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FR3144930A1 - Process for manufacturing a mold comprising cracking particles - Google Patents

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FR3144930A1
FR3144930A1 FR2300304A FR2300304A FR3144930A1 FR 3144930 A1 FR3144930 A1 FR 3144930A1 FR 2300304 A FR2300304 A FR 2300304A FR 2300304 A FR2300304 A FR 2300304A FR 3144930 A1 FR3144930 A1 FR 3144930A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
mold
thickening
stucco
reinforcing
cracking particles
Prior art date
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Pending
Application number
FR2300304A
Other languages
French (fr)
Inventor
Aliz PINTO MORA
Wen Zhang
Marc HUGER
Nicolas TESSIER-DOYEN
Elsa THUNE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut De Rech Sur Les Ceramiques
Institut De Recherche Sur Les Ceramiques
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Limoges
Safran SA
Original Assignee
Institut De Rech Sur Les Ceramiques
Institut De Recherche Sur Les Ceramiques
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Limoges
Safran SA
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Publication date
Application filed by Institut De Rech Sur Les Ceramiques, Institut De Recherche Sur Les Ceramiques, Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Limoges, Safran SA filed Critical Institut De Rech Sur Les Ceramiques
Priority to FR2300304A priority Critical patent/FR3144930A1/en
Priority to PCT/FR2024/050012 priority patent/WO2024149952A1/en
Publication of FR3144930A1 publication Critical patent/FR3144930A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
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    • B22C9/04Use of lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
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Abstract

Procédé de fabrication d’un moule comprenant des particules fissurantes L’invention concerne un procédé de fabrication d’un moule pour métal fondu comprenant au moins les étapes suivantes : la formation d’un précurseur de moule comprenant au moins les sous-étapes suivantes : le trempage d’un modèle en cire du moule dans une barbotine de contact ;une étape de stucage par un stucco de contact ; une étape de séchage ; un épaississement du précurseur de moule formé, comprenant un ou plusieurs cycles d’épaississement, chaque cycle d’épaississement comprenant au moins les sous-étapes suivantes : une étape de trempage dans une barbotine de renfort ; une étape de stucage par un stucco de renfort, une étape de séchage ; une étape de finalisation du moule épaissi comprenant au moins les sous-étapes suivantes : une étape de décirage ; et une étape de traitement thermique, le procédé étant caractérisé en ce que, au cours d’au moins un cycle d’épaississement, le stucco de renfort comprend des particules fissurantes. Figure pour l’abrégé : Aucune Process for manufacturing a mold comprising cracking particles The invention relates to a method of manufacturing a mold for molten metal comprising at least the following steps: the formation of a mold precursor comprising at least the following sub-steps: dipping a wax model of the mold in a contact slip; a step of stuccoing with a contact stucco; a drying step; a thickening of the mold precursor formed, comprising one or more thickening cycles, each thickening cycle comprising at least the following sub-steps: a step of soaking in a reinforcing slip; a stucco stage using reinforcing stucco, a drying stage; a step of finalizing the thickened mold comprising at least the following sub-steps: a dewaxing step; and a heat treatment step, the method being characterized in that, during at least one thickening cycle, the reinforcing stucco comprises cracking particles. Figure for abstract: None

Description

Procédé de fabrication d’un moule comprenant des particules fissurantesMethod of manufacturing a mold comprising cracking particles

La présente invention concerne le domaine des procédés de coulée de métaux fondus, et plus précisément le domaine des moules utilisables pour la coulée des métaux fondus.The present invention relates to the field of processes for casting molten metals, and more specifically to the field of molds usable for casting molten metals.

Pour la fabrication de pièces métalliques, il est classique de couler un métal fondu dans un moule. Après refroidissement, le métal épouse la forme du moule dans lequel il a été placé, et l’on obtient ainsi un lingot ou une pièce aux dimensions souhaitées. Au cours d’un tel procédé, le métal est introduit sous forme liquide, et donc à haute température dans le moule. Au cours du refroidissement et notamment à cause des coefficients de dilatation thermiques différents entre le moule et le métal, le moule contraint le métal, ce qui peut causer l’apparition de défauts cristallins, notamment des criques ou des grains recristallisés qui demeurent dans la pièce après refroidissement. De tels défauts peuvent détériorer les caractéristiques mécaniques des pièces ainsi produites ce qui peut ne pas être acceptable dans certains domaines technologiques, par exemple l’aéronautique.For the manufacture of metal parts, it is conventional to pour molten metal into a mold. After cooling, the metal takes the shape of the mold in which it has been placed, and an ingot or part with the desired dimensions is thus obtained. During such a process, the metal is introduced in liquid form, and therefore at high temperature in the mold. During cooling and in particular because of the different thermal expansion coefficients between the mold and the metal, the mold stresses the metal, which can cause the appearance of crystalline defects, in particular cracks or recrystallized grains that remain in the part after cooling. Such defects can deteriorate the mechanical characteristics of the parts thus produced, which may not be acceptable in certain technological fields, for example aeronautics.

