Brevet FR2395094A1 — publié le 19790119

Le secteur technique de l'invention est celui du moulage. Les opérations de moulage sont parfois génées par la présence, dans les cavités de moulage et dans les parois ellesmêmes desdites cavités, de gaz actifs, susceptibles d'être nuisibles vis-à-vis des produits moulés. La présente invention a pour but principal d'éliminer de tels inconvénients. Elle concerne à cet effet un procédé de préparation de moules, selon lequel un tel moule est aménagé de manière à présenter des canaux de communication avec la ou les empreintes de moulage, reçoit des organes d'admission & gaz inerte face à certains débouchés desdits canaux et des organes de calibrage de débit d'échappement face à certains autres, et est ensuite ltobaet d'une alimentation en gaz inerte pendant un temps prédéterminé de balayage de ses cavités, avant d'être l'objet d'une coulée de de substance à mouler. L'alimentation en gaz peut être poursuivie pendant cette dernière, lorsque le remplissage du moule est fait par cette technique. L'invention comprend également les agencements qui permettent la mise en oeuvre d'un tel procédé et notamment des organes d'admission et d'échappement doseurs de débit ainsi que les moules qui s'y trouvent adaptés. Dans une forme d'exécution avantageuse, de tels organes d'admission comprennent notamment chacun une cloche couvrant un orifice de canal, dans lequel peut se fornfer une masselotte, par exemple, cloche légère associée à des moyens de gidage et à des moyens protecteurs qui ltentourent, pour permettre à l'obturation d'un tel canal en cours de coulée, un échappement sans danger du gaz vers l1environnement par simple levage aéraulique de la cloche. I1 y a intérAt en effet à pratiquer l'introduction gazeuse sous assez forte pression et à vitesse relativement élevée, pour obtenir un balayage de cavité efficace. Les dispositifs de contré d'échappement peuvent être, de leur côté, constitués comme de simples diaphragmes, suffisamment pesants, mis simplement en repos sur la paroi supérieure d'un moule, aux débouchés convenables choisis d'autre canaux. I1 y a intérêt-à organiser la disposition des organes d'admiston et d'échappement sur la paroi supérieure de moule de façon à créer un balayage méthodique de cavité de moule. La légéreté des agencements les rend facilement maniables, transportables de moule à moule dans toute installation de coulée pratiquant notamment des travaux en série. La description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins annexés, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. Les figures 1 à 3 sont des coupes schématiques explicatives du fonctionnement des agencements de moulage ainsi équipés. La figure 4 montre en coupe, schématiquement aussi mais à échelle plus grande, un des organes d'admission utilisés pour balayer une cavité de moulage à l'aide d'un gaz inerte. Dans la forme d'exécution représentée, un moule 1 offre, intérieurement une empreinte de moulage 2 où peut apparaltre un noyau 3, des jets, évents et canaux de masselottes respectivement 4, 5 et 6, débouchant la plupart vers la partie supérieure de lt empreinte et quasiment tous dans la paroi supérieure dudit moule 1. ;e Jet ou canal de coulée 4 reste libre, pour une alimentation en source, par la partie basse, de l'empreinte 2. les canaux de masselottes E représentés reçoivent à leur débouchés des organes d'admission 7 d'argon. Un canal d'évent 5 reçoit à son débouche un diaphragme 8 d'échappement, suffisamment peu in et percé d'un orifice calibré. tomme on le voit sur la figure 4, un dispositif d'admission 7 est constituée d' me cage 9 formée par une armature en profilés tubulaires, en anneaux 10 et Il parallèles et réunis entre eux par des montants 12. L'anneau inférieur 10 sert de repos sur la face supérieure de moule 1. Lut anneau supérieur 11 est reuni par des entretoises 13 radiales à un manchon 14 formant portée de guidage. Dans cette portée est montée coulissante avec jeu la queue 15 d'une cloche 16. Cette queue, au dessus d'un collet 17 d'arrêt sur portée 14 comporte un raccord 18, de jonction à une tubulure souple d'alimentation non représentée. A l'intérieur de la cloche 16, dont le bord inférieur de jupe 19 repose librement sur la face supérieure de moule 1, à 1'entour du débouché 20 de canal de masselotte 6, le fond 16 est pourvu d'une cage brise-jet, à fond plein 21 face à la perforation 22 de queue 15, avec des orifices périphériques 23, orientés vers la paroi interne de jupe 19. Autour de la cloche, mais intérieurement à la cage 9, une garniture ou manchon de protection 24 est posé, debout sur paroi supérieure & moule 1, ledit manchon ayant une hauteur suffisant à satisfaire une condition de sécurité qui va être exposée ci-après. Le fonctionnement de ces dispositions est le suivant Comme on le voit sur la figure 1, le moule-étant encore vide de substance coulée, on procède à un balayage préalable des cavités 2, 4, 5, et 6 du moule, c'est-à-dire empreinte, évent, masselottes et jet. A cet effet, une réserve de gaz neutre, tel que l'argon, est reliée par robinet détendeur et tubulures souples aux raccords 18 des diverses cloches utilises. L'argon est introduit à grande vitesse sous une pression de l'ordre de deiz bars. sLe débit correspond, en mètres cubes par minute, au volume libre des cavités de moule. Cette injection de balayage est commencée, dans les cas les plus fréquents, deux à trois minutes avant le début de coulée. Le débit est déterminé également par la taille et le nombre des