FR2807067A1 - Procede et dispositif de traitement thermique de pieces moulees en aluminium, en particulier de culasses - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour le refroidissement brusque d'une pièce moulée complexe en aluminium, au cours d'un traitement thermique. Pour produire une résistance particulièrement élevée dans des zones sélectionnées (14, 12) de la pièce moulée (1) qui, lors du fonctionnement ultérieur, seront exposées à des charges particulièrement élevées, ces zones (14, 12) sont soumises à un refroidissement brusque sélectif après avoir soumis la pièce moulée (1) à un recuit de mise en solution. A cette fin, un fluide de refroidissement brusque est pulvérisé à dessein sur les zones (14, 12) concernées, pour obtenir à ces emplacements un pré-refroidissement brusque avant que l'ensemble de la pièce moulé (1) soit complètement immergé dans un bain de trempe. Par utilisation de lances de refroidissement (16) à forme appropriées qui sont insérées dans les espaces creux de la pièce moulée (1) des zones situées à l'intérieur de la pièce moulée peuvent également être soumises à un pré-refroidissement brusque opéré à dessein.

Description

<U>Procédé et dispositif de traitement thermique de pièces</U> moulees <U>en aluminium, en particulier de culasses.</U> L'invention concerne un procédé de refroidissement brusque d une pièce moulée en métal léger, en particulier en aluminium, au cours d'un traitement thermique lors duquel la pièce moulée est d'abord soumise à un recuit de mise en solution, puis immergée dans un fluide de refroidissement brusque à l'état liquide. L'invention conercne également un dispostif de refroidissement brusque pour la trempe de zones sélectives sur une pièce moulée chauffée aluminium au cours d'un traitement thermique.

Concernant la production en grande série de pièces moulées aluminium qui présentent des formes complexes en contre -dépouille, on utilise souvent un procédé de fonderie à moule perdu, en particulier fonderie en sable. Lorsque l'on démoule les formes en contre- dépouille, on utilise noyaux de moulage qui sont constitués d'un sable de moulage contenant un liant. Après coulée, les noyaux moulage sont détruits par cuisson liant et le sable de moulage, devenu de ce fait fluide est éliminé. On peut de ce fait former des canaux et cavités de forme quelconque.

Si les pièces moulées sont constituées un alliage en aluminium durcissable, elles peuvent, comme par exemple décrit dans le DE 196 00 479 A1, être soumise après moulage à un traitement thermique, au moyen duquel on peut augmenter notablement la résistance des pièces moulées. Ce durcissement se fait en principe en -trois étapes opératoires, qui sont le recuit de mise en solution, le refroidissement brusque ou trempe, le vieillissement. Pour obtenir un bon résultat en dureté, il faut que la pièce moulée soit ici refroidie aussi rapidement possible après avoir procédé au recuit de misé en solution, afin que soit constitué un cristal mélangé sursature, qui ait la résistance nécessaire. Les pièces moulées complexes présentant des formes en contre-dépouille et des épaisseurs de paroi à forme irrégulière (tel que par exemple des culasses) subissent lors du refroidissement brusque un refroidissement qui s'avère très irrégulier. Tandis que les zones extérieures se refroidissent rapidement lors de l'immersion de la pièce moulée dans le fluide de refroidissement brusque, le refroidissement des zones situées à l'intérieur se fait notablement plus lentement. C'est pourquoi on obtient dans les zones intérieures un durcissement plus médiocre que ce que l'on obtient dans les zones extérieures ; en outre il se produit à l'intérieur des contraintes de traction qui peuvent agir de façon très désavantageuse sur la stabilité de pièce moulée, en particulier si les zones placées à l'intérieur sont exposées à de haute charge pendant le fonctionnement ultérieur.

