Brevet FR2285950A1 — publié le 19760423

La présente invention concerne la production d'agglomérés métalliques en poudres de deux métaux dans lesquels différentes parties de l'aggloméré sont formées de métaux ayant des caractéristiques différentes ou sont formés de métaux différents pouvant etre frittés les uns aux autres pendant le chauffage consécutif à la comprFssion des poudres des métaux dans une matrice. L'invention a pour objet principal un dispositif simple et peu couteux et un procédé pour former de tels agglomérés. L'invention a plu particulieremer.t pour objet un dispositif amovible simple et efficace pour maintenir les poudres différentes séparées les unes des autres dans une soute d'alimen- station et aans une cavité de matrice dans laquelle les poudres passent à partir de la boîte. L'invention a stissi pour objet atobtenir dans ]a cavité de la matrice une agglomération de la poudre d'un type supérieure à celle de la poudre de l'autre type. L'invention a tour objet plus particulier d'atteindre les buts ci-dessus tout en conservant les avantages d'un équipement classique tel qu'un dispositi viDrateur faisant vibrer la boite pour tasser les poudres dans la cavité de la matrice afin que les poudres emplissent complètement la cavité tout en évitant le mélange des poudres de types différents du fait des vibrations. Les caractér-stiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels Fig.l est une coupe schématique verticale d'un appareil selon un mode de mise en oeuvre de l'invention; Fig.2 est une coupe similaire à celle de la figure 1 montrant la cavité de la matrice remplie par des poudres métalliques séparées ayant des caractéristiques différentes; Fig.3 est une vue suivant les flèches 3-3 de la figure 2; Fige est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1; Fig.5 est une vue en plan du coté inférieur de la boîte représentée sur les figures l et 2;; Fig.6 est une vue en plan du coté inférieur d'une boite selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, et Figs. 7 à 14 représentent schématiquement en coupe l'uti- lisation de l'appareil des figures 1 à 7 pour comprimer dans une cavité de matrice une poudre d'un type d'une façon supérieure à la compression dans la même cavité d'une poudre d'un autre type. En considérant d'abord les figures 1 à 5,1'invention est décrite en se référant à une presse comportant une matrice classique 10 ayant une cavité 12 contenant aeux poinçons inférieurs 14 et 16 supportés par un plateau 18 commandé mécaniquement. Avec cette disposition,ls poinçons 14 et 16 agissent comme un poinçon unique. Cependant, comme il est expliqué ci-après, les poinçons 14 et 16 peuvent être actionnés séparément. Sur la figure 1 l'appareil est représenté en position de démoulage, les extrémités supérieures des poinçons 14 et 16 au niveau de la surface supérieure de la matrice 10, et avec une boite d'alimentation 20 mobile en coulissant sur la surface supérieure dc ia matrice jusqu'à une position au-dessus de celle-ci,de la façon représentée sur la figure l,pour démarrer la séquence de remplissage décrite ci-après. La bolte 20 reçoit les poudres d'une source extérieure et comporte un balai classique 22 (figures 1, 2 et 5) en contact avec la surface sUpéEixUre de la matrice pour permettre un balayage étanche sur cette surface pour empêcher les fuites des poudres à partir de la cavité 24 de la bolte.La boite comporte une fente centrale transversale 26 dans laquelle une lame ou plaque de division 28 est étroitement agencée mais de façon à pouvoir coulisser pour diviser la cavité 24 en deux parties séparées qui peuvent être remplies à travers des ouvertures 30 et 32 avec des métaux en poudre ayant des caractéristiques àifférentes,par exemple de l'acier en poudre à travers ltouverture 3Q et du cuivre en poudre à tra9&commat;rs l'ouverture 32,ou bien un acier austénitique à travers l'ouverture 30 et un acier au carbone à travers l'ouverture 32, ou encore avec n importe quelle autre combinaison désirée. La lame 28 est fixée aux branches 34 d'une chape par une broche d'articulation 36 tenue dans des alésages complémentaires de ces branches,cette broche portant un roulement à billes 38 pouvant rouler dans une fente complémentaire 40 (figure 3) de la. lame dans un but indiqué ci-.après . La chape est fixée à la tige de piston 42 d'un piston 44 