FR 2012410 A1 19700320 FR 6922855 A 19690704 69 22855 i 2012410 La présente invention est relative à un appareil et à un procédé pour la restructuration de matières et plus particulièrement à des techniques améliorées de formage pour la restructuration d'un métal fondu pour lui donner la forme d'un solide façonné 5 avec une maîtrise totale quant au développement de la microstruc-re, quelle que soit l'allure de la structure, de sorte que les pièces résultantes sont pratiquement exemptes des discontinuités ou interruptions qui sont normalement associées aux pièces coulées de la manière habituelle et qui présentent de faç on inhérente des 10 rapports résistance/poids élevés. Comme 1*intérêt pour des pièces coulées présentant des rapports résistance/poids relativement élevés s'est développé depuis des allures de pièces relativement simples pour arriver à des pièces'plus complexes, d'un poids plus léger et de plus gran-15 des dimensions pour des applications structurales, les exigences . ont augmenté en proportion,en ce qui concerne la solidité et 1* exactitude. Le point de vue économique pousse au développement de nouveaux procédés qui donneront des pièces constitutives métalliques d'une continuité structurale uniforme en des alliages compa-20 rables à ceux que l'on utilise actuellement sous la forme ouvrée. Antérieurement, il était de pratique courante de produire des pièces coulées en coulant ou en injectant un métal fondu dans des cavités de moules. La solidification d'un tel métal était relativement incontrôlable du fait que l'entièreté de la piè--25 ce coulée devait se transformer de l'état liquide à l'état solide dans diverses zones de l'ensemble de la masse de la pièce coulée. La manière suivant laquelle le métal se solidifie détermine les propriétés mécaniques et la solidité de la pièce coulée. En conséquence, les propriétés de pièces coulées, solidifiées de la manière 30 habituelle varieront en proportion de l'allure de solidification atteinte. Comme la coulée est réalisée dans l'atmosphère, de l'hydrogène existe dans la pièce coulée , ce qui affaiblit celle-ci du point de vue structural en proportion de la quantité d'hydro-35 gène incluse dans cette pièce coulée. Il est de pratique courante de réduire au minimum cette inconvénient en dégazant le métal dans le creuset avant la coulée ,par introduction de chlore ou d'autres préparations commerciales dans la masse fondue immédiatement avant 69 22855 2 2012410 la coulée. Quelle que soit l'étendue du dégazage de la masse fondus, de l'hydrogène est absorbée durant l'opérât ion da coulée, de sorte que l'on obtient rarement une pièce coulée totalement exempte d'hydrogène. 5 Une autre constante habituelle de la coulée ,qui est nuisi ble pour la qualité et la résistance de la pièce coulée ,est constituée par l'emprisonnement d'oxydes formés à la surface du métal fondu du fait que celui-ci est fondu en présence d'oxygène. Les procédés de fonderie utilisent habituellement des mesures de pro-10 tection, telles que des tamis, pour séparer les formations d'oxydes par filtration, ainsi que des extensions des canaux d'alimentation pour les emprisonner,.mais des inclusionsd'oxydes sont presque toujours présentes, à un certain degré, dans les pièces coulées et sont la cause du rejet de celles-ci et d'un faible ren-15 dément. Dans les méthodes habituelles de fonderie , il y a toujours un équilibre délicat à obtenir entre la température de coulée et la qualité de la pièce coulée. Si la température de coulée est élevée, l'absorption de gaz est forte et ,si la température 20 de coulée est basse, les zones minces de la cavité de coulée ne se remplissent pas totalement. Les procédés d'inspection sont coûteux lorsqu'on utilise des pièces coulées habituelles pour des applications critiques du point de vue structural . Ceci est dû au fait que des défauts 25 (porosité gazeuse, porosité de contraction, inclusions d'oxydes, ségrégation, etc) existent normalement toujours en un certain pourcentage dans presque chaque lot de pièces coulées d'une production et doivent être découverts par des méthodes non destructrices, par exemple par des rayons X, une pénétration de colorants, 30 des adjuvants pour l'inspection par ultrasons, par voie magnétique et à la vue, etc. Les pièces coulées dans lequelles on trouve des défauts sont alors mesurées par rapport à des étalons suivant spécification , avec pour résultat'-, que l'on n'arrive que rarement à une acceptation totale ,mais, plus généralement à un re-35 jet partiel et occasionnellement à un rejet total. Evidemment, des exigences plus rigoureuses supposent des pertes plus grandes. Une caractéristique bien connue "et courante de toutes les formes de coulée, notamment dans le cas des procédés mention- 69 22855 3 2012410 nés précédemment, est que les moules exigent la formation de "jets de coulée" et une ventilation appropriée des gaz,•ainsi qu'un réservoir sous forme d'une "masselotte " en forme d5 entonnoir, qui alimente une quantité de métal liquide à la section en cours de re~ 5 froidissement de la pièce coulée. Ces jets de coulée et ces masselottes tendent à agir comme réservoir pour alimenter du métal supplémentaire aux sections qui sont en cours de refroidissement et en cours de cristallisation, ce qui suppose un retrait. Il est connu depuis long-10 temps que ceci constitue une phase essentielle dans la réalisation de systèmes de coulée' et que, sans mise en place appropriée de réservoirs, les pièces coulées obtenues tendent à casser ou à montrer des variations tout à fait indésirables dans la solidité du métal. Ces procédés et techniques à jets de coulée ont priais cipalement été utilisés pour contrôler la solidification et pour empêcher un refroidissement mal réparti d'un moule @t de son contenu de métal, ceci pouvant être dû à une variation de l'allure ea coupe transversale de la pièce coulée, dsun point â un autre. Il est évidemment courant que des pièces coulées présentent des sec-20 tions variant fortement et il y a des limites pour chaque technique de coulée en ce qui concerne le rapport entre la section la plus mince et la section la plus épaisse d'une pièce co«lée donnée. La capacité d'atteindre des variations importantes entre les sections minces et les fortes sections est une fonctioa Se l'ali-25 mentation et du refroidissement dans leur aptitude à provoquer une solidification directionnelle. La ventilation des moules pour éliminer l'emprisonnement d'air permet l'enlèvement des gaz qui peuvent provoquer un mauvais remplissage des moules. Les jets de coulée ou colonnes de métal, prévus tout 30 autour de la pièce coulée désirée, servent en premier lieu de passage pour débiter le métal à la cavité. En second lieu, les zones supplémentaires de métal fondu dans les masses plus importantes qui constituent ces colonnes restent à des températures élevées, en servant à entretenir la chaleur dans le moule. Ces zones sup-35 plémentaires agissent également comme réservoirs de métal fondu pour alimenter les sections de la .pièce coulée, en' contrôlant ainsi la directioncfe la solidification» Les jôts de couïëe employés dans le moulage constituent souvent une quantité plus grsn- 69 22855 4 2012410 de de métal que le produit que l'on coule (rapport moyen pour l'aluminium de 3/1). Lorsqu'on allie ce fait à l'exgicence d'un réservoir nécessaire pour alimenter les jets de coulée et le moule lui-même, il y a une perte importante de métal non producteur, 5 qui n'est pas utilisable dans des 'coulées critiques. Ce qui précède est particulièrement vrai dans lés techni-• ques de coulée à cire perdue où on peut obtenir des sections extrêmement minces. Dans ces types de coulées, la pureté dû métal est d1une importance primordiale car des particules étrangères 10 