Brevet FR2155824A1 — publié le 19730525

L'invention concerte ut procédé de fabrication de bijoux et d'objet ornementaux et utilitaires en métal par coulée centrifuge. Le fabricant d'objets en metaux précieux et communs et alliages de ceux-ci par coulle centrifuge prend une extension de plus en plus grande. I1 est exigé que le métal li quide pénètre dans les cavités les plus fines ces moules en plâ- tre et en silice et qu'il soit possible d'éliminer complètement la masse fcrmant le moule par des moyens simples. Jusqu'à oresent, comme moule en plâtre pour bijoux en métaux précieux (souvent or et argent) on utilise un mélange de plâtre à enduit ordinaire et de masses spéciales de gel de silice à faible teneur en eau, pour le platine une masse de silice stable jusqu'au-dessus de 20000 C et qui ne se déforme pas à cette température. Comme masse de coulée, on utilise cratique- ment les alliages usuels comme ceux qu sont connus depuis longtemos pour la fabrication d'objets ornemantaux et utilitaires. La fabrication de pièces par coule centrifuge ne fait oas en elle-même partie de l'invention. L'invention porte plutôt sur l'étape qui suIt la coulée centrifuge et qui consiste à éliminer la masse fcrman le moule des pièces obtenues par coulée centrifuge, En effet, on éprouvait entérieurement de grandes difficultés à éliminer la masse de plâtre des reliefs , cavités et fissures fines des objets fabriqués par coulée centrifuge. Des recherches étendues effectuées sur ce point dans les laboratoires de la de- m ndresse sont permis de faire de façon surprenante des découvertes nouvelles et imprévisibles. Il est vrai que dans le cas des alliages normaux connus depuis des dizaines d'années, on peut éliminer la "masse de plâtre" par gros morceaux en refroidissant dans l'eau froide la pièce encore chaude munie de l'enveloppe de plâtre, et aussi manuellement, mais les reliets les plus fins nécessitaient toujours, pour le détachement de la masse de moulage, des agents chimiques spéciaux tels que l'acide fluorhydrique, qui sont dangereux et diffociles à manier. Des essais effectués avec différents moyens mécaniques, par exemple l'action d'ultrasons, n'ont OIS uonn rion plus u'!C solution satisfaisante du problème.De façon surprenante, il est apparu maintenant que l'on peut éliminer la masse de plate rapidement et intégralement, même des cavités les plus fines et sans utiliser ou seulement dans ue faible mesure un mouvement mécanique, par exemple les tambours, la centrifugation, les ultrasons etc ., si l'on ajoute à l'alliage de coulée centrifuge de petites quantités d'éléments chimiques déterminés qui ont tendance à former des oxydes à leur surface à haute température. Des éléments de ce genre sont par exemple l'ytterbium, le calcium, le lanthane, le thorium, l'uranium, le hafnium, le cérium, l'aluminium, le vanadium, le niobium ou le chrome. Ces éléments jouent le rôle d'agents de détachement, c'està-dire que la masse de plâtre n'est pas par exemple dissoute comme lorsqu'on utilise l'acide fluorhydrique, mais il se forme dans la zone limite entre la masse et le métal de petites plaquettes qui s'écartent et se séparent de l'objet métallique. Dans le-s essais, on a utilisé principalement une addition d'aluminium. Il est vrai qu'il est connu depuis longtemps d'utiliser l'aluminium comme additif aux alliages de métaux précieux, mais on incorporait toujours aux alliages de grandes quantités (plus de 3%) de ce métal.Par l'addition de grandes quantités d'aluminium, les alliages acquièrent des propriétés qui rendent difficile ou impossible la transformation. Mais l'addition de petites quantités d'aluminium ne modifie guère les propriétés des alliages obtenus tendis qu'elle facilite notablement, de la façon décrite, l'élimination de la masse d'enrobage. Dans la mesure où il est connu d'ajouter l'un ou l'autre des métaux additionnels à des alliages de métaux communs ou précieux, on le fait afin de modifier les alliages quant à leurs propriétés métallurgiques et chimiques déterminantes donc de former pratiquement des alliages métalliques entièrement nouveaux (bronzes d'aluminium, or violet, etc...) Mais on ne sa vait pas que ces métaux avaient pour effet