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FR2712218A1 - Pièce en métal ou en céramique à coque extérieure dense et à âme poreuse, ainsi que son procédé de fabrication. - Google Patents

Pièce en métal ou en céramique à coque extérieure dense et à âme poreuse, ainsi que son procédé de fabrication. Download PDF

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FR2712218A1
FR2712218A1 FR9413538A FR9413538A FR2712218A1 FR 2712218 A1 FR2712218 A1 FR 2712218A1 FR 9413538 A FR9413538 A FR 9413538A FR 9413538 A FR9413538 A FR 9413538A FR 2712218 A1 FR2712218 A1 FR 2712218A1
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Rossmann Axel
Smarsly Dr Wilfried
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MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
MTU Muenchen GmbH
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Abstract

Une pièce en métal ou en céramique, à coque extérieure dense et à âme poreuse, est caractérisée en ce que la coque extérieure 2 est réalisée en un matériau en poudre fritté de manière dense, et l'âme 3, en vue d'absorber des pressions superficielles élevées de la coque extérieure 2, présente des billes creuses frittées 24, 25, 26, qui sont superposées en couches et forment des cavités sphériques ou polygonales devenant plus grandes en direction du cœur de l'âme. Par ailleurs, on indique également un procédé de fabrication de telles pièces.

Description

L'invention concerne une pièce en métal ou en céramique à coque extérieure
dense et à âme poreuse,
ainsi qu'un procédé de fabrication de cette pièce.
Des pièces à coque extérieure dense et à âme poreuse sont connues dans le cadre de l'élaboration de produits en matière plastique, une enveloppe extérieure dense étant produite par chauffage de la surface d'une
masse de matière plastique en mousse.
Pour des pièces métalliques ou en céramique, il est possible d'obtenir des porosités de l'âme, uniquement par le fait que, par exemple lors frittage, on travaille avec des grosseurs différentes de particules de matériau plein, ou que l'on introduit des
métaux cellulaires dans une coque extérieure dense.
L'inconvénient de cela réside dans le fait que la variation de la porosité et l'adaptation de la porosité à des exigences de résistance et de construction, sont extrêmement limitées. Ainsi, il n'est pas possible jusqu'à présent, de réaliser une pièce très fortement sollicitée sur le plan mécanique, pour des pressions superficielles élevées sur une coque extérieure à paroi
mince, et présentant une porosité élevée de l'âme.
Le but de l'invention consiste à fournir une pièce du type de celle mentionnée en introduction, ainsi qu'un procédé pour sa fabrication, la pièce présentant une structure qui doit former une coque extérieure dense, résistante, et à paroi mince, pour absorber des contraintes et des pressions superficielles élevées, et
une âme poreuse fermée destinée à la rigidification.
Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la coque extérieure est réalisée en un matériau en poudre fritté de manière dense, et l'âme, en vue d'absorber des pressions superficielles élevées de la coque extérieure, présente des billes creuses frittées, qui sont superposées en couches et forment des cavités sphériques ou polygonales devenant plus grandes
en direction du coeur de l'âme.
Dans ce cas, il est possible, si nécessaire, qu'une couche soit constituée d'une seule monocouche de billes creuses de même diamètre, et le diamètre peut augmenter de manière étagée en direction de l'intérieur de l'âme, de façon à former une transition graduelle d'une coque extérieure dense à une porosité élevée à l'intérieur de l'âme poreuse, avec pour avantage qu'il en résulte une rigidification élevée de la coque extérieure à paroi mince, tout en garantissant un poids minimal, ce qui est particulièrement avantageux dans la construction de propulseurs ou réacteurs, par exemple pour des aubes de réacteur, et dans la construction de
moteurs, comme par exemple des pistons de compression.
Notamment la pression superficielle qui agit sur le chapeau d'un piston de compression, lors de la combustion, peut, à l'aide d'une telle structure de pièce, être absorbée sans problème, par une coque extérieure d'épaisseur de paroi relativement mince. Des pointes de pression superficielle, telles que celles apparaissant dans les alésages destinés à l'axe de piston, peuvent être absorbées grâce à une disposition appropriée des couches et grâce au choix adéquat du
diamètre des billes creuses de l'âme.
Aussi, des sections transversales d'âme étroites présentent des cavités plus petites que des sections transversales d'âme larges. La taille des cavités est déterminée par le diamètre intérieur des billes creuses frittées. Il se forme des cavités polygonales lorsque la pièce est soumise, après le frittage ou pendant le frittage de la coque extérieure dans laquelle sont enfermées les billes creuses, à une
compression isostatique à chaud.
Des cavités essentiellement sphériques sont conservées lorsque les cavités entre les billes creuses sont comblées de matériau, ce matériau pouvant être constitué de particules de poudre de même composition chimique que le matériau des billes creuses. Après le frittage, les cavités entre les billes creuses sont
alors, de préférence, remplies de matériau fritté.
Selon une configuration préférée de l'invention, avant le frittage, du matériau en fibres est également inséré, en plus de la poudre apte au frittage, entre les couches de billes creuses. Cela présente l'avantage d'augmenter la résistance mécanique
de l'âme, notamment pour les sollicitations en traction.
Comme des aubes de rotor dans les réacteurs sont soumises à des sollicitations en traction, le matériau en fibres est inséré, de préférence dans de telles applications, dans les cavités entre les billes creuses, et est entouré partiellement ou totalement de matériau
de matrice.