môme très petites peuvent provoquer le rejet d'une pièce. Outre la dépense en es qui. concerne le surplus "de métal , qui est gaspillé lors d'une telle coulée, il faut prévoir'des * interventions tecliniques et un planning importants dans la mise en place ,de ces jets de coulée et dans la détermination de leurs dimensions,di~ 15 rection et relation avec les jets de coulée voisins, ainsi qu'en es qui concerne les températures du métal et du saoul© qui doivent être contrôlées façon précise , ca qui suppose des frais élevés» • " " En conséquence, il" ©scista depuis iongte&ips une nécessité 20 de prévoir un appareil et un procédé pour lesquels il aa faudrait sas ©m/isager û® jets d® coulé®- -et de raass©i@fetôè efe çfâi" oDEgren-draistdes moyens pour contrôler la direction En conséquence, 1© problèmes et les difficultés que l'on 30 a mentionnés précédemment et qué l'on rencontre dans 'la,"fabrication habituelle des pièces coulées sont évités grâce à la présente invention qui facilite une production en qualité et en quantité ~ dé piècés métalliques par-" une simplif ication des techniques de préparation et d'utilisation des moules. La nécessité d'utiliser 3'5 des méthodes courantes de coulée avéc jets d e coulée èt une distribution de la chaleur "à';rs intérieur du moule est éliminée ou' réduite fortement ,de sorte qu'il en résulte- une solidification • directionnelle contrôlée. ' ' COPY 69 22855 5 012410 Suivant une forme de mise en oeuvre de 18 invention, on utilise une enceinte destinée à contenir une quantité de métal fondu dans une ambiance de vide et dans laquelle on introduit une forme ou moule creux, à paroi mince, à travers la surface supé-5 rieure de la masse fondue. Le moule est à extrémités ouvertes d^sorte que le métal fondu pénétrera par l'ouverture inférieure du moule pour s'amener dans la cavité creuse dç/celui-ci, en étant séparé de la masse environnante par la paroi du moule. Un dispositif de refroidissement 10 est introduit par l'ouverture supérieure du moule en contact avec le métal fondu capturé dans la cavité, et à ce moment une solidification se produit à la surface intermédiaire de contact. On prévoit des moyens pour soulever le dispositif de refroidissement de sorte que la partie solidifiée de la pièce moulée est emportée 15 avec lui.La solidification se développe progressivement à la surface intermédiaire caractérisée par la zone de solidification, car cette surface intermédiaire de refroidissement change au fur et à mesure que le dispositif de refroidissement et le métal solide sont élevés. Le procédé est mis en oeuvre de préférence mais non 20 nécessairement dans une atmosphère de vide et/ou une atmosphère inerte pour éviter une contamination qui provoquerait une augmentation de la fragilité , normalement provoquée par un contact avec de l'hydrogène par exemple. En conséquence, 1 *enceinte comprenant la masse fondue, le moule et le dispositif de refroidisse-25 ment est localisée dans une ambiance convenable de vide. En outre, oh peut prévoir des moyens pour agiter: le métal fondu disposé à la surface intermédiaire solide-liquide, de façon à créer un courant superficiel pour réduite la croissance de dendrites au fur et à mesure que le métal se solidifie. Le métal 30 fondu se solidifie d'une manière structurée continue pour créer un front de solidification plan ou un front de solidification étroit sur le métal précédemment solidifié. Lors dJune expérience de contrôle , supposant un examen aux rayons X, les caractéristiques de la pièce produite ressemblent fortement aux caractéristi-35 ques d'une pièce forgéç,à part une plus grande-réduction de poids . en faveur de la pièce produite grâce à la présenté invention. En conséquence, l'un des buts principaux de la présente invention est de prévoir un appareil et un procédé nouveaux pour COPY 69 22855 6 2012410 la solidification contrôlée d'une pièce coulée d'une manière continue en utilisant une zone liquide-solide / restreinte pour le développement d'une pièce conformée dans un moule-carapace, et pour l'élimination des jets de coulée, masselottes et des pro-5 cédés de coulée normalement utilisés- avec les moules habituels. Les caractéristiques de la présente invention apparaîtront mieux encore de la description suivante donnée, à titre purement exemplatif,.avec référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique d'une forme de réali-10 sation du nouvel appareil permettant de réaliser la restructuration de métaux en vue de produire des formes façonnées suivant la présente invention. La figure 2 est une vue schématique semblable à la figure 1 , illustrant une autre forme de mise en oeuvre de l'inven-15 tion pour réaliser une restructuration d'un métal de l'état fondu à un état solide. La figure 3 est une vue fortement agrandie, schématique, du frônl^alan ou front de solidification existant entre la matière fondue et la.matière solide et que l'on retrouve dans la forme 20 de réalisation illustrée par la figure 2. Les figures 4, 5a et 5b sont des schémas de développement illustrant'les phases utilisées dans la mise en oeuvre des procédés de la présente invention, et telles qu'on peut les utiliser respectivement dans les appareils des figures 1 et 2. 25 La figure 1 présente une forme de réalisation d'un nou vel appareil pour la production de pièces façonnées de précision et de haute qualité, dans lequel un moule 10 est illustré en coupe transversale de manière à montrer une cavité interne 11 qui est destinée à recevoir le métal fondu par une ouverture 12. La 30 cavité 11 du moule forme un.parcours tortueux suivant lequel le métal fondu se déplacera au fur et à mesure que cette cavité se remplit,lorsqu'on coule un tel métal fondu depuis un creuset 13 le long d'un canal de coulée 14 de celui-ci. Le moule est de préférence caractérisé en ce qu'il est constitué par une structure 35 à paroi mince, ayant un coefficient extrêmement bas de dilatation lorsqu'elle est exposée à de grandes variàtions de température et qui présente des propriétés élevées de transfert thermique permettant le passage de chaleur à travers elle vers un 69 22855 7 2012410 dispositif externe de reprise,de chaleur ou dispositif de refroidissement que l'on décrira plus en détails par la suite. Le moule 10 est placé dans une zone à vide 15 qui est délimitée par un réfractaire annulaire de céramique 16 logé à l'in-5 térieur d'une enveloppe d'acier 17. Un chapeau d'.açier isolé i8 est prévu avec une joint 20 à l'endroit de sa connexion au corps principal de l'enveloppe 17, de sorte que ce chapeau peut facilement être retiré pour placer le moule dans la chambre 15. Le joint 20 est isolé des gaz internes chauds de la chambre 15 par contact 10 entre les surfaces de céramique 16 et 21 qui forment.un parcours tortueux entre elles. L'intérieur de la chambre 15 est relié à tme source de vide appropriée 22 par un conduit 23 comprenant une vanne à vide mis 24. De la sorte, l'intérieur de la chambre 15 peut facilement être1 15 sous vide à un niveau de vide désiré. Le moule est chauffé dans la chambre 15 par. n'importe quel système approprié, par exemple des gas enflammés ou des ara-roulements électriques de chauffage» A titre d'exempledes gaa à enflammer peuvent être introduits dans une chambre de mélange _ 20 25 par une vanne 26» tandis que de .1*air geut _êtse.. aoUais par mm vanne 27 à l'intervention d'un selleafeeasf 28 entoœsant la dhsss&s© de mélange 25. La commande d'un interrupteur éleefcriçpae. 