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Procédé de fabrication de fonte grise ayant toute texture voulue, @
Le procédé actuellement connu de production d'une texture déterminée de la fonte par une appropriation réci- proque de la. teneur en carbone et de la teneur en silicium au moyen d'un diagramme obtenu par des considérations théori- quel;) (voir Kruppsche menatshefte 124, page 115) présente cet inconvénient qu'il ne peut être employé en pratique que pour des épaisseus de paroi étroitement délimitées, car les conditions de refroidissement qui varient avec les épais- seurs de paroi et qui ont une influence considérable sur les propriétés du produit n'entrent pas en ligne de compte dans cette façon de procéder.
Le procédé également connu qui per-
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et ae produire en particulier une texture perlltique par un réchauffage des moules en corrélation avec l'épaisseur des parcis (voir le brevet allemand 417689 est coûteux et en- traîna également de grandes difficultés techniques, notam- ment dans la cas de pièces assez grandes.
Ce procédé ne donne pas non plus le moyen de produire une texture uniforme dans les pièces cculées à épaisseurs de paroi très différâtes et il se berne en outre à une indication de la production de la texture perlitique qui n'assure pas absolument dans tcus les cas l'optimum des propriétés pouvant être atteintes dans la fonte, car par exemple pour la résistance, c' est moins la texture fondamentale que la quantité et le mode de séparation du graphite qui ont de l'importance. C'est pourquoi dans beau- coup de cas, par exemple peur les pièces coulées qui doivent être facilement;
usinables ou magnatiues on s'efforce d'ob tenir non pas de la fente parilituqe iais par exemple ae la rente ferr
Le procede suivant la présente invention permet au fonder en partant de l'épaisseur de paroi de la pièce cou- lee a produire d'coenir n'importe quelle texture désirée, par le' choix d'une teneur appropriée en C + si. Dans ce but les relations qui doivent exister entre l'épaisseur de parci, la teneur en C + Si et la formation de la texture ont été datermines dans les limites à. considérer peur les composi- tion normales de fente grise et ont été rassemblées en un diagramme montré sur la fig.
1 où les épaisseurs de paroi de la pièce coulée ont été portées horizontalement et les te- neurs en c + Si verticalement.
On obtient pour les différents genres de texture, y compris les structures de transition, cinq zones qui sont délimitées essentiellement les unes par rapport aux autres
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par des lignes droites ou par des lignes brisées une seule fois. Lorsque la pièce coulée doit avoir une épaisseur de paroi donnée et qu'on connaît la texture à obtenir, on peut déduire directement du diagramme entre quelles limites la teneur en C + Si doit se trouver. Le diagramme permet éga- lement de déterminer si la texture désirée peut être réelle- ment obtenue avec l'épaisseur envisagée et le refroidissement normal.
Le nouveau procédé permet donc de produire dans des limites étendues, sans chauffage préalable du moule ni autres mesures particulières, n'importe quelle texture désirée, pour une épaisseur de paroi donnée, et par conséquent, suivant les besoins, la fabrication de fonte perlitique, ferritique, mêlée ou blanche.
Un autre inconvénient des procédés connus jusque présent consiste en ce que dans le cas de pièces coulées compliquées dont l'épaisseur des parois varie fortement, la question de savoir d'après quelle épaisseur de paroi il faut choisir la composition, ne peut aucunement être résolue de façon satisfaisante. Dans les cylindres d'automobiles par exemple, l'épaisseur de la paroi du cylindre moteur propre- ment dit, c'est-à-dire de la surface de glissement, est no- tablement plus grande que celle de la chemise de refroidis- sement, qui ne doit résister qu'à la pression de l'eau. Il peut y avoir dans ce cas, suivant les circonstances, des différences comprises entre trois et vingt millimètres pour les épaisseurs de paroi de la même pièce coulée.
