anbeq4 ap quea6uoT ua Tiam la bTl aJnaTzj+ux aVe+Ans eT Vnbsnp ZT aluTaJdwaI ap o93 anbeq4 ap seq al sJaA 01 g6uoloJd 3sa 15 leuez al gú ain6xT el au4uow aI awwo3 apT^ lA adwod aunp aiJquap aT+TjOjl e 9TIa[ 95 neAnI un la uoissaid snos aloze ua UOTieuawxTlep tg neÀnl un a^ve awgw-alla anbTunwwoz Tnb ú5 qua^ e a3oq aun ma^e anbTunwwom IS leuem al 'Il ueld S ne 4uaBwalesa^sueVJ ú aTlXnbOm-Twap el sJa^eJA s sfnbTVeId Zg s4Tnpuom sap Jed 'ZT aluTaJdwa,! ap JnoVne ú allTnbom-Twap el ap qUTOr ap ame+jns eT suep gsnamJ Ig leuem un a^ve Z! a;uxaJdwa,1 alTaJ Tnb <ww To alTdwaxa jed) inapuoioJd alqTe+ 9ZisL9Z l'empreinte 12 est fermée de manière étanche de toute part à l'exception de sa communication avec le conduit 23 de la buse

16 et avec la boîte & vent 53.

Comme le montre la figure 6, la fente 49 à l'extrémité de chaque doigt de l'empreinte 12 peut tre remplacée par un corps poreux 61 fixé à la demicoquille 3 et en contact avec la demi-coquille 4 lorsque les deux demicoquilles sont en position de contact mutuel, le corps 61 étant interposé entre

l'extrémité du doigt considéré et le canal collecteur 51.

On va maintenant décrire le procédé de moulage selon

l'invention, en référence aux figures 8 à 16.

Au départ (figure 8) la coquille 1, dont les deux demi-coquilles 3 et 4 sont en contact l'une de l'autre, est elle-même en contact avec la bride 31 de la buse 16. Grâce au vérin 22 (non représenté à la figure 8), le châssis 18 a été abaissé de façon que l'extrémité inférieure de la buse 16 se trouve juste au-dessus de la surface d'un bain 62 de matière

à mouler en fusion.

De l'azote (ou de l'argon, si l'azote est susceptible de se dissoudre dans le bain fondu) sous pression est soufflé dans l'empreinte par le conduit 54. En même temps, la pompe à vide reliée au conduit 56 fonctionne mais, son débit étant

moindre que le débit d'azote soufflé, de l'azote ressort au-

dessus du bain par l'ouverture inférieure de la buse 16, ce qui éloigne de l'aplomb de la buse 16 le laitier surnageant à

la surface du bain 62.