30 réalisa l'excitation d'une bougie d'alîuEïiag® 31 pola création d8uns étincelle. Lorsque cette êtinasile se produit^ la çjas efc l'air 25 combinés dans la chambre de mélange sont enflammés et circulent alors autour du moule 10* Les gag chauffés .s'élèveront à travers la chambre 15 et seront évacués par les évents 32 et 33 lorsque le chapeau 18 a été enlevé. Le chauffage du moule est réalisé avant que l'on ne prévoit un vide appropriée 30 Le creuset 13 contient une quantité de métal fondu et est maintenu en équilibre au-dessus de 1'ouverture 12 du moule. La chaleur passant tout autour du moule s'élève et fait fondre le métal se trouvant dans le creuset. Lorsque le métal A atteint sa température convenable, de fusion et que le moule a été chauffé de 35 façon appropriée, du métal fondu peut être amené par une poche depuis un réservoir distinct et placé dans le creuset 13 à une température prête à la coulée. A titre de variante, les vannes 26 et 27 sont fermé® pour Arrêter la circulation du gaz .et de l'air. 69 22855 8 2012410 Cependant, lorsqu'on utilise des enroulements électriques pour le chauffage, ces enroulements restent en.service. Après que le moule et le creuset ont été chauffés suffisamment, le chapeau 18 est placé sur les joints 20 etyLa. source de vide 22 peut Stre reliée 5 à la chambre 15 en ouvrant la vanne 24 et il s'ensuit une mise sous vide de la chambre pour enfermer ainsi le métal fondu dans une enceinte sous vide dans laquelle se trouve le moule chauffé. Une sonde à vide 34 donne une indication de la .pression d'air existant dans la chambre et, lorsqu'on a atteint un vide approprié, 10 une manivelle 35 est actionnée pour couler le contenu du creuset 13 dans l'ouverture 12 du moule et, par conséquent, dans la cavité 11 de celui-ci. Les conditions de vide régnant dans.la chambre 15 sont entretenues brièvement , puis la vanne d *aijrf27 est ouverte pour 15 relier la chaËbre à l'atmosphère. Le chapeau 18 reste sur la chambre et le moule est lentement abaissé depuis la zone chauffée de la chambre 15 dans une section de refroidissement 36. La section de refroidissement est entourée par une enveloppe d'acier 37 supportant la chambre à vide en relation d'étanchéitê avec celle-ci» 20 grâce à un joint annulaire 38. Cependant, si on le désire, la sestiofi âe r«£raidisa*R«mfc peut Sfcrs constitué* par une aone ouvert* ou on peut employer un refroidissement par-air ou par gas. Une unité à piéton 40 se déplace en va-et-vient dans la section de refroidissement 36 et comporte une plate-forme en céramique 41 25 qui soutient le moule 10 dans là chambre 15. L*unité à piston se déplace à travers la section de refroidissement 36 en étant soutenue par un palier de stabilisation 42 fixé à la base de l'enveloppe en acier 37. On utilise des moyens appropriés pour déplacer l'unité à piston* par exemple un dispositif de commande 43, 30 actionnant un mécanisme à crémaillère et pignon. De l'air fro'id sous pression passe par une vanne 44 en provenance d'une source convenable pour aboutir dans un collecteur annulaire 45 par ua conduit 46 et cet air est distribué par une série d'orifices 47 en forme de jets périphériques entourant 35 la zone à travers laquelle le moule 10 doit passer lorsque l'unité à piston descend. Ce soufflage d'air de refrpidissement est dirigé pour frapper le moule suivant une ligne définie tout autour de sa périphérie., Au fur et à mesure que le moule est descendu de BAD ORIGINAL 69 22855 9 2012410 façon continue jusqu'à la position inférieure maximum représentée en traits d'axe et désignée par la référence 48, il passe à une vitesse contrôlée (dépendant de sa masse) à travers ce soufflage d'air froid, qui refroidit donc le moule et provoque une cristal-5 lisation progressive du métal fondu se trouvant dans la cavité 11, cette cristallisation se produisant du bas vers le haut; Cette cristallisation produit de façon efficace le retrait normal du métal mais, du fait de la ligne définie de solidification qui se produit, le liquide de la partie supérieure du moule alimente le 10 retrait au fur et à mesure que la cristallisation se produit. Les température dans la chambre chauffée 15 seront suffisantes pour faire fondre ou maintenir le métal à 1'état fondu. La température de l'air alimenté au moule dans la chambre de refrct- -dissement 36 peut être celle de l'air ambiant, d'un air réfrigéré 15 ou d'un air dans lequel la teneur d'humidité est contrôlée pour produire un effet de refroidissement par évaporation lorsque cet air frappe le moule lui-même. Le but de la chambre de refroidissement est d'agir comme collecteur ou piège à chaleur pour le refroidissement du moule ,cette chambre de refroidissement pouvant fonc-20 tionner de diverses manières autres que celle du système illustré. Il est par exemple concevable qu'un bain de métal fondu puisse exister dans cette chambre, en utilisant un métal de température plus basse que celle utilisée dans le moule lui-même. Une immersion graduelle du moule chauffé dans ce bain de métal de plus bas— 25 se température réalisera la solidification suivant une ligne bien définie ,de façon graduelle, d'une manière semblable à celle obtenue grâce aux jets d'air prévus dans la forme de réalisation préférée. Evidemment, un tel bain de métal fondu formant collecteur de chaleur peut exiger un certain contrôle de la température 30 car la descente du moule dans ce métal élèvera sensiblement sa température. On peut utiliser d'autres formes de récupérateurs de chaleur, par exemple du cuivre en poudre ou façonné , de 1'aluminium en poudre, ou n'importe quelle forme pulvérulente ou cristalline 35 préparée expressément à cet effet et choisie en tenant compte de ses propriétés de transfert de chaleur et de sa température de fusion. Des poudres de ce genre utilisées dans un lit fluidifié peuvent fournir des propriétés efficaces de transfert de chaleur 69 22855 .10 2012410 pour atteindre un but identique à celui assuré par un récupérateur de chaleur liquide ou par l'application d'air froid. La relation étroite entre la surface du moule et le milieu environnant,quelle que soit sa nature, peut déterminer de façon efficace le temps 5 nécessaire pour échanger la chaleur du moule vers le récupérateur ou collecteur de chaleur. La zone à haute température de cette chambre peut agir à n'importe quelle température désirée convenant pour la matière que l'on utilisé pour la production de la pièce coulée. La même chose s'applique à la zone de refroidissement et 10 à la matière qui y est contenue. Pour divers effets et diverses conditions contrôlées, il peut être désirable que cette matière soit à une température élevée-ou à une température inférieure à la température ambiante. Des. expériences ont démontré l'amélioration de la résis-15 tance des matières formées en utilisant les techniques de la présente invention ,car on obtient un espacement étroit des branches des dendrites, une fine distribution eutectique et une ramification complexe de la formation dendritique. Les propriétés mécaniques sont améliorées, l'uniformité et l'homogénéité sont largement 20 améliorées également, et il y a une herméticité cristalline apparente qui est particulièrement de valeur dans des configurations à section transversale mince et dans des conceptions complexes où une résistance élevée est essentielle du fait dè la teneur minimum de métal. 