Brevet FR2662381A1 — publié le 19911129

Procédé pour l'obtention de revêtements pour charges creuses en matériau fritte. La présente invention concerne les revêtements pour charges creuses obtenus à partir de matériau fritté. Le procédé classique connu à ce jour pour l'obtention de revêtements pour charges creuses à partir de poudre métallique consiste à comprimer celle-ci au moyen d'un outillage spécifique essentiellement constitué d'un poinçon monobloc de forme adéquate et d'une matrice de forme complémentaire. Pour mieux comprendre le progrès technique apporté par l'invention, on se reportera tout d'abord aux figures 1 et 2, ci-annexées, représentant schématiquement, respectivement, un outillage typique de l'art connu en position ouverte et le revêtement correspondant obtenu. Le poinçon i représenté comporte une pointe centrale inférieure conique 3 et une base périphérique circulaire coaxiale plane 5. On notera à ce sujet que les poinçons utilisés pour la réalisation des revêtements pour charges creuses présentent généralement un développement axial conique ou ogival lié naturellement à la forme du revêtement à obtenir dans le cadre bien limité de l'application aux charges creuses. La matrice complémentaire 7 au dessous du poinçon reçoit la poudre métallique 9, laquelle est ensuite comprimée par l'action du poinçon contre la matrice pour produire ledit revêtement li (figure 2). Cependant, ce procédé ne permet pas d'obtenir un revêtement qui comporte une bonne homogénéité de densité de matière et sans zone de fragilisation.En effet, le revêtement obtenu (figure 2) présente une densité de matière variable le long de sa génératrice, plus élevée dans le cas présenté à la pointe qu'à la base, ce qui nuit aux performances en perforation dynamique de la charge creuse, et généralement des états de fragilité nuisibles, tels que des zones de clivage à la pointe et un manque de cohésion à la base. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un nouveau procédé pour la réalisation de revêtements pour charges creuses à partir de matériau fritté. Ce procédé est essentiellement caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un outillage dont le poinçon est constitué de sous-poinçons mobiles indépendamment, la matrice restant monobloc, à effectuer à partir d'un seul dosage de matière en poudre constitutive du revêtement sur la matrice, plusieurs étapes de compression de la poudre dans des zones déterminées correspondant aux différents sous-poinçons, à des pressions et à des séquences également déterminées, ceci jusqu a obtenir une compression finale de tous les sous-poinçcons conférant la forme définitive du revêtement à produire. I1 résulte de ce procédé relativement au procédé classique par poinçon monobloc une meilleure migration de la matière en poudre comprimée et ceci grâce aux différentes séquences de compression des sous-poinçons. On obtient ainsi une bien meilleure homogénéité et une meilleure cohésion de la matière au sein du revêtement. Pour s'adapter aux poinçons de forme à développement axial conique et ogival typique des revêtements pour charges creuses, on utilise avantageusement un poinçon constitué de deux sous-poinçons coaxiaux, respectivement un premier poinçon dit de pointe destiné à former la partie de pointe du revêtement et un sous-poinçon dit de périphérie destiné à former la partie restante. On effectuera alors avantageusement à partir d'un état d'approche permettant le dosage de matière une compression intermédiaire de surface à l'aide du souspoinçon de périphérie, la matière en poudre se tassant alors dans l'espace libre sous le sous-poinçon de pointe non sollicité, puis une compression définitive de pointe à l'épaisseur de revêtement requise à l'aide du sous-poinçon de pointe et enfin, ce sous-poinçon de pointe restant maintenu, une compression définitive de surface par le sous-poinçon de périphérie à la même épaisseur assurant la continuité de forme avec la partie de pointe formée du revêtement. Le revêtement obtenu présente une densité de matière quasiment constante le long d'une génératrice quelconque et l'absence de zone fragile aussi bien à la pointe qu'à la base. L'invention concerne également l'outil utilisé et le revêtement obtenu par la mise en oeuvre du procédé précité. Un exemple de réalisation de l'invention est à présent décrit en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels - les figures 3 à 6 sont des vues en coupe axiale partielle représentant les différentes étapes du procédé de réalisation d'un revêtement pour charges creuses selon l'invention. Le procédé selon l'invention, représenté sur les figures 3 à 6, permet la réalisation d'un revêtement pour charges creuses de forme identique à celui réalisé à la figure 2 par le procédé classique précité, la forme de la matrice et poinçon correspondant ayant été inversées, sans autre changement. La matrice inférieure 13 comporte ainsi un sommet conique 15 et une base périphérique coaxiale plane 17. Le poinçon correspondant est donc formé en creux.Il est constitué de deux sous-poinçons cylindriques coaxiaux 21 et 23 mûs indépendamment l'un de l'autre, soit d'un sous-poinçon dit de pointe 21 disposé au droit du sommet conique de la matrice destiné à former la partie de pointe du revêtement, et d'un sous-poinçon de périphérie 23 disposé coaxialement autour du sous-poinçon de pointe et destiné à former la partie restante de surface du revêtement. Le sous-poinçon de pointe 21 coulisse axialement avec très faible jeu à l'intérieur du souspoinçon de périphérie 23. Partant de cet outillage ci-dessus décrit, le processus opérationnel est le