Pendant ce temps, on mesure la pression régnant dans l'empreinte 12, ou une pression représentative de la pression régnant dans l'empreinte 12 (il peut s'agir par exemple de la pression dans la boite à vent 53). Pour cela, cette pression est envoyée & l'une 63 (figures 13 et 14) des extrémités dirigées vers le haut d'un tube en U 64 contenant une certaine quantité de mercure 66. La branche du tube 64 qui est opposée à l'extrémité 63 est munie d'un détecteur 67 qui se trouve au-dessus de la surface du mercure 66 au repos (figure 13). Ce détecteur 67 comprend deux électrodes qui 4ue4awJad suaAow sap V aqTmosse 4sa agsTITln apTA e adwod el uotrlejdsep aseqd el ap sAnom ne uotleiJdsep uoTssaJd el jaTJe^ adSe BW aufnpuom awgw lnad zam 4aquuaudwal ap awjo+ el uolaS -a;uzadwai suep sainssnoqeTm sap q;a suoliTqjno4 sap V jnoqe sxoealno; sues elq$ssod a43A snld al an4a+*as a6ess$ldwai al anb uo6e+ ap agtn6iJ aiJ Inad uot4eJtdse, 1 4uepuad aquiaidwa<, suep queu69J uoissajdpp el O -ndwoaJaqui aJnawap ajozep a6el++nos al anb alla; 4sa anbixJqalq UoTTellesu,1 sTew Jnaúa4gp np quawal:au au6totgs aJn=Jam al euoisn+ ua aJ9T;ew el ap uoxedzdsei quepuad 69T aJIn6+ el adauow al awwo3 agInow a3Td el suep salInq ap aut6TJcl 9Z e Tos au uoTsn+ ua aJjCew el ap aq^TJ.e.j Jed g3elTp quawanbsniJq la saiTsSa4uT saa suep quuosijdwa ze6 np anb anbsij al TSUTe alA^g uo '8b a Zúç '8z a6euow ap st^ stal jed sgdnDao snoaJ sal suep la 9g la LZ aJnsnpp samQd sap a6euow ap saBT;sjaquT sal sno suep quawale6g siew a4Tp quawadoaJd OZ ZT aquTaJdwa,1 suep 4uawalnas uou amjaxas uoTWeJTdse,1 - la ú sallTnbOm-Twap sal jed aTUT+gp a4UTaidwa.t jTidwai uai^ la 91 asnq el Jed aJitdse sa z9 uTeq al quenflqsuoz uoTsn+ ua aBjTjew el 5sjo sa 95 g lTnpuom ne apTlaJ apTA V adwod el ied l aqutaidwa, l ap uoTssaJdgp ua asTw S Wel uanbgsuo Jed:a.aBoze,1 ap aBel++nos np uoirdnAia;ui,1 apuewwom Tnb teubTs un U aw9 Tm-Tnia3 ' L9 Jinal3ap nenbsnr 99 aindaJw al assnodae la juawanbsniq aUuaw6ne <(g ain6t+)> aqn' np ú9 9Xwqjdxaj V uoTssaJd el anb alios ap eS qTnpuoa al Aed 4ueAT^Je aqozeI ap Iuawaddeqmgl inod almeqsqo 01 un anrTisuoz TBa3 zq uieq al suep 91 asnq el Ja6uold ua uo6e^ ap (quasgJdaJ uou z UJA^ np apTeC e) gssTeqe; sa 8T sTssgqz aTl 6 aJn6i+ el aBJuow al awwom &azTnsu3 b(l ain6i+) ú9 Jnafaagp nenbsnr 99 aJn-1aw al JassnodaJ V sed IT+3ns au la alqTe+ Iuawa^TelaA qsa aquiaJdwa,! S suep uoissaJd el e(uieq np ame+Ans el Ans aJozeI ap ab6elj.++nos) 8 ain6T+ el agluasgidaJ uoTrenTs eT suea - sapoJiDaje salT quTae m-TiniaT Ts aAnmjaw al ded gwja+ qTos anbmit:3alp; înai unnb uode. ap tg aqn4 al suep qualutod Tl

une telle régulation.

La plus grande dimension de l'empreinte étant verticale. au cours du remplissage de l'empreinte, la matière a une surface libre d'aire relativement faible qui se déplace sur une assez grande dénivellation. Grâce à l'aire relativement faible de la surface libre, les risques de tourbillons et d'éclaboussures sont fortement réduits et la progression de la matière en fusion dans l'empreinte est aisément maîtrisable. C'est pour cette raison que, selon l'invention, il est préféré que le plan de joint entre les deux demi-coquilles, qui correspond en principe au plan passant par les deux plus grandes dimensions orthogonales de la pièce à réaliser, soit vertical comme dans l'exemple décrit et représenté, ou oblique comme cela peut tre

avantageux pour certaines pièces à réaliser.

Quand la matière en fusion atteint l'extrémité supérieure ou les extrémités supérieures de l'empreinte, elle ne peut s'engager dans les fentes 49 (figure 5) ou dans les pores du corps 61 (figure 6) car ces passages ont des dimensions trop faibles relativement à la viscosité de la

matière en fusion.