25 L*invention englobe également une variante de la forme de réalisation représentée par la figure 1, dans laquelle l'introduction d8air chaud dans la chambre 36 est réalisée dans le but de maintenir un état de métal liquide à l'intérieur du moule et de créer une solidification contrôlée par refroidissement et ensuite 30 par soulèvement de 1'enveloppe dans une chambre supérieure plus froide. Ceci constitue un procédé plus rapide bien que moins avantageux car il crée une zone plus large de solidification. Le mé-• tal de remplissage trouvera sa voie pour entrer dans la cavité grâce à des moyens appropriés, notamment par une entrée inférieure 35 où. un agencement à robinet à flotteur en céramique est utilisé, ce flotteur restant à la surface du métal durant l'entrée de celui-ci et redescendant sous la pression du métal par la suite. La figure 2 présente une autre forme de mise en oeuvre de COPY 69 22855 ii 2012410 la présente invention, dans laquelle une enceinte ou tube 60 est supporté sur un bloc 61 reposant sur le fond dsun four ouvert 62, de sorte que cette enceinte est pratiquement entourée par la paroi verticale 63 délimitant le four. L'enceinte es^reraplie de mé-5 tal fondu 64 grâce à des moyens appropriés, ce métal remplissant la cavité de l'enceinte de sorte qu'une surface liquide 65 se situe à courte distance de l'entrée de l'enceinte. Un moule 66 ayant des caractéristiques semblables à celles du moule 10 décrit avec référence à la figure 1 est immergé dans le métal liquide 64 et y 10 est supporté par un dispositif à déplacement alternatif 67 comportant une extrémité d'allure conique 68 destinée à être fixée à une partie supérieure 70 du moule 66. L8èxtrémité 68 peut être fixée au môule par n'importe quel systèsie approprié^ ds manière que le moule pende;-.du dispositif 67 en étant complètement submergé 15 dans le métal fondu 64. Suivant une forme de réalisation, on réalise la fixation grâce à des fils 69 solidaires à une extrémité du haut du-moule et ,à leur autre extrémité,? d'une barre métallique 86. L'espacement entre 18enceinte et la paroi du four forme une chambre de combustion ou de chauffage 69® exposée à l'atmos-20 phère à son extrémité supérieure par des passages appropriés. Il y a lieu de noter que la basa du moule cosporte us orifice 71 par lequel le aie tal fondu peut s'introduire dans 1b cavité de moule 72 définie par les parois du moule 660 Pour illustrer les possibilités d'adaptation de la présente invention, ora 25 peut voir que le moule 66 comporte un noyau 73 de sorte qu'il doit être entendu que l'on peut fabriquer des pièces coulées complexes par le procédé et l'appareil de 1*invention. Etant donné que 1© moule 66 est submergé dans le métal liquide, ce métal s3 introduira dans lâ cavité 72 jusera1 à l'extrémité 68' du dispositif 67, de sor~ 30 te que cette cavité 72 sera totalement remplie de métal fondu» Des passages 87 constituent une ventilation convenable durant le remplissage de la cavité du moule. De cette manière, les parois du moule séparent au subdivisent le métal fondu à 18 intérieur de la cavité 72 par rapport à la masse fondue environnante» Du fait de 35 cette caractéristique, le moule 66 n'est pas un moule tel qu1on en utilise couramment dans lésera tique s actuelles de coulée,, La chaleur rayonnant de la paroi latérale 63 et du fond . : j- ; V •- • - v : du four chauffe suffisamment 18enceinte 60 de sorte que le métal COPY 69 22855 12 2012410 64 est maintenu à l'état fondu. Un chauffage par résistances électriques de la paroi latérale est réalisé grâce un enroulement 63' alimenté par une source de puissance appropriée 92. Le métal fondu aide à son tour a\jéhauffage du moule 66 de sorte que lson 5 peut maintenir une température uniforme dans l'enceinte,-dans le moule et dans le métal. En conséquence, il y a une perturbation minimum du métal , due à des conditions étrangères. En maintenant cette température dans le moule en fonction du métal fondu se trouvant à l'extérieur de ce moule, les exigences sont minima 10 quant à ce moule,, La nécessité d'utiliser des jets cb coulée ou des « masselottes est totalement éliminée, à part l'ouverture 71 qui ne peut pas être considérée comme un jet de coulée dans le sens conventionnel de ce terme. Le dispositif à déplacement alternatif 67 constitue un 15 ensemble à piston et cylindre et il est supporté à glisseraient sur une plaque supérieure 74 obturant une extrémité d'un coips formant chassibre 75^ qui est monté sur le bord périphérique d» four 63 gr&c-s à un ©smtaga à fia seras ?6a Le corps 71 enteras® totalement 15ap.tréû à ls©nc@int® de sorte qua la zone interne d® es cozps , 20 défiai® par sa paroi latéral© anrml&ir®, 1® bmsfae@ siapés'i©*»© 65 dw sêtsl fes&ta ®t 1© côté issfêri@fâr de la plaejta© 74 e@n®t»ituart. un® chambre à vida 77. Cette chambre à vido est reliée de façon appropriée à un© sourca de vide 78 grâce à un conduit 80 st à une %mxi0 Le dispositif à déplacement alternatif 67 est supporté 35 dans un logement 82 comportant un dispositif à commande par pompe et moteur hydraulique 83 pour animer le dispositif d eun mouvement alternatif en direction verticale. Ce dispositif comporte un piston 84 que porte l'extrémité supérieure de l'arbre 84* qui peut CQPY * 3 69 22855 13 '2012410 être attaché de façon convenable à un appareil vibrant 85. L'extrémité.opposée du dispositif à déplacement alternatif 67 ,par rapport à l'extrémité entraînée par le moteur hydraulique 83, est pourvue d'une barre métallique 86 localisée de manière 5 fixe immédiatement à l'arrière de la partie d'allure conique 68. Pour réaliser urj-tefroidissement contrôlé maximum, la majeure partie de la longueur du dispositif 67 présente un passage continu 90 à travers lequel on peut faire passer de l'eau froide, de l'air froid ou un réfrigérant choisi sous pression. De plus, un mandrin 10 d'allure torique 88 peut être localisé dans la chambre à vide, pour entourer la barre 86, ce mandrin comportant une série de gicleurs de distribution 89 dirigés pour envoyer des courants de réfrigérant directement sur la surface extérieure du moule, au fur et à mesure que celui-ci s'élève dans la chambre à vide. Sur cette fi-15 gure 2, la référence 85' désigne une alimentation d'eau , tandis que la référence 86' désigne un réservoir d'air/huile. Un front de formage ou de solidification, tel. que représenté plus particulièrement pair la figure 3, est présent dans une zone voisine de la surface supérieure 65 du métal fondu ,et dans 20 laquelle le métal se trouvant dans la cavité 72, au voisinage du dispositif de refroidissement, tel que la barre de refroidissement 86 et l'extrémité 68, change de l'état liquide à l'état solide. Sur le même plan que le froit de solidification, est prévue une bobine drinduction 91 qui est connectée à une source d8énergie 25 électrique appropriée 92. Le but de cette bobine d"induction est de créer un champ magnétique à l'intérieur du front de solidification pour provoquer une turbulence suffisante dans le métal fondu à l'endroit de cette zone en vue de contrôler le front de solidification. La turbulence du métal amènera une diffusion dans la masse 30 liquide de sorte qu'il n'y aura pas de formation de dendr.ites ou que cette formation sera limitée à.une croissance que lBon ne peut même pas contrôler . , Un autre système est prévu pour établir une turbulence au front de solidification, ce système comportant un appareil vibrant 35 ultr'asonique .93 destiné à rayonner une' énergie ultrasonique vers le métal fondu 64 se.trouvant dans la zone du front "de solidification. En outre, un appareil vibrant 85 peut être employé dans le même but. COPY 69 22855 14 2012410 Le front de solidification forme une ligne bien définie de changement de température. Cette ligne est représentée par le niveau 65 du métal se trouvant dans l'enceinte et par le passage graduel du moule contenant le métal par ce même niveau vers la 5 zone plus froide se situant dans la chambre 77. Cette opération est généralement menée à une allure très lente. Il se produit un effet de cristallisation et une solidification dans la zone du front de solidification lorsque le dispositif 67 est élevé lentement. Grâce aux dispositifs de la figure 2, l'équilibre thermique 10 est entretenu entre la matière du moule et le métal remplissant la cavité du moule. On remarque une absence totale de turbulence durant le remplissage du moule, ce qui constitue une différence importante par rapport