Brevet FR2708493A1 — publié le 19950210

NOYAU POUR OBTENIR PAR PRÉMOULAGE DES PER AGES DANS DES PIÈCES DE FONTE ET SA FABRICATION Dans la technique de la fonderie, il est souvent nécessaire d'obtenir par prémoulage des perçages dans une pièce de fonte. Ceci a lieu à l'aide de noyaux, qui sont mis à sa place dans le moule et sont enlevés plus tard de la pièce de fonte finie. En dehors des procédés de moulage en coquille et moulage sous pression, dans lesquels des noyaux réutilisables peuvent également être prévus, on utilise normalement des noyaux en sable qui sont composés de demi-produit de fonderie et sont destructibles. Cela est valable également pour le moulage en moules en sable. Lorsque le perçage à obtenir par prémoulage a un diamètre pas trop petit et pas trop long non plus, il n'y a pas de problème en ce qui concerne les noyaux. Les noyaux, fabriqués usuellement avec des machines à tirer les noyaux dans des boîtes à noyaux, peuvent être utilisés, noyaux qui peuvent être, le cas échéant, renforcés au moyen d'armatures de noyaux (c'est-à-dire des armatures en fil de fer, qui sont mises en place avant le tir dans les boîtes à noyaux). Cependant, avec la diminution des diamètres et l'augmentation des longueurs du perçage à obtenir par prémoulage, des difficultés surviennent. Les noyaux nécessaires à de tels perçages fins et longs ne peuvent plus notamment être fabriqués avec la technique de fonderie usuelle en utilisant une armature de noyau, car la fente située entre la paroi de la boîte à noyau et l'armature de noyau est si étroite que la force de compression se dissipe peu après passage de l'ouverture d'injection, avec pour conséquence qu'aucune densification suffisante du demi-produit moulé injecté n'a lieu. Sans armature de noyau de tels noyaux fins et longs sont cependant trop sujets à rupture, en particulier sous l'effet de la poussée ascensionnelle se produisant lors de la coulée. On a déjà essayé d'utiliser pour des perçages fins et longs des noyaux en barres métalliques enduites de barbotine. Ce procédé n'est cependant pas approprié à cet objectif, pour ce qui concerne la précision du perçage, et mène également avant tout à ce que la barre métallique se consume sur la pièce de fonte. D'autres essais ont été faits avec des noyaux en forme de barres fines en verre (par exemple en verre quartzeux), qui adhèrent, cependant, en raison de leur dilatation à la chaleur si solidement à la pièce de fonte que leur enlèvement est extrêmement pénible et prend du temps. On a donc un besoin considérable d'un noyau qui est approprié au prémoulage de perçages précis ayant un petit diamètre et, le cas échéant, une longueur plus grande. Un tel noyau est à disposition avec l'invention. Le noyau, selon l'invention, est composé d'une barre métallique enveloppée d'un demi-produit de fonderie (par exemple en fer ou aluminium) et se caractérise par le fait que le demi-produit enveloppant a une résistance à la pression brute d'au moins 6 N/cm2 et est appliqué sur la barre en métal en une épaisseur de couche comprise entre 0,3 et 3 mm. La résistance à la pression à vert est déterminée, à ce sujet, par la norme DIN 52401, avec un appareil d'essai de résistance PFG venant de l'Entreprise Georg Fischer, Schaffhausen. La fabrication de l'échantillon a lieu sur un appareil d'essai par chocs GF, travaillant avec une suite de 6 chocs. La fabrication d'un tel noyau a lieu de manière appropriée du fait que le demi-produit moulé est traité par un liquide en une masse visqueuse pâteuse et cette masse est pressée à une pression comprise entre 50 et 300 bar sur l'armature de noyau et est compactée ensuite. Le pressage de la masse a lieu de préférence au moyen d'une buse d'extrusion au travers de laquelle la barre de métal est guidée, en passant au centre. L'invention abandonne par conséquent la technique de tir traditionnelle dans laquelle la masse de moulage, avec une résistance à la pression brute comprise entre environ 0,5 et 1,0 N/cm2, est compactée dans la boite à noyaux avec une pression de tir comprise entre environ 3 et 8 bar. Au lieu de cela, l'invention prévoit une fabrication de noyaux d'un nouveau type, en pressant, de préférence par extrusion, un demi-produit moulé d'une résistance à la pression à vert beaucoup plus élevée, au moyen d'une pression beaucoup plus élevée, sur une barre métallique. Il en résulte un noyau