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Procédé de fabrication d'objets métalliques de faible épaisseur et objets obtenus suivant ce procédé.
Certains objets métalliques et notamment les objets métalliques creux sont actuellement fabriqués sui- vant deux procédés bien distincts,,
Suivant un premier procédé, on coule l'objet mé- tallique en une seule venue de fonte et on réalise ainsi un objet en métal fondu,
Suivant un deuxième procédé, on fabrique l'objet à l'aide de produits métalliques laminés, c'est-à-dire ayant subi, dans des formes entièrement différentes de la
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forme définitive, des façonnages préalables, tels que la- minage, forgeage, étirage, emboutissage ou pliage. On réalise ainsi un objet qui est en tout ou partie composé de tôles et de profilés.
Les deux procédés de fabrication ci-dessus défi- nis qui sont nettement différents l'un de l'autre et pré- sentent aussi certains avantages, présentent néanmoins de nombreux inconvénients vis-à-vis du nouveau procédé de fabrication faisant l'objet de la présente invention,qui a pour but notamment de rassembler les avantages de ces deux procédés en évitant leurs inconvénients.
L'invention concerne d'abord un procédé de fa- brication d'objets métalliques de faible épaisseur, carac- térisé par ce qu'on coule séparément par les procédés ha- bituels et suivant les règles de l'art, les divers élé- ments d'un même objet sous faible épaisseur, puis on as- semble ces éléments les uns aux autres par une matière de soudure pour constituer l'objet définitif, ce qui permet de donner à chaque élément une épaisseur faible et de le couler dans un moule de dimensions restreintes. L'ob- jet définitif présente,un poids comparable à celui d'un objet semblable fabriqué à l'aide de produits métalliques préalablement laminés,forgés, étirés, emboutis, pliés, et assemblés, c'est-à-dire composé de tôles et de profilés.
Cet objet métallique présente de préférence dans ses di- vers éléments une épaisseur sensiblement constante.
Suivant un mode de réalisation de ce procédé et pour ne pas souder les éléments bord à bord, on munit ces éléments de nervures marginales dans le but de faciliter l'assemblage des éléments entre eux.
Le procédé ainsi défini présente de nombreux avantages sur les procédés de fabrication actuels et rap- pelés ci-dessus ; principaux avantages sont les suivants :
1 ) les éléments d'un même objet étant de
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dimensions réduites, leur fabrication ne nécessite pas de modèles compliqués ou coûteux, ni de moules encombrants, comme c'est le cas lorsqu'il s'agit de couler en une seu- le venue des objets de grandes dimensions.
2 ) les éléments d'un même objet étant moulés, il est possible de leur donner des formes qu'on ne pour- rait pas produire, du moins d'une façon économique, à l'aide de tôles et de profilés, en raison des outillages coûteux que nécessitent les façonnages de ces produits, outillages qui sont d'autant plus onéreux que le nombre d'objets à fabriquer est plus réduit.
3 ) les éléments d'un même objet étant coulés, il est possible de donner une épaisseur légèrement supé- ri'eure aux points qui doivent supporter une grande fati- gue, notamment dans le cas d'une paroi dont les bords se- raient plus minces que le centre, ce qui n'est pas réali- sable, lorsque les éléments sont en tôles ou en profilés.
4 ) les éléments étant coulés sous une épais- seur mince lors de la coulée du métal dans le moule, les deux zones superficielles de solidification rapide sont contigües . on obtient par suite une matière métallique ayant une texture serrée et exempte de défauts tels que . crevasses, pailles, etc... qui sont inhérents aux pro- duits laminés, ou tels que , soufflure, retassures, etc.. qui sont inhérents aux objets coulés d'une seule venue, dont les épaisseurs ne peuvent pas être absolument uni- formes, tous défauts qui sont fréquents dans un cas com- me dans l'autre, surtout lorsqu'il s'agit d'alliages con- tenant du nickel et du chrome.
L'invention s'étend aussi à une variante du procédé précédent caractérisée par ce qu'on coule les divers éléments de l'objet de telle manière que ces élé- ments présentent un prolongement disposé dans le plan de l'élément adjacent ou dans un plan parallèle et contigu à l'élément adjacent, cet élément adjacent se raccordant
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sur ce.prolongement,
Suivant un mode de réalisation du procédé pré- cédent, on coule séparément les divers éléments d'un même objet de manière à obtenir des ondulations sur tout ou partie de sa surface, de telle sorte que, lors de l'assem- blage des éléments pour former l'objet définitif et ensui- te lors de l'emploi de celui-ci, les ondulations s'oppo- sent à la déformation de ces éléments et par suite aux efforts qui peuvent se développer sur la soudure,
ce qui augmente encore la rigidité de l'assemblage entre deux éléments adjacents.
