FR2680125A1 - Method and device for moulding in a shell mould with a cooled rigid permanent mould - Google Patents

Method and device for moulding in a shell mould with a cooled rigid permanent mould Download PDF

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Abstract

The invention relates to a method and to a moulding device, particularly for producing castings. This device comprises a mould (20) consisting of a rigid outer permanent mould (40) comprising at least one inner housing in which a shell mould (50) made of solidified sand is accommodated, this shell mould (50) defining at least one moulding cavity (51) having a form identical to that of the casting, and is characterised in that the permanent mould (40) is equipped with integral cooling means (70), the shell mould (50) consisting of a cold-setting chemical binder and sand aggregate. The invention applies to the production of moulding components of all types, particularly castings.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de moulage, notamment pour la réalisation de pièces de fonderie. The present invention relates to a molding method and device, in particular for producing foundry parts.

On connait depuis longtemps des dispositifs de moulage comportant un moule constitué par une coquille externe rigide, par exemple en métal, avec un logement de forme correspondant généralement à celle de la pièce à réaliser, et dans lequel est logée une carapace en sable dont la partie interne définit une cavité de moulage de profil identique à celui de la pièce. Autrement dit, le logement ménagé dans la coquille est recouvert par une couche peu épaisse de sable solidifié constituant la carapace, qui est changée à chaque coulée. Molding devices have been known for a long time comprising a mold constituted by a rigid external shell, for example made of metal, with a housing of shape generally corresponding to that of the part to be produced, and in which is housed a shell made of sand, the part of which internal defines a molding cavity with a profile identical to that of the part. In other words, the housing formed in the shell is covered by a thin layer of solidified sand constituting the shell, which is changed with each casting.

Cependant, la coulée dans un tel moule d'un matériau en fusion comme une fonte à une température de l'ordre de 14000C, provoque le chauffage de la coquille à une température d'environ 3000C, de sorte qu'on utilise des carapaces en sable à prise à chaud se solidifiant sous l'effet de l'énergie emmagasinée dans la coquille, pour ne pas avoir à attendre le refroidissement complet de cette dernière. Lors du lancement d'une série de coulées, l'emploi de sable à prise à chaud oblige à préchauffer la coquille pour la solidification du sable de la première carapace, ce qui diminue le rendement et augmente la consommation d'énergie du dispositif. However, the casting in such a mold of a molten material such as a cast iron at a temperature of the order of 14000C, causes the heating of the shell to a temperature of about 3000C, so that shells are used. hot setting sand solidifying under the effect of the energy stored in the shell, so as not to have to wait for the latter to cool completely. When launching a series of flows, the use of hot setting sand requires preheating the shell for solidification of the sand of the first shell, which decreases the yield and increases the energy consumption of the device.

Aussi, l'invention a pour but de pallier les inconvénients expliqués plus haut de l'art antérieur, ainsi que d'autres. Also, the invention aims to overcome the drawbacks explained above of the prior art, as well as others.

A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé de moulage pour la réalisation d'une pièce, notamment dans un moule de fonderie, du type consistant à
(a) - disposer au moins un modèle de la pièce à mouler dans au moins un logement réalisé à l'intérieur d'une coquille rigide du moule, le logement ayant une forme correspondant généralement à celle de la pièce et ménageant un espace entre le logement et le modèle en position dans la coquille
(b) - introduire du sable dans ledit espace afin de le remplir
(c) - solidifier le sable de manière à former au moins une carapace épousant le logement et le modèle
(d) - extraire le modèle de ladite carapace pour dégager dans celle-ci au moins une cavité de moulage de forme identique à celle de la pièce ; et
(e) - couler un matériau liquide ou en fusion dans ladite cavité,
caractérisé en ce que l'étape (c) est effectuée par prise chimique à froid du sable, le moule étant refroidi par des moyens intégrés à la coquille.
To this end, the invention firstly relates to a molding process for the production of a part, in particular in a foundry mold, of the type consisting in:
(A) - have at least one model of the part to be molded in at least one housing made inside a rigid shell of the mold, the housing having a shape generally corresponding to that of the part and providing a space between the housing and model in position in the shell
(b) - introduce sand into said space in order to fill it
(c) - solidify the sand so as to form at least one shell matching the housing and the model
(d) - extracting the model from said shell in order to release therein at least one molding cavity identical in shape to that of the part; and
(e) - pouring a liquid or molten material into said cavity,
characterized in that step (c) is carried out by cold chemical setting of the sand, the mold being cooled by means integrated into the shell.

