Brevet FR2600567A1 — publié le 19871231

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE EBAUCHE EN METAL D'UN DEMI-MOULE DE VERRERIE ET EBAUCHE OBTENUE La présente invention concerne le domaine de la fabrication de moules utilisés dans le domaine de la verrerie pour conférer, directement ou par étapes successives, la forme définitive à une paraison de verre en fusion. Les moules utilisés à cette fin sont, dans la majorité des cas, constitués de deux cemi-moules complémentaires délimitant chacun une demi-empreinte de la forme devant être conférée à la paraison. Ces deux demi-moules sont réalisés en fonte et sont associés, de façon démontable, à un fond et à un dessus. Pour réaliser chaque demi-moule en fonte, on procède, généralement, à l'exécution d'un moule en sable délimitant une cavité correspondant à la forme extérieure d'une ébauche du demi-moule. Un tel moule en sable est associé à une plaque modèle qui peut être formée pour constituer, soit un fond, soit un dessus, de façon que le demi-modèle qu'elle forme en saillie et qui correspond à la demi-empreinte devant être conférée à l'ébauche soit placé à l'intérieur de la cavité du moule en sable. La technique de fabrication d'une ébauche de demi-moule en fonte consiste à délimiter, le plus souvent, dans le moule en sable, une cavité de forme générale semi-cylindrique dont les deux faces transversales sont prolongées par deux dégagements de plus faible profondeur destinés à la formation de deux pattes prolongeant l'ébauche. Ces pattes sont destinées à permettre la manipulation, la reprise et la fixation de l'ébauche pour faciliter les opérations d'usinage, notamment du plan de joint, ainsi que celle d'appariement avec une ébauche complémentaire pour former ensuite, un moule de verrerie. Jusqu'à présente, pour assurer l'introduction du métal en fusion dans la cavité, la technique préconise de disposer, en amont de la cavité, un ou plusieurs filtres, généralement en sable, destinés à arrêter les scories, concertions ou analogues, susceptibles d'être véhiculées par le métal en fusion. De tels filtres, ne pouvant être adaptés en relation de surface avec le fond de la cavité, sont, généralement, placés à distance de cette dernière avec laquelle ils sont reliés par des attaques de coulée. En règle générale, chaque cavité possède deux attaques de coulée et deux filtres qui sont reliés ensemble par une coulée dans laquelle est versé le métal en fusion. La réalisation d'une ébauche par de tels moyens conduit à remplir la coulée de manière que le métal en fusion traverse les filtres et progresse dans la cavité, transversalement à son axe, jusqu'à remplissage complet. Dans cet état, le moule en sable est placé en refroidissement de la masse de métal coulée. Après ce refroidissement, le moule en sable est détruit pour extraire l'ébauche solidifiée associée à la masse de coulée latérale. Cette masse est, généralement, détachée par rupture au droit de la position des filtres qui représentent des amorces de rupture situées à distance de la surface extérieure de l'ébauche qui comporte, ainsi, en saillie, deux attaques de coulée qu'il convient de supprimer, notamment par meulage. Une telle façon de procéder présente un nombre important d'inconvénients. Le premier est, bien entendu, l'obligation de reprendre manuellement chaque ébauche refroidie, pour assurer le meulage des attaques de coulée. En plus de cette sujétion inévitable, il convient de noter que l'exécution de cette reprise est, généralement, confiée à un personnel non spécialement qualifié qui n accorde pas toujours l'importance et l'attention capitales nécessaires pour éviter, lors du meulage, d'entamer, sur une profondeur plus ou moins importante, la face extérieure de l'ébauche. Lorsque ceci se produit, l'ébauche doit être, obligatoirement, rebutée. Un autre inconvénient réside dans le fait que la masse de coulée représente une partie importante de la masse de métal versée dans le moule et, fréquemment, un tiers de cette dernière. Or, cette masse de coulée, à proprement parler inutile, fait l'objet, tout au long du procédé, d'une montée en température, d'un refroidissement et de manutentions qui grèvent le coOt de production d'une ébauche. En outre, une telle masse, non directement utile, doit être à chaque fois recyclée, ce qui réduit d'autant la production possible à partir de la capacité d'un four. Un autre inconvénient de cette technique, tient au fait que la progression du métal en fusion dans la cavité du moule en sable s'effectue transversalement à cette cavité. Les deux fronts de coulée entrant dans la cavité se heurtent à l'empreinte positive du couvercle ou du fond de la plaque modèle, de sorte que le métal a subi un refroidissement après avoir progressé de, sensiblement, la moitié de la dimension transversale de la cavité. Lorsque les deux fronts de métal en fusion se rejoignent et progressent dans la seconde moitié transversale de la cavité, le gradient de température s'accroît encore. Il en résulte que la texture du métal, formant la demi-partie du plan de joint opposée par rapport à l'axe médian longitudinal aux attaques de coulée, se trouve différente de celle proche de ces dernières. Les expériences ont mis en évidence que la résistance à la compression est