Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
{J}1015202530CA 02265231 1999-03-09La présente invention concerne un nouveau procédéde realisation de pieces de fonderie en alliagedâaluminium, ainsi quâune installation pour la mise enmuvre de ce procédé.Le développement actuel de lâaluminium dans ledomaine automobile rend nécessaire la mise au point denouveaux procédés, a la fois adaptés a la necessité deminimiser les couts de production, adaptés a la grandesérie (typiquement plusieurs centaines de milliers depieces par an et par type de produit), et adaptés enfin ala réalisation de pieces de qualité optimale et degeometries de plus en plus complexes notamment sous lacontrainte des réglementations antipollution conduisant arechercher l'allégementsystématique, la compacitémaximale, la performance optimale et lâintégration defonctions.La qualité de ces pieces porte tant sur les aspectsmétallurgiques (a savoir la recherche des propriétés lesplus élevées par une microstructure de fonderie la plusfine et la saineplus possible dans les zonessollicitées) que sur les aspects dimensionnels (enparticulier la précision dimensionnelle maximale detoutes les geometries de la piece qui sont critiques pourles performances du véhicule.Il existe certes un certain nombre deprocédésdisponibles pour la réalisation de pieces automobiles.Mais aucun deces procédés neensemble deparait presenteraujourdâhui un caractéristiques quisatisfasse pleinement lâensemble des exigences précitées.Lesprocédés de fonderie en moules métalliques,essentiellement le procédé par gravité et le procédé parbasse ression sont certes économi uement erformants etPL7110152O2530CA 02265231 1999-03-09délivrent un haut niveau de qualitéIlsmétallurgique etdimensionnelle. sont cependant inadaptés a laréalisation de pieces de formes complexes.Ainsi les formes intérieures sont dans ce casréalisées par des noyaux de sable chimiquement lié, etces procédés ne sont bien adaptés que sâil est possibledâinsérer lâensemble de ces noyaux rapidement apreslâouverture du moule et lâextraction de la pieceprécédente. Ceci impose que les sequences depositionnement sur le moule restent relativement simples,et sâavere donc incompatible avec certains cas de figure,par exemple pour des blocs-moteurs ou des culasses, ou ilfaut positionner jusquâa douze noyaux ou plus selon destrajectoires duréeassezcomplexes et donc enuneexcessivement longue.Il existe également des procédés dits de « sandpackage »,CASTINGSInotamment le procédé développé par COSWORTHété développésobjectifs indiqués plus haut.qui ont pour répondre auxCependant ces procédés sonttrés coï¬teux car ils doivent mettre en muvre une quantitéimportante de sable chimiquement lié.En outre, dans lecas du procédé COSWORTH, la nécessité dâutiliser un sablespécial de type zircon en lieu et place de la silicehabituellement utilisée en fonderie contribue également ades couts dâexploitation trés élevés. Par ailleurs, cesprocédés ne permettent pas dâobtenir la qualitémétallurgique qui peut étre obtenue avec lâutilisation deélémentsmoules comportant desmétalliques permettantd'accroitre au maximum la vitesse de solidification delâalliage dâaluminium dans les zones les plus critiques.Il existe également un procédé dit de « lost foam »qui répond bien aux contraintes de complexité géométrique10152030CA 02265231 1999-03-09et de production en grande série. En revanche, le niveaude qualité métallurgique obtenu est tres inférieur auxstandards actuels de la fonderie en moule métallique (pargravité ou basse pression), de sorte que ce procédé nepeut actuellement étre envisage pour certainesapplications trés sollicitées.La présente invention vise a pallier leslimitations de lâétat de la technique et a proposer unprocédé de fonderie qui permette de mieux répondre auxbesoins du marché et en particulier du marché automobile,tout en restant de mise en muvre économique.Un autre objet de la présente invention est deproposer un procédé de fonderie utilisant au moins enpartie substantielle du sable a prise physique, ou sablea vert, ne posant pas les problémes particuliers derecyclage et d'environnement rencontrés avec les sables aprise chimique.Ainsi l'invention propose selon un premier aspectun procédé de moulage dâune piece en alliage léger telquâun alliage dâaluminium, caractérisé