Brevet FR2453706A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un procédé de fabrication dtun corps creux métallique rechargeable, utile notamment comme poinçon de verrerie, et le corps creux ainsi obtenu. Dans certaines industries, on utilise des corps creux métalliques rechargeables pour la fabrication de pièces moulées. Ainsi, dans l'industrie de la verrerie, on utilise des poinçons métalliques rechargeables pour la fabrication d'objets en verre. Ces poinçons pénètrent dans une masse de verre en fusion à ltintérieur d'un moule pour conférer à cette masse la forme désirée. Ces corps creux doivent être réfractaires et treks résistants aux chocs thermiques et à llusure pour affronter les conditions opératoires très sévères auxquelles ils sont soumis. Ils doivent être également rechargeables pour pouvoir redonner aux corps creux sa forme d'origine lorsque celui-ci est usé ou corrodé. Jusqu'à pro sent, ces corps creux ont e été fabriqués par métallisation dtun alliage de recharge refusible, à base de nickel ou de cobalt, sur un support creux en acier ou en fonte. Si ces corps creux sont satisfaisants du point de vue de leur tenue à la forme, ils ont pour principal inconvénient de présenter une discontinuité thermique du fait de leur hétérogénéité. Le but essentiel de lssinvention est de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de fabrication d'un corps creux métallique rechargeable se présentant sous forme dtun produit homogène. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un corps creux métallique, rechargeable, caractérisé par le fait que l'on projette par métallisation un alliage de recharge, refusible sur un noyau réfractaire, que l'on fusionne l'alliage projeté sur le noyau, que l'on enlève le noyau du produit obtenu et que lton usine le produit aux cotes désirées pour obtenir ainsi un corps creux homogène. Dans un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, le noyau est monté sur une embase dont une partie adjacente au noyau a e été préalablement grenaillée pour faciliter l'accrochage de l'alliage de recharge. On peut utiliser comme noyau aussi bien un noyau monobloc qu'un noyau obtenu en garnissant un moule d'un matériau pulvérulent, réfractaire et durcissable, tel que du sable, qui est ensuite durci de façon appropriée. Selon une particularité de l'invention, on prépare le noyau en garnissant de sable un moule préalablement équipé de l'embase puis en séchant le sable et en démoulant le noyau et 1 embase Selon linventionS on utilise comme alliage de recharge un alliage réfractaire et refusible, à base de nickel ou de cobalt, de composition connue en soi. Un tel alliage peut se présenter sous forme de cordon ou sous forme de poudre et être utilisé au moyen d'un pistolet de métallisation approprié. On projette alors l'alliage sur le noyau au moyen du pistolet demétallisation après préchauffage dunoyau, Le procédé de l'invention s'applique tout particulièrement aux corps creux présentant un axe de révolution. Dans un tel cas, la.projection est effectuée sur le noyau préchauffé alors que ce dernier est entraîné en rotation autour de son axe de révolution disposé horizontalement. On s'arrange alors pour effectuer une métallisation régulière du noyau et de la partie de embase qui a été grenaillée pour former un dépôt métallique régulier. Une fois la métallisation réalisée, on fusionne alliage projeté sur le noyau alors que ce dernier est entraSné autour de son axe de révolution disposé verticalement. Après refroidissement, on enlève le noyau et on grenaille l'intérieur du corps creux. Celui-ci est ensuite usiné pour l'amener aux cotes désirées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, sur lequel la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une embase métallique servant à la fabrication d'un corps creux selon l'invention la figure 2 est une vue identique à celle de la figure 1 montrant l'embase équipée d'un noyau réfractaire . la figure 3 est une vue analogue aux figures 1 et 2 montrant le corps creux de l'invention après métallisation et refusion, le noyau ayant été enlevé ; et la figure 4 montre le corps creux après