Brevet FR2366078A1 — publié le 19780428

La présente invention concerne le moulage par coulée et plus particulièrement une modification localisée de la surface de matériaux moulés pendant ltopération de coulée. Jusqu'ici l'application d'un revêtement dur à une pièce moulée impliquait le recours à l'une ou l'autre de plusieurs techniques. On a utilisé une technique de soudage, mais elle entraine inévitablement une faible vitesse de dépôt et nécessite, soit l'intervention d'une main d'oeuvre extrêmement qualifiée, soit le secours à-un appareillage automatique coûteux, soit même l'une et l'autre. On a utilisé aussi une technique consistant à pulvériser sur la pièce une poudre appropriée et un liant et à chauffer ensuite pour fondre la poudre. Une autre technique connue consiste à faire passer la poudre à travers la flamme d'un chalumeau oxy-acétylénique, laquelle est destinée à produire une fusion instantanée de la poudre sur la pièce moulée, bien qu'il arrive que cette fusion ne soit pas complète et qu'un chauffage ultérieur soit nécessaire.Dans les trois techniques ci-dessus, la préparation des pièces ne va pas sans un certain usinage et dans de nombreux cas il est indispensable d'effectuer un pré- chauffage et un refroidissement contrôlé, ce qui augmente le temps et les frais pour produire un revêtement dur. Il arrive aussi que les effets thermiques provoquent une déformation de la pièce, ce qui nécessite de nouveau un travail et des frais supplémentaires pour lui donner la forme correcte et, dans certains cas, cette déformation est telle qu'elle peut rendre la pièce inutilisable. Un inconvénient supplémentaire, en ce qui concerne la technique de soudage, est qu'il peut y avoir dilution du métal déposé.Outre le recours aux techniques précitées, des tentatives ont été faites en vue de modifier localement la surface de 1' acier fondu, par exemple, en disposant une matière appropriée, telle qu'un alliage sous forme pulvérulente additionné d'un liant, à l'endroit nécessaire dans le moule. Ainsi, lorsque de l'acier est versé dans le moule1 ladite matière fond sous l'effet de la chaleur de l'acier fondu et devient partie intégrante de la pièce moulée, avec les modifications qui en résultent des caractéristiques de surface de la pièce en cet endroit de celle-ci.Ces tentatives se sont toutefois heurtées à de nombreuses difficultés, comme la formation de défauts par inclusion de laitier, de soufflures, et il s'est révélé extrêmement difficile, sinon impossible, de conserver la forme de la matière-appliquée, sauf peut-ê tre lorsque la poudre est placée dans un évidement formé dans la base du moule1 pendant la coulée et la solidification de la pièce moulée. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, elle fournit un procédé de modification de la surface d' une matière moulée qui consiste à appliquer sur la surface d'un moule1 ou à placer dans un évidement approprié de cette surface, une matière capable de modifier les caractéristiques de surface d'une pièce moulée dans ledit moule1 et à soumettre ladite matière au vide sur le côté opposé à celui en contact avec le métal fondu versé dans le moule1 le vide étant maintenu pendant la cou idée. De préférence, le vide est maintenu pendant la solidification ultérieure de la pièce moulée et de ladite matière. Ainsi, les gaz dégagés pendant la coulée sont évacués, ce qui empêche la formation de soufflures, et le déplacement de l'interface entre le métal fondu et la poudre est favorisé. De même, le vide peut aider à maintenir la forme de la matière ap pliquée pendant la coulée et la fusion de cette matière qui en résulte, même si cette dernière est appliquée sur une partie verticale du moule. Le vide élimine aussi l'air de l'intérieur de la matière1 évacuant ainsi l'oxygène et empêchant l'oxydation. L'invention élimine donc, d'une manière relativement simple, les difficultés principales auxquelles se sont heurtées jusqu'ici les tentatives en vue de modifier la surface d'une pièce moulée pendant la coulée. La matière appropriée peut être appliquée à la surface d'un moule de l'une ou l'autre de plusieurs