INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une 2 ème voie de recyclage est une voie dite « indirecte » ou « longue » au cours de laquelle les éléments chimiques constitutifs des aimants récupérés (par exemple d’appareils hors d’usage) sont séparés sous la forme d’oxydes, grâce à des traitements de pyrométallurgie ou d’hydrométallurgie. Ces oxydes ainsi obtenus sont réintroduits en amont de la fabrication de nouveaux aimants en tant que matières premières dans la synthèse des métaux, puis des alliages précurseurs.
Une 3 ème voie de recyclage connue est la voie dite « poudre » au cours de laquelle les aimants récupérés (par exemple d’appareils hors d’usage) sont réduits sous la forme de poudres. Ces poudres sont ensuite diluées dans des polymères pour fabriquer des aimants liés ou bien elles sont densifiées par des traitements thermiques pour obtenir des aimants frittés.
L’installation 50 comprend en outre un pousseur 103 configuré pour presser la matrice supérieure 102 sur la matrice inférieure 100. Le pousseur 103 est amovible. Dans l’exemple représenté, le pousseur 103 se présente sous la forme d’un bloc solide, configuré pour prendre appui sur la matrice supérieure 102 de sorte à la pousser contre la matrice inférieure 100. Le pressage de la matrice supérieure 102 contre la matrice inférieure 100 a pour effet de déformer la pièce mi-ouvrée 16 disposée dans le logement 55 de sorte que la pièce mi-ouvrée 16 est en partie mise en forme dans le logement 55 au niveau des parties de la pièce mi-ouvrée 16 qui ne seront pas mises en forme ultérieurement. Ce conformage résulte en un coincement de la pièce mi-ouvrée dans le logement 55, empêchant notamment le mouvement relatif de la tige 15 de la pièce mi-ouvrée 16 par rapport au logement 55.
L’installation 50 comprend en outre un système de verrouillage 111 de la matrice supérieure 102 sur la matrice inférieure 100, représenté notamment sur la . A titre d’exemple, le système de verrouillage 111 comprend une pluralité d’orifices de verrouillage 120, 121 prévus respectivement dans la matrice supérieure 102 et dans la matrice inférieure 100, et plus particulièrement dans des appendices des matrices supérieure 102 et inférieure 100, et une tige de verrouillage 122. En configuration fermée de la matrice 53 après conformage, les orifices de verrouillage 120, 121 sont coaxiaux et la tige de verrouillage 122 est prévue pour s’étendre à travers les orifices de verrouillage 120, 121 de sorte à verrouiller la matrice supérieure 102 sur la matrice inférieure 100. Le verrouillage de la matrice supérieure 102 sur la matrice inférieure 100 empêche notamment le déplacement relatif de la tige 15 de la pièce mi-ouvrée 16 par rapport au logement 55.
Le dispositif 52 est configuré pour réaliser la deuxième partie de section accrue 14 du demi-produit 11 par forgeage à chaud d’une partie correspondante de la tige 15 de la pièce mi-ouvrée 16 reçue dans le logement 55. Ledit forgeage à chaud est notamment un refoulement, en particulier sur aiguille, un matriçage, un repoussage ou un filage inverse. De préférence, ledit forgeage à chaud est un refoulement ou un matriçage, plus particulièrement un refoulement.
A cet effet, le dispositif 52 comprend au moins un poinçon de mise en forme 60, reçu dans le logement 55, et configuré pour se déplacer en translation à l’intérieur du logement 55, et notamment pour coulisser à l’intérieur du logement 55, selon une direction de déplacement G, représentée sur la , sur une course maximale de déplacement. La direction de déplacement G du poinçon de mise en forme correspond à la direction de l’axe longitudinal B du logement 55. Le déplacement du poinçon de mise en forme 60 dans le logement 55 est configuré pour engendrer un écrasement, et donc une mise en forme par refoulement, par repoussage, par matriçage ou par filage inverse d’une partie de la tige 15 de la pièce mi-ouvrée 16 pour former notamment la deuxième partie de section accrue 14.