en ce quâilcomprend les étapes successives consistant aâ préparer un moule avec empreinte en sable a prisephysique,- incorporer au moule unmoyen dâobturationdéplacable au voisinage d'un conduit d'alimentation dumoule,- placer le moule de telle sorte que son conduito'alimentation se trouve en partie inférieure,- connecter le conduit d'alimentation du moule a untube d'alimentation en alliage en fusion mis en pression,- effectuer le du moule avecremplissage leditalliage,a1015202530CA 02265231 1999-03-09- avant toute solidification substantielle de lapiéce, déplacer le nmyen d'obturation pour obturer leconduit d'alimentation, puis retourner le moule a environ180° pour assurer une solidification en mode gravité.Des aspects préférés, mais non limitatifs, duprocédé selon lâinvention sont les suivantsâ il est prévu en outre, entre les étapes deremplissage et de solidification,de laditeune étape dâobturationrégion inférieure du moule suivie dâuneséparation entre un tube dâalimentation en alliage enfusion et le moule.â lâétape dâobturation est achevée moins de dixsecondes environ aprés la fin de lâétape de remplissage.- lâétape de retournement est achevée au plus tard25 secondes, de préférence 15 secondes, aprés la fin del'obturation.â lâétape de retournement est achevée au plus tard15 secondes , de preference 5 secondes, aprés la fin del'obturation.- lâon utilise un moule en sable siliceux dâunegranulométrie au moins égale a 40 AFS, de préférence aumoins égale a 55 AFS ou encore 80 AFS pour l'obtentiondâétats de surface excellents.â on utilise un moulelâétape dea deux demiâchassis, etpreparation du moule comprend les phasesconsistant a mouler deux demiâempreintes dans les deuxdemiâchassis, a positionner des noyaux de nmulage dansles deux demiâchassis disposes avec leur demi-empreintesur le dessus, et a assembler les deux demi-chassis.â lâétape dâassemblage des deux demi-chassisaboutit a un moule en position généralement horizontale,et le procédé comprend en outre lâétape consistant a(J11015202530CA 02265231 1999-03-09faire basculer le moule jusqu'a une position deremplissage généralement verticale.â les noyaux sont realises en sable a prisechimique.- les noyaux sont realises en sable siliceux dâunegranulométrie au moins égale a 40 AFS.â il est prévu en outre, apres solidification de lapiece, une étape de separation de la piece et du moulepermettant de récupérer séparément le sable dâempreinteet le sable de noyaux.- il est prévu en avantoutre, lâétape deremplissage du moule, une étape de positionnement dâaumoins un refroidisseur massif place a dans une région dumoule distante de ladite région d'alimentation du moule,et apres la solidification, une étape de récupération duou des refroidisseurs.Selon un deuxieme aspect, l'invention propose uneinstallation pour le moulage d'une piece en alliage légertel quâun alliage dâaluminium, caractérisée en ce quâellecomprendâ un moule apte a étre retourné par rotation autourdï¬un axe essentiellement horizontal, possédant un chenald'alimentation en alliage fondu et incorporant un moyend'obturation dudit chenal, etâ un dispositif de manutention de moule apte aduditet possédant un moyen d'actionnement duditdéplacer le moule par rotation autour axehorizontalmoyen d'obturation.Des aspects préférés de cette installation sont lessuivants:L]?10152530CA 02265231 1999-03-09â le dispositif de manutention posséde des moyenspour déplacer le moule en translation en direction d'untube d'alimentation en alliage fondu.â le dispositif de manutention est également apte adudithorizontal entre une position initiale en sortie d'unedéplacer le moule par rotation autour axestation dâassemblage de moule et une position de moulage.â le dispositif de manutention est apte a déplacerle moule autour d'un axe verticalpour coopérerrespectivement avec un convoyeur d'arrivée du moule, unduditd'alimentation et un convoyeur de depart du moule.four de coulée en basse pression muni tubeEnfin, selon un troisieme l'inventionaspect,propose un moule destiné a la coulée dâune piece enalliage léger tel quâun alliage dâaluminium, le mouleétant pourvu d'un chenal d'alimentation en alliage fondusous pression, le moule étant caractérisé en ce quâil estmonté a rotation sur un axe essentiellement horizontal demaniére a pouvoir étre retourné aprés remplissage, et ence quâil comprend un moyen dâobturation mécanique duditchenal dâalimentation.Des aspects préférés mais facultatifs de ce moulesont les suivants:â le moule posséde au moins une empreinte en sablea prise physique, et ledit moyen d'obturation mécaniquecomprend une plaque métallique incorporée dansl'empreinte et guidée directement par celle-ci.