Brevet FR2541150A1 — publié le 19840824

Procédé de moulage et son application à la fabrication de tubes ou profilés. La fabrication de corps creux par moulage à partir de matériaux pulvérulents ou feuilletés est difficile. En effet, si l'on se contente de chauffer le moule, on constate un défaut d'homogé- néité; dans certaines zones le matériau est fondu alors que dans d'autres il n'est même pas plastique. La pièce présente des zones brûlées à côté desquelles se trouvent des zones où le metériau est encore pulvérulent. Pour obtenir une pièce correcte, il fant procéder au moulage sous une pression gui a une valeur très élevée et l'on utilise à cet effet des presses isostatiques. La présente invention a pour objet un procédé de moulage d'un corps creux, par mise sous pression et chauffage d'un maté- riau pulvérulent ou feuilleté, qui évite l'utilisation d'une presse isostatique. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on utilise pour l'élément intérieur ou noyau du moule un matériau dont le coefficient de dilatation est plus élevé que celui du matériau constituant l'élément extérieur de@ ce moule. Lors du chauffage du moule, son élément intérieur se dilate davantage que son élément extérieur de sorte que le matériau emprisonné entre ces deux éléments est soumis à une pression qui est très élevée. L'invention a également pour objet un moule pour le moulage a chaud sous pression d'un matériau pulvérulent ou feuilleté, ca ractérisé en ce que son élément intérieur ou noyau est en un maté- riau dont le coefficient de dilatation est plus élevé que celui du matériau constituant son élément extérieur. La présente invention a également pour objet l'application du procédé ci-dessus à la fabrication d'un tube ou d'un profilé. Dans cette application, on enroule une nappe du matériau sur un mandrin, on emprisonne le mandrin enrobé dans un élément de moule extérieur et on chauffe l'ensemble. L'élément de moule extérieur peut être un élément de moule femelle de forme complémentaire à celle de la pièce à obtenir. Mais, on peut également le constituer en enroulant sur le mandrin enrobé un ruban de fils de carbone. Comme le carbone a un coefficient de dilatation négatif, l'on obtient une pression de compactage lors du chauffage, qui est très élevée. Dans ce cas, si l'on veut former une surépaisseur sur la pièce moulée, par exemple à l'une de ses extrémités, il suffit d'enrouler sur le mandrin enrobé, à l'endroit désiré pour la surépaisseur, une feuille réalisée en la même matière que la nappe ou en une matière différente, mais fondant ou devenant piteuse dans les conditions de moulage. On a décrit ci-aprbs, à titre d'exemples non limitatifs, divers modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, avec référence au dessin annexé dans lequel : La Figure 1 montre le principe du procédé; Les Figures 2 et 3 sont des vues en perspective montrant des nappes de départ pour la fabrication de tubes à l'aide du procédé; La Figure 4 montre en perspective une étape de la fabrication d'un tube; La Figure 5 est une vue semblable à la Figure 4 dans un autre mode de mise en oeuvre; La Figure 6 montre en perspective un mandrin enrobé dans une variante;; La Figure 7 est une vue en coupe axiale du tube final obtenu en utilisant la variante de la Figure 60 A la Figure 1, on voit le principe du procédé de moulage selon l'invention. Le moule comprend un élément extérieur 1 et un élément intérieur 2 réalisé en un matériau ayant un coefficient de dilatation plus elevé que celui de la matière dont est constitué l'élément 12 Les éléments 1 et 2 peuvent, par exemple, entre respectivement en acier ou en aluminium.Dans l'exemple représenté, l'élément intérieur qui forme noyau, comporte un prolongement exté- rieur 2a qui peut entre vissé sur l'élément extérieur 1 du moule. ce qui permet de solidariser les deux éléments. On emprisonne une poudre ou un matériau feuilleté 3 entre les deux éléments 1 et 2 du moule, et on porte l'ensemble à une tempé rature suffisante pour que la matériau 3 devienne liquide ou pâ- teux, mais insuffisante pour qu' il en soit de même des éléments 1 et 2. Dès que la température commence à s'élever, les deux éléments 1 et 2 se dilatent, mais