Brevet FR2166255A1 — publié le 19730817

La présente invention concerne les appareils utilisés pour le moulage de métal en fusion par projection de celui-ci dans le moule correspondant sous l'effet de la force centrifuge à partir d'un creuset de fusion monté sur un plateau rotatif 0 La fusion du métal dans ce creuset peut etre avantageusement obtenue par un procédé de fusion électrique tel que le procédé dénommé "2IG" (tungstène Inert Gaz). Un tel procédé a l'avantage d' assurer par lui-même la protection du bain de coulée en surface contre une oxydation ou une altération soas l'effet de l'air ou de 1'oxygène. Mais cette protection est insuffisante. En effet, dans les appareils actuels de ce genre, la protection du métal en cours de fusion est, soit inconstante, soit simplement superficielle (par réduction ou apport de gaz protecteur seulement à la surface du bain).Dans tous les cas, la mise en fusion s'accompagnant d'une combustion sous une forme ou sous une autre, il s'ensuit un appel important d'oxygène, non seulement en surface, mais au travers me- me des parois du creuset constitué de matériaux réfractaires poreux d'où oxydation et altération notable du métal. C'est pourquoi la présente invention a pour objet un appareil de moulage de ce genre conçu de façon à assurer une parfaite protection du métal en cours de fusion à l'intérieur meme du creuset utilisé. A cet effet, cet appareil est essentiellement caractérisé en ce qu'il est prévu une canalisation d'amenée de gaz protecteur débouchant dans le fond du creuset de façon à assurer la diffusion et la répartition de ce gaz à la surface interne de celui-ci sans inclusion possible d'air ou d'oxygène. Selon une autre caractéristique de cet appareil, la canalisation d'amenée du gaz protecteur débouche dans un évidement conique ménagé dans le fond du creuset et qui renferme une pièce mobile de même forme, susceptible de constituer en quelque sorte un diffuseur pour répartir ce gaz circulairement sur le fond du creuset.Cependant l'extrémité supérieure de cette pièce est par ailleurs apte à supporter le bain du métal en fusion. Cet agencement permet d'obtenir une protection intégrale de la coulée de métal qui se trouve par ailleurs protégée en surface.En effet l'agencement conforme à ltinvention permet d'isoler la coulée de métal de l'action oxydante de l'air pouvant traverser les parois poreuses du creuset, ainsi que de l'action similaire des courants rampants des parois inférieures de celui-ci. Cependant d'autres particularités et avantages de cet appareil apparaîtront au cours de la description suivante d2un exemple de réalisation de celui-ciOCette description est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure 1 est une vue en coupe verticale de l'ensemble de cet appareil La figure 2 est une vue en coupe axiale, à échelle différente,du creuset de fusion prévu dans cet appareil et du sup port de celui-ci La figure 3 est une vue en coupe, à échelle différente, de la par tie inférieure du présent appareil. De façon connue, celui-ci comporte un plateau rotatif I servant de support au creuset 2 de fusion du métal. Ce plateau est lui meme porté par un arbre vertical d'entratnement 3 monté rotatif dans des roulements disposés à l'intérieur d'un manchon 4 formant support et qui est fixé sur un socle 5. Cet arbre est entraîné par un moteur (non représenté) par l'intermédiaire d'une poulie 6 ou par tous autres moyens de transmission appropriés. De la façon habituelle, le creuset de fusion 2 n'est pas fixé directement sur le plateau rotatif 1. En effet, il est porté par un bras 7 dénommé "bras de fronde", et dont le support 8 peut star- ticuler dans une certaine limite sur le plateau 1. Dans une positon diamétralement opposée, celui-ci porte une masse d'équilibrage réglable 9O Par ailleurs, le creuset de fusion 2 est attenant à un berceau 10 destiné à recevoir le moule utilisé. Ainsi le métal amené en fusion dans ce creuset se trouve projeté par centrifugation à l'in- térieur de ce moule. Conformément à la caractéristique essentielle de l'objet de 12 invention, un orifice d'amenée de gaz inerte de protection contre l'oxydation est prévu dans le fond du creuset 2. Cet orifice débouche dans ui évidement 11 de forme conique ménagé dans le fond du creuset Cependant cet évidement contient une pièce mobile 12 de même forme qui est destinée à constituer en quelque sorte un diffuseur pour le gaz protecteur lorsqu'elle se soulève légèrement sous 1' effet de la pression de celui-ci. En effet cette pièce assure alors la répartition circulaire de ce gaz à la surface inférieure du creuset. Ainsi qu'il a déjà été indiqué, la fusion du métal est avantageusement réalisée par le procédé de fusion électrique connu sous l'appellation "il", lequel nécessite la présence d'une électrode d'apport de courant de masse dans le fond du creuset. Dans ces conditions, un alésage axial est prévu dans le diffuseur mobile 12 et celui-ci est enfilé sur 11 électrode correspondante 13 en tungstène.Celle-ci est fixe et le diffuseur t2 peut librement coulisser sur elle. te creuset en matière réfractaire est scellé dans un support métallique 14 en forme de cuvette. te fond de celui-ci porte deux collets 15 et 16 en gradin présentant des diamètres dégressifs. Sur le dernier de ceux-ci est rapporté un écrou 17 assurant le ser rage d'un noyau bi-conique fendu 18 à l'intérieur duquel est engagée l'extrémité correspondante de l'électrode 13.Celle-ci se trouve donc ainsi parfaitement immobilisée. Un capuchon 19 coiffe l'écrou 17 en laissant un certain jeu autour de celui-ci. Ce capuchon est vissé sur le premier collet 15 du fond de la cuvette 14. A son