WO2009083572A1 - Procédé de fabrication d'une pièce métallique renforcée de fibres céramiques - Google Patents

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metal
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PCT/EP2008/068293
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Richard Masson
Dominique Ducos
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Messier-Dowty Sa
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Definitions

  • the present invention relates to the manufacture of metal parts comprising internal reinforcements formed of ceramic fibers, and comprising the incorporation of a composite material insert of the type consisting of ceramic fibers in a metal matrix.
  • Ceramic fibers are for example silicon carbide fibers, SiC, which have a tensile strength and compression much higher than that of a metal such as titanium.
  • metal matrix ceramic son which comprise a ceramic fiber coated with metal. They are also called CMM fibers or coated wires.
  • the metal gives the elasticity and the flexibility necessary for their handling.
  • a known method of manufacturing such parts with reinforcement comprises producing a coil of wire coated around a mandrel.
  • the coil is then introduced into a container or metal main body in which a groove forming a housing has been previously machined.
  • the depth of the groove is greater than the height of the winding.
  • a lid is placed on the container and welded to its periphery after evacuation.
  • the cover has a post complementary shape to that of the groove, and its height is adapted to that of the coil placed in the groove so as to fill the groove.
  • a hot isostatic pressing step is then carried out during which the lid is deformed and the winding is compressed by the tenon.
  • the technique of hot isostatic compression consists in arranging the part in an enclosure where it is subjected to a high pressure, of the order of 1000 bar and a temperature also high, of the order of 1000 0 C for a few hours.
  • the metallic sheaths of the coated wires weld together and with the walls of the groove by diffusion to form a dense compound of metal alloy within which the ceramic fibers extend.
  • the resulting part is then machined to the desired shape.
  • the method allows the manufacture of axisymmetric aeronautical parts such as rotor disks, bladed disks, shafts, cylinder bodies, housings, etc. Oblong parts are also produced to form connecting rods for example.
  • the machining of the groove in the main body is difficult to achieve especially because of the small rays in the bottom of the groove. This small radius is necessary to allow the housing of the insert which has a rectangular section. Machining the corresponding post in the cover is not easy either because of the non-emerging angles. When in particular the parts to be produced are not axisymmetric but are long, with an oval shape or with rectilinear portions, precise adjustment over long lengths is difficult to obtain. This is even more difficult for inserts formed of very rigid coated son because of the ceramic fibers that require the realization of housing in which they fit perfectly.
  • FR 2886290 in the name of Snecma proposes to perform, alternatively, the winding directly on the main body. Instead of a groove there are two shoulders in it. The first has a bearing surface for the direct winding of a coated wire. This surface is parallel to the winding direction. When the winding is complete, the groove is reconstructed by placing a piece on the main body which is of complementary shape to that of a second shoulder forming a step relative to the first shoulder. Then we have the cover with the pin on the insert that has just wound and compacts the whole. This solution only partially solves the manufacturing problem because the assembly remains complex.
  • the applicant has set itself the objective of improving the manufacturing process of such parts in the sense of simplifying the steps of the range and reducing costs.
  • the method of manufacturing a metal piece reinforced with ceramic fibers according to which a housing for an insert is formed in a metal body having an upper face, at least one insert formed from metal matrix fibers is provided in the housing, a metal cover is placed on the body so as to cover the housing.
  • the lid is welded to the metal body after it has been evacuated, the whole is subjected to a hot isostatic pressing treatment and the treated assembly is machined to the desired shape, is characterized in that the housing has the shape of a notch L-section with two mutually perpendicular faces, the lid having an internal slot L-shaped section and complementary shape to that of the notch of the metal body with said insert, the cover being shaped externally of so that the pressure forces are exerted perpendicularly to said faces of the notch.
  • the notch of the metal body comprises a face perpendicular to said upper face and a face parallel to said upper face.
  • the insert is firstly formed by winding a coated wire and placed in place in the notch.
  • the insert is formed by winding a wire coated directly in the notch, the latter forming a winding mandrel.