Le procédé est aussi caractérisé en ce que, le sable étant préalablement mélangé à une résine, par exemple polyuréthane phénolique, l'étape (c) consiste à injecter dans le sable un catalyseur gazeux. The method is also characterized in that, the sand being premixed with a resin, for example phenolic polyurethane, step (c) consists in injecting a gaseous catalyst into the sand.

Suivant une caractéristique de l'invention, l'espace ménagé entre le logement et le modèle précités a une épaisseur de l'ordre de 15 mm. According to a characteristic of the invention, the space provided between the housing and the aforementioned model has a thickness of the order of 15 mm.

Dans le cas où la coquille comporte un ou plusieurs évents munis de filtres pour l'évacuation des gaz, le procédé se caractérise en ce que le sable introduit lors de l'étape (b) remplit au moins l'un desdits évents, pour que le sable solidifié y constitue un filtre. In the case where the shell comprises one or more vents provided with filters for the evacuation of gases, the method is characterized in that the sand introduced during step (b) fills at least one of said vents, so that solidified sand forms a filter there.

L'invention a également pour objet un dispositif de moulage de pièces, notamment de fonderie, du type dans lequel un moule comporte une coquille externe rigide comprenant au moins un logement interne où au moins une carapace en sable solidifié est logée, ledit logement ayant une forme telle que son profil externe correspond généralement à celui d'au moins une desdites pièces, et le profil interne de la carapace définit au moins une cavité de moulage de forme identique à celle de la pièce,
caractérisé en ce que la coquille est munie de moyens de refroidissement intégrés, la carapace étant constituée par un agrégat de sable et de liant chimique à prise à froid.
The invention also relates to a device for molding parts, in particular foundry, of the type in which a mold comprises a rigid external shell comprising at least one internal housing in which at least one shell of solidified sand is housed, said housing having a shape such that its external profile generally corresponds to that of at least one of said parts, and the internal profile of the shell defines at least one molding cavity of shape identical to that of the part,
characterized in that the shell is provided with integrated cooling means, the shell consisting of an aggregate of sand and cold-setting chemical binder.

Selon un mode de réalisation, le dispositif est caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comprennent des ailettes s'étendant sur une face externe de la coquille. According to one embodiment, the device is characterized in that the cooling means comprise fins extending on an external face of the shell.

Suivant une autre caractéristique du dispositif, les moyens de refroidissement comprennent un réseau de circulation de fluide qui s'étend à l'intérieur de la coquille. According to another characteristic of the device, the cooling means comprise a fluid circulation network which extends inside the shell.

On précisera ici que l'épaisseur de la coquille est de l'ordre de 10 à 15 mm. It will be specified here that the thickness of the shell is of the order of 10 to 15 mm.

Suivant encore une caractéristique, la coquille est en aluminium pour obtenir un refroidissement rapide du moule. According to yet another characteristic, the shell is made of aluminum to obtain rapid cooling of the mold.

Par contre, la coquille est en fonte, si on désire un refroidissement lent du moule. By cons, the shell is cast iron, if you want a slow cooling of the mold.

Le dispositif se caractérise en outre en ce que la coquille est constituée par plusieurs parties qui sont montées dans un étau apte à les assembler pour former le moule, sous l'effet d'un effort dont l'intensité est supérieure à celle des efforts se développant dans la cavité précitée lors du moulage de la pièce. The device is further characterized in that the shell consists of several parts which are mounted in a vice capable of assembling them to form the mold, under the effect of a force whose intensity is greater than that of the forces itself. developing in the aforementioned cavity during the molding of the part.

Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple, qui suit et se réfère aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe verticale suivant un plan perpendiculaire au plan de joint d'une coquille de moulage d'un dispositif conforme à l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un modèle de pièce de fonderie à réaliser suivant le procédé conforme à l'invention
- la figure 3 est une vue en perspective de la face interne de la coquille illustrée sur la figure 1
- la figure 4 est une vue en perspective de la face externe de la coquille représentée sur la figure 3
- la figure 5 est une vue en coupe partielle suivant la ligne V-V de la figure 1
- la figure 6 est un diagramme illustrant l'évolution des températures (en OC) dans le moule, en fonction du temps, conformément à l'invention ; et
- la figure 7 illustre schématiquement la répartition de l'énergie dans le dispositif conforme à l'invention.
However, other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description of an embodiment given solely by way of example, which follows and refers to the appended drawings, in which
- Figure 1 is a vertical sectional view along a plane perpendicular to the joint plane of a molding shell of a device according to the invention;
- Figure 2 is a perspective view of a model of foundry part to be produced according to the method according to the invention
- Figure 3 is a perspective view of the inner face of the shell illustrated in Figure 1
- Figure 4 is a perspective view of the outer face of the shell shown in Figure 3
- Figure 5 is a partial sectional view along the line VV of Figure 1
- Figure 6 is a diagram illustrating the evolution of temperatures (in OC) in the mold, as a function of time, in accordance with the invention; and
- Figure 7 schematically illustrates the distribution of energy in the device according to the invention.