De préférence, le matériau en poudre pour la coque extérieure, et si nécessaire, le matériau en poudre entre les billes creuses, et les billes creuses elles-mêmes, sont en métal ou alliages de métaux. A cet effet, on met surtout en oeuvre des alliages de métaux, qui sont difficiles à usiner, tels que des aciers fortement alliés, des alliages à base de cobalt, de
titane, ou de nickel.
Selon une autre configuration préférée de l'invention, le matériau en poudre et les billes creuses sont réalisés en composés intermétalliques. Des pièces réalisées en ces alliages se caractérisent par leur dureté et leur résistance à la corrosion, mais sont difficilement usinables par voie mécanique ou électrochimique. De ce fait, la structure de pièce conforme à l'invention, est particulièrement bien
adaptée à ces matériaux.
Ces avantages sont encore nettement accentués dans le cas de pièces dans lesquelles le matériau en
poudre et les billes creuses sont en céramique.
Dans la pièce conforme à l'invention, la densité de matériau peut diminuer, de préférence de la coque extérieure en direction du coeur de l'âme, de pratiquement 100% jusqu'à 3%, et la porosité peut augmenter de manière correspondante, d'approximativement 0% jusqu'à 97%. De telles valeurs n'ont pas été
atteintes pour des pièces réalisées jusqu'à présent.
Grâce à une telle augmentation élevée et maîtrisable de la porosité, il est possible de concevoir des pièces de résistance très élevée, présentant simultanément un poids minimal. A cet effet, les billes creuses, dans l'âme, présentent un diamètre intérieur augmentant de l'extérieur vers l'intérieur de l'âme, et qui se situe entre 0,01 et 10 mm. On utilise une plage entre 0,3 et mm, lorsque des transitions plus grossières sont tolérées entre les couches de billes creuses, et notamment lorsque les cavités entre les billes creuses sont remplies de matériau en fibres et/ou de poudre de frittage. Le but consistant à fournir un procédé de fabrication d'une pièce en métal ou en céramique, comportant une coque extérieure dense et fermée, et une âme poreuse, est atteint grâce aux étapes de procédé suivantes: a) fabrication de barbotines à l'aide d'eau ou d'alcool et/ou de liants selon différentes préparations, aussi bien à base de poudres de matériau plein de différentes grosseurs de particules, que de billes creuses de différents diamètres; b) réalisation d'une coque extérieure en tant que première couche à l'aide de poudre de matériau plein à aptitude élevée au frittage, dans un moule à barbotine, en mettant de préférence en oeuvre une barbotine à faible grosseur de particules pour former une enveloppe extérieure à pores fins, et vers l'intérieur, des couches de barbotine à grosseur de particules croissante pour former la coque extérieure; c) réalisation d'une âme poreuse à l'aide de barbotines de billes creuses, d'autres couches de barbotines de billes creuses de diamètre de bille croissant étant appliquées de manière superposées de l'intérieur sur la coque extérieure; d) cuisson des solvants et liants, et frittage des couches de barbotines en totalité ou en partie dans
le moule à barbotine, pour former la pièce.
Après l'élaboration des différentes préparations de barbotines, celles-ci sont conservées séparément, jusqu'à leur utilisation pour l'une des couches à former. Les préparations de barbotines sont ici élaborées sous forme de substance moulable destinée à être coulée dans un moule, sous forme de substance à enduire, séchant par exemple à l'air, destinée à être appliquée par projection ou enduction sur une surface formant moule, ou bien sous forme de substance à mastiquer destinée à être appliquée sur une surface formant moule. Le moule de barbotine dans lequel se déposent les différentes barbotines, ou la surface formant moule sur laquelle sont appliquées les barbotines par masticage ou enduction, dans le cas de barbotines sous forme de pâte ou de substance à enduire, est élargi par étapes ou par couches, tandis que la composition de la barbotine varie d'étape en étape ou de
couche en couche.
Selon une mise en oeuvre préférée du procédé, différentes préparations de barbotines pour la coque extérieure en particules de matériau plein et l'âme poreuse en billes creuses, sont coulées successivement dans un moule à barbotine, par l'intermédiaire d'une ouverture de coulée. Après chaque application d'une couche de barbotine sur les surfaces intérieures du moule, les restes des différentes préparations de
barbotines sont évacués par l'ouverture de coulée.
L'ouverture de coulée est finalement obturée par une succession de différentes couches de barbotines de moulage. L'avantage de cela réside dans le fait qu'il est possible, de la manière la plus simple, de fabriquer des pièces à structures complexes et comprenant la coque extérieure et l'âme de configuration conforme à l'invention. Dans le cas de pièces telles que des aubes de turbine, comme cela est montré sur les figures 2a et 2b, la fermeture de l'ouverture de coulée peut même être superflue, lorsque le sommet d'aube est réalisé en tant
qu'ouverture de coulée.
Selon une autre configuration préférée du procédé, la coque extérieure d'une pièce creuse est fabriquée en deux étapes distinctes et en deux moitiés, à savoir une coque extérieure interne et une coque extérieure externe. A cet effet, on fabrique tout d'abord la coque extérieure interne en guise de première couche, à l'aide de poudre de matériau plein à aptitude élevée au frittage, dans un moule à barbotine, en mettant de préférence en oeuvre une barbotine à faible grosseur de particules pour former une enveloppe extérieure à pores fins, et vers l'intérieur, des couches de barbotine à grosseur de particules croissante pour former la coque extérieure interne. On réalise ensuite une âme poreuse, d'autres couches de barbotines de billes creuses de diamètre de bille tout d'abord croissant, puis décroissant, étant appliquées de manière superposée sur la coque extérieure interne. Finalement, on réalise une coque extérieure externe de la pièce, qui présente de préférence des parties creuses, à l'aide de poudre de matériau plein à aptitude élevée au frittage, en mettant de préférence en oeuvre une barbotine à faible grosseur de particules pour former une enveloppe extérieure à pores fins, et vers l'intérieur, des couches de barbotine à grosseur de particules croissante pour former la coque extérieure présentant une grosseur
de pore augmentant en direction de l'intérieur.