dun cylindre pneumatique ou hydraulique classique 46 supporté par une colonne 48 fixée au côté supérieur de la boite 20. La colonne 48 porte un commutateur de fin de course 49 dans un but indiqué ci-après. Les éléments se trouvant dans les positions représentées sur la figure 1 et le fluide sous press on étant envoyé au-dessus du piston 4-l dans le cylindre 46 pour maintenir la lame 26 serrée contre les panties supérieures des poinçons 14 et 16,les poinçons sont déplacés vers le bas 'ers la position représentée sur la figure 2, et la lame 28 suit les poinçons (en étant tenue de façon serrée contre les poinçons) jusqu a ia position représentée sur la figure 2.Le fluide sous Pression est ensuite envoyé en-aessous du piston 44 dans le cylindre 46 pour faire remonter la lame 28 jusqu a ce que a cnape 74 agisse sur le commutateur 49 en une pcsition pour laquelle le bord inférieur de la lame 28 est légèrement au-dessus de la surface supérieure de matrice lO,après quoi ia bote 20 et les organes associés sont déplacés en glissant le long de ia matrice lc jusqu'à une position distan- te de la cavité 12 de façon qu'un poinçon supérieur (non représenté sur les figures 1 et 2) s'adaptant étroitement à la partie supérieure de la cavité puisse pénétrer sous pression dans la cavité pour comprimer les poudres dans cette cavité contre les pistoles intérieurs 14 et là afin de former un aggloméré bi-métallique dans la cavité 12 La figure 4 représente en plan la forme de la cavité 12 de la matrice,ml.s cependant il est évident que d'autres formes sont possibles,une variante étant indiquée par les lignes en tirets 12a. La figure 6 représente iune modification de la boîte 20 suivant laquelle la boîte peut etre soumise à des vibrations suivant un mouvement aller et retour ae la façon indiquée par la flè che double sur la figure 4.Dans ces conditions, la lame 28 est fixe dans la cavité 12 de la matrice, mais la boite 20 peut ainsi être soumise à des vibrations pour faciliter le remplissage de la cavité quand les élément sont dans les positions représentées sur la figure 2. Ce mouvement vibratoire de la boite est permis par l'accouplement par le roulement à billes 38 et la fente 48 entre les branches 34 de la chape et la lame 28 parce que le cylindre 46 et son piston 44,étant fixés à la boîte, vibrent avec celle-ci de la façon permise par le roulement à billes 38. Ainsi qu'il apparaît aussi sur la figure 6,ce mouvement vibratoire est permis par des tampons chargés par des ressorts 50 qui portent sur les cotés opposés de la lame 28 du haut en bas de la botte 20 pour empêcher que les poudres se trouvant sur les côtés opposés de la lame se mélangent pendant que la lame 28 reste fixe dans la cavité 12 de la matrice quand la botte 20 et les éléments associés, parmi lesquels le cylindre 46, vibrent aller et retour de la façon indiquée par la flèche double de la figure 4, de sprte que les ressorts 52 se trouvant sur les côtés opposés de la lame sont alternativement comprimés et relâchés par les vibrations. Quand le vibrage a été maintenu pendant un temps suffisant pour assurer un remplissage correct de la cavité de la matrice, le vibrage est arrêté, la lame 28 est relevée et l'aggloméré est formé de la façon décrite ci-dessus. Les figures 7 à 14 représentent schématiquement différentes étapes de fonctionnement de l'appareil représenté sur les figures 1 à 6 , sauf que les poinçons inférieurs 14 et 16 sont actionnés par des plateaux commandés mécaniquement de façon indépendante (ces plateaux n'étant pas représentés). Sur la figure 7 les extrémités supérieures des poinçons 14 et 16 sont au niveau de- la surface supérieure de la matrice lO,et par suite ils remplissent complètement la cavité de la matrice.Un poinçon supérieur 54 est maintenu en position de reposvendant que la botte 20 est déplacée de la façon représentée sur la figure 8 en glissant le long de la surface supérieure de la matrice 10 Jusqu'à la position représentée sur la figure 8,après quoi les poinçons inférieurs 14 et 16 sont abaissés jusqu aux positions représentées sur la figure 9 pour que la cavité 12 de la -matrice soit remplie de poudres de types différents sur les côtés opposés de la lame 28, la poudre se trouvant à droite de la lame suivant la figure 9 pénétrant sur une profondeur supérieure dans la cavité 12 parce que cette poudre doit