â lemoulecomprend un évidementborgne seterminant au droit d'un bord de ladite plaque métalliqueet apte a recevoir une tiqe d'un moyen d'actionnement deladite plaque.L]?1015202530CA 02265231 1999-03-09- ladite plaque possede au moins un appendice deguidage qui, dans une position initiale de ladite plaque,pénetre dans une empreinte opposée du moule.Dâautres aspects, buts et avantages de la préscnteinvention apparaitront mieux a la lecture de ladescription détaillée suivante d'un exemple derealisation de celle-ci, donnée a titre dâexemple etfaite en référence aux dessins annexes, sur lesquelsla figure 1 est une vue schématique en perspectived'un moule et de ses noyaux utilises dans un procédéselon la présente invention, au cours d'une étaped'assemblage du moule,la figure 2a illustre en vue en élévation latéraleéclatée les constituants du moule a assembler,les figures 2b et 2c illustrent schématiquement encoupe transversale le moule assemble au cours de deuxphases opératoires du procédé,les figures 3a a 3e illustrent schématiquement, encoupe longitudinale verticale, cinq étapes successives duprocédé de moulage selon l'invention,les illustrentfigures 4a a 4d schématiquementquatre étapes successives pour la mise en place d'undispositif d'obturation dans le moule,la figure 5 illustre schématiquement en perspectivela région du dispositif d'obturation dans la situation dela figure 4a,les figures 6a a 6c sont des vues schématiques enélévation de face d'un équipement de manutention de mouleutilisable dans le procédé selon l'invention, au cours detrois phases successives,L}?10152530CA 02265231 1999-03-09les figures 7a et 7b sont des vues schématiques enelevation de coté de l'équipement des figures 6a a 6c, aucours de deux phases successives, etles figures 8a a 8c sont des vuos schématiques dedessus de l'équipement des figures 6a a 6c et 7a, 7b etd'équipements associés, au cours de troisphasessuccessives.En référence tout dâabord a la figure 1, on areprésenté un moule 10 dont les empreintes sont forméespar du sable lié physiquement, câestâa-dire nâutilisantpas de résine a durcissement thermique ou chimique, et depréférence par du sable a vert.On notera ici a titre indicatif que le sable a vertprésente un cout par unité de poids qui est dix a quinzefois inférieur a celui d'un sable chimique de type boitefroide. En outre, ce sabletype de lesne pose pasproblemes de recyclage et de pollution poses de faconconnue par les sables a prise chimique.Ce sable est utilise en chassis, lâessentiel dumoule, réalisé sous forme de deux demi-moules 10a et 10b,étant constitué de deux demiâchéssis métalliques 17a,17b, chaque demiâchassis portant une demiâempreinte 11a,11b réalisée par les technologies habituelles deproduction de moules en sable a vert, a l'aide d'unmodéle.Avant fermeture des deux demi-chassis lâun surlâautre, chaque demi-chassis est présenté sur unconvoyeur C en position ouverte, face empreinte vers lehaut, de facon a faciliter le remmoulage, câest-aâdire lepositionnement des différents noyaux et inserts (ensembleprincipal de noyaux 13 et noyaux secondaires individuels12) destinés a lâobtention des formes intérieures et de(II1015202530CA 02265231 1999-03-09certaines formes extérieures de la piece a réaliser,lâexemple illustre schematiquement ici etant celui dâunbloc-moteur.Ces noyaux peuvent etre manipules a la main dans lecas des petits noyaux 12, ou encore par des robotsoperant en des postes de travail successifs (cas delâensemble principal de noyaux 13). Ces noyaux sont depreference en sable a prise chimique (de preference detype boite froide ou selon le procede de type « Isocet ».Pour des raisons de cout,(SiOï¬55-60 AFS ou plus,on utilise de preference dusable siliceux de granulometrie egale a environles etats de surfaces les meilleursetant obtenus avec les valeurs de granulometrie AFS lesplus elevees).On observe sur la figure 2a que lâensembleprincipal de noyaux 13 possede dans le