d'éliminer rapidernent la masse de plâtre des métaux ou alliages coulés par centrifugation auxquels on les ajoute, sans qu'un grand effort soit néces saie. On ajoute ces métaux de détachement en si petite quantité qu'ils ne modifient pas les propriétés techniques, métallurgiques et chimiques des métaux alliés.La dureté, la résistance à la traction, la résistance à l'oxydation, l'absence de fissures, la couleur et la résistance à la corrosion par exemple ne doivent aucunement être amoindries par les métaux de détachement. L'addi tion de ces métaux, par exemple l'aluminium, peut se faire lors de la fabrication de l'alliage fini mais ils peuvent aussi être présents dans les préalliages ou bien être ajoutés à l'alliage fini, lors de la fusion et avent la coulée, sous forme d'aluminium pur entre autres. Les alliages de coulée centrifuge présentant la composition du tableau ci-joint présentent par exemple les propriétés décrites. L'invention évite le nettoyage fastidieux, couteux et dangereux des alliages coulés chargés de masse d'enrobage. Il n'est plus nécessaire que les pieces coulées restent longtemps dans un récipient mais on peut leur appliquer immédiatement les autres traitements après un simple processus de nettoyage avec un jet d'eau puissant ou dans un bain d'ultrasons. L'invention permet de fabriquer de façon simple des alliages nouveaux de coulée centrifuge qui ne se distanguent pas des alliages antérieurs car leurs propriétés mécaniques et chimiques ; elle permet donc de fabriauer de façon notablement plus économique des pièces coulées par voie centrifuge dans l'industrie des bijoux, des objets ornementaux et utilitaires, mêlae avec des reliefs très fins. Ali age N Au Ag Cu Zn Ms63 Bronce Ms98AlC Al Zr Ti In Si Ca Mg Ms50Al 1 63,08 56,26 0,75 7 63,00 36,25 0,75 8 63,00 36,25 0,75 9 83,50 15,70 0,80 10 83,50 15,50 1,00 11 83,50 15,75 0,75 12 83,50 16,00 0,50 13 93,50 5,80 0,70 14 93,50 5,80 0,70 15 73,00 16,50 7,75 0,75 16 75,00 16,50 8,00 0,50 17 75,00 16,00 8,00 1,00 18 75,00 16,50 7,75 0,75 19 75,00 16,50 8,25 0,25 20 75,00 16,50 7,75 0,75 21 38,50 6,40 25,60 8,75 0,75 22 58,50 6,40 25,60 8,75 0,75 23 58,50 31,50 9,25 0,75 24 58,50 30,50 9,00 2,00 25 58,50 31,50 9,25 0,75 26 58,50 31,50 9,25 0,75 N Au Ag Cu Zn Ms63 Bronce Ms98AlC Al Zr Ti In Si Ca Mg Ms50Al 27 58,50 29,50 9,00 3,00 28 58,50 31,50 9,50 0,50 29 33,50 11,00 24,00 30,96 0,75 30 33,50 11,00 24,00 31,20 0,50 31 33,50 11,00 31,70 24,00 32 33,50 11,00 24,00 30,75 1,00 33 95,40 4,60 18 34 89,2 10,8 18 35 16,5 36,0 46,4 1,1 18 36 75,9 22,3 1,8 18 37 15,40 61,70 21,08 1,82 18 38 66,0 31,0 3,0 18 N.B. L'alliage n 33 est un préalliage destiné à l'alliage d'argent835 n 34 n n " n 935 n 35 n n n d'or 8 kt n 36 n n n n 14 kt n 37 n n n " 14 kt n 38 n n 'n 18 kt REVENDICATIONS l. Procédé de fabrication de bijoux et d'objets ornementaux et utilitaires en métal par coulée centrifuge, caractérisé par le fait que l'on ajoute des métaux communs ou alliages de ceux-ci qui forment un oxyde à point de fusion élevé, en quantités si petites que les propriétés techniques, métallurgiques et chimiques des métaux utilisés pour la coulée centrifuge ne sont pas amoindries. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on ajoute de l'ytterbium, du calcium, de lanthane, du thorium, de l'uranium, du hafnium, du cérium, du vanadium, du niobium, du béryllium, du magnésium, du zirçonium, du baryum, du titane, du silicium, du tantale, du fer, du chrome ou de préférence de l'aluminium, à raison de 0,05 à 3 % de l'alliage. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le métal commun servant d'additif est présent comme constituant d'alliage dans l'alliage de coulée centrifuge fini. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, utilisant comme métal de coulée centrifuge un métal précieux ou alliage de celui-ci et caractérisé par le fait que l'on ajoute 'additif au métal précieux ou alliage dans un préalliage, immédiatement avant la coul-ée centrifuge. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, utilisant un métal précieux ou alliage de celui-ci et caractrissé par le fait que l'on ajoute au métal précieux ou alliage l'additif sous forme pure, immédiatement avant la coulée.