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Procédé et appareil pour couler des métaux et des masses céramiques par le procédé de centrifugation.
Tous métaux et toutes masses céramiques que l'on coule dans des moules creux présentent certains défauts, jusqu'ici inévitables. Ainsi la pièce moulée de métal n'est pas suffisamment dense ou homogène; elle pré- sente des soufflures et des cavités, et ses contours ne sont pas suffisamment nets. Ces défauts apparaissent d'une manière particulièrement distincte lorsqu'il s'agit de la coulée de précision d'une pièce dont la surface présente des formes compliquées, ou dont l'épaisseur de paroi est très faible.
Comme exemple d'une telle pièce à produire par coulée, on peut citer une grande plaque de dentier dont l'épaisseur de-paroi ne doit être que de 0,1 mm.
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ou encore moins, et qui doit être en méta.l peu fusible.
Il est nécessaire que lors de la coulée , les contours de la plaque se présentent très nets ; mais cela ne réus- sit pas avec les méthodes employées jusqu'ici. Ces mé- thodes connues consistent en ce qu'avec le procédé de centrifugation, les matières à fondre étaient chauffées d'en haut par une flame de chalumeau ou par un arc élec- trique. La faible quantité de métal de coulée ou de masse céramique se solidifie presque instantanément. La matière fondue n'a pas le temps de se répandre dans des moules creux compliqués comme formes, ni dans des moules tout à fait étroits à l'intérieur. Plus l'objet à couler est mince, plus la matière fondue se solidifie rapidement.
L'air emprisonné n'a souvent pas le temps de s'échapper.
Il se produit des pores. Des formations de scories sont encore emprisonnées par la matière fondue, brusquement solidifiée. Avec cette 'solidification rapide, il est impossible d'obtenir une pièce coulée de structure homo- gène. La. piàce sera aigre-et de contours inexacts et pas nets.
Plus le point de fusion de la matière sera élevé, plus les inconvénients qui viennent d'être signa- lés seront grands. C'est la raison pour laquelle un grand nombre de métaux à température de fusion élevée sont inutilisables par exemple pour des pièces coulées de prothèse dentaire.
Jusqu'ici, il est d'usage général de fondre le métal dans l'entonnoir de coulée par la flamme ouverte de chalumeau, tandis que le moule placé sous l'enton- noir reste relativement froid, de sorte que les incon- vénients ci-dessus signalés se produisent.
On a reconnu maintenant que c'est du moulé
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creux froid que proviennent lesdéfauts en question, puisque le principe qui est à la base de toutes les anciennes méthodes de coulée consiste à chauffer la matière aussi fort que possible et à la verser ensuite dans un moule toujours beaucoup plus froid.
La présente invention consiste à.procéder à la centrifugation dans un espace uniformément tempéré, après que la matière de coulée et le maténiel de coulée correspondant, tel que le châssis de moulage, la garni- ture, le moule creux, l'entonnoir de coulée, le jet de coulée, etc.. auront atteint la même température , et consiste encore à veiller à ce que le refroidissement dudit matériel après la coulée ait lieu uniformément par réglage de l'appareil de chauffage.
Les dessins annexés montrent à titre d'exem- ple une forme d'exécution d'un appareil pour la mise en pratique du nouveau procédé:
Fig. 1 représente le moule;
Figo 2 est une coupe longitudinale de l'ap- pareil;
Fig, 3 est une élévation-coupe suivant la ligne I-II de la figure 2.
L'objet à couler 12 est mode lé par exempt de manière connue en cire, et le modèle en cire est comme d'usage noyé dans une masse réfractaire 13, in- troduite dans une caisse 14 (fig. 1). Le canal de cou- lée 15 est en communication avec l'entonnoir 16 dans lequel est placé la matière à couler (métal ) 17. On a en outre ménagé des canaux à air 28. Ce moule connu se place par exemple dans un four à moufle électrique.