manières. Ainsi, elle peut être un bloc compact préformé d'un alliage pulvérulent addi tionné d'un liant convenable, appliqué sur la surface du moule à l'endroit voulu par une technique connue quelconque. Comme variante, le bloc compact préformé peut être monté dans un évidement ap proprié de la paroi du moule. Lorsqu'on utilise un bloc compact préformé, il n'est pas nécessaire de soumettre à un vide sa face arrière, soit directement, soit à travers la paroi du moule, jusqu'au moment même où commence l'opération de coulée. Selon une autre forme de mise en oeuvre, la matière ap propriée peut être appliquée sur une paroi du moule ou placée dans un évidement de cette paroi sous la forme d'une poudre non liée. Ainsi, la poudre peut être placée dans un évidement et, de préférence, compactée par serrage ou vibrage, mais il est mieux d'utiliser le vide pour maintenir en place la poudre non liée, soit sur la paroi du moule1 soit dans un évidement de cette paroi. Ainsi, la zone de la paroi du moule où la matière doit être ap pliquée étant soumise au vide, il suffit d'appliquer la poudre et, lorsque le vide maintient en place une épaisseur suffisante de celle-ci, il devient facile de lui donner la forme voulue, ce qui est extrêmement utile lorsque des formes complexes sont nécessaires. Pour ne pas avoir à maintenir le vide pendant tout où le moule attend le commencement de ltopération de coulée, la poudre non tassée, non liée, maintenue en place par le vide, peut comporter un liant approprié qui, lorsqu'il prend, maintient la forme de la poudre et peut aussi en fixer la masse compacte à la paroi du moule. Ceci permet de supprimer le vide pendant que le moule reste en attente et de ne le rétablir qu'au moment même ou commence la coulée. Il est également possible de munir la surface du moule de la matière appropriée, liée ou non, sur une partie ou la totalité de ladite surface, en utilisant le pistolet ou la brosse. Que la matière pulvérulente soit lieue ou non, il n'est pas obligatoirement necessaire de l'appliquer directement à une paroi du moule. Des noyaux de moulage peuvent être munis d'un revêtement d'une matière appropriée d'une manière sensiblement identique. Ainsi, un bloc de matière pulvérulente liee peut être fixé à un noyau de sable et ce noyau placé dans le moule d'une manière connue. Comme variante, on peut soumettre au vide la face arrière du noyau et appliquer une poudre non liée sur sa face avant. La poudre non liée peut aussi comporter un liant ap proprié qui, lorsqu'il prend, maintient la forme de la poudre et fixe aussi le bloc compact sur le noyau, pour qu'on puisse, dans ce cas aussi, supprimer le vide et ne le rétablir qu'au moment même de la coulée. Dans tous les cas, bien que ce ne soit pas nécessaire, il s'est révélé avantageux de recouvrir la matière appropriée, par exemple de matière plastique, en utilisant-le vide auquel est soumise la matière appropriée pour amener une feuille de matière plastique chauffée en contact intime avec la surface de ladite matière appropriée contre laquelle doit venir s'appliquer le mé- tal fondu. I1 est important que l'effet du vide sur la matière appropriée ne soit pas perdu et il est donc avantageux, bien que cela ne soit pas indispensable, de rendre étanches, dans tous les cas, les surfaces poreuses du moule ou du noyau, par exemple avec une matière plastique. Comme variante, une chambre à vide peut être ménagée à l'intérieur du moule ou du noyau, dont les côtés se trouvent à proximité immédiate de ceux du bloc compact de matière appropriée, lorsque l'effet du vide est concentré sur ledit bloc. On comprendra que la matière appropriée peut être appli quôe sur une partie ou sur la totalité d'une paroi de moule. L'invention s'applique d'une manière idéale aux moules de sable lié traditionnels, qui ont une porosité suffisante pour que le vide puisse agir efficacement à travers la paroi du moule sur la matière appropriée appliquée sur cette paroi. Elle est toutefois également applicable que moules qui sont eux-mêmes for més sous vide, le vide fait pour maintenir la forme de la matière non liée du moule étant