  • the insert may have an annular shape. It can thus, depending on the geometry of the part to be reinforced, form an axisymmetric ring or even for pieces of elongated shape presenting at least one rectilinear portion.
  • the insert can also for parts of elongate shape not be annular and be formed of one or more rectilinear elements.
  • the cross section of the winding is rectangular, a first face of the winding bearing against one face of the notch and a second face of the winding bearing against the other face of the notch.
  • the cover has a centering surface portion cooperating with a face of the notch, in particular the face of the notch of the main body perpendicular to the upper face thereof, for centering and guiding the deformation of the lid on the body. main.
  • FIG. 1 represents a diagram of embodiment of a part with an insert according to the prior art.
  • Figure 2 shows the solution of the prior art as presented in the patent FR 2886290 with two shoulders.
  • Figure 3 shows the solution of the invention with a notch on both the main body and the lid.
  • Figures 4 and 5 are a simulation of the deformation of the lid and the insert during the hot isostatic pressing operation.
  • FIG. 6 shows the application of the invention to the production of an axisymmetric part.
  • Figure 7 shows the application of the invention to the production of an elongate piece.
  • FIG. 8 shows an example of a finished part produced according to the invention, after machining.
  • the diagram of FIG. 1 illustrates a procedure of the prior art.
  • the main body P metal, comprises a rectangular groove R.
  • the insert I consisting of a bundle of coated son temporarily held and bonded to each other.
  • a second cover member C is placed on the main body P; it has a post T of shape adapted to the groove R and which is based on the insert I.
  • the edges of the groove R or the tenon T are chamfered so as to provide clearance with the portion of the cover adjacent to the tenon.
  • a main body 139 of revolution about the axis 140 comprises a central inner portion relative to the height axis H ' equal to the height of the container. Its periphery 142 is chamfered to a first shoulder 143 of height h and width d. At the periphery of this shoulder is a second shoulder 144 whose radial dimension completes the width of the container. Its surface 145 extends at an altitude lower than that of the surface of the first annular shoulder. An annular insert 147 formed of a bundle of coated wires temporarily bonded together was placed. An outer ring 146 has been reported on the second shoulder height corresponding to that of the central portion of the main body. The outer ring 147 is welded to reconstruct a groove with the first shoulder. The cover 148 has an annular projection 149 and bears on the bundle of coated son. We find from this phase the previous method.
  • Figure 3 shows, in cross-section with perspective, a part of a workpiece incorporating an insert.
  • the main body 2 of the metal part of titanium alloy for example, has an upper face 21 is a peripheral edge 22; a notch 23 has been machined with an L-shaped section set back from the edge 22. This notch has a face 23 P, perpendicular to the upper face 21, and a face 23 S parallel to the latter.
  • the height H of 23P and the width L of 23 S are determined according to the dimensions of the insert to be placed.
  • the main body 2 has an edge surface portion 24 at one end. altitude lower than that of surface 23 S; a shoulder 25 forms the transition between the two parts 23 and 22.
  • An insert 3 formed from a bundle of coated son and rectangular cross section is housed in the notch. Its height Hi is slightly lower than that of the face 23 P and its width Li is also lower than that of the face 23 S.
  • the insert may advantageously be made, without limitation, according to one of the methods taught by the patent FR 2,886,290.
  • a cover 4 shaped to fit the different parts of the main body with the insert. More specifically, it comprises a bottom wall 41 which bears on the upper face 21, an edge wall 44 which bears on the edge surface portion 24 and a side wall 42 perpendicular to the two walls 41 and 44.
  • This side wall has an internal notch 43.
  • the notch 43 has an L-shaped cross-section with a face 43P perpendicular to the bottom wall 41. This face extends on the side of the shoulder 25 that it overlaps.
  • the notch has a face 43S parallel to the face 23S of the notch 23 of the main body 2 and bears against the upper face of the insert 3.
  • the width of the face 43 S is the same as that of the face 23 S. Since the height Hi of the insert is slightly less than the height H of the face 23P, the wall 42 is in contact with the latter by its surface portion 42P.