être comprimée d'une façon supérieure à la compression de la poudre se trouvant à gauche de la lame. La lame 28 est ensuite élevée Jusqu'à la position représentée sur la figure lO,après quoi la boîte est déplacée en glissant le long de la surface supérieure de la matrice 10 pour exposer les poudres se trouvant dans la cavité, de la façon représentëe sur la figure ll,après quoi le poinçon supérieur 54 est abaissé et les poinçons inférieurs 14 et 16 sont remontés de la façon représentee sur la figure 12;les extrémités supérieures des poin- çons inférieurs arrivant approximativement à la même hauteur dans la cavité 12 pour former un aggloméré bi-métallique d'une épaisseur pratiquement uniforme. La matrice 10 est ensuite abaissée de la façon représen- tée sur la figure 15 pour que l'aggloméré bi-métallique reposant sur les surfaces supérieures des poinçons inférieurs 14 et 16 se trouve a.pproximativement au niveau de la surface supérieure de la matrice 10,après quo le poinçon supérieur est remonté jusqu'à la position de repos de la façon représentée sr la figure 14, et l'aggloméré est enlevé pour préparer le démarrage drun nouveau cycle de la position représentée sur la figure 7 à celle représentée sur la figure 14. Bien entendu,la description qui précède n'est pas limitati e, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres va riantes, sa que l'on sorte de son care, - REUENDICATI0N5- 1. Dispositif pour produire un aggloméré en poudres de deux étaux, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour introduire un poinçon dans une extrémité d'une cavité de matrice ouverte à son extrémité opposée, des moyens pour introduire un élément de division dans cette extrémité opposée, l'élément de division portant sur le poinçon pour diviser la cavité en comparti ment s séparés, des moyens pour remplir les compartiments respectifs avec des poudres métalliques ayant des caractéristiques différentes, des moyens pour enlever ltélément de division par cette extrémité opposée de la cavité, des moyens pour déplacer le dispositif de remplissage dans une direction parallèle au plan de l'élément de division pour dégager cette extrémité opposée de la cavité, des moyens pour introduire un autre poinçon dans cette extrémité opposée de la cavité, et des moyens pour comprimer les poudres dans la cavité entre le premier poinçon et le second poinçon. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de remplissage comportent une boite creuse recevant les poudres d'une source extérieure et portant sur la ha- tri ce au-dessus de la cavité en pouvant coulisser, et l'élément de division est une lame divisant l'intérieur de la botte en comparti ment s séparés et pouvant être déplacée vers le premier poinçon pour venir en contact serré sur celui-ci,les cotés opposés de la lame étant en contact serré sur les côtés opposés de la cavité pour empêcher le mélange des poudres pénétrant dans la cavité. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire vibrer le dispositif de remplissage parallèlement au plan de l'élément de division pendant que celui-ci se trouve dans la cavité en contact avec le poinçon, des tampons montés élastiquement et agencés étroitement dans les parois latérales de la bote de remplissage du haut en bas de celle-ci,lesdits tampons étant en contact sur les bords opposés de l'élément de division pour permettre le mouvement vibratoire. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les moyens actionnant l'élément de division comporte un cylindre de vérin comportant une tige de piston,un dispositif étant accouplé à la tige de piston et à l'élément de division pour permettre le déplacement du vérin parallèlement au plan de l'élément de division,et des moyens permettant le déplacement des moyens de remplissage parallèlement à ce plan sans dégager l'élément de division des moyens de remplissage ni de la matrice. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 a 4 caracté- risé en ce qu* le- poinçon est formé de deux poinçons séparés sur lesquels vient porter l'élément de division, ces poinçons étant aJustés étroitement l'un à l'autre et contre le pourtour de la cavité, et en ce que l'un de ces poinçons est enfoncé dans la cavit d'une façon plus importante que l'autre pendant la compression des poudres pour permettre des compressions différentes des poudres respectives.