En se reportant à la figure 1, on voit un dispositif de moulage 10. Le dispositif 10 permet de réaliser des pièces de fonderie par coulée dans un moule 20 d'un matériau liquide ou en fusion (non représenté). Referring to FIG. 1, there is seen a molding device 10. The device 10 makes it possible to produce foundry parts by casting in a mold 20 of a liquid or molten material (not shown).

Le dispositif 10 permet de mouler des pièces de forme sensiblement identique à celle d'un modèle d'outillage 30 visible sur la figure 2, par coulée d'une fonte en fusion à l'intérieur du moule 20. The device 10 makes it possible to mold parts of shape substantially identical to that of a model of tool 30 visible in FIG. 2, by casting a molten iron inside the mold 20.

Le moule 20 comprend une coquille externe 40 qui fait office d'enceinte rigide du moule. Au moins un logement interne 41 dont la forme correspond généralement à celle d'au moins un modèle 30, est formé dans la coquille 40. L'intérieur du logement 41 est recouvert par une couche de sable solidifié qui forme une carapace 50 de faible épaisseur. Le profil interne de la carapace 50 définit au moins une cavité de moulage 51 de forme sensiblement identique à celle du modèle 30 de la pièce. The mold 20 comprises an outer shell 40 which acts as a rigid enclosure of the mold. At least one internal housing 41 whose shape generally corresponds to that of at least one model 30, is formed in the shell 40. The interior of the housing 41 is covered by a layer of solidified sand which forms a shell 50 of small thickness . The internal profile of the shell 50 defines at least one molding cavity 51 of shape substantially identical to that of the model 30 of the part.

Sur les figures, la coquille externe 40 comprend deux parties séparables 40a et 40b en matériau rigide et stable dimensionnellement à la chaleur, tel qu'un métal. Chaque partie de coquille 40a, 40b est fixée de façon démontable par sa face externe à un système de positionnement 60. Dans la position visible sur la figure 1, les faces internes 42a, 42b des parties 40a, 40b respectivement, sont en appui l'une contre l'autre en définissant ainsi le plan de joint 42 du moule 20. In the figures, the external shell 40 comprises two separable parts 40a and 40b made of rigid material and dimensionally stable to heat, such as a metal. Each shell part 40a, 40b is detachably fixed by its external face to a positioning system 60. In the position visible in FIG. 1, the internal faces 42a, 42b of the parts 40a, 40b respectively, are supported one against the other, thus defining the joint plane 42 of the mold 20.

Suivant l'exemple illustré (figure 3), les parties de coquille 40a, 40b définissent chacune une paire de logements internes 41', 41". Une carapace 50 comportant deux cavités de moulage 51 identiques est formée dans chacun des logements 41', 41" de sorte que le moule 20 permet de réaliser quatre pièces de fonderie à chaque coulée. On remarque aussi que les logements internes 41', 41" sont raccordés à un puits de descente 43 par un conduit de distribution 44 répartissant la fonte en fusion dans les cavités de moulage 51 lors de la coulée. According to the example illustrated (FIG. 3), the shell parts 40a, 40b each define a pair of internal housings 41 ', 41 ". A shell 50 comprising two identical mold cavities 51 is formed in each of the housings 41', 41 "so that the mold 20 makes it possible to produce four foundry pieces for each casting. We also note that the internal housings 41 ', 41 "are connected to a downcomer 43 by a distribution duct 44 distributing the molten iron in the mold cavities 51 during casting.

