Brevet FR2999103A1 — publié le 20140613

La présente invention est relative à une composition pour réaliser une carapace d'un moule à cire perdue. Le procédé de fonderie à cire perdue est extrêmement ancien : il consiste à enrober un modèle en cire avec une carapace en stuc ; puis, après séchage, la cire est 5 extraite au moyen d'un autoclave à vapeur ou d'un four qui peut être à micro ondes, à infrarouge ou aux ultraviolets. Dans l'espace ainsi libéré, on coule l'alliage en fusion. Ainsi, cette carapace doit présenter un certain nombre de caractéristiques dont les suivantes : - être chimiquement stable à la température de fusion de l'alliage vis-à-vis des 10 matériaux avec lesquels la carapace est en contact ; - apporter une résistance mécanique suffisante pour supporter la pression métallostatique lors de centrifugation, lorsque la coulée est de type coulée centrifuge ; - présenter des caractéristiques .de retrait qui n'entraîne pas, par retrait différentiel, la rupture de la pièce coulée ; 15 - être facilement détruite pour récupérer la pièce coulée (opération dite de dé- cochage) ; - assurer une couverture homogène avec un bon accrochage ; - être utilisable à l'eau et non à l'alcool, pour des raisons de sécurité au travail. De plus, une telle carapace doit être d'un coût abordable et de mise en oeuvre 20 simple. Les compositions des carapaces actuelles donnent pleinement satisfaction mais ne peuvent être utilisées lorsqu'il faut couler des pièces en alliage de titane et en particulier les aluminures de titane y(gamma) TiAl, Alpha 2-Ti 3A1-Tial 3 et autres matériaux. En effet, les alliages de titane présentent une grande affinité chimique vers 25 2000°C, leur température de fusion, pour beaucoup d'éléments du tableau de Mendeleïev: cette pollution fragilise les pièces coulées, les rendant par conséquent impropres à toute utilisation. Aussi un des buts de la présente invention est-il de fournir une composition pour réaliser une carapace d'un moule à cire perdue qui permet de mouler des pièces 30 en alliage de titane tout en satisfaisant aux caractéristiques des carapaces rappelées ci-dessus. Ce but, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints par une composition pour réaliser une carapace d'un moule à cire perdue, laquelle composition est caractérisée, selon la présente invention, par le fait qu'elle comprend de 40 à 50% 35 en poids de silice cristalline, de 18 à 22% en poids de silice électro-fondue, de 27 à 32% en poids de silice en suspension, de 2 à 5% en poids d'un latex et de 1 à 4% en poids d'eau. Avantageusement, la teneur en silice cristalline est comprise entre 43 et 47% en poids. De préférence, la teneur en silice électro-fondue est comprise entre 18,5 et 20,0% en poids. Avantageusement, la teneur de silice en suspension est comprise entre 28 et 30% en poids. De préférence, la teneur en latex est comprise entre 3 et 4 % en poids. Avantageusement la teneur en eau est comprise entre 2 et 3% en poids. La préparation de la composition selon la présente invention, également dénommée « barbotine », est réalisée dans une cuve classique en rotation et avec agitation comme toute composition en vue de réaliser une carapace actuelle. La conductivité du mélange permet un dépôt électrostatique pour une meilleure 15 couverture par effet de pointe. La composition est fonction de la morphologie des cires à enrober. Si les pièces sont petites et tourmentées, c'est la silice en suspension qui sera portée au maximum de son poids soit 30% ; au contraire si la pièce est longue et grande, c'est le pourcentage de latex qui sera augmenté jusqu'à son maximum de 4% pour améliorer 20 l'adhérence sur la cire et limiter les zones sans épaisseur de carapace. La principale caractéristique de la composition ainsi réalisée est d'obtenir un point de vitrification qui avec la silice se réalise aux alentours de 1300/1400° C. Cette vitrification provoque une anomalie de dilatation différentielle qui fragilise la carapace. Lors du refroidissement la carapace éclate comme un fuit mur laissant le retrait de la 25 pièce se faire sans contrainte. Cette liberté de retrait est extrêmement importante car sans elle les pièces se rompent. Ceci est particulièrement vrai pour les matériaux composites à matrice métallique dits - CMM - ou intermétalliques. A titre d'exemple on peut citer les alphas Tial ou gamma Tial et également les alliages titane-aluminiumrhénium. Ces alliages sont fragiles comme du verre et une résistance de carapace 30 normale entraîne la rupture des pièces, en plusieurs morceaux. L'autre caractéristique recherchée est la facilité de décochage : en effet il ne suffit pas de couler les pièces il faut également retirer la carapace. Le fait que la carapace puisse se rompre facilement à cause de cette anomalie dilatométrique (ceci est clairement visible sur un dilatomètre différentiel et en particu35 lier l'absence de linéarité) est une chose, mais cela n'entraîne pas forcément des ca- rapaces friables qui se retirent facilement dans les coins des pièces. L'augmentation de la teneur en silice cristalline favorise l'enlèvement de la carapace. Ainsi l'homme de métier pourra obtenir une carapace qui présente une résistance mécanique suffisante pour pouvoir supporter la pression métallostatique et la centrifugation lors de la coulée et ensuite, après une montée en température due à la masse de chaleur apportée par le métal en fusion à 1800°C, présenter une résilience et une résistance après refroidissement. REVENDICATIONS1.- Composition pour réaliser une carapace d'un moule à cire perdue, caractérisée par le fait qu'elle comprend de 40 à 50% en poids de silice cristalline, de 18 à 5 22% en poids de silice électro-fondue, de 27 à 32% en poids de silice en suspension, de 2 à 5% en poids d'un latex et de 1 à 4% en poids d'eau. 2. - Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la teneur en silice cristalline est comprise entre 43 et 47% en poids. 3. - Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la teneur 10 en silice électro-fondue est comprise entre 18,5 et 20,0% en poids. 4. - Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la teneur de silice en suspension est comprise entre 28 et 30% en poids. 5. - Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la teneur en latex est comprise entre 3 et 4 % en poids. 15 6. - Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la teneur en eau est comprise entre 2 et 3% en poids.