L'invention s'étend non seulement aux procédés ci-dessus mais aussi aux produits obtenus suivant ces procédés.
Ces objets peuvent appartenir aux catégories les plus variées :
Objets en tous genres, en acier, en bronze, en nickel, en fonte de fer, en alliages divers;
Objets en métal ou alliages devant résister à la corrosion chimique aux hautes températures et notam - ment :
Récipients pour la cémentation, cuves, boites, pots, tubes, etc..
Récipient pour le recuit ;
Ustensiles pour traitements thermiques, plateaux et paniers à tremper, pelles, fourches, etc....
Mouffles et éléments de socles métalliques pour fours ;
Pièces métalliques des mécanismes de fours ;
Récipients divers pour l'industrie chimique ;
Outillages divers pour l'industrie chimique ; etc.........
Les objets ainsi fabriqués conformément à l'in- vention présentent les avantages suivants :
Ils sont plus légers que les objets de mêmes
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dimensions qui seraient coulés d'une seule venue et dont les épaisseurs seraient conditionnées par des possibilités de moulage et de coulée. Etant plus légers, ils sont plus maniables et leur prix de revient est diminué, sur- tout lorsque le prix de la matière métallique elle-même est élevé, ce qui est le cas des métaux ou alliages capa- bles de résister aux hautes températures ou à la corro- sion chimique.
Ils peuvent être plus rigides que les objets de mêmes dimensions et de même poids qui seraient compo- sés de tôles et de profilés, car il est possible de don- ner à la matière métallique une composition qui ne per- mettrait pas aisément le laminage d'un lingot et autres façonnages nécessaires à la fabrication de tôles et de profilés,
En outre, et lorsqu'il s'agit d'objets devant subir des changements répétés de température, ils présen- tent les avantages suivants : Ils se déforment moins ra- pidement que les objets composés de tôles et de profilés qui nécessairement sont malléables,ont tendance à tra- vailler, à se gondoler et dont les soudures se rompent aisément.
Ils se déforment moins rapidement que les objets coulés d'une seule venue en raison même de leur moindre épaisseur, car les déformations résiduelles qui subsistent après chaque échauffement suivi de refroidissement sont proportionnelles à la lenteur d'échange de 'température d'u- ne face à l'autre d'une même parole c'est-à-dire à l'épais- seur de cette paroi, ce qui est particulièrement important lorsqu'il s'agit d'alliages contenant de fortes propor- tions de nickel et de chrome ayant des coefficients de conductibilité thermique relativement faibles.
Il est à signaler que les feuilles métalliques coulées, dont il est fait usage dans le procédé objet de l'invention, peuvent être parfois découpées, cisaillées,
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même cintrées, lorsqu'il est nécessaire.
Des objets fabriqués suivant les procédés con- formes à l'invention sont représentés à titre d'exemple sur le dessin ci-joint dans lequel :
La fig. 1 est une vue en perspective d'une cuve à cémentation montrant un mode d'application de l'inven- tion.
Les fig. 2 et 3 sont des coupes suivant les li- gnes 2-2 et 3-3 de la fig. 1.
'Les fig. 4, 5 et 6 sont des vues en perspective du fond et de deux des côtés de la cuve.
La fig. 7 est une vue en perspective d!une pa- roi latérale d'une cuve composée d'une pluralité de piè- ces coulées' et assemblées l'une à l'autre.
La fig. 8 est une section suivant la ligne 8-8 de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue en perspective d'un élé- ment de la paroi latérale représentée sur la fig. 7.
La fig. 10 est une vue en perspective d'une cu- ve cylindrique.
La fig. 11 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 10.
La fig. 12 est une vue en perspective d'une au- tre cuve à cémenter conforme à l'invention.
La fig. 13 est une vue par dessous de la cuve de la fig. 12.
La fig. 14 est une coupe transversale suivant la ligne 14-14 de la fig. 13.
La fig. 15 est une vue en plan de la cuve de la fig. 12.
La fig. 16 est une vue en plan d'une autre cuve à cémenter conforme à l'invention.
La fig. 17 est une vue en plan d'un angle d'u- ne cuve suivant une.variante de l'invention.
La fig. 18 est une vue en plan d'un angle de
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la cuve suivant une autre variante.
La fig. 19 est une vue par dessus du fond d'u- ne autre cuve suivant l'invention,
La fig. 20 est une coupe de ce fond suivant la ligne 20-20 de la fig, 19.
La fig, 21 est une vue en plan d'une autre cuve présentant le fond des figures 19 et 20.