present exemple,outre differents noyaux de sable chimique 131 formant lageometrie voulue, des inserts metalliques 132 destines aformer des chemises de cylindres, ainsi qu'un blocmetallique massif de refroidissement 16, comme on leverra plus loin. Ce bloc de refroidissement peut étreincorporé a lâensemble denoyaux 13 lors de larealisation des noyaux 131, de facon a réaliser unesolidarisation entre noyaux et refroidisseur.Une fois les noyaux mis en place, les deux demi-chassis sont assembles, le demi-chassis superieur,initialement place a cote du demi-chassis inferieur,empreinte vers le haut, etant retourne a 180° (voirposition de la figure 2a) pour étre assemble, avec desmoyens d'indexation de position appropriés, sur le demi-chassis inferieur.Us10152530CA 02265231 1999-03-0910En référence maintenant aux figures 2b et 2c, lafigure 2b illustre la position du moule 10 pendant laphase de remplissage, lâexemple étant toujours celui dumoulage dâun blocâmoteur.Ce remplissage s'effectue a travers des masselottes14 avec alimentation par basse pression dont le canald'arrivée 22 se trouve en partie alors basse du moule. Ladirection de montée du métal liquide est désignée par lesfléches Fl.On observera ici quâun remplissage par simplegravité est ici exclu en raison des risques de turbulenceEn effet,oxyde créé dans le systéme d'alimentation serait dans ceet de création d'oxydes qu'il génére. toutcas entrainé dans lapiéce et se retrouveraitirrémédiablement coincé dans celleâci.Au contraire, le fait de recourir a un remplissagepar basse pression permet de controler parfaitement ceremplissage sans créer de turbulences et en apportant desle départ le bon gradient thermique dans la piece et lemoule, les masselottes l4 constituant les zones les pluschaudes des la fin du remplissage.La réalisation pratique duremplissage en bassepression se fait de préférence avec la mise en contact dumoule en sable 10 avec un tube plongeur (non illustré surla figure 2a) relié a un four étanche de type four bassepression, classique en soi. Aprés cet accostage, lamontée du métal et le controle du flux se font parpressurisation du four. On peut également, en variante,utiliser une pompe électromagnétique.Une caractéristique avantageuse du procédé selonlâinvention est le recours a une obturation mécanique dusystéme dâalimentation dés la fin du remplissage et avant(JD10152O2530CA 02265231 1999-03-0911le retournement a 180° du moule. Un tel retournement apour objet de mettre les masselottes 14 en position hauteet de réaliser la solidification dans des conditionsidentiques a celles dâune alimentation par gravité.Le retournement doit étre réalisée aussi rapidementque possible aprés l'obturation. Des essais ont en effetpermis de démontrer que si lâon attend trop longtempsapres obturation avant dâeffectuer le retournement, desdéfauts apparaissent dans la piece sous forme de replisou de cavités, rendant la piece inapte a lâutilisation.Ces défauts sâexpliquent par un début de solidificationdans les régions froides du mouleles plus avant leretournement.Concretement, pour une piece de type bloc-moteur ouculasse de moteur dâautomobile, le retournement doit étreeffectué au plus tard 15 secondes, et de préférence auplus tard 5 secondes, aprés lâobturation.Lâobturation elle-méme est réalisée le plusrapidement possible aprés la fin du remplissage de facona ne pas perdre de temps et a ne pas étre perturbé par undébut de solidification dans le conduit dâalimentation.Avantageusement, on effectue lâobturation au plus tard lOsecondes apres la fin du remplissage, sans pour autantque le dépassement de cette limite ne présente de risquepour la santé de la piece.Lâobturation mécanique de lâalimentation avant leretournement du moule présente dans de multiplesayantages.Elle permet tout d'abord de relécher la pressionimmédiatement et de retourner la piece sans étre souspression liquide. Ceci évite la mise en place dâun jointtournant complexe sur le moule en sable.