Il a été proposé de réaliser des moules moins résistants afin d’éviter que ceux-ci ne contraignent trop fortement les métaux coulés. Toutefois, il a été observé que de tels moules sont moins résistants et présentent des risques de ruptures pendant la manipulation en état cru avant cuisson. En outre, il a été observé des risques de fuites du métal en fusion, notamment au moment de la verse ou en début de solidification.It has been proposed to produce less resistant moulds in order to avoid them placing too much stress on the cast metals. However, it has been observed that such moulds are less resistant and present risks of breakage during handling in the raw state before firing. In addition, risks of leakage of the molten metal have been observed, particularly at the time of pouring or at the start of solidification.

Ainsi, il demeure un besoin pour un moule pour métal fondu conservant des propriétés mécaniques suffisantes à haute température, tout en se fragilisant lors du refroidissement afin d’éviter la formation de défauts structurels et/ou cristallins dans la pièce finale au cours de la fabrication.Thus, there remains a need for a molten metal mold that maintains sufficient mechanical properties at high temperatures, while becoming brittle upon cooling in order to avoid the formation of structural and/or crystalline defects in the final part during manufacturing.

L’invention vise un procédé de préparation d’un moule dépourvu des désavantages des moules de l’art antérieur.The invention relates to a method for preparing a mold without the disadvantages of the molds of the prior art.

Pour cela, il est proposé un procédé de fabrication d’un moule pour métal fondu comprenant au moins les étapes suivantes :

  • la formation d’un précurseur de moule comprenant au moins les sous-étapes suivantes :
    • le trempage d’un modèle en cire du moule dans une barbotine de contact ;
    • une étape de stucage par un stucco de contact ;
    • une étape de séchage ;
  • un épaississement du précurseur de moule formé, comprenant un ou plusieurs cycles d’épaississement, chaque cycle d’épaississement comprenant au moins les sous-étapes suivantes :
    • une étape de trempage dans une barbotine de renfort ;
    • une étape de stucage par un stucco de renfort,
    • une étape de séchage ;
  • une étape de finalisation du moule épaissi comprenant au moins les sous-étapes suivantes :
    • une étape de décirage ; et
    • une étape de traitement thermique,
For this purpose, a method of manufacturing a mold for molten metal is proposed comprising at least the following steps:
  • forming a mold precursor comprising at least the following substeps:
    • dipping a wax model from the mold into a contact slip;
    • a stuccoing step using contact stucco;
    • a drying step;
  • a thickening of the formed mold precursor, comprising one or more thickening cycles, each thickening cycle comprising at least the following substeps:
    • a step of soaking in a reinforcing slip;
    • a stuccoing step with a reinforcing stucco,
    • a drying step;
  • a step of finalizing the thickened mold comprising at least the following sub-steps:
    • a waxing step; and
    • a heat treatment step,

le procédé étant caractérisé en ce que, au cours d’au moins un cycle d’épaississement, le stucco de renfort comprend des particules fissurantes.the method being characterized in that, during at least one thickening cycle, the reinforcing stucco comprises cracking particles.

Un moule obtenu par le procédé décrit ci-dessus présente des caractéristiques mécaniques comparables à celles d’un moule de l’art antérieur avant l’introduction d’un métal fondu.A mold obtained by the process described above has mechanical characteristics comparable to those of a mold of the prior art before the introduction of a molten metal.

Toutefois, les particules fissurantes présentes dans le moule vont causer l’apparition de fissures dans le moule seulement pendant le refroidissement, après que le métal versé devient solide. Le comportement thermique des particules fissurantes suffit à induire et propager des fissures dans l’épaisseur du moule lors du gradient thermique inhérente au refroidissement.However, the cracking particles present in the mold will cause cracks to appear in the mold only during cooling, after the poured metal becomes solid. The thermal behavior of the cracking particles is sufficient to induce and propagate cracks in the thickness of the mold during the thermal gradient inherent in cooling.