Les fig. 22, 23 et 24 montrent d'autres modes de raccordement des angles d'une cuve présentant par exemple des pieds rapportés comme celle des fig. 19 et
20.
La fig. 25 est une élévation avec coupe longi- tudinale partielle d'un moufle conforme à l'invention.
La fig. 26 montre le raccordement de deux élé- ments adjacents de ce moufle.
Les fig. 27 et 28 sont respectivement une élé- vation et une vue en plan d'un plateau à tremper conforme à l'invention,
La fig. 29 est une coupe transversale partiel- le de ce plateau suivant la ligne 29-29 de la fig, 28.
La cuve de cémentation représentée sur les fig. de 1 à 6 se compose d'un fond 2; deux parois opposées 4 et deux parois opposées 6 ; de ces parois est coulée d'une seule pièce en métal ou en alliage convena- ble. Le fond est muni d'un rebord marginal 8 ; bords verticaux des parois 4 sont munis de nervures 10 tournées vers l'intérieur et ces parois, ainsi que les parois 6, sont munies à leurs bords supérieurs de nervu- res 11, tournées vers l'extérieur,
En assemblant les parties de la cuve, les bords inférieurs des parois 4 et 6 sont posés sur le fond 2 le long de la nervure marginale 8 et les bords verticaux des parois 6 s'encastrent à l'intérieur des parois 4 et sont posés le long de la face interne des nervures verti- cales 10.
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Quand les parties sont ainsi assemblées, on ap- plique une soudure indiquée par 12 pour faire le raccor- dement dans les recoins formés par les nervures marginales
8 du fond et les parties adjacentes des parois latérales,' ainsi que dans les recoins formés par les nervures verti- cales 10 et les parties adjacentes des parois latérales 6.
Les coins supérieurs de la cuve formés par les nervures 11 sont soudés également convenablement.
Il est apparent que par cette construction, on obtient une cuve extrêmement résistante et rigide ; nervures 8 et 10 renforcent non seulement les angles de la cuve, mais forment également un épaulement pour re- cevoir la soudure de telle sorte qu'il n'y a aucun danger que cette soudure puisse être brisée ou cassée quand on se sert de la cuve.
La nervure supérieure ou rebord 11 renforce efficacement ce bord et évite sa rupture par la chaleur.
Quand on veut couler les parois, le modèle peut être constitué simplement par un morceau de' tôle sur le- quel sont fixées des bandes qui assurent la formation des nervures sur lesdites parois quand on les coule.
On a trouvé qu'en employant un alliage résistant à la chaleur, la paroi peut être d'une épaisseur de 5 m/m seulement et qu'une paroi de 3 m/m seulement donne déjà dans la plupart des cas la rigidité nécessaire.
En faisant ces parois de la cuve en feuilles minces coulées, il n'y-a aucun danger de soufflures,comme c'est le cas.pour une coulée d'une seule pièce et cela pour ia raison que les surfaces refroidies de ces parois coulées minces sont contigues, ce qui évite la formation de zones Intermédiaires dans lesquelles les défauts pour- raient se produire.
Il est apparent qu'on, n'a employé dans cette cuve que le strict minimum de matière première et qu'on peut fabriquer la cuve à bon marché, de même, si on le
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désire, les parois dont se compose la cuve peuvent être expédiées non assemblées, leur assemblage se'faisant par soudure sur place, ce qui permet une économie notatle des frais de transport. De même, dans le cas d'une avarie, toute paroi peut être facilement remplacée après l'avoir dessoudée.
Quand on désire confectionner une cuve d'une longueur telle que la paroi ne peut être facilement cou- lée d'une seule pièce; cette paroi peut être divisée en un nomb.re de pièces 14 (fig. 7, 8, 9) ayant leurs bords soudés ensemble ; ce joint de soudure est formé avantageusement par une saillie 16 ménagée sur le bord d'une des pièces et formant les épaulements 17 et 18.
L'épaulement 17 est posé contre le bord de la pièce adjacente et l'épaulement 18 forme avec la partie adjacente de la pièce avoisinante un recoin qui sert pour recevoir la matière de soudure.
La cuve cylindrique (fig. 10 et 11) se compose d'un fond qui peut être constitué par une feuille circu- laire coulée, munie d'un rebord marginal 20 et la paroi latérale peut se composer d'un certain nombre de pièces 22 munies de bords de recouvrement 16, lesquels sont soudés, cette soudure se faisant avantageusement comme dans les constructions décrites à l'aide des fig. 7, 8 et 9,
Dans certains cas, où on désire faire la cuve autrement qu'avec des parois droites, on peut cintrer ces parois au lieu de les couler en formesincruvées; on a trouvé que les parois coulées minces en alliage convenable supportent très bien ce cintrage, De même, si on le dési- re, la paroi peut être coulée avec des replis de renforce- ment.
