FR2821775A1

FR2821775A1 - Appareil de moulage avec montage de manoeuvre et de mise en place de moule

Info

Publication number: FR2821775A1
Application number: FR0202963A
Authority: FR
Inventors: Mark L Soderstrom; Christophe Charpentier
Original assignee: Howmet Research Corp
Current assignee: Howmet Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2002-09-13
Also published as: DE10210259A1; GB2372953A; GB0205154D0; US20020124987A1

Abstract

L'invention se rapporte à un appareil de moulage et à des moules en carapace pour le moulage de matières métalliques fondues.L'appareil de moulage comprend un moule (10) présentant dessus un montage de mise en place de moule (12), une chambre de moulage (70) incorporant un dispositif de fourniture de produit fondu (80) à partir duquel le moule (10) reçoit un produit fondu, un montage positionneur (90) disposé dans la chambre de moulage (70), et un manipulateur de moule (50a, 50b) pour mettre en place le moule (10) dans la chambre de moulage avec ledit montage de mise en place de moule (12) engagé de manière coopérative avec le montage positionneur pour mettre en place ledit moule (10) par rapport au dispositif de fourniture de produit fondu (80).L'invention s'applique notamment au moulage de précision dans lequel le moule en carapace est formé par le processus dit à cire perdue.

Description

La présente invention se rapporte à un appareil de moulage et à des moules en carapace pour le moulage de matières métalliques fondues.

Dans la conduite d'opérations de moulage de précision, un moule en carapace de précision réalisé en céramique est formé par le processus bien connu dit à cire perdue dans lequel un motif fugitif (par exemple en cire) de l'objet à mouler est plongé de manière répétée dans une bouillie de fine poudre de céramique, évacué de la bouillie en excès, enduit de particules de céramique grossières, et séché à l'air jusqu'à ce qu'un moule en carapace de précision soit construit sur le modèle à une épaisseur de paroi désirée du moule en carapace. Le motif est alors retiré du moule en carapace par un traitement thermique ou chimique, en laissant un moule en carapace cru qui est alors cuit dans un four pour développer une résistance du moule en vue de mouler à l'intérieur un métal ou un alliage fondu. A cette fin, le moule en carapace qui a ainsi été cuit est préchauffé dans un four ou une chambre formant four de chauffage de moule et est ensuite placé dans un four et une chambre de moulage où le métal ou l'alliage fondu est introduit dans le moule en carapace. Le moule en carapace est typiquement placé dans un four ou une chambre de moulage avec une coupelle de versement du moule en carapace située en dessous d'un creuset de maintien de produit fondu à partir duquel le métal ou l'alliage fondu est "coulé en source" ou "coulé à bec" en inclinant le creuset vers le moule en carapace sous-jacent. Les brevets US 5 309 976,5 592 984, 5 931 214 et 6 019 158 décrivent des appareils de moulage à moule en carapace de précision où un moule en carapace de précision réalisé en céramique et préchauffé est mis en place par rapport à un creuset afin de recevoir de celui-ci un métal ou un alliage fondu.

Dans un appareil de moulage particulier, une chambre de fusion est séparée ou isolée de la chambre sous-jacente de réception de moule à l'aide d'une vanne

d'isolement appropriée, telle qu'une vanne coulissante à tiroir, qui permet qu'un vide soit maintenu dans la chambre de fusion. Une charge individuelle de métal, telle qu'un lingot individuel, est amenée à fondre sous vide (pression inférieure à la pression ambiante) dans le creuset se trouvant dans la chambre de fusion au-dessus de la chambre de réception de moule. Lorsque la charge est déterminée pour se trouver à une température de moulage appropriée, un opérateur demande à ce qu'un moule préchauffé soit retiré du four de chauffage de moule et mis en place dans la chambre à vide en vue d'un moulage.

Par exemple, un manipulateur de moule retire à la main du four de moulage de moule un moule préchauffé et met en place à la main le moule préchauffé sur un bac de moulage en dessous de la chambre de fusion obturée par la vanne d'isolation qui a été fermée. Après que la vanne d'isolation est ouverte vers la chambre de fusion, le moule préchauffé est soulevé par un dispositif élévateur sous le bac de moulage à une hauteur sélectionnée au préalable dans la chambre de fusion en dessous du creuset. Le creuset est alors amené à pivoter de manière à verser le métal fondu sous la forme d'un courant de métal fondu libre dans une coupelle de versement tronconique du moule préchauffé mis en place en dessous dans la chambre de fusion. La coupelle de versement présente un simple réceptacle tronconique pour recevoir le courant de métal fondu issu du creuset et le diriger dans le moule pour le remplir. Après remplissage du moule par le métal fondu, le moule est abaissé sur le bac de moulage par le dispositif élévateur et amené dans la chambre de réception de moule, et la vanne d'isolement est fermée. Le moule rempli de produit fondu peut rester dans la chambre de réception de moule ou être enlevé de celle-ci en vue d'une solidification du métal fondu à l'intérieur. Ce cycle est répété pour mouler une pluralité de moules préchauffés un à la fois lors d'une campagne de moulage.

