Brevet FR2695581A1 — publié le 19940318

- PROCEDE DE TRAVAIL DE MATERIAUX METALLIQUES EN ATMOSPHERE CONTROLEE La présente invention se rapporte à un procédé de travail, en atmosphère isolée de l'extérieur, d'un matériau métallique sensible à l'oxydation. Ce procédé comprend les opérations d'introduction du matériau métallique dans le milieu o s'effectue le travail, de mise en dépression dudit milieu, de fonte dudit matériau métallique, d'introduction et d'attente de solidification du matériau métallique fondu dans une cavité d'un moule. Dans les procédés connus du type indiqué ci-dessus, on tend à réduire de façon drastique La pression existant dans le milieu de travail, avant de procéder à la fusion du métal, afin d'expulser la plus grande quantité d'air possible Cet air pourrait effectivement réagir de manière non désirée avec le matériau métallique, en en compromettant les propriétés. Les procédés connus mentionnés ci-dessus nécessitent cependant l'utilisation d'appareillages complexes et coûteux pour réa Liser Le vide. Afin de pallier l'inconvénient cité, l'objet de la présente invention est constitué par un procédé du type indiqué ci-dessus, caractérisé en ce que le milieu dans lequel le travail est effectué est lavé par un gaz inerte après avoir été mis en dépression. Selon l'invention, il n'est cependant pas nécessaire de pratiquer un vide très poussé dans le milieu de travail, dans la mesure o l'air est principalement éloigné par l'action du gaz inerte de lavage Il est ainsi possible d'utiliser des appareils simples et d'emploi commun pour la réalisation du vide. Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, il est prévu que les opérations de mise en dépression puis de lavage au gaz inerte du milieu de travail soient répétées cycliquement plusieurs fois avant la fonte du matériau métal Lique. 2 - De cette manière, en augmentant le nombre d'itérations dudit cycle d'opérations, la présence dans Le milieu de travail d'oxygène et d'éventuels autres gaz indésirables est réduite de plus en plus, jusqu'à un niveau considéré comme acceptable. Le procédé selon L'invention peut être app Liqué de façon particulièrement avantageuse au titane et à ses alliages, qui sont très sensibles à l'oxydation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaitre à La Lecture de la description détaillée qui suit, effectuée avec référence aux dessins annexes, donnés à pur titre d'exemple non limitatif, dans Lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective d'un appareil pour La mise en application du procédé se Lon l'invention, la Fig 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la Fig 1, la Fig 3 est une vue en plan d'un détail de l'appareil des Figs précédentes, la Fig 4 est une vue en coupe se Lon la ligne IV-IV de la Fig 3, et la Fig 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la Fig 2. Un appareil pour effectuer des microfusions à cire perdue de matériaux métalliques, en particulier du titane et de ses alliages, comprend (Fig 1) un châssis 10, dans lequel est prévue une cavité 12, qui peut être fermée par un couvercle 14, monté par charnières sur le châssis 10. Sur le couverc Le sont positionnés des capteurs 16, 18, en mesure de relever respectivement les valeurs de température et de pression existant dans la cavité 12. Dans la cavité 12 débouchent en outre des conduits et 22 reliés respectivement à une pompe à vide et à un réservoir de gaz inerte, tel que par exemple de l'argon, non ilustrés dans les Fig ures. -3- La cavité 12 est entourée par un dispositif de réchauffement à induction connu en soi, et non i L Lustré dans Les Figure. Dans La cavité 12 est monté, de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical 24 (Figs 2 et 3), un bras 26 actionné en rotation par un moteur non i L Lustré dans Les Figure. L'axe 24 divise Le bras 26 en deux parties 28 a et 28 b Sur La partie 28 a sont montés un contrepoids fixe 30 et un contrepoids mobi Le 32, dont La distance par rapport à L'axe peut être rég Lée. La partie 28 b est de forme sensib Lement rectangu