Les cavités de moulage 50 sont réalisées conventionnellement en procédant aux étapes consistant a:
(a) - disposer des modèles 30 de la pièce à mouler dans les logements 41', 41" réalisés à l'intérieur de la coquille 40 du moule 20, cette coquille ayant une forme telle que les logements ont un profil correspondant généralement à celui des pièces et ménageant un espace vide entre chacun des logements et des modèles 30 en position dans la coquille 40
(b) - introduire du sable dans lesdits espaces de manière à les remplir
(c) - solidifier le sable dans lesdits espaces pour constituer des carapaces 50 épousant d'une part les logements et d'autre part les modèles ; et
(d) - extraire les modèles 30 desdites carapaces 50 pour dégager dans chacune de celles-ci des cavités de moulage 51.
The molding cavities 50 are produced conventionally by carrying out the steps consisting in:
(A) - have models 30 of the part to be molded in the housings 41 ', 41 "produced inside the shell 40 of the mold 20, this shell having a shape such that the housings have a profile generally corresponding to that parts and providing an empty space between each of the housings and models 30 in position in the shell 40
(b) - introduce sand into said spaces so as to fill them
(c) - solidifying the sand in said spaces to form shells 50 matching on the one hand the housings and on the other hand the models; and
(d) - extracting the models 30 from said shells 50 in order to release mold cavities 51 in each of them.

Conformément à l'invention, la coquille 40 est munie de moyens de refroidissement désignés généralement en 70, et les carapaces 50 sont constituées par un agrégat de sable et de liant à prise chimique à froid.  According to the invention, the shell 40 is provided with cooling means generally designated at 70, and the shells 50 are constituted by an aggregate of sand and binder with cold chemical setting.

En d'autres termes, en prévoyant des moyens de refroidissement sur la coquille 40 du moule 20, il est possible d'obtenir lors du démoulage des pièces et après retrait des carapaces en sable 50 utilisées, une coquille 40 dont la température est suffisamment basse pour qu'on puisse y former des carapaces 50 solidifiées chimiquement par prise à froid. Ceci permet d'améliorer le rendement du dispositif. In other words, by providing cooling means on the shell 40 of the mold 20, it is possible to obtain, during the demolding of the parts and after removal of the sand shells 50 used, a shell 40 whose temperature is sufficiently low. so that it can form shells 50 chemically solidified by cold setting. This improves the performance of the device.

Plus précisement, du sable tel que celui conventionnellement utilisé en fonderie est injecté ou tiré comme expliqué à l'étape (b) ci-dessus, de manière à être mis en forme. En général, le sable est livré préalablement mélangé à de la résine et l'étape (c) s'effectue par injection d'un catalyseur gazeux dans le sable. La perméabilité de la coquille et la faible quantité de sable concernée permet une bonne combustion de la résine réduisant la perte au feu du sable récupéré. More precisely, sand such as that conventionally used in foundry is injected or pulled as explained in step (b) above, so as to be shaped. In general, the sand is delivered premixed with resin and step (c) is carried out by injecting a gaseous catalyst into the sand. The permeability of the shell and the small quantity of sand concerned allows good combustion of the resin reducing the loss on ignition of the recovered sand.

En outre, puisque le temps de refroidissement du moule 20 après la coulée est plus court, grâce à la présence de moyens de refroidissement, il est possible de réduire le nombre de coquilles en service et de réduire la longueur de l'installation. De plus, comme on utilise du sable à prise à froid, il est possible d'utiliser des modèles 30 en matière plastique, ce qui réduit les coûts de fabrication des modèles d'outillage. In addition, since the cooling time of the mold 20 after casting is shorter, thanks to the presence of cooling means, it is possible to reduce the number of shells in service and to reduce the length of the installation. In addition, since cold setting sand is used, it is possible to use plastic models, which reduces the manufacturing costs of the tooling models.

Comme on le voit bien sur les figures 1, 4 et 5, les moyens de refroidissement 70 sont constitués par des ailettes 71 intégrées à chaque partie de coquille 40a, 40b. As can be clearly seen in FIGS. 1, 4 and 5, the cooling means 70 consist of fins 71 integrated into each shell part 40a, 40b.

Plus précisement, les ailettes 71 s'étendent perpendiculairement au plan de joint 42 du moule, sur la face externe de chaque partie de coquille 40a, 40b c'est-à-dire les faces opposées aux faces 42a, 42b par rapport au plan de joint 42 - et forment une structure en nid d'abeille.  More precisely, the fins 71 extend perpendicular to the joint plane 42 of the mold, on the external face of each shell part 40a, 40b, that is to say the faces opposite to the faces 42a, 42b relative to the plane of joint 42 - and form a honeycomb structure.