Plus particulièrement, le poinçon de mise en forme 60 est configuré pour se déplacer en translation selon la direction de l’axe longitudinal B depuis une position de repos, représentée sur les Figures 9 à 11, jusqu’à une position de fin de mise en forme, dans laquelle il a réalisé la mise en forme de la pièce mi-ouvrée 16 pour former la deuxième partie de section accrue 14. En particulier, le poinçon de mise en forme 60 s’est alors déplacé sur la course maximale de déplacement entre la position de repos et la position de fin de mise en forme.
Dans la position de repos, le poinçon de mise en forme 60 n’exerce pas de force sur la pièce mi-ouvrée 16. Dans l’exemple représenté, le poinçon de mise en forme 60 n’est pas en contact avec la pièce mi-ouvrée 16 dans la position de repos.
Le logement 55 comprend, à son extrémité longitudinale située du côté de la deuxième partie de section accrue 59, une ouverture 61 permettant l’insertion du poinçon de mise en forme 60 dans le logement 55.
La forme du poinçon de mise en forme 60 est choisie en fonction de la mise en forme à réaliser, et en particulier de la forme de la partie de section accrue 14 du demi-produit 11 à réaliser, et du type de forgeage à chaud à réaliser.
Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, le poinçon de mise en forme 60 est formé par une tige 62. La tige 62 présente en particulier une section transversale constante. Elle présente par exemple une forme complémentaire de celle de la partie du logement 55 dans laquelle elle est insérée, moyennent les jeux nécessaires à son déplacement dans le logement 55.
Cependant, toute autre forme de poinçon de mise en forme 60 peut être utilisée, en fonction de la forme de la partie de section accrue du demi-produit 11 et du type de forgeage à chaud à réaliser.
Plus particulièrement, la représente schématiquement un mode de réalisation du forgeage à chaud d’une partie de section accrue 14 à partir d’une pièce mi-ouvrée 16 comprenant une extrémité creuse, ledit forgeage à chaud étant réalisé par repoussage à l’aide d’un poinçon de mise en forme 60 qui vient déplacer radialement la matière perpendiculairement à l’axe B du logement 55 de la matrice 53. Plus particulièrement, le poinçon de mise en forme 60 présente une dimension transversale maximale Dp plus petite que la dimension transversale maximale Dlog de l’extrémité du logement 55 de la matrice 53 si bien que la mise en forme n’est pas opérée en cavité fermée.
La représente schématiquement une variante du mode de réalisation de la dans laquelle le poinçon de mise en forme 60 est une aiguille.
La représente schématiquement un mode de réalisation de mise en forme par forgeage à chaud d’une partie de section accrue 14 à partir d’une pièce mi-ouvrée 16 comprenant une extrémité creuse par matriçage à l’aide d’un poinçon de mise en forme 60 qui vient déplacer radialement la matière perpendiculairement à l’axe Z et mettre en forme à la géométrie de la cavité de l’extrémité du logement 53. Le poinçon de mise en forme 60 vient s’emboiter dans l’extrémité du logement 53 de sorte que ledit matriçage est réalisé en cavité fermée.
La représente schématiquement un mode de réalisation de mise en forme par forgeage à chaud d’une partie de section accrue 14 à partir d’une pièce mi-ouvrée pleine 16 par filage inverse à l’aide d’un poinçon de mise en forme 60 qui vient déplacer la matière le long de l’axe B dans la direction opposée à la direction du poinçon.
La représente schématiquement un mode de réalisation de mise en forme par forgeage à chaud à chaud d’une partie de section accrue 14 à partir d’une pièce mi-ouvrée pleine 16 par refoulement à l’aide d’un poinçon de mise en forme 60 qui présente une extrémité plate et vient écraser la matière et augmenter localement la section déformée.
La représente schématiquement une variante du mode de réalisation de mise en forme par forgeage à chaud par refoulement présentée à la en vue de former une partie de section accrue 14 à partir d’une pièce mi-ouvrée 16 comprenant un mandrin perdu 17.
Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, le dispositif 52 de réalisation de la deuxième partie de section accrue 14 comprend en outre un organe d’actionnement 70 déplaçable en translation par rapport au logement 55 selon une direction de translation F, représentée sur la , perpendiculaire à l’axe longitudinal B du logement 55 d’une position de repos jusqu’à une position de fin de mise en forme. Plus particulièrement, l’organe d’actionnement 70 est déplaçable en translation selon une direction verticale vers le bas depuis sa position de repos jusqu’à sa position de fin de mise en forme.
L’organe d’actionnement 70 est configuré de telle sorte que le déplacement de l’organe d’actionnement 70 de sa position de repos jusqu’à sa position de fin de mise en forme engendre le déplacement du poinçon de mise en forme 60 de sa position de repos jusqu’à sa position de fin de mise en forme à l’intérieur du logement 55.
A titre d’exemple, l’organe d’actionnement 70 présente une forme allongée selon un axe principal C perpendiculaire à l’axe longitudinal B du logement 55, et notamment sensiblement vertical, et définit un tronçon d’extrémité 82. L’axe principal C s’étend selon la direction de translation F de l’organe d’actionnement 70. Dans l’exemple représenté, le tronçon d’extrémité 82 comprend l’extrémité inférieure de l’organe d’actionnement 70.
A titre d’exemple, l’installation 50 comprend un orifice de réception 72 de l’organe d’actionnement 70, configuré pour recevoir le tronçon d’extrémité 82 de l’organe d’actionnement 70 lorsque celui-ci se déplace jusqu’à sa position de fin de mise en forme. Dans l’exemple représenté, l’orifice de réception 72 de l’organe d’actionnement 70 est formé dans la matrice 53, plus particulièrement dans la matrice inférieure 100, et s’étend optionnellement jusque dans la table de support 113. Une extrémité longitudinale du poinçon de mise en forme 60 s’étend dans l’orifice de réception 72.
Plus particulièrement, le dispositif 52 comprend un mécanisme de renvoi d’angle 75, configuré pour transformer le mouvement de translation de l’organe d’actionnement 70 selon la direction de translation F en une translation du poinçon de mise en forme 60 selon la direction de déplacement G, perpendiculaire à la direction de translation F.
Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, le mécanisme de renvoi d’angle 75 comprend une surface de came 77 formée sur l’organe d’actionnement 70 et une surface de suiveur de came 79 formée sur le poinçon de mise en forme 60. Les surfaces de came 77 et de suiveur de came 79 sont configurées de telle sorte que le déplacement en translation de l’organe d’actionnement 70 de sa position de repos jusqu’à sa position de fin de mise en forme engendre un contact glissant de la surface de came 77 avec la surface de suiveur de came 79 et une translation du poinçon de mise en forme 60 de sa position de repos jusqu’à sa position de fin de mise en forme.
L’organe d’actionnement 70 se présente en particulier sous la forme d’une broche lamée.
Dans l’exemple représenté, la surface de suiveur de came 79 est formée au niveau d’une extrémité du poinçon de mise en forme 60.
Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, la surface de came 77 est formée par une surface latérale inclinée de l’organe d’actionnement 70, cette surface formant un angle α avec l’axe principal C de l’organe d’actionnement 70. La surface inclinée est plus particulièrement une surface plane.
L’angle α de la surface de came 77 avec l’axe principal C de l’organe d’actionnement 70 et la course de l’organe d’actionnement 70 sont choisis de sorte à régler la course maximale du poinçon de mise en forme 60 à la valeur nécessaire pour assurer une mise en forme complète dans la deuxième partie de section accrue 59 du logement 55 et ainsi obtenir la géométrie désirée pour la deuxième partie de section accrue 14 du demi-produit 11. L’angle α est par exemple compris entre 5° à 20°.
La surface de came 77 et la surface de suiveur de came 79 sont configurées de telle sorte que le déplacement en translation de l’organe d’actionnement 70 de sa position de repos jusqu’à sa position de fin de mise en forme pousse le poinçon de mise en forme 60 en direction de la deuxième partie 59 du logement 55 selon la direction de déplacement G.