aux procédés courants de coulée, dans lesquels on utilise un déversement de métal fondu. L'absence de con-15 tact avec l'air durant le remplissage du moule et la possibilité d'utiliser des moules à paroi mince n'exigeant pas de résistance \ pour conserver une précision de la configuration désirée constituent également de grands avantages. L'enceinte de métal fondu est dégazée sous vide par la 20 chambre à vide qui est obturée par la liaison à flasque 76 ou bien, si on le désire, grâce à l'introduction de la base de la chambre de manière légère dans le métal fondu, ce que l'on peut obtenir en joignant le corps 75 a=a corps supérieur de l'enceinte 60. .Une vanne 81 relie la source de vide ,comprenant une pompe à 25 vide, à la chambre 77 et une autre vanne 79' peut être utilisée pour relier cette chambre à une source de gaz, tel que de l'argon par exemple.On peut éliminer les gaz nuisibles du métal fondu par l'opération de vide et on peut remplacer le vide par un gaz inerte ou un autre gaz avantageux sans que le métal dégazé n'entre en 30 contact avec l'air durant le cycle de solidification au cours de la production des pièces. La barre de refroidissement 86 peut être constituéed'un alliage à base de cuivre et, lorsque la solidification commence, la barre, le métal qui y est attaché et le moule sont élevés mé-35 caniquement par le dispositif 67. L'élévation du dispositif est de préférence programmé par voie électronique en fonction de la masse et de la configuration de la pièce formée. L'enceinte, le moule et le système à vide sont réglables de manière que, lorsque 69 22855 15 20V241Q le moule est élevé, un contact intime de la partie solidifiée et du métal fondu soit entretenu afin que 'l'atmosphère ambiante ne soit pas rompue, qu'il s'agisse d'un vide ou d'une atmosphère contrôlée. 5 Une caractéristique métallurgique", remarquable du système de restructuration de métaux de la présente invention est constituée par l'existence d'un front de solidification très restreint. Ceci peut Stre décrit comme étant un état à trois phases, tel qu'illustré par 2a-' figure. 3, se développant durant le processus 10 de solidification et consistant en métal fondu à la base, en une croissance ou formation contrôlée de solides en contact intime avec le liquide, et ce à un niveau légèrement inférleur à la surface du métal en fusion, et en un solide formé partiellement au-dessus de la seconde phase. Cette progression assure une distance 15 d'alimentation extrêmement courte sans pratiquement de labyrinthe de dendrites en croissance , à travers lequel le métal fondu circule pour alimenter les dendrites et-pour remplacer la contraction voluraétrique due au retrait normalc Ceci est en contraste direct avec le mode de solidification normalement -rencontré dans 20 les méthodes courantes de coulée, eû une solidification se prêchait dans différentes zones de l'entiëretê de Ia"Gàsesf oc cpi rend difficile l'obtention d'une homogénéité à 100?®. On peut considérer que le titane et L'intention englobe également une variante de réalisation dans laquelle le métal , ayant rempli le moule tel que celui de 30 l'appareil de la figure 2', peut Stre abaissé à l'écart du moule rempli et du métal se trouvant dans celui-ci,et ce par écoulement grâce à un robinet à flotteur en céramique. Le métal liquide se trouvant à l'intérieur du moule peut alors être maintenu liquide en n'utilisant que le champ électrique de la bobine d * induction 35 91. Ceci peut être réalisé en abaissant l'enceinte 60 et le métal 64 jusqu'à un niveau inférieur et en permettant àtt courant créé par la bobine d'induction de maintenir l'état fluide nécessaire pour la solidification contrôlée. L'utilisation de faisceaux de 69 22855 16 2012410 laser peut être envisagée, avec une intensité contrôlée, pour réaliser le contrSle du maintien d'un état liquide du métal se trouvant dans le moule. Les phases de déroulement du procédé de l'invention, lors 5 de l'utilisation de l^appareil illustré par la figure 1, sont résumées par le schéma de la figure 4. Au départ, une quantité de solide qui peut être un alliage par exemple, est placée dans le creuset 13 et est chauffée' (90) jusqu'à une température suffisante appartenant à une gamme générale allant de 38 à 2200°C, 10 grâce à la chaleur engendrée par les gaz brûlés dans la chambre 25. Durant cette phase initiale, le chapeau 18 est enlevé de sorte que la chambre 15 esta l'atmosphère. Durant cette phase de chauffa- (91) . . ge/,le moule est chauffé jusqu'à une température suffisante à moire de 260°C environ de la température de la source de matière fondue, 15 température qui doit Stre compatible avec l'acceptation du métal fondu depuis le creuset. Après chauffage, le chapeau 18 est mis en place pour f.ermer la chambre 15 qui est alors mise sous vide (92) dans la gamme de lOO à 5 microns de mercure grâce à une source de vide 22 à l'intervention d'une vanne 24, de manière qu'un 20 vide suffisant règne autour du moule et du creuset. Si on le désire, un gaz inerte peut être introduit dans la chambre 15. Ensuite, la poignée 35 est mise en rotation de manière que le métal fondu se déverse (93) par le bord 14 du creuset dans l'ouverture 12 du moule afin que cè métal fondu soit transféré dans la cavité de 25 moule 11. Ensuite, le dispositif de commande 43 est mis en fonctionnement pour déplacer l'unité à piston 40 en direction descendante ,cè qui amène le fond du moule à pénétrer dans la chambre de refroidissement 36. Au fur et à mesure que le fond du creuset pénètre dans la chambre 36, il,passe sous les jets de refroidis-30 sement 47 qui réalisent la solidification du métal fondu se trouvant dans la cavité du moule par un œfroidissement ainsi appliqué (94) depuis la température ambiante jusqu'à -50°C par exemple. Le métal solidifié supporte le métal fondu se trouvant au-dessus de lui, jusqu'à ce que du métal fondu additionnel se solidifie 35 au fur et à mesure que le moule descend en passant par les jets de refroidissement. De la sorte, la solidification du métal fondu est contrôlée de manière graduelle tout en permettant à la pesanteur d'alimenter la formation de cristaux à l'intérieur de la ca 69 22855 17 2012410 vite du moule grâce au caractère continuellement disponible du métal fondu se situant au-dessus, de façon à éliminer ainsi des ruptures à l'intérieur de la cavité de moule (cassures à chaud). Finalement , le moule se retrouve totalement dans la chambre de 5 refroidissement 36 où le métal solidifié.se trouvant dans la cavité de moule est admis à durcir par refroidissement (95) jusqu'à la température ambiante par exemple. Lors de l'enlèvement du moule hors de l'appareil, le moule entourant la matière solidifiée peut être aisément rompu de manière à laisser à nu la pièce terminée 10 ayant la forme et l'allure de l'intérieur du moule. En se référant maintenant à la figure 5a, les phases de mise en oeuvre du procédé utilisant l'appareil de la figure 2 y sont résumées .Au départ, un vide (100) est créé ,ce vide étant de l'ordre de 100 à 5 microns de mercure, à l'intérieur de la 15 chambre 77 grâce à là source de vide 78 et à l'intervention de la vanne 81. Ensuite , une quantité de métal est fondue (101) par la chaleur du four et ce dans une gamme de températures de 38° à 2200°C par exemple jusqu'à l'état fondu du métal , et ce dans 1* enceinte 60. Lorsque le métal est ainsi devenu totalement liquide, 20 une surface 65 sera alors établie comme base de la chambre à vide 77. Ensuite, l'ensemble à piston et cylindre 67 portant le moule conformé 66 dans un état préchauffé (102) à moins de 260°C environ de la température du métal fondu est immergé (103) en étant abaissé à travers la chambre 77 dans le métal fondu, ce qui amène ce 25 métal à s'introduire dans la cavité de moule par l'orifice inférieur 71. Lorsque l'ensemble 77 a été totalement abaissé, le métal aura rempli totalement la cavité du moule et ce moule agit comme moyen pour séparer cette cavité de la masse fondue environnante. Après que la cavité a été remplie, le moule est chauffé 30 encore par conduction depuis le métal fondu, de sorte qu'un équilibre thermique s'établit. Si on le désire, le vide peut être remplacé par des gaz inertes, comme l'argon ou l'hélium, de manière à faciliter une transition rapide à l'état solide, à l'endroit de la surface internmédiaire entre le liquide et le solide. 