  • the lid does not marry the main body 2 in three places.
  • a chamfer is machined between the upper face 21 of the main body and the notch 23 forming a clearance with the bottom wall 41. This clearance can also be obtained by digging the bottom wall.
  • a clearance is provided between the edge wall 44 and the edge surface 24. It is also noted that the width Li of the insert being slightly smaller than that of the face 23 S of the notch 23, a gap is created between the face 43P of the notch 43 of the lid and the insert.
  • the assembly is subjected to a hot isostatic pressing treatment.
  • the pressure is exerted on the assembly producing forces in two directions P1 and P2.
  • the pressure force in the direction Pl is exerted on the outer face of the cover of the bottom wall 41 and the edge wall 44 which are parallel.
  • the pressure is also exerted in the direction P2 perpendicular to P1 on the outer face of the side wall 42 which is perpendicular to the first two outer faces.
  • the insert is of annular shape it does not undergo deformation in the plane perpendicular to the axis of the ring.
  • FIGS. 4 and 5 show a simulation of the deformations undergone by the lid and the insert.
  • the insert is of axisymmetric shape, the deformations are oriented in the direction of the axis of the insert.
  • the method of the invention has the advantage of being able to make the notch on the main body using a conventional milling tool. It is the same for the notch on the lid.
  • FIG. 6 shows in perspective with a part torn off the assembly of a main body 102 with a cover 104.
  • the main body 102 has a notch of revolution 123 about the axis thereof, for the housing of an insert 103 which is shaped annular.
  • the assembly is covered with a cover 104 with a notch 143.
  • the same elements as in FIG. 3 are found with an increased reference of 100.
  • the insert is retained between the notch 123 of the body 102 and the notch 143 of the cover 104.
  • the object of the isostatic compression is the compression of the insert 103 in the direction P1.
  • the faces 142P and 143P of the notch 143 slide along the faces 123P and 125 of the body 102 by compressing the insert 103.
  • the secondary compression is provided by the efforts in the direction P2 which deform the wall 142.
  • the insert can be made by winding separately and then attached to the notch. However the shape allows a direct winding on the notch.
  • the invention allows the production of parts which are not axisymmetric like that shown in FIG. 7.
  • the references point to the same parts as in FIG. 3 and are increased by 200.
  • the main body 202 has an elongated shape which decomposes in two parts in semicircles connected by two straight parts.
  • the notch 223 is of elongate shape with two parts in a semi-circle and two straight parts. This notch receives an insert of corresponding shape.
  • the part comprises two faces with two notches 223 which are covered by two lids. 204 which each comprise a notch 243.
  • Figure 8 we see an example of a part that can be achieved with the method.
  • the insert 3 is embedded in the mass of the body 2, it is visible in the figure by transparency.
  • the piece has been machined to give it the desired shape.
  • a notch which is not necessarily annular. It may be for example rectilinear portions. The machining of corresponding notches is also easy.

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Abstract

La présente invention porte sur un procédé de fabrication d'une pièce métallique renforcée de fibres céramiques, selon lequel on forme dans un corps (2) métallique principal, présentant une face supérieure (21), un logement pour un insert, on dispose un insert (3) formé d'un faisceau de fibres à matrice métallique dans le logement, on place un couvercle métallique (4) sur le corps principal (2) de façon à recouvrir l' insert (3), on soude le couvercle sur le corps métallique, on procède à la compression isostatique à chaud et on usine la pièce obtenue à la forme souhaitée., Le procédé est caractérisé par le fait que le logement a la forme d'une encoche (23) à section en L avec une face (23P) perpendiculaire à la face supérieure (21) et une face (23S) parallèle à la face supérieure (21), le couvercle (4) présentant une encoche interne (43) à section en L et de forme complémentaire à celle du corps métallique avec ledit insert, le couvercle (4) étant conformé extérieurement de façon que les efforts de pression s'exercent perpendiculairement aux dites faces de l'encoche (23).