pour lequel la barre métallique est enveloppée d'une couche extrêmement épaisse, uniformément, d'un demi-produit moulé hautement compacté. On utilise alors seulement une épaisseur de couche relativement petite de l'enveloppe et on obtient une surface très lisse qui rappelle un ponçage de finition produit sur un tour. Un tel noyau ne peut pas être fabriqué avec la technique de tir traditionnelle. A ceci s'ajoute que la fabrication du noyau, selon l'invention, fonctionne plus vite et est plus fiable que la technique de tir et a avec cela des conséquences faisant faire des économies. Le noyau, selon l'invention, est très stable, en offrant une précision dimensionnelle, et reste, même lors du moulage, totalement droit. Il peut - dans le cas de l'épaisseur de couche mentionnée de l'enveloppe comprise entre 0,3 et 3 mm - avoir un diamètre allant jusque au- dessous de 2 mm, ainsi qu'une longueur allant jusque au- dessus de 300 à 500 mm. Avec un tel noyau, on peut fabriquer, sans problème, des perçages ayant un diamètre compris entre 2 et 15 mm, de préférence entre 3 et 12 mm, de manière que les manques subsistants puissent être considérés comme comblés. Pour un noyau, selon l'invention, en principe tous les demi-produits moulés usuels, même pour des noyaux en sable, sont appropriés, demiproduits qui contiennent comme composant un matériau réfractaire (par exemple du sable quartzeux, du sable de zirconium, ou analogues), un liant (par exemple des argiles, des amidons et leurs dérivés, des résines synthétiques thermoplastiques ou duroplastiques, des huiles siccatives, du silicate de sodium et analogues) et d'autres additifs usuels. Il importe juste que le demi-produit moulé soit porté au moyen d'un liquide (par exemple de l'eau) à une consistance visqueuse-pâteuse et ait la résistance à la pression brute exigée. Il va de soi alors que le matériau réfractaire doit avoir une granulométrie s'adaptant à la petite épaisseur de couche de la couverture, et que le demi-produit moulé doit être choisi, en tout, en tenant compte des bonnes propriétés de décomposition après le moulage. Un exemple de réalisation de l'invention est expliqué ci-dessous plus en détail. A partir de 2 % en poids d'amidon 4 % en poids de smectite 1 % en poids de graphite 3,5 % en poids d'eau et le reste de sable de zirconium avec une granulométrie moyenne de 0,2 mm, on a fabriqué un mélange de demi-produit moulé, qui est d'une qualité visqueuse pâteuse et présente une résistance à la pression à vert de 10 N/cm2. Avec ce mélange de demi-produit moulé, on a recouvert des barres métalliques d'un diamètre de 3 mm et, notamment d'une épaisseur de couche de la couverture de 1 mm, de manière que les noyaux aient un diamètre de 5 mm. A cette fin, le mélange de demi-produit moulé a été pressé dans une buse d'extrusion, à travers laquelle les barres métalliques ont été guidées au centre, sur les barres métalliques à une pression de 150 bar. Ensuite, les noyaux ont été séchés dans un four pendant environ 1 heure à une température d'à peu près 150 C, de manière à atteindre la résistance finale pour mouler. La longueur des barres métalliques est adaptée à la longueur du perçage à obtenir par prémoulage. Avec le noyau ayant un diamètre de 5 mm, on a pu fabriquer en outre des perçages d'une longueur allant jusqu'à 500 mm. REVENDICATIONS 1. Noyau pour obtenir par prémoulage des perçages droits dans des pièces de fonte, composées d'une barre de métal enveloppée de demi- produits moulés de fonderie, caractérisé en ce que le demi-produit moulé enveloppant a une résistance à la pression à vert d'au moins 6 N/cm2 et est appliqué sur la barre en métal en une épaisseur de couche comprise entre 0,3 et 3 mm. 2. Noyau, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente un diamètre compris entre 2 et 15 mm, de préférence entre 3 et 12 mm, et une longueur allant jusqu'à 500 mm. 3. Procédé de fabrication d'un noyau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le demi-produit moulé est traité par un liquide en une masse visqueuse- pâteuse et cette masse est pressée à une pression comprise entre 50 et 300 bar sur l'armature de noyau et est ensuite durcie. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une buse d'extrusion est prévue, à travers laquelle le demi-produit moulé est pressé et simultanément la barre de métal est guidée au travers, en passant au centre.