35 Cette phase modifiée est supposée pouvant se situer en 104 sur la figure 5a. Ensuite, le métal fondu voisin du haut de la cavité est soumis à agitation (105) grâce à des appareils ..vibrants ultra--soniques 85, 93 ou bien grâce à la bobine d'induction 91, de 69 22855 18 2012410 sorte que le métal fondu se situant près de la surface 65 est ainsi fortement agité. Tandis que ce métal est ainsi agité, le : refroidissement commencé (106) , par exemple par circulation d'un réfrigérant par le passage 90 ,et l'ensemble 67 est élevé (107) 5 de manière que le moule s'élève graduellement à travers la surface 65 vers la chambre à vide. Le gradient de température entre la chambre relativement refroidie 77- , augmenté " par le caractère froid de la barre de refroidissement 86 qui est refroidie grâce au réfrigérant circulant dans le passage 90 et par un anneau de 10 gicleurs de refroidissement 88 , et ce par rapport au métal fondu chauffé se trouvant dans le creuset, provoque le début, de la solidification du métal fondu se trouvant dans la cavité, au voisinage du niveau 65. Au fur et à mesure que le moule est introduit dans la chambre 11, le métal fondu se trouvant dans-la cavité se 15 solidifie progressivement. La température de la chambre est contrôlée (108) à une température allant de la température ambiante jusqu'à -50°C environ, par exemple par le chauffage par résistance électrique ou les serpentins de réfrigérant 79, pour autant que la température soit maintenue en dessous de celle du métal fondu. 20 Lorsquê le refroidissement est suffisamment rapide, le vide de la chambre 77 peut être interrompu (109) et les parois du moule peuvent être brisées(110). Dès que la solidification a commencé dans le moule, celui-ci est élevé , suivant la masse que l'on moule, à une vitesse qui 25 n'a pas supérieure à l'aptitude du métal solide à former de nouveaux solides et à l'aptitude des nouveaux solides à former à leur tour des solides supplémentaires, et ainsi de suite. Comme, on peut aisément l'observer, les méthodes de capture de la chalaur, par exemple grâce aux fluides froids .en cir-30 culation ou à de l'air ou des gaz froids à travers la barre de refroidissement, ainsi que l'application èl'air froid ou de gaz froids directement sur le moule exposé établissent ainsi les gradients thermiques entre l'état liquide et l'état solide du métal fondu à l'intérieur de la cavité de moule. La chaleur indésira-35 ble rayonnant depuis la masse métallique peut être contrôlée, si c'est nécessaire, en faisant flotter des globules réfractaires de poids léger ou préformés à la surface de la masse métallique. Cette phase finale permet au métal se trouvant dans la cavité 69 22855 19 2012410 principale de se fournir lui-même en métal de complément nécessaire durant la solidification à partir des parties inférieures de la cavité, qui ne font pas partie de la section principale de la cavité et ces portions inférieures prendront à leur tour du 5 métal dans la masse principale âe celui-ci/ car les cristaux du métal en cours de solidification émergent à travers la surface de la masse fondue sous des formes dictées par l'action de subdivision du métal réalisée par les parois du moule, et non pas nécessairement par les récipients à pression couramment utilisés dans 10 la technique antérieure. Pour cette raison, la structure du moule, agissant comme élément de subdivision, peut être assez frêle car la manipulation le permettra, et la fragilité du moule ne constituera pas un problème durant la phase d'élévation et de solidification car le dispositif de soulèvement peut être directement at-15 taché à la plus grande partie de la portion supérieure du métal en cours de solidification. Le moule, ayant atteint son but d'isoler le métal liquide dans une forme prête pour la solidification, celle-ci se réalisant au voisinage de la surface du métal fondu, peut être désagrégé' et rejeté-.. , ou bien il peut rester à la sur-20 face de la forme en cours de refroidissement pour être enlevé par la suite par exemple par voie mécanique. Lorsqu'il faut prévoir un état de vide ou une atmosphère contrôlée avant, durant et après l'enlèvement du moule hors de la masse métallique, par exemple lorsqu'on utilise du titane ou d'au-25 très métaux réactifs, un dispositif simple en forme de chambre, apte à contenir le moule et à résister à la température du métal, peut être disposé de manière à entrer en contact diréct avec la masse métallique. De la sçrte, on entretient un joint à vide positif. Une autre méthode est possible par abaissement d'un cy-30 lindre sous pression dans la masse métallique, déplacement du métal interne jusqu'à ce qu'il puisse s'élever, à un moment voulu, dans et autour du moule préalablement disposé dans le cylindre. En remettant sous pression la chambre avec un gaz inerte, le métal est amené à se retirer à une allure prédéterminée qui satis-35 fera aux exigences cFalimentation du métal en cours de solidification à l'intérieur du moule. Cette méthode assure que tout le métal pénétrant dans le moule soit le métal inférieur ,ceci offrant en outre une seconde méthode pour retirer le moule hors du 69 22855 20 2012410 métal par mise sous pression de celui-ci jusqu'à.un niveam inférieur. Evidemment, on peut utiliser un vide pour attirer I# métal dans la chambre contenant le moule, au fur et à mesure que celle-ci est abaissée dans la masse métallique* La vitesse de descente. S de la masse métallique peut être contrôlée par- diminution du vide en alimentant un gaz inerte. En se' référant maintenant à la figure 5b* on y a résum. les phases de restructuration dè matières non réactives qui cofl'- ~-cent par la fusion (111) du métal d'origine dans la garmae de te?> # Il sera entendu que, suivant une autre forme de mise «?• oeuvre de 18 invention, le moule peut rester dans 1© métal liçui. -environnant et que seule la forme solide restructurée dans ls 30 zone de solidification sera élevé© dans la chatibre plus froide.. Bans ce- cas, la paroi du ea'tîle sera absente et la nécessité de ' ; rompre est ainsi éliminée» Grâce aux procédés appareils ci-dessus, on peut Voit que 'l'on obtient un système nettement amélioré de conformation de 35 métaux dans un moule conducteur de la chaleur dsun@ structure ' hétérogène, cette méthode permettant de grandes économies dans les techniques de conformation des métaux en général, en donnant un produit nettement a&élioré ayant de meilleures caractéristiques BAD 0FUG1NAL 69 22855 21 2012410 structurales que ce n'est actuellement le cas du fait qu'un transfert de chaleur n'est pas réalisé de façon uniforme à l'heure actuelle, en dépendant d'ailleurs de l'utilisation de procédés courants à jets de coulée. Bien que l'on ait décrit et.représenté des formes particulières de mise en oeuvre de l'invention, il sera évident que de nombreuses variantes et modifications peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre du présent brevet. 