(IEl015202530CA 02265231 1999-03-0912Elle garantit par ailleurs dans tous les cas defigure une interruption nette et immédiate du flux demétal liquide.A cet égard, si l'on relachait la pression aprés lafin du retournement, le métal continuerait de sâécoulerdes masselottes vers le circuit dâalimentation. Lâarrétnaturel de ce flux étant long, typiquement de lâordre de10 secondes a plusieurs dizaines de secondes, ceciimposerait de retarder le désaccostage entre le moule etle tube plongeur dâalimentation ou a défaut exige la miseen place dâun réceptacle de métal liquide sous le mouleet sous sa trajectoire vers les postes suivants.Par ailleurs ce métal qui recoule serait perdu.Au contraire, dans la présente invention, ledispositif dâobturation permet au métal apporté de resterdans le moule, si bien qu'il contribue sensiblemententiérement au procédé (augmentation du volume demasselottes).Pratiquement lâobturation peut étre réalisée parlâactionnement dâune trappe métallique placée dans lemoule en sable, comme on le décrira en détail plus loin(systéme de guillotine), ou par tout autre solutionmécanique réalisant cette fonction.La figure 2c illustre la position du moule 10 aprésretournement a 180°, le bloc-moteur réalisé étant désignépar BM. Les fleches F2 indiquent le sens de propagationprincipale du refroidissement, ce refroidissementsfeffectuant pour l'essentiel en partant du refroidisseurmassif 16 maintenant situé en partie inférieure.Plus généralement, le procédé selon lâinvention metavantageusement en jeu un ou plusieurs refroidisseursplaces a lâopposé du systéme de masselottage et remmoulésL}?10152530CA 02265231 1999-03-0913pendant les sequences de remmoulage de l'ensembleprincipal de noyaux 13 en sable chimiquement lié.Dans lâexemple du refroidisseur 16 sur les figuresa 2c,thermique qui fait progresser la solidification vers les1, 2a celui-ci permet dâaccentuer le gradientmasselottes.Pratiquement, de tels refroidisseurssontpréférentiellement constitués de masses de fonte ou dâunautre matériau offrant des capacités dâabsorptioncalorifique adéquates. Ces masses peuvent le cas échéantétre de forme, câest-a-dire servir a réaliserpartiellement la géométrie de la piece.Les refroidisseurs seront de préférence monoblocs.Ils peuvent étre placés dans les boites a noyaux servanta la réalisation des noyaux a prise chimique et insérésdans ces derniers au moment de leur réalisation parprojection et polymerisation du sable enrobé de résinedans la boite a noyaux.Apres solidification de la piece en positionverticale, refroidisseur en bas et nmsselottes en haut(figure 2c), les deux demi~chéssis sont remis a plat, detelle sorte que leur plan de joint soit horizontal. Ilssont alors séparés délicatement lâun par rapport elâautre. La piece est saisie avec son (ses)refroidisseur(s) et son systeme de noyautage a prisechimique, par exemple par un robot, puis soumis a unnettoyage, par exemple par brossage, de facon a éliminerle maximum de sable a prise physique de la piece et dupaquet de sable a prise chimique.Cette séparation des deux types de sables permet deminimiser les coï¬ts de recyclage des sables.10152O2530CA 02265231 1999-03-0914Par ailleurs,on récupere a ce stade le ou lesrefroidisseurs 16, qui peuvent étre réutilisés.La piece est alors soumise aux cycles habituels dedébourrage (elimination du sable), dâébavurage, detraitement thermique , dâusinage et de controle.Les figures 3a a 3e illustrent schématiquement leprocédé de l'invention, dans lequel on prévoit au niveaudu passage 22 d'amenée de métal liquide, destiné a étrerelié au tube plongeur 20, des moyens dâobturation,globalement désignés par la reference 30, dont on vadécrire plus loin un exemple.Tout d'abord, les moyens d'obturation 30 sontouverts et le tube dâalimentation 20 est accosté sur lefleche F3grace a une ouverture 21moule 10 par mouvement du moule selon la(figure 3a). Plus précisément,pratiquée dans le chassis dutubedâalimentation 20 vient alors en contact avec le sable amoule, leprise moule. Leeffectuéphysique du remplissage basse3b).dâobturation sont ensuite mis en cnuvre pour isoler laparpression est alors (figure Les moyenscavité du moule, une fois remplie, du systémed'alimentation (fléche F4 en figure 3c), puis on séparefléche F5Enfin le retournement par rotation autourle tube plongeur 20 du moule 10(figure 3d).selon lad'un axe horizontal A est réalisé selon F6 en figure 3e).On peut également prévoir de commencer la rotationdu moule selon l'axe de retournement A des la fin de_l'obturation et pendant la dépressurisation du four. Cecipermet aux derniéres gouttes d'alliage liquide de sesolidifier dans le tube