Description

Procédé de fabrication d'une pièce métallique renforcée de fibres céramiques
La présente invention concerne la fabrication de pièces métalliques comportant des renforts internes formés de fibres céramiques, et comprenant l'incorporation d'un insert en matériau composite du type constitué de fibres céramiques dans une matrice métallique
Dans le but de réduire la masse des pièces métalliques tout en leur assurant une résistance plus importante notamment en traction ou en compression, il est connu d'incorporer des fibres céramiques dans la masse. Il s'agit par exemple de fibres de carbure de silicium, SiC, qui présentent une résistance à la traction et la compression largement supérieure à celle d'un métal comme le titane.
La fabrication de ces pièces passe par la formation préalable d'inserts à partir de fils céramiques à matrice métallique qui comprennent une fibre céramique enduite de métal. Ils sont désignés aussi fibres CMM ou fils enduits. Le métal donne l'élasticité et la souplesse nécessaires à leur manipulation.
Un procédé connu de fabrication de telles pièces avec renfort comprend la réalisation d'un bobinage de fil enduit autour d'un mandrin. Le bobinage est ensuite introduit dans un conteneur ou corps principal métallique dans lequel on a usiné au préalable une rainure formant un logement. La profondeur de la rainure est supérieure à la hauteur du bobinage. Un couvercle est placé sur le conteneur et soudé à sa périphérie après mise sous vide. Le couvercle présente un tenon de forme complémentaire à celle de la rainure, et sa hauteur est adaptée à celle du bobinage placé dans la rainure de façon à venir combler la rainure. On procède ensuite à une étape de compression isostatique à chaud au cours de laquelle le couvercle est déformé et le bobinage est comprimé par le tenon.
La technique de compression isostatique à chaud consiste à disposer la pièce dans une enceinte où elle est soumise à une pression élevée, de l'ordre de 1000 bars et une température également élevée, de l'ordre de 10000C pendant quelques heures.
Les gaines métalliques des fils enduits se soudent entre elles et avec les parois de la rainure par diffusion pour former un ensemble dense composé d'alliage métallique au sein duquel s'étendent les fibres céramiques. La pièce obtenue est ensuite usinée à la forme souhaitée.
Le procédé permet la fabrication de pièces aéronautiques axisymétriques telles que des disques de rotor, des disques aubagés monoblocs, des arbres, des corps de vérin, des carters, etc. On réalise aussi des pièces oblongues pour constituer des bielles par exemple.
L'usinage de la rainure dans le corps principal est difficile à réaliser notamment en raison des faibles rayons dans le fond de la rainure. Ce faible rayon est nécessaire pour permettre le logement de l' insert qui a une section rectangulaire. L'usinage du tenon correspondant dans le couvercle n'est pas aisé non plus a cause des angles non débouchants. Lorsqu'en particulier les pièces à réaliser ne sont pas axisymétriques mais sont longues, avec une forme ovale ou bien avec des portions rectilignes, un ajustement précis sur des longueurs importantes est difficile à obtenir. Cela est encore plus difficile pour des inserts formés de fils enduits très rigides en raison des fibres céramiques qui obligent la réalisation de logements dans lequel ils s'adaptent parfaitement.
Au lieu de fabriquer l'insert séparément puis de le transférer dans la rainure du corps principal, le brevet FR 2886290 au nom de Snecma propose de réaliser, selon une variante, le bobinage directement sur le corps principal. Au lieu d'une rainure on ménage deux épaulements dans celui-ci. Le premier présente une surface d'appui pour le bobinage direct d'un fil enduit. Cette surface est parallèle à la direction de bobinage. Lorsque le bobinage est achevé, on reconstitue la rainure en plaçant une pièce sur le corps principal qui est de forme complémentaire à celle d'un second épaulement formant un gradin par rapport au premier épaulement. Puis on dispose le couvercle avec le tenon sur l'insert que l'on vient de bobiner et on procède au compactage de l'ensemble. Cette solution ne résout que partiellement le problème de fabrication car l'assemblage reste complexe.