notablement différente de part et d'autre de l'axe d'une ébauche. Un moule de verrerie, réalisé au moyen de deux demi-moules ainsi fabriqués, possède une durée de vie réduite, par détérioration du plan de joint lors des phases d'ouverture et de fermeture, plutôt que par dégradation de l'empreinte qu'il délimite La présente invention vise à remédier aux différents inconvénients ci-dessus, en préconisant un nouveau procédé de fabrication d'une ébauche en métal d'un demi-moule destiné à la fabrication ultérieure d'un moule de verrerie. Le procédé de fabrication selon l'invention consiste à préconiser une méthode de coulée permettant de réduire la masse inutile de coulée, de supprimer la reprise manuelle de meulage des attaques de coulée et de conférer à l'ébauche obtenue des qualités métallurgiques sensiblement égales pour les deux plages du plan de joint s'étendant parallèlement et de part et d'autre de l'axe de symétrie longitudinal de l'ébauche. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le procédé de fabrication selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste a: - placer le filtre à l'une des extrémités de et transversalement à l'axe de la cavité et entre cette dernière et une coulée, - couler le métal dans la coulée et assurer la progression de la matière en fusion dans la cavité se on une direction parallèle à l'axe de la cavité. L'invention a également pour objet, à titre de produit industriel nouveau, une ébauche en métal de demi-moule de verrerie obtenue selon le procédé ci-dessus. La fig. 1 est une vue en plan d'une ébauche d'un demi-moule de verrerie obtenue selon la technique antérieure. La fig. 2 est une vue transversale prise, sensiblement, selon la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe transversale illustrant, schématiquement, une phase d'obtention d'une ébauche selon la fig. 1 à partir d'un procédé traditionnel. La fig. 4 est une vue en plan prise, sensiblement, selon la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe-élévation, analogue à la fig. 3, mais correspondant à l'objet de l'invention. La fig. 6 est une vue en plan selon la ligne VI-VI de la fig. 5. La fig. 7 est une vue en plan d'une ébauche en métal d'un demi-moule de verrerie obtenu selon le procédé de l'invention. La fig. 1 représente une ébauche 1 d'un demi-moule de verrerie réalisé en métal, le plus souvent en fonte. L'ébauche 1 comporte un corps 2, sensiblement semi-cylindrique, définit par une face extérieure convexe 3, une face plane 4 dit plan de joint et deux faces transversales 5 qui sont chacune prolongées par une patte d'usinage 6. L'ébauche 1 est réalisée pour présenter, à partir du plan de joint 4, une demi-empreinte 7 correspondant à la forme devant être conférée à une paraison de verre en fusion. Une ébauche, telle que 1, est, généralement, soumise à une phase de dressage du plan de joint 4, puis à des opérations d'usinage, de rectification et d'appariement avec une ébauchecomplémentaire, telle que 11, représentée en traits mixtes à la fig. 2. Ces différentes opérations sont rendues possibles par l'existence des pattes d'usinage 6 qui sont, ensuite, supprimées lors de l'exécution et de l'usinage définitif des deux ébauches complémentaires pour former un moule de verrerie 8 comprenant les deux demi-moules, ainsi qu'un fond et un dessus, non représentés. Pour obtenir une ébauche, telle que 1, on procède selon la technique antérieure, à la réalisation d'un moule 10 en sable compacté, selon toute technique appropriée, dans un cadre de moulage 11. Dans une technique de fabrication et de moulage possible, le sable 10 est conformé dans le cadre 11 pour délimiter une cavité 12 correspondant à la forme extérieure de l'ébauche 1. Dans un tel cas, une plaque modèle 13 est alors placée par dessus le cadre 11 pour fermer la cavité 12 et placer, à l'intérieur de cette dernière, un modèle 14 correspondant en positif à la forme devant être conférée à l'empreinte 7. Dans une telle technique de réalisation, telle qu'illustrée par les fig. 3 et 4, le moule en sable 10 est réalisé pour délimiter, à partir des parois transversales 15 de la cavité 12, deux dégagements 16 alignés avec l'axe x-x' de la cavité 12 pour l'obtention des pattes 6. Par ailleurs, le moule 10 est réalisé pour comporter, latéralement à la cavité 12, une coulée 17 communiquant par deux canaux ou attaques de coulée 18 avec la cavité 12. Les attaques de coulée 18 sont chacune obturées par un filtre en sable 19 destiné à éliminer les scories ou concrétions pouvant être incorporées à la masse de métal en fusion qui est coulée directement, par l'intermédiaire d'une poche de coulée, dans la coulée 17, au moins en partie découverte par la plaque modèle 13. Ce rappel de l'art antérieur met particulièrement en évidence les inconvénients de ce procédé aboutissant à l'obtention d'une ébauche 1 associée à une masse de coulée importante, dont la suppression laisse subsister deux amorces de coulée 20 qu'il convient d'éliminer par meulage. On constate, également, que la progression du métal en fusion dans la cavité 12 s'effectue dans le sens de la flèche f1 et que, par suite, en raison du contournement nécessaire du modèle 14, la plage 4a du plan de joint 4 présente, obligatoirement, une qualité métallurgique inférieure à