Comme les propriétés de résistance de la partie soumise aux sollici- tations les plus fortes sont déterminantes pour là possibi- lité d'emploi de la pièce coulée, on doit naturellement éta- blir la composition d'après la plus grande épaisseur de paroi et la question qui se pose est de savcir cernant les épais- seurs plus faibles de pari pourrcnt encore rester usinables.
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On peut reconnaître aisément d'après le diagramme de la fige 1 dans quelles limites des épaisseurs de paroi il est encore pcssible de produire une texture homogène ou 'bien quelle composition il fautchoisir pour obtenir éventuelle- ment pour la plus grande et pour la plus petite épaisseur de parci la même texture, perlitique par exemple* On consta- tera toutefois dans beaucoup de cas que l'écart entre les épaisseurs de paroi est trop fort pour qu'on puisse attein- dre ce résultat;
lorsque par exemple les épaisseurs de paroi varient entre 3 et 20 mm il n'est 'pas possible d'obtenir par le choix approprié de la composition une texture perli- tique dans les deux sections transversales simultanément,
Si même on choisissait la teneur en C + Si la plus élevée à envisager pour 20 mm la fonte de la paroi la moins épaisse, dont l'épaisseur est de 3 mm deviendrait blanche en se so- lidifiant et ne serait donc plus usinable. en pareils cas, suivant la présente invention, on renforcera d'après le dia- gramme l'épaisseur de paroi des parties les plus faibles, aux endroits qui doivent être usinables ou doivent présenter pour d'autres raisons une texture déterminée, le renforce- ment étant fait dans une mesure telle qu'en cet endroit aus- si se ferme, lorsque la fonte se solidifie, la même texture qu'aux endroits plus épais de la pièce coulée.
Le construc- teur donc, suivant ce procédé, déterminer jusqu'en quel point il peut descendre pour l'épaisseur de parci sans nuire aux propriétés physiques désirées de la pièce coulée, et il peut ensuite prévoir directement aux endroits où cela peut se faire sans inconvénient, des épaisseurs augmentées en conséquence. Lorsque ceci n'est pas possible, on augmente l'épaisseur de paroi, dans la mesure voulue, uniquement en vue de la coulée, et on enlève ensuite de nouveau par des moyens mécaniques ce qu'on a mis en trop lors da la coulée.
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Le procédé va encore être expliqué avec plus de détails en prenant comme exemple un cylindre d'automobile.
Les figs. 2 et 3 montrent chématiquemet un semblable cylindre en élévation et en coupe transversale. La fig 4 montre à plus grande échelle un fragment de la fig. 3. On a supposé que l'épaisseur de parci au cylindre proprement dit a est de 20 mm et que celle de la chemise b est de 3 mm pour une teneur en C + Si de 4, 8% on doit, d'après la fig. 1, porter l'épaisseur de parci de la. chemise b à environ 10 mm peur obtenir encore une texture perlitique c'est-à-dire usinable Comme cependant on ne doit usiner que le bord extérieur de la. paroi b il suffit de denier à cette partie la plus grande épaisseur nécessaire tandis que le reste de la chemise peut, sans que cela. nuise à l'utilisation, devenir de la fcnte blanche en se solidifiant.
C'est pourquoi, comme le montre la fig. 4, l'extrémité infé rieure de la paroi à est coulée avec un renforcement d'envi- ron 10 mm et la matière ± coulée en trop est enlevée méca niquement après la coulée, Si une semblable élimination sub- séquente n'est pas possible, le renforcement nécessaire peut être fait en un autre point voisin} où il est sans effet nuisible et peut par conséquent rester.
Comme pour la formation de la texture, il n'y a, en corrélation avec l'épaisseur de paroi, suivant la fig.l, que la teneur d'ensemble C + Si qui importe, on peut égale- ment, suivant le présent procédé, travailler avec des te- neurs en carbone très faibles et réduire ainsi la quantité de graphite, tout en élevant en même temps considérablement la résistance, il suffit alors d'augmenter la teneur en Silicium en concordance avec la teneur d'ensemble nécessaire.