Ce four consiste en un moufle en terre réfractaire 2, dans le sol, le plafond set éventuellement les parois
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latérales duquel on a disposé des corps do résistance chauffants électriques 1, comme par exemple des bâtons de silite. Le chauffage peut se faire aussi par d'adres méthodes, par exemple par des.composés de silicium et' de carbure (Olcérite) par du cryptole ou par induction. sans fer. Au-dessus des corps de chauffage placés sur le sol du four, on pose une 'plaque 18, par exemple en porcelaine, et sur cette plaque on installe le moule.
La disposition des corps de chauffage électriques peut aussi être verticale ou circulaire.L'essentiel est de . chauffer à une température uniforme - quels que soient les moyens de chauffage utilisés - la chambre 7 du four 20 Celui-ci est attaché à l'une des extrémités d'un bras 19, dont l'autre extrémité porte un contrepoids 3.
Le bras 19 peut tourner autour de l'axe 20 du centrifu- geur, qui peut être mis en mouvement tournant de manière appropriée quelconque, comme par exemple à l'aide de' la manivelle 21 et des engrenages coniques 22 et 23.
24 est le bâti ou pied du 'centrifugeur, Cet appareil ' peut aussi être disposé de manière que son axe de rota- tion soit horizontal, et que le bràs qui porte le four 2 tourne dans un plan vertical. Pour que l'arrivée du courant électrique aux résistances de chauffage 1 ne soit pas interrompue pendant la rotation du four, on a disposé sur l'axe 20, des bagues de frottement 4 d'où le courant est conduit aux corps 1 par les conducteurs 8 et 9. Les bagues 4 reçoivent le courant par des ba- lais 5, auxquels il arrive de la source 25 par les conducteurs 10 et 11, en traversant la résistance ré- glable 6.
La matière de collée!17 placée dans l'enton- noir 16 est chauffée par de lachaleur rayonnante jus-
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qu'à ce qu'elle soit très liquide, et pendant ce temps le moule 13e 14 prend une température correspondante, Puis on fait tourner le four à moufle 2 ensemble avec le modèle 12 et les éléments 13 , 14,15 autour de l'axe fixe 20 ; on n'interrompe pas le chauffage électrique de sorte que la matière liquide aura le temps de péné- trer dans tous les coins les plus fins de la forme creu- se 12. Peu à peu on baisse la température; puis on arrête le chauffage entièrement, tout en continuant de faire tourner le four à moufle encore quelque temps, jusqu'à ce que la matière coulée se soit solidifiée.
La pièce coulée se refroidit alors tout lentement dans le four ferméo Dans beaucoup de cas, il est avantageux de ménager dans la chambre 7 une atmosphère d'un gaz indif- férent, comme par exemple de l'azote à une surpression légère, afin d'éviter l'action de l'oxygène de l'air sur le métal 17 à couler, de manière qu'iline se forme pas d'oxyde métallique etqu'il ne puisse pas y avoir de réaction chimique entre le métal 17 et la masse de garniture 13.
Par le prucédé décrit, on pourra éxécuter des ouvrages de fonte de tous métaux pouvant se couler, puisque dans le four à moufle fermé, on pourra produire toute température voulue. Il en est de même avec les masses céramiques.
Cette possibilité n'existait pas jusqu'ici.
Si l'on ne fait cesser que peu à peu, lentement% le chauffage électrique, on obtiendra une fonte malléable que l'on ne pouvait pas jusqu'ici obtenir avec les mé- thodes de coulée employées en dentisterie. La méthode décrite convient particulièrement pour la production de pièces de fonte -dentaires, plaques de dentiers,
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remplissages, couronnes, "bridge-work", travaux de ré- glage, etc.. Nais la méthode décrite convient aussi avan- tageusement pour tous emplois exigeant de la précision de coulée, par exemple ppur des objets artistiques ou d'un usage courant, ou des pièces de ces articles, parti- culièrement pour des objets à surface de forme compli- quée et à contours de grande précision.