Brevet FR2009324A1 — publié le 19700130

B'invention concerne un procédé de fabrication de moules de fonderie perdus, la matière moulable étant introduite dans le châssis de moule fermé en bas par une plaque de fond et sty solidifiant. La fabrication de moules de fonderie perdus s'effectue en général en plaçant autour du modèle la matière moulable constituée par un matériau granulaire à pulvérulent comportant des additifs déterminés et elle est ensuite solidifiée. Il s'agit toujours dans ce cas de réaliser un corps aussi rigide que possible, à savoir le moule de fonderie, à partir d'une matière moulable granulaire à pulvérulente. La solidification s'effectue en général du fcdt que la matière moulable introduite dans le chassie de moule est compactée par l'action de forces mécaniques pour former un corps solide de rigidité suffisante. Occasionnellement toutefois, on utilise également des matières moulables dont la solidification repose essentiellement sur l'action de liants inorganiques ou organiques agissant à froid ou à chaud.Certes, avec de telles matières moulables, le compactage mécanique n'est pas né cesoaire, cependant, ellee nécessitent une composition soigneuse du mélange de matériaux de moule selon le type et la quantité des différents composants. Dans tous les cas, avant la solidification, les matériaux du moule qui donneront le moule de fonderie, doivent se trouver dans un état plastique leur permettant de reproduire fidèlement les contours du modèle. Or avec les matériaux de moule économiques utilisés le plus souvent, à savoir les sables naturels ou les sables de fonderie synthétiques qui comportent comme liants et comme composés plastifiants des substances susceptibles de gonfler telles que la bentonite, la matière moulable ne peut avoir qu'une certaine plasticité. De ce fait, avec de telles matières moulables, pour obtenir une reproduction exacte des contours du modèle, des pressions considérables sont nécessaires pour la solidification mécanique, qui compromettent considérablement la rentawdlité et la technologie de la fabrication des moules de fonderie. L'invention se propose donc de procurer un procédé pour fabriquer des moules de fonderie perdus, dont l'application permet de supprimer en grande partie la solidification mécanique ultérieure en utilisant des matériaux de moule appropriés, qui, avant et/ ou pendant la fabrication du moule, présentent une fluidité suffisante et qui par contre se solidifient de façon satisfaisante après la fabrication du moule. On a constaté, de manière surprenante, qu'il est possible de remplir ces diverses conditions et de résoudre ainsi le problème de l'invention en employant, pour la fabrication du moule, un mélange de matériaux de moule qui comporte des substances thixotropes réagissant à des vibrations mécaniques à haute fréquence en quantité telle que l'ensemble du mélange de matériaux de moule peut entre amené dans un état fluide par l'utilisation de vibrations mécaniques dans une zone de fréquences plus élevées, et en soumettant le mélange de matériaux de moule, avant et/ou pendant son introduction dans le châssis de moule, à l'action des vibrations de cette zone de fréquences afin de l'amener à l'état fluide. L'application du procédé conforme à l'invention, en dehors du choix soigneux des matériaux de moule convenant pour le mélange à utiliser, ne nécessite que des investissements peu importants pour obtenir des vibrations mécaniques à haute fréquence. Dans ce but, on peut utiliser par exemple un générateur d'ultrasons par l'action duquel les composants thixotropes qui constituent les additifs du mélange de matériau de moule passent de l'état de gel à l'état fluide. L'application du procédé conforme à l'invention peut s'effec- tuer de façon simple, en soumettant le mélange de matériaux de moule tnixotropes, avant son introduction dans le chassies de moule, à un traitement par vibrations qui l'amène à un état presque ou totalement fluide. Pour assurer une reproduction fidèle des contours du modèle, le traitement par vibrations peut également entre continué pendant l'introduction du mélange de matériaux de moule dans le chAaISiS de moule, et pendant un bref laps de temps après. L'utilisation du procédé conforme à l'invention permet de supprimer partiellement ou totalement l'utilisation de forces mécaniques importantes pour solidifier le moule de fonderie, ainsi que l'utilisation de liants durcissant à froid ou à chauds Comme composants thixotropes du mélange de matériaux de moule, on utilise de préférence des matériaux qui parviennent à l'état fluide par des vibrations mécaniques d'une fréquence supérieure à 1000 Hz, de préférence situées dans la zone des fréquences ultrasoniques au-dessus de 20.000 Hz, mais qui par contre, pour des vibrations mécaniques de fréquences inférieures à 100 Hz, ne présentent pas de tbirotropie. En choisissant ces fréquences de façon judicieuse, il est possible de compacter par les vibrations mécaniques à basse fréquence utilisées habituellement le mélange de matériaux de moule après son introduction dans le chssssis de moule et à la suite du traitement par les vibrations mécaniques à haute fréquence destinées à fluidifier le