Bien que ceci ne soit pas représenté, les moyens 70 peuvent également comprendre un réseau de circulation pour un fluide de refroidissement du moule 20. Un tel réseau est constitué par un ou plusieurs conduits s'étendant à l'intérieur des parties de coquille 40a, 40b et reliés à une source de fluide caloporteur sous pression. Although this is not shown, the means 70 can also comprise a circulation network for a coolant for the mold 20. Such a network consists of one or more conduits extending inside the shell parts 40a, 40b and connected to a source of pressurized heat transfer fluid.

Evidement, un tel réseau de circulation peut être utilisé indépendamment ou en complément à d'autres moyens de refroidissement. Obviously, such a circulation network can be used independently or in addition to other cooling means.

En se reportant à la figure 7, on voit que lors de la coulée d'un métal en fusion dans le moule, l'apport énergétique T C du métal (ici de la fonte à une température de sensiblement 14000 C) se répartit entre les pièces, la coquille 40 et le sable des carapaces 50. Les pièces moulées absorbent a peu près 40% de l'énergie fournie à la coulée. Après refroidissement (soit en général au bout de 35 mn) du métal en fusion, les pièces sont à une température TA dite de décochage qui est inférieure ou égale à 7000C. A ce moment, la température
TE du sable des carapaces 50 est de l'ordre de 3000C en moyenne et la température TD de la coquille 40, grâce notamment aux moyens de refroidissement 70, est de l'ordre de 800C. On notera ici que suivant l'invention, l'interface entre la coquille 40 et les carapaces 50 est à plus de 1500 C, ce qui évite la formation de condensats dans le sable récupéré. Ainsi, la séparation du sable des carapaces et des coquilles rigides est facilitée et les coûts liés aux pertes de sable sont diminués.
Referring to Figure 7, we see that during the casting of a molten metal in the mold, the energy supply TC of the metal (here cast iron at a temperature of substantially 14000 C) is distributed between the parts , the shell 40 and the sand of the shells 50. The molded parts absorb approximately 40% of the energy supplied to the casting. After cooling (ie generally after 35 min) of the molten metal, the parts are at a so-called stall temperature TA which is less than or equal to 7000C. At this time, the temperature
TE of the shell sand 50 is of the order of 3000C on average and the temperature TD of the shell 40, thanks in particular to the cooling means 70, is of the order of 800C. It will be noted here that according to the invention, the interface between the shell 40 and the shells 50 is at more than 1500 ° C., which avoids the formation of condensates in the recovered sand. Thus, the separation of the sand from the shells and the rigid shells is facilitated and the costs linked to the loss of sand are reduced.

Une telle différence de température est visible sur la figure 6 qui indique un exemple d'évolution des températures de la coquille 40, du métal en fusion et du sable des carapaces 50, où l'instant t = 0 correspond au début de la coulée de fonte dans le métal 20. On voit que la température TA des pièces évolue suivant une courbe légèrement concave et constamment décroissante. Les courbes TB(A) TB(D) indiquent respectivement la température du sable à proximité des cavités de moulage 51 et à proximité des logements internes 41', 41". Les courbes TB(A), TB(D) ainsi que la courbe TD sont croissantes dans une première zone partant de t = O, puis se stabilisent autour de t = 30, avant de décroître. Such a temperature difference is visible in FIG. 6 which indicates an example of the evolution of the temperatures of the shell 40, of the molten metal and of the sand of the shells 50, where the instant t = 0 corresponds to the start of the casting of cast iron in the metal 20. We see that the temperature TA of the parts evolves according to a slightly concave and constantly decreasing curve. The curves TB (A) TB (D) respectively indicate the temperature of the sand near the mold cavities 51 and near the internal housings 41 ′, 41 ". The curves TB (A), TB (D) as well as the curve TD are increasing in a first zone starting from t = O, then stabilize around t = 30, before decreasing.

On comprend que l'évolution des températures
TA, Tg et TD est variable en fonction de la structure du dispositif 10, et particulièrement de l'épaisseur des parois du moule 20.
We understand that the evolution of temperatures
TA, Tg and TD is variable depending on the structure of the device 10, and in particular on the thickness of the walls of the mold 20.

Ainsi, des essais on montré que d'excellents résultats étaient obtenus avec une épaisseur E (figure 5) pour chaque partie 40a, 40b de la coquille, de l'ordre de 10 à 15 mm. Thus, tests have shown that excellent results were obtained with a thickness E (FIG. 5) for each part 40a, 40b of the shell, of the order of 10 to 15 mm.