Pour réduire l'énergie de chauffage nécessaire et ainsi pour rendre le procédé de fabrication de la pièce moulée aussi rentable et soigneux de l'environnement que possible il s'avère judicieux de pratiquer le recuit de mise en solution sur la pièce moulée et le traitement thermique pour cuire le liant en le faisant lors de la même étape. Un tel procédé est connu par le US 4 411 7,09. La pièce moulée entourée de sable qui est prélevée du caisson moulage est d'abord débarrassée de l'enveloppe de sable qui l'entoure, par des vibrations. pièce moulée ensuite recuite environ quatre heures sous une température d'environ 485 C. Le liant se trouvant dans le sable moulage cuit alors, une partie du sable de moulage devient fluide et peut être extrait de pièce moulée secouage. Une partie de sable de moulage continue cependant à adhérer à l'intérieur de pièce moulée. la pièce moulée est soumise à présent à un refroidissement brusque de trempe, ce sable qui adhère, du fait de sa haute capacité thermique empêche de retenir un refroidissement brusque de l'espace intérieur de pièce moulée. Le refroidissement brusque est, en outre, ralenti par la présence du sable de moulage libre, qui n'a pu être extrait par secouage hors de la pièce moulée, du fait de la complexité de la geométrie des canaux intérieurs. Tandis que ce procédé combiné de recuit de mise en solution et d'élimination du sable de moulage offre en soi donc de gros avantages quant à l'économie des coûts et au ménagement de l'environnement, le sable de moulage restant à l'intérieur mène, pendant le refroidissement brusque, a ralentir ce refroidissement et, ainsi, à produire à l'intérieur de la pièce moulée des contraintes de traction notablement plus élevées que ce que l'on rencontre lorsque l'on effectue un procédé en deux étapes pour lequel la pièce moulée est d'abord complètement débarrassée du sable de moulage avant d'être soumise à un traitement thermique.

Pour surmonter la problématique du refroidissement beaucoup trop lent pièces moulées éventuellement remplies de sable dans le bain de trempe, le DE 297 Ol 378 Ul propose de faire traverser la pièce moulée, pendant le refroidissement brusque dans un bain de liquide, par un écoulement effectué à dessein d'un milieu de refroidissement brusque à l'état fluide ; on doit de ce fait obtenir un refroidissement plus régulier de la pièce moulée. Du fait de l'immersion des pièces moulées dans le bain de fluide, ce procédé ne permet en tous cas pas d'obtenir un refroidissement à dessein de zones sélectionnées se trouvant à l'intérieur de la pièce moulée, mais n'assure qu'un refroidissement plus régulier de l'ensemble de la pièce, en particulier le procédé n'est pas en mesure d'éliminer les contraintes de traction subies dans les zones intérieures et, en plus, d'établir des contraintes de compression, qui augmentent la stabilité dans l'environnement de telles zones. Ainsi, tout comme avant, il existe un grand besoin de disposer d'un procédé de refroidissement brusque, à l'aide duquel on puisse refroidir de façon rapide, efficace et à dessein, rapidement, des zones placées dans le volume intérieur d'une pièce moulée - ou étroitement liées thermiquement au volume intérieur de la masse coulée, de manière que l'aptitude à la charge de cës zones soit augmentée localement à dessein, par le biais d'une réduction des contraintes propres de traction ou par génération de contraintes propres de compression.

L'invention a de ce fait comme but de fournir un procédé de refroidissement brusque d'une pièce moulée en aluminium, à l'aide duquel, dans des zones sélectionnées de la pièce moulée, qui ultérieurement seront exposées à des charges particulièrement élevées, on puisse obtenir une forte réduction des contraintes propres de traction ou une augmentation des contraintes propres de compression. L'invention avait, en outre, comme but de développer un dispositif approprié permettant de mettre-en oeuvre ce procédé.

Le problème est résolu selon l'invention, concernant le procédé, par le fait que, avant l'immersion complète de la piece moulée, chauffée dans le fluide de refroidissement brusque, des zones sélectionnées la pièce moulée, sont soumise à un pré-refroidissement sélectif à l'aide d'un dispositif de refroidissement brusque.

