Brevet FR2608474A1 — publié le 19880624

PROCEDE DE COCXPACTAGE DE XATIERES DE XOULAGE GRANULAIRES La présente invention concerne un procédé de compactage de matières de moulage granulaires, notamment de matières de moulage pour fonderie, dans lequel la matière de moulage est placée dans un dispositif de moulage comportant une plaque-modèle sur laquelle sont agencés un modèle et un chassis de moulage et remplissage, le compactage étant effectué au moyen d'une impulsion de gaz comprimé que l'on fait agir sur la surface de la matière de moulage. Dans les procédés actuellement connus pour compacter ou "serrerN des matières de moulage au moyen d'une impulsion de gaz comprimé, on opère en règle générale en ouvrant subitement, au moyen d'une vanne, un passage entre la chambre de pression et le volume de soulage. La pression du gaz comprimé dans la chambre de pression se transmet alors, en un temps très court, sous la forme d'un choc de compression unique, à la surface de la matière de moulage à compacter. Il s'établit, entre la chambre de pression et le volume de moulage, une pression d'équilibre correspondant à la pression maximale. En règle générale, la pression est maintenue dans le volume de moulage pendant un temps 2 déterminé. Ensuite, la pression est supprimée par mise à l'évent du volume de moulage. Le moule compacté, terminé, peut alors être enlevé du dispositif. L'un des avantages essentiels du procédé connu opérant par percussion pneumatique en une seule étape, & savoir une face dorsale plus "douce", résulte de la caractéristique de compactage particulière et donne un moule dont la résistance décroît du modèle vers la face dorsale du moule. Ce profil de résistance conduit à des conditions idéales pour le dégazage des moules de fonderie. O La violence de la décélération que les grains de sable subissent sur la plaque-modèle crée, au voisinage du modèle, une zone compactée particulièrement dure. Cet avantage s'accompagne toutefois des inconvénients suivants: - duretés de moule irrégulières; - bruit dû au violent choc de compression appliqué en une seule fois; - défauts de compactage dûs à la grande vitesse d'écoulement du sable. La présente invention a pour but de parvenir à un procédé à l'aide duquel les inconvénients des procédés connus seront éliminés et avec lequel le profil de résistance du moule compacté présentera une décroissance de dureté ou solidité, du modèle vers la face dorsale du moule. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'on fait agir au moins deux impulsions successives, Dl et D2, sur la surface de la matière de moulage. Parmi les' différents modes de mise en oeuvre possibles, l'invention prévoit notamment que: - on fait agir les impulsions de pression sans modifier la quantité de sable ou matière de moulage; - on fait agir sur la surface de la matière de moulage une première impulsion de pression D1 avec un gradient de croissance de pression al (dp/dt);et - à la suite de la première impulsion de pression D1, on fait agir sur la surface de la matière de moulage une deuxième impulsion de pression D2 avec un gradient de croissance de pression a2 (dp/dt) plus grand que celui de la première impulsion de pression D1. D'autres modalités de mise en oeuvre sont possibles, dans lesquelles: - on fait agir sur la surface de la matière de moulage une première impulsion de pression D1 avec un gradient de croissance de pression ai (dp/dt); et à la suite de la première impulsion de pression D1, on fait agir sur la surface de la matière de moulage une deuxième impulsion de pression D2 avec un gradient de croissance de pression a2, la pression pl établie dans le volume de moulage par l'impulsion de pression D1 et la pression p2 établie par l'impulsion de pression D2 se situant à l'intérieur d'une plage de 20 bars au maximum, et après avoir réalisé le niveau de pression pl, on effectue une première diminution de pression Jusqu'à une pression p3 inférieure à pl, puis, après avoir fait croître la pression jusqu'à p2 on réalise une deuxième chute de pression Jusqu'à la pression normale; au cours du temps d'action des impulsions de pression D1 et/ou D2 dans la zone du modèle, on active un système d'évacuation d'air prévu dans la plaque-modèle; - la diminution de pression jusqu'à p3, ainsi que la chute de pression jusqu'à la pression normale sont effectuées de manière au moins partiellement commandée; - les impulsions de pression D1 et D2 sont produites à partir de la même chambre de pression; - les impulsions de pression Dl et D2 sont produites à partir de chambres de pression différentes; - les impulsions de pression D1 et D2 sont produites au moyen d'organes d'ouverture mutuellement indépendants; - les impulsions de pression D1 et D2 sont produites au moyen d'un méme organe d'ouverture; le gradient de croissance de pression al vaut au maximum 300 bars/seconde; - le gradient de croissance de pression al vaut au maximum 40 bars/seconde. Pour obtenir un moule bien compacté, on sait que ce n'est pas la pression appliquée qui est décisive, mais le gradient de pression, c'est-à-dire l'accroissement de la pression par unité de temps. On déclenche un choc de pression qui agit avec une très grande vitesse sur la masse de matière de moulage qu'il accélère. L'accélération de la ra&sa de matière de moulage est d'autant plus grande que le gradient de pression, c'est-à- dire l'angle a, est plus grand. Il en résulte que la masse de matière de moulage subit une décélération très violente sur la plaque-modèle, ce qui conduit à une très grande nuisance par le bruit, préjudiciable au personnel opérateur. En princpe, le degré de compactage dans la zone du modèle dépend en premier lieu de l'occupation de la plaque-modèle. Plus les intervalles entre zones individuelles du modèle ou entre