Brevet FR2947468A1 — publié le 20110107

Procédé de coulée de matière, utilisation du procédé, moule pour la mise en œuvre du procédé et objets fabriqués selon le procédé ou dans le moule, ainsi que noyau à placer dans un tel moule La présente invention concerne un procédé pour couler une matière qui est amenée de son état solide d'abord à un état coulant et est ensuite coulée dans un moule dans lequel la matière est ensuite transférée pour se solidifier. De plus, l'invention concerne des moules pour la mise en oeuvre du procédé, et des objets qui sont ou ont été fabriqués selon le procédé et/ou dans de tels moules. Enfin, l'invention concerne un noyau placé dans de tels moules. En tant que procédé de coulée par gravité, ce sont surtout quatre procédé de coulée qui ont fait leurs preuves, à savoir la coulée en source, la coulée latérale, la coulée en tête et la coulée avec basculement. Une bonne présentation de ces procédés de coulée se trouve dans le document DE 10 2006 058 145 Al. Il est connu que lorsque des pièces coulées avec des cavités ou des géométries particulièrement complexes sont fabriquées, il faut ce que l'on appelle des noyaux de moule ou noyaux ou empilages de noyaux. De plus, il est connu que ces noyaux de moule provoquent souvent des défauts dans la pièce coulée, et en particulier, qu'ils affectent la surface coulée de la pièce coulée. L'élimination de ces défauts dans la surface coulée nécessite des opérations longues. En particulier sur des pièces coulées complexes, qui doivent répondre à des exigences de qualité très élevées, un tel usinage de reprise ou de finition est difficile et donc coûteux. En partant de cet état de la technique, l'invention est basée sur l'objet d'éviter les inconvénients des procédés de coulée mentionnés et de prévoir des procédés de coulée de matières, qui, en particulier pour la fabrication de pièces coulées complexes par une technique de coulée, diminuent, voire rendent complètent inutile, un usinage de reprise ou de finition coûteux des pièces coulées. En outre, il s'agit de prévoir un procédé permettant d'assurer une qualité élevée et constante des pièces coulées fabriquées. En outre, il s'agit de faire des économies en capacité de recyclage, de matière, d'énergie et de transport. Un autre objet de l'invention consiste également à prévoir un procédé générique qui soit particulièrement écologique. Selon l'invention, le procédé de coulée de matière consistant à amener celle-ci à un état coulant en la chauffant et en l'introduisant dans un moule se distingue en ce que l'introduction de la matière dans le moule a lieu au moins partiellement en appliquant la coulée avec basculement ou selon le principe de la coulée avec basculement en utilisant un noyau préalablement placé dans le moule, qui est formé à partir d'une matière à mouler les noyaux et d'un liant anorganique. Bien que l'homme du métier dût craindre la destruction ou la rupture d'un noyau anorganique lors d'une coulée avec basculement, il s'est avéré de façon surprenante que le procédé selon l'invention permet de fabriquer des pièces moulées hautement intégrées et complexes qui se distinguent par une surface améliorée. En effet, de façon avantageuse, on ne trouvera dans la surface aucun défaut, ou seulement quelques défauts isolés, provoqués par le noyau mis en place, comme des piqûres, des retassures ou des gerces. Le processus de coulée selon l'invention, sous la forme d'une combinaison d'une coulée avec basculement et d'un noyau anorganique préalablement mis en place, s'est alors avéré particulièrement avantageux à cet égard. Ainsi, il est possible de fabriquer des pièces coulées à la fois complexes et de grande qualité, tout en obtenant une réduction de l'usinage de reprise ou de finition coûteux. Ces usinages forment habituellement les principaux goulots d'étranglement dans la production de coulée. Par conséquent, des économies en frais de nettoyage et de contrôle sont possibles. L'aspect écologique du procédé selon l'invention s'est également révélé comme un avantage. Ainsi, on évite ou diminue les émissions et odeurs occasionnées par la fabrication de pièces coulées, puisque l'utilisation d'un noyau anorganique ne dégage aucun composé organique ni produit de décomposition, ou très peu de ceux-ci, lors du procédé de coulée. De façon utile, on utilise comme matière à mouler les noyaux du sable ou du sable silicieux. A l'issue du processus de coulé, celui-ci est particulièrement bien accessible pour le recyclage, pratiquement comme un résidu du processus. De plus, il s'est avéré particulièrement avantageux qu'il n'est pas nécessaire d'appliquer un coulis pour noyaux sur le noyau afin d'obtenir une surface de la pièce coulée lisse et exempte de défaut dans la mesure du possible. Cela permet d'économiser une autre étape de travail coûteuse. Il s'est avéré que la combinaison