A ce stade, on maintient l'aspiration pendant un temps suffisant pour que la matière débute sa solidification dans l'extrémité étranglée 26 du conduit 23 et/ou dans le col d'entrée de l'attaque de coulée 13. Ce début de solidification obture l'empreinte et emprisonne donc la matière qui s'y trouve. A ce stade (figure 10) le chassis 18 est soulevé par le vérin 22 (non représenté) de façon que la

buse 16 sorte du bain 62.

Ensuite (figure 11) le vérin 42 (non représenté à cette figure) est actionné de façon à écarter la coquille 1 relativement à la bride 31 de la buse 16. Ceci provoque une cassure de la matière partiellement solidifiée au voisinage des surfaces 14 et 36 qui se séparent sous l'effet de ce mouvement. En effet, la matière se trouvant dans le conduit 23 de la buse 16 est retenue dans la buse 16 par l'épaulement

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29 (figure 3). Au contraire, la matière contenue dans la

coquille 1 est retenue dans celle-ci grâce au renflement 44.

La présence du renflement 44 évite que l'effort de traction nécessaire pour provoquer la cassure ne soit supporté par la pièce en cours de solidification dans l'empreinte 12. Comme le montre la figure 11, grace à la forme conique du conduit 23 dans la buse 16, la matière 68 contenue dans la buse 16 retombe dans le bain 62 et peut rapidement s'y réchauffer et refondre car sa température est à peine

inférieure à la température de la solidification.

Ensuite, comme le montre la figure 12, le vérin 8 (non représenté à cette figure) est actionné pour écarter l'une de l'autre les demi-coquilles 3 et 4 et démouler la pièce solidifiée dans l'empreinte 12. La coquille et la buse peuvent Etre réalisées en tout matériau approprié, en fonction de la matière à mouler, des conditions de

refroidissement qui sont recherchées, etc...

De préférence, si la matière à mouler a une température de fusion relativement élevée, s'il s'agit par exemple de métaux ferreux ou d'oxydes réfractaires, la buse 16 est en cuivre ou alliage à forte teneur en cuivre pour évacuer rapidement la chaleur lorsqu'elle est plongée dans le bain. Il est même possible de prévoir des moyens de refroidissement de la buse, et notamment de la bride 31, ce qui a en outre l'avantage d'accélérer le raffermissement de la matière à mouler dans la région o doit avoir lieu la cassure. La coquille peut Etre réalisée en cuivre. en alliage à forte teneur en cuivre, en acier, en fonte, etc..., selon les températures de fonctionnement prévisibles et la rapidité du refroidissement désiré. Les pièces d'usure 27 et 46 peuvent #tre réalisées avec la même matière que le reste de la buse et respectivement de la coquille, le but de leur séparabilité

étant essentiellement de limiter les frais d'entretien.

La coquille peut également présenter plusieurs régions réalisées en matériaux différents pour crier des conditions de refroidissement différentes dans différentes régions de l'empreinte, de façon à donner à la pièce à réaliser des qualités mécaniques qui diffèrent d'un endroit à l'autre

lorsque cela est désiré.

Il est encore possible que l'empreinte ou une partie de celle-ci, soit revêtue d'une couche de céramique pour

ralentir le refroidissement.

L'empreinte restant relativement froide, il n'y a pas de problèmes de différence de dilatation entre les différentes régions de la coquille, ou entre coquille et revêtement. Des essais concluants ont été effectués avec des

coquilles définissant des empreintes d'une épaisseur de 3 mm.

Il est surprenant que dans ces conditions, la montée du métal dans l'empreinte ait pu Etre suffisamment rapide pour que le métal ait le temps de se répartir dans toute l'empreinte avant qu'un bouchon solidifié ne se soit formé en un endroit ou en un autre de l'empreinte, et ce alors que la coquille était maintenue à une température de l'ordre de 2000 C

(coquille froide).