Le problème est en outre résolu, concernant le dispositif, par le fait que le dispositif de refroidissement brusque présente une lance de refroidissement munie .de buses prévues pour l'émission orientée d'un fluide de refroidissement brusque liquide.

suite, la pièce moulée est pré-refroidie sélectivement et localement avant l'immersion complète dans bain de trempe à l'aide d'un dispositif de refroidissement brusque. Pendant ce pré-refroidissement, la pièce moulée peut se trouver hors du bain-de trempe ou bien peut déjà avoir été descendue partiellement dans ce bain trempe. Des zones qui, en fonctionnement sont exposées à des sollicitations mécaniques élevées, sont d'abord refroidies brusquement à dessein grâce au pré-refroidissement. Sous l'influence du fluide de refroidissement brusque, ces zones subissent . une contraction ; leur déformation se fait alors relativement sans entrave et sans rencontrer de grandes contraintes propres du fait que les zones de voisinage (non refroidies), du fait de leurs températures plus élevées et ainsi de leur résistance nettement moindre, n'opposent à cette contraction- qu'un effet adverse de faible ampleur. Si, après ce pré-refroidissement local, la pièce moulée est immergée complètement dans le bain de trempe, alors dans cette étape on observera un refroidissement brusque des zones voisines situées au voisinage des zones pré-refroidies. Ces zones voisines subissent alors - selon l'environnement - des contraintes de traction et/ou de compression ; ceci cependant ne peut plus influer sur le comportement au niveau des contraintes des zones pré-refroidies, ayant déjà subi un refroidissement brusque. Ainsi, grâce au pré-refroidissement des zones chargées, on obtient ces zones soient en majeure partie exemptes de contraintes propres.

Si les zones pré-refroidies se trouvent à l'intérieur de la pièce moulée, l'immersion complète de la pièce moulée mène à des phénomènes contraction dans les zones extérieures, qui exercent une pression sur les zones intérieures refroidies rapidement dans la zone avant, de ce fait se produisent, dans l'environnement des zones pré-refroidies, des contraintes compression qui augmentent encore l'aptitude à subir la charge de la part zones concernées.

Des avantages particuliers sont offerts par .le procédé de refroidissement brusque de pièces moulées qui sont fabriquées par moulage sable ou par des pièces moulées qui ont été fabriquées par moulage en coquille avec un noyau en sable. Même si les pièces moulées ne sont pas complètement débarrassées du sable de noyautage avant d'effectuer le traitement thermique, les pièces moulées peuvent, à l'aide du refroidissement brusque local sélectif, être produites avec peu de contraintes et avec des zones fonctionnelles bien durcies. Ceci est avantageux en particulier si - dans le cadre d'un procédé de moulage de traitement thermique combiné, particulièrement rentable - la pièce moulée non nettoyée est directement soumise à un recuit de mise en solution après le moulage. La chaleur produite pendant ce recuit de mise solution mène à une cuisson du liant qui stabilise le sable de moulage, de sorte que le sable de noyautage devient (au moins partiellement) fluide. Si la pièce moulée est sortie four de chauffage, les canaux et les cavités prévus dans la pièce sont cependant encore remplis encore partiellement de sable. Pendant le refroidissement brusque sélectif, un fluide de refroidissement brusque est projeté les zones particulièrement chargées, ceci refroidissant rapidement ces zones et éliminant simultanément par lavage de ces zones le sable de noyautage. II est donc effectué d'une part un refroidissement sélectif rapide des zones concernées ; d'autre part on obtient une réduction de la capacité thermique grâce à l'enlèvement hors de ces zones du sable de moulage.

variante, la pièce moulée peut d'abord être débarrassée du sable noyautage puis être soumise à un traitement thermique, dans le cadre duquel la pièce moulée est d'abord soumise à un recuit de mise en solution puis, dans les zones qui ultérieurement seront exposées lors du fonctionnement ultérieur à des sollicitations particulièrement élevées, être soumise à un refroidissement brusque sélectif et, enfin, complètement immergée dans le bain de trempe. Ce procédé est recommandé, en particulier, si la pièce moulée contient des canaux si complexes qu'un rinçage du sable de moulage à l'aide du fluide de refroidissement brusque dans le cas du pré-refroidissement s'avère difficile, ou bien si, pour des raisons d'accessibilité, avant le traitement thermique d'autres perçages, etc. doivent être aménagés dans le composant, pour permettre un refroidissement brusque local des zones sélectionnées à l'intérieur du composant.