La demanderesse s'est fixé comme objectif d'améliorer le procédé de fabrication de telles pièces dans le sens d'une simplification des étapes de la gamme et d'une réduction des coûts.
Conformément à l'invention le procédé de fabrication d'une pièce métallique renforcée de fibres céramiques, selon lequel on forme, dans un corps métallique présentant une face supérieure, un logement pour un insert, on dispose au moins un insert formé à partir de fibres à matrice métallique dans le logement, on place un couvercle métallique sur le corps de façon à recouvrir l' insert, on soude le couvercle sur le corps métallique après sa mise sous vide, on soumet l'ensemble à un traitement de compression isostatique à chaud et on usine l'ensemble traité à la forme souhaitée, est caractérisé par le fait que le logement a la forme d'une encoche à section en L avec deux faces perpendiculaires entre elles, le couvercle présentant une encoche interne à section en L et de forme complémentaire à celle de l'encoche du corps métallique avec ledit insert, le couvercle étant conformé extérieurement de façon que les efforts de pression s'exercent perpendiculairement aux dites faces de l'encoche.
De préférence, l'encoche du corps métallique comprend une face perpendiculaire à ladite face supérieure et une face parallèle à ladite face supérieure.
En modifiant ainsi par rapport à l'art antérieur la géométrie des pièces à assembler, on dispose d'un meilleur accès pour l'outil d'usinage du logement de l' insert aussi bien pour le corps principal que pour le couvercle, ce qui rend ces opérations moins délicates à réaliser et donc moins onéreuses. Le nombre de pièces est réduit à deux ce qui simplifie l'assemblage par rapport à la solution précédente. Par ailleurs cette géométrie permet une application des efforts de pression selon deux directions non parallèles contribuant à un compactage plus efficace. Il est à noter que dans le cas d'un insert annulaire, la déformation de l' insert est parallèle à son axe.
Cette solution permet des mises en œuvre différentes. Selon un premier mode de réalisation on forme au préalable l' insert par bobinage d'un fil enduit et on le met en place dans l'encoche. Selon un autre mode de réalisation on forme l' insert par bobinage d'un fil enduit directement dans l'encoche, cette dernière formant mandrin de bobinage. Cette solution permet aussi la réalisation de pièces différentes. L'insert peut avoir une forme annulaire. Il peut ainsi selon la géométrie de la pièce à renforcer former un anneau axisymétrique ou bien encore pour des pièces de forme allongée présenter au moins une portion rectiligne. L'insert peut encore pour des pièces de forme allongée ne pas être annulaire et être formé d'un ou de plusieurs éléments rectilignes.
Plus précisément la section transversale du bobinage est rectangulaire, une première face du bobinage venant en appui contre une face de l'encoche et une deuxième face du bobinage venant en appui contre l'autre face de l'encoche.
Avantageusement le couvercle présente une portion de surface de centrage coopérant avec une face de l'encoche, notamment la face de l'encoche du corps principal perpendiculaire à la face supérieure de celui-ci, pour centrer et guider la déformation du couvercle sur le corps principal.
On décrit maintenant l'invention plus en détail en référence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente un schéma de réalisation d'une pièce avec insert selon l'art antérieur.
La figure 2 montre la solution de l'art antérieur tel que présenté dans le brevet FR 2886290 avec deux épaulements.
La figure 3 montre la solution de l'invention avec une encoche à la fois sur le corps principal et sur le couvercle.
Les figures 4 et 5 sont une simulation de la déformation du couvercle et de l'insert pendant l'opération de compression isostatique à chaud.
La figure 6 montre l'application de l'invention à la réalisation d'une pièce axisymétrique. La figure 7 montre l'application de l'invention à la réalisation d'une pièce de forme allongée.
La figure 8 montre un exemple de pièce finie réalisée conformément à l'invention, après usinage.