En variante, tout autre type de mécanisme de renvoi d’angle adapté peut être utilisé en alternative au mécanisme décrit en regard des Figures 9 à 11.
Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, le dispositif 52 comprend en outre un organe de rappel élastique 85 configuré pour rappeler le poinçon de mise en forme 60 en direction de sa position de repos lorsque l’organe d’actionnement 70 se déplace de sa position de fin de mise en forme jusqu’à sa position de repos. A titre d’exemple, l’organe de rappel élastique 85 comprend un ressort, disposé autour du poinçon de mise en forme 60 et solidaire d’une part du poinçon de mise en forme 60 et d’autre part du logement 55.
Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, l’installation 50 comprend en outre un support 90, sur lequel est fixé l’organe d’actionnement 70. Dans cet exemple, le support 90 est disposé au-dessus du logement 55. L’organe d’actionnement 70 est fixé à une extrémité longitudinale 92 du support 90 par tout moyen adapté, et notamment par boulonnage ou frettage.
Le dispositif 50 est apte à être utilisé comme outillage de presse à forger hydraulique ou à vilebrequin. Le mouvement de la presse permet de produire le mouvement vertical descendant du support 90 et de l’organe d’actionnement 70 qui conduit à la mise en forme pour réaliser la deuxième partie de section accrue 14 du demi-produit 11.
La réalisation de la deuxième partie de section accrue 14 du demi-produit 11 par forgeage à chaud permet d’obtenir un demi-produit 11 tel que décrit plus haut.
Comme indiqué plus haut, l’installation 50 comprend également un dispositif d’étirement à chaud 54 configuré pour redresser à chaud le demi-produit 11 reçu dans le logement 55 et obtenu à l’issue de l’étape de réalisation de la deuxième partie de section accrue 14.
Le dispositif d’étirement à chaud 54 comprend au moins un poinçon d’étirement 95, visible plus particulièrement sur la . Préférentiellement, afin d’assurer un bon équilibre mécanique, le dispositif d’étirement à chaud 54 comprend au moins deux poinçons d’étirement 95. Le ou chaque poinçon d’étirement 95 est déplaçable en translation par rapport au logement 55 selon une direction de déplacement H d’une position de repos jusqu’à une position de fin d’étirement, le déplacement du ou de chaque poinçon d’étirement 95 de sa position de repos jusqu’à sa position de fin d’étirement engendrant l’étirement à chaud du demi-produit 11 pour obtenir la pièce intermédiaire 1. La direction de déplacement H est perpendiculaire à l’axe longitudinal B du logement 55, et notamment verticale. Elle est parallèle à la direction de translation F de l’organe d’actionnement 70.
Dans l’exemple représenté, le dispositif d’étirement 54 comprend deux poinçons d’étirement 95 disposés parallèlement l’un à l’autre et de part et d’autre du logement 55, seul l’un de ces poinçons 95 étant visible sur la .
Le ou chaque poinçon d’étirement 95 présente une forme allongée selon un axe longitudinal E perpendiculaire à l’axe longitudinal B du logement 55, et en particulier parallèle à l’axe longitudinal C de l’organe d’actionnement 70, et comprend un tronçon d’extrémité 116. Dans l’exemple représenté sur les Figures, l’axe longitudinal E est vertical.
La matrice 53 comprend une partie fixe et une partie mobile, la partie mobile étant déplaçable en translation par rapport à la partie fixe selon la direction de l’axe longitudinal B entre une position rapprochée, dans laquelle la partie mobile est en contact avec la partie fixe et une position écartée, dans laquelle la partie mobile est distante de la partie fixe d’une distance d’allongement. La distance d’allongement est choisie en fonction du degré d’étirement souhaité.
Plus particulièrement, dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, la partie fixe comprend une partie fixe inférieure 104 comprise dans la matrice inférieure 100 et une partie fixe supérieure 106 comprise dans la matrice supérieure 102 et la partie mobile comprend une partie mobile inférieure 108 comprise dans la matrice inférieure 100 et une partie mobile supérieure 110 comprise dans la matrice supérieure 102.
