Brevet FR2734188A1 — publié le 19961122

PROCEDE DE FABRICATION DE PIECES MONOCRISTALLINES. L'invention concerne un procédé de fabrication de pièces moulées monocristallines dans un moule comportant des ca vités de moulage individuelles, ce procédé étant du type selon lequel on coule un métal en fusion dans le moule, on opère une solidification dirigée dont le front progresse verticalement de bas en haut et on sélectionne un grain de cristal unique au moyen d'un dispositif de sélection placé à la partie inférieure du moule. La production simultanée de plusieurs articles en solidification monocristalline est connue notamment par la demande de brevet français n081.18071 au nom de la Demanderesse et par les brevets français n01 602 773, 1 602 778, 2 273 611, 2 363 388, 2 218 939. Comme le montrent tous ces documents, l'homme de l'art a jusqu'ici toujours pensé que cette production simultanée n'était réalisable qu'en répartissant les pièces en position parallèle. L'invention vise à proposer une nouvelle disposition des pièces permettant un accroissement des capacités de production. Selon l'invention, ce but est atteint du fait qu'on superpose directement l'une sur l'autre, en chapelet, une pluralité de cavités individuelles de moulage. On entend par chapelet une disposition dans laquelle deux cavités superposées sont directement reliées par un passage de métal qu'empruntera le front de solidification pour progresser de la cavité inférieure à la cavité supérieure. Naturellement, il y a avantage à disposer plusieurs chapelets en parallèle. Théoriquement, il n'y a pas de limite au nombre de pièces d'un chapelet, le nombre maximum étant simplement limité par les dimensions du four. On peut d'ailleurs envisager également un appareillage produisant un chapelet continu. La nouvelle disposition proposée par l'invention surprendra l'homme de l'art qui croyait jusque là qu'il fallait au contraire éviter ce genre de dispositions dans les procédés de fabrication en solidification dirigée. L'examen, dans le cadre de la présente invention, des causes de ce préjugé fait ressortir les faits suivants. On a souvent adopté les mêmes principes pour les deux grands types de procédés de fabrication en solidification dirigée: les pièces à structure colonnaire et les pièces monocristallines. Or, lorsqu'on réalise des pièces à structure colonnaire, le nombre de grains a tendance à diminuer au fur et à mesure que le front de solidification progresse vers l'ex- trémité de la pièce : plus on fait croître les grains, plus il en disparait. Ainsi, lorsqu'on réalise un barreau assez long en solidification dirigée, on part à la base avec une multitude de grains et l'on a, au début, une structure colonnaire mais on peut très bien avoir à l'extrémité opposée une structure monocristalline. Cette tendance est encore plus accentuée lorsqu'au lieu d'un barreau lisse, on a une pièce comportant des angles ou variations de section locales. Cette particularité interdit donc pour la fabrication des pièces à structure colonnaire de superposer des pièces l'une sur l'autre en "chapelet" avant de les enrober dans des moules "carapaces car la structure cristalline des différentes pièces du chapelet serait tout à fait hétérogène. L'analyse de ces phénomènes, dans le cadre de la présente invention, a conduit à penser que ce qui était un inconvénient pour la réalisation des pièces à structure colonnaire n'en était pas un pour la réalisation de pièces monocristallines. Fait plus surprenant encore, il a e' été remarqué, dans le cadre de l'invention, que, grâce à la superposition en chapelet de plusieurs pièces pour réaliser une solidification monocristalline, le passage d'une pièce à l'autre favorise l'élimination d'un grain parasite éventuel (les grains parasites sont souvent provoqués par un germe produisant une réaction de la paroi céramique avec le métal). Chaque passage constitue ainsi une chicane rudimentaire (c'est-à-dire un dispostif de sélection de grain rudimentaire). La disposition de pièces selon l'invention, cumulant les avantages d'un placement en série et en parallèle, présente sur le plan industriel un intérêt considérable lorsqu'il s'agit de produire un grand nombre de pièces aux caractéristiques rigoureusement identiques, telles que les aubes d'un rotor par exemple. L'invention sera mieux comprise grâce à la description d'un mode particulier de réalisation, faite en référence à la figure unique annexée, qui représente schématiquement et en perspective une grappe de vingt-quatre aubes dispo sées selon l'invention en huit chapelets de trois aubes. Conformément au procédé classique de moulage à la cire perdue, on produit des modèles en cire des aubes à couler, et on les dispose selon l'invention en les superposant bout à bout, par chapelets 1 de trois aubes 2 par exemple, en réservant entre une aube et l'aube inférieure un passage 3 pour le métal. La pièce inférieure de chaque chapelet est liée par un dispositif de sélection de grain en chicane 4 à une sole support 5 refroidie. La pièce supé- rieure de chaque chapelet 1 est raccordée à l'entonnoir d'alimentation 6. De façon connue, on enrobe l'ensemble dans des moules carapaces et on élimine la cire, afin d'obtenir les ca vités de moulage correspondant aux pièces à couler. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pièces moulées monocristallines dans un moule comportant des cavités de moulage individuelles, ce procédé étant du type selon lequel on coule un métal en fusion dans le moule, on opère une solidification dirigée dont le front progresse verticalement de bas en haut et on sélectionne un grain de cristal unique au moyen d'un dispositif de sélection placé à la partie inférieure du moule, caractérisé en ce qu'on superpose directement l'une sur l'autre, en chapelet (1) une pluralité de cavités de moulage individuelles (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose plusieurs chapelets (1) en parallèle entre une alimentation (6) en métal et une sole refroidie (5) communes. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cavité de moulage individuelle de chaque chapelet (1) est reliée à la sole refroidie par un dispositif de sélection individuel (4).