Le schéma de la figure 1 illustre un mode opératoire de l'art antérieur. Le corps principal P, métallique, comprend une rainure R à section rectangulaire. On dispose dans cette rainure l'insert I constitué d'un faisceau de fils enduits maintenus provisoirement et liés les uns aux autres. Une seconde pièce formant couvercle C est placée sur le corps principal P ; elle présente un tenon T de forme adaptée à la rainure R et qui s'appuie sur l' insert I. Les bords de la rainure R ou bien du tenon T sont chanfreinés de manière à ménager un jeu avec la partie du couvercle adjacente au tenon. Lors de l'opération de compression isostatique à chaud. La pression est exercée selon la direction perpendiculaire à la surface du couvercle. La pression et la chaleur permettent au métal de la matrice d'occuper les vides entre les fils enduits constituant l' insert. Le volume de l' insert diminue de 23%. Le tenon est ainsi déplacé vers le bas et le jeu de part et d'autre du tenon est absorbé. À la fin du processus le métal a fusionné ; la pièce est ainsi renforcée par les fils emprisonnés dans la masse. Une technique semblable est décrite dans le brevet EP 831 154.
Comme on le voit sur la figure 2, reprise du brevet FR 2886290, un corps principal 139 de révolution autour de l'axe 140, en alliage de titane par exemple, comprend une portion interne centrale par rapport à l'axe de hauteur H' égale à la hauteur du conteneur. Sa périphérie 142 est chanfreinée jusqu'à un premier épaulement 143 de hauteur h et de largeur d. A la périphérie de cet épaulement se trouve un second épaulement 144 dont la dimension radiale complète la largeur du conteneur. Sa surface 145 s'étend à une altitude inférieure à celle de la surface du premier épaulement annulaire. On a mis un insert annulaire 147 formé d'un faisceau de fils enduits liés provisoirement entre eux. On a rapporté un anneau extérieur 146 sur le second épaulement de hauteur correspondant à celle de la portion centrale du corps principal. L'anneau extérieur 147 est soudé de manière à reconstituer une rainure avec le premier épaulement. Le couvercle 148 présente une saillie annulaire 149 et prend appui sur le faisceau de fils enduits. On retrouve à partir de cette phase le procédé précédent.
On a représenté sur les figures suivantes un mode de réalisation non limitatif de la solution de l'invention.
La figure 3 montre, en coupe transversale avec perspective, une partie d'une pièce à fabriquer incorporant un insert. Le corps principal 2 de la pièce métallique, en alliage de titane par exemple, présente une face supérieure 21 est un bord périphérique 22 ; on a usiné une encoche 23 à section en L en retrait du bord 22. Cette encoche présente une face 23 P, perpendiculaire à la face supérieure 21, et une face 23 S parallèle à cette dernière. La hauteur H de 23P et la largeur L de 23 S sont déterminées en fonction des dimensions de l'insert à placer. Entre l'encoche 23 et le bord 22 le corps principal 2 présente une portion de surface de bord 24 à une altitude inférieure à celle de la surface 23 S ; un épaulement 25 forme la transition entre les deux parties 23 et 22.
Un insert 3 formé à partir d'un faisceau de fils enduits et de section transversale rectangulaire est logé dans l'encoche. Sa hauteur Hi est légèrement inférieure à celle de la face 23 P et sa largeur Li est également inférieure à celle de la face 23 S.
L' insert peut être avantageusement réalisé, de façon non limitative, selon l'une des méthodes enseignées par le brevet FR 2.886 .290. Cela comprend la structure des fils enduits, leur fabrication, la fabrication d'une nappe liée de fils enduits, la solidarisation de cette nappe soit sur le support métallique sur lequel elle est enroulée soit à la nappe de couche inférieure, le soudage de fils par laser ou par contact entre deux électrodes.
Lorsque l' insert est rectiligne, il est avantageusement déjà compacté et fabriqué selon la technique décrite dans la demande de brevet déposée par la demanderesse sous le numéro FR 0705454 le 26 juillet 2007.
