Brevet FR2000518A1 — publié le 19690912

La présente invention est relative aux dispositifs à matrice et poinçon destinésà être utilises pour le frittage sous pression d'un matériau non métallique réfractaire tel que du- nitrure de silicium, et du type comprenant une matrice creuse destinée à être montée sur un plateau un tampon placé dans la matrice et en contact avec le plateau, et un poinçon destiné à pénetrer dans la matrice pour comprimer le matériau en poudre contre le tampon. L'invention concerne particulièrement les dispositifs du type précité dans lesquels l'ou- vrage en matériau rêractaire eomporte une ouverture traversante1 le dispositif comprenant une broche permettant de délimiter cette ouverture. Un tel dispositif sera désigné dans la suite de la description par l'expression dispositif du type précité. Le but de l'invention est de fournir un dispositif à matrice et poinçon du type précité, sous une forme particulièrement commode et effcace Un tel dispositif, suivant l'invention, est caractérisé-en ce que le poinçon et la broche sont venus de matière. Suivant une autre caractéristique, un dispositif à matrice et poinçon du type précité comporte un poinçon1 une partie de la bro che étant venue de matière avec le poinçon, et une autre partie de la broche étant formée séparément. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre dexempIe et sur lequel la Fig.l représente un dispositif à matrice et poinçon suivant l'invention ; et les Pig. 2 et 7 représentent une variante dans deux positions successives. En se référant au mode de réalisation de la Fig.1, le disposi- tif à matrice et poinçon comprend une matrice tubulaire 10 qui, en ucilisation, est placée sur un plateau désigne par la référence 11 de la machine ass ciée, un tampon annulaire 12 étant placé dans la matrice 10 et reposant sur le plateau 11. Un poinçon 13 est adapté pour pénétrer dans la matrice 10, la pression étant appliquée par l'intermédiaire de ce poinçon à une charge de matériau non métallique réfractaire en poudre, tel que du nitrure de silicium, désigné par la référence 14. Le poinçon porte une broche 15 venue de matière, grâce à iaquelle une ouverture axiale est ménagée dans toute l'épaisseur de I 'owvrage en nitrure de silicium, qui est par consequent de forme annulaire. Les pièces 12, 13 et 15 du dispositif sont réalises en graphite, et des pressions élevées sont appliquées au poinçon pour comprimer la charge 14 de nitrure de silicium. - Les pressions peuvent 2 par exemple atteindre de l'ordre de 590 KgZcm2, et les pièces sont également chauffées à des températures de l'ordre de 1700 C. Le remplissage de la matrice avec du nitrure de silicium, avant la compression, est exécuté alors que la matrice 10 et le poinçon 17 sont disposés en sens inverse de ce qui est repré-senté à la Fig. 1, le tampon 12 étant emmanché avant que l'ensemble soit placé sur le plateau 11. Dans le mode de réalisation représenté aux Fig. 2 et 3, il est prévu une matrice tubulaire 16 dans laquelle est placé un tampon 17 et entre le tampon 17 et un poinçon 18 se trouve une charge 19 de nitrure de silicium. Le poinçon 18 porte une portion de broche 20venue de matière et une portion de broche 21 amovible. commeZle mode de réalisation de la Fig.l, pour utiliser ce dispositif, la charge de nitrure de silicium est mise en place alors que les pièees se trot en sens inverse de ce qui est représenté à la Fig.2. Une ouverture dans la charge de nitrure de silicium est délimitée par les portions 20 et 21 de la broche. Le tampon 17 est emmanché au-dessus de la charge, et se centre sur la portion 21 amovible de la broche. On applique alors une pression au tampon 17 pour réaliser une compression initiale à froid de la. charge 19 de nitrure de silicium, et lorsque la partie supérieure de la broche 20 pénètre dans le tampon 17, on enlève la portion amovible 21 de la broche, les pièces sont retournées et placées sur un plateau 22 de la machine, comme représenté sur la Fig.3, et l'on applique à nouveau une pression au poinçon 18 pour comprimer la charge 19 de nitrure de silicium, à la température de frittage mien entendu l!invent.ion n est pas limitée aux modes de réalisation représentes et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples. REVENDICATIONS 1 - Dispositif à matrice et poinçon destiné à être utilisé pour le frittage sous pression d'un matériau non métallique réfractaire tel que du nitrure de silicium, et du type comprenant une matrice creuse destinée à être montée sur un plateau, un tampon placé dans la matrice et en contact avec le plateau, et un poinçon destiné à pénétrer dans la matrice pour comprimer le matériau en poudre contre le tampon, l'ouvrage en matériau réfractaire comportant une ouverture traversante et le dispositif comprenant une broche permettant de délimiter cette ouverture, ce dispositif étant caractérisé en ce que le pinçon et aumoins une partie de la broche sont venus de matière. 2 - Dispositif à matrice et poinçon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice est tubulaire et le tampon est annulaire. 3 - Dispositif à matrice et poinçon, suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une partie de la broche est séparée. 4 - Procédé de fabrication d'un objet non-métallique réfractaire fritté, de forme annulaire, caractérisé en ce qu'on introduit à l'intérieur d'une matrice creuse un poinçon portant une brs che dont au moins une partie est venue de matière avec le poinçon, on place une charge de matériau en poudre non-métallique réfractaire dans la matrice, on place un tampon sur la charge, on retourne l'ensemble comprenant la matrice, le poinçon et le tampon, on le place sur une surface plane, on applique une pression au poinçon pour comprimer la charge et on soumet simultanément à l'action de la chaleur pour fritter la charge. 5 - Procédé de fabrication suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on soumet la charge à une première compression après l'assemblage des pièces et avant de les retourner, une partie séparée de la broche étant enlevée après cette opération et avant le retournement et une compression finale contre la surface plane.