Similairement, l'épaisseur C (figure 5), qui correspond à l'épaisseur de l'espace ménagé entre les logements 41', 41" et les modèles d'outillage, sera de l'ordre de 15 mm. Similarly, the thickness C (FIG. 5), which corresponds to the thickness of the space provided between the housings 41 ', 41 "and the tooling models, will be of the order of 15 mm.

De plus, il est avantageux d'ajuster la durée de refroidissement, suivant le matériau en fusion avec lequel on désire réaliser les pièces. In addition, it is advantageous to adjust the cooling time, depending on the molten material with which it is desired to produce the parts.

Outre les moyens de refroidissement 70 expliqués plus haut, la matière avec laquelle sont réalisées les parties de coquille 40a, 40b influe sur la durée de refroidissement du moule. In addition to the cooling means 70 explained above, the material with which the shell parts 40a, 40b are made influences the cooling time of the mold.

Par exemple, pour obtenir un refroidissement rapide, une coquille 40 en aluminium sera avantageuse, et à l'inverse une coquille 40 en fonte procurera un refroidissement plus lent (c'est-à-dire avec une courbe
TD plus plate).
For example, to obtain rapid cooling, an aluminum shell 40 will be advantageous, and conversely a cast iron shell 40 will provide slower cooling (that is to say with a curve
Flatter TD).

Par ailleurs, on remarque sur la figure 1 que les parties 40a, 40b sont respectivement fixées à un élément fixe 61 et à un élément mobile 62 du dispositif de positionnement 60. L'élément fixe est ici une butée 61 et l'élément mobile 62 un poussoir apte à coulisser et à exercer un effort suivant une direction perpendiculaire au plan de joint 42. Ce dispositif 60 constitue donc un étau qui assemble les parties 40a, 40b pour former le moule, sous l'effet d'un effort appliqué par le poussoir 62, dont l'intensité est supérieure à celle des efforts se développant dans les cavités de moulage 51, lors de la coulée. Furthermore, it can be seen in FIG. 1 that the parts 40a, 40b are respectively fixed to a fixed element 61 and to a mobile element 62 of the positioning device 60. The fixed element is here a stop 61 and the mobile element 62 a pusher capable of sliding and exerting a force in a direction perpendicular to the joint plane 42. This device 60 therefore constitutes a vice which assembles the parts 40a, 40b to form the mold, under the effect of a force applied by the pusher 62, the intensity of which is greater than that of the forces developing in the molding cavities 51, during casting.

Une telle structure est particulièrement avantageuse lorsque le matériau coulé est une fonte à graphite sphéroldal dont la structure est entièrement perlitique. Dans ce cas, l'effort appliqué par l'étau 60 permet de supporter l'expansion graphitique lors de la solidification de la fonte, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir de "masselotte", c'est-à-dire de réserve de métal liquide pour combler le déficit en matière provoqué par le retrait du métal lors de la solidification. Such a structure is particularly advantageous when the material cast is a spheroidal graphite cast iron whose structure is entirely pearlitic. In this case, the force applied by the vice 60 makes it possible to support the graphitic expansion during the solidification of the cast iron, so that it is not necessary to provide for a "flyweight", that is to say - say reserve of liquid metal to fill the deficit in material caused by the withdrawal of the metal during solidification.

D'autre part, on voit sur les figures 1 et 5 que le moule 20 comporte des évents 80 dans lesquels sont généralement prévus des filtres de dégazage des cavités de moulage 51. On voit bien sur la figure 5 que le sable des carapaces 50 remplit ces évents 80 et constitue une fois solidifié, des filtres 81 qui débouchent en regard de la face externe des parties de coquille 40a, 40b. On the other hand, it can be seen in FIGS. 1 and 5 that the mold 20 has vents 80 in which degassing filters for the mold cavities 51 are generally provided. It can be clearly seen in FIG. 5 that the sand of the shells 50 fills these vents 80 and once solidified, constitute filters 81 which open opposite the external face of the shell parts 40a, 40b.