diaphragmes 8, et la section du ou des jets 4. Un orifice de canal de masselottage peut d'ailleurs être laissé libre pour contrôle visuel du niveau de coulée, avec prise en compte de sa section pour la détermination du débit. La répartition et lVhombre des organes sont prévus pour qu'un balayage systématique de cavité soit obtenu. Comme on le voit sur la figure 2, alors que la substance de coulée 25 remplit progressivement les cavités et notamment le jet 4 et l'empreinte 2, le balayage se poursuit, au dessus du niveau de ladite substance. Il cesse en fin de coulée, comme visible sur la figure 3, alors que jet, évent et canaux de masselottes sont pleines. A ce moment, ou a tout autre dans lequel des circonstances analogues peuvent se présenter, en regard d'un canal de masselotte servant à l'alimentation en gaz neutre, si la pression de gaz y présente une valeur supérieure à une valeur prédéterminée, par exemple 200 mm d'eau, la cloche 15, 16, 19 correspondante se soulève légèrement dans son guidage et laisse s'effectuer un échappement entre paroi supérieure de moule 1 et lèvre de jupe 19. Cet échappement est sans danger, s'effectuant à l'intérieur de la garde annulaire 24, ce qui met l'environnement à l'abri de toute projection, notamment de gaz surchauffés au contact de la substance coulée. La légèreté de chacun-- de ces agencements à cloches ou à diaphragme est telle que leur maniabilité pour enlèvement et pose, à la mise en place sur moules successifs, à un poste de protection par ce qui pourrait être dénommé "inertage", est des plus grande et rapide, à débit maintenu même constant d'argon en cas de travaux à rythme soutenu. On rend ainsi neutre l'atmosphère des cavités de moulage, empreintes et canaux, et mAeme une certaine épaisseur du sable du moule, poreux,absorbant, en cas de besoin, ce qui permet de placer hors d'atteinte de l'oxygène atmosphérique notamment certains métaux coulés qui seraient. sensibles à son action, jusqu'à la fin de la coulée. Il en résulte une amélioration très importante des conditions de coulée et de la qualité du métal des produits moulés, notamment par la suppression des risques d'abreuvage (for-- mations d'oxydes métalliques qui sont susceptibles d'entrer en combinaison ou solution avec le sable de moulage ) et des défauts de surface qui peuvent en résulter. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, il est possible d'apporter des modifications aux phases de procédé, formes d'exécution de dispositif et nature de gaz neutre utilisé; c--est ainsi qu'au lieu argon, tout autre gaz neutre pourrait Autre envisagé, ou meme un gaz d'activité favorable, pour éliminer soit l'oxygène ambiant ou encore un autre gaz d'atmosphère défavorable. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de-préparation de moules recevant une subs -Gance à l'état fluide s'y solidifiant dans une empreinte au moins, caractérisé par le fait que ladite empreinte et les canaux y afférant sont l'objet d'un balayage à laide d'un gaz, préalablement au remplissage d'empreinte et pendant l'exécution de ce dernier 2.- Dispositif permettant la mise en oeuvre d'un procédé, selon la revendication 1, caractérisé par le fait i comprend sur certains au moins des orifices de canaux, de masselottage, d'évents et jets de coulée, en répartition souhaitée, des organes d'admission et des organes d'échappement posés sur moule en regard desdits orifices. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait le je due coulée restant libre, desorifices de canaux de masselottes et au moins un orifice d'évent reçoivent les uns, chacun un organe d'admission, les autres, chacun un diaphragmed1échap- pement de gaz, organes et diaphragme posés sur face supérieure de moule 4.- Dispositif selon la revendieation 3, caractérisé par le fait les organes d'admission comprennent, chacun guidé dans une cage de maintien, et compriseavec åeu intérisurement à une garde pleine, annulaire, une cloche pourvue d'une queue supérieure arc'me de guidage mobile dans une portée solidaire de la case de posen queue offrant à son extrémité un raccord de branchement par tubulure souple à une source de gaz et à l'opposé, dans le fond de cloche, une cage brise-jet à fond plein et orifice radiaux, cloche reposant sur face supérieure de mo-ule par la lèvre de sa jupe. 5.- Dispositif selonl'une quelconque des revendicatians 2 à 4, caractérisé par le fait chaque diaphragme eC un disque perforé d'un trou calibré, posé -sur débouché de canal voulu. 6.- Dispositif selon l'une queleonque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait , sur moule, un canal de masselotte est laissé à découvert. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait, sur moule un jet de coulée au moins est laissé à découvert. 8.-Dispositif selon i'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait les sages à cloches et les diaphragmes sont répartis sur face supérieure de moule en regard des canaux de masselottes et évents, respectivement choisis pour assurer une circulation méthodique complète-des canaux de moule et empreintes de moulage. 9.- Dispositif selon l'une queiconque des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que la pression de gaz de balayage est de l'ordre de 2 bars avec un débit correspondant au volume des canaux et empreintes à purger, le poids de cloche étant tel que cette dernière se soulève en s'éloignant ae la paroi d'appui supérieure de moule dès que ia contre-pression à l'admission dépasse une valeur prédéterminée, notamment de l'ordre de 200 mm d'eau.