aussi utiiisé pour maintenir celle de la matière appliquée pendant la coulée. La matière appropriée peut, par exemple, être un bloc compact préformé placé sur la feuille de matière plastique qui recouvre le modèle lors de la production de ces moules.Comme variante,-une matière liée ou non peut être placée dans un évidement et éventuellement compactée par serrage ou vibrage, matière qui est, ici aussi, recouverte tout d'abord d'une feuille de matière plastique. Il est également possible de remplir l'espace vide entre le modèle recouvert de plastique et une trousse, par exemple un noyau de sable lié qui est en fin de compte contenu dans le corps du moule. Une autre possibilité consiste encore à incorporer un liant ou adhésif approprié à la matière et à appliquer celle-ci au pistolet ou à la brosse sur la matière plastique recouvrant le modèle. Dans tous les cas où l'on soumet la matière au vide à travers la paroi du moule ou à travers un noyau, la paroi ou le noyau doivent être enduits dlune peinture pour moules ou formés d'un sable d'une qualité convenable pour empêcher la pénétration du métal fondu dans les interstices. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de mise en oeuvre de ce procédé: Fig. 1 est une vue de côté, en coupe verticale, d'un noyau destiné à être placé dans un moule conformément à l'inven tion; Fig. 2 est une vue analogue à celle de fig. 1, mais-mon- tre le bloc compact de matière appropriée dans une position différente; Fig. 3 est aussi une vue analogue à celle de fig. 1, mais montre une manière différente de soumettre au vide ledit bloc; Fig. 4 est une vue de coté et en coupe verticale d'un moule suivant l'invention; Fig. 5 est une vue analogue à celle de fig. 4, mais montre une manière différente de faire le vide. A la fig. 1, un noyau 1 est formé avec du sable lié d' une manière traditionnelle. Une chambre à vide 2 est ménagée à l' intérieur de ce noyau; elle présente une face 3 formé par une toile métallique, pour empêcher le sable de pénétrer dans la chambre. La face avant 4 du noyau présente un évidement 5, dans lequel est placé un bloc compact préformé 6 de poudre liée, cette matière pulvérulente étant la matière appropriée pour appliquer le revêtement dur à former sur la surface d'une pièce moulée par coulée dans le moule (non représenté, où se trouve le noyau. Le bloc 6 peut être fixé dans l'évidement 5 par n'importe quel moyen approprié. Avant de placer le noyau à l'intérieur du moule, on 1' enveloppe dans un film de matière plastique approprié 7, ou on 1' enduit d'un revêtement pour obturer les pores de sa surface. Immédiatement avant de verser le métal en fusion dans le moule1 on raccorde à une source de vide un canal de sortie 8 de la chambre à vide 2. Le vide agissant ainsi sur la face arrière du bloc 6 pendant la coulée du métal fondu et pendant la solidification ultérieure de la pièce moulée, le bloc compact de matière pulvérulente conserve sa forme pendant la période au cours de laquelle l'interface de métal liquide entre le métal en fusion et la poudre se déplace progressivement à travers le bloc, de sa face qui est en contact immédiat avec le métal coulé vers sa face opposée. En outre, le vide a pour effet d'éliminer l'air de l'intérieur de la matière, éliminant ainsi l'oxygène et empêchant toute oxydation de se produire, et d'éliminer les gaz dégagés pendant la coulée, empêchant ainsi la formation de sous flures.On comprendra qu'à la place du bloc compact 6 de poudre liée, on peut placer dans l'évidement 5 un bloc de poudre non liée, auquel cas la seule opération en supplément de celles dé crites en référence à la fig. 1 consiste à faire le vide sans interruption depuis le moment où la matière pulvérulente est appli quée jusqu'à la fin de la coulée et du moulage. Une autre variante consiste à appliquer la poudre non liée dans ltévidement en maintenant le vide et à inclure un liant temporaire permettant la prise du bloc, auquel cas on peut interrompre le vide jusqu'à ce que la coulée ait lieu. Comme on peut le voir à la fig. 2, au lieu de prévoir le bloc 6 dans un évidement de la face du noyau, cette