Dans de telles campagnes de moulage, la mise en place manuelle du moule préchauffé sur le bac de moulage se trouvant dans la chambre à vide a pour résultat des variations dans l'alignement du moule par rapport au creuset dans la chambre de fusion. Cette variation d'alignement d'un moule au suivant est de manière typique plus grande au début d'une campagne de moulage et également lorsqu'il existe un changement dans le moule utilisé et/ou dans le produit (moulage) en cours de réalisation. Au fur et à mesure que des moules sont moulés au cours d'une campagne, des réglages peuvent être effectués par le manipulateur du moule jusqu'à ce qu'une position du moule préchauffé proche de l'optimal soit obtenue de manière constante pendant le reste de la campagne. Cependant, lorsque des procédures de fabrication "juste en temps" sont adoptées, on utilise des campagnes de moulage plus courtes de telle sorte que le problème d'un mauvais alignement des moules par rapport au creuset de fusion devient davantage gênant.

La variation d'alignement d'un moule au suivant pendant une campagne de moulage affecte de manière nuisible l'alignement du courant de métal fondu versé depuis le creuset dans la coupelle de versement des moules respectifs. Un tel mauvais alignement produit, par exemple, des projections de produit fondu parce que la coupelle de versement s'encombre de métal fondu du fait du mauvais alignement. On observe alors de courts versements et une plus faible efficience d'entrée de moule. En outre, un tel mauvais alignement produit un tourbillonnement du métal dans la coupelle de versement, ce qui augmente le temps de séjour du produit fondu dans la coupelle de versement relativement plus froide en produisant alors une perte d'énergie thermique et des fermetures froides résultantes ainsi que des défauts de grains refroidis dans le moulage, et cela diminue l'énergie cinétique axiale du courant de métal fondu, en faisant varier le temps de remplissage du moule et en

diminuant l'écoulement laminaire du métal tout en augmentant la turbulence du métal à l'intérieur du moule. La turbulence à l'intérieur du moule peut amener le métal fondu en train de s'écouler à former des tourbillonnements, en réduisant la pression et la vitesse du métal, et cela a pour résultat une mauvaise amenée dans les parties minces du moule ainsi que la formation d'oxydes qui conduit à la formation d'impuretés ou de crasse. Les variations dans le motif de remplissage du moule d'un moule au suivant peuvent augmenter la porosité des moulages réalisés au cours d'une campagne de moulage particulière.

La demande de brevet US déposée sous le numéro 09/255 187 et en cours d'examen décrit une coupelle de versement de moule en carapace dont la paroi comprend une pluralité de nervures anti-tourbillonnements espacées de manière circonférentielle les unes des autres autour de la périphérie de la coupelle de versement de manière à réduire le tourbillonnement du métal fondu versé dans la coupelle de versement du fait d'un mauvais alignement entre la coupelle de versement et le récipient de versement.

Il existe ainsi un besoin pour améliorer la commande de la manoeuvre et de l'alignement d'un moule en coquille de précision par rapport à un creuset de matière fondue, ou autre récipient de fourniture de produit fondu, disposé dans un four de moulage.

La présente invention a pour objet de satisfaire ce besoin.

La présente invention créée, dans un mode de réalisation pris à titre d'illustration, un moule en carapace de précision présentant un montage de mise en place de moule par lequel le moule en carapace peut être manoeuvré et déplacé par un manipulateur de moule entre une chambre de chauffage de moule et une chambre de moulage. Le manipulateur de moule met en place le moule préchauffé dans la chambre de moulage afin de coopérer

avec un montage positionneur disposé dans la chambre de moulage. Le montage positionneur de la chambre oriente le moule préchauffé dans une position prédéterminée par rapport à un dispositif de fourniture de produit fondu, tel qu'un récipient de fourniture de produit fondu, dans la chambre de moulage de manière à recevoir le produit fondu.

