Brevet FR2126107A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne un procédé de masselottage pour le moulage de pièces d'acier en sable à vert ou étuvé, notamment pour le masselottage atmospherique, en charge. On sait que le retrait important de l'acier nécessite de prévoir en communication directe avec la cavité du moule, au moins une cavité auxiliaire, disposée de manière que s'y achève la solidification de acier; la "retassure est ainsi localisée dans la "masselotte" qui steak solidifiée dans ladite cavité auxiliaire, et qui peut être ensuite aisément séparée de la pièce cou lée, cette dernière étantainsi empte de toite retassure. Le masselotta- ge est dit "en charge", lorsque la masselotte est formée à l'aplomb de la pièce coulée; il est dit "atmosphérique" lorsque des dispositions sont prises pour que, au cours de la solidification, la pression atmosphérique ne cesse pas de s'exercer, avantageusement, en supplément de la pression dite 'tSerro-statiquet', aussi bien dans la cavité du moule que dans la cavité auxiliaire. Un premier procédé, connu, de masselottage, quiestillusré sur la figure I, représentant en coupe, par un plan vertical, une partie d'un chassis supérieur pour le moulage en sable à vert, consiste à poser sur une zone choisie du modèle de la pièce à couler (non représenté) un noyau plein, présentant par exemple la section indiquée en traits forts sur'la figure 1, et à tasser le sable de moulage 1 sur ledit modèle et autour de ce noyau; après enlèvement dudit noyau, on obture la partie supérieure de la cavité auxiliaire 2 par l'engagement dSun noyau de couverture 3, également en sable, dont la paroi inférieure forme, dans ladite cavité auxiliaire 2, une saillie interne 4, constituant un "crayon atmosphérique d'un type connu; la figure 1 représente également une galette de rupture 5, d'un type connu, également en sable, qui est posée sur le modèle de la pièce à couler, avant le noyau destine à la formation de la cavité auxiliaire 2, et dont le rôle est de réduire la section de l'ouverture 6 par laquelle la cavité auxiliaire 2 communiquera avec la cavité du moule, après l'enlèvement du modèle, et de réduire ainsl la section du col rattachant la masselotte à la pièce coulée, afin de faciliter leur séparation ultérieure. Un second procédé, connu, de masselottage, qui est illustré sur la figure 2, analogue à la figure 1, consiste à poser sur une zone choisie du modèle de la pièce à couler, par exemple par dessus une galette de rupture 5, un corps creux 7 à parois minces et àbase 6 ouverte, de lorme intérieure adaptée àla masselotte prévue; puis, lors du recouvrement du modèle avec le sable de moulage, à enterrer complètement dans ce sable 1 le corps creux 7, dont l'ouverture 6 de la base est ensuite dégagée lors de l'enlèvement du modèle, après le serrage du sable de moulage; ce procédé connu utilise un corps creux 7 en polystyrène expansé, qui doit être détruit, aprèS démoulage, par étuvage ou flambage. Le procédé de masselottage selon la présente invention est du type qui vient d'être indiqué en second lieu, mai il ne pr- sente pas les inconvénients de ce second procédé connu. Le procédé de masselottage selon La présente invention est~du type indiqué E il est caractérisé en ce que l'on utilise un corps creux en sable aggloméré par une résine thermodurcissable. La résine thermodurcissable qui agglomère les grains de sable constituant sa paroi, étant détruite par la haute tempéra ture de l'acier coulé, le corps creux utilisé dans le procédé suivant la présente invention perd alors toute compacité, et il est éliminé en même temps que le sable au cours du démoulage, ce qui supprime la nécessité d'une opération particulière, postérieure au démoulage, pour dégager la masselotte. La présente invention concerne également des corps creux en sable aggloméré par une résine thermodurcissable, pour mettre en oeuvre le procédé de masselottage qui vient d'être indiqué. Dans une forme de réalisation préférée d'un corps creux pour mettre en oeuvre le procédé de masselottage suivant la présente invention, l'ouverture de la base de ce corps creux a une section réduite et un bord aminci, comme une galette de rupture d'un type connu, ce qui permet d'éviter l'emploi de telles galettes de rupture, indépendantes, et par suite de simplifier et d'accélérer le masselottage. Selon une autre caractéristique avantageuse du corps creux pour mettre en oeuvre le procédé de masselottage suivant a présente invention, sa paroi interne forme, dans a partie supérieure, une saillie interne, équivalente à un crayon atmosphérique d'un type connu.Par ailleurs, la paroi dudit corps creux est constituée de préférence par des grains de sable pré-enrobés avec une résine thernodurcissable, de telle sorte que ladite paroi est poreuse, ce qui est avantageux pour le masselottage atmosphérique. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé un mode d'exécution du procédé damasse~ lottage atmosphérique, en charge, suivant la présente invention. La figure 3 représente, en coupe par un plan vertical, une partie d'un moule pour le coulage d'une pièce d'acier en sable à vert, dans le cas de la mise en oeuvre du procédé de masselottage selon la présente invention. La figure 4 est une coupe par un plan vertical, axial, d'un corps creux de révolution pour mettre en oeuvre le procédé de masselottage illustré sur la figure 3. La figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. Pour mettre en oeuvre le procédé de masselottage selon la présente invention, on réalise tout d'abord un corps creux, à paroi mince et à base ouverte, de forme intérieie adaptée à B masselotte prévue, en utilisant comme matière première du sable aggloméré par une résine thermodurcissable; plus particulièrement, on réalise avec des grains de sable, pré-enrobés avec une résine thermodurcissa- ble, le corps creux 8 des figures 4 et 5, qui présente un axe de révolutiqn vertical, et qui est formé par une base ouverte, tronconique, 8a, coiffée par une calotte hémisphérique, 8b, ayant 1 tune et l'autre une épaisseur de paroi de l'ordre de 5 à 7 mm; la forme de réalisation de ce corps creux 8 qui est représentée sur les figures 4 et 5 offre les deux caractéristiques avantageuses suivantes : d'une part, sa paroi interne forme, dans sa partie supérieure, une saillie interne 9, équivalente à un crayon atmosphérique d'un type connu; d'autre part, l'ouverture 10 de sa base a une section réduite par rapport par exemple à la section du corps creux 8 au niveau de la ligne de cope V-V, et ladite ouverture 10 présente un bord aminci 11, comme une galette de rupture d'-un type connu. La réalisation d'un corps creux en sable, du type-illustré sur les figures 16 et 5, est possible par différents procédés connus; oe peut utiliser par exemple un noyau de moulage, de forme correspon dant à la cavité intérieure 12 du corps creux 8, ce noyau de moulage étant constitué en un matériau susceptible d'être détruit facilement après le moulage du corps creux 8; il est aussi possible de constituer le corps creux de deux parties, qui peuvent astre moulées aisément de façon séparée, puis réunies l'une à l'autre, d'une façon quelconque; par exemple, le corps creux 8 peut être scindé en deux parties au niveau du plan de coupe représenté par la ligne V-V, ou bien il: peut être constitué de deux demi-coquilles, jointives suivant le plan de coupe indiqué par la ligne IV-IV. Le corps creux ainsi moulé avec des grains de sable pré-enrobés,est ensuite consolidé, de préférence avant démoulage, par chauffage à la tempe rature de durcissement de la résine d'enrobage, par exemple vers 200 à 2500C. Le procédé de masselottage selon la présente invention est ensuite mis en oeuvre de la façon suivante, illustrée sur la figure 3, en utilisant le corps creux 8, réalisé de la manière précédemment décrite : on pose ce corps creux 8 sur une zone choisie du modèle (non représenté) de la pièce à couleur, puis, lors du recouvrement de ce modèle avec le sable de moulage 1, on enterre complètement dans ce sable 1 le corps creux 8, comme visible sur la figure 3; après le serrage du sable de moulage 1 > on enlève le modèle, ce qui a pour effet de dégager l'ouverture 10 de la base du corps creux 8, et de faire communiquer ainsi sa cavité interne 12 avec la cavité 13 du moule en sable, dont la forme est adaptée à celle de la pièce à couler.On a représenté sur la figure 3 l'a cier solidifié dans les cavités 12 et 13 (zone hachurée); les lignes 14 sont les traces, sur le plan de la figure 3,- des surfaces isothermes au cours de la solidification; la zone non hachurée, 15, dans la cavité auxiliaire 12, délimitée par le corps creux 8, correspond à la retassure, qui est donc bien formée dans la masselotte, à l'intérieur du corps creux 8. On voit que cette masselotte n1 est réunie à la pièce, formée dans la cavité 13 du moule, quepar la section réduite, correspondant à l'ouverture 10 de la base du corps creux 8, ce qui cilite l'élimination ultérieure de la masselotte. L'arriv'e de l'acier fondu, à une température de l'ordre de 1500 à 16000C, dans la cavité intérieure 12 du corps creux 8, a par ailleurs provoqué la combustion de la résine thermodurcissable enrobant les grains de sable qui constituent le corps creux 8, dont les résidus peuvent être donc éliminés ensuite sans difficulté, lors du démou- lage de l'ensemble formé par la pièce et la masselotte. L'emploi d'un corps creux en sable selon la présente invention est évidemment beaucoup plus économique que l'emploi d'un corps creux en polystyrène expansé et d'une galette de rupture en sable, suivant le procédé antérieur, illustré sur la figure p. REVEtXDTCATIONS 10 Procédé de masselottage pour le moulage de pièces d'acier en sable auto-durcissant1 à vert ou étuvé, notamment pour le masselattage atmosphérique, en charge, consistant à poser sur une zone choisie du modèle de la pièce à couler, un corps creux, à paroi mince et à base ouverte, de forme intérieure adaptée à la masselotte prévue, puis, lors du recouvrement du modèle avec le sable de moulage, à enterrer complètement dans ce sable le corps creux, dont l'ouverture de la base est ensuite dégagée lors de l'enlèvement du modèle, après le serrage du sable de moulage, caractérisé en ce que l'on utilise un corps creux en sable aggloméré par une résine thermodurcissable. 2" Corps creux pour mettre en oeuvre le procédé de masselottage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ce corps creux, à base ouverte, est formé essentiellement par une paroi mince, d'épaisseur sensiblement uniforme, en sable agglomé- ré par une résine thermodurcissable. 3 Corps creux suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente un axe de révolution vertical, étant formé par exemple par une base ouverte, cylindrique ou tronconique, coiffée par une calotte hémIsphérique. 4" Corps creux suivant l'une quelconque des revendieations 2 et 3, caractérisé en ce que sa paroi interne forme, dans sa partie supérieure, une saillie interne, équivalente à un crayon atmosphérique d'un type connu. 5 Corps creux suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'ouverture de sa base a une section réduite et un bord amincit comme une galette de rupture d'un type connu. 6" Corps creux suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que sa paroi est constituée par des grains de sable pré-enrobés avec une résine thermodurcissable.