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux

exemples décrits et représentés.

C'est ainsi que, pour des pièces relativement complexes, la coquille pourrait tre réalisée en plus de deux parties mobiles les unes par rapport aux autres pour

permettre le démoulage.

Grâce au soufflage d'azote ou d'argon avant l'aspiration, on évite la présence de gaz oxydants et d'humidité dans l'empreinte pendant l'aspiration. En détectant l'augmentation de pression occasionnée dans l'empreinte par la plongée de la buse dans le bain, on déclenche l'aspiration dès que cela est possible sans perte de temps. Mais tout cela n'est pas indispensable. En tout cas, la détection par colonne de mercure telle que représentée aux figures 13 à 16 peut &tre remplacée par

d'autres moyens connus de détection de la pression.

Au lieu d'avoir lieu par aspiration dans l'empreinte, la montée de matièrepourrait avoir lieu par établissement d'une surpression & la surface du bain. Un dispositif de moulage perfectionné peut comprendre plusieurs coquilles montées sur carrousel et passant tour & tour au- dessus du bain pour les opérations de remplissage et de cassure, puis, éventuellement après un temps de

refroidissement complémentaire, & une station de démoulage.

Il est précisé que la présente invention a été faite au Laboratoire de Géologie et Géochimie appliquées & l'Université d'Orléans par l'équipe de recherche n 601

associée au CNRS.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Procédé de moulage, notamment pour réaliser des pièces en matière à haut point de fusion telle que les métaux et alliages ferreux, le titane, les oxydes réfractaires et analogues, dans lequel on plonge dans un bain de matière en fusion (62) une ouverture de remplissage inférieure (24) communiquant avec une empreinte (12) d'une coquille (1), on emplit de matière en fusion cette empreinte (12) par différence de pression entre le bain et l'empreinte, puis avant le démoulage on soulève du bain (62) l'ouverture de remplissage (24), caractérisé en ce qu'on fait passer la matière en fusion de l'ouverture de remplissage (24) & l'empreinte (12) par un conduit (23) présentant un étranglement (26), en ce qu'on soulève du bain (62) l'ouverture de remplissage (24) après raffermissement de la matière dans l'étranglement (26), et en ce qu'avant le démoulage on écarte de la coquille (1) une buse (16) dans laquelle est formé le conduit (23) depuis l'ouverture de remplissage (24) jusqu'à l'étranglement (26), de fagon à casser au voisinage de l'étranglement (26) la matière juste

après solidification.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après avoir écarté la coquille (1) de la buse (16), pour démouler on ouvre la coquille (1) en écartant l'une de l'autre deux demi-coquilles (3, 4) ayant un plan de contact