Le montage de mise en place de moule peut faire partie intégrante du moule en carapace et être adapté à être engagé par un manipulateur de moule manuel ou robotisé, tel que par exemple un outil de prélèvement de moule. La chambre de moulage peut comprendre un four de moulage avec le four qui présente un montage positionneur à l'intérieur et sur lequel le montage de mise en place de moule est placé pour orienter le moule en carapace par rapport au creuset de produit fondu dans le four de moulage afin de placer le moule dans une orientation prédéterminée pour la réception de produit fondu en provenance du creuset. En variante, un piston élévateur mobile se trouvant dans la chambre de moulage peut, à cette même fin, incorporer un montage positionneur.

L'appareil de moulage conforme à l'invention est ainsi caractérisé en ce qu'il comprend un moule présentant dessus un montage de mise en place de moule, une chambre de moulage incorporant un dispositif de fourniture de produit fondu à partir duquel le moule reçoit un produit fondu, un montage positionneur disposé dans la chambre de moulage, et un manipulateur de moule pour mettre en place ledit moule dans ladite chambre de moulage, avec ledit montage de mise en place de moule engagé de manière coopérative avec le montage positionneur se trouvant dans la chambre de moulage pour mettre en place ledit moule par rapport au dispositif de fourniture de produit fondu.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un moule en carapace contenu dans un four de chauffage de moule, le moule en carapace présentant un montage de mise en place de moule conforme à un mode de réalisation de l'invention pour un engagement par un outil de prise de moule ; - la figure 2 est une vue en perspective schématique du moule en carapace placé sur un montage positionneur dans une chambre de moulage pour mettre en place le moule par rapport à un récipient de fourniture de produit fondu amené à communiquer avec la chambre de moulage ; - la figure 3 est une vue en plan schématique des éléments de montage de mise en place de moule disposés sur le montage positionneur dans la chambre de moulage ; - la figure 4 est une élévation de bout d'un élément de montage de mise en place de moule formé sur le moule en carapace conformément à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une en perspective schématique d'un ensemble de motifs utilisé pour réaliser le moule en carapace par le processus à cire fondu ; - la figure 6 est une vue en perspective schématique d'un piston élévateur se trouvant dans une chambre de moulage présentant un montage positionneur pour mettre en place le moule par rapport à un récipient de fourniture de produit fondu amené à communiquer avec la chambre de moulage ; - la figure 7 est une vue en perspective schématique éclatée d'un moule en carapace se trouvant sur un montage positionneur placé sur un piston élévateur dans une chambre de moulage pour mettre en place le moule

par rapport à un récipient de fourniture de produit fondu amené à communiquer avec la chambre de moulage ; - la figure 8 est une vue en plan schématique du moule préchauffé se trouvant sur le montage positionneur placé sur le piston élévateur ; - la figure 9 est une vue en perspective schématique d'un moule en carapace selon un autre mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 10 est une vue en perspective schématique éclatée d'un moule en carapace pour la mise en place sur un montage positionneur conforme à un autre mode de réalisation de l'invention sur un piston élévateur dans une chambre de moulage pour mettre en place le moule par rapport à un récipient de fourniture de produits fondus amené à communiquer avec la chambre de moulage.

En se référant maintenant plus particulièrement aux figures 1 à 4, celles-ci illustrent de manière schématique un appareil de moulage pour le moulage d'un métal ou d'un alliage fondu (ci-après appelé matière métallique fondue) dans un moule en carapace de précision réalisé en céramique 10 dans une chambre 70 formant four de moulage. Le moule en carapace 10, tel qu'il est illustré, comprend une coupelle de versement tronconique 10a qui en fait partie intégrante et qui est reliée à un corps de moule principal lOb présentant une ou plusieurs cavités de moulage internes 10c (dont une seule est représentée). Une buse de coulée lOd présentant un passage interne 10e relie la coupelle de versement 10a et la cavité de moulage 10c de telle manière que la matière métallique fondue se trouvant dans la coupelle de versement 10a s'écoule dans la cavité de moulage 10c. La cavité de moulage 10c présente la forme d'un objet à mouler. Par exemple, à la figure 1, la cavité de moulage 10c peut présenter la forme d'une roue de turbine.

Conformément à un mode de réalisation de la présente invention, le moule en carapace 10 comprend

également un montage de mise en place de moule 12 qui comporte de premier et second éléments de montage de mise en place allongés en forme de tige 12a solidaires de l'extérieur de la coupelle de versement 10a. Chaque élément de montage en forme de tige 12a présente de préférence une surface inférieure plate 12b, figure 4. La surface périphérique restante 12c de chaque élément de montage 12a peut présenter une forme courbe, ou toute autre forme telle qu'une forme polygonale, voire une forme ronde. Les éléments de montage en forme de tige 12a sont de longueur égale et sont disposés sur les côtés diamétrales opposés de la coupelle de versement 10a dans un plan horizontal commun et de manière sensiblement parallèle l'une à l'autre dans le plan commun. Les surfaces inférieures plates 12b des éléments de montage 12a définissent de manière collective un plan horizontal de mise en place de référence ou une plate-forme par laquelle le moule en carapace 10 peut être prélevé, déplacé et mis en place à l'aide d'un outil manipulateur de prise de moule ou autre 50.