Les parties mobiles inférieure 108 et supérieure 110 sont solidarisées entre elles en translation selon la direction de l’axe longitudinal B. A cet effet, les parties mobiles inférieure 108 et supérieure 110 comprennent par exemple des reliefs de verrouillage complémentaires, formés notamment dans leurs surfaces en regard.
Avantageusement, les parties fixe inférieure 104 et supérieure 106 comprennent également des reliefs de verrouillage complémentaires, formés notamment dans leurs surfaces en regard, permettant d’améliorer leur solidarisation dans la direction de l’axe longitudinal B du logement 55.
En option, l’installation 50 comprend des verrous, configurés pour verrouiller la partie mobile de la matrice 53 par rapport à la partie fixe de la matrice 53.
L’installation 50 comprend par exemple un dispositif de guidage 112 configuré pour guider le déplacement en translation de la partie mobile de la matrice 53 par rapport à la partie fixe de la matrice 53. Ce dispositif de guidage 112 comprend par exemple un rail 114 prévu sur la table de support 113 et un organe de guidage en translation (non représenté), destiné à coulisser dans le rail 114 et formé sur la partie mobile de la matrice 53. L’organe de guidage présente une forme complémentaire de la forme du rail de guidage 114. A titre d’exemple, l’organe de guidage a la forme d’une queue d’aronde.
Comme cela est visible sur la , la matrice supérieure 102 comprend, pour chaque poinçon d’étirement 95, un logement de réception 115 du poinçon d’étirement 95, de forme complémentaire à celle du tronçon d’extrémité 116 du poinçon d’étirement 95. Le logement de réception 115 du poinçon d’étirement 95 est configuré pour recevoir le tronçon d’extrémité 116 du poinçon d’étirement 95 lorsque celui-ci se déplace de sa position de repos jusqu’à sa position de fin d’étirement.
Dans l’exemple représenté, chaque logement de réception 115 est formé à l’interface entre les parties fixe et mobile de la matrice 53 et est délimité en partie par la partie mobile et en partie par la partie fixe de la matrice 53.
A titre d’exemple, et comme illustré sur la , les logements de réception 115 sont disposés de part et d’autre du logement 55 selon une direction perpendiculaire à la direction d’allongement B du logement 55.
Le dispositif d’étirement 54 est configuré de sorte que l’insertion du poinçon d’étirement 95 dans le logement de réception 115 correspondant lors du déplacement du poinçon d’étirement 95 de sa position de repos jusqu’à sa position de fin d’étirement engendre un déplacement en translation de la partie mobile de la matrice 53 selon une direction parallèle à l’axe longitudinal B du logement 55 à l’écart de la partie fixe de la matrice 53 d’une distance égale à la distance d’allongement.
Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, ce déplacement est obtenu par effet de came, le ou chaque poinçon d’étirement 95 comprenant une surface de came 117 dans son tronçon inférieur 116 et le ou chaque logement de réception 115 délimitant intérieurement une surface de suiveur de came 119. Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, la surface de came 117 est formée par une surface latérale inclinée du poinçon d’étirement 95, cette surface formant un angle β avec l’axe longitudinal E du poinçon d’étirement 95. La surface inclinée est plus particulièrement une surface plane. L’angle β de la surface de came 117 avec l’axe longitudinal E du poinçon d’étirement 95 et la course du poinçon d’étirement 95 sont choisis de sorte à régler la course maximale de la partie mobile de la matrice 53 par rapport à la partie fixe à la valeur nécessaire pour assurer le redressement souhaité du demi-produit 11.
Dans cet exemple, la surface de suiveur de came 119 est formée par une surface intérieure du logement de réception 115 présentant une forme complémentaire de celle d’une partie de la surface de came 117.