Laire, avec deux éLéments transversaux se faisant face 34, 36, re Liés par deux éLéments de guidage Longitudinaux 38 Sur ces derniers est monté de manière à pouvoir cou Lisser un chariot 40 comprenant deux éLéments profilés Latéraux 42, en mesure de se coup Ler respectivement à L'un des éLéments de guidage 38 et à cou Lisser sur celui-ci Les éLéments profilés 42 sont re Liés par une traverse 44 qui supporte un creuset 46 (Fig 4). Le creuset 46 est ouvert dans sa partie supérieure et présente un trou 48 dans La partie supérieure de La paroi Latérale, dont dépasse un bec 50, en face du trou 48. En face de La portion dista Le des éLéments de guidage 38 de La partie 28 b du bras 26 est monté, en outre, un mou Le 52 (Fig 3), supporté par des traverses 54 dont Les extrémités sont appuyées sur Les éLéments de guidage 38. La figure 5 i L Lustre La cavité 58 du moule 52, avec Les empreintes des objets que L'on a l'intention de réa Liser Les empreintes de la cavité 58 sont reliées par un canal 60 à un conduit conique 62, dont L'embouchure fait face au bec 50 du creuset 46. Le fonctionnement de l'apparei L est Le suivant: -4- Dans Le creuset 46 est introduit le matériau métallique à fondre 64 (Fig 4), en particulier du titane ou ses a L Liages Puis le couvercle 14 est fermé, isolant La cavité 12 de l'extérieur, et l'on met celle-ci en dépression, en aspirant l'air par le conduit 20 Ensuite, on fait affluer de l'argon dans la cavité 12, à travers le conduit 22, en prenant garde que la pression ne devienne pas supérieure à la pression atmosphérique, de manière à garantir la fermeture hermétique du couvercle 14. Le cycle d'opérations composé de L'aspiration de l'air et de L'insertion de gaz inerte peut être répété plusieurs fois, jusqu'à ce que La quantité d'oxygène présent dans la cavité 12 soit réduite à La valeur désirée La Limite qui se pose à l'obtention d'une atmosphère complètement inerte dans La cavité 12 est donc uniquement représentée par la pureté du gaz inerte uti Lisé. A ce point commence Le réchauffement du méta L 64 dans Le creuset 46, et Lorsque ce Lui-ci est fondu, le bras 26 est mis en rotation Du fait de la rotation, le métal fondu 64 tend à monter Le Long de La paroi intérieure du creuset 46 et à sortir par Le trou 48. Toujours du fait de la rotation du bras 26, Le chariot 40 qui supporte le creuset 46, est poussé vers Le moule 52, de telle sorte que le bec 50 pénètre dans L'embouchure du conduit conique 62 prévu dans Le mou Le 52 Le métal fondu 64 provenant du trou 48 du creuset 46 peut ainsi pénétrer, à travers le canal 60, dans les empreintes de la cavité 58 et se solidifier de manière à prendre La forme désirée, tout en restant dans un milieu inerte. Naturellement, le principe de L'invention restant le même, Les détai Ls de réalisation et Les formes de mises en application pourront être Largement modifiés par rapport à ce qui est décrit et illustré, sans pour autant sortir du cadre de La présente invention. - REVENDICATIONS 1 Procédé de travail, dans un milieu ( 12) isolé de l'extérieur, d'un matériau métallique ( 64) sensible à L'oxydation, comprenant les opérations d'introduction du matériau métallique ( 64) dans le milieu ( 12) o s'effectue le travail, de mise en dépression dudit milieu ( 12), de fonte dudit matériau métallique ( 64), d'introduction et d'attente de solidification du matériau métallique ( 64) fondu dans une cavité ( 58) d'un moule ( 62), Ledit procédé étant caractérisé par le fait que le milieu ( 12) dans lequel s'effectue le travail est lavé par un gaz inerte après avoir été mis en dépression. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par Le fait que Les opérations de mise en dépression puis de Lavage au gaz inerte du milieu de travail ( 12) sont répétées cycliquement plusieurs fois avant la fonte du matériau métallique ( 64). 3 Procédé selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit matériau métallique ( 64) est du titane ou l'un de ses alliages. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par Le fait que ledit gaz inerte est de l'argon.