Le moule 10 est réalisé en utilisant un ensemble de motifs fugitifs en cire ou autre 20 illustré à la figure 5 avec des parties fugitives (par exemple, en cire) 20a, 20b, 20d et des tiges 22 correspondant à la coupelle de versement 10a, au corps de moule principal lOb, à la buse de coulée lOd et aux éléments de montage de mise en place de moule 12a. Les tiges en cire 22 comprennent de première et seconde tiges fugitives pleines (par exemple en cire) qui sont soudées à la cire, solidaires de l'extérieur des côtés diamétrales opposés de la partie de coupelle de versement 20a de l'ensemble de motifs, ou autrement fixées dessus, afin de constituer les éléments de montage 12a. Les tiges en cire 22 peuvent être moulées par injection de manière solidaire avec la' coupelle de versement de l'ensemble des motifs 20, ou préformées et fixées par soudage à la cire à l'ensemble des motifs de cire 20. En variante, les tiges de cire 22 peuvent être

fixées à la coupelle de versement 10a après application d'une ou plusieurs couches de céramique sur l'ensemble des motifs 20. Les tiges 22 peuvent également être constituées par des tiges préformées en céramique ou en une autre matière réfractaire amenées à adhérer à la coupelle de versement en cire de l'ensemble des motifs 20. Les tiges 22 sont formées sur les côtés diamétrales opposés de la partie de coupelle de versement 20a ou fixées sur ceux-ci dans un plan horizontal commun et de manière sensiblement parallèle l'une à l'autre dans le plan commun pour former les éléments de montage 12a lorsque l'ensemble des motifs est investi dans le moule en carapace 10. Chaque tige 22 présentera une surface inférieure plane 22b et une surface courbe (ou d'une autre forme) 22c complémentaire aux surfaces 12b, 12c des éléments de montage 12a.

Le moule en carapace 10 comprend de manière typique un moule en carapace de précision réalisé en céramique à l'aide du processus bien connu dit à cire perdue dans lequel l'ensemble des motifs fugitifs (par exemple en cire) 20 est plongé de manière répétée dans une bouillie de fine poudre de céramique, évacué de la bouillie en excès, enduit de particules de céramique relativement grossières, et séché à l'air jusqu'à ce qu'un moule en carapace de précision soit réalisé à une épaisseur désirée de la paroi du moule en carapace sur le motif.

L'ensemble des motifs fugitifs est alors retiré du moule en carapace par un traitement thermique ou chimique, en laissant le moule en carapace cru 10 qui est alors cuit dans un four pour développer une résistance adéquate du moule en vue de mouler à l'intérieur un métal ou un alliage fondu. Le processus à cire perdure pour réaliser des moules en carapace est notamment décrit dans les brevets US 5 335 717 et 5 297 615 auxquels il est possible de se reporter. Les matières céramiques utilisées dans la fabrication de la bouillie de céramique et dans celle des particules de céramique grossières

seront choisies en dépendance de la matière métallique particulière à mouler dans le moule en carapace et ne font pas directement partie de la présente invention.

Après que l'ensemble des motifs est retiré, le moule en carapace cru 10 est cuit ou fritté dans un four (non représenté) à une température de cuisson élevée pour développer une résistance suffisante du moule en vue de mouler, dans le moule en carapace, une matière métallique fondue.

Dans la préparation d'un moulage, le moule en carapace 10 qui a été cuit est préchauffé dans une chambre 60 formant four de chauffage de moule, figure 1, et est ensuite placé dans une chambre 70 formant four de moulage, figure 2, où le métal ou l'alliage fondu est introduit dans le moule en carapace 10 à partir d'un récipient de maintien de produit fondu 80, tel qu'un creuset de produit fondu 82. La chambre 60 formant four de chauffage de moule est montrée séparée de la chambre 70 formant four de moulage, figure 1, bien que l'invention ne soit pas limitée à cela car les chambres 60 et 70 peuvent être amenées à communiquer l'une avec l'autre. Le moule en carapace préchauffé 10 peut alors être déplacé depuis la chambre 60 formant four de chauffage de moule jusqu'à la chambre 70 formant four de moulage.