En outre, les parois peuvent être d'épaisseurs va- riables, dans le but d'assurer un renforcement au point dé- siré, par exemple au centre par une surépaisseur, cc qu'on ne pourrait naturellement pas obtenir avec des feuilles métalliques laminées.
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Les cuves de cémentation sont généralement em- ployées dans la position retournée, mais dans le cas où elles sont employées dans la position droite, on peut pré- voir un couvercle ; est évident que ce couvercle peut être fabriqué d'une façon similaire au corps de la cuve.
Il est évident que l'intention telle qutelle est ci-dessus décrite peut présenter des modifications nombreuses et variées sans sortir de l'esprit de l'in- vention.
Par exemple, la cuve représentée sur les fig.
.de 12 à 15 est constituée par cinq éléments en métal fon- du coulés séparément : un fond 1 et quatre parois laté- rales 21 22 23 24.
Le fond 1 comporte quatre pieds 31 32 33 34 constitués par des renflements sensiblement hémisphériques formés lors du coulage; ce fond'présente un bord relevé 5.
Les parois 21 2 23 24 destinées à. s'assembler les unes à la suite des autres pour constituer un cadre (fig. 15) présentent un prolongement 6 disposé dans le plan de la paroi adjacente, c'est-à-dire à 90 , dans le cas d'une cuve carrée ou rectangulaire.
Les quatre parois 21 22 23 24 ainsi constituées, puis assemblées bord à bord sont soudées les unes aux au- tres de manière à constituer un cadre rigide.
On applique ensuite ce cadre sur le bord péri- phérique 5 du fond 1 et on assemble ces deux éléments l'un à l'autre par soudure.
Les pieds 3 ménagés sur 'le fond 1 lors du coulage présentent une épaisseur de métal e égale à l'é- paisseur de ce fond, ce qui évite toute crique et toute déchirure de ce fond aux intersections des pieds 3.
On réalise ainsi un objet constitué d'éléments fondus, rapportés et fixés les uns aux autres par soudure, cet objet présentant une grande solidité tout en ayant une
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grande légèreté.
On peut apporter de nombreuses modifications à la cuve décrite à l'aide des fig. de 12 à 15 dans le mode de réalisation de la fig. 16, les parois latérales 21 22
23 24 sont parfaitement planes et elles sont assemblées par l'intermédiaire de coins arrondis 101 102 103 104 coulés séparément.
On peut aussi (fig. 17) prévoir des coins rap- portés 101 102 en forme d'arc de cercle présentant un prolongement rectiligne d'une longueur suffisante pour s'appliquer sur les parois de la cuve 21 22; l'assem- blage est effectué dans ce cas par une matière de soudure logée dans l'angle formé par les arêtes verticales du coin 10 et les parois adjacentes 21 2 2
On peut encore effectuer l'assemblage des élé- ments latéraux comme il est indiqué sur la fig. 18. On applique le prolongement rectiligne 6 de l'un des élé- ments 21 sur la partie rectiligne de l'élément adjacent 22; on assemble ces deux éléments en métal fondu par une matière de soudure logée dans les angles intérieur et ex- térieur formés par les arêtes de ces éléments et leur pa- roi adjacente ou dans l'un de ces deux angles seulement.
Dans l'exemple décrit à l'aide des fig. de 12 à 15 on a supposé d'autre part que le fond 1 en métal fondu présentait des pieds en relief 31 32 33 34 venue de fonte avec le corps de ce fond; au contraire dans l'exem- ple des fig, 19 et 20y les pieds 31 32 33 34 sont coulés séparément, puis rapportés par soudure sur le fond 1.
On peut évidemment monter ces pieds 3 en métal fondu sur le fond 1 en métal fondu de la cuve, quelle que soit la disposition particulière suivant laquelle les parois latérales en métal fondu sont assemblées les unes aux autres. Par exemple,la cuve (fig. 21) qui comporte aussi les pieds rapportés 3 présente d'autre part des parois latérales 21 22 23 24 qui peuvent être assemblées
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de la façon suivante : les parois longitudinales 21 2 s'appliquent par leurs bords verticaux contre les parois latérales 22 24, puis 'ces parois sont assemblées par sou- dure suivant leurs arêtes verticales ainsi raccordées.
