[0001] La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif nouveaux, pour
fabriquer des pièces en aluminium, ou en alliage d'aluminium coulé.
[0002] On connaît divers procédés pour fabriquer des pièces en aluminium, ou en alliage
léger. L'un des procédés connus consiste à les fabriquer par matriçage, ou par forgeage,
ce qui présente l'avantage de leur conférer à coeur une structure métallographique
correspondant à des performances mécaniques élevées.
[0003] Un autre procédé connu consiste à fabriquer les pièces par moulage à la cire perdue,
notamment lorsqu'on veut réaliser des pièces possédant des dimensions géométriques
précises, et un état de surface d'une excellente finition.
[0004] Ces procédés connus présentent tous l'inconvénient de nécessiter un outillage compliqué,
et de conduire à un prix de revient élevé.
[0005] Un autre procédé connu, économiquement très avantageux, consiste à fabriquer les
pièces par coulée. Malheureusement, la qualité des pièces coulées selon les procédés
traditionnels est inférieure aux qualités obtenues par les procédés précédents en
ce qui concerne la résistance mécanique et le respect des tolérances géométriques.
[0006] La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, en utilisant un procédé
de coulée perfectionnée, permettant de fabriquer des pièces d'aluminium ou d'alliage
léger possédant des performances meilleures que celles obtenues par un procédé classique.
[0007] Le procédé selon l'invention consiste à couler de l'aluminium ou un alliage d'aluminium,
dans un moule, pour obtenir dès la fin de la solidification, une pièce métallique
suffisamment rigide, et il est caractérisé en ce qu'aussitôt après la coulée, on démoule
la pièce encore chaude, et on la place entre les deux coquilles de la matrice définissant
une empreinte de dimensions légèrement inférieures à celles du moule, les deux coquilles
de la matrice étant alors fortement pressées l'une contre l'autre, pour exercer sur
la pièce coulée, de part et d'autre de laquelle elle se trouve, un effet combiné de
pressage à coeur, et de corroyage superficiel.
[0008] Suivant une autre caractéristique de l'invention, la tem- perature à coeur de la
pièce démoulée est encore comprise entre 400° et 500° degrés centigrades au moment
du pressage entre les coquilles de la matrice.
[0009] Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux coquilles de la matrice
sont montées dans une presse, par exemple à excentrique, qui soumet la pièce à une
percussion ou à un pressage ou à un pressage entre les deux coquilles de la matrice.
[0010] Suivant une caractéristique supplément aire de l'invention, le moulage de la place
s'effectue par basculement à quatre-vingt-dix degrés, ou cent-quatre vingts degrés,
dans une coquille, ce qui permet d'obtenir un remplissage tranquille, sans oxydation,
ni bouillonnement.
[0011] A titre d'exemple non limitatif, on va maintenant décrire quelques modes d'utilisation
possibles du procédé selon l'invention.
Exemple numéro 1 :
[0012] On traite un alliage d'aluminium au cuivre, du type connu sous la dénomination commerciale
AU5GT Y34.
[0013] Pour une même pièce, réalisée en cet allizge, on a obtenu le résultat suivant :
- limite d'allongemeat élastique: 8 à 11% pour une pièce coulée en coquille, selon
le procédé traditionnel. 16 à 20% pour une pièce coulée et matricée selon l'invention
;
- résistance à la rupture ; de 340 à 360 MPA (mégapascals) pour une pièce obtenue
par coulée classique en coquille. 400 à 450 MPA, pour une pièce fabriquée selon l'invention.
- essai de fatigue : le temps de tenue des pièces obtenu par le procédé selon l'invention
est sensiblement le double de celui des pièces obtenues par moulage classique.
Exemple numéro 2 :
[0014] On utilise, cette fois, un alliage d'aluminium au silicium, de type connu sous la
dénomiaation commerciale A3ZG 06 Y33.
[0015] Le résultat obtenu est le suivant :
- limite d'allongement élastique : 4 à 6 % pour une pièce coulée par gravité en coquille
selon le procédé traditionnel ; 5 à 9% pour une piàce moulée sous pression suivant
un autre procédé connu ; 9 à 14% pour une pièce coulée et pressée selon l'invention
;
- résistance à la rupture : de 290 à 320 MPA, pour une pièce coulée en coquille ;
de 250 à 300 MPA pour une pièce moumée sous pression ; de 320 à 360 KPA, pour une
pièce coulée et pressée selon l'invention ;
- essai de fatigue : le temps de tenue des pièces est sensiblement le double de celui
des pièces obtenues par des procédés connus ;
- coût relatif des outillages : la référence de prix 100 affectée à l'outillage pour
la coulée en coquille, le moulage sous pression de type connu correspond à un coût
de 300, alors que le, pour le procédé coulé -pressé selon l'invention, le coût de
l'outillage est seulement de 150. On constate donc que, parmi ces trois procédés,
c'est le procédé objet de l'invention qui conduit à l'amortissement d'outillage le
plus rapide.
Exemple numéro 3 :
[0016] Dans le cas particulier de la fabrication d'une pièce constituée par une manivelle
d'un pédalier de bicyclette, le tableau ci-dessous permet de comparer les résultats
des essais mécaniques sur des pièces fabriquées par le procédé connu de coulée par
gravité (colonne de gauche) ou par le procédé coulé -pressé selon l'invention :

1 - Procédé consistant à couler de l'aluminium ou untalliage d'aluminium dans un moule
, pour obtenir une pièce métallique dès que la solidification est terminée , caractérisé
én ce qu'aussitôt après la coulée , on démoule la pièce encore chaude , et on la place
entre les deux coquilles d'une matrice définissant une empreinte de dimensions légèrement
inférieures à celles du moule , les deux coquilles de la matrice étant alors fortement
pressées l'une contre l'autre , pour exercer sun la pièce coulée de part et d' autre
de laquelle elle se trouve , un effet combiné de pressage et de corroyage superficiel.
2 - procédé`ssuivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la température à coeur
de la pièce démoulée est encore comprise entre 400 et 500 degrés centigrades au moment
du pressge entre les coquilles de la matrice.
3 - procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé
en ce que les deux coquilles de la matrice sont montées dans une presse qui soumet
la pièce à une percussion ou à un pressage entre les deux coquilles de la matrice.
4 -Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en
ce que le moulage de la pièce s'effectue par basculement à 90 degrés , ou à 180 degrés
, dans une coquille , ce qui permet d'obtenir un remplissage tranquille , sans oxydation
, ni bouillonnement , suivant la qualité des pièces à obtenir.
5 - Pièce d' aluminium ou d'alliage d'aluminium , fabriquée par la mise en oeuvre
du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée
en ce que , dans la zone superficielle , elle présente un effet de corroyage qui améliore
sa résistance à la corrosion et sa résistance à l'usure , tout en présentant un excellent
aspect fini.