Le procédé vient en outre également pour le refroidissement brusque sélectif des pièces moulées sous pression. Le refroidissement brusque, effectué à dessein, peut également être continué après descente de la pièce moulée dans le bain de trempe, en ce à l'intérieur du bain de trempe, des zones sélectives, situées sur les pièces moulées, sont soumises à un écoulement d'un fluide qui est réglé température autrement que celui du bain de trempe. Ceci permet-de générer localement à dessein des allures souhaitées dans l'ensemble du composant.

Pour générer des phénomènes de précipitation à cohérence partielle dans la pièce moulée et, ainsi, obtenir une augmentation supplémentaire de la résistance il est, en plus, avantageux de soumettre pièce moulée après trempe à un vieillissement à chaud.

Un cas d'application particulièrement important du procédé selon l'invention est le traitement thermique des culasses moulées en aluminium. Ici, les chambres de combustion et les zones à injecteur y sont exposées en fonctionnement à des sollicitations thermiques et mécaniques particulièrement élevées et doivent de ce fait de façon reproductible présenter une résistance particulièrement élevée.

Pour, dans ces zones, éviter autant que possible les contraintes de traction ou établir des contraintes de compression, ces zones de chargement sont soumises à un pré-refroidissement sélectif, après le revenu de recuit de mise en solution de la culasse et avant l'immersion ou à l'état partiellement abaissé dans le bain de trempe (par exemple par immersion de la plaque de fond de chambre de combustion). Pour cela, on pulvérise un fluide de refroidissement brusque dans la chambre de combustion et les puits, les trous de noyau ou de zones de carter d'huile qui l'entourent, pour obtenir refroidissement brusque et une contraction de ces zones, avant que l'ensemble ou le reste de la culasse soit refroidi fortement. Il se produit cette manière, dans la zone de la chambre de combustion et de son environnement, une structure métallique notablement exempte de contraintes, ou bien présentant des contraintes de compression. En variante, le -refroidissement peut être effectué par une immersion sélective côte chambre de combustion de la culasse dans le fluide de refroidissement brusque. Dans ce cas également, les chambres de combustion et leur environnement sont refroidis fortement localement, avant que le reste de culasse soit trempé par immersion complète dans le milieu de refroidissement brusque. Dans ce cas également, on peut obtenir dans la zone des chambres de combustion une structure du matériau à faible contrainte et, ainsi, obtenir une haute résistance par rapport à des sollicitations venant du fonctionnement.

Pour obtenir un refroidissement brusque, local et sélectif de zones sélectionnées à l'intérieur de la pièce moulée, on utilise de manière appropriée un dispositif de refroidissement brusque, présentant une lance de refroidissement munie de buses au moyen desquelles on pulvérise de façon orientée un milieu de refroidissement brusque à l'état liquide sur des surfaces situées tant dans la zone extérieure, qu'également à l'intérieur de la pièce moulée. Si la tête de la lance de refroidissement est de configuration correspondante, cette lance de refroidissement peut en plus être réalisée pour réaliser un enlèvement mécanique des adhérences de sable de moulage. II est particulièrement avantageux de réaliser la lance de refroidissement comme un outil de perçage, l'aide duquel le sable de moulage restant en adhérence est détaché ou éventuellement également d'autres perçages peuvent être réalisés (voir figure 12).

L'invention va être explicité plus en détail ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation illustré dans le dessin dans lequel la figure 1 représente une partie d'une culasse moulée... en vue oblique de dessus sur la figure la ; en vue oblique de dessous sur figure lb ; la figure 2 représente une vue en coupe .d'une culasse moulée avec une lance de refroidissement. Les figures la et lb représentent en tant qu'exemple, une pièce moulée, non usinée, réalisée en alliage d'aluminium. La culasse 2 présente des chambres de combustion 3 dans lesquelles des puits 4, devant recevoir des injecteurs (non représentés), ainsi que des évidements S, pour recevoir des bougies de pré-allumage (non représentées), débouchent. Des canaux d'admission et d'échappement 6, qui débouchent, d'une part, dans des ouvertures 7 ménagés dans la paroi de la culasse 2 et, d'autre part, dans des ouvertures ménagées dans des chambres de combustion 3, sont prévus pour amener de l'air ou pour évacuer les résidus de combustion et les espaces creux 9 incurvés qu'on a dans la culasse sont constitués sous une géométrie à forme libre. La culasse 2 présente en plus des canaux d'eau de refroidissement 10, au moyen desquels circule de l'eau de refroidissement pendant que le moteur fonctionne. Les canaux d'eau de refroidissement 10 constituent un système d'espace creux 9' complexe à l'intérieur de la culasse 2.