suivant. On commence à mettre en place le sous-poinçon de périphérie 23 à une épaisseur d'approche Eo de la matrice. On dégage ensuite le sous-poinçon de pointe 21 pour verser la masse dosée de poudre métallique 25 requise pour la confection du revêtement. On remet ensuite en place le sous-poinçon de pointe à ladite épaisseur Eo (figure 3), équivalente à celle du sous-poinçon de périphérie. On effectue alors une compression intermédiaire à faible niveau de l'ordre de quelques bars par le sous-poinçon de périphérie à une épaisseur El de la matrice (figure 5) et on maintient en pression. La poudre se tasse dans l'espace libre 27 délimité par le sous-poinçon de pointe.L'épaisseur El choisie est essentiellement fonction de la forme de l'outil et de la nature de la matière en poudre utilisée. Elle dépend également du rapport des surfaces comprimées par chacun des sous-poinçons ou de leurs dimensions respectives. A ce stade, la compression intermédiaire doit former une zone tampon 29 qui ne sera plus affectée par la migration de poudre de la base vers le sommet. On effectue ensuite (figure 5) une compression définitive de pointe par le sous-poinçon de pointe à l'épaisseur requise E du revêtement et l'on maintient la pression. Puis, on réalise (figure 6) la compression définitive de surface par le sous-poinçon de périphérie à la même épaisseur E de la matrice assurant la continuité de la forme entre les deux zones de pointe et de surface comprimées. Aucune modification de l'état de la matière n'intervient au cours de cette compression sous le sous-poinçon de pointe. Le revêtement est à présent réalisé. I1 ne reste plus qu'à dégager les sous-poinçons pour extraire le revêtement 30 réalisé. Ce dernier présente une densité de matière quasiment constante le long d'une génératrice quelconque et aucune zone fragile aussi bien au sommet qu'à la base. L'invention a été illustrée à l'aide d'un exemple de réalisation pour la confection d'un revêtement pour charges creuses de forme typique, mais elle n' est naturellement pas limitée à cette forme de revêtement réalisée, non plus qu'au nombre des sous-poinçons utilisés. Elle en embrasse toutes les variantes possibles dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la réalisation de revêtements pour charges creuses à partir de matériau fritté, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un outillage dont le poinçon (19) est constitué de sous-poinçons mobiles indépendamment (21, 23), la matrice (13) restant monobloc, à effectuer à partir d'un seul dosage de matière en poudre (25) constitutive du revêtement (30) sur la matrice, plusieurs étapes de compression de la poudre dans des zones déterminées correspondant aux différents souspoinçons, à des pressions et à des séquences également déterminées, ceci jusqu'à obtenir une compression finale de tous les sous-poinçons conférant la forme définitive du revêtement à produire. 2. Procédé pour la réalisation de revêtements selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour s'adapter aux poinçons de forme à développement axial conique et ogival typique des revêtements pour charges creuses, on utilise un poinçon (19) constitué de deux sous-poinçons coaxiaux, respectivement un premier sous-poinçon dit de pointe (21) destiné à former la partie de pointe du revêtement et un sous-poinçon dit de périphérie (23) destiné à former la partie restante. 3. Procédé pour la réalisation de revêtements selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on effectue à partir d'un état d'approche permettant le dosage de matière, une compression intermédiaire de surface à l'aide du sous-poinçon de périphérie (23), la matière en poudre (25) se tassant alors dans l'espace libre (27) sous le sous-poinçon de pointe (21) non sollicité, puis une compression définitive de pointe à l'épaisseur de revêtement requise à l'aide du sous-poinçon de pointe et enfin, ce sous-poinçon de pointe restant maintenu, une compression définitive de surface par le sous-poinçon de périphérie à la même épaisseur assurant la continuité de forme avec la partie de pointe formée du revêtement. 4. Procédé pour la réalisation de revêtements selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la compression intermédiaire est effectuée à un faible niveau de pression fonction de la forme de l'outil, de la dimension des sous-poinçons et de la nature de la poudre, ceci en vue de l'obtention d'une zone tampon (29) qui ne sera plus affectée par la migration de matière. 5. Procédé pour la réalisation de revêtements selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le sous-poinçon de pointe (21) est monté coulissant avec faible jeu dans le sous-poinçon de périphérie (23) et il peut en être dégagé de façon à autoriser par exemple le versement de la matière en poudre (25) préalablement à sa fonction de compression. 6. Outil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé défini selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le poinçon (19) est constitué d'au moins deux sous-poinçons mobiles indépendamment l'un de l'autre (21, 23). 7. Outil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé défini selon la revendication 6, caractérisé en ce que les sous-poinçons (21, 23) sont coaxiaux, l'un étant monté coulissant avec faible jeu à l'intérieur de l'autre. 8. Outil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé défini selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'un des sous-poinçons affecte la formation d'une zone de pointe du revêtement et l'autre la surface restante. 9. Revêtement obtenu par la mise en oeuvre du procédé défini selon l'une des revendications 1 à 5.