Brevet FR2525507A1 — publié le 19831028

MOULAGE DE METAL La présente invention se rapporte à un moulage de métal et en particulier (mais non exclusivement) à un moulage formé d'un métal (comme du fer, de l'acier, de l'aluminium ou du bronze d'aluminium) ayant un facteur élevé de contraction. Des difficultés peuvent se poser lorsque l'on utilise de tels métaux pour mouler des articles qui ont une épaisseur constante ou sensiblement constante et une aire superficielle importante, où soit incorporées des parties d'une configuration semblable. Dans de tels cas, le refroidissement relativement rapide du métal fondu et la contraction accompagnant le refroidissement et la solidification ont pour résultats un moulage peu solide qui, au pire, peut présenter des discontinuités dans sa structure interne. On a tenté dans le passé de surmonter ce problème de diverses façons.Par exemple, on sait utiliser l'expédient de faire varier la forme du moulage afin de remplacer des parties d'aires superficielles importantes et d'épaisseur constante par des parties qui ont une coupe transversale de forme effilée afin que les intérieurs des parties plus minces soient "complétés1 par le métal fondu des parties plus épaisses (fourni par des dispositifs appropriés d'alimentation) avant que ces dernières, elles mêmes ne se solidifient. En alternative, le moulage peut avoir des additions temporaires de métal aux parties vulnérables.De telles additions peuvent être appelées 'pièces". Cependant, ces deux solutions conduisent à des moulages plus lourds ou plus coûteux parce que, même si, dans le dernier cas, les 'pièces1 sont subséquemment retirées, le prix total du moulage est bien entendu augmenté non seulement par la prévision du métal supplémentaire en premier lieu, mais également par le prix de tout processus d'enlèvement utilisé. D'autres façons pour éviter le problème ci-dessus mentionné posé par la contraction du métal, consiste à utiliser des matériaux exothermiques ou isolants ou "pièces' chauffantes, ou bien l'utilisation de refroidisseurs. Bien entendu, on pourrait utiliser un très grand nombre de têtes d'alimentation. Cependant, un tel agencement est compliqué par l'impossibilité de former des zones extrêmes effectives dè solidification entre les têtes d'alimentation. Tous les procédés qui précèdent posent des difficultés ou présentent des inconvénients. La présente invention a par conséquent pour objet un moulage de métal perfectionné qui peut être coulé facilement et économiquement en un métal ayant un facteur élevé de contraction mais gui cependant ne pose pas les problèmes cidessus. Selon l'invention, on prevoit un moulage en métal ayant au moins une partie qui a une aire superficielle de surface importante proportionnellement à son épaisseur ou la surface extérieure ou bien la surface interne ou bien ces deux surfaces de cette partie est ou sont formées d'un certain nombre de localités espacées où l'épaisseur du moulage est localement différente (c'est-à-dire diminuée et/ou augmentée) par rapport à l'épaisseur des parties adjacentes du moulage. Pour former un moulage tel que défini dans le paragraphe qui précède, et/ou des entailles espacées sont utilisées dans l'une ou les deux surfaces du moulage, on prévoit un certain nombre de têtes d'alimentation entre ces entailles d'une zone entaillée. Par ailleurs, lorsque les entailles sont formées dans les surfaces externe et interne du moulage (contrairement à la formation dans l'une de ces surfaces), les entailles dans la surface externe peuvent être soit directement alignées ou bien décalées par rapport aux entailles dans la surface interne. Les entailles peuvent avoir soit une configuration généralement circulaire ou bien non circulaire en vue en plan, et elles ont de préférence une profondeur qui augmente, et graduellement à partir du pourtour. Alternativement, ou en plus, au moins une partie de l'aire superficielle extérieure du moulage ou bien de son aire superficielle interne ou bien de ces deux aires superficielles peut être pourvue d'un certain nombre de protubérances espacées et intégralement moulées. Dans de tels cas, une tête d'alimentation sera de préférence prévue pour chacune de ses protubérances. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, donnés à titre indicatif mais nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue fragmentaire en plan d'une partie d'un exemple d'un moulage formé selon l'invention La figure 2 est une vue en coupe fragmentaire, faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1 Les figures 3 et 4 montrent d'autres vues en coupe fragmentaire illustrant deux autres formes d'un moulage selon l'invention ; et Les figures 5 et 6 sont d'autres vues en coupe fragmentaire illustrant deux autres formes d'un moulage selon l'invention. En se référant maintenant aux dessins, les vues fragmentaires de moulages que l'on peut y voir peuvent par exemple être formées d'acier, bien que d'autres métaux ayant un facteur relativement élevé de contraction puissent également être utilisés pour former des moulages selon l'invention. La figure 1 montre, en vue en plan, une partie d'un moulage 10 qui présente, sur sa surface extérieure, un certain nombre d'entailles ou rides 11. Ces entailles sont, comme on peut le voir, de configuration généralement circulaire en vue en plan mais, si on le souhaite, elles peuvent avoir une forme non circulaire en vue en plan.Par ailleurs, comme on peut le voir sur la vue en coupe de la figure 2, les entailles 11 formées dans la surface extérieure du moulage se répètent sous forme d'entailles semblables 12 formées dans la surface interne de moulage, ces entailles externes et internes étant directement alignées les unes avec les autres bien que, dans un autre mode de réalisation (non représenté), les entailles internes et externes puissent être décalées les unes par rapport aux autres. Evidemment, l'appareil à motif (non représenté) utilise pour former le moulage 10 tel qu'il est représenté sur les figures 1 et 2 aura des protubérances et/ou des entailles correspondant aux entailles 11 et 12.En plus de l'entrée ou des entrées principales pour l'admission du métal fondu dans le moule, on prévoit également un certain nombre de tête d'alimentation telle que celle indiquée en pointillés par le chiffre de référence 13 sur les figures 1 et 2, ces têtes d'alimentation étant disposées entre les entailles 11 et 12 afin d'être situées en communication avec la section la plus épaisse du moulage ou la partie du moulage ayant les entailles. La figure 3 montre un autre mode de réalisation où le moulage 14 a des entailles 11 dans sa surface extérieure seulement, tandis que dans l'autre mode de réalisation représenté sur la figure 4, le moulage 15 a des entailles 12 uniquement dans sa surface interne. Comme on peut le voir dans tous les cas, cependant, chaque entaille ou ride augmente graduellement en profondeur de son pourtour, vers l'intérieur, donc lorsque du métal fondu a été versé dans le moule préparé, la teneur en chaleur du métal se solidifiant augmente graduellement à partir de la section plus mince du moulage jusqu'à sa section la plus épaisse.Les entailles sont proportionnées et espacées pour garantir une solidification directionnelle appropriée à partir des centres des entailles jusqu'aux têtes d'alimentation 13 mais bien entendu, la dimension et le nombre des têtes d'alimentation ainsi que la dimension générale et la profondeur des entailles varieront par rapport à la dimension et à l'épaisseur de la section qui doit être moulée et du métal qui doit être utilisé pour le moulage. Par ailleurs, tout le moulage ou seulement une partie de celui-ci peut être pourvu d'entailles comme on l'a décrit ci-dessus. D'autres agencements sont illustrés sur les figures 5 et 6. Dans la construction représentée sur la figure 5, le moulage 10 présente, au-dessus d'au moins une partie de son aire superficielle extérieure, un certain nombre de protubérances sous la forme de gonflements ou boutons 16 et de telles protubérances sur un côté du moulage peuvent être alignées (comme cela est représenté) avec des protubérances semblables de l'autre côté du moulage. Chaque paire de protubérances alignées est alimentée par une tête individuelle d'alimentation 17 et bien entendu, le dispositif du motif (non représenté) utilisé pour former le moulage 10 sera avantageusement configure pour former de telles protubérances 16. Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 6, les protubérances 16 sont formées sur le coté extérieur du moulage seulement, mais de nouveau, des têtes individuelles d'alimentation 17 sont prévues comme précédemment, pour les protubérances. Les protubérances ont, comme cela est représenté, une configuration généralement convexe et on peut les utiliser par exemple, sur des zones d'un moulage qui doivent retenir une pression ou qui peuvent être soumises à une attaque balistique. Un certain nombre de protubérances 16 formées comme on l'a décrit ci-dessus peuvent, en réalité, être utilisées en combinaison avec un certain nombre d'entailles telles que celles représentées dans les constructions précédemment décrites et représentées sur les figures 1 à 4, et l'utilisation d'une telle combinaison présente un avantage : une zone particulière du moulage entaillé ou ridé ou ondulé, qui peut être soumise à des efforts importants, peut être renforcée par remplacement d'une entaille ou d'entailles par une protubérance ou des protubérances. Lorsque l'on emploie une telle combinaison d'entailles et de protubérances, il faut un plus grand nombre de têtes d'alimentation que dans le cas où l'on utilise soit des entailles seules ou bien des protubérances seules. Par ailleurs, dans le cas d'un moulage où ne sont incorporées que les entailles, on peut utiliser une tête d'alimentation pouvant servir un certain nombre d'entailles mais dans les cas où le moulage est pourvu, en plus, où en alternative, de protubérances, alors chacune de ces protubérances doit avoir sa propre tête d'alimentation comme on l'a mentionné ci-dessus. Un moulage formé selon la présente invention aura, entre autres, les avantages qui suivent 1. Des moulages relativement légers peuvent être produits, qui ont une forte résistance. 2. On peut atteindre un niveau très élevé de solidité du moulage. 3. Aucun effilement ou aucune Rpiece" ne doit être retiré par des opérations coûteuses d'usinage ou thermiques. 4. I1 ne faut ni refroidisseur ni "pièce" exothermique coûteuse. 5. Les prix de fusion sont réduits parce que les moulages ont un poids relativement faible. 6. Les prix du traitement thermique subséquent peuvent être réduits du fait des sections de métal relativement légères qui sont mises en cause. 7. Des têtes d'alimentations peuvent être petites et seront faciles à enlever. 8. Comme les entailles et/ou protubérances seront formées à partir de protubérances et/ou d'entailles prévues dans l'appareil du motif, d'où le moulage sera produit, le contrôle de la forme et ainsi une solidification directionnelle contrôlée peuvent facilement être répétés et sont garantis. 9. La présente invention trouvera une application particulière à de grands moulages de structure et de retenue qui jusqu'à maintenant ont été fabriqués ou produits en moulages lourds. 1. soulage en métal ayant au 1noirs une partie oc?r,t l'aire superficielle est importante proportionnellert-nt à l'épaisseur caractérisé en ce que la surface extérieure où la surface interne ou bien lesdites deux surfaces de ladite partie présentent un certain nombre d'emplacements espacés (il, 12) où l'épaisseur du moulage (10) est localement différente (c'est-à-dire diminuée et/ou augmentée) de l'épaisseur des parties adjacentes dudit moulage. 2. Moulage en métal selon la revendication 1 caractérisé en ce que les localités espacées (11,12) sont formées dans les surfaces externe et interne du moulage et les localités dans la surface externe sont directement alignées avec les localités dans la surface interne. 3. Moulage en métal selon la revendication 1 caractérisé en ce que les localités espacées (11,12) sont formées dans les surfaces externe et interne du moulage et en ce que lesdites localités de la surface externe sont décalées par rapport aux localités de la surface interne. 4. Moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisées en ce que chacune des localités espacées (11,12) a une configuration généralement circulaire en vue en plan. 5. Moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la profondeur ou l'épaisseur de chacune des localités espacées (11,12) augmente graduellement à partir de son pourtour.