L'avantage de cette variante de procédé réside dans le fait qu'elle peut être avantageusement mise en oeuvre, notamment dans le cas de pièces creuses, telles
que des cylindres, des pots, des carters, des pistons.
Pour une autre mise en oeuvre préférée du procédé, les préparations de barbotines sont réalisées sous forme de substances moulables destinées à être coulées dans un moule de coulée centrifuge. Ensuite, les différentes couches de barbotines, pour une coque extérieure externe, une âme poreuse en billes creuses et une coque extérieure interne, sont appliquées par coulée centrifuge dans une installation de coulée par centrifugation, ce qui permet avantageusement un étagement très précis dans la succession des couches à appliquer. Selon une autre mise en oeuvre préférée du procédé, des préparations de barbotines sont réalisées sous la forme de substances à projeter, à enduire ou à mastiquer, Ensuite, différentes couches de barbotine, pour une coque extérieure interne, une âme poreuse en billes creuses, et une coque extérieure externe, sont appliquées sur une surface formant moule, par enduction, projection, ou masticage. Cela permet avantageusement de fabriquer des pièces conformes à l'invention, sur une
surface complexe.
Lors de la fabrication de pièces comportant des parties creuses et présentant une structure conforme l'invention, une barbotine à poudre fine est tout d'abord appliquée sur un moule de base ou moule intérieur, pour réaliser une coque extérieure interne dense d'une pièce, et le diamètre moyen des particules de poudre est augmenté de couche en couche. Ensuite, on passe à des barbotines de billes creuses, et l'on augmente également de couche en couche, le diamètre des billes creuses, jusqu'à l'élaboration du coeur de l'âme creuse. Ensuite, le diamètre des billes creuses est réduit de manière similaire, de couche en couche, et finalement, on applique les couches de particules de matériau plein dont le diamètre moyen de particule diminue, de sorte qu'une coque extérieure externe achève et ferme la pièce, la pièce moulée de barbotine atteignant sa forme finale avec la dernière couche de
poudre la plus fine.
Après l'introduction de chaque couche de barbotine, on effectue de préférence un dégazage de solvants, de sorte qu'avec la dernière couche externe de barbotine, on a élaboré une ébauche, qui peut être amenée, en étant ou non supportée par le moule à barbotine ou la surface formant moule, à une opération
de cuisson de liants et/ou à un processus de frittage.
L'opération de frittage est de préférence effectuée dans une presse, sous pression et à température de ramollissement des billes creuses, pour former des cavités ou des pores de forme polygonale. Il en résulte avantageusement une pièce allégée, qui est pourvue de pores fermés disposés de manière systématique, et qui peut être soumise à des pressions superficielles les plus élevées, parce que le matériau entre les pores est fritté de manière extrêmement dense, et qu'en raison de l'augmentation graduelle du volume des pores en direction du coeur du matériau de l'âme de la pièce, celle-ci obtient une rigidification ne pouvant
être atteinte avec des structures en matériau plein.
La cuisson de liants et/ou l'opération de frittage peuvent, de préférence, également être effectuées directement après l'introduction de chaque couche de barbotine. Dans ce cas, le nombre des opérations de cuisson et/ou de frittage augmente certes de manière considérable, mais l'on obtient par ailleurs, une structure interne de l'âme et de la pièce, de
configuration extrêmement précise.
La coque extérieure frittée de la pièce, fabriquée à partir de particules de matériau plein, peut avantageusement subir une densification postérieure par infiltration ou application et diffusion de matériau de frittage, dans le cas o l'on doit obtenir une résistance élevée à l'encontre de micro-fissures, de la
corrosion et de l'érosion.
Selon une mise en oeuvre préférée du procédé, les particules et les billes creuses dans les préparations de barbotines, sont en partie constituées
de composants métalliques de composés intermétalliques.
Dans ce cas, on réalise un rapport stoechiométrique entre les composants métalliques en respectant des rapports de poids appropriés dans la composition des billes et des particules de poudre. L'opération de frittage qui suit, se déroule à la température de réaction permettant la formation de composés intermétalliques, de sorte que la totalité de la pièce est avantageusement constituée d'un composé intermétallique, après le processus de frittage, ce qui en raison de la dureté et de la fragilité des composés intermétalliques, ne peut être atteint par forgeage et
usinage par enlèvement de copeaux.
La durée et la température de l'opération de frittage doivent être adaptées au matériau apte au frittage des particules pleines et des billes creuses de la pièce moulée de barbotine. Lors d'un changement préféré de matériau entre deux couches individuelles de barbotine, il pourra s'avérer nécessaire, d'une part d'effectuer une cuisson et/ou une opération de frittage après introduction de chaque couche de barbotine, et en outre, d'effectuer chaque opération de cuisson et/ou de frittage à des températures différentes appropriées,
pendant des durées respectivement adaptées.
Un procédé particulièrement préféré pour le frittage, consiste en une compression isostatique à chaud. A cet effet, la pièce, en tant qu'ébauche ou dans son moule à barbotine, est enfermée dans une enceinte, avant d'être exposée aux pressions élevées d'une presse de compression isostatique. Au cours de cette compression isostatique à chaud, les billes creuses se déforment en structures polygonales, les parois des billes creuses étant agglomérées par frittage en une
ossature massive et dense.