Le procédé selon l’invention est avantageux. En effet, grâce à la réalisation de la deuxième partie de section accrue 14 du demi-produit 11 par forgeage à chaud suivie d’un étirement pour redresser le demi-produit 11 et obtenir la pièce intermédiaire 1, il est possible de réaliser la partie centrale 3 de la pièce intermédiaire 1 par forgeage à chaud directement à des dimensions extérieures au plus près des cotes dans la pièce finale. En particulier, dans le cas d’une partie centrale à section circulaire constante, il est possible de réaliser la partie centrale 3 de la pièce intermédiaire 1 par forgeage à chaud directement à un diamètre extérieur très proche de son diamètre extérieur dans la pièce finale. Ceci permet d’éviter les pertes matière associées à son usinage générées lors de la mise en œuvre des procédés connus décrits dans l’introduction, et ainsi de réduire les coûts associés à la fabrication de la pièce. Cet effet est particulièrement avantageux dans le cas d’alliages nobles, c’est-à-dire qui incluent des éléments d’alliage coûteux à des teneurs relativement importantes, tels que les aciers à haute propriété mécanique dont les aciers maraging, les superalliages et les alliages de titane. En effet, dans ce cas, l’effet de la réduction des pertes matière sur le coût de revient de la pièce est particulièrement marqué. L’étape d’étirement permet de redresser la pièce intermédiaire 1 après la réalisation de la deuxième partie de section accrue 14. En effet, lorsque les dimensions extérieures de la partie centrale 3 de la pièce intermédiaire 1 sont très proches des dimensions extérieures dans la pièce finale, l’ébauche 6 ou la tige 15 de la pièce mi-ouvrée 16 présente des sections transversales d’aires relativement faibles et la réalisation de la deuxième partie de section accrue 14 risque ainsi d’engendrer un défaut de rectitude dans la partie centrale 12 du demi-produit 11, qui est corrigé grâce à l’étape d’étirement à chaud.
Les Figures 9 à 11 représentent un exemple d’installation 50 de fabrication par forgeage d’une pièce intermédiaire 1 telle que décrite ci-dessus selon un premier mode de réalisation.
Cette installation 50 est destinée à être utilisée pour la mise en œuvre du procédé de fabrication décrit ci-dessus. Cette installation permet plus particulièrement la mise en œuvre de la sous-étape de réalisation de la deuxième partie de section accrue 14 du demi-produit 11 par forgeage à chaud et de l’étape d’étirement à chaud de la pièce mi-ouvrée 11 pour obtenir la pièce intermédiaire 1.
L’installation 50 de fabrication par forgeage d’une pièce intermédiaire 1 telle que décrite plus haut comprend :
un logement 55 définissant un axe longitudinal B destiné à recevoir l’ébauche allongée 6 ou la pièce mi-ouvrée 16 telles que décrites plus haut; un dispositif de mise en forme 51 de l’ébauche 6 ou de la pièce mi-ouvrée 16 reçue dans le logement 55 de manière à former le demi-produit 11 tel que décrit plus haut, le dispositif de mise en forme 51 comprenant un dispositif de réalisation 52, par forgeage à chaud, d’au moins la deuxième partie de section accrue 14 du demi-produit 11 ; et un dispositif 54 d’étirement à chaud configuré pour redresser à chaud le demi-produit 11 de manière à former la pièce intermédiaire 1.
L’installation 50 comprend une matrice 53 comprenant une matrice inférieure 100 et une matrice supérieure 102 et une table de support 113. La matrice inférieure 100 est fixée de manière amovible sur la table de support 113. Le logement 55 est plus particulièrement formé dans la matrice 53 en étant délimité par les matrices inférieure 100 et supérieure 102. Le déplacement relatif de la matrice supérieure 102 par rapport à la matrice inférieure 100 permet d’ouvrir le logement 55 sur toute sa longueur, en particulier pour l’introduction de la pièce à mettre en forme.
Dans l’exemple représenté sur les Figures 9 à 11, l’axe longitudinal B s’étend horizontalement. Dans cet exemple, la matrice inférieure 100 et la matrice supérieure 102 s’étendent chacune horizontalement.