Brevet FR2647381A1 — publié le 19901130

L'invention concerne un filtre pour le filtrage d'alliages d'aluminium lors d'opérations de moulage par coulée ainsi que le procédé mettant en oeuvre ce filtre. Lors des opérations de moulage par coulée d'un alliage d'aluminium, il est connu de disposer un filtre constitué par un tamis métallique ou en fibres de verre, ou en céramique, au travers de la zone supérieure de la descente de coulée. Ce filtre a pour but de retenir les particules solides d'oxyde en suspension dans le métal afin d'améliorer la qualité métallurgique de la pièce coulée. Ce filtre pose cependant de nombreux problèmes concernant sa mise en place avant l'opération de coulée, concernant son maintien en position pendant cette opération et concernant la qualité des pièces moulées obtenues. La pose des filtres est en effet délicate car il convient d'introduire ce filtre dans la zone supérieure du conduit sensiblement vertical constituant la descente de coulée qui est à une température élevée. Egalement, la mise en place de ce filtre doit être précise pour éviter qu'une partie du flux de métal contourne le filtre et puisse être introduit dans l'enceinte de moulage sans avoir été filtré. Egalement, lors de l'opération de coulage, il peut se produire que le tamis se déforme sous l'action de la pression du flux de métal ea fusion, ce qui permet également au métal de passer librement pardessus le bord du filtre déformé, sans etre filtré. La disposition du filtre en partie haute du conduit de descente de coulée et la gravité aidant, a pour conséquence de diviser le flux de métal liquide en de nombreux jets favorisant ainsi une oxydation accrue par augmentation de la surface en contact avec l'air. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un filtre pour le filtrage d'alliages d'aluminium lors d'opérations de moulage par coulée, ce filtre comprenant un tamis en fibres de verre, filtre caractérisé en ce que le tamis en fibres de verre est inséré par sa périphérie dans un cadre réalisé à base de sable. Celui-ci, selon une caractéristique de l'invention, est obtenu par un mélange de sable et de liant. L'invention concerne aussi un procédé pour le filtrage d'alliages d'aluminium à l'aide de ce filtre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on dispose le filtre pourvu de son cadre à la base du conduit de descente de coulée à un niveau inférieur à celui de la pièce à mouler. L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue de face du filtre conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe suivant A-A de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus de la figure 1, - la figure 4 est une coupe suivant B-B de la figure 1, - la figure 5 est une vue illustrant le procédé de moulage de l'invention. La présente invention a en conséquence pour but l'obtention de pièces en alliage d'aluminium moulées par coulée, qui soient de meilleure qualité métallurgique et, par exemple, des culasses et des collecteurs d'admission pour véhicules automobiles. La présente invention a également pour but d'améliorer les conditions de travail en facilitant la pose du filtre et en supprimant totalement les risques d'une mauvaise mise en place ou de déformation du filtre lors de la coulée du flux d'alliage d'aluminium en fusion. Ce filtre se compose d'un tamis en fibres de verre 1 connu en lui-même, qui est fixé à l'intérieur d'un cadre 2 réalisé à base de sable et, de préférence, par un mélange de sable et d'un liant, de façon à obtenir un cadre d'une bonne précision géométrique et d'une bonne rigidité et solidité pour sa mise en place aisée dans le moule de fonderie. Ce cadre est réalisé de façon à ce que son bord intérieur 2 enserre la périphérie 1 du tamis afin que ce dernier soit maintenu rigoureusement plan et puisse subir la pression du flux d'alliage d'aluminium en fusion sans se déformer. Ce cadre est destiné à se placer par sa périphérie dans un logement de forme et de dimensions correspondantes 3 prévu dans l'installation de moulage par coulée (figure 5). Des faces d'appui 27 sont aménagées sur la partie supérieure du cadre de façon à ce qu'au moment de la fermeture du moule, la chape 12 vienne par coiffage maintenir le cadre en position. Comme il est visible sur la figure 5, un départ d'air 14 est aménagé sous le cadre dans le moule. Ce dispositif est destiné à évacuer à l'extérieur les gaz éventuellement dégagés par le liant contenu dans le cadre au moment de la coulée de la pièce. Comme on le remarque sur la figure 2, le tamis est disposé dans un plan qui est décalé du plan médian X-X (figure 2) du cadre, du côté de ce plan qui est opposé à celui qui comporte les bords latéraux 23 et 24. L'épaisseur du cadre côté amont du tamis, dans le sens de l'écoulement du flux de métal, est donc plus mince que l'épaisseur du cadre côté aval du tamis afin d'améliorer la résistance du cadre. Conformément à l'invention, il est également prévu de disposer ce filtre 4 se composant du tamis 1 et du cadre 2 à la base du conduit 5 de descente de coulée dont l'extrémité supérieure forme l'entonnoir de coulée 6 du flux d'alliage d'aluminium en fusion. Plus précisément, ce filtre 4 est disposé après le coude 7 formé à la base de ce conduit de descente de coulée 5 au travers d'une chambre de section élargie 71 de façon que le plan médian X-X de ce filtre soit orienté sensiblement parallèlement à l'axe Y-Y du conduit de descente de coulée. Ainsi, le filtre est disposé dans un plan sensiblement vertical et est traversé par un flux d'alliage d'aluminium en fusion qui est sensiblement horizontal, ce qui correspond à une disposition inverse des dispositions connues. Le filtre 4 est disposé de façon que les deux bords latéraux opposés 23 soient dirigés vers le ou les canaux 8 de la semelle 9 comportant également les canaux d'attaque de coulée 10. Ces canaux débouchent à la base de l'enceinte de moulage 11 délimitée par la chape 12 qui est positionnée sur la semelle 9 par des piliers de centrage 13. Comme on le remarque sur cette figure 5, le filtre 4 est disposé à un niveau inférieur à celui de l'enceinte de moulage 11 et l'ensemble de ces dispositions fait que l'opération du filtrage à hauteur du filtre 4 s'effectue de façon que le flux de métal se reforme immédiatement après avoir été divisé par le tamis 1, ce qui rend pratiquement nul le risque d'oxydation du métal du à la présence du filtre. Un filtrage amélioré, un meilleur écoulement du flux de métal et sa pureté accrue permettent d'obtenir une amélioration de la qualité métallurgique de la pièce coulée. Egalement, le filtre conforme à l'invention permet d'effectuer un recyclage sans pollution des chenaux de coulées se formant dans les canaux et enceintes 5, 7, 8 et 10. En effet, le sable qui constitue le cadre du filtre s'effrite de lui-même après démoulage ou est éliminé complètement sur des tables de vibration et de soufflage, de façon que les chenaux de coulées puissent être récupérés en vue de leur refonte sans modifier la pureté du bain. REVENDICATIONS 1) Filtre pour le filtrage d'alliages d'aluminium lors d'opérations de moulage par coulée, ce filtre comprenant un tamis en fibres de verrue, filtre caractérisé en ce que le tamis (1) en fibres de verre est inséré par sa périphérie dans un cadre (2) réalisé à base de sable. 2) Filtre conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre est réalisé par un mélange de sable et de liant. 3) Filtre conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tamis est disposé au travers du cadre de façon à être décalé du plan médian du cadre. 4) Le procédé pour le filtrage d'alliages d'aluminium à l'aide d'un filtre conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dispose le filtre (4) pourvu de son cadre (2) à la base du conduit de descente de coulée (5) à un niveau inférieur à celui de la pièce à mouler. 5) Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le filtre (4) est disposé dans un plan X-X sensiblement parallèle à celui de l'axe Y Y du conduit (5) de descente de coulée.