Brevet FR2479047A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un procédé et un moule de moulage sous pression. Son but est de rendre possible qu > à la suite de la coulée, les pièces moulées sous pression puissent étire soumises à un traitement thermique sans qu'il se produise Jne formatation de bulles à la surface de ces pièces. D'après le procédé de moulage connu, ltopération de coulée s'effectue en règle générale de la manière suivante en cas de moulage-sous pression La moule est fermé et la force nécessaire pour maintenir assembles ses dipférentes parties est établie. On procède au dosage des matières fondues nécessaires pour la pièce à mouler. Les matières fondues sont alors chargées dans la chambre de remplissage qui est en communication avec le moule de moulage sous pression, puis elles sont injectées dans le moule de moulage sous pression à une vitesse et sous une pression élevées. L'opération de roulée proprement dite se déroule de préférence en trois phases. lère phase lente En règle générale, la première phase dure jusqu a ce que les matières fondues aient atteint l'attaque de coulée dans le moule de moulage sous pression. 2ème phase, remplissage du moule Le remplissage du moule s'effectue à une vitesse plus élevée, afin qu'au niveau de l'attaque de coulée, les matières fondues soient encore chauffées par le frottement accru et que, de la sorte, elles parviennent dans la cavité du moule à la température nécessaire de la fusion. 3ème phase, -recompression A la fin du remplissage, la pression est amenée à une valeur préalablement déterminée par augmentation de la pression d'injection (en règle générale, système multiplicateur) et, de ce fait, les matiarsas fondues sont compressées dans le moule sous une pression accrue. Les valeurs approximatives pour le dimensionnement du moule de moulage sous pression (attaque) et pour le réglage de la machine sont les suivantes Les durées de remplissage pour des alliages d'aluminium s'élèvent, selon l'épaisseur de paroi, à une valeur comprise entre 0,01 et 0,3 secondes, ce qui correspond à des vitesses d'attaque de 20 à 60 m/s. D'après ces chiffres, il est visible que dans le cas de la coulée sous pression, le remplissage du moule s'effectue en un temps très bref et que les vitesses d'écoulement au niveau de l'attaque du moule de moulage sous pression sont très élevées. Ces deux paramètres sont décisifs pour I'expulsion de l'air du moule et pour la turbulence au niveau de l'attaque pendant le remplissage du moule. D'après ltexpérience acquise jusqu'à maintenant, le procédé de coulée exige, de façon connue en soi, une vitesse d'injection des matières très élevée et une brève durée du remplissage du moule. Cette manière de procéder a pour inconvénients que l'air ne peut pas s'échapper assez rapidement et complètement du moule de moulage sous pression et que l'air résiduel qui reste dans la pièce coulée est comprimé sous haute pression dans de petits pores. Lors d'un traitement thermique ultérieur à 5000C environ, ces pores donnent lieu à la formation de bulles à la surface et, de ce fait, rendent inutilisables les pièces moulées. Afin d'éviter la formation de bulles et de pores, il est proposé, d'après le procédé de l'invention, que a) la vitesse d'injection des matières à couler dans le moule soit maintenue à un niveau extrêmement bas (de préférence entre 0,05 et 0,1 m/s) et que b) la chambre de remplissage de la machine à mouler sous pression soit maintenue à une température de 200 à 2500C environ pendant l'opération de coulée. Le mode de réalisation du moule de moulage sous pression suivant l'invention pour l'execution de ce procédé présente les caractéristiques suivantes : l'attaque pour l'admission des matières à couler sous pression est réalisée avec une épaisseur à peu près aussi grande que la section transversale de la pièce coulée dans la région de l'attaque; en cas de moule à empreintes multiples, il est prévu, pour l'égalisation de l'évacuation d'air des différentes empreintes, des talons de lavage qui sont en communication les uns avec les autres ; les talons de lavage sont en communication avec une traînée d'air qui sert d'évent. Grâce à la section transversale relativement forte de l'attaque, une durée plus lente de remplissage du moule, de