69 22855 22 201241Q REVENDICATIONS 1. Appareil de restructuration de matières d'un état solide à un état liquide, comprenant un moule présentant une cavité interne destinée à contenir une certaine quantité de matière liquide, des dispositifs de chauffage destinés à maintenir cette ma- 5 tière à l'état liquide, des dispositifs de refroidissement prévus au voisinage des dispositifs de chauffage et destinés à refroidir la matière liquide pour la solidifier, ces dispositifs de refroidissement agissant sur la matière liquide pour y introduire un front de solidification, de sorte que la matière liquide de ce 10 front de solidification se modifie de l'état liquide à l'état solide. 2. L'appareil suivant la revendication 1, dans lequel le front de solidification se déplace de manière continue d'une extrémité à l'autre de la portion de matière liquide contenue-dans 15 la cavité interne du moule, et ce d'une manière progressive. 3. L'appareil suivant la revendication 2, comprenant dès moyens créant une ambiance contrôlée autour du moule et des dispositifs de refroidissement, de sorte que le front de solidification et la matière liquide ne sont*;J: exposés qu'à cette Bmbiaoce 20 contrôlée. 4. L'appareil suivant la revendiçation 3, comprenant un dispositif à déplacement alternatif ,prévu pour déplacer de manière sélective le moule à l'écart des dispositifs de chauffage. 5. L'appareil suivant la revendication 4, dans lequel les 25 moyens créant une ambiance contrôlée comprennent une chambre de refroidissement destinée à recevoir la portion solide susdite après solidification, et comprenant-en outre des moyens pour maintenir l'intérieur de cette chambre à une température plus basse que celle de la matière liquide. 30 6. L'appareil suivant la revendication 4, dans lequel le moule est immergé dans la matière liquide en séparant celle-ci en une portion enfermée et en une masse qui entoure ce moule, et dans lequel les dispositifs de refroidissement comprennent des moyens pouvant copérer de façon sélective avec la portion enfer- 35 mée susdite pour modifier la température à l'endroit de la zone de cpntact en vue d'établir le front de solidification susdit. 7. L'appareil suivant la revendication 1, dans lequel le 69 22855 23 2012410 front de solidification est caractérisé par une portion de liquida soutenant une portion semi-solidifiée voisine'dEune portion solide 8. L'appareil suivant la revendication 6, dans lequel le un moule consiste en/élément créant une subdivision et conformé de 5 manière à présenter des extrémités ouvertes. 9. L'appareil suivant la revendication 5* dans lequel le dispositif à déplacement alternatif est accouplé au moule pour cëplacer ce dernier de manière sélective à une allure prédéterminée à l'écart de la masse de matière liquide entourant ce Etoule. 10 10. Appareil suivant la revendication 7, comprenant des moyens coopérant avec la portion semi-solidifiée. pour engendrer une action d'agitation de celle-ci0 11. L'appareil suivant la revendication Q„ dans lequel la matière liquide présente un niveau supérieur déterminé et des 15 moyens coopérantssont supportés au-dessus de ce niveau pour coopérer de manière sélective avec' la portion solidifiée approximativement à l'endroit de ce niveau supérieurs et dans lequel-les royess coopérants sontzâ 'une température plus basse que la mafeife e fonclue de départ, de sorte que cette matière a à 1°endroit 25 12. L'appareil suivant la revendication 11* dans lequel le dispositif à déplacement alternatif est relié aux moyens coopérants susdits pour déplacer le solide formé à Ieécart du niveau supérieur susdit à une allure prédéterminée de manière que le front': de solidification se déplace progressivement suivant 18eês~ 30 tièreté de la longueur de la portion séparée de la matière fondue de départ. 13.- L'appareil suivant la revendication 1, comprenant des moyens coopérant avec la matière liquide enfermée pour agiter celle-ci. 35 14. L'appareil' suivant la revendication. Il, comprenant un mandrin annulaire entourant les moyens coopérants et présentant une série d'orifices de distribution de réfrigérant, disposés de manière à diriger des courants de réfrigérait: sûr la for 69 22855 2012410 me solide au fur et à mesure que celle-ci quitte le niveau supérieur précité. " •" ' ' ' "15« L'appareil" suivant la c ? dication 6, comprenant des passages formés dans les moyens coej 5 rants pour qu'un réfrigérant puisse parcourir ceux-ci , afin dérégler leur température. 16. L'appareil suivant la revendication 11, comprenant . une enceinte destinée à contenir la matière liquide,, des dispcsi tifs de chauffage entourant cette enceinte en dessous du niveau 10 supérieur précité pour chauffer cette enceinte et la matière li- « guide qui y est contenue, et dans lequel le moula présente une ouverture supérieure et est disposé dans la masse de la matière liquide sensiblement au voisinage du niveau supérieur de celle-ci, les moyens coopérants comprennent une barre de refroidissement 15 disposée au-dessus du niveau supérieur de matière, en alignement avec l'ouverture supérieure du moule et destinée à entrer en contact avec la matière liquide se trouvant dans la cavité à l'endroit* du niveau supérieur de settè Ratière, le dispositif â déplacement alternatif est. prévu psmr'âSglacer la barre de refroidis» 20 aeaent de manière à l'amsner en contact avec la matière liquifie trouvant dans X» cavité *t à ®2i2.ever cette matière après sa solidification , et la barre de refroidissement est d'une teiqpé-rature inférieure à celle de la matière liquide, de sorte qu'une solidification de la ssatiê-ce œe trowant dans la cavité se produ fc 25 lors du contact de la barre de refroidissement avec cette matière. 17. L'appareil suivant la revendication 16, danslequel une liaison est établie entre la barre de refroidissement et la matière solidifiée, de sorte que celle-ci est attachée à cette barre et constitue en outre un moyen d'emprisonnement de chaleur, 30 on plus de la barre de refroidissement, pour réaliser la sclidifi cation de la matière se trouvant au. voisinage de cette barre. 18. L'appareil suivant la revendication 16, dans lequel la front de solidification as'c prévu au niveau supérieur susdit et comprend la matière solidifiée voisine de la barre de refroi- 35 glissement? la matière semi-solidifiée se situant immédiatement en dessous et la matière liquide en dessous de cette matière semi-solidifiée, de sorte que la barre de refroidissement et cette matière solidifiée constituent un moyen d'emprisonnement de chaleur 69 22855 25 2012410 destiné à réaliser une solidification complémentaire en réponse au emplacement de. la ba_rre de refroidissement à l'écart du niveau supérieur susdit. 19. L'appareil suivant la revendication 16, comprenant 5 une chambre à vide supportée par l'enceinte précitée et les dispositifs de chauffage, et dans lequel le niveau supérieur susdit contitue le fond de cette chambre qui est destinée à recevoir la matière solidifiée à la suite du déplacement de la barre de. refroidissement à l'écart de ce niveau supérieur. 10 20. L1appareil suivant la revendication 16, comprenant des moyens pour fixer de manière amovible le moule à la barre de refroidissement. 21. L'appareil suivant la revendication 16, dans lequel le moule est constitué en une matière sensible à la température, 15 pouvant se rompre de manière efficace pour se séparer de la matière solidifiée , au fur et à mesure que celle-ci s'éloigne du niveau supérieur susdit. 22-. LKappareil suivant la revendication 13, dans ' lequel les moyens d'agitation consistent en un appareil vibrant ultra» 20 sonique destiné à transmettre une énergie acoustique à travers la matière liquide. 23. L'appareil suivant la revendication 22, dans lequel l'appareil vibrant est attaché de manière fixe, à la barre de refroidissement. 25 24. L'appareil suivant la revendication 22, dans lequel l'appareil vibrant est attaché de manière fixe aus dispositifs de chauffage. 