On peut aussi (fig. 22) approcher seulement les arêtes intérieures verticales des deux parois adjacentes 21
22, en métal fondu de telle manière que les arêtes exté- rieures de ces parois forment entre elles un angle dans lequel on loge la soudure,
Dans la variante de la fig. 23, le bord de l'u- ne des parois 21 dépasse légèrement le plan de la paroi adjacente de manière à former un angle dans lequel on lo- ge encore la soudure pour l'assemblage des éléments.
Pour faciliter cet assemblage et la mise en place correcte des éléments en métal fondu accolés, on peut ménager à l'extrémité de la paroi 21 disposée à l'extérieur, un coude 20 dans lequel s'engage le bord de l'élément adjacent 22 puis on applique la soudure dans l'angle intérieur formé par ce coude 20 et l'élé- ment 22 (fig. 24).
Dans les exemples précédents, on a supposé que l'objet fabriqué était une cuve à cémenter, 'on peut évi- demment fabriquer des objets de toutes formes et de tou- tes dimensions sans sortir pour cela du cadre de l'in- vention, Notamment, la fig. 25 montre un moufle consti- tué par des éléments 21 22 23 24 en métal fondu assem- blé les uns aux autres par soudure.
On peut également prévoir sur la surface des parois latérales en métal fondu des ondulations 15 (fig.
25) qui accroissent la résistance de ces parois et empê- chent leur déformation, ce qui a notamment pour avantage ,de présenter les éléments adjacents suivant des arêtes de raccordement parfaitement jointives et d'éviter ensuite tout effort du métal sur.la soudure. Cette combinaison particulière augmente par suite.la solidité de l'objet
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fabriqué.
On peut ménager les ondulations perpendiculaire- ment à la ligne d'assemblage des éléments en métal fondu,
Toutefois de préférence,les ondulations sont disposées suivant deux sens perpendiculaires l'un à l'autre comme il est représenté sur la fig. 25, ce qui empêche d'une façon particulièrement efficace la déformation de l'élé- ment en métal fondu et assure une solidité parfaite de l'objet fabriqué.
La fig. 26 montre comment on peut effectuer l'assemblage de deux éléments adjacents de ce moufle situés dans un même plan ; dans ce cas, l'un des éléments 21 présente une nervure marginale 21 venue de fonte qui recouvre en partie l'élément adjacent 22; on applique à l'intérieur et à l'extérieur du raccordement un métal de soudure comme il est bien visible sur la fige 26.
On peut également fabriquer suivant l'irvention des plateaux à tremper tels que celui représenté sur les fig. de 27 à 29; ce plateau comporte un fond en métal fondu 22 perforé et des parois latérales 21 22 23 24 de faible hauteur; ces parois latérales en métal fondu sont assemblées par soudure suivant les angles du plateau et sont ensuite raccordées par soudure également sur la périphérie du fond 22 en métal fondu.
Les pieds. 231 232 sont formés par des pan- neaux en métal fondu de faible hauteur et d'une longueur égale à la largeur du plateau, ces pieds sont assemblés sur le fond 22 par de la soudure appliquée sur les an- gles de raccordement formés par les faces des panneaux 231 232 et le fond 22 du plateau.
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Process for manufacturing thin metal objects and objects obtained by this process.
Certain metal objects and in particular hollow metal objects are currently manufactured using two very distinct processes,
According to a first process, the metal object is poured in a single melt and thus a molten metal object is produced,
According to a second process, the object is manufactured using rolled metal products, that is to say having undergone, in entirely different shapes from the
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final shape, prior shaping, such as rolling, forging, drawing, stamping or bending. An object is thus produced which is wholly or partly composed of sheets and profiles.
The two manufacturing processes defined above which are distinctly different from each other and also present certain advantages, nevertheless present numerous drawbacks with respect to the new manufacturing process which is the subject of the present invention, which aims in particular to combine the advantages of these two methods while avoiding their drawbacks.
The invention relates first of all to a process for the manufacture of thin metal objects, characterized in that the various elements are cast separately by the usual processes and according to the rules of the art. elements of the same object under small thickness, then these elements are assembled to each other by a welding material to constitute the final object, which makes it possible to give each element a small thickness and to cast it in a mold of restricted dimensions. The final object has a weight comparable to that of a similar object manufactured using metal products previously rolled, forged, drawn, stamped, bent, and assembled, that is to say composed of sheets and profiles.
This metallic object preferably has in its various elements a substantially constant thickness.
According to one embodiment of this method and so as not to weld the elements edge to edge, these elements are provided with marginal ribs in order to facilitate the assembly of the elements together.
The process thus defined has many advantages over the current manufacturing processes mentioned above; main advantages are:
1) the elements of the same object being of
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reduced dimensions, their manufacture does not require complicated or expensive models, or bulky molds, as is the case when it comes to casting large objects in one go.