L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard d'exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une section transversale d'un piston de moteur à combustion interne; Fig. 2a une partie d'une aube de turbine d'un réacteur; Fig. 2b une aube de turbine; Fig. 3 à 5 les principales étapes de procédé pour la fabrication de pièces selon la figure 1 ou la
figure 2.
La figure 1 montre la section transversale d'un piston 1 d'un moteur à combustion interne. Ce piston 1 est réalisé en un alliage métallique. Il présente une coque extérieure 2 dense, réalisée en un matériau en poudre fritté de manière dense, le matériau en poudre de la coque extérieure 2 ayant été élaboré à partir de plusieurs couches de barbotine moulée. La couche extérieure à été réalisée à l'aide de matériau en poudre à particules extrêmement petites, de diamètre moyen inférieur à 10 pm. Vers l'intérieur, succèdent des couches de barbotines de poudre de grosseur croissante de particules de matériau plein, présentant un diamètre
moyen de particule allant jusqu'à 500 pm.
A la coque extérieure 2 succède une âme poreuse 3. Cette âme 3 est formée de billes creuses frittées, qui sont superposées par couches, en formant des cavités sphériques ou polygonales devenant plus grandes en direction du coeur de l'âme. Les billes creuses aptes au frittage, destinées au matériau de l'âme, sont introduites par couches, par coulée de barbotine, la couche extérieure de l'âme sur le côté intérieur 4 de la coque extérieure 2, présentant des diamètres de bille creuse plus faibles que les volumes
intérieurs 8, 9 de l'âme.
Suivant la sollicitation superficielles de la coque extérieure 2, on met en oeuvre des diamètres de billes creuses plus petits, pour une sollicitation superficielle élevée, ou plus grands dans le cas de faibles sollicitations superficielles. Ainsi, à titre d'exemple, dans la zone des alésages de piston 5, 6 destinés à l'axe de la bielle, est prévue une coque extérieure à section transversale d'âme 7 étroite, et cette section transversale d'âme étroite est remplie de billes creuses relativement petites, en vue de pouvoir absorber une sollicitation élevée. Les zones de volume important 8, 9 sont par contre pourvues de billes creuses plus grandes, parce que la sollicitation y est
plus faible de manière correspondante.
Les structures de l'âme 3 et de la coque extérieure 2 peuvent ainsi être précisément adaptées, quant au poids et à la résistance, aux sollicitations, et chaque volume soumis à de faibles sollicitations, peut être pourvu de pores de matériau d'une grandeur
plus importante correspondante.
La figure 2a montre un tronçon d'aube de turbine 20, qui est réalisée en métal ou en céramique, et présente une coque extérieure dense 21 et une âme poreuse 23. La coque extérieure 21 est construite à partir de matériau en poudre fritté de manière dense, et l'âme 23 est constituée de billes creuses 24, 25, 26 frittées, de différents diamètres. Ces billes creuses 24, 25, 26 sont superposées par couches et forment des cavités sphériques ou polygonales, devant plus grandes en direction du coeur de l'âme. Les billes creuses 24, , 26 frittées de manière dense réalisent un soutien de la coque extérieure 21 relativement mince avec ses pm, de sorte que des pressions superficielles élevées peuvent être absorbées par la coque extérieure 21. La résistance à la traction de l'ailette d'aube 22 est augmentée par des fibres 27 qui sont noyées dans le matériau de matrice, entre les billes creuses, dans la direction de la sollicitation en traction. On utilise en guise de matériau de matrice, de la poudre fine de matériau plein pouvant être frittée, qui, quant à sa composition chimique, correspond aux billes creuses, en améliorant le matériau constitutif de celles-ci, quant à
son aptitude au frittage.
On utilise en guise de matériaux en fibres, de préférence des fibres de carbure de silicium ou de carbone, dans le cas de billes creuses et de matériau de matrice, métalliques. Dans le cas d'ailettes d'aubes en céramique, on insère de préférence entre les billes creuses, dans le matériau de matrice de même type chimique, des fibres métalliques, de sorte que la résistance élevée à la traction des métaux et la tenue
aux températures élevées de la céramique, se complètent.
Grâce à l'ancrage des fibres 27 dans le pied d'aube, il est avantageusement possible de réaliser en construction allégée, des aubes de turbine de résistance
élevée, et réfractaires.
La figure 2b montre une aube de turbine 20 à ailette d'aube 30 et pied d'aube 31. L'ailette d'aube est constituée d'une coque extérieure 32 frittée, qui ne présente que quelques 10 pm d'épaisseur. La coque extérieure 32 est supportée par une âme en billes creuses 33 frittées, de sorte que des pressions superficielles élevées peuvent agir sur la coque extérieure 32. L'âme comporte en outre, des fibres 34 qui traversent l'âme frittée en billes creuses, le long de la direction de la sollicitation de traction la plus élevée, et sont ancrées dans le pied d'aube 31 en poudre
de matériau plein, frittée.
Les figures 3 à 5 montrent des étapes principales de procédé, pour la fabrication de pièces selon la figure 1 ou la figure 2. A cet effet, on élabore tout d'abord plusieurs préparations de barbotines, à l'aide d'eau ou d'alcool, et/ou de liants qui y sont solubles, aussi bien à partir de poudres de matériau plein de différentes grosseurs de particules,
qu'à partir de billes creuses de différents diamètres.