Conformément à la présente invention, le moule en carapace 10 est déplacé au moyen d'un outil de prise de moule 50 qui est illustré comme présentant une extrémité en forme de fourche à deux branches 50a adaptée à être mise en place autour d'une buse de coulée lOd et en engagement de support sous les surfaces 12b des éléments de montage 12a pour soulever et supporter le moule en carapace préchauffé 10 pendant son transport vers et hors de la chambre de chauffage de moule 60 et ensuite depuis la chambre de chauffage de moule 60 jusqu'à la chambre de moulage 70. L'outil 50 comprend un bras d'outil allongé 50b qui peut être man#uvré par un dispositif robotisé

(non représenté), ou bien de manière manuelle par un ouvrier saisissant et man#uvrant le bras d'outil 50b.

L'outil 50 peut être réalisé en acier ou en une autre matière appropriée.

Le moule en carapace 10 peut être placé sur un plateau de support T résistant à la chaleur et se trouvant dans la chambre 60 formant four de chauffage de moule à l'aide de l'outil 50, qui est alors retiré de la chambre formant four 60 jusqu'à ce que le moule en carapace 10 soit prêt à être prélevé et déplacé vers la chambre de moulage 70. La chambre formant four 60 comprend une porte d'accès obturable, (non représentée) à travers laquelle le moule en carapace 10 et l'outil 50 peuvent être déplacés pour être amenés dans la chambre formant four 60 et hors de celle-ci.

Après que le moule en carapace 10 est préchauffé dans la chambre 60 formant four de chauffage de moule, il est retiré de celle-ci par l'intermédiaire de la porte du four en utilisant l'outil 50 et il est transporté, en utilisant cet outil 50, vers la chambre de moulage 70, figure 2, qui présente un montage positionneur 90 prévu pour engager, supporter et mettre en place les éléments de montage 12a du moule en carapace 10 afin de l'orienter par rapport au récipient de maintien de produit fondu 80 amené à communiquer avec la chambre de moulage. Le récipient de fourniture de produit fondu 80 peut comprendre un creuset de produit fondu 82 pouvant pivoter autour de tourillons 82a, dont un seul est représenté, sur les côtés opposés du creuset afin de verser la matière métallique fondue M se trouvant à l'intérieur sur la lèvre 82b du creuset et dans la coupelle de versement 10a du moule en carapace 10.

Le montage positionneur 90 comprend des rails latéraux parallèles écartés 92 présentant chacun une surface horizontale 92a et une surface verticale 92b. Les surfaces 92a sont coplanaires pour définir un plan horizontal de référence dans une direction de hauteur H

par rapport au récipient 80. Les surfaces 92b sont parallèles pour définir des plans verticaux de référence respectifs écartés l'un de l'autre dans une direction latérale L perpendiculaire à la direction H. La distance latérale (horizontale) entre les surfaces verticales 92b est commandée pour assurer l'orientation latérale désirée du moule en carapace 10 par rapport au récipient 80. Des surfaces verticales arrière 92c sont prévues sur les rails 92 et sont situées dans un plan vertical commun perpendiculaire au plan qui contient les surfaces 92a et au plan qui contient des surfaces 92b afin de commander et limiter le mouvement du moule dans la direction de la profondeur D de la chambre 70.

En particulier, les surfaces inférieures planes 12b des éléments de montage de mise en place de moule 12a sont placées par l'outil 50 sur les surfaces horizontales coplanaires 92a entre les surfaces verticales 92b, avec les extrémités latérales les plus externes 12e des éléments de montage 12 à proximité des surfaces 92b, ou en butée contre celles-ci, et l'élément le plus arrière 12a à proximité des surfaces 92c, ou en butée avec elles.

L'outil 50 abaisse le moule en carapace 10 sur le montage positionneur 90. Le moule en carapace 10 est ainsi mis en place à une hauteur verticale appropriée dans la direction H et est orienté dans les directions L et D par rapport au récipient 80pour fournir une commande précise sur la position du moule en carapace par rapport au récipient 80.

Les rails positionneurs 92 peuvent être montés dans la chambre de moulage 70 sur les parois latérales 70a de celle-ci en utilisant des éléments de liaison appropriés en acier ou autre 97 fixés entre les rails et les parois latérales, figure 2.

En variante, en se référant à la figure 6, les rails positionneurs 92 peuvent être reliés à un rail arrière 94 qui est fixé et supporté par un élément de support de rail vertical 93 fixé sur un bac de moulage 95

qui est disposé et fixé sur le dessus d'un piston élévateur mobile R, figure 6. Le rail arrière 94 est disposé entre les rails 92 et forme, dans ce mode de réalisation, les surfaces verticales de mise en place 92c pour commander la mise en place du moule dans la direction D. Les surfaces 92a, 92b du rail 94 sont associées de manière coopérative avec ce dernier. Les surfaces de rail 92b commandent la mise en place du moule dans la direction L. Le piston élévateur R est mobile de haut en bas et de bas en haut dans la chambre 70 pour déplacer le moule 10 sur les rails positionneurs 92 en l'avançant et en l'éloignant du récipient 80 afin de commander la mise en place du moule dans la direction H.