Cette fissuration du moule permet de relaxer les contraintes que le moule céramique applique au métal solidifié lors du refroidissement.This cracking of the mold helps to relax the stresses that the ceramic mold applies to the solidified metal during cooling.

La relaxation des contraintes que le moule applique au métal permet de diminuer considérablement le nombre de défauts cristallins de la pièce métallique.The stress relaxation that the mold applies to the metal makes it possible to considerably reduce the number of crystalline defects in the metal part.

Néanmoins, la fissuration causée dans l’épaisseur du moule par les particules fissurantes reste très localisée et n’est pas traversante. Cela permet de diminuer les propriétés mécaniques du moule, pour en conséquence réduire les contraintes appliquées au métal, sans générer un risque additionnel de fragilisation excessive.However, the cracking caused in the thickness of the mold by the cracking particles remains very localized and does not pass through. This makes it possible to reduce the mechanical properties of the mold, to consequently reduce the stresses applied to the metal, without generating an additional risk of excessive embrittlement.

Par ailleurs, dans un moule obtenu par ce procédé, les fissures ne sont initiées et propagées que pendant le refroidissement, après la solidification du métal. Ainsi, les propriétés mécaniques du moule avant la verse de métal fondu sont donc similaires de celles des moules de l’art antérieur, et les moules ainsi obtenus ne nécessitent donc pas d’adaptation particulière des étapes de manipulation avant la verse de métal.Furthermore, in a mold obtained by this method, cracks are initiated and propagated only during cooling, after the metal has solidified. Thus, the mechanical properties of the mold before pouring molten metal are therefore similar to those of the molds of the prior art, and the molds thus obtained therefore do not require any particular adaptation of the handling steps before pouring metal.

Des particules fissurantes au sens de l’invention sont entendues comme des particules permettant d’initier et de permettre la propagation de fissures dans un moule de l’invention notamment lorsque la température varie.Cracking particles within the meaning of the invention are understood as particles making it possible to initiate and allow the propagation of cracks in a mold of the invention, in particular when the temperature varies.

Par exemple, de telles particules fissurantes peuvent être des grains monocristallins de matériaux céramiques réfractaires avec des coefficients d’expansion thermique anisotropes, par exemple des grains monocristallins de titanate d’aluminium électrofondu ou d’andalousite.For example, such cracking particles can be single-crystal grains of refractory ceramic materials with anisotropic thermal expansion coefficients, e.g. single-crystal grains of electrofused aluminum titanate or andalusite.

En effet, les coefficients d’expansion thermique des grains monocristallins de titanate d’aluminium électrofondu, par exemple, sont fortement anisotropes. En particulier, les coefficients d’expansion thermiques sont positifs dans deux directions de l’espace et négatifs dans la troisième.Indeed, the thermal expansion coefficients of electrofused aluminum titanate single crystal grains, for example, are highly anisotropic. In particular, the thermal expansion coefficients are positive in two spatial directions and negative in the third.

Ainsi, le changement de température du moule pendant le refroidissement cause, pour les grains monocristallins de titanate d’aluminium électrofondu, une expansion dans deux des trois directions de l’espace, et un raccourcissement dans l’autre. Lorsque les grains sont dispersés dans le stucco de renfort de certaines couches du moule, leur comportement anisotrope cause un détachement partiel des grains du reste du stucco de renfort du côté où les grains se rétractent, et la propagation de fissures dans les directions où les grains se dilatent.Thus, the change in mold temperature during cooling causes, for the single-crystal grains of electrofused aluminum titanate, an expansion in two of the three spatial directions, and a shortening in the other. When the grains are dispersed in the reinforcing stucco of some layers of the mold, their anisotropic behavior causes a partial detachment of the grains from the rest of the reinforcing stucco on the side where the grains shrink, and the propagation of cracks in the directions where the grains expand.

Il s’ensuit l’apparition et la propagation de fissures dans le moule qui en diminue la résistance mécanique.This results in the appearance and propagation of cracks in the mold, which reduces its mechanical resistance.