l'élément intérieur 2 plus que l'élément extérieur 1. Les éléments de la poudre 3 ou du matériau feuilleté sont fortement comprimés et se soudent par diffu- sion. Ce procédé peut être utilisé notamment pour réaliser un tube ou un profilé, notamment en un mélange de bore et d'aluminium. On commence par former une nappe d'aiguilles de bore, les aiguilles 4 pouvant soit être maintenues entre elles par des fils 5 en alliage d'aluminium 6 (Figure 2), soit emprisonnée dans un alliage d'aluminium 6, par projection à chaud de cet alliage (Figure 3 > . On enroule la nappe d'aiguilles de bore, qui est désignée au dessin dans son ensemble par la référence 7 et dont l'épais- seur est comprise entre 0,1 et 0,2mm, sur un mandrin en aluminium 8 préalablement imprégné d'un démoulant, en interposant un feuillard d'alliage d'aluminium entre les différentes spires de la nappe d'aiguilles. On comprime ensuite le mandrin enrobé dans un élément de moule femelle 9 en acier dont la face interne a elle aussi été traitée par un agent démoulant0 Il suffit alors de porter l'ensemble à une température de l'ordre de 600 C. A cette température l'alliage d'aluminium constituant le revêtement 6 de la nappe d'aiguilles 7 et le feuillard interposé entre les spires de cette nappe, fond ou devient pateux. Par contre, le mandrin 8 est encore solide et fortement dilaté. L'élément femelle 9 du moule est également dilaté mais six fois moins environ que le mandrin0 La nappe 7 est ainsi soumise a une très forte pression qui assure le compactage et le soudage des différentes spires qu'elle forme. On peut également constituer l'élément extérieur du moule en enroulant à froid un ruban de fils de carbone 10 sur le mandrin enrobé (Figure 5). Comme le carbone a un coefficient de dilatation thermique négatif, la pression de compactage est très importante. Dans le cas où l'on réalise un tube cylindrique de section circulaire, on peut avant la mise en place du ruban de fils de carbone, enrouler en surépaisseur un feuillard d'alliage d'aluminium 12 sur l'une des extrémités du mandrin enrobé (Figure 6). Cette surépaisseur permet, par exemple, de réaliser un filetage 13 propre à assurer la fixation d'une pièce d'extrémité au tube (Figure 7). I1 va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée aux divers modes de mise en oeuvre dé- crits et représentés, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. - Procédé de moulage d'un corps creux, par mise sous pression et chauffage d'un matériau pulvérulent ou feuilleté, caractérisé en ce qu'on utilise pour l'élément intérieur ou noyau du moule un matériau dont le coefficient de dilatation est plus élevé que celui du matériau constituant l'élément extérieur de ce moule. 2. - Moule pour le moulage à chaud sous pression d'un matériau pulvérulent ou feuilleté, caractérisé on ce que son élément intérieur ou noyau est en un matériau dont le coefficient de dilatation est plus élevé que celui du matériau constituant son é lément extérieur. 3. - Application du procédé défini à la revendication 1, à la fabrication d'un tube ou d'un profilé, caractérisée en ce qu'on enroule une nappe 7 du matériau sur un mandrin 8, qu'on emprisonne le mandrin enrobé dans un élément de moule extérieur et qu'on chauffe l'ensemble. 4. - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la nappe de matériau est formée d'aiguilles de bore 4. 5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les aiguilles de bore sont emprisonnées dans un alliage d'aluminium 6 6. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les aiguilles de bore 4 sont maintenue@ entre elles par des fils 5 en alliage d'aluminium. 7. - Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'on interpose un feuillard d'aluminium entre les spires de la nappe d'aiguilles de hore. 8. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'on constitue 1' l'élément de moule extérieur en enroulant sur le mondrin enrobé un ruban de fils de carbone 10. 9. - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on enroule en surépaisseur sur le mandrin enrobé une feuille 12, réalisée en la même matière que la nappe ou en une matière diffé- rente,mais fondant ou devenant pâteuse dans les conditions de moulage