mutuel (11) sensiblement vertical.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que pour emplir l'empreinte (12) avec de la matière en fusion, on établit dans l'empreinte (i2) une dépression que l'on règle dans un sens visant & limiter les turbulences.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce qu'avant d'emplir l'empreinte (12) avec de la matière en fusion, on souffle dans l'empreinte (12) un gaz inerte alors que le conduit intérieur (23) de la buse 9sT!gJqe.e 8d uoTBemTpua^aJ el UclaTs + FtsodstU -6 (T) atITnbo el e quawa^Tela-à (9g) asnq el a.io+ q;ae- 9e Jnod (Z) sueAow sap ae '(<) aiTynbom el ap (bl) ainaTJg+u ame+ aun suep aqunoqgp 4a (E) a4utaudwa r e agTIax 4sa Tnb (úT) agInOm ap anbele aun maAe amueqq IuawalqTsuas uoTlemiunwwom ua asTw aiq8 queAnod (9Z) agî6uee4 gTwgxa aun ?,nbsnr (tZ) uoTeluawTIecp aJn;JaAno aun sTndap 0E 4Tz9?JJ as Tnb (úZ) Tnpuoa un Jed asja^eAJ <(91) asnq aun 'ia^AJas ap uoTxTsod ua; sa.T4TsodsTp al anbsol <(1) alttnbom eT snos 4a.ino ua puaBdwom!Tnb en ua gsTAeWeJ <(ZT) a;utaJdwa aun quawaJnatiguT 4uequaspJd <(1) atllTnbo aun; ueuaJdwoD 6Z e T suoTxeTpuaa^aJ sap aun.1 uolas gppoad SZ np aJAnao ua asTW el inod a6etnow ap +TrsodsTG 8 t(T) aquTaAdwal suep uoasn-} ua aT!; ew el v ameTd eT quepgm ze6 np 6(ZT) aluTaJdwa, ? quameCpe (19) xnajod sdJo3 un siaAeA e ealtTannaiJ uo ea6essTidwa- np s.nom ne-nb am ua st eJeD I O suoTle:Tpua^aJ sap anbuoaTanb aunIT uolas gpgmoJd L (ZT) a4uTadwaI suep uoTsnf ua ajBT;ew el V ameld el quepgz ze6 np i(Z) aquTaidwa, ta^e 3uenbsunwwom <(b) aqua+ aun suTow ne ded &aliTanoaJ uo 6a6ess$Idwai np sinom nenb am ua esztJgeJei Sl 4 e T suoT;emTpua^aJ sap aun.1 uolas ipg-oJ-d 9 naTi e 9;xTgjd quawassiquaIeJ al anbsol (ET) aquTaidwa.! suep uoTsn+ ua ajqT3ew el.aJTdse inod uoTssaJdgp aun e (<t) a4uTadwa,1 jawnos uo guoTmaqgp a4jao e asuodgJ ua iqa (9t) asnq el -ed; uawaddeqmpl ap quawassTquale 01O -al anluT ranbal ans 4aBJauT ze6 np Tqqp alt no uoTssaJd el anb la; ia;qweied un a;iaqgp uo sdwa4 ao quepuad 4ag6uotd aq4am Jed TqualeJ suzow ne siote;uelg (Z) a6essTidwaJ ap ajnqda^no.l jed a;daux ze6 np;uawaddeqmçl (9g) uTeq al suep (bZ) a6essTIdwai ap ajnqJaAnol a6uold uo lanbne S

quawow ne.nbsnF gqTmgJd a6el++nos al quaTluTew uonb am.

ua STJ33eJe t b uOTrezTpua^aJ el uolas epgmJ-d S uxeq np snssap-ne Isa (tZ) a6essTldwaJ ap ainqJa^nol 4a (ZT) aqUTaJdwa,1 ma^e anbTunwwoa (91) LT g9iSL9Z en ce que l'extrémité étranglée (26) du conduit de la buse

(16) est définie par une pièce d'usure rapportée (27).

10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9,'

caractérisé en ce que la coquille (1) comprend au moins deux demicoquilles (3, 4) définissant l'empreinte (12) entre elles et appliquées amoviblement l'une contre l'autre selon une surface de joint (11) qui en service est sensiblement verticale. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu entre les deux demi-coquilles (3, 4) un joint en boucle fermée (59) disposée en U autour de l'empreinte (12) de façon à Qtre capable d'un contact étanche par les deux extrémités du U avec un joint annulaire (38) entourant l'extrémité étranglée (26) du conduit (23) de

la buse (16).

12. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 11,

caractérisé en ce que la coquille (1) comprend au moins un canal (51) reliant des interstices de montage, adjacents à un plan de joint (14) coquille - buse, avec des moyens de

dégazage (53. 56>.

13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12,

caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de soufflage (53, 56) dans l'empreinte (12), et des moyens (64, 66, 67) sensibles à la pression dans l'empreinte (12) pour déclencher le début d'une phase d'aspiration dans l'empreinte lorsque la pression dans l'empreinte (12)

atteint un certain seuil.

14. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 13,

caractérisé par des moyens pour réguler la différence de pression entre l'empreinte (12) et la surface du bain au

cours du remplissage de l'empreinte.

15. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 14,

caractérisé en ce qu'il comprend un chassis (18) portant la buse (16), un premier vérin (22) pour déplacer verticalement ce chassis (18), un équipage (2) monté à coulissement vertical sur le chassis (18) et portant la coquille (1) et (T) allTTnbo el quawaJnaTgxa aquasgid anb (blT) 4ulor ap ame+ins aun suep (T) alirnbom el ap JnaT3jxaT Sú V aqznoqgp la sallea alua (b eú) sallTnbaz-Twep xnap sal ed apwJo+ 4sa (úT) aTlnom ap anbeeT anb am ua asT ee doZ e LT SUOw4emtPUa^aj sap aunl UOlas aTllTfnbo3 'TZ (9t) agjoddei ainsnp aaTd el ap a6e4uow ap sazzsJa4UT sa! (g) Oú a6ezebgp ap suaAow xne aTlaJ (Ti) Teuea un suTow nenb am ua asTJ93eJe T'61 uoTleTPuaaJ el uoTlas aTllTnbo3 -OZ jnarTjgxac V queqmnoqgp 9qTwqJ4xaT; ueuaJdwoD uoT6gJ el suep suTow ne (úT) agTnom ap anbe4eT;uessTuT+p (9b) aeodde. ainsnp SZ anqd aun suTow ne pueaJdwo a. tanb am ua ags;9eJeD ST1 no LT sUOTlemTpua^aJ sap aun,! uolas allTnbo3 6T -JnaTJg;xalT e ueqznoq9p 91wmJxa UOs ap amue3sTp e (t) luawal+uaJ un a3uasgid (úT) agTnom ap anbe; el anb am ua aesTiiUeJe3 eTl uoTieTpua^aJ e uolaS5 allTnbO3 'T S seq al sJa^ (I) ajTTnboo el ap AnaTJ9exaT e aqmnoqgp (úT) aqinom ap anbeq4e,T anbsiol qneq ua a^noj3 as Tnb To-allan ap uoT6 . el suep saqmnoqgp e uoôe+ ap (ZT) ajuTaJdwa,l e sTla[ (r - I T &6t) a6eze6ep ap suaAow sap aiqno ua puaJdwom alla,nb am ua agsTxj Jeie <(úI) aglnoz ap Sl anbe;;e aun ded inaiig.xal Ma^e uenbiunwwon (ZI) a4uTaiJdwa aun salla aiqua quessTuT+p la (TT) JuTor ap ame+Jns aun uolas quawalqT^owe sagTqwasse (b '2) salTjnbo,Twap xnap suTow ne;ueuaJdwom T91 W 8 suoT3emTpua^aJ sap aunT uolas + TqTsodsTp un jsadnbg inod no L W T sUOTemTpua^aj sap aunT 01 uolas qpgzojd np a,^nao ua asTw el inod allTnbo3 LT ad^ynm ap uoTxjodojd aslo+ aun suTow ne queualuom asJTew aun ua saesTIegi luos (l) ajlTnbom el no/qa (91) asnq e! anb am ua gsiJxqmeJem &T W 8 suoT;eDTpuaAaJ sap aun,[ UOTas + TqTSOdsTa 91S (gT) asnq el ap agsjem qSa (1T) alltTnbo el allanbel suep uoTTsod aun a (1T) alTjnbo3 el aAe (91T) asnq el ap aqmueqg uoTqe3Tunwwom ap uoTxTSod aun aslua (81) sTssgqm ne lioddei ied (Z) a6edTnbgl.ameldgp. nod (Z) UTJgA awmTxnap un 6T sensiblement perpendiculairement à la surface de joint (11)

entre les deux demi-coquilles (3, 4).