Ainsi, l’on diminue les contraintes appliquées par le moule au métal solide, et les défauts cristallins associés à ces contraintes seront en conséquence bien moins présents que dans un moule de l’art antérieur.This reduces the stresses applied by the mold to the solid metal, and the crystalline defects associated with these stresses will consequently be much less present than in a mold of the prior art.

Dans un mode de réalisation, l’étape de stucage peut être réalisée par saupoudrage ou par lit fluidisé.In one embodiment, the stuccoing step may be performed by dusting or by fluidized bed.

Dans un mode de réalisation, le stucco de contact ne comprend pas des particules fissurantes.In one embodiment, the contact stucco does not include cracking particles.

Il a été constaté que l’introduction de particules fissurantes dans le stucco des couches de renfort, celles qui donnent les propriétés mécaniques au moule, permet de diminuer encore davantage les contraintes appliquées au métal lors du refroidissement.It has been found that the introduction of cracking particles into the stucco of the reinforcement layers, those which give the mechanical properties to the mould, makes it possible to further reduce the stresses applied to the metal during cooling.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend entre 5 et 10 cycles d’épaississement.In one embodiment, the method comprises between 5 and 10 thickening cycles.

Il a en effet été constaté que 5 à 10 cycles d’épaississement est un optimum entre la durée du procédé de préparation du moule et les propriétés mécaniques finales du moule obtenu.It has in fact been found that 5 to 10 thickening cycles is an optimum between the duration of the mold preparation process and the final mechanical properties of the mold obtained.

De préférence, le stucco de renfort utilisé pour le premier cycle d’épaississement ne comprend pas de particules fissurantes.Preferably, the reinforcing stucco used for the first thickening cycle does not include cracking particles.

De préférence, le stucco de renfort utilisé pour le dernier cycle d’épaississement ne comprend pas de particules fissurantes.Preferably, the reinforcing stucco used for the final thickening cycle does not include cracking particles.

L’un et/ou l’autre des modes de réalisation ci-dessus permettent d’assurer une meilleure tenue mécanique du moule, en particulier au moment de la verse du métal fondu afin d’éviter des fuites de métal lors de la verse, ce qui permet d’assurer son intégrité au moment de la coulée.One and/or the other of the above embodiments make it possible to ensure better mechanical strength of the mold, in particular when pouring the molten metal in order to avoid metal leaks during pouring, which makes it possible to ensure its integrity at the time of casting.

Dans un mode de réalisation, le stucco de renfort de 3 à 5 cycles d’épaississement consécutifs peut comprendre des particules fissurantes.In one embodiment, the reinforcing stucco from 3 to 5 consecutive thickening cycles may include cracking particles.

Le fait d’utiliser des particules fissurantes dans trois cycles d’épaississement successifs permet d’assurer que les propriétés mécaniques du moule soient suffisamment dégradées pour permettre une bonne relaxation des contraintes appliquées au métal solide lors du refroidissement.Using cracking particles in three successive thickening cycles ensures that the mechanical properties of the mold are sufficiently degraded to allow good relaxation of the stresses applied to the solid metal during cooling.

Dans un mode de réalisation, les couches de stucco de renfort qui comprennent des particules fissurantes peuvent comprendre entre 10 % et 50 % massique de particules fissurantes.In one embodiment, the reinforcing stucco layers that include cracking particles may include between 10% and 50% by weight of cracking particles.

Une telle charge en particules fissurantes permet d’assurer que le moule permette la relaxation des contraintes lorsque le métal solidifié s’est refroidi, tout en assurant, lors de la verse de métal fondu des caractéristiques mécaniques proches des moules de l’art antérieur.Such a load of cracking particles ensures that the mold allows stress relaxation when the solidified metal has cooled, while ensuring, when pouring molten metal, mechanical characteristics close to those of the prior art molds.

Dans un mode de réalisation, le stucco de contact est identique au stucco de renfort en composition avec éventuellement une granulométrie plus petite à celle du stucco de renfort.In one embodiment, the contact stucco is identical to the reinforcing stucco in composition with optionally a smaller particle size than the reinforcing stucco.

Dans un mode de réalisation, le stucco de renfort est identique pour l’ensemble des cycles d’épaississement et seule la teneur en particules fissurantes varie entre les étapes d’épaississement.In one embodiment, the reinforcing stucco is identical for all thickening cycles and only the cracking particle content varies between thickening steps.