La chambre de moulage 70 comprend une porte d'accès de type traditionnel, non représentée, qui est ouverte pour permettre la mise en place du moule en carapace 10 sur le montage positionneur 90.

Après que le moule en carapace 10 est placé sur le montage positionneur 90 dans la chambre de moulage 70, l'outil 50 est dégagé et retiré des éléments de montage 12a, en laissant le moule en carapace 10 reposer sur le récipient 80 dans la chambre 70 et être mis en place par rapport à celui-ci. La porte d'accès de la chambre peut alors être fermée et obturé pour permettre la fusion de la matière métallique sous vide ou sous une atmosphère de gaz inerte dans la chambre 70 et le versement ultérieur de la matière métallique fondue depuis le récipient 80 dans le moule en carapace 10 placé de manière appropriée à cette fin par rapport au récipient 80 à l'aide du montage positionneur 90.

La chambre 70 formant four de moulage peut comprendre une vanne d'isolement facultative 100, telle qu'une vanne coulissante à tiroir qui, lorsqu'elle est fermée, permettra à la matière métallique M d'être fondue sous vide (pression inférieure à la pression ambiante), ou sous une atmosphère de gaz inerte, dans une chambre de fusion 75, alors que le moule en carapace préchauffé 10

est placé dans la chambre de moulage 70 sur le montage positionneur 90 en dessous de la vanne d'isolement 100. La porte d'accès est alors fermée et obturée pour permettre à la chambre de moulage se trouvant en dessous de la vanne d'isolement 100 d'être évacuée à une pression inférieure à la pression ambiante, ou de recevoir une atmosphère de gaz inerte, avant que la vanne d'isolement 100 soit ouverte et que la matière métallique fondue soit versée du récipient 80 dans le moule en carapace 10.

Si le piston élévateur R est présent dans la chambre 70 formant four de moulage, figure 6, il peut être déplacé vers le haut dans la chambre 70 pour déplacer le moule en carapace 10 vers une position de moulage à proximité et en dessous du récipient 80. Après que le moule en carapace est moulé avec le métal ou l'alliage fondu provenant du récipient 80, le piston R est abaissé pour abaisser le moule en carapace moulé 10, qui contient la matière métallique M, vers une position inférieure dans la chambre 70 formant four de moulage pour être retiré de celle-ci.

Le moule en carapace moulé 10, qui contient la matière métallique M, peut être retiré de la chambre 70 formant four de moulage à un moment quelconque approprié avant ou après la solidification complète de la matière métallique à l'intérieur. Un vide ou une atmosphère de gaz inerte se trouvant dans la chambre 70 formant four de moulage peut être remplacé par de l'air ambiant de sorte que la porte d'accès peut être ouverte et que l'outil 50 peut être déplacé dans la chambre 70 et être engagé sous les surfaces de montage 12b afin de soulever le moule en carapace moulé 10 hors du montage positionneur 90 pour être déplacé hors de la chambre 70 en vue d'un traitement ultérieur.

La présente invention est avantageuse pour assurer une mise en place uniforme et précise de moules en carapace successifs 10 par rapport au récipient 80 dans la chambre 70 formant four de moulage. Un

perfectionnement d'alignement d'un moule au suivant pendant une campagne de moulage réduira les projections de produit fondu et les courts versements et améliorera l'efficience d'entrée du moule. En outre, le tourbillonnement de la matière métallique fondue dans la coupelle de versement sera réduit, ce qui diminue le temps de séjour du produit fondu dans la coupelle de versement relativement plus froide en réduisant ainsi la perte d'énergie thermique, les fermetures froides résultantes ainsi que les défauts de grains refroidis dans le moulage. La réduction d'un tel tourbillonnement dans la coupelle de versement peut réduire la variabilité dans les temps de remplissage du moule et l'écoulement laminaire du métal et diminuer la turbulence du métal à l'intérieur du moule.