2) the elements of the same object being molded, it is possible to give them shapes that could not be produced, at least economically, using sheets and profiles, due to costly tools required for the shaping of these products, tools which are all the more expensive as the number of objects to be manufactured is reduced.
3) the elements of the same object being cast, it is possible to give a slightly greater thickness to the points which must withstand great fatigue, in particular in the case of a wall whose edges are thinner than the center, which is not possible, when the elements are made of sheets or profiles.
4) the elements being cast in a thin thickness during the casting of the metal in the mold, the two surface areas of rapid solidification are contiguous. as a result a metallic material is obtained having a tight texture and free from defects such as. crevices, straws, etc ... which are inherent in rolled products, or such as, blowholes, shrinkages, etc. which are inherent in objects cast in one place, the thicknesses of which cannot be absolutely uniform. shapes, all defects which are frequent in both cases, especially when it comes to alloys containing nickel and chromium.
The invention also extends to a variant of the preceding method characterized in that the various elements of the object are cast in such a way that these elements have an extension arranged in the plane of the adjacent element or in a plane parallel and contiguous to the adjacent element, this adjacent element connecting
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on this extension,
According to an embodiment of the preceding method, the various elements of the same object are cast separately so as to obtain undulations on all or part of its surface, so that, during the assembly of the elements to form the final object and subsequently during use of the latter, the corrugations oppose the deformation of these elements and consequently the stresses which may develop on the weld,
which further increases the rigidity of the assembly between two adjacent elements.
The invention extends not only to the above processes but also to the products obtained by these processes.
These objects can belong to the most varied categories:
Objects of all kinds, in steel, bronze, nickel, cast iron, various alloys;
Articles made of metal or alloys which must resist chemical corrosion at high temperatures and in particular:
Containers for cementation, vats, boxes, pots, tubes, etc.
Container for annealing;
Utensils for heat treatments, dipping trays and baskets, shovels, forks, etc.
Mittens and base elements of metal for ovens;
Metal parts for furnace mechanisms;
Various containers for the chemical industry;
Various tools for the chemical industry; etc .........
The objects thus manufactured in accordance with the invention have the following advantages:
They are lighter than the objects of the same
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dimensions which would be cast in a single step and whose thicknesses would be conditioned by the possibilities of molding and casting. Being lighter, they are more manageable and their cost price is reduced, especially when the price of the metallic material itself is high, which is the case of metals or alloys able to withstand high temperatures or to chemical corrosion.
They can be more rigid than objects of the same dimensions and of the same weight which would be composed of sheets and profiles, since it is possible to give the metallic material a composition which would not easily allow the rolling of the metal. '' an ingot and other shaping necessary for the manufacture of sheets and profiles,
In addition, and when it comes to objects that must undergo repeated changes in temperature, they have the following advantages: They deform less quickly than objects made up of sheets and profiles which are necessarily malleable, have a tendency to work, to buckle and whose welds break easily.
They deform less quickly than objects cast from a single occurrence because of their even less thickness, since the residual deformations which remain after each heating followed by cooling are proportional to the slowness of the temperature exchange of a facing the other of the same floor, that is to say the thickness of this wall, which is particularly important when it comes to alloys containing high proportions of nickel and of chromium having relatively low coefficients of thermal conductivity.
It should be noted that the cast metal sheets, of which use is made in the method which is the subject of the invention, can sometimes be cut, sheared,
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even arched, when necessary.
Articles produced by the processes according to the invention are shown by way of example in the accompanying drawing in which:
Fig. 1 is a perspective view of a carburizing vessel showing one mode of application of the invention.
Figs. 2 and 3 are sections taken along lines 2-2 and 3-3 of fig. 1.
'Figs. 4, 5 and 6 are perspective views of the bottom and of two of the sides of the tank.
Fig. 7 is a perspective view of a side wall of a vessel composed of a plurality of castings and assembled together.
Fig. 8 is a section taken on line 8-8 of FIG. 7.
Fig. 9 is a perspective view of an element of the side wall shown in FIG. 7.
Fig. 10 is a perspective view of a cylindrical vessel.
Fig. 11 is a section taken along line 11-11 of FIG. 10.
Fig. 12 is a perspective view of another vessel to be case-hardened according to the invention.
Fig. 13 is a view from below of the tank of FIG. 12.
Fig. 14 is a cross section taken on line 14-14 of FIG. 13.
Fig. 15 is a plan view of the tank of FIG. 12.
Fig. 16 is a plan view of another cementitious vessel according to the invention.
Fig. 17 is a plan view from an angle of a tank according to a variant of the invention.
Fig. 18 is a plan view from an angle of
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the tank according to another variant.