extrémité inférieure, le capuchon 19 porte un ajutage 20 pourvu d'une olive, qui est destinée à permettre le branchement en place d'une canalisation flexible 21 d'amenée de gaz inerte protecteur.A ce sujet il convient de noter que l'ajutage 20 est engagé à travers une perforation 22 du plateau 1, laquelle présente un diamètre suffisamment important pour permettre le débattement des différents organes solidaires du creuset et du bras de fronde 7. IMépaulement séparant les deux collets t5 et 16 présente une série d'orifices 23 permettant le passage du gaz protecteur jusque dans l'intervalle compris entre le fond de la cuvette 14 et le creuset 2. Dans ces conditions,la pression de ce gaz s'exerce sur le diffuseur 12 qui se trouve légèrement soulevé et permet ainsi une répartition circulaire du gaz à la surface inférieure du creuset. te raccordement de la canalisation 21 d'amenée de gaz protec- teur avec la conduite d'alimentation 24 est assuré par l'intermédiaire d'un alésage axial 25 pratiqué dans l'arbre rotatif 3.A cet effet, l'extrémité supérieure de celui-ci porte un raccord (non figuré sur les dessins), sur lequel est branchée l'extrémité correspondante de la canalisation 21 et ce raccord communique avec l'alésage axial 25. A son extrémité opposée, l'alésage 25 de l'arbre 3 communique avec un alésage axial 26 pratiqué dans un embout fixe 27 disposé en regard de l'extrémité inférieure de cet arbre. Cet embout en bronze est maintenu entre deux flasques 28 fixés sur le fond 29 d'un socle 5 de l'appareil. Cependant cet embout est pressé contre l'arbre 3 par des ressorts 30, de sorte qu'un collet prévu à son extrémité inférieure se trouve ainsi maintenu engagé dans un lamage usiné dans l'extrémité inférieure de cet arbre. t' embout 27 comporte par ailleurs un alésage radial 31 communiquant avec son alésage axial 26 ainsi qu'avec un raccord extérieur (non figuré sur les dessins), sur lequel est branchée la conduite principale d'alimentation 24. Ainsi, tant avant que pendant la rotation du plateau i,le gaz protecteur se trouve amené dans le fond du creuset de fusion sous une pression contrôlée et en débit constant. A ce sujet, il faut observer que le diffuseur mobile 12 ainsi que son siège et l'élec- trode 17 sont usines avec une très grande précision, de façon qu aucune entrave ne gêne le mouvement de ce diffuseur pour assurer l'admission et la répartition circulaire du gaz sur la surface interne du creuset. On obtient ainsi une parfaite isolation du bain de la coulée par rapport à l'air extérieur pouvant traverser la paroi poreuse du creuset.la protection du métal en fusion est donc complète puisque le bain de coulée se trouve protégé à sa surface du fait même de la nature du procédé ainsi employé. Dans ces conditions, l'appareil selon l'invention présente un intérêt incontestable dans tous les cas où il est recherché,pour une fusion de métaux nobles ou autres, en creuset à air libre,une protection d'atmosphère entièrement contrôlée et intégrale,assurant le maintien des caractéristiques physiques, chimiques et de pureté du métal considéré. Une application particulièrement intéressante de cet appareil peut être réalisée en prothèse dentaire, pour le moulage d'armatures en métaux ou alliages nobles. Cependant cet appareil peut également être utilisé avantageusement en bijouterie, ou joaillerie, ou dans toutes autres industries où il est pratiqué un moulage par projection du métal par centrifugation à partir d'un creuset de fusion. REVENDICATIONS 1.- Appareil pour le moulage de métal en fusion projeté par cen trifugation à partir d'un creuset de fusion à air libre porté par un plateau rotatif, caractérisé en ce qu1il est prévu une canalisation d'amenée de gaz protecteur débouchant dans le fond du creuset de façon à assurer la diffusion et la réparti tion de ce gaz à la surface interne de celui-ci sans incl.uslon possible d'air ou dtoxygène. 2.- Un appareil de moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation d'amenée du gaz protecteur débouche dans un évidement conique prévu dans le fond du creuset et dans lequel est disposée une pièce mobile, elle-mête de forme conique, destinée à constituer en quelque sorte un diffuseur du gaz de protection pour le répartir circulairement sur le fond du creuset, l'extrémité supérieure de cette pièce étant par ailleurs apte à supporter le bain de métal en fusion. 3.-Un appareil de moulage selon la revendication 2,caractérisé en ce que la fusion du métal dans le creuset étant réalisée par un procédé de fusion électrique, l'électrode conductrice du courant de masse est disposée à travers le trou inférieur du creuset et engagée à l'intérieur d'un canal axial prévu dans la pièce mobile formant diffuseur pour le gaz de protection, cette pièce pouvant librement coulisser sur cette électrode. 4.- Un appareil de moulage selon la revendication 3,caractérisé en ce que la base du creuset est fixée dans un support en forme de cuvette dont le fond porte des moyens de fixation de l'élec trode de fusion, un ou plusieurs orifices d'entrée du gaz pro tecteur étant également prévus dans le fond de ce support pour déboucher au-dessous du creuset. 5.- Un appareil de moulage selon la revendication 4,caractérisé en ce que la canalisation d'amenée du gaz protecteur dans le fond du support du creuset est branchée sur un raccord porté par 1' arbre d'entraînement du plateau rotatif et communiquant avec un conduit axial pratiqué dans celui-ci, l'extrémité opposée de ce conduit communiquant avec un alésage axial prévu dans un embout inférieur fixe et qui communique avec un raccord sur le quel est branchée la conduite d'alimentation en gaz protecteur.