25. L'appareil suivant la revendication 13, dans lequel les moyens d'agitation comprennent une bobine d'induction entou- 30 rant le moule et destinée à provoquer une agitation thermique de la matière liquide. 26. L'appareil suivant la revendication 1, dans lequel le moule consiste en un corps unitaire comportant une cavité interne à extrémités ouvertes, d'une allure prédéterminée , définie 35 par une paroi latérale continue de ce corps ,celui-ci étant destiné à Être immergé dans la matière liquide de manière que celle-ci s'introduise dans la cavité par au moins une des ouvertures de ce corps. 69 22855 26 2012410 27. L'appareil suivant la revendication 26, dans lequel ce corps présente une paire d'ouvertures disposées suivant les extrémités opposées de ce corps et constituant les ouvertures nécessaires aux extrémités opposées de la cavité interne pour re- 5 cevoir le courant de matière liquide qui doit pénétrer dans la cavité. 28. L'appareil suivant la revendication 26, dans lequel la paroi latérale est constituée"par une matière sensible à la chaleur et destinée à se désagréger lorsqu'elle est soumise à une 10 différence de pression prédéterminée. 29. L'appareil suivant la revendication 26, dans lequel l'épaisseur de la paroi latérale est de l'ordre de 0j025 mm à 13 mm environ. 30. L'appareil suivant la revendication 5, comprenant un* 15 chambre de chauffage disposée au voisinage de la chambre de refrai- dissement, le dispositif à déplacement alternatif étant disposé à la fois dans la chambre de refroidissement et dans la chaotbre de chauffage pour se déplacer de cette dernière dans la première* le moule supporté par le dispositif à déplacement alternatif dans 20 la chambre de chauffage étant destiné à.être introduit dans lai » chambre de refroidissement à la suite du mouvement de ce dispositif à déplacement alternatif, le moule étant destiné à contenir une quantité de matière liquide dans sa cavité interne, .de sorte que cette matière liquide se solidifie progressivement-suivant la 25 longueur du moule, d'une extrémité de celui-ci jusqu'à son extrémité opposée, au fur et à mesure que ce moule se déplace à travers la chambre de œfroidissement. 31. L'appareil suivant la revendication 30, comprenant: un dispositif de refroidissement annulaire entourant le dispositif 30 â déplacement alternatif et destiné à diriger les courants de réfrigérant contre le moule au fur et à mesure que celui-ci pénètre dans la chambre de refroidissement. 32. L'appareil suivant la revendication 30, comprenant un dispositif assurant le vide , accouplé à la chambre de chauffa- 35 ge pour créer une atribiance contrôlée dans cette dernière. 33. L'appareil suivant la revendication 30, dans lequel le dispositif à déplacement alternatif comprend une plate-forme constituant une paroi commune entre la chambre de chauffage et la BAD ORIGINAL 69 22855 27 2012410 chambre de refroidissement, en vue «Se supporter le eoule. '' 34. L'appareil suivant la revendiestion 30, comprenait un creuset monté à rotation dans la chambre de chauffage elzâes-tiné à permettre la coulée de la matière liquide dans la cavité 5 interne du moule. 35. L'appareil suivant la revendication 31,dans lequel le front de solidification est voisin de 18entrée de la chambre de re- j froidissement où la matière liquide est restructurée d'un état liquide à un état solide. 10 36; L'appareil suivant la revendication ls dan^lequel la matière liquide est un métal chauffé à un état fondu* 37. Un procédé de restructuration d© matières d*un état liquide à un état solide, comprenant la fusion de la ©.atière de départ pour l'amener à l'état fondu , le maintien âsMae portion ûq 15 cette matière fondue dans un moule, et la réduction de la teiapêsaw ture de cette matière fondue se trouvant dans 1ê saoïale à une extrémité choisie de celui-ci pour établis: ssa froat de solidifisa^ tion efficace pour modifier l'état de cette matière £©sâue sêpaeâe^ de l'état liquide à l*état solide. 20 38. Le procédé suivant la EeveaâieatiôEi 37s cosprenasat la phase d'enlèvement de la matière solaprès la phase susâi'ëe de réduction de température,hers termédiaire entre la matière solide et la matière £©sstae pour px-25 duire de la matière solide additionnelle a» far et â-assure qœs la matière précédemment solidifiée est retirée. 39. Le procédé suivant la revendication 38s «Sans lequel la phase de séparation comprend 115 entretien d8îm échange theroique mutuel entre la portion séparée de la matière fossta© et la matière 30 fondue environnante. 40. Le procédé suivant la revendication 38, danslequel la phase de réduction de la température comprend l'agitation de la matière fondue à la surface intermédiaire. 41. Le procédé suivant la revendication 38ff dans lequel 35 la phase de réduction comprend en outre l'entretien ci8une anjbisaos contrôlée autour de la matière solide et de la surface de la matière fondue. 42. Le procédé suivant la revendication 33, dans lequel 69 2285â 28 2012410 la matière fondue présente un niveau supérieur déterminé , ce pro cédé comprenant l'immersion d'un moule présentant une cavité in-térne à extrémités ouvertes dans la matière fondue, de sort© q«' une portion de celle-ci pénètre dans la cavité du moule et l'occu 5 pe , et l'introduction d'un dispositif d'emprisonnement de chale; à travers l'ouverture du moule la plus voisine du niveau supériei pour 1'amener en contact'avec la matière fondue occupant la cavité, afin d'établir le front de solidification précité à la surfar intermédiaire de contact pour abaisser la température de la mati 43. Le procédé suivant la revendication 42, comprenant, après la phase d'introduction du dispositif d * empr isonneaent de chaleur dans la matière fondue, la phase d'enlèvement de la mati 15 re solide se trouvant au-dessus du niveau supérieur au fur et à sure que cette matière solide se forme ,cette formation se faisc au départ sur le dispositif d'emprisonnement de chaleur et ensui sur la matière solide elle-mfittie, An fur et à mesure que celle-c est retirée de manière continue hors de la matière fondue* 20 44. Le procédé suivant la revendication 43,. dans leque la phase d'enlèvement comprend le déplacement de la for** «oliç; au-dessus du niveau supérieur susdit à une allure prédéterminée de manière que le front de solidification s'avance progressivement tout au long de la natière fondus se trouvant dans la cavi e 25 interne du moule. 45. Le procédé suivant la revendication 43, dans leqai la phase d'introduction comprend l'agitation de la matière fôm c à la surface intermédiaire. 46. Le procédé suivant la revendication 37, comprenait 30 la phase de préchauffage du moule avant qu'il ne reçoive la ma. 4 • tière fondue. 47. Le procédé suivant la revendication 37, conprenan , après la phase de réduction de la température, la phase de refioi-dissement supplémentaire pour le durcissement de la matière sol ic'e. 35 48. Le procédé suivant la revendication 37, dans leque JL la phase de mise en place d'une portion de matière fondue dans ar. moule consiste en une phase de coulée dçfcette matière fondue. 49. Le procédé suivant l'a revendication 46, comprenant BAD OWGINAL 69 22855 29 2012410 après la phase de chauffage du moule, la phase d'établissement d'un vide tout autour du moule chauffé. 50. Le procédé suivant la revendication 42, comprenant, après la phase de remplissage du moule par immersion, la phase 5 d'établissement d'un vide au niveau supérieur de la matière fondue. 51. Le procédé suivant la revendication 37, comprenant la phase de suppression du vide dans la chambre après la phase de réduction de température. • ' - 52. Le procédé suivant la revendication 36, comprenant une 10 phase finale de séparation du moule par rapport à la matière solidifiée, pour laisser ainsi cette dernière à nu.