modèle et paroi du châssis de moule sont étroits, plus le compactage devient problématique dans ces régions. Les difficultés commencent dès que l'on remplit le chAssis de moulage avec la matière de moulage. Les zones du modèle comportant des poches profondes, ou de faibles intervalles entre parties de modèle ou entre modèle et châssis de moulage peuvent ne pas être toujours correctement alimentées en matière de moulage lors du remplissage. Dans ce cas, un choc de compactage violent, avec pression croissant rapidement, peut conduire à des inégalités de résistance et à des défauts du moule compacté. Ceci étant, on a constaté qu'une impulsion de gaz comprimé appliquée en deux étapes conduit à une meilleure qualité de moule, réalisable de manière reproductible à l'échelle industrielle. Une première impulsion de pression D1 est appliquée, avec un gradient de croissance de pression relativement plat, à une pression prédéterminée pl. La quantié d'air appliquée avec l'impulsion de pression traverse le volume de sable et s'échappe au moins en partie par un système d'évacuation d'air agencé dans la plaque modèle. Cette première impulsion de pression D1 a pour effet de déplacer le sable suffisamment pour rattraper, dans la région du modèle, les inégalités éventuelles créées lors du remplissage, et d'établir une densité de remplissage ou densité de tassement suffisante dans la zone du modèle. Ensuite, une deuxième impulsion de pression D2 est appliquée à la masse de matière de moulage, avec un gradient de pression sensiblement plus raide. Ce gradient de pression est caractérisé par l'angle a2. La deuxième impulsion de pression D2 compacte le sable sur le reste de sa hauteur. La pression atteinte à chaque fois par les impulsions de pression D1 et D2, à savoir pl et p2, se situe dans une plage de 20 bars au maximum. La pression p3 atteinte entre les deux impulsions de pression D1 et D2 est toujours inférieure à la pression pl, cela en premier lieu du fait de la chute de pression commandée qui s'établit après que la pression pl a été ateinte. L'utilisation du procédé décrit conduit à des avantages qualitatifs très particuliers pour ce qui est du compactage des moules. Comme la résistance peut être mieux commandée sur l' étendue de la hauteur de sable, on peut obtenir des moules à résistance plus uniforme, cela aussi bien avec des modèles bas qu'avec des modèles hauts. Le côté dorsal du moule reste relativement mou, c'est-à-dire que l'on dispose de la perméabilité aux gaz nécessaire pour la coulée. Cela constitue un avantage essentiel par rapport aux procédés opérant avec un post-compactage mécanique. RBVENDICATIONS 1. Procédé de compactage de matières de moulage granulaires, notamment de matières de moulage pour fonderie, dans lequel la matière de moulage est placée dans un dispositif de moulage comportant une plaque-modèle sur laquelle sont agencés un modèle et un chassis de moulage et remplissage, caractérisé par le fait que l'on fait agir au moins deux impulsions successives, D1 et D2, sur la surface de la matière de moulage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on fait agir les impulsions de pression sans modifier la quantité de sable ou matière de moulage. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par les étapes de procédé suivantes: - on fait agir sur la surface de la matière de moulage une première impulsion de pression D1 avec un gradient de croissance de pression al plus grand que celui de la première impulsion de pression D,1. 4. Procédé de compactage de matières de moulage granulaires au moyen d'une impulsion de gaz comprimé appliquée dans un volume de moulage, caractérisé par le fait que: - on fait agir sur la surface de la matière de moulage une première impulsion de pression D1 avec un gradient de croissance de pression ai (dp/dt); et - à la suite de la première impulsion de pression D1, on fait agir sur la surface de la matière de moulage une deuxième impulsion de pression D2 avec un gradient de croissance de pression a2, la pression pl établie dans le volume de moulage par l'impulsion de pression D1 et la pression p2 établie par l'impulsion de pression D2 se situant à l'intérieur d'une plage de 20 bars au maximum, par le fait qu'après avoir réalisé le niveau de pression pl, on effectue une première diminution de pression jusqu'à une pression p3 inférieure à pl, et par le fait qu'après avoir fait croître la pression Jusqu'à p2 on réalise une deuxième chute de pression Jusqu'à la pression normale. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait qu'au cours du temps d'action des impulsions de pression D1 et/ou D2 dans la zone du modèle, on active un système d'évacuation d'air prévu dans la plaque-modèle. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la diminution de pression jusqu'à p3, ainsi que la chute de pression jusqu'à la pression normale sont effectuées de manière au moins partiellement commandée. 7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les impulsions de pression D1 et D2 sont produites à partir de la même chambre de pression. 8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les impulsions de pression Dl et D2 sont produites à partir de chambres de pression différentes. 9..Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les impulsions de pression D1 et D2 sont produites au moyen d'organes d'ouverture mutuellement indépendants. 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les impulsions de pression D1 et D2 sont produites au moyen d'un même organe d'ouverture. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le gradient de croissance de pression al vaut au maximum 300 bars/seconde. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le gradient de croissance de - pression -al vaut au maximum 40 bars/seconde.