Bien que le montage de mise en place de moule 12 et le montage positionneur 90 aient été décrits par rapport à de premier et second éléments de montage de moule en forme de tige 12a pour une mise en place sur des rails de mise en place 92, l'invention n'est pas limitée à ceci-ci et peut être mise en pratique en utilisant d'autres configurations pour le montage 12 du moule et le montage positionneur 90. Par exemple, en se référant aux figures 7 et 8 dans lesquelles des caractéristiques analogues sont représentées par des numéros de référence semblables affectés d'un indice prime, le montage de mise en place de moule 12', tel qu'il est illustré, comprend une bride de mise en place 13' en forme de D, formée sur la coupelle de versement de moule 10a' pour en faire partie intégrante. La bride de mise en place 13' comprend une partie de mise en place de plate-forme plane s'étendant latéralement 13a' et une lèvre annulaire 13b' autour de la coupelle de versement 10a'. L'outil 50' peut être inséré sous la lèvre 13b' afin de soulever et déplacer le moule 10' depuis un four de chauffage de moule, non représenté mais semblable à celui illustré à la figure 1, jusqu'à une chambre 70' formant four de moulage semblable

à celle représentée à la figure 2. Le montage positionneur 90' comprend des rails positionneurs latéraux 92' et un rail arrière 94' prévus sur un élément de support de rail 93' fixé à un bac de moulage 95' qui est disposé et fixé sur le dessus d'un piston élévateur mobile R', figure 7. L'outil 50' met en place le moule en carapace préchauffé 10' dans la chambre 70' sur les rails 92' d'une manière telle que la partie de mise en place à bride 13a' soit reçue sur un rail 92' (rail de gauche à la figure 8) et la lèvre 13b' soit reçue sur l'autre rail 92' (rail de droite à la figure 8) avec la partie de mise en place à bride 13a' reçue dans le coin CI défini par le rail latéral 92' orienté perpendiculairement et le rail arrière 94', tel que cela est représenté. Le moulage du moule 10' ainsi placé est réalisé comme décrit ci-dessus.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 9 dans laquelle des caractéristiques analogues sont représentées par des numéros de référence semblables affectés de l'indice double prime, le montage de mise en place 12'' du moule en coquille 10'' peut comprendre un élément plan en forme de plaque 15'' prévu sur la coupelle de versement 10a''. L'outil 50'' peut être inséré sous l'élément 1511 afin de soulever et déplacer le moule 10'' depuis un four de chauffage de moule, non représenté mais semblable à celui illustré à la figure 1, jusqu'à la chambre formant four de moulage, non représentée mais semblable à celle illustrée à la figure 2.

Le montage positionneur se trouvant dans la chambre 70 n'est pas limité aux rails 92,94 (92', 94') dont il a été question ci-dessus, et il peut comprendre d'autres configurations de montage pour recevoir et mettre en place le montage de la mise en place du moule. Par exemple, en se référant à la figure 10 dans laquelle des caractéristiques analogues sont représentées par des numéros de référence semblables affectés d'un indice triple prime, le montage positionneur 90''' peut

comprendre un récipient ou une boîte 17''' disposé et fixé sur le piston élévateur R''' pour mettre en place le moule en carapace 10''' dans la chambre 70'''. Par exemple, une boîte 17''' présentant un dessus ouvert, des surfaces positionneuses 17a''', 17b''' et 17c''', ainsi qu'un fond fermé 17d''' est représenté comme étant mis en place sur le piston R''' dans la chambre 70'''. Les surfaces 17a''', 17b''' et 17c''' ont des fonctions correspondantes aux surfaces 92a', 92b', 92c' de la figure 8. Les surfaces 17a''' reçoivent dessus la bride de mise en place 13a' ' ' et la lèvre 13b''' pour coopérer avec les surfaces 17b''' et 17c''' afin de mettre en place de manière appropriée le moule en carapace par rapport au récipient de maintien de produit fondu. Les parois avant et arrière 17s''' peuvent présenter une configuration nécessaire pour permettre à l'outil 50''' d'abaisser le moule 10''' sur les brides positionneuses 17a'''. D'autres configurations de boîtes ou de récipients sont également possibles.

En outre, bien qu'une chambre de chauffage de moule 60 séparée de la chambre de moulage 70 ait été décrite, la chambre de chauffage de moule peut être amenée à communiquer avec la chambre de moulage. Par exemple, à la figure 2, la chambre de chauffage de moule 60 peut communiquer directement avec la chambre de moulage 70 par une porte d'accès, un passage ou une ouverture entre elles. En outre, à la figure 2, la chambre de moulage 70 peut incorporer des éléments de chauffage de type traditionnel pour préchauffer le moule en carapace 10 se trouvant à l'intérieur, à une température de moulage de moule avant de verser, depuis le creuset, le métal ou l'alliage métallique. Dans ce mode de réalisation, la chambre de moulage 70 comprend également la chambre de chauffage de moule.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil de moulage caractérisé en ce qu'il comprend un moule présentant dessus un montage de mise en place de moule, une chambre de moulage incorporant un dispositif de fourniture de produit fondu à partir duquel le moule reçoit un produit fondu, un montage positionneur disposé dans la chambre de moulage, et un manipulateur de moule pour mettre en place ledit moule dans ladite chambre de moulage, avec ledit montage de mise en place de moule engagé de manière coopérative avec le montage positionneur se trouvant dans la chambre de moulage pour mettre en place ledit moule par rapport au dispositif de fourniture de produit fondu.

2. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le montage de mise en place de moule fait partie intégrante du moule en coquille.

3. Appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que le montage de mise en place de moule fait partie intégrante d'une coupelle de versement du moule.

4. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le montage du moule comprend de premier et second éléments coplanaires sur des côtés opposés de la coupelle de versement.

5. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le montage du moule comprend un élément plan à proximité de la coupelle de versement.

6. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de fourniture de produit fondu est un creuset amené à communiquer avec la chambre de moulage.

7. Appareil selon la revendication 7 caractérisé en ce que le creuset peut être incliné pour verser le produit fondu depuis celui-ci dans le moule.

8. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le montage positionneur comprend de premier et

second rails parallèles, chaque rail présentant une surface horizontale et une surface verticale.

9. Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que les surfaces horizontales sont coplanaires pour définir un plan horizontal de référence dans une direction de hauteur.

10. Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que les surfaces verticales sont parallèles pour définir des plans verticaux de référence écartés l'un de l'autre dans une direction latérale perpendiculaire au plan horizontal.

11. Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que les premier et second rails coopèrent avec une surface verticale qui commande la mise en place du moule dans une direction perpendiculaire à la direction de la hauteur et la direction latérale.

12. Appareil selon la revendication 11 caractérisé en ce que la surface verticale est constituée par un troisième rail disposé entre les premier et second rails.

13. Appareil selon la revendication 11 caractérisé en ce que lesdites surfaces mettent en place le moule en carapace au niveau d'une hauteur verticale et de première et seconde orientations latérales par rapport à un récipient de fourniture de produit fondu.

14. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le manipulateur de moule comprend un outil de prise de moule pour engager ledit montage de mise en place de moule.

15. Procédé de moulage de matière métallique fondue, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à prévoir un moule présentant dessus un montage de mise en place de moule et mettre en place le moule dans une chambre de moulage avec ledit montage de mise en place de moule en engagement de coopération avec un montage positionneur disposé dans ladite chambre de moulage de manière à orienter le moule pour recevoir de la matière métallique fondue.

16. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que le montage de mise en place de moule fait partie intégrante du moule.

17. Procédé selon la revendication 16 caractérisé en ce que le montage de mise en place de moule fait partie intégrante d'une coupelle de versement du moule.

18. Procédé selon la revendication 17 caractérisé en ce que le montage du moule comprend de premier et second éléments coplanaires sur des côtés opposés de la coupelle de versement.

19. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que le montage positionneur comprend de premier et second rails parallèles, chaque rail présentant une surface horizontale et une surface verticale.

20. Procédé selon la revendication 19 caractérisé en ce que le montage positionneur comprend une surface verticale qui commande la mise en place du moule dans une direction perpendiculaire aux surfaces horizontales et aux surfaces verticales.

21. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce qu'il comprend le fait de disposer un récipient de fourniture de produit fondu pour communiquer avec la chambre de moulage.

22. Procédé selon la revendication 21 caractérisé en ce que le montage positionneur met en place le moule dans une position prédéterminée par rapport au récipient de fourniture de produit fondu.

23. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce qu'il comprend le fait de soulever, à l'aide du manipulateur de moule, le moule préchauffé.

24. Procédé selon la revendication 23 caractérisé en ce qu'il comprend le fait d'abaisser le moule préchauffé sur le montage positionneur dans la chambre de moulage.

25. Procédé de moulage de matière métallique fondue caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :

préchauffer un moule dans une chambre de chauffage de moule, engager un manipulateur de moule avec un montage de mise en place de moule disposé sur le moule, déplacer le moule préchauffé en utilisant le manipulateur de moule depuis la chambre de chauffage de moule jusqu'à une chambre de moulage comportant un récipient de fourniture de produit fondu, mettre en place le moule préchauffé dans la chambre de moulage avec le montage de mise en place de moule engagé de manière coopérative, avec un montage positionneur dans le four de moulage de manière ainsi à mettre en place le moule préchauffé à une hauteur verticale et à une orientation latérale par rapport au récipient de fourniture de produit fondu, et transférer la matière métallique fondue depuis le dispositif de fourniture de produit fondu jusqu'au moule préchauffé.