On a placé sur le corps principal 2 un couvercle 4 conformé de façon à épouser les différentes parties du corps principal avec l'insert. Plus précisément, il comprend une paroi de fond 41 qui s'appuie sur la face supérieure 21, une paroi de bord 44 qui s'appuie sur la portion de surface de bord 24 et une paroi latérale 42 perpendiculaire entre les deux parois 41 et 44. Cette paroi latérale présente une encoche 43 interne. L'encoche 43 est à section transversale en L avec une face 43P perpendiculaire à la paroi de fond 41. Cette face se prolonge du côté de l'épaulement 25 qu'il chevauche. L'encoche présente une face 43S parallèle à la face 23S de l'encoche 23 du corps principal 2 et en appui contre la face supérieure de l'insert 3. La largeur de la face 43 S est la même que celle de la face 23 S. Comme la hauteur Hi de l'insert est légèrement inférieure à la hauteur H de la face 23P, la paroi 42 est en contact avec cette dernière par sa portion de surface 42P.
Le couvercle n'épouse pas le corps principal 2 en trois endroits. Un chanfrein est usiné entre la face supérieure 21 du corps principal et l'encoche 23 ménageant un jeu avec la paroi de fond 41. Ce jeu peut aussi être obtenu par creusement de la paroi de fond. De même un jeu est ménagé entre la paroi de bord 44 et la surface de bord 24. On note aussi que la largeur Li de l'insert étant légèrement inférieure à celle de la face 23 S de l'encoche 23, un espace est créé entre la face 43P de l'encoche 43 du couvercle et l' insert.
Lorsque le couvercle et le corps principal sont disposés ainsi, soudés et sous vide, on soumet l'ensemble à un traitement de compression isostatique à chaud. La pression s'exerce sur l'ensemble produisant des efforts selon deux directions Pl et P2. L'effort de pression selon la direction Pl s'exerce sur la face extérieure du couvercle de la paroi de fond 41 et de la paroi de bord 44 qui sont parallèles. La pression s'exerce aussi selon la direction P2 perpendiculaire à Pl sur la face extérieure de la paroi latérale 42 qui est perpendiculaire aux deux premières faces extérieures.
Les efforts sur le couvercle selon la direction Pl conduisent à une déformation de celui-ci parallèlement aux faces 23P et 43P avec compactage de l'insert dans cette direction et absorption du jeu entre les parois de fond 41 et de bord 44 du couvercle 4 et les faces supérieure 21 et de bord 24 du corps principal 2.
Le jeu entre la face 43P de l'encoche du couvercle et l'insert est également absorbé par la déformation du couvercle résultant des efforts de pression selon la direction P2.
Dans la mesure où l'insert est de forme annulaire il ne subit pas de déformation dans le plan perpendiculaire à l'axe de l'anneau.
On a représenté sur les figures 4 et 5 une simulation des déformations subies par le couvercle et l'insert. L'insert est de forme axisymétrique, les déformations sont orientées dans la direction de l'axe de l'insert.
En raison des formes simples qu'il implique, le procédé de l'invention présente l'avantage de pouvoir réaliser l'encoche sur le corps principal à l'aide d'un outil de fraisage conventionnel. Il en est de même pour l'encoche sur le couvercle.
L'encoche peut être de révolution pour la réalisation d'une pièce axisymétrique. La figure 6 montre en perspective avec une partie arrachée l'assemblage d'un corps principal 102 avec un couvercle 104.
Le corps principal 102 présente une encoche de révolution 123 autour de l'axe de celui-ci, pour le logement d'un insert 103 qui est de forme annulaire. L'ensemble est recouvert d'un couvercle 104 avec une encoche 143. On retrouve les mêmes éléments que dans la figure 3 avec une référence augmentée de 100. L'insert est retenu entre l'encoche 123 du corps 102 et l'encoche 143 du couvercle 104. la compression isostatique a pour objet la compression de l'insert 103 selon la direction Pl. Les faces 142P et 143P de l'encoche 143 glissent le long des faces 123P et 125 du corps 102 en comprimant l'insert 103. La compression secondaire est fournie par les efforts selon la direction P2 qui déforment la paroi 142.
L'insert peut être réalisé par bobinage séparément puis rapporté sur l'encoche. Cependant la forme permet un bobinage direct sur l'encoche.