Le procédé de moulage pour la réalisation d'une pièce, notamment de fonderie, qui consiste à effectuer les étapes (a), (b), (c), et (d) expliquées plus haut, puis à procéder à une étape (e) consistant à couler un matériau liquide ou en fusion dans les cavités 51 ainsi formées, se caractérise suivant l'invention en ce que l'étape (c) de solidification est effectué, comme on l'a dit plus haut, par prise chimique à froid du sable des carapaces 50, alors que le moule est refroidi par les moyens de refroidissement 70. The molding process for the production of a part, in particular of foundry, which consists in carrying out steps (a), (b), (c), and (d) explained above, then in carrying out a step (e ) consisting in pouring a liquid or molten material into the cavities 51 thus formed, is characterized according to the invention in that step (c) of solidification is carried out, as said above, by chemical setting to cold of the sand of the shells 50, while the mold is cooled by the cooling means 70.

Ce procédé permet, en plus des avantages indiqués plus haut, de réduire de près de 50% les coûts de production et d'obtenir des pièces de moulage de qualité élevée.  This process allows, in addition to the advantages indicated above, to reduce production costs by almost 50% and to obtain high quality molding parts.

L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui a été décrit, mais comprend tous les équivalents et les combinaisons des moyens techniques expliqués plus haut, si ceux-ci sont effectués suivant son esprit.  The invention is in no way limited to the embodiment which has been described, but includes all the equivalents and combinations of the technical means explained above, if these are carried out according to the spirit.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage pour la réalisation d'une pièce, notamment dans un moule de fonderie, et du type consistant à 1. Molding process for producing a part, in particular in a foundry mold, and of the type consisting in: (a) - disposer au moins un modèle de la pièce à mouler dans au moins un logement réalisé à l'intérieur d'une coquille rigide (40) du moule (20), le logement ayant une forme correspondant généralement à celle de la pièce et ménageant un espace entre le logement et le modèle (30) en position dans la coquille (40); (A) - have at least one model of the part to be molded in at least one housing produced inside a rigid shell (40) of the mold (20), the housing having a shape generally corresponding to that of the part and providing a space between the housing and the model (30) in position in the shell (40); (b) - introduire du sable dans ledit espace afin de le remplir (b) - introduce sand into said space in order to fill it (c) - solidifier le sable de manière à former au moins une carapace (50) épousant le logement et le modèle (c) - solidifying the sand so as to form at least one shell (50) matching the housing and the model (d) - extraire le modèle de ladite carapace (50) pour dégager dans celle-ci au moins une cavité de moulage (51) de forme identique à celle de la pièce ; et (d) - extracting the model from said shell (50) in order to release therein at least one molding cavity (51) of shape identical to that of the part; and (e) - couler un matériau liquide ou en fusion dans ladite cavité (51), (e) - pouring a liquid or molten material into said cavity (51), caractérisé en ce que l'étape (c) est effectuée par prise chimique à froid du sable, le moule (20) étant refroidi par des moyens (70) intégrés à la coquille (40). characterized in that step (c) is carried out by cold chemical setting of the sand, the mold (20) being cooled by means (70) integrated into the shell (40). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sable étant préalablement mélangé à une résine, par exemple polyuréthane phénolique, l'étape (c) consiste à injecter dans le sable un catalyseur gazeux. 2. Method according to claim 1, characterized in that the sand being premixed with a resin, for example phenolic polyurethane, step (c) consists in injecting a gaseous catalyst into the sand. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'espace ménagé entre le logement (41',41") et le modèle précités, a une épaisseur (C) de l'ordre de 15 mm. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the space provided between the housing (41 ', 41 ") and the aforementioned model, has a thickness (C) of the order of 15 mm. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans le cas où la coquille (40) comporte un ou plusieurs évents (80) munis de filtres pour l'évacuation des gaz, le sable introduit lors de l'étape (b) remplit au moins l'un desdits évents (80), pour que le sable de la carapace (50) y constitue un filtre (81). 4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the case where the shell (40) comprises one or more vents (80) provided with filters for the evacuation of gases, the sand introduced during the step (b) fills at least one of said vents (80), so that the shell sand (50) constitutes a filter (81) there. 5. Dispositif de moulage de pièces, notamment de fonderie, du type dans lequel un moule (20) comporte une coquille externe rigide (40) comprenant au moins un logement interne (41',41") où une carapace (50) en sable solidifié est logée, ledit logement ayant une forme telle que son profil externe correspond généralement à celui d'au moins une pièce, et le profil interne de la carapace (50) définit au moins une cavité de moulage (51) de forme identique à celle de la pièce, 5. Device for molding parts, in particular foundry, of the type in which a mold (20) comprises a rigid external shell (40) comprising at least one internal housing (41 ', 41 ") where a shell (50) made of sand solidified is housed, said housing having a shape such that its external profile generally corresponds to that of at least one part, and the internal profile of the shell (50) defines at least one molding cavity (51) of identical shape to that of the room, caractérisé en ce que la coquille (40) comprend des moyens de refroidissement (70) intégrés, la carapace (50) étant constituée par un agrégat de sable et de liant chimique à prise à froid. characterized in that the shell (40) comprises integrated cooling means (70), the shell (50) consisting of an aggregate of sand and cold-setting chemical binder. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement (70) comprennent des ailettes (71) s'étendant sur une face externe de la coquille (40). 6. Device according to claim 5, characterized in that the cooling means (70) comprise fins (71) extending on an external face of the shell (40). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement (70) comprennent un réseau de circulation de fluide qui s'étend à l'intérieur de la coquille (40). 7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the cooling means (70) comprise a fluid circulation network which extends inside the shell (40). 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'épaisseur (E) de la coquille (40) est de l'ordre de 10 à 15 mm. 8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the thickness (E) of the shell (40) is of the order of 10 to 15 mm. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la coquille (40) est en aluminium pour obtenir un refroidissement rapide du moule (20). 9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the shell (40) is made of aluminum to obtain rapid cooling of the mold (20). 10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce la coquille (40) est en fonte pour obtenir un refroidissement lent du moule (20).  10. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the shell (40) is made of cast iron to obtain slow cooling of the mold (20). 11. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la coquille est constituée par plusieurs parties (40a, 40b) qui sont montées dans un étau (60) apte à les assembler en coquille, sous l'effet d'un effort dont l'intensité est supérieure à celle des efforts se développant dans la cavité précitée (51) lors du moulage de la pièce.  11. Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that the shell consists of several parts (40a, 40b) which are mounted in a vice (60) capable of assembling them in shell, under the effect of 'a force whose intensity is greater than that of the forces developing in the aforementioned cavity (51) during the molding of the part.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1039893A (en) * 1950-08-04 1953-10-12 Ford Method and apparatus for heat treatments, such as quenching castings
SU616052A1 (en) * 1975-08-18 1978-07-25 Предприятие П/Я А-3470 Method of making lined chill moulds
JPS55120470A (en) * 1979-03-07 1980-09-16 Komatsu Ltd Shell mold casting method
JPS5680350A (en) * 1979-12-04 1981-07-01 Masamitsu Miki Hardening method of organic or inorganic hardenable mold or core
WO1982000786A1 (en) * 1980-08-29 1982-03-18 Alt A Metal molding process using sand hollow forms
SU532197A1 (en) * 1975-08-18 1987-12-23 Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства Device for hardening mixture