face peut être plane et le bloc peut faire saillie sur elle, toutes les variantes mentionnées en référence à la fig. 1 restant valables pour son application. Le choix du placement du bloc sur la surface du noyau ou dans un évidement ménagé dans cette surface est évidemment déterminé par la nature du revêtement dur désiré sur la pièce moulée, revêtement qui doit parfois saillir et, dans d' autre cas, rester dans l'alignement de la surface. Au lieu d'obturer les pores des surfaces du noyau et du bloc par l'application d'une matière plastique convenable, la chambre à vide 2 peut avoir des parois latérales 2A, qui s'éten- dent très près des côtés du bloc 6 et de la face avant 4 du noyau comme le montre la fig. 3. De cette façon, l'effet du vide est concentré sur la matière du bloc, évitant ainsi la nécessité d' obturer les pores de la surface du noyau. La fig. 4 montre une moitié de moule 9 formée à partir d'une matière en particule appropriée produite suivant une technique traditionnelle quelconque, telle que trempe au C02, liant chimique, ou cuisson. Pendant la fabrication de la moitié de moule, une chambre à vide 10 est ménagée à l'intérieur de celle-ci, chambre dont la face avant est munie d'une toile métallique il pour empêcher ltentrée des particules de matière. La face avant 12 de la moitié de moule a une forme complémentaire de la face correspondante d'une moitié d'une pièce moulée à produire, de sorte que ladite moitié de moule 9 coopère avec une seconde moi tié (non représentée) pour former une cavité ayant la forme de ladite pièce moulée. Dans ce cas, il est envisagé de former sur la pièce une face dure de configuration annulaire, et, par conséquent, un bloc annulaire 13 d'une matière appropriée est placé de façon convenable sur une partie appropriée de la face 12 du moule. Comme dans le cas du noyau représenté aux fig. 1 et 2, le bloc 13 peut être fait d'une matière pulvérulente liée et pré- formée et être positionné d'une manière appropriée, ou il peut être fait d'une poudre non liée maintenue en place par le vide auquel il est soumis à travers la chambre 10 en reliant de manière convenable une sortie 14 de cette dernière à une source de vide. Ici aussi1 pour maintenir le vide, la totalité du demi-moule 9 peut être enveloppée dans une matière plastique appropriée 15 ou, comme variante, les pores de sa surface peuvent être obturés par d'autres moyens, comme l'application de revêtements convenables. Comme dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, lorsque le bloc 13 est fait d'une matière pulvérulente liée ou d'une poudre non serrée mais contenant un liant temporaire, le vide peut être interrompu jusqu'a ce qu'ait lieu la coulée du métal fondu, mais lorsqu'il est fait d'une poudre ne contenant aucun liant, le vide doit être maintenu depuis le moment de la mise en place de la poudre jusqu'à ce que la coulée et, de préférence, la solidification soient achevés. Ainsi, la moitié de moule 9 étant disposée convenablement relativement à l'autre moitié (non représentée), on verse du métal en fusion dans la cavité du moule, tout en faisant le vide à travers la chambre 10. Ici aussi, l'air et, de ce fait, 1' oxygène sont évacués du bloc pour empêcher l'oxydation, les gaz dégagés pendant le moulage sont évacués, ce qui a pour effet d' éliminer les soufflures, et le déplacement des interfaces entre le métal fondu coulé et le bloc est accompagné du maintien de la forme de ce dernier, même stil-est disposé verticalement. Comme on peut le voir à la fig. 5, une moitié de moule 9 peut être formée dans un chassis de moulage 16, la matière du moule étant complètement enfermée dans une feuille de matière plastique 17. Un raccord 18 à une source de vide traverse les parois du chassis 16 et la feuille 17 pour arriver jusqu'a la matière du moule, de sorte que lorsqu'on fait le vide, cette matière non liée est maintenue rigidement à la forme désirée, ce vide jouant aussi le rôle prévu par l'invention en agissant sur le bloc annulaire 13 fixé à la face 12 du moule. - REVENDICATIONS 1.