La culasse 2 est fabriquée à l'aide d'un procédé de moulage en sable, effectué dans un moule en sable. Du fait qu'en particulier l'eau de refroidissement 10 et les canaux d'admission et d'échappement 6, que l'on a à l'intérieur de la culasse 2 constituent une structure d'espace creux 9, 9' compliquée, ils ne peuvent être ménagés dans la culasse 2 après coup (par exemple au cours d'un usinage opérant avec enlèvement de copeaux), mais doivent être prévus déjà pendant le processus de coulée, tire d'espacse creux 9, 9'. Pour, pendant le moulage de ces canaux 6, 10, produire la forme en creux avec le produit de moulage, on insère dans le moule de coulée de la culasse 2 des noyaux en sable dont la configuration géométrique correspond aux canaux d'eau de refroidissement 10 ou aux canaux d'admission et d'échappement 6. Pour positioner et stabiliser les noyaux en sable prévus pour les canaux. d'eau de refroidissement 10, sont prévus des supports de noyau il, dans la zone desquels les noyaux en sable sont fixés dans le moule en sable.

Une fois le processus de coulée achevé, la culasse 2 est sortie du moule de sable ; les noyaux en sable doivent être éliminés à présent de l'intérieur de. la culasse 2 pour creer des espaces creux 9, 9'. Pour éliminer les noyaux en sable, la culasse 2 est soumise à un traitement thermique, lors duquel la culasse 2 est chauffée plusieurs heures dans un four. Le liant qui stabilise la forme des noyaux sable se désagrège alors, de sorte que le sable en majeure partie passe en un état fluide. et peut être extrait, par secouage, par les supports de noyau 1l ou par les ouvertures 7, 8 des espaces creux 9, 9' hors de ceux-ci. Le détachement du noyau en sable peut cependant ne pas être assuré dans tous les cas, de sorte que, dans de nombreuses zones des espaces creux 9, 9', subsistent du sable de moulage qui est encore en adhérence après avoir été cuit ; en plus - en fonction de la complexité des espaces creux 9, 9'- il ne peut être totalement assuré que le sable déjà dissout puisse être complètement éliminé de l'intérieur de la culasse 2 en un procédant à un simple secouage. Il faut ainsi partir du fait qu'également, après le traitement thermique effectué pour détacher le sable du moule et le secouage subséquent du sable détaché, il subsiste encore une certaine proportion de sable dans les espaces creux 9, 9', à l'intérieur de la culasse 2 Après ce premier traitement thermique - visant à détacher le sable de moulage - la culasse 2 est soumise à un autre traitement thermique qui a comme but d'augmenter la résistance de la culasse 2 et en particulier des. zones d'injecteur 12 qui, en fonctionnement, sont exposées à des sollicitation particulièrement élevées. Dans le cadre de ce traitement thermique - augmentant la résistance - la culasse 2 est soumise à un recuit de mise en solution durant jusqu'à six heures, sous une température comprise entre 450 C et 550 C, puis soumise à un refroidissement brusque en l'immergeant dans un bain de trempe contenant un milieu de refroidissement brusque à l'état liquide exemple de l'eau. Lors de l'immersion dans un bain de trempe, cependant - en particulier lorsque l'on a à faire a une pièce moulée 1 d'une complexité telle celle une culasse 2 - les zones situées à l'intérieur de la pièce moulée 1 subissent un refroidissement. plus lent que zones extérieures, faisant que des contraintes de traction se produisent dans la zone intérieure de pièce moulée 1. Dans le cas présent de la culasse 2, donc lors refroidissement dans la zone intérieure 13 des puits 4, sont générées des contraintes de traction qui entre autres, conditionnent dans la zone d'inj.ecteur 12 une moindre résistance - précisément dans la zone dont la resistance devrait être augmentée par le traitement thermique. Cet effet est encore accentué si - comme décrit ci-dessus - le sable de moulage est resté dans les espaces creux 9, 9' de la culasse 2 ; ce sable de moulage augmente capacité thermique de la culasse 2 et ralentit de ce fait en plus le refroidissement de la partie intérieure de cette culasse 2.