Fig. 19 is a top view of the bottom of another tank according to the invention,
Fig. 20 is a section of this bottom along line 20-20 of FIG, 19.
Fig, 21 is a plan view of another tank showing the bottom of Figs 19 and 20.
Figs. 22, 23 and 24 show other methods of connecting the angles of a tank having, for example, attached feet like that of FIGS. 19 and
20.
Fig. 25 is an elevation in partial longitudinal section of a muffle according to the invention.
Fig. 26 shows the connection of two adjacent elements of this block.
Figs. 27 and 28 are respectively an elevation and a plan view of a dipping plate according to the invention,
Fig. 29 is a partial cross section of this plate taken along line 29-29 of FIG, 28.
The cementation tank shown in Figs. from 1 to 6 consists of a background 2; two opposite walls 4 and two opposite walls 6; of these walls is cast in one piece of metal or a suitable alloy. The bottom is provided with a marginal rim 8; vertical edges of the walls 4 are provided with ribs 10 facing inward and these walls, as well as the walls 6, are provided at their upper edges with ribs 11, facing outwards,
By assembling the parts of the tank, the lower edges of the walls 4 and 6 are placed on the bottom 2 along the marginal rib 8 and the vertical edges of the walls 6 fit inside the walls 4 and are placed on the along the inner face of the vertical ribs 10.
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When the parts are thus assembled, a weld indicated by 12 is applied to make the connection in the recesses formed by the marginal ribs.
8 of the bottom and the adjacent parts of the side walls, as well as in the recesses formed by the vertical ribs 10 and the adjacent parts of the side walls 6.
The upper corners of the tank formed by the ribs 11 are also suitably welded.
It is apparent that by this construction, an extremely resistant and rigid tank is obtained; ribs 8 and 10 not only reinforce the angles of the tank, but also form a shoulder to receive the weld so that there is no danger that this weld could be broken or broken when using the weld. tank.
The upper rib or flange 11 effectively reinforces this edge and prevents it from breaking by heat.
When it is desired to cast the walls, the model can be constituted simply by a piece of sheet metal on which are fixed strips which ensure the formation of the ribs on said walls when they are cast.
It has been found that by employing a heat resistant alloy the wall can be only 5 m / m thick and that a wall of only 3 m / m in most cases already gives the necessary rigidity in most cases.
By making these walls of the vessel in thin cast sheets, there is no danger of blowholes, as is the case with a one-piece casting and this is because the cooled surfaces of these walls Thin castings are contiguous, which avoids the formation of intermediate zones in which the defects could occur.
It is apparent that in this tank only the strict minimum of raw material was used and that the tank can be manufactured cheaply, likewise, if it is
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Desired, the walls of which the tank is composed can be shipped unassembled, their assembly being done by welding on site, which allows a notatle saving in transport costs. Likewise, in the event of damage, any wall can be easily replaced after having unsoldered it.
When it is desired to make a tank of a length such that the wall cannot easily be cast in one piece; this wall can be divided into a numb.re of parts 14 (fig. 7, 8, 9) having their edges welded together; this weld joint is advantageously formed by a projection 16 formed on the edge of one of the parts and forming the shoulders 17 and 18.
The shoulder 17 is placed against the edge of the adjacent part and the shoulder 18 forms with the adjacent part of the neighboring part a recess which serves to receive the welding material.
The cylindrical tank (fig. 10 and 11) consists of a bottom which may be a cast circular sheet, provided with a marginal rim 20 and the side wall may consist of a number of parts 22. provided with covering edges 16, which are welded, this welding being advantageously carried out as in the constructions described with the aid of FIGS. 7, 8 and 9,
In some cases, where it is desired to make the tank other than with straight walls, these walls can be bent instead of pouring them in incruvée shapes; Thin cast walls of suitable alloy have been found to withstand this bending very well. Also, if desired, the wall can be cast with reinforcing folds.
In addition, the walls can be of varying thicknesses, in order to provide a reinforcement at the desired point, for example in the center by an allowance, which naturally could not be obtained with laminated metal sheets. .
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The carburizing tanks are generally employed in the inverted position, but in the case where they are employed in the upright position, a cover may be provided; It is obvious that this cover can be made in a similar fashion to the body of the tank.
It is obvious that the intention as described above can present many and varied modifications without departing from the spirit of the invention.
For example, the tank shown in Figs.
.from 12 to 15 consists of five separately cast cast metal elements: a bottom 1 and four side walls 21 22 23 24.
The bottom 1 comprises four feet 31 32 33 34 formed by substantially hemispherical bulges formed during casting; this bottom has a raised edge 5.