Ensuite, on fabrique dans un moule à barbotine, une coque extérieure interne 41, comme le laisse entrevoir la figure 3, en guise de première couche, à l'aide de
poudre de matériau plein à aptitude élevée au frittage.
A cet effet, il est possible d'utiliser des barbotines à faible grosseur de particules pour former une enveloppe extérieure à pores fins, et mettre en oeuvre, en direction de l'intérieur, successivement, des couches de barbotines à grosseur de particules croissante, pour
former la coque extérieure.
La figure 3 montre un moule à barbotine pour effectuer cette opération. Dans cet exemple, le moule à barbotine est en deux parties, et est constitué d'un cylindre extérieur 48 et d'un cylindre intérieur 49, le cylindre intérieur restant inchangé pour toutes les couches de barbotines, lors de l'introduction des différentes préparations de barbotines, dans l'espace intermédiaire entre le cylindre intérieur et le cylindre extérieur. Le cylindre extérieur est par contre remplacé pour chaque couche de barbotine, le diamètre intérieur du cylindre extérieur étant augmenté à chaque étape, dans la direction des flèches A sur la figure 4. Cela permet aussi bien aux particules de poudre pour la coque extérieure 41, que pour les billes creuses pour l'âme de
soutien intérieure, d'augmenter en diamètre, par couche.
Dans cet exemple, le cylindre intérieur et le cylindre extérieur comportent, à leurs extrémités inférieures, des flasques 50, 51 entre lesquels est disposé un joint d'étanchéité annulaire 53. Le joint d'étanchéité annulaire assure l'étanchéité de l'espace intermédiaire entre le deux flasques du cylindre intérieur et du cylindre extérieur. Le cylindre
extérieur peut être fabriqué en un matériau semi-
perméable, ce qui favorise avantageusement un séchage rapide de la couche de barbotine, sans que la couche de barbotine de s'appauvrisse en particules pleines ou en
billes creuses.
Après avoir, par exemple, fabriqué, à l'aide de deux cylindres extérieurs de diamètre différent, la coque extérieure interne 41, par deux couches de barbotines comprenant une couche extérieure de barbotine à particules de matériau plein d'un diamètre de particule moyen compris entre 10 et 30 Mm, et une couche intérieure de barbotine à particules de matériau plein d'un diamètre de particule moyen compris entre 30 et pm, on applique la première couche de barbotine de matériau de l'âme. A cet effet, le second cylindre extérieur est remplacé par un troisième cylindre extérieur de diamètre intérieur supérieur approprié, et l'espace intermédiaire entre la coque extérieure interne 41 et le cylindre extérieur, est rempli d'une préparation de barbotine renfermant des billes creuses d'un diamètre moyen de 100 à 150 Mm, de manière à former ainsi, la première couche de barbotine de billes creuses 42. Comme le représente la figure 5, d'autres couches de barbotine de billes creuses 43, 44 à diamètre moyen de bille creuse croissant, succèdent à la précédente. La couche de barbotine de billes creuses 43 présente ici un diamètre moyen de bille de 1 à 1,5 mm, et la couche de barbotine de billes creuses 44, un
diamètre de bille creuse de 3 à 5 mm.
Ensuite, on introduit selon un ordre inverse, des couches de barbotines à diamètre de bille creuse se réduisant et à diamètre de particule de matériau plein se réduisant également, jusqu'à l'élaboration de la coque extérieure externe 47, et donc d'une pièce en forme de pot, en guise d'ébauche. Cette ébauche en forme de pot est à présent soumise à une cuisson et à un frittage, en vue de former une pièce allégée pour pressions superficielles élevées. La cuisson s'effectue, pour des pièces en alliages fer-nickel, sous vide, à 450 C pendant un durée de 5 heures, et le frittage à
1350 C pendant 15 minutes, sous vide.
Grâce à une forme plus complexe du moule à barbotine, ce procédé permet de fabriquer les pièces montrées sur les figures 1 et 2. Le procédé peut à cette occasion, être modifié de manière à insérer des fibres entre les couches de barbotine coulées, en vue de renforcer la pièce. Les cavités entre les billes creuses peuvent également être remplies de matériau de matrice formé par des poudres de matériaux pleins, additionnées à la préparation de barbotine à billes creuses. Il est en outre possible de fermer les cavités entre les billes creuses, sans addition de particules de matériau plein, par compression isostatique à chaud. Grâce à cela, il se forme dans la zone de l'âme de la pièce, des cavités ou des pores de forme polygonale, pour un poids de pièce minimal. Pour des pièces enalliages fer-nickel, la compression isostatique à chaud s'effectue à une température de 1350 C, sous une pression de 1 MPa, pendant une heure, en atmosphère de gaz inerte, par
exemple de l'argon.
D'autres applications avantageuses pour ce procédé, sont constituées par la fabrication de pièces de machines, de composants de moteur et de réacteur, tels que des roues dentées, des disques de rotor, des carters, des soupapes, des parois ou des volets de tuyère. Les matériaux à mettre en oeuvre pour ces composants, sont, en- dehors des céramiques et des céramiques renforcées de fibres, de préférence des
alliages à base de fer, titane, cobalt ou nickel.

Claims (22)

REVENDICATIONS.
1. Pièce en métal ou en céramique à coque extérieure dense et à âme poreuse, caractérisée en ce que la coque extérieure (2, 21, 32) est réalisée en un matériau en poudre fritté de manière dense, et l'âme (3, 23), en vue d'absorber des pressions superficielles élevées de la coque extérieure (2, 21, 32), présente des billes creuses frittées (24, 25, 26, 33), qui sont superposées en couches et forment des cavités sphériques ou polygonales devenant plus grandes en direction du
coeur de l'âme.