Comme indiqué, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un moule pour métal fondu.As indicated, the invention relates to a method of manufacturing a mold for molten metal.

Le procédé de fabrication du moule comprend une étape de formation d’un précurseur de moule comprenant au moins les sous-étapes suivantes :The method of manufacturing the mold comprises a step of forming a mold precursor comprising at least the following sub-steps:

- le trempage d’un modèle en cire du moule dans une barbotine de contact ;- dipping a wax model from the mold into a contact slip;

- une étape de stucage par un stucco de contact ;- a stuccoing step using contact stucco;

- une étape de séchage.- a drying step.

La formation d’un modèle en cire du moule permet de disposer d’un élément autour duquel le moule va être formé.Forming a wax model of the mold provides an element around which the mold will be formed.

Notamment, le modèle en cire peut avoir la forme souhaitée pour la pièce finale.In particular, the wax model can be given the desired shape for the final piece.

En effet, le moule va être construit, par des étapes d’épaississement successives autour du modèle en cire.In fact, the mold will be constructed, by successive thickening stages around the wax model.

Dans un mode de réalisation, le modèle en cire a la forme qu’aura la cavité du moule final, comme dans un procédé de fabrication à la cire perdue classique.In one embodiment, the wax pattern has the shape that the final mold cavity will have, as in a conventional lost wax manufacturing process.

Dans un mode de réalisation, le moule peut être un moule pour une pièce de turbomachine, par exemple une aube de turbomachine.In one embodiment, the mold may be a mold for a turbomachine part, for example a turbomachine blade.

En effet, l’état cristallin des pièces de turbomachine est en effet particulièrement important pour l’obtention des caractéristiques souhaitées.Indeed, the crystalline state of turbomachine parts is particularly important for obtaining the desired characteristics.

Il est donc particulièrement bénéfique pour ces pièces de ne pas être contraintes pendant le refroidissement du métal, pour éviter des défauts cristallins.It is therefore particularly beneficial for these parts not to be constrained during the cooling of the metal, to avoid crystalline defects.

Les avantages techniques des moules obtenus par le procédé de l’invention sont donc particulièrement utiles dans ce mode de réalisation.The technical advantages of the molds obtained by the process of the invention are therefore particularly useful in this embodiment.

L’étape de formation du précurseur du moule comprend la formation de la première couche de contact autour du modèle en cire.The mold precursor formation step involves forming the first contact layer around the wax pattern.

Cette couche de contact sera directement au contact du métal fondu.This contact layer will be in direct contact with the molten metal.

Dans un mode de réalisation, la barbotine de contact peut être composée d’une poudre céramique, par exemple une poudre d’alumine, de zircon, de zircone, de mullite, de silice électrofondue, d’alumino-silicate, de silice colloïdale ou d’un mélange de plusieurs des espèces ci-dessus.In one embodiment, the contact slip may be comprised of a ceramic powder, for example, alumina, zircon, zirconia, mullite, fused silica, aluminosilicate, colloidal silica, or a mixture of any of the above.

Dans un mode de réalisation, le stucco de contact est choisi parmi de l’alumine tabulaire, de l’alumine électrofondue, de la mullite électrofondue, un composite mullite-zircone, un composite silico-alumineuse, de la zircone, du zircon, de l’yttrine, de la silice électro fondue ou un mélange de ces composés.In one embodiment, the contact stucco is selected from tabular alumina, electrofused alumina, electrofused mullite, a mullite-zirconia composite, a silico-aluminous composite, zirconia, zircon, yttrium, electrofused silica or a mixture of these compounds.

Dans un mode de réalisation, et ainsi qu’il a été décrit plus haut, il est préféré de ne pas introduire des particules fissurantes dans le stucco de contact.In one embodiment, and as described above, it is preferred not to introduce cracking particles into the contact stucco.

En effet, le contact entre les particules fissurantes et le métal fondu n’est pas souhaité, car une réaction chimique pourrait avoir lieu entre ces éléments.In fact, contact between the cracking particles and the molten metal is not desired, because a chemical reaction could take place between these elements.

Une fois le précurseur de moule obtenu, le procédé comprend ensuite l’épaississement du moule.Once the mold precursor is obtained, the process then includes thickening the mold.