Pour obtenir dans une zone de chargement 14 selectionnée, se trouvant dans le volume intérieur de la pièce moulée 1, - dans le cas présent la zone d'injecteur 12 - malgré ces effets encore une bonne augmentation de résistance, cette zone de chargement est -refroidie sélectivement selon l'invention, avant l'immersion complète de la pièce moulée 1 dans le bain trempe. Pour cela, comme représenté schématiquement sur la figure 2, de préférence est utilisé un dispositif de refroidissement brusque 15 qui comporte une lance de refroidissement 16, à l'aide de laquelle un milieu refroidissement brusque 17 liquide est projeté sur la zone de chargement 14 ou sur son environnement. La zone chargement concernée est alors refroidie rapidement à dessein, faisant que l'on obtient l'augmentation de résistance souhaitée ; en plus, la température locale dans cette zone 14 est abaissée, ce qui mène à une contraction locale de la zone 14 refroidie. Lors de l'immersion dans un bain de trempe de la pièce moulée 1 pré-refroidie localement de cette manière, les zones voisines 18, qui sont placées dans l'environnement de la zone de chargement 14 ayant été préalablement refroidie rapidement, sont' également l'objet d'un refroidissement brusque elles se contractent et exercent-, du fait de cette contraction ou retrait, une pression sur la zone de chargement 14 ; de ce fait sont produits, dans la zone de chargement 14 ou son environnement, des contraintes de compression qui augmentent encore la résistance la zone chargement 14. Pour obtenir un refroidissement aussi régulier que possible de la pièce moulée 1 dans le bain trempe, il est approprié de faire circuler le fluide de refroidissement brusque autour de la pièce moulée 1 à l'aide une pompe. Une fois la pièce moulée 1 immergee dans sa totalité dans le bain de trempe, il est en plus avantageux de procéder à un vieillissement à chaud de pièce moulée 1 sous une température d'environ 200 C.

La forme géométrique de la lance refroidissement 16 est choisie, de manière appropriée telle cette lance de refroidissement 16 puisse être introduit dans des espaces creux 9" sélectionnés de la pièce moulée 1 - dans le cas présente dans la zone 19 située côté chambre de combustion du puit 4 - pour pouvoir pré-refroidir sélectivement des zones placées à l'intérieur de la pièce moulée 1. Dans l'exemple de la culasse 2, la lance de refroidissement 16 est constituée d'un tube 20 élancé, à la pointe 24 duquel se trouvent plusieurs buses 21. La lance de refroidissement 16 est insérée, côté chambre de combustion, dans le puits 4 prévu pour recevoir la buse d'injection ; par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée 22, du fluide de refroidissement brusque 17 est pompée dans la lance de refroidissement 16 et injecté par les buses 21 sur la paroi 23 de la zone d'injecteur 12, qui est, de ce fait, soumise un refroidissement brusque. Si la zone 19, située côté chambre de combustion du puits 4, devait conserver des restes de sable de moulage non détachés- qui seraient collés, ceux-ci doivent être enlevés avant qu'un refroidissement brusque efficace de la zone d'injecteur 12 puisse d'effectuer. Il est pour cela approprié de réaliser la pointe 24 de la lance de refroidissement 16 sous la forme de foret 25, à l'aide duquel d'abord on enlève les restes de sable avant que la zone d'injecteur 14 soit pré-refroidie de façon brusque, par aspersion avec du fluide de - refroidissement brusque 17 au moyen des buses 21.