d'une coulée avec basculement et d'un noyau anorganique sans coulis conduit à une surface particulièrement exempte de défaut, donc à une surface sans retassures, piqûres ou défauts de gerce, ou avec un petit nombre de ceux-ci seulement. Il est ainsi possible de couler des pièces coulées complexes et de grande qualité qui seraient sinon difficilement réalisables selon l'état de la technique avec un usinage de reprise ou de finition, sachant que selon l'invention, il est désormais possible d'omettre largement un tel usinage de reprise ou de finition. De façon avantageuse, des adhérences de coulis désavantageuses sur les pièces coulées fabriquées ne se présentent pas. Malgré l'absence de coulis, avec la combinaison selon l'invention de la coulée avec basculement et d'un noyau anorganique sans coulis, on n'a pas non plus pu constater des adhérences de matière à mouler ou de sable sur la pièce coulée. Il est ainsi possible de faire des économies en frais de nettoyage et de contrôle. En tant que liant anorganique, on utilise de préférence un liant à base de silicate, de borate et/ou de phosphate. Il en résulte une amélioration supplémentaire dans la réduction des défauts de coulée possibles. Selon l'invention, l'apparition de piqûres et retassures est nettement inférieure. En outre, l'invention concerne l'utilisation du procédé selon l'invention pour la fabrication de pièces coulées complexes, de préférence de carters de pompe, de plus grande préférence de carters de pompe haute pression ou de carters de turbocompresseurs. Enfin, l'invention concerne un moule à basculer ou une coquille à basculer, en particulier pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, dans lequel on place dans le moule un noyau qui est formé à partir d'une matière à mouler les noyaux, de préférence du sable, et d'un liant anorganique. De ce fait, le moule, en particulier au niveau des points de réception des noyaux, nécessite un nettoyage nettement moins intensif. Les outils sont moins exposés à l'usure et présentent une durée de vie plus longue. De plus, l'invention concerne des produits coulés, qui sont ou ont été fabriqués selon le procédé selon l'invention et/ou au moyen du moule selon l'invention, ces produits coulés étant composés d'alliages de métaux légers, comme en particulier les alliages d'aluminium, fabriqués de façon particulièrement utile et avantageuse selon le procédé par gravité. Enfin, l'invention concerne également un noyau à placer dans un moule, qui peut basculer au moins en partie selon le principe de la coulée avec basculement, dans lequel le noyau est formé à partir d'une matière à mouler les noyaux, de préférence du sable, avec un liant anorganique, de préférence à base de silicate, de borate et/ou de phosphate. Revendications1. Procédé de coulée de matière en amenant celle-ci à un état coulant en la chauffant et en l'introduisant dans un moule, caractérisé en ce que l'introduction de la matière dans le moule a lieu au moins en partie selon le principe de la coulée avec basculement en utilisant un noyau préalablement placé dans le moule, ledit noyau étant formé à partir d'une matière à mouler les noyaux et d'un liant anorganique. 2. Procédé, en particulier selon la revendication 1, caractérisé en ce que du sable est utilisé comme matière à mouler les noyaux. 3. Procédé, en particulier selon les 15 revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'aucun coulis pour noyau n'est appliqué sur le noyau. 4. Procédé, en particulier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que comme liant anorganique, un liant à base de 20 silicate, de borate et/ou de phosphate est utilisé. 5. Utilisation du procédé selon au moins l'une des revendications 1 à 4, pour la fabrication d'un carter de pompe, en particulier d'un carter de pompe haute pression ou d'un carter de turbocompresseur. 25 6. Moule à basculer ou coquille à basculer, en particulier pour mettre en oeuvre un procédé selon au moins l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans le moule un noyau est placé qui est formé à partir d'une matière à mouler les noyaux, de préférence 30 du sable, et d'un liant anorganique. 7. Produit coulé, caractérisé en ce qu'il est fabriqué selon au moins l'un des procédés décrits dans les revendications 1 à 4 et/ou est fabriqué dans un moule à basculer selon la revendication 6. 8. Produit coulé, caractérisé en ce qu'il se compose d'un alliage de métal léger, de préférence d'un alliage d'aluminium, fabriqué selon un procédé par gravité selon au moins l'une des revendications précédentes. 9. Noyau à placer dans un moule, pouvant basculer au moins en partie selon le principe de la coulée avec basculement, dans lequel le noyau est formé à partir d'une matière à mouler les noyaux, de préférence du sable, avec un liant anorganique, de préférence à base de silicate, de borate et/ou de phosphate.