Brevet FR2616091A1 — publié le 19881209

Cette invention a trait à une méthode de fabrication qui met en jeu le procédé de moulage à cire perdue. L'invention a en outre trait à un article fabriqué par une méthode qui met en jeu le procédé de moulage à cire perdue. Le procédé de moulage à cire perdue est bien connu pour son application à la fabrication d'articles de haute précision à côtes définitives, par exemple des aubes de turbine pour moteurs à turbine à gaz. Certaines aubes de tubine sont creuses afin de permettre à l'air de refroidissement d'entrer à l'intérieur en conditions de travail. De telles aubes sont fabriquées en enveloppant un noyau de céramique avec de la cire, en introduisant des aiguilles de platine à travers la cire de sorte que les extrémités intérieures des aiguilles touchent le noyau et les extrémités extérieures des aiguilles font légèrement saillie hors de la cire, et puis en enveloppant la cire et la majeure partie de chaque aiguille par une boue de céramique. Le tout est chauffé jusqu'au coeur de sorte que la boue fait prise et ainsi sert de support aux aiguilles, la cire fond et s'échappe laissant le noyau maintenu par les aiguilles en platine à une certaine distance de la boue prise. Cet espace est ensuite rempli de métal fondu afin de former un article creux. Pendant le processus de moulage, la partie de chacune des aiguilles de platine qui. est recouverte de métal fondu, diffuse à l'intérieur du métal fondu de façon si totale que réellement aucun alliage de métal de l'aube avec le platine ne se crée de façon locale. Toutefois on a découvert qu'une nucléation des grains se produisait à l'emplacement des aiguilles. Lorsque ces procédés de moulage sont utilisés pour fabriquer des aubes qui sont connues par les hommes de l'art en tant qu'aubes à cristal unique et aubes solidifiées de façon directionnelle, un tel phénomène n'est pas acceptable. On a démontré que les nucleations locales étalent créées par suite d'une perte locale de chaleur depuis le métal fondu à travers chaque aiguille. Toutefois, les alguilles seraient trop courtes pour permettre à la boue d'adhérer à leurs extrémités extérieures. De plus les alguilles ne pourraient pas être élargies en raison du danger de créer un alliage indésirable avec le métal fondu. L'lnvention recherche à fournir un procédé amélioré de fabrication d'un article moulé. L'invention fournit en outre un article moulé selon le procédé amélioré. Conformément à la présente invention, une méthode de fabrication par le procédé à cire perdue d'un article métallique qui comprend une cavité, méthode dans laquelle un noyau définissant la cavité est recouver.t de cire et des aiguilles sont introduites à travers la cire de sorte que l'extrémité intérieure de chaque aiguille touche le noyau et que l'extrémité extérieure de chaque aiguille fait saillie hors de la cire, comprend les étapes d'adapter des chapeaux pour retenir la chaleur sur l'extrémité extérieure de chaque aiguille à une certaine distance de l'enrobage de cire et d' entourer le tout dans une boue de céramique, de sécher la boue, de faire fondre l'enrobage de cire pour qu'il coule hors de la boue prise et de verser du métal fondu à l'intérieur de l'espace ainsi créé. Avantageusement, la méthode comprend l'étape d'ajuster aux extrémités extérieures de l'aiguille des chapeaux en cire. L'article peut comprendre une aube de turbine adaptée à un usage sur un moteur à turbine à gaz. L'invention va à présent être décrite à l'aide d'un exemple et en faisant référence aux dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de la section transversale d'un assemblage. de. pièces selon la présente invention et 26 1 6 0'91 - la figure 2 est une vue grossie d'une partie de la figure 1. D'après la figure I un noyau 10 de céramique est entouré de cire 12. Un certain nombre d'aiguilles 14 en platine sont Introdultes à travers la cire 12 de telle sorte que leurs extrémités intérieures touchent le noyau 10. La longueur de chaque aiguille 14 est suffisante pour que celle-ci fasse saillie sur la surface extérieure de la cire 12. Un chapeau 16 de cire est pressé sur l'extrémité extérieure de chaque aiguille 14 et chaque chapeau est dimensionné de telle façon qu'il admet une surface qui est considérablement plus grande que la surface de la section transversale de l'aiguille 14 correspondante. En outre, chaque aiguille 14 ressort de la cire 12 d'une longueur suffisante pour assurer que son chapeau 16, une fois fixé à elle, est éloigné de la cire 12, tout cela pour des raisons qui sont expliquées cl-dessous. Après que les chapeaux 16 aient été fixés aux aiguilles 14, la totalité de l'ensemblage est entouré d'une boue 18 de céramique. La taille de l'espace entre chaque chapeau 16 et la cire 12 est telle que-la boue 18 peut pénétrer facilement et ainsi former un pont complet entre eux. Cela peut être mieux vu sur la figure 2 à laquelle il est à présent fait référence. Chaque chapeau 16 et l'extrémité extérieure de son aiguille 14 respective sont ainsi totalement inclus dans la boue 18 de céramique. La boue 18 est ensuite séchée et la cire fondue pour s'en écouler selon un processus connu. Les chapeaux 16 de cire, quant à eux, ne s'échappent pas de leur cavité au sein de la boue séchée. Au lieu de cela, pendant la phase de remplissage avec le métal qui suit la fonte de la cire, les chapeaux 16 dès lors fondus retiennent la 'chaleur grâce au recouvrement de céramique faisant office de barrière vis-à-vis des pertes de chaleur. Cela évite à son tour la nucléatign des grains dans le moule au voisinage des aiguilles 14 Tandis que le matériau formant les chapeaux dans l'exemple 15 précis est de la cire, d'autres matériaux peuvent être utilisés pourvu que l'alliage indésirable avec le métal fondu soit évité. 26 16091 REVENDICATIONS 1. Une méthode de fabrication par le procédé à cire perdue d'un article métallique qui comporte une cavité, méthode dans laquelle un noyau définissant la cavité est recouvert de cire et des aiguilles sont Introduites à travers ladite cire de sorte que l'cxtrémité Intérieure de chaque aiguille touche ledit noyau et l'extrémité extérieure de chacune desdites aiguilles fait saillie hors de ladite cire, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes: - de fixation des chapeaux (16) retenant la chaleur sur lesdites extrémités extérieures desdites aiguilles (14) à une certaine distance de ladite cire (12) enrobante, - et d'inclusion du tout dans une boue (18) de céramique, - de séchage de la boue (18), - de fonte de la cire (12) enrobante pour qu'elle s'écoule hors de la boue (18) prise - et de.versement du métal fondu à l'intérieur de l'espace ainsi créé. 2. Une méthode selon la revendication 1 dans laquelle l'étape de fixation des chapeaux retenant la chaleur sur les extrémités extérieures- desdites aiguilles est caractérisée en ce que des chapeaux (16) de cire sont ainsi fixés. 3. Un article métallique caractérisé en ce qu'il est fabriqué selon la méthode revendiquée dans l'une quelconque-des revendications 1 ou 2. 4. Un article métallique selon la revendication 3 et comprenant une aube de turbine propre à être utilisée dans un moteur à turbine à gaz.