l'ordre de 2 à 5 s, est possible sans que la matière se solidifie au niveau de l'attaque. En outre, le remplissage du moule peut être exécuté par exemple avec la première phase seulement et l'air peut s'échapper sans difficultés vers le haut par les talons de lavage. Grâce au maintien de la température de la chambre de remplissage, on évite que les matières fondues se refroidissent sensiblement dans la chambre de remplissage pendant l'opération de remplissage. En cas de moules à empreintes multiples, on est assuré, par la mise en communication des différents talons de lavage avec les différentes empreintes du moule, que toutes les empreintes du moule seront remplies uniformément et il s'établit une égalisation des pressions qui garantit un processus de remplissage uniforme dans les conditions de remplissage ralenti du moule. L'invention est expliquée en détail à l'aide des dessins qui illustrent un exemple de réalisation choisi arbitrairement. La figure 1 représente, en une vue antérieure, une pièce coulée après qu'elle a été extraite du moule, avec un résidu de coulée et des talons de lavage. La figure 2 est une vue latérale correspondant à la figure 1. La figure 3 est une vue antérieure de la partie mobile d'un moule à empreintes multiples. La pièce de'fonderie 1 qui est représentée sur les figures 1 et 2 après son extraction d'un moule comporte un résidu de coulée 2 et des talons de lavage 3. Ce résidu de coulée 2 et les talons de lavage 3 sont éliminés ultérieurement, de telle sorte que la pièce de fonderie 1 proprement dite, par exemple un levier, soit prête pour les opérations de retouche. La figure 3 représente un moule à empreintes multiples dans lequel plusieurs leviers 1 peuvent être coulés simultanément. Comme on peut le voir, les attaques 4 correspondantes, qui aboutissent aux moules proprement dits des différents leviers 1, sont réalisées avec des dimensions relativement grandes, à savoir de l'ordre de 1 1épaisseur des leviers. Les talons de lavage désignés par 3, sont en communication les uns avec les autres par des passages 5, 6 et avec l'échappement d'air proprement dit 7 par le passage 6. De la sorte, il se produit une ascension uniforme pendant le processus de remplissage et un échappement impeccable de l'air qui se trouve encore dans le moule au-dessus des matières fondues. Grâce à la section relativement grande des attaques 4, on peut procéder à un remplissage plus lent. Grâce à la section augmentée au niveau de l'attaque, on est assuré que les matières fondues ne se solidifieront pas pendant le processus de remplissage. En outre, la chambre de remplissage de la machine à couler sous pression est maintenue à cette fin à une température de 200 à 2500C au moyen d'un dispositif de chauffage. Ce dernier n'a toutefois pas été représenté en détail afin de simplifier le dessin. REVENDICATIONS 1. Procédé et moule de moulage sous pression pour la fabrication de pièces cculées sous pression exemptes de porosités, caractérisés en ce que a) la vitesse d'injection des matières à couler dans le moule est maintenue à un niveau extrêmement bas (de préférence entre 0,05 et 0,1 m/s) et b) la chambre de remplissage de la machine à mouler sous ression est maintenue à une température de 200 à 2500C pendant l'opération de coulée. 2. Moule de moulage sous pression pour l'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 17atta- que (4) prévue pour l'admission des matières à couler sous pression est réalisée avec une épaisseur à peu près aussi grande que la section transversale de la pièce coulée dans la région de l'attaque. 3. Moule de moulage sous pression selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en cas de moule à empreintes multiplets, il est prévu, pour l'égalisation de l'évacuation d'air des dif rentes empreintes, des talons de lavage (3) qui sont en com tnunication les uns avec les autres. 4. Moule de moulage sous pression selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les talons de lavage (3) sont en communication avec une traînée d'air (7) qui sert d'évent. 5. Moule de moulage sous pression selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un dispositif de chauffage, par exemple à base d'huile servant de véhicule thermique, est raccordé à la-chambre de remplissage.