Pour obtenir un refroidissement brusque simultané des zones de chargement 14 de la culasse 2, il est avantageux d'utiliser plusieurs lances de refroidissement 16, qui sont disposées parallèlement et à la distance des puits 4 les unes des autres. En variante la culasse 2 peut être immergée, côté chambre de combustion, dans un bain de trempe qui mouille uniquement la face inférieure de la culasse 2 (et ainsi les chambres de combustion 3) et les trempe, tandis que le reste de la culasse 2 reste non traité. Une fois ce refroidissement brusque sélectif 2 obtenu, l'ensemble de la culasse 2 - comme décrit ci-dessus - est immergé dans le bain de trempe. Outre le traitement thermique décrit ci-dessus de la pièce moulée en deux processus séparés, précisément un traitement thermique ayant comme but de détacher 1e sable moulage, ce qui est suivi par un traitement thermique visant à augmenter la résistance, il est également souvent avantageux, pour des raisons de coûts, de grouper les deux processus en un processus unique en utilisant un chauffage détachement du sable de moulage sur la pièce moulée 1, simultanément au recuit de mise en solution de cette pièce moulée 1. Dans ce cas, la pièce moulée est chauffée pendant une durée de trois à six heures à une temperature comprise entre 450 C et 600 C. Pour obtenir ensuite un refroidissement brusque et efficace de la pièce moulée 1, est approprié, avant la descente de la pièce moulée 1 dans un bain de trempe, d'enlever le sable de moulage partiellement fluide, qui se trouve dans les espaces creux 9, 9', 9" de la pièce moulée 1, du fait que celui-ci, suite à sa haute capacité thermique, ralentit notablement le refroidissement de la pièce moulée. Ceci peut être obtenu avec le dispositif de refroidissement brusque 15 présentant une lance de refroidissement 16 allongée représentée sur la figure 2, dont- la pointe 24 est réalisée sous la forme de forêt 25 : après avoir refroidi rapidement la zone d'injecteur 12, à l'aide d'un fluide de refroidissement brusque qui a été prof ' par buses 21 sur la paroi 23, on coupe l'alimentation en fluide de refroidissement et on fait fonctionner lance refroidissement 16 comme forêt et on l'introduit plus profondément dans le puits 14. Dans le cas où y a du sable de moulage dans le puits 14, il est détaché peut s ecouler vers le bas.

En plus, à l'aide d'une lance de refroidissement 16 forme appropriée, le sable de moulage fluide se trouvant dans un espace creux 9, 9', 9" peut être eliminé rinçage hors de l'espace creux 9, 9', 9", par l'écoulement du fluide de refroidissement brusque projeté. Le refroidissement brusque sélectif de l'espace creux 9, ', 9" effectué à l'aide de la lance de refroidissement 16 mène ainsi simultanément à une diminution de la quantité sable de moulage restant à l'intérieur de la pièce moulée 1 et ainsi à une réduction de la capacité thermique, ce qui, d'une part, mène à un refroidissement plus rapide de la zone sélectionnée, mais d'autre part également à comme conséquence un refroidissement brusque plus efficace de l'ensemble de la pièce moulée 1 lors de 'abaissement dans le bain de trempe.

on a considéré jusqu'ici le cas dans lequel, d'abord, on effectue un pré-refroidissement sélectif de la pièce moulée, après lequel la pièce moulée est abaissée dans le bain de trempe, faisant que, dans nombreux cas d'utilisation, il est avantageux d'immerger dans le bain de trempe des zones de la pièces moulée déjà pendant le pré-refroidissement sélectif. Ainsi par exemple, dans le présent exemple de la culasse 2, est approprié d'immerger la zone de la plaque de fond 26 de la chambre de combustion pendant l'aspersion des zones de chargement 14 déjà dans le bain de trempe pour assurer un refroidissement brusque sur une grande surface dans la zone de la plaque de fond 26 de la chambre de combustion, qui est exposée à de fortes charges en fonctionnement. En, plus, l'aspersion sélective des zones de chargement 14 peut également être continuée pendant le processus d'abaissement de la pièce moulé 1 dans le bain de trempe ou lorsque la pièce moulée 1 est à l'état abaissé.