la plage 4b. Les fig. 5 et 6 mettent en évidence le procédé préconisé par l'invention pour éliminer les inconvénients ci-dessus. Ces fig. 5 et 6 se réfèrent à un procédé de fabrication du même type que celui selon les fig. 3 et 4, en ce sens que le moule de fonderie 10 est associé, lors de la coulée du métal en fusion, à une plaque modèle 13 constituant le dessus et comportant un modèle 14 s'étendant en saillie à l'intérieur de la cavité 12. Selon le procédé de l'invention, on réalise la cavité 12 de manière à séparer l'un des dégagements 16 d'une coulée 25 qui est délimitée dans l'axe x-x'. La séparation entre le dégagement 16 et la coulée 25 est assurée par la mise en place d'un filtre 26 qui est, de préférence, disposé pour que sa face 26a matérialise la face transversale de la patte d'usinage 6 correspondante de L'ébauche en métal devant être obtenue. Le procédé selon l'invention consiste à verser le métal en fusion dans la coulée 25, de manière à en assurer le transfert, par l'intermédiaire du filtre 26, dans la cavité 12 où cette masse en fusion suit une progression axiale, schématisée par la flèche f2, en formant un front transversal, tel que F, occupant toute la largeur de la cavité 12. Cette façon de procéder permet de couler naturellement le métal en fusion dans la cavité 12 en suivant l'axe de cette dernière et de conférer, par conséquent, aux parties ou plages 4a et 4b du plan de joint 4 des qualités métallurgiques identiques pour chaque tranche transversale de l'ébauche. Ainsi, l'inconvénient, résultant d'une résistance mécanique différente de l'une à l'autre des plages d'un demi-moule de verrerie, est totalement supprimé. Un autre avantage du procédé de l'invention réside dans le fait que la capacité de la coulée 25 peut être réduite, étant donné que le transfert s'effectue par un seul filtre 26. Ainsi, la masse de métal occupant la coulée 25, après remplissage de la cavité 12, est nécessairement inférieure à celle occupant la coulée 17, ce qui permet de réduire le poids des masses globales ou partielles à manipuler, d'effectuer une économie notable sur la dépense d'énergie de chauffage et de refroidissement et d'accroître le rendement de fabrication à partir de la capacité d'un four de fusion. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que la rupture de la masse, occupant la coulée 25 après refroidissement de 11 ébauche, permet d'obtenir, par fragmentation du filtre 26, une face transversale 6a de la patte 6 ne nécessitant, en raison de la position qu'elle occupe, aucune opération de reprise ou d'usinage. Cette face transversale 6a est directement obtenue par fragmentation du filtre 26 et présente un état de surface acceptable, étant donné que les carottes de métal solidifiées, correspondant aux trous du filtre, peuvent être aisément supprimées par rupture, en raison de la faible section de chacune d'elles. Dans le procédé selon l'invention, le filtre 26 assume, par conséquent, la fonction de filtration, mais aussi celle de création ou de constitution d'une zone de rupture à faible résistance permettant de séparer facilement par choc l'ébauche obtenue de la masse de coulée occupant la coulée 25. Le procédé de l'invention permet d'obtenir ainsi, d'un seul coup et sans opération de reprise, une ébauche 1 dont la surface extérieure semi-cylindrique 3 est exempte des saillies 20. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y etre apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Procédé de fabrication d'une ébauche en métal d'un demi-moule de verrerie, du type faisant intervenir un moule en sable (10) délimitant une cavité (12) correspondant à la forme extérieure devant être conférée à l'ébauche et comportant un demi-modèle (14) disposé en partie dans la cavité et correspondant à la forme de l'empreinte négative devant être présentée par l'ébauche, ladite cavité étant séparée d'une coulée par au moins un filtre, caractérisé en ce qu'il consiste à - placer le filtre (26) à l'une des extrémités de et transversalement à l'axe de la cavité et entre cette dernière et une coulée (25), - couler le métal dans la coulée et assurer la progression de la matière en fusion dans la cavité selon une direction parallèle à l'axe de la cavité. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer le filtre (26) entre un dégagement de la cavité destinée à la formation d'une patte d'usinage de l'ébauche et une coulée, afin de lui faire assumer une première fonction de filtre lors de la coulée du métal en fusion et une seconde fonction d'amorce de rupture entre l'ébauche et la masse de coulée. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à placer le filtre dans le plan transversal du dégagement de la cavité et perpendiculairement à l'axe de cette dernière. 4 - Ebauche en métal d'un demi-moule de verrerie, caractérisée en ce qu'elle comprend - une masse de métal obtenue par progression axiale d'une extrémité à l'autre de l'ébauche, - Ùne surface extérieure exempte d'amorce de coulée, - une face transversale (6a) obtenue directement par cassure d'une zone de rupture la séparant d'avec la coulée. 5 - Ebauche selon la revendication 4, caractérisée en ce que la face transversale (6a) obtenue par cassure appartient à une patte d'usinage (6) formée axialement par ébauche.