Brevet FR2418049A1 — publié le 19790921

La présente invention concerne la métallurgie et a notamment pour objet une installation à vide pour couler sous pression des ébauches métalliques, de préférence des ébauches de précision en métaux et en alliages réfractaires et à haute réactivité, par exemple à base de titane ou de zirconium. I1 existe une installation pour couler sous pression des ébauches métalliques, qui comporte, monté sur un batik un corps étanche commun à une chambre de fusion et une chambre de coulée. Ce corps commun contient deux plateaux fixes verticaux reliés entre eux par des colonnes de guidage. Sur les colonnes de guidage est monté un plateau mobile muni d'une commande pour son déplacement en va-etvient. A ltintérieur du corps étanche est disposé un support d'électrode situé au-dessus du creuset de lsinstal- lation et dont la rotation autour d'un axe horizontal est assurée par une commande. Sous le creuset se trouve un entonnoir introduit dans un orifice d'injection pratiqué dans le corps d'une chambre de compression. Le corps de la chambre de compression est incorporé dans l'un-des plateaux fixes, qui porte une moitié d'un moule de compression dont l'autre moitié est fixée au plateau mobile. La chambre de compression est munie d'un moyen d'injection du métal dans le moule de compression. Ce moyen se présente sous la forme d'un piston monté sur la tige d'un vérin hydraulique. I1 a été constaté qu'au moment de I'injection du métal dans la cavité du moule de compression la rigidité de l'assemblage des demi-moules n'est pas suffisamment assurée, ce qui entrasse l'apparition de bavures dans le plan de joint du moule de compression et une diminution d*a précision de la forme du moulage obtenu. Le développement des constructions mécaniques rend nécessaire la fabrication d'un nombre toujours croissant d'ébauches coulées sous pression. Les difficultés précitées se font particulièrement sentir dans les installations connues lors de la coulée sous pression d'ébauches de précision à base de titane ou de zirconium, et il est devenu urgent de résoudre ce problème. Le but de l'invention est justement d'éliminer les difficultés mentionnées. On s'est proposé pour cela de créer une installation de coulée sous pression d'ébauches métalliques, dont la construction permettrait d'élever la fiabilité de l'installation et d'améliorer la qualité des ébauches coulées. Ce problème est résolu grace à une installation à vide pour couler sous pression des ébauches métalliques, du type comportant un bâti sur lequel sont montés deux plateaux fixes verticaux reliés entre eux par des colonnes de guidage horizontales sur lesquelles est monté un plateau mobile portant une première moitié de moule de compression dont la deuxième moitié est rigidement fixée à l'un des plateaux fixes dans lequel est incorporé le corps d'une chambre de compression communiquant par l'intermédiaire d'une buse d'injection avec la cavité du moule de compression et équipée d'un dispositif d'injection du métal dans le moule de compression à travers ladite chambre de compression, caractérisée, suivant l'invention, en ce que ladite première moitié du moule de compression est fixée par l'intermédiaire d'un partie moule relié telescopiquement au corps d'une chambre de coulée, ce dernier étant rigidement fixé au plateau fixe et étant pourvu de joints d'étanchéité et d'un regard, Le fait que le corps de la chambre de coulée soit constitué de parties assemblées entre elles télescopiquement et fixées rigidement aux plateaux verticaux assure une position déterminée du plateau mobile au mcment de la compression du métal liquide. Les joints d'étanchéité permettent d'extraire les moulages de la cavité du moule de compression sans rompre le vide, de réduire les dimensions de la chambre à vide et de disposer à l'extérieur de celle-ci la commande de déplacement du plateau mobile et le mécanisme d'écartement à charnière.La présence du regard dans le corps de la chambre de coulée rend plus commode l'entretien du moule de compression et permet d'observer le processus de coulée des ébauches métalliques et de contrler leur qualité. Il est utile de fixer à l'aide d'un joint à rotule au corps de la chambre de coulée à vide un dispositif de nettoyage de la cavité du moule de compression, réalisé sous la forme d'une tige ou broche à laquelle est fixé un outil amovible. Ceci permet de nettoyer la cavité du moule de compression sans rompre le vide de la chambre de coulée et, par conséquent, d'améliorer la qualité du moulage obtenu, c'est-à-dire de rapprocher au maximum sa forme descelle prescrite. D'autres caractéristiques etavantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'une partie de l'installation, avec avec arrachements et coupe longitudinale partielle suivant un plan vertical - la figure 2 est une vue en plan de la même partie de l'installation, avec coupe longitudinale partielle suivant un plan horizontal. L'installation pour couler sous pression des ébauches métalliques comporte un bâti 1 (figure i) sur lequel sont rigidement fixés deux plateaux verticaux 2 et 3 reliés par des colonnes de guidage horizontales 4 (figure 2) sur lesquelles est monté un troisième plateau 5 mobile en va-et-vient sous l'action dune commande 6. Sur le plateau fixe 3 (figure 1) est rigidement fixé un corps étanche 7 d'une chambre de coulée à vide 8. Ce plateau sépare la chambre de coulée à vide 8 de l'installation d'avec une chambre de fusion à vide 9. Le corps 10 d'une chambre de compression Il est incorporé dans plateau vertical fixe 3 et est relié à une buse d'injection 12 communiquant avec la cavité de la chambre de compression 11 et avec la cavité 13 d'un moule de compression 14. La chambre de compression Il est équipée d'un dispositif 15 pour l'injection du métal dans le moule de compression 14. Le dispositif 15 comporte, fixé à un