mélange. L'invention prévoit également d'ajouter au mélange de matériaux de moule des substances susceptibles d'être magnétisées (poudre de fer, Fez04), ce qui permet, après le traitement par vibrations mécaniques à haute fréquence, de soumettre la matière moulable à un champ électromagnétique, ce qui provoque la solidification de toute la matière moulable introduite sous ltaction des particules magnétisables du mélange de matériaux de moule. Pour faciliter, accélérer ou renforcer la solidification on peut également ajouter au mélange de matériaux de moule, en faibles quantités, des liants connus, inorganiques ou organiques. De meme, pour faciliter, accélérer et renforcer la solidification du moule, en particulier des parties du moule proches du modèle, on peut également revêtir la surface du modèle, avant l'introduction de la matière moulable, d'un liant inorganique ou organique, en quantité telle que les parties du mélange de matériaux de moule en contact avec le modèle subissent, du fait du liant, une solidification supplémentaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de moules de fonderie perdus par introduction de la matière moulable dans le chEssis de moule fermé en bas par une plaque de fond, caractérisé en ce que, pour la fabrication du moule, on emploie un mélange de matériaux de moule qui comporte des substances thixotropes réagissant à des vibrations mécaniques à haute fréquence, en quantité telle que l'ensem- ble du mélange de matériaux de moule peut être amené dans un état fluide par l'utilisation de vibrations mécaniques dans une zone de fréquences plus élevées, et en ce que le mélange de matériaux de moule, avant et/ou pendant son introduction dans le chtssis de moule, est soumis à l'action des vibrations de cette zone de fréquences afin de l'amener à 11 état fluide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, comme composants thixotropes, on utilise des substances qui parviennent à l'état fluide par des vibrations mécaniques d'une fréquence supérieure à 1000 Hz, de préférence situées dans la zone des fréquences ultrasoniques au-dessus de 20.000 Hz, mais quit par contre, pour des vibrations mécaniques de fréquences inférieures à 100 Hz, ne présentent pas de thixotropie. 3. Procédé selon les revendications i et 2, caractérisé en ce que le mélange de matériaux de moule introduit dans le châssis de moule une fois le traitement par vibrations à haute fréquence terminé, est soumis à des vibrations à basse fréquence dans la zone située au-dessous de 100 Hz, afin de compacter et de solidifier le mélange. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans le cas de mélanges de matériaux de moule comportant des substances magnétisables, la matière moulable est soumise à l'action d'un champ électromagnétique lorsque le traitement par vibrations est terminé. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, avant l'introduction du mélange de matériaux de moule dans le châssis de moule, la surface du modèle est revalue d'un liant, inorganique ou organique, en quantité telle que les parties du mélange de matériaux de moule en contact avec le modèle subissent, du fait du liant une solidification supplémentaire. 6. Mélange de matériaux de moule pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications i et 2, caractérisé en ce qu'il contient comme composants thioxotropes, des substances réagissant à des vibrations mécaniques à haute fréquence en quantité telle que le mélange de matériaux de moule parvient à l'état fluide par l'application de vibrations mécaniques dans une zone de fréquences plus élevées, de préférence dans la zone des fréquences ultrasoniques. 7. Mélange de matériaux de moule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il contient, comme composants thixotropes, des substances qui ne présentent aucune réaction thixotrope aux vibrations mécaniques à basse fréquence, par exemple dans la zone située en dessous de 100 Hz. 8. Mélange de matériaux de moule selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il contient des substances servant à provoquer la solidification du moule et qui provoquent cette solidification avec ou sans autre intervention supplémentaire, du fait de leur structure de surface et de leurs propriétés physiques ou physico-chimiques. 9. Mélange de matériaux de moule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il contient des substances colloïdales susceptibles de gonfler et ayant des propriétés analogues à celles des liants, par exemple de la Bentonite. 10. Mélange de matériaux de moule selon les revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il contient comme composant thixotro- pe et comme moyen pour obtenir la solidification structurelle, du graphite sous forme colloldale. 11. Mélange de matériaux de moule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il contient des substances magnétisables (poudre de fer, Pe304) destinées à provoquer la solidification sous l'action d'un champ électromagnétique. 12. Mélange de matériaux de moule selon chacune des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il contient des liants inorganiques et/ou organiques en soi connus destinés à accélérer et/ou renforcer la solidification.