Brevet FR2591131A1 — publié le 19870612

Procédé de fabrication de réservoirs par déformation à l'état superplastique ". La présente invention concerne un procédé pour réaliser des réservoirs à l'aide de matériaux qui, dans certaines conditions, se déforment à l'état super- plastique. On sait que certains métauxtels que le titane et de nombreux alliages de titane présentent des caractéristiques de superélasticité. Cela signifie la possibilité de ces matériaux de pouvoir s'étirer de façon exceptionnellement importante pour une réduction correspon- dante de la section. Un matériau déformable à l'état super- élastique présente pour cette raison l'avantage de permet- tre la réalisation de pièces de formes compliquées par un procédé de transformation. Dans le cas de la fabrication des récipients ou réservoirs,en particulier dans la réalisation de réservoirs de forme sphérique destinés au combustible d'engins spatiaux, il était habituel jusqu'à présent de fabriquer des demi-coquilles de réservoir suivant un usina- ge par enlèvement de copeaux, puis de réunir deux moitiés pour former un réservoir sphérique. Un tel procédé de fabri- cation nécessite des machines-outils appropriées, des pro- duits semi-finis coûteux et des moyens de serrage compli- qués, qui dépendent de la forme et des dimensions.,C'est pourquoi, on considère ce type de procédé comme non satis- faisant. La présente invention a pour but de créer un procédé qui permet de réaliser des réservoirs quelconques sans la mise en oeuvre de moyens importants en utilisant des matériaux déformables de manière super- élastique. A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé en ce que l'on réalise une sphère creuse avec un ajutage de raccord de pression et dont la paroi a une épaisseur beaucoup plus importante que le produit final pour constituer une ébauche et en ce qu'on développe la sphère creuse à la température correspondant à la super- élasticité en utilisant un fluide sous pression. Le procédé selon l'invention offre l'avantage important de permettre ainsi la réalisation de sphères de n'importe quelles dimensions sans nécessiter des outils de mise en forme coûteux ou des machines-outils et des moyens de serrage correspondants. Il est avantageux que pendant le procédé de mise en forme, la sphère creuse soit tournée dans un four ou flotte sur un liquide appro- prié, chaud. De cette manière, on peut éviter les irrégu- larités de forme de la sphère qui se présenteraient autre- ment. Suivant un développement de l'inven- tion, il est avantageux d'influencer le procédé de mise en forme par un moule quelconque pour obtenir certaines formes de réservoirs. Il est ainsi possible de prévoir comme moule un tube entourant la sphère creuse de façon à obtenir par un tel procédé de mise en forme un réservoir en forme de bouteille. Il est également possible d'utiliser comme moules deux plaques à distance constante l'une de l'autre et entre lesquelles se place la sphère creuse de façon à obtenir par ce procédé de mise en forme un réservoir en forme de dis- que. L'invention sera sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre une sphère creuse sous la forme d'ébauche pour un réservoir sphérique fabri- qué selon l'invention. - la figure 2 montre une sphère creuse -5 et un réservoir en forme de bouteille réalisé à partir de celle-ci. La figure 1 montre une sphère creuse 1 constituant une ébauche dont la paroi 2 est considérable- ment plus épaisse que la paroi 2' du produit final 3. La sphère creuse 1 qui peut être réalisée d'une manière connue, comporte un ajutage 4 auquel on peut raccorder une conduite d'alimentation pour un fluide sous pression comme cela est indiqué par la flèche 5; le fluide est par exemple de l'argon. La sphère creuse 1 est chauffée à la température appropriée pour être dans un état de super-élasticité; ce chauffage se fait par exemple dans un four approprié et ainsi la sphère est développée par le fluide sous pression. Suivant le temps de transformation, on obtient ainsi des sphères 3 de diamètre augmenté et à paroi 2' réduite de manière considérable. Au cours de ce procédé de transfor- mation, on peut faire tourner la sphère creuse 1 pour réduite l'influence de la gravitation sur le procédé de transformation. Il est également possible de faire flotter la sphère creuse dans un fluide chauffé de manière corres- pondante pour réduire l'influence de la gravité, de sorte que l'on obtient de manière simple un réservoir sphérique. Comme le montre la figure 2, il est également possible de fabriquer d'autres formes de réser- voirs à l'aide de moules. A la figure 2, la sphère creuse 1 est entourée par un tube 6 servant de moule, de sorte que la sphère creuse 1 ne puisse s'étendre que dans les deux directions de l'axe 7 du tube par déformation super-élasti- que. Le développement de la sphère creuse 1 aboutit alors à un réservoir 8 en forme de bouteille dont la paroi 9 diminue à partir du milieu jusqu'aux extrémités par suite du procédé de transformation à l'état super-élastique. Un réservoir en forme de bouteille 8, ainsi réalisé, offre l'avantage que la paroi 9 est adaptée à la mise en charge ultérieure. Comme dans de tels réservoirs, les efforts au niveau des parois longitudinales sont beaucoup plus impor- tants, on tient compte de ce fait, de manière automatique grâce à la paroi d'entourage utilisée pour le procédé de transformation. En plus des réservoirs en forme de bouteilles, on peut également envisager d'autres formes de réservoirs et cela en fonction de la forme respective utilisée. Une forme de réservoir particulièrement avanta- geuse s'obtient par exemple si on utilise comme moules uniquement deux plaques fixées à distance constante et qui sont séparées par la sphère creuse I. A l'aide d'un tel moule servant seulement de moyen de limitation de dévelop- pement dans une direction, on peut réaliser des réservoirs en forme de disques plats comme par exemple des réservoirs en forme de montres de poche. R E VE NDI C A T I 0 N S ) Procédé pour réaliser des réser- voirs à l'aide de matériaux qui, dans certaines conditions se déforment à l'état superplastique, procédé caractérisé en ce qu'on réalise une sphère creuse (1) avec un ajutage de raccord de pression (4) et ayant une épaisseur de paroi considérablement plus importante à l'état d'ébauche que dans le produit final et en ce qu'on développe la sphère creuse (1) à une température appropriée pour assurer l'état de super-élasticité à l'aide d'un fluide sous pression. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on développe la sphère creuse (1) dans un four, sans utiliser de moule et on la fait tourner au cours du procédé de mise en forme. 30) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on développe la sphère creuse (1) dans un moule à l'intérieur d'un four. 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moule entourant la sphère creuse (1) est un tube (6). ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moule est constitué par deux plaques séparées par la sphère creuse (1) et qui sont main- tenues à une distance constante.