montant 16 un vérin hydraulique 17 dont la tige i8 stengage dans la cavité de la chambre de pression 11. Un demi-moule 19 est rigidement fixé au plateau vertical fixe 3 tandis que le second demi-moule 20 est fixé à un porte-moule 21, ce dernier étant rigidement fixé au plateau mobile 5,. Le perfectionnement de l'installation à vide consiste, suivant l'invention, en ce que la chambre de coulée à vide 8 comporte son propre corps étanche 7 fixé rigidement, d'un c8té, au plateau fixe 3, et relié de l'autre côté télescopiquement au porte-moule 21 rigidement fixé au plateau mobile 5. Aux surfaces de joint entre le corps 7 et le porte-moule 21 est disposé au moins un joint d'étanchéité 22. Le corps 7 de la chambre de coulée à vide 8 présente des regards 23 (figure 2) et des trappes 25 pourvues de couvercles 24 pour le service du moule de compression 14. Une trémie 26 (figure 9) est prévue pour recevoir les ébauches métalliques moulées. Sur le plateau vertical mobile 5, extérieurement par rapport à la chambre de coulée à vide 8, est fixé un vérin hydraulique 27 avec une tige 28 coopérant avec un poussoir 29 qui s'engage dans la cavité 13 du moule de compression 14 et facilite l'extraction de ltébauche métallique moulée (non représentée sur les dessins). Pour le nettoyage de la cavité 13 du moule de compression 14, l'installation est équipée d'un dispositif comportant une tige ou broche 31 fixée à laide d'un joint à rotule 30 au corps 7 de la chambre de coulée à vide 8 et munie d'un outil d'exécution amovible 32, par exemple un racloir. L'installation de coulée conforme à l'invention fonctionne de la façon suivante. Dans les chambres à vide de fusion 9 (figure 1) et de coulée 8 on crée une dépression à l'aide d'une pompe à vide (non représentée). Ensuite on met en marche la commande 6, qui déplace le plateau jusqu'à l'obtention d'un assemblage étanche des deux moitiés du moule de compression 14. On met l'installation sous tension pour fondre le métal en quantité suffisante pour couler le nombre requis d'ébauche et on le déverse dans la chambre de compression 11. Lorsque le métal arrive dans la chambre de compression 11, on met en marche le vérin hydraulique 17, dont la tige 18 injecte une dose de métal dans la cavité 13 du moule de compression 14. Cette dose de métal reste dans la cavité le temps nécessaire à la formation de l'ébauche. Pour évacuer l'ébauche métallique moulée de la cavité 13 du moule de compression 14, on met en marche la commande 6 et on déplace le plateau 5 dans le sens inverse, assurant l'écartement des deux moitiés du moule de compression 14. Au cours de cette manoeuvre le porte-moule 21 ne se déplace pas au-delà du joint d'étanchéité 22 de la chambre de coulée 8. Durant la séparation du plateau mobile 5 d'avec le plateau fixe 3 on met en marche le vérin hydraulique 17, dont la tige 18 chasse en même temps le reste du métal solidifié de la buse d'injection 12 et le moulage de la moitié du moule de compression 14 fixée au plateau fixe 3. Si le moulage ne tombe pas du moule de compression 14, on le chasse à l'aide du poussoir 29 que l'on déplace au moyen de la tige 28 du vérin hydraulique 27. Le mo1lhgetmben dans la trémie 26 de la chambre de coulée à vide 8. Après cela, la cavité du moule decompression 14 est débarrassée des goures de métal à l'aide du racloir 32 fixé à la tige 31 faisant partie du dispositif de nettoya genet pouvant atteindre n'importe quelle zone de la cavité 13 du moule de pression 14. Les deux moitiés nettoyées du moule de compression 14 sont appliquées l'une sur l'autre à l'aide de la commande 6 qui déplace le plateau mobile 5 vers le plateau fixe 3. Le cycle de travail de l'installation est ainsi terminé. Pour répéter le cycle il n'est pas nécessaire de rompre le vide et, comme 11 ont montré les essais effectués, l'installation faisant l'objet de l'invention peut fonctionner longtemps tout en assurant une haute qualité des moulages obtenus. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Installation à vide pour couler sous pression des ébauches métalliques, du type comportant un bâti sur lequel sont montés deux plateaux verticaux fixes reliés entre eux par des colonnes de guidage horizontales sur lesquelles est monté un plateau mobile portant une première moitié d'un moule de compression dont la deuxième moitié est rigidement fixée à l'un desdits plateaux fixes dans lequel est incorporé le corps d'une chambre de compression communiquant par l'intermédiaire d'une buse d'injection avec la cavité dudit moule de compression, et équipée d'un dispositif dtinjection du métal dans le moule de compression à travers ladite chambre de compression, caractérisée en ce que ladite première moitié du moule de compression est fixée audit plateau mobile par l'intermédiaire d'un portemoule relié télescopiquement au corps d'une chambre de coulée rigidement fixé au plateau fixe dans lequel est incorporée la chambre de compression, le corps de ladite chambre de coulée étant pourvu d'au moins un joint d'étanchéité sur sa paroi en contact avec celle dudit porte-moule. 2. Installation à vide selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de la chambre de coulée comporte au moins un regard pour le-service et l'entretien du moule de compression et pour le contrôle visuel du processus de coulée. 3. Installation à vide selon l1une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'au corps de la chambre de coulée à vide est associé un dispositif de nettoyage de la cavité du moule de compression. 4. Installation à vide selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit dispositif de nettoyage se présente sous forme d'une tige ou broche montée dans la paroi du corps de la chambre de coulée à vide par l'intermédiaire d'un joint à rotule et munie à son extrémité d'un outil de nettoyage amovible s'engageant dans la cavité du moule de compression.