2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que des sections transversales d'âme étroites (7) présentent des cavités plus petites que des
sections transversales d'âme larges (8, 9).
3. Pièce selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les cavités entre les billes
creuses (24, 25, 26, 33) sont comblées de matériau.
4. Pièce selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce que les cavités entre les billes creuses (24, 25, 26, 33) sont remplies de matériau
fritté.
5. Pièce selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que les cavités entre les billes creuses (24, 25, 26, 33) renferment du matériau en fibres (27, 34), qui est entouré partiellement ou en
totalité de matériau de matrice.
6. Pièce selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisée en ce que le matériau en poudre et les
billes creuses (24, 25, 26, 33) sont en métal.
7. Pièce selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisée en ce que le matériau en poudre et les billes creuses (24, 25, 26, 33) sont réalisés en
composés intermétalliques.
8. Pièce selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce que le matériau en poudre et les
billes creuses (24, 25, 26, 33) sont en céramique.
9. Pièce selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisée en ce que la densité de matériau diminue, de la coque extérieure (2, 21, 32) en direction du coeur (8, 9) de l'âme (3, 23), de pratiquement 100% jusqu'à 3%, et la porosité augmente de manière correspondante,
d'approximativement 0% jusqu'à 97%.
10. Pièce selon la revendication 1 ou 9, caractérisée en ce que les billes creuses (24, 25, 26, 33) dans l'âme (3, 23), présentent un diamètre intérieur augmentant de l'extérieur vers l'intérieur de l'âme, et qui se situe entre 0,01 et 10 mm, de préférence entre
0,3 et 5 mm.
11. Procédé de fabrication d'une pièce en métal ou en céramique, comportant une coque extérieure dense et fermée, et une âme poreuse, caractérisé par les étapes de procédé suivantes: a) fabrication de barbotines à l'aide d'eau ou d'alcool et/ou de liants selon différentes préparations, aussi bien à base de poudres de matériau plein de différentes grosseurs de particules, que de billes creuses (24, 25, 26, 33) de différents diamètres; b) réalisation d'une coque extérieure (2, 21, 32) en tant que première couche à l'aide de poudre de matériau plein à aptitude élevée au frittage, dans un moule à barbotine, en mettant de préférence en oeuvre une barbotine à faible grosseur de particules pour former une enveloppe extérieure à pores fins, et vers l'intérieur, des couches de barbotine à grosseur de particules croissante pour former la coque extérieure
(2, 21, 32);
c) réalisation d'une âme poreuse (3, 23) à l'aide de barbotines de billes creuses (24, 25, 26, 33), d'autres couches de barbotines de billes creuses de diamètre de bille croissant étant appliquées de manière superposées de l'intérieur sur la coque extérieure; d) cuisson des solvants et liants, et frittage des couches de barbotines en totalité ou en partie dans
le moule à barbotine, pour former la pièce.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que pour la fabrication d'une pièce creuse comprenant une coque extérieure dense (2) et une âme poreuse (3), on fabrique tout d'abord une coque extérieure interne (41) en guise de première couche, à l'aide de poudre de matériau plein à aptitude élevée au frittage, dans un moule à barbotine, en mettant de préférence en oeuvre une barbotine à faible grosseur de particules pour former une enveloppe extérieure à pores fins, et vers l'intérieur, des couches de barbotine à grosseur de particules croissante pour former la coque extérieure (41) interne, en ce que l'on réalise ensuite une âme poreuse (42, 43, 44), d'autres couches de barbotines de billes creuses de diamètre de bille tout d'abord croissant, puis décroissant, étant appliquées de manière superposée sur la coque extérieure interne, et en ce que l'on réalise finalement une coque extérieure externe (47) à l'aide de poudre de matériau plein à aptitude élevée au frittage, en mettant de préférence en oeuvre une barbotine à faible grosseur de particules pour former une enveloppe extérieure à pores fins, et vers l'intérieur, des couches de barbotine à grosseur de particules croissante pour former la coque extérieure (47) présentant une grosseur de pore augmentant en
direction de l'intérieur.
13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que des préparations de barbotines sont réalisées sous forme de substances moulables destinées à être coulées dans un moule de coulée centrifuge, et en ce que différentes couches de barbotines, pour une coque extérieure externe (47), une âme poreuse (42, 43, 44) en billes creuses, et une coque extérieure interne (41), sont appliquées par coulée centrifuge dans une installation de coulée par centrifugation.
14. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que des préparations de barbotines sont réalisées sous la forme de substances à projeter, à enduire ou à mastiquer, et en ce que différentes couches de barbotines, pour une coque extérieure interne (41), une âme poreuse (42, 43, 44) en billes creuses (24, 25, 26, 33), et une coque extérieure externe (47), sont appliquées sur une surface formant moule, par enduction,
projection, ou masticage.
15. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que différentes préparations de barbotines pour la coque extérieure (21) et l'âme poreuse (23) en billes creuses (24, 25, 26), sont coulées successivement dans un moule à barbotine, par l'intermédiaire d'une ouverture de coulée, et en ce qu'après chaque application d'une couche de barbotine sur les surfaces intérieures du moule, les restes des différentes préparations de barbotines sont évacués par l'ouverture de coulée, et l'ouverture de coulée est finalement obturée par une succession de différentes couches de barbotines de moulage.
16. Procédé selon l'une des revendications 11
à 15, caractérisé en ce que l'opération de frittage est effectuée dans une presse, sous pression et à température de ramollissement des billes creuses (24, , 26, 33), pour former des cavités ou des pores de
forme polygonale.