usinage. On a représenté sur la figure 1 une embase 10 ayant une forme de révolution autour de son axe XX et réalisée en acier ou en fonte. Cette embase présente une gorge annulaire 12 et une partie d'accrochage 14 limitée entre l'extrémité supérieure 16 de l'embase et un épaulement 18. Cette partie d'accrochage 14 est destinée à être grenaillée pour faciliter ultérieurement lgaccrochage de l'alliage de recharge projeté par métallisation. Cette embase 10 est creuse et comporte un évidement cylindrique 20 et un évidement cylindrique 22, de plus grand diamètre que l t évidement cylindrique 20, prévu à ltextrémité inférieure 24 de l'embase 10. La partie d'accrochage 14 ayant été grenaillée par un procédé de grenaillage connu en soi, on introduit l'embase 50 dans un moule en deux parties (non représenté) dont la forme intérieure correspond sensiblement à la forme intérieure que llon dé sire communiquer au corps creux et permet également de loger embase 10 de façon quelle y occupe une position rigoureuse. Après mise en place de l'embase 10 dans le moule, on solidarise les deux parties du moule et on introduit un matériau pulvérulent réfractaire, tel que du sable, à l'intérieur du moule de façon que ce matériau garnisse également l'intérieur de I'évidement cylindrique 20 de embase 10. On tasse ensuite soigneusement le sable à l'intérieur du moule et de embase, puis on le fait sécher au dioxyde de carbone pendant une durée dsen- viron 30 secondes à 1 minute. On démoule ensuite l'embase et le noyau et on obtient ainsi le produit représenté sur la figure 2 qui comporte un noyau 26 de révolution dont la partie inférieure remplit l'évi- dement cylindrique 20 de l'embase 10. On fixe ensuite l'embase 10 sur un dispositif de rotation propre à entraîner en rotation le noyau et l'embase autour de l'axe XX disposé horizontalement. On préchauffe alors l'ensemble constitué par embase 10 et le noyau 26 à une tempé rature d'environ 100 C puis on projette un alliage de recharge sur le noyau 26 et la partie d'accrochage 14 de embase 10. On utilise à cet effet comme alliage de recharge un alliage réfractaire et refusible à base de nickel ou de cobalt, présenté sous forme de cordon ou sous forme de poudre, connu en soi. A titre d'exemple, on peut utiliser les alliages ayant les compositions et caractéristiques physiques indiquées ci-après. ALLIAGE EN POUDRE, A BASE DE NICKEL COMPOSITION (% en poids) Caractéristiques Physiques c or B Si Fe Ni W Ou Mo Zone de Confficient Masse fusion Dureié diletation Volumique C RC 20-700 C g/cm C x 10-5 0.60 - 0.95 1,75 - Bal - 50 - 1030 33/37 - 0.03 - 1.50 2.50 1.50 Bal - - - 1030 15/18 16.50 8.60 0.06 - 1.50 3.50 1.50 Bal - - - 1030 23/28 16.50 8.60 0.10 0,75 2 3.20 1.50 Bal - - - 1050 33/38 14.50 8.10 0.30 9 1.80 3.25 3.25 Bal - - - 1050 35/40 14.25 8.20 0.60 12 2.50 4 4 Bal - - - 1060 45/50 12.75 8.10 0.90 16.5 3.25 4.26 3.75 Bal - - - 1060 60/64 12.75 7.80 0.40 16 4 4 3 Bal 2.50 2.50 2.50 1100 58/62 12.50 7.80 0.50 7 2.90 4.30 3 Bal - - - 1025 58/62 12.75 7.90 ALLIAGE EN POUDRE, A BASE DE COBALT COMPOSITION (% en poids) CARACTERISTIOUES PHYSIOUES C Cr B Si Fe Ni Mo W Co dureté zone de coefficient Rc fisopm C onatanon 20-700 C Volumique C x 10-6 g/cm 0.1 18.5 3.2 3.3 2 26 5 - bal 47/53 1070 - 0.15 21 3 1.5 - 3 max - 4.5 bal 39/45 1150 13.60 8.31 1 19 2.5 3 - 13 - 13 bla 54/58 1180 12.65 8.23 1 19 1.50 2.50 - 13 - 9 il 42148 1105 13,40 8.35 ALLIAGE EN CORDON, A BASE DE NICKEL COMPOSITION (% en poids) Canactéristiques Ihysiques c Cr B Si Fe Ni Co W Cu Mo Zone de Coefficient Masse fusion Durete dilatation volumique C Rc 20-700 C 9 /cm C x 10-6 0.30 9 1.80 3.25 3.25 Bal - - - - 1050 35/40 14.25 8.20 0.60 12 2.50 4 4 Bal - - - - 1060 45/50 12.75 8.10 0.90 16.5 3.25 4.25 3.75 Bal - - - - 1060 60/64 12.75 7.80 0.40 16 4 4 3 Bal - 2.5 2.5 2.5 1100 58/62 12.50 7.80 ALLIAGE EN CORDON, A BASE DE COBALT COMPOSITION (t en poids) Caractéristiques Fhysiques C Cr B Si Fe Ni | Co W Cu Mo Zone de Dureté Coefficient tusion Rc 20-700 C volumique C C x 10-6 g /cm 0.1521 3 1.50 - 3Max Bal 4.5 - - 1150 39145 13.60 8.31 1 19 2.50 3 - 13 Bal 13 - - 1180 54/58 12.65 8.23 1 19 1.60 2.50 - 13 