Brevet FR2816858A1 — publié le 20020524

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de pièces coulées réalisées en un alliage métallique. On connaît déjà de nombreux procédés pour fabriquer de telles pièces coulées du type consistant à remplir un moule avec un alliage à l'état liquide, à démouler la pièce obtenue après solidification et ensuite à soumettre la pièce à un pressage entre deux empreintes métalliques. Ainsi, le document FR-2 614 814 décrit un procédé de ce type dans lequel l'opération de pressage s'effectue à froid ou à basse température, les empreintes de matrice présentant des dimensions légèrement inférieures à celles de la pièce. Cependant, les procédés de fabrication de pièces coulées proposés plus récemment ont souligné la nécessité de réaliser un pressage à chaud ou encore d'introduire une étape intermédiaire entre le démoulage de la pièce et 1 son pressage, consistant à chauffer cette pièce. On peut notamment citer le document EP-119 365 dans lequel la pièce est démoulée aussitôt après la coulée et encore chaude, puis placée dans les empreintes d'une matrice. Cette étape supplémentaire permet d'obtenir des pieces coulées présentant de meilleures performances mécaniques, notamment en termes d'allongement et de résistanceàlatraction. Par ailleurs, 1 document EP-31C'J42 prévoit un F-', l r i i 11 (--1-) r l, EP-, 1 (,'i ii 2 p r -vo i t'Il i . refroidissement et une solidification de la pièce dans le moule, la pièce démoulée étant soumise ensuite à une étape de chauffage pour obtenir une liquéfaction partielle de l'alliage, notamment à une température comprise entre 500 et 550oC. Ce réchauffage facilite l'écoulement des cristaux et permet donc d'obtenir une distribution homogène, ce qui contribue également à améliorer les propriétés mécaniques de la pièce coulée obtenue. On citera encore le document EP-955 113, présenté comme un perfectionnement apporté au procédé décrit dans le document EP-119 365, dans lequel on prévoit également de placer la pièce coulée dans un four assurant sa mise en solution, avant de réaliser le pressage de la pièce. Ainsi, les procédés actuels prévoient un pressage à chaud ou une opération de réchauffage de la pièce avant pressage. Ceci permet sans doute d'améliorer les propriétés mécaniques des pièces coulées obtenues mais rend ces procédés relativement complexes, notamment lorsqu'il faut prévoir un four tunnel entre le poste de moulage et le poste de pressage pour réchauffer les pièces. Ces procédés sont donc nécessairement complexes et coûteux. L'invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un procédé, très simplifié par rapport aux procédés utilisés actuellement, ce procédé permettant par ailleurs d'obtenir des pièces dont les caractéristiques mécaniques sont optimisées. Ainsi, l'invention concerne un procédé pour fabriquer des pièces roulées, réalisées en alliage métallique, qui consiste à remplir un moule avec un alliage à l'état liquide, à démouler la pièce après alliage Ci solidification et à soumettre la pièce à un pressage entre les deux empreintes d'une matrice. De plus, ce procédé comporte une étape intermédiaire réalisée après le démoulage et avant le pressage, cette étape intermédiaire consistant à refroidir rapidement la pièce démoulée, de façon à obtenir une structure homogène, le pressage étant ensuite réalisé à température ambiante. L'invention se démarque donc complètement des procédés actuellement utilisés dans lesquels les pièces sont pressées à chaud. Dans le procédé selon l'invention, les pièces sont pressées à froid, comme dans les techniques plus anciennes illustrées par exemple dans le document FR-2 614 814 et, de surcroît, la pièce démoulée est refroidie rapidement et subit donc un traitement du type trempe avant le pressage. Ce refroidissement rapide permet d'obtenir une pièce de structure homogène, résultat classiquement obtenu par un réchauffage de la pièce. Après le pressage entre les deux empreintes de la matrice, la pièce peut être maintenue à température ambiante. L'alliage métallique a alors tendance à retrouver l'équilibre, phénomène qui est responsable du durcissement structural par maturation à la température ambiante. De façon préférée, après le pressage, la pièce est soumise à un traitement de revenu. Un tel traitement de revenu permet d'accélérer te retour à l'équilibre de l'alliage et il se traduit généralement par un durcissement plus important de l'alliage. Il permet également de diminuer partiellement les tensions internes. Cette diminution est fonction de l'alliage, mais également de la température de traitement. Enfin, les empreintes de la matrice peuvent présenter des dimensions légèrement inférieures à celles du moule ce qui permet d'obtenir, lors du pressage, un pressage à coeur et un corroyage. On se réfère maintenant à la figure unique qui illustre, sous forme d'un graphique donnant la température de la pièce en fonction du temps, les différentes étapes du procédé selon l'invention. Pendant la période A, est réalisée la coulée de la pièce à une température T : à laquelle l'alliage se présente sous forme liquide, puis la solidification de la pièce jusqu'à une température inférieure T. Pendant la période B, est effectué le traitement de trempe, la température de la pièce passant de la température T à la température ambiante. Pendant la période C, est effectué le pressage à température ambiante de la pièce. Ce pressage est effectué entre deux empreintes de la matrice de façon à écrouir le matériau et, par création de dislocations, à augmenter ses caractéristiques mécaniques. Les essaie effectués montrent que le procédé seLon l'invention peict de doubler les valeurs de résistance mécanique et de dureté de l'alliage par rapport celles n il e, i F) a r E-) r () u , (i f c 1 a s se obtenues par un procédé classique de coulée ou de forgoagc à chauu. Dans l'exemple illustré sur la figure, le procédé se poursuit pendant la période D, par un traitement de revenu, la pièce est alors chauffée à une température T. Ce traitement de revenu permet d'optimiser les caractéristiques mécaniques par précipitation des éléments d'alliage, notamment dans le cas des alliages d'aluminium. Les températures de revenu sont comprises typiquement entre 140OC et 200oC, selon la nuance. De façon générale, la simplicité de ce procédé de fabrication permet d'optimiser à la fois le coût et la qualité des pièces coulées obtenues. REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer des pièces coulées, réalisées en un alliage métallique, consistant : à remplir un moule avec un alliage a l'état liquide, - à démouler la pièce après solidification et - à soumettre la pièce à un pressage entre les deux empreintes d'une matrice, caractérisé en ce qu'il comporte une étape intermédiaire, après le démoulage de la pièce et avant son pressage, consistant à refroidir rapidement la pièce démoulée de facon à obtenir une structure homogène, le pressage étant ensuite réalisé à température ambiante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce est maintenue à température ambiante après le pressage. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après le pressage, la pièce est soumise à un traitement de revenu. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les empreintes de la matrice présentent d dimensions légèrement inférieures a celles du moule.