L'épaississement du précurseur de moule formé comprend un ou plusieurs cycles d’épaississement chacun comprenant au moins les sous-étapes suivantes :Thickening the formed mold precursor comprises one or more thickening cycles each comprising at least the following substeps:

- une étape de trempage dans une barbotine de renfort ;- a step of soaking in a reinforcing slip;

- une étape de stucage par un stucco de renfort,- a stuccoing step using a reinforcing stucco,

- une étape de séchage.- a drying step.

Dans un mode de réalisation, la barbotine de renfort peut être composée d’alumine, de zircon, de zircone, de mullite, de silice électrofondue, d’alumino-silicate, de silice colloïdale ou d’un mélange de plusieurs des espèces ci-dessus.In one embodiment, the reinforcing slip may be comprised of alumina, zircon, zirconia, mullite, fused silica, aluminosilicate, colloidal silica, or a mixture of any of the above species.

Dans un mode de réalisation, le stucco de renfort est choisi parmi de l’alumine tabulaire, de l’alumine électrofondue, de la mullite électrofondue, un composite mullite-zircone, un composite silico-alumineuse, du zircon, de la silice électro fondue ou un mélange de ces composés.In one embodiment, the reinforcing stucco is selected from tabular alumina, electrofused alumina, electrofused mullite, a mullite-zirconia composite, a silico-aluminous composite, zircon, electrofused silica or a mixture of these compounds.

Dans un mode de réalisation, et ainsi qu’il a été décrit plus haut, il est possible d’introduire des particules fissurantes dans le stucco de renfort.In one embodiment, and as described above, it is possible to introduce cracking particles into the reinforcing stucco.

Par exemple, le stucco de renfort peut comprendre entre 10 % et 50 % en masse de particules fissurantes.For example, the reinforcing stucco may include between 10% and 50% by mass of cracking particles.

Les particules fissurantes peuvent être des grains monocristallins de titanate d’aluminium électrofondu, de composition chimique Al2TiO5, ainsi que de l’andalousite, de composition chimique Al2SiO5.The cracking particles can be single crystal grains of electrofused aluminum titanate, chemical composition Al 2 TiO 5 , as well as andalusite, chemical composition Al 2 SiO 5 .

Par exemple, les grains monocristallins de titanate d’aluminium électrofondu ont une forme parallélépipédique. Ces grains ont une structure orthorhombique et présentent dans les trois directions de l’espace des coefficients d’expansion thermique d’environ -3.10-6K-1; 11,8.10-6K-1; et 21,8.10-6K-1.For example, single-crystal grains of electrofused aluminum titanate have a parallelepiped shape. These grains have an orthorhombic structure and exhibit in the three spatial directions thermal expansion coefficients of approximately -3.10 -6 K -1 ; 11.8.10 -6 K -1 ; and 21.8.10 -6 K -1 .

Ces différences importantes entre les coefficients d’expansion thermiques selon la direction de l’espace confèrent à la poudre la propriété de fissuration attendue. En outre, il est important que les grains soient monocristallins, car les grains polycristallins présenteraient des coefficients d’expansion thermique dans les trois directions de l’espace qui sont moyennés et qui ne permettraient donc pas de reproduire l’effet d’initiation et de propagation de fissures attendu.These significant differences between the thermal expansion coefficients according to the spatial direction give the powder the expected cracking property. In addition, it is important that the grains are monocrystalline, because polycrystalline grains would have thermal expansion coefficients in the three spatial directions that are averaged and would therefore not allow the expected crack initiation and propagation effect to be reproduced.

Au cours de l’épaississement, le moule se forme par couches successives autour du précurseur de moule formé à l’étape précédente.During thickening, the mold is formed in successive layers around the mold precursor formed in the previous step.

Comme décrit, il n’est pas nécessaire que le stucco de renfort comprenne, à chaque cycle, des particules fissurantes.As described, it is not necessary for the reinforcing stucco to include cracking particles at each cycle.

Dans un mode de réalisation, toutes les couches intermédiaires, c’est-à-dire toutes les couches sauf celles formées au cours du premier et du dernier cycle d’épaississement comprennent des particules fissurantes.In one embodiment, all intermediate layers, i.e., all layers except those formed during the first and last thickening cycles, comprise cracking particles.

Par exemple, le procédé peut comprendre 5 cycles d’épaississement, le stucco de renfort des deuxième, troisième et quatrième cycle comprenant des particules fissurantes.For example, the process may include 5 thickening cycles, with the reinforcing stucco of the second, third and fourth cycles including cracking particles.