17. Procédé selon l'une des revendications 11
à 16, caractérisé en ce qu'après l'introduction de chaque couche de barbotine, on effectue un dégazage de solvants.
18. Procédé selon l'une des revendications 11
à 17, caractérisé en ce qu'après l'introduction de chaque couche de barbotine, on effectue une cuisson des
liants et une opération de frittage.
19. Procédé selon l'une des revendications 11
à 18, caractérisé en ce que la coque extérieure (2, 21, 32) subit une densification postérieure, par infiltration ou application et diffusion de matériau de frittage.
20. Procédé selon l'une des revendications 11
à 19, caractérisé en ce que les particules et les billes creuses (24, 25, 26, 33) dans les préparations de barbotines, sont en partie constituées de composants métalliques de composés intermétalliques, et l'opération de frittage est effectuée à des températures de réaction
permettant la formation de composés intermétalliques.
21. Procédé selon l'une des revendications 11
à 20, caractérisé en ce que la durée et la température de l'opération de frittage sont adaptées au matériau apte au frittage des particules pleines et des billes creuses (24, 25, 26, 33) de la pièce moulée de barbotine.
22. Procédé selon l'une des revendications 11
à 21, caractérisé en ce que la pièce (1, 20) est soumise après le frittage ou pendant le frittage, à une
compression isostatique à chaud.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014060699A1 (fr) * 2012-10-18 2014-04-24 Snecma Pièce en matériau céramique avec une base et un voile

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7418993B2 (en) * 1998-11-20 2008-09-02 Rolls-Royce Corporation Method and apparatus for production of a cast component
US6759004B1 (en) * 1999-07-20 2004-07-06 Southco, Inc. Process for forming microporous metal parts
DE19956444B4 (de) * 1999-11-24 2004-08-26 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauteils in Verbundbauweise
EP1186748A1 (fr) * 2000-09-05 2002-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Aube de rotor pour une turbomachine et turbomachine
EP1327703A1 (fr) 2002-01-15 2003-07-16 Siemens Aktiengesellschaft Système de revêtement avec une couche poreuse
DE10206729B4 (de) * 2002-02-18 2004-02-05 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Hohlkolben mit Hohlkugelfüllung
DE10256221B3 (de) * 2002-10-09 2004-07-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung gesinterter Formkörper und so hergestellte Formkörper
DE10257962C5 (de) * 2002-12-12 2008-06-12 Glatt Systemtechnik Gmbh Leichtbauteil aus Hohlkugeln
DE10301175B4 (de) * 2003-01-08 2006-12-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Bauteilen
EP1533113A1 (fr) * 2003-11-14 2005-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Système stratifié pour dissipation de chaleur à haute température et méthode de fabrication
EP1566519A1 (fr) * 2004-02-23 2005-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Composant à haute température d'une turbomachine et turbomachine
GB2451779A (en) * 2004-09-22 2009-02-11 Rolls Royce Plc Manufacturing aerofoil with metal foam core
GB2418460A (en) * 2004-09-22 2006-03-29 Rolls Royce Plc Aerofoil with low density
US9208912B2 (en) 2004-11-29 2015-12-08 Afsaneh Rabiei Composite metal foam and methods of preparation thereof
WO2006083375A2 (fr) * 2004-11-29 2006-08-10 North Carolina State University Mousse metallique composite et procedes de preparation de celle-ci
DE102005002671B3 (de) * 2005-01-14 2006-06-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Turbinenschaufel für Strömungsmaschinen und Verfahren zu ihrer Herstellung
GB0525799D0 (en) 2005-12-20 2006-01-25 Rolls Royce Plc Lightweight components
GB0605070D0 (en) * 2006-03-14 2006-04-26 Rolls Royce Plc An aerofoil
DE102006022594A1 (de) * 2006-05-15 2007-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Formwerkzeug zur Herstellung eines Schaumteiles und Verfahren zur Herstellung des Formwerkzeuges
DE102006031305A1 (de) * 2006-07-06 2008-01-10 Mtu Aero Engines Gmbh Gasturbinenbauteil für Flugtriebwerke sowie Verfahren zur Herstellung von Gasturbinenbauteilen für Flugtriebwerke
DE102007009468A1 (de) * 2007-02-27 2008-08-28 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Strukturelements
US7905016B2 (en) * 2007-04-10 2011-03-15 Siemens Energy, Inc. System for forming a gas cooled airfoil for use in a turbine engine
US7819047B1 (en) * 2007-12-20 2010-10-26 Lockheed Martin Corporation System and method to centrifugally cast munitions
JP2011246506A (ja) * 2010-05-21 2011-12-08 Canon Inc 高分子多孔質膜及びその製造方法
EP2418354A1 (fr) * 2010-08-10 2012-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Procédé de fabrication d'une aube de turbine refroidie de l'intérieur et turbine à gaz dotée d'une aube de turbine ainsi fabriquée
US20120167390A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Edward Claude Rice Airfoil for gas turbine engine
US9663404B2 (en) * 2012-01-03 2017-05-30 General Electric Company Method of forming a ceramic matrix composite and a ceramic matrix component
JP5555727B2 (ja) * 2012-01-23 2014-07-23 川崎重工業株式会社 軸流圧縮機翼の製造方法