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1039893A (en) * 1950-08-04 1953-10-12 Ford Method and apparatus for heat treatments, such as quenching castings
SU616052A1 (en) * 1975-08-18 1978-07-25 Предприятие П/Я А-3470 Method of making lined chill moulds
SU532197A1 (en) * 1975-08-18 1987-12-23 Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства Device for hardening mixture
JPS55120470A (en) * 1979-03-07 1980-09-16 Komatsu Ltd Shell mold casting method
JPS5680350A (en) * 1979-12-04 1981-07-01 Masamitsu Miki Hardening method of organic or inorganic hardenable mold or core
WO1982000786A1 (en) * 1980-08-29 1982-03-18 Alt A Metal molding process using sand hollow forms

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FOUNDRY TRADE JOURNAL vol. 158, no. 3308, 20 Juin 1985, REDHILL, SURREY , GB pages 505 - 511; LEMON: 'Why Choose a Cold-box Process ?' *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 4, no. 169 (M-43)(651) 21 Novembre 1980 & JP-A-55 120 470 ( KOMATSU SEISAKUSHO K.K. ) 16 Septembre 1980 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 5, no. 151 (M-89)(823) 24 Septembre 1981 & JP-A-56 080 350 ( MASAMITSU MIKI ) 1 Juillet 1981 *
SOVIET INVENTIONS ILLUSTRATED Section Ch, Week 8904, 8 Mars 1989 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class M, Page 22, AN 89-030405/04 & SU-A-532 197 (KHARK CASTING GROUP) 23 Décembre 1987 *
SOVIET INVENTIONS ILLUSTRATED Section Ch, Week B21, 4 Juillet 1979 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class M, Page 23, AN 40129B/21 & SU-A-616 052 (GRUZMAN) 6 Juillet 1978 *

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