Une autre possibilité d'exposer des zones déterminées à des conditions de refroidissement brusques-particulières sélectivement, consiste à les soumettre à un écoulement 'un milieu, réglé à une autre température que celle du fluide du bain de refroidissement, à l'intérieur du bain trempe. Pour ralentir le mélange des milieux qui sont réglés à des températures différentes, ceci doit être effectué à l'aide de buses appropriées, ayant une vitesse d écoulement très élevée. En influant sur la température de sortie et sur la vitesse de sortie, on peut commander en plus de façon très simple le comportement que l'on veut avoir lors du refroidissement brusque.

Claims (1)

REVENDICATIONS

1. Procédé de refroidissement brusque d'une pièce moulée en métal léger, en particulier en aluminium, au cours d'un traitement thermique lors duquel la pièce moulée est d'abord soumise à un recuit de mise en solution, puis immergée dans un fluide de refroidissement brusque à l'état liquide, caractérisé en ce que, avant l'immersion complète de la pièce moulée (1), chauffée dans le fluide refroidissement brusque, des zones (14, 12) sélectionnées la pièce moulée (1), sont soumises à un pré-refroidissement sélectif à l'aide d'un dispositif de refroidissement brusque (15). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce moulée ( est fabriquée à l'aide d'un procédé de moulage en sable, dans un moule sable. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce moulée (1) est fabriquée par moulage en coquille avec un noyau en sable. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce moulée (1) est fabriquée par moulage sous pression. 5. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que - la pièce moulée (1), après coulée, est soumise à un recuit de mise en solution, pendant une durée de 3 à 6 heures sous une température comprise entre 450 C et 600 C, - température à laquelle un liant, stabilisant le sable du noyau du moule des sables, est décomposé ou désagrégé, de sorte que le sable du noyau, qui adhère à la pièce moulée (1), soit rendu au moins partiellement fluide. 6. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que - pièce moulée (1), après coulée, est débarrassée du sable du noyau, - puis est soumise à un recuit de mise en solution pendant une 3 à 6 heures, sous une température comprise entre 450 et 550 C. 7. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce la pièce moulée (1), après immersion dans le fluide de refroidissement brusque, est soumise à un vieillissement à chaud à une température d environ 200 C. 8. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce après avoir procédé à l'immersion complète de la pièce moulée (1) dans le fluide de refroidissement brusque, des zones (12, 14) sélectionnées "sont exposées sélectivement à un écoulement d'un fluide (17) dont la temperature est différente de celle du fluide contenu dans le bain de refroidissement. 9. Utilisation du procédé selon la revendication 2 ou caractérisé en ce que - procédé de refroidissement brusque lune culasse de moulé en aluminium est utilisé au cours d'un traitement thermique, - zones (12, 14) sélectionnés sur la culasse (2), se trouvant dans l'environnement d'une chambre de combustion (3), formant des parties de puits (4) et/ou autres espaces creux (9, 9') sur la culasse (2), sont soumises à un pré-refroidissement sélectif avant immersion complète de la culasse (2) dans le fluide refroidissement brusque. 10. Utilisation du procédé selon la revendication 2 ou caractérisé en ce que - procédé de refroidissement brusque d'une culasse (2) moulée en aluminium est utilisé au cours d'un traitement thermique, - la culasse est mouillée par le fluide de refroidissement brusque (17), côté chambre de combustion, avant de procéder à l'immersion complète dans le fluide de refroidissement brusque'. 11. Dispositif de refroidissement brusque pour la trempe de zones sélectives sur une pièce moulée chauffée en aluminium au cours d'un traitement thermique, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement brusque (15) présenté' une lance refroidissement (16) munie de buses (21) prévues pour l'émission orientée d'un fluide de refroidissement brusque (17) liquide. 12. Dispositif de refroidissement brusque selon revendication caractérisé en ce que la lance de refroidissement (16) est réalisée sous forme d'outil perçage (25).