Bal 9 - - 1105 42/48 13.40 8.35 Dans les tableaux ci-dessus, "Bal" désigne la balance ou le complément de la composition. On utilise un pistolet de métallisation, à poudre ou à cordon, à flamme oxyacétylénique pour projeter l'alliage de recharge sur le noyau. Cette projection s'effectue avantageusement en deux temps : un premier temps dans lequel on projette un premier voile d'alliage atomisé avec un débit minimum d'air dans le pistolet et un deuxième temps dans lequel on termine la projection avec une pression élevée d'air, par exemple de 4 bar. On peut utiliser comme pistolet de métallisation par exemple un appareil de type TOP JET commercialisé par la Société Nouvelle de Métallisation. Une fois la projection de métal de recharge terminée, on fusionne alliage en plaçant embase sur un dispositif do rotation propre à entrainer l'ensemble en rotation autour de l'axe XX placé verticalement. Cette refusion s'effectue à la flamme au moyen d'un chalumeau oxy-gaz, par exemple oxyacétylanique, ou aéro-gaz. Après refroidissement de l'ensemble, on enlève le noyau 26 et on grenaille l'intérieur du corps creux ainsi obtenu qui présente une couche homogène 28 d'alliage de recharge (cf. figure 3). Le corps creux représenté sur la figure 3 doit ensuite subir une opération d'usinage pour ltamener aux cotes finales désirées et obtenir ainsi le corps creux terminé, tel que représenté sur la figure 4. On remarquera que le corps creux représenté sur la figure 4 constitue un poinçon homogène puisqu'vil est constitué, mise à part l'embase 10, d'un seul matériau à savoir le dépôt métallique 28. On remarquera que le corps creux de la figure 4, une fois usé ou corrodé, pourra être remétallisé au moyen du m8me alliage de recharge en conservant ainsi son caractère homogène. On comprendra que le procédé de l'invention permet de fabriquer des corps creux utiles non seulement comme poinçons de verrerie, mais aussi comme poinçons de fabrication dtobjets métalliques divers comme par exemple des sièges de vanne. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulièrement décrit et représenté et elle s'étend aux variantes conformes aux enseignements de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un corps creux métallique, rechargeable, caractérisé par le fait que l'on projette par métallisation un alliage de recharge sur un noyau réfractaire, que l'on fusionne l'alliage projeté sur le noyau, que l'on enlève le noyau du produit obtenu et que l'on usine le produit aux cotes désirées pour obtenir ainsi un corps creux homogène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on monte le noyau sur une embase dont une partie adjacente au noyau a été préalablement grenaillée pour faciliter ltaccrochage de alliage de recharge. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lwon prépare le noyau en garnissant de sable un moule préalablement équipé de l'embase puis en séchant le sable et en démoulant le noyau et embase. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on utilise comme alliage de recharge un alliage réfractaire et refusible à base de nickel ou de cobalt. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on utilise alliage de recharge sous forme de cordon ou sous forme de poudre. 6. Procédé selon lune des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que l'on projette alliage sur le noyau au moyen d'un pistolet de métallisation après préchauffage au noyau. 7. Procédé selon lune des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le corps creux présente un axe de révolution. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'on projette l'alliage sur le noyau préchauffé alors que ce dernier est entraîné en rotation autour de son axe de révolution disposé horizontalement. 9. Procédé selon lune des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que l'on réalise la fusion de l'alliage projeté sur le noyau alors que ce dernier est entrainé en rotation autour de son axe de révolution disposé verticalement. 10. Corps creux métallique, rechargeable, en particu lier poinçon de verrerie, obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon itune des revendications 1 à 9.