Comme décrit, la localisation des particules fissurantes permet d’une part de conserver l’intégrité du moule au moment de la verse du métal fondu, et d’autre part d’assurer une excellente relaxation des contraintes lorsque le métal déjà solidifié refroidit dans le moule.As described, the localization of the cracking particles allows on the one hand to preserve the integrity of the mold at the time of pouring the molten metal, and on the other hand to ensure excellent stress relaxation when the already solidified metal cools in the mold.

Le procédé de l’invention comprend en outre une étape de finalisation du moule épaissi, comprenant :The method of the invention further comprises a step of finalizing the thickened mold, comprising:

- une étape de décirage ; et
- une étape de traitement thermique.
- a dewaxing step; and
- a heat treatment step.

Ces étapes sont connues en tant que telles, et permettent de consolider le moule et d’en retirer le modèle en cire.These steps are known as such, and allow the mold to be consolidated and the wax model to be removed.

A l’issue du procédé décrit, on dispose donc d’un moule dont les propriétés mécaniques vont être dégradées au cours du refroidissement du métal solidifié, afin de diminuer sinon faire disparaître les contraintes appliquées à la pièce de métal moulée.At the end of the process described, we therefore have a mold whose mechanical properties will be degraded during the cooling of the solidified metal, in order to reduce or even eliminate the stresses applied to the molded metal part.

Dans la demande, les différents intervalles donnés et l’expression « entre ... et ... » doivent s’entendre bornes incluses.In the application, the various intervals given and the expression “between ... and ..." must be understood to include the limits.

Claims (6)

Procédé de fabrication d’un moule pour métal fondu comprenant au moins les étapes suivantes :
  • la formation d’un précurseur de moule comprenant au moins les sous-étapes suivantes :
    • le trempage d’un modèle en cire du moule dans une barbotine de contact ;
    • une étape de stucage par un stucco de contact ;
    • une étape de séchage ;
  • un épaississement du précurseur de moule formé, comprenant un ou plusieurs cycles d’épaississement, chaque cycle d’épaississement comprenant au moins les sous-étapes suivantes :
    • une étape de trempage dans une barbotine de renfort ;
    • une étape de stucage par un stucco de renfort,
    • une étape de séchage ;
  • une étape de finalisation du moule épaissi comprenant au moins les sous-étapes suivantes :
    • une étape de décirage ; et
    • une étape de traitement thermique,
le procédé étant caractérisé en ce que, au cours d’au moins un cycle d’épaississement, le stucco de renfort comprend des particules fissurantes.
Method of manufacturing a mold for molten metal comprising at least the following steps:
  • forming a mold precursor comprising at least the following substeps:
    • dipping a wax model from the mold into a contact slip;
    • a stuccoing step using contact stucco;
    • a drying step;
  • a thickening of the formed mold precursor, comprising one or more thickening cycles, each thickening cycle comprising at least the following substeps:
    • a step of soaking in a reinforcing slip;
    • a stuccoing step with a reinforcing stucco,
    • a drying step;
  • a step of finalizing the thickened mold comprising at least the following sub-steps:
    • a waxing step; and
    • a heat treatment step,
the method being characterized in that, during at least one thickening cycle, the reinforcing stucco comprises cracking particles.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel les particules fissurantes sont des grains monocristallins de titanate d’aluminium électrofondu ou d’andalousite.The method of claim 1, wherein the cracking particles are single crystal grains of electrofused aluminum titanate or andalusite. Procédé selon la revendication 1 ou 2, lequel comprend entre 5 et 10 cycles d’épaississement.A method according to claim 1 or 2, which comprises between 5 and 10 thickening cycles. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le stucco de renfort utilisé pour le premier et/ou le dernier cycle d’épaississement ne comprend pas de particules fissurantes.A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing stucco used for the first and/or last thickening cycle does not comprise cracking particles. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le stucco de renfort de trois cycles d’épaississement consécutifs comprend des particules fissurantes.A method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reinforcing stucco of three consecutive thickening cycles comprises cracking particles. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les stuccos de renfort comprenant des particules fissurantes comprennent entre 10 % à 50 % massique de particules fissurantes.A method according to any one of claims 1 to 5, wherein the reinforcing stuccos comprising cracking particles comprise between 10% to 50% by weight of cracking particles.
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