dâalimentation 20 pendant laphase de retournement, sans toutefois effectuer ceretournement sous pression, ce qui est critique pourLI]1015202530CA 02265231 1999-03-0915lâétanchéité de la surface de contact tubellb du moule.entre led'alimentation 20 et le sable a vert lla,Ceci permet également un léger gain en cadence duprocédé.On notera ici que le fait de réaliser ledésaccostage entre systéme dâalimentation et moule leplus tot possible au cours du processus, peut permettredâaccroitre les cadences de production, lâévacuation dumoule et donc lâaccostage avec le moule suivant sur lachaine de production pouvant étre réalisés plushativement.Les figures 4a a 4d et la figure 5 illustrent unexemple de réalisation concrete des moyens dâobturation30. Ceux-ci comprennent une plaquette métallique 31, parexemple en fonte ou en acier,de 2 a 5 Emud'une épaisseur de l'ordreinsérée dans l'une llb)sable a(ici des deuxempreintes en vert du moule lors de laréalisation de celle-ci de facon a se trouver au droit duchenal 22 dâalimentation en métal.le chenal 22,31aA son extrémité libretournée vers la plaque 31 posséde deuxappendices latéraux destinés apermettre unpositionnement aisé de la plaque 31 lors de laréalisation (mi demiâmoule llb, ainsi qu'a faciliter leguidage de la plaque lors de son déplacement jusqu'enposition dâobturation. A cet effet,l'empreinte opposéella posséde deux cavités sensiblement complémentaires 33dans lesditslesquelles venirappendices peuventsfengager lors de l'assemblage des deux demiâchéssis.On notera ici que l'utilisation de sable a vertpour les empreintes du moule permet de réaliser un teldispositif d'obturation sans difficulté, la plasticité dusable a vert permettant de déplacer la plaque 31, pourL]?10202530CA 02265231 1999-03-0916autant quâelle reste suffisamment mince, sans détériorerle moule.La figure 4a illustre la realisation do l'empreintellb avec une plaque modéle PM, l'empreinte incluant laplaque d'obturation 31 et les deux appendices débordants31a.La figure 4b illustre l'assemblage des deux demi-3la, 31as'engageant dans les cavités 33 de l'empreinte opposée.chassis, les extrémités des appendicesLa figure 4c illustre une cavité 34 formée dansl'empreinte llb et destinée a recevoir la tige 216 et latéte 216a d'un vérin destiné a agir sur la plaque 31 pourobturer le chenal 22, avant obturation. Le fond de cettecavité se termine a une courte distance du bord de laplaque 31 oppose au chenal.Enfin la figure 4d illustre la situation aprés quele vérin,téte 216a,par l'intermédiaire de la tige 216 et de saa sollicité la plaque 31, apres avoir chassélocalement le sable a vert, pour réaliser l'obturation.Les figures 6a a 6c donnent un exemple d'unéquipement EQ de nanutention de moule qui comprend unbéti principal 100 comprenant une partie d'ossaturemobile 106 monté sur une plaque d'assise parl'intermédiaire d'un arbre 104 de maniere a pouvoirtourner autour d'un axe vertical B sous l'action d'unmoteur, a la maniere d'un carrousel.Sur la partie 106 est monté un béti secondaire 200destiné a accueillir un moule 10 et a le déplacer commeon va le voir plus loin.Ce bétisecondaire 202 montédont laposséde un cadrepivotant, par exemple sur une roue dentée 108,LII1015202530CA 02265231 1999-03-0917rotation autour de lâaxe horizontal A est commandée parun moteur approprié (non représenté).Le moule 10 est monté dans ce cadre 202 avec sonchenal d'alimentation 22 tourné vers l'extérieur, et estmaintenu en place entre un plateau presseur 204 sollicitépar un vérin 208 et un contre-plateau 210. Des galets deguidage 206, 212 définissant des appuis selon différentesdirections permettent de guider et de caler le moule 10en position dans l'équipement.On observe également sur ces figures le vérin 214et sa tige de sortie 216 permettant de commander laplaque d'obturation 31 située dans le moule, comme décritplus haut.Les figures 7a et 7b illustrent le méme équipementen élévation de coté, avec le four 300 équipé de son tubed'alimentation 20.bétiOn observe sur cette figure que lesecondaire l'intermédiaire de200 est monté parll0 sur des106,glissieres railsâguides 220 solidaires dubati principal pour pouvoir coulisser, lorsque lemoule 10 se trouve avec son chenal d'alimentation 22 faceau tube d'alimentation 20, en rapprochement et enéloignement de ce tube, sous