US10018052B2 (en) 2012-12-28 2018-07-10 United Technologies Corporation Gas turbine engine component having engineered vascular structure
WO2014105109A1 (fr) 2012-12-28 2014-07-03 United Technologies Corporation Élément de moteur à turbine à gaz comprenant une structure treillis aménagée vasculaire
WO2014182141A1 (fr) * 2013-05-10 2014-11-13 주식회사 엘지화학 Particules contenant du cuivre et leur procédé de fabrication
CN103426621B (zh) * 2013-06-19 2015-12-23 浙江中元磁业股份有限公司 一种调节钕铁硼磁体尺寸的方法以及尺寸调节剂
BE1022481B1 (fr) * 2014-10-28 2016-05-02 Techspace Aero S.A. Aube a treillis de compresseur de turbomachine axiale
US10094287B2 (en) 2015-02-10 2018-10-09 United Technologies Corporation Gas turbine engine component with vascular cooling scheme
EP3153666A1 (fr) * 2015-10-06 2017-04-12 MTU Aero Engines GmbH Aube hybride en céramique pour turbomachines
JP6256453B2 (ja) * 2015-11-17 2018-01-10 マツダ株式会社 エンジンのピストン構造
WO2017089960A1 (fr) * 2015-11-23 2017-06-01 Victoria Link Ltd Surfaces microstructurées pour un meilleur transfert de chaleur par changement de phase
US10077664B2 (en) 2015-12-07 2018-09-18 United Technologies Corporation Gas turbine engine component having engineered vascular structure
US10221694B2 (en) 2016-02-17 2019-03-05 United Technologies Corporation Gas turbine engine component having vascular engineered lattice structure
EP3486430A1 (fr) * 2017-11-17 2019-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Étage de rotor de turbine formé intégralement
US10774653B2 (en) 2018-12-11 2020-09-15 Raytheon Technologies Corporation Composite gas turbine engine component with lattice structure
EP3736431A1 (fr) * 2019-05-10 2020-11-11 Mazda Motor Corporation Piston de moteur et son procédé de fabrication
DE102021113164A1 (de) 2021-05-20 2022-11-24 MTU Aero Engines AG Anordnung zur Minderung einer Schwingung
CN114433789B (zh) * 2022-01-27 2023-08-25 清华大学 一种易脱芯陶瓷型芯及其制备方法
US20250083795A1 (en) * 2023-09-08 2025-03-13 Hamilton Sundstrand Corporation Airfoil formed of thermally adaptive materials and a thermoelectric junction

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4542539A (en) * 1982-03-12 1985-09-24 Artech Corp. Surgical implant having a graded porous coating
EP0190035A2 (fr) * 1985-02-01 1986-08-06 Pall Corporation Fabrication d'un article métallique poreux et article ainsi obtenu
US4925740A (en) * 1989-07-28 1990-05-15 Rohr Industries, Inc. Hollow metal sphere filled stabilized skin structures and method of making
FR2641995A1 (fr) * 1989-01-25 1990-07-27 Mtu Muenchen Gmbh Materiau de construction leger metallique fritte et procede pour sa fabrication
EP0446673A1 (fr) * 1990-03-14 1991-09-18 Asea Brown Boveri Ag Procédé de préparation d'un article fritté avec une couche externe compacte et une surface lisse
DE4211319A1 (de) * 1992-04-04 1993-10-07 Plansee Metallwerk Verfahren zur Herstellung von Sintereisen-Formteilen mit porenfreier Zone

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3781170A (en) * 1971-07-15 1973-12-25 Kureha Chemical Ind Co Ltd Lightweight metal composite material and process for producing same
US4111713A (en) * 1975-01-29 1978-09-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Hollow spheres
JPS5852528B2 (ja) * 1979-04-10 1983-11-24 葛城産業株式会社 金属の多孔質焼結板状体およびその製造法
DE3724156A1 (de) * 1987-07-22 1989-02-02 Norddeutsche Affinerie Verfahren zum herstellen von metallischen oder keramischen hohlkugeln
EP0440093B1 (fr) * 1990-01-26 1994-12-14 Isuzu Motors Limited Pièce coulée comportant un insert en matière céramique et son procédé de fabrication

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4542539A (en) * 1982-03-12 1985-09-24 Artech Corp. Surgical implant having a graded porous coating
EP0190035A2 (fr) * 1985-02-01 1986-08-06 Pall Corporation Fabrication d'un article métallique poreux et article ainsi obtenu
FR2641995A1 (fr) * 1989-01-25 1990-07-27 Mtu Muenchen Gmbh Materiau de construction leger metallique fritte et procede pour sa fabrication
US4925740A (en) * 1989-07-28 1990-05-15 Rohr Industries, Inc. Hollow metal sphere filled stabilized skin structures and method of making
EP0446673A1 (fr) * 1990-03-14 1991-09-18 Asea Brown Boveri Ag Procédé de préparation d'un article fritté avec une couche externe compacte et une surface lisse
DE4211319A1 (de) * 1992-04-04 1993-10-07 Plansee Metallwerk Verfahren zur Herstellung von Sintereisen-Formteilen mit porenfreier Zone

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014060699A1 (fr) * 2012-10-18 2014-04-24 Snecma Pièce en matériau céramique avec une base et un voile
FR2997077A1 (fr) * 2012-10-18 2014-04-25 Snecma Piece en materiau ceramique avec une base et un voile
US10138739B2 (en) 2012-10-18 2018-11-27 Safran Aircraft Engines Part consisting of a ceramic material, comprising a base and a wall

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Publication number Publication date
DE4338457A1 (de) 1995-05-18
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GB2284825A (en) 1995-06-21
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US5634189A (en) 1997-05-27
DE4338457C2 (de) 1998-09-03

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