- Procédé pour modifier la surface d'une matière mov lée, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer sur la surface d'un moule ou d'un noyau de moulage, ou dans un évidement convenable de la surface du moule ou du noyau1 une matière capable de modifier les caractéristiques de surface d'une pièce moulée produite dans le moule ou avec le noyau, et à soumettre au vide ladite matière sur le côté opposé à celui en contact avec le métal fondu versé dans le moule ou autour du noyau, le vide étant maintenu pendant la coulée. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moule est mainten u pendant la solidification ultérieure de la pièce moulée et de ladite matière 3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite matière a la forme d'un bloc préformé, par exemple, d'un alliage pulvérulent additionné d'un liant convenable, et appliqué à la surface du moule ou du noyau. 4.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite matière a la forme d'un bloc préformé placé dans un évidement approprié de la paroi du moule ou du noyau. 5.- Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le vide est exercé sur la face arrière du bloc préformé, immédiatement avant le commencement de la coulée. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite matière est appliquée sur une paroi de moule ou de noyau sous la forme d'une poudre non liée, le vide étant utilisé pour maintenir en place cette poudre non liée. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la poudre non liée comporte un liant temporaire convenable qui, lorsqu'il prend, maintient la forme de la poudre, le vide étant utilisé lorsque la poudre est appliquée sur la surface du moule ou du noyau ou placée dans ltévidement jusqu'à ce que le liant temporaire ait pris, puis interrompu lorsque le moule est en attente, pour être rétabli immédiatement avant le commencement de la coulée. 8.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendica tion 2, caractérisé en ce que la matière, liée ou non, est appli quée au pistolet ou à la brosse sur la surface du moule ou du noyau. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite matière est recouverte, par exemple, d'une matière plastique, le vide ôtant fait pour amener ladite matière plastique ou autre en contact intime avec la surface de ladite matière. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'effet du vide sur ladite matière pendant la coulée et la solidification est assuré en obturant les pores de la surface du moule ou du noyau. ll.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les pores de la surface du moule ou du noyau sont obturés par l'application d'une matière plastique. 12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'effet du vide sur ladite matière pendant la coulée et la solidification est assuré en ménageant une chambre à vide à l'intérieur du moule ou du noyau, chambre dont les côtés sont proches de ceux de ladite matière. 13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le moule ou le noyau sont faits de sable lié traditionnel ayant une porosité suffisante pour permettre l'action efficace du vide sur ladite matière, à travers le moule ou le noyau. 14.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le moule ou noyau est formé sous vide, le vide fait pour maintenir la forme de la matière non liée du moule ou du noyau étant utilisé pour agir sur ladite matière du bloc pendant le moulage. 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la matière du moule ou du noyau est enfermée dans une matière plastique et en ce que ladite matière appropriée est un bloc préformé placé dans une position convenable sur la feuille de matière plastique. 16.- Procédé selon la revendication- 14, caractérisé en ce que la matière plastique dans laquelle est enfermée la matière non liée du moule ou du noyau est tout d'abord placée sur un modèle, et en ce que ladite matière appropriée est compactée dans un évidement, dans le modèle. 17.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite matière appropriée, contenant un liant convenable, est appliquée au pistolet ou à la brosse sur la matière plastique pour enfermer la matière non liée du moule ou du noyau.