l'action d'un vérin (nonreprésenté).Enfin les figures 8a a 8c illustrent en vue dedessus l'équipement décrit ciâdessus, en cooperation avecle convoyeur C sur lequel les moules sont assembles, lefour basse pression 300 et un convoyeur Câ pour le départdes produits aprés coulée et retournement, vers lastation de refroidissement.Les différentes phases du moulage vont maintenantétre décrites()11015202530CA 02265231 1999-03-0918â en premier lieu, le moule est assemblé sur leconvoyeur C, comme décrit plus haut, et se trouve enposition horizontale face a l'équipement de manutentionEQ, dans lequel le batiétantil est chargé, secondaire 200préalablement tourné vers le convoyeur avecl'orientation requise (figures 6a et 8a).L'équipement EQ effectue alors une rotation sur 90°autour de l'axe vertical B, pour que le moule 10 soitface au four, et, de facon simultanée ou dissociée, le90°(figures 6b et 8b).moule est tourné sur pour adopter sa positionverticale de moulageLe moule 10 est alors déplacé en translation versle four 300 pour amener le tube d'alimentation 20 encommunication étanche avec son chenal d'alimentation 22(figure 7a), et la coulée en basse pression esteffectuée.A l'issue de la coulée, le chenal 22 est obturé etla pression du four 300 est relachée de facon a amener lemetal a un inférieur aniveau tubepuis le moule 10 est séparé du tubecelui dud'alimentation 20,d'alimentation 20 et retourné sur 180° autour de l'axehorizontal A comme décrit plus haut (figure 6c et 7b).De facon simultanée ou dissociée, le béti 200 esttourné sur 90° autour de l'axe vertical B pour amener lemoule 10 face a un convoyeur de sortie Câ (figure 8c)dirigeant le moule vers une station de refroidissement.On va maintenant décrire successivement un exemplede réalisation dâun blocâmoteur selon la techniqueantérieure (exemple 1) puis un exemple de réalisation dumeme blocâmoteur avec le procédé selon lâinvention.10152530CA 02265231 1999-03-0919.F:£<iIBP£â§__1Un bloc-moteur de 4 cylindres en ligne dâun poidsde 18 Kg est réalisé selon le systéme dâalimentation éreprésenté sur la mais sansbasse pression figure 2,refroidisseurs et avec un sable a vert de type zircondâune granulométrie de 113 AFS et de compositionsuivante (en pourcentages massiques)bentonite 1,8 %,eau 1,5 %le reste étant du sable zircon.Les noyautages intérieurs et dâextrémités (petitscotés du bloc) sont realises avec du sable a prisechimique.Lâalliage utilisé pour la coulée présente lacomposition suivante (en pourcentages massiques)Si : 8,6 %Cu : 2,2 %Mg : 0,3 %Fe : 0,4 %Mn : 0,3 %le reste étant de lâaluminium.La temperature du metal au moment de la coulée estde 720°C.Le remplissage est effectué en basse pression etdure 15 secondes.Lâobturation du systéme d'alimentation esteffectuée 2 secondes apres fin du remplissage.Le retournement a 180° est effectué 30 secondesapres obturation.Lâexamen du bloc-moteur montre un fort taux deporosité (de 1,5 a 3 %) dans les paliers de vilebrequinet la presence dans la piece de bulles et de cavitésLII10152025CA 02265231 1999-03-0920pouvant atteindre une extension de lâordre du centimetre,ce qui est tout a fait inacceptable pour ce type depiece.géemple 2Le méme bloc-moteur est réalisé avec un moule ensable a vert siliceux dâune granulométrie de 55-65 AFSavec les mémes concentrations en bentonite et en eau queLes intérieurs etdans lâexemple 1.dâextrémitésnoyautagessont réalisés en sablea prise chimiquecomme dans lâexemple 1. Un refroidisseur en fonte 16 estplacé comme indiqué sur la figure 2. Les conditions dea celles delâexemple l. Lâobturation est réalisé 2 secondes aprés lacoulée et de remplissage sont identiquesfin du remplissage.Le retournement a 180° commence une seconde apréslâobturation et dure 4 secondes. Pendant cette phase deretournement, il estavantageux de réaliser ladépressurisation du four basse pression qui sert a amenerle métal liquide dans le moule.Lâexamen du bloc révéle qu'il ne présente pas dedéfauts de types bulles ou cavités et que la structure delâalliage au droit du refroidisseur, dans les paliers devilebrequin, est saine (moins de 0.5 % de porosité).Bien entendu, la présente invention n'est nullementlimitée aux formes de realisation décrites etreprésentées, mais lâhomme du métiersaura y apportertoute variante ou modification conforme a son esprit.