L'invention permet la réalisation de pièces qui ne sont pas axisymétriques comme celle représentée sur la figure 7. Les références pointent sur les mêmes parties que sur la figure 3 et sont augmentées de 200. Le corps principal 202 a une forme allongée qui se décompose en deux parties en demi-cercles reliés par deux parties rectilignes. L'encoche 223 est de forme allongée avec deux parties en demi-cercle et deux parties rectilignes. Cette encoche reçoit un insert de forme correspondante. La pièce comprend deux faces avec deux encoches 223 qui sont recouvertes par deux couvercles. 204 qui comportent chacun une encoche 243.
On a représenté en 210 la pièce assemblée prête pour le traitement de compression isostatique à chaud.
Sur la figure 8 on voit un exemple de pièce qu'il est possible de réaliser avec le procédé. L'insert 3 est noyé dans la masse du corps 2, il est visible sur la figure par transparence. La pièce a été usinée pour lui donner la forme souhaitée. Par cette technique on peut ainsi réaliser des pièces allongées telles que des bielles dans un train d'atterrissage d'aéronef travaillant aussi bien en traction qu'en compression.
De façon plus générale, on peut aisément ménager dans un corps principal une encoche qui n'est pas nécessairement annulaire. Il peut s'agir par exemple de portions rectilignes. L'usinage d'encoches correspondantes est également aisé.

Claims

Revendications
1. Procédé de fabrication d'une pièce métallique renforcée de fibres céramiques, selon lequel on forme dans un corps (2) métallique principal, présentant une face supérieure (21), un logement pour un insert, on dispose un insert (3) formé à partir de fibres à matrice métallique dans le logement, on place un couvercle métallique (4) sur le corps principal (2) de façon à recouvrir l'insert (3), on soude le couvercle sur le corps métallique mis sous vide, on soumet l'ensemble à un traitement de compression isostatique à chaud et on usine l'ensemble traité à la forme souhaitée, procédé caractérisé par le fait que le logement a la forme d'une encoche (23) à section en L avec deux faces (23P et 23S) perpendiculaires entre elles, le couvercle (4) présentant une encoche interne (43) à section en L et de forme complémentaire à celle de l'encoche (23) du corps métallique avec ledit insert (3), le couvercle (4) étant conformé extérieurement de façon que les efforts de pression s'exercent perpendiculairement aux dites faces (23P et 23S) de l'encoche (23).
2. Procédé selon la revendication 1 selon lequel l'encoche (23) du corps métallique comprend une face (23P) perpendiculaire à la face supérieure (21) du corps métallique principal (2) et une face (23S) parallèle à la face supérieure (21) dudit corps (2).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, selon lequel on forme au préalable l'insert (3) par bobinage d'un fil enduit et on le met en place dans l'encoche (23) du corps métallique principal (2).
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2 selon lequel on forme l'insert par bobinage d'un fil enduit directement dans l'encoche (23) du corps métallique principal, cette dernière formant mandrin de bobinage.
5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4 selon lequel l'insert a une forme annulaire.
6. Procédé selon la revendication précédente selon lequel l'insert forme un anneau axisymétrique.
7. Procédé selon la revendication 5 selon lequel l'anneau formé par l'insert présente au moins une portion rectiligne.
8. Procédé selon l'une des revendications 3 à 7 dont la section transversale du bobinage est rectangulaire, une première face du bobinage venant en appui contre une face de l'encoche (23) du corps métallique principal (2) et une deuxième face du bobinage venant en appui contre l'autre face de l'encoche (23).
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes dont le couvercle présente une portion de surface de centrage coopérant avec une face de l'encoche (23) du corps métallique principal, pour centrer et guider la déformation du couvercle sur le corps principal.
10. Procédé selon la revendication précédente, la face (23P) étant perpendiculaire à la face supérieure (21) du corps métallique principal, dont la portion de surface de centrage coopère avec ladite face (23P) de l'encoche perpendiculaire à la face supérieure (21) de celui-ci.
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