The walls 21 2 23 24 intended for. to be assembled one after the other to form a frame (fig. 15) have an extension 6 arranged in the plane of the adjacent wall, that is to say at 90, in the case of a square tank or rectangular.
The four walls 21 22 23 24 thus formed, then assembled edge to edge, are welded to each other so as to constitute a rigid frame.
This frame is then applied to the peripheral edge 5 of the bottom 1 and these two elements are assembled together by welding.
The feet 3 formed on the bottom 1 during casting have a metal thickness e equal to the thickness of this bottom, which prevents any cracking and any tearing of this bottom at the intersections of the feet 3.
An object is thus produced consisting of molten elements, added and fixed to each other by welding, this object having great solidity while having a
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great lightness.
Numerous modifications can be made to the vessel described with the aid of FIGS. from 12 to 15 in the embodiment of FIG. 16, side walls 21 22
23 24 are perfectly flat and they are assembled by means of rounded corners 101 102 103 104 separately cast.
It is also possible (FIG. 17) to provide built-in corners 101 102 in the form of an arc of a circle having a rectilinear extension of sufficient length to rest on the walls of the tank 21 22; the assembly is carried out in this case by a weld material housed in the angle formed by the vertical ridges of the wedge 10 and the adjacent walls 21 2 2
It is also possible to assemble the side elements as indicated in fig. 18. The rectilinear extension 6 of one of the elements 21 is applied to the rectilinear part of the adjacent element 22; these two elements of molten metal are assembled by a welding material housed in the interior and exterior angles formed by the edges of these elements and their adjacent wall or in one of these two angles only.
In the example described with the aid of FIGS. from 12 to 15 it was assumed on the other hand that the base 1 in molten metal had feet in relief 31 32 33 34 made of cast iron with the body of this base; on the contrary, in the example of figs, 19 and 20y, the feet 31 32 33 34 are cast separately, then attached by welding to the base 1.
These molten metal feet 3 can obviously be mounted on the molten metal bottom 1 of the vessel, regardless of the particular arrangement in which the molten metal side walls are assembled to one another. For example, the tank (fig. 21) which also comprises the attached feet 3 has on the other hand side walls 21 22 23 24 which can be assembled.
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in the following way: the longitudinal walls 21 2 are applied by their vertical edges against the side walls 22 24, then these walls are assembled by welding along their vertical edges thus connected.
One can also (fig. 22) approach only the vertical interior edges of the two adjacent walls 21
22, made of molten metal in such a way that the outer edges of these walls form an angle between them in which the weld is housed,
In the variant of FIG. 23, the edge of one of the walls 21 slightly protrudes from the plane of the adjacent wall so as to form an angle in which the weld is still housed for the assembly of the elements.
To facilitate this assembly and the correct positioning of the joined molten metal elements, it is possible to provide at the end of the wall 21 disposed on the outside, an elbow 20 in which the edge of the adjacent element 22 engages. then the weld is applied in the interior angle formed by this elbow 20 and the element 22 (fig. 24).
In the preceding examples, it has been assumed that the manufactured object was a case to be cemented, 'it is obviously possible to manufacture objects of all shapes and all dimensions without going beyond the scope of the invention, In particular, FIG. 25 shows a muffle consisting of elements 21 22 23 24 of molten metal assembled together by welding.
It is also possible to provide on the surface of the side walls of molten metal corrugations 15 (fig.
25) which increase the resistance of these walls and prevent their deformation, which has the particular advantage of presenting the adjacent elements along perfectly contiguous connecting edges and then of avoiding any stress on the metal on the weld. This particular combination therefore increases the solidity of the object.
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made.
The corrugations can be arranged perpendicular to the assembly line of the molten metal elements,
However, preferably, the corrugations are arranged in two directions perpendicular to one another as shown in FIG. 25, which particularly effectively prevents deformation of the molten metal element and ensures perfect strength of the manufactured article.
Fig. 26 shows how it is possible to assemble two adjacent elements of this block situated in the same plane; in this case, one of the elements 21 has a marginal rib 21 made of cast iron which partially covers the adjacent element 22; a weld metal is applied inside and outside the connection as is clearly visible on pin 26.
It is also possible to manufacture, according to the invention, dipping trays such as that shown in FIGS. from 27 to 29; this plate has a perforated molten metal bottom 22 and side walls 21 22 23 24 of low height; these molten metal side walls are assembled by welding along the angles of the plate and are then connected by welding also on the periphery of the bottom 22 of molten metal.
The feet. 231 232 are formed by panels of molten metal of low height and of a length equal to the width of the plate, these feet are assembled on the bottom 22 by welding applied to the connecting angles formed by the faces of the panels 231 232 and the bottom 22 of the tray.