<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de coulée d'alliages, en particulier d'alliages de cuivre, dans des moules métalliques.
On sait que le moulage de métaux par cou- lée de ceux-ci dans des moules s'effectue usuellement en laissant le métal fondu s'écouler sous l'effet de son propre poids. On dispose à cet effet l'orifice de coulée au-dessus de la Mérité du moule destinée à for- mer ltobjet moulé. Cette disposition de l'orifice de coulée s'utilise d'une manière tout à fait générale,
<Desc/Clms Page number 2>
aussi bien pour la coulée en moules de métaux lourds que pour celle de -taux légers. Le courant ou jet de métal fondu peut âtre amené directement dans la cavité du moule, ou bien on le! fait passer par des orifices spéciaux de la. même façon que pour le moulage en sable.
Or, pour le moulage de métaux lourds, en particulier d'alliages de cuivre, le courant de métal ne doit pas pénétrer dans le moule en chute directe ou en flots commendans le moulage en sable. La fabri- cation de pièces moulées utilisables en métaux lourds, en particulier en alliages de cuivre, n'est devenue pos- sible que lorsqu'on s'est rendu compte de la nécessité de prévoir un guidage du mêtal pour son entrée dans le moule, ce dernier étant, à. cet effet, maintenu incliné pendant la coulée, afin que le métal s'y écoule à son point de chutes On est bien arrivé par ce moyen à obte- nir des pièces moulées de belle apparence et à surface lisse,
mais on s'est heurté cependant à des difficultés tout à fait particulières pour obtenir une compacité suffisante, telle que celle nécessaire notamment pour les armatures destinées aux fortes pressions. Ces dif- ficultés proviennent tout d'abord de la présence de l'air contenu dans le moule, qui ,par suite de la haute température du mâta! fondu, se dilate au multiple de son volume et engendre une contre-pression qui oppose une résistance à l'écoulement du métal dans le moitié, On doit alors s'efforcer de remplir le moule dams le temps le plus court possible, avec le métal très fluide, de telle sorte que ce dernier aille plus vite que ltair qui sort du moule en sens contraire4 Pour permettre à l'air de s'échapper,
on dispose au point le plus haut du moule; au voisinage de l'entrée du métal, revente qui se remplit en dernier de métal et par suite permet
<Desc/Clms Page number 3>
l'échappement de l'air. Si l'on ne parvient pas à refouler complètement l'air hors du moule sous l'action du métal que l'on y coule, la pièce moulée obtenue présente des fissures et des soufflures. Le courant de métal produit dans le moule des remous ou tourbillon- nements qui emprisonnent l'air, tandis qu'en d'autres points l'air se trouve comprima dans les angles et y forma des matelas d'air, car il ne trouve aucune voie de sortie. Ces matelas d'air rendent l'évacuation de la chaleur irrégulière et de ce fait la structure de la pièce se forme aussi irrégulièrement; il en résulte des tensions et la formation de fissures.
On voit donc que l'obtention de pièces moulées utilisables, présen- tant une compacité suffisante, nécessite l'élimination complète de l'air contenu dans le moule, ce que l'on n'est pas toujours arrivé jusqu'ici à. réaliser avec certitude*
La présente invention permet dtatteindre ce résultat; elle consiste à cet effet à couler le métal par le fond du moule et à le refouler progressivement dans celui-ci, du fond vers l'extrémité opposée, sous l'action du poids du métal qui continue à arriver.
Après de longues et laborieuses recher- chas, le Demandeur s'est rendu compte en effet que lorsqu'on dispose, conformément à l'invention, l'orifice de coulée à l'endroit du fond du moule, le métal qui mon- te dans ledit moule refoule celui qui s'y trouve déjà et chasse en même temps devant lui vers le haut l'air, qui peut alors facilement '..s'évacuer par un évent, La montée du mtal dans le moule peut être assurée en fai- saut basculer ce dernier pendant la coulée de telle sor- te Que le conduit par lequel pénètre le métal, qui est placé au point le plus bas du moulent qui est tout d'a-
<Desc/Clms Page number 4>
bord sensiblement horizontale se trouve lentement amené. dans la position verticale.
Contrairement à ce qui se passe dans les procédés de coulée en moules connus jusqu'ici, dans lesquels la partie du moule située du coté: de l'orifice de coulé$ se trouve remplie en der- nier par le métal, dans le procédé conforme, à l'inven- tion, cette partie du moule se trouve au contraire remplie de métal dès le début de la coulée et reste pleine jusqu'à la fin, le métal coulée au début étant refoulé: progressivement à l'intêrieur du moule par le mâtal qui continue à. arriver* L*orifice de coulée doit ici demeurer plein de façon permanente, pendant toute la coulée,, afin d'empêcher une interruption du flux de métal qui s'élève dans le moule.
En outre, le con- duit d'amenée du métal doit toujours demeurer perpen- diculaire à la direction d'écoulement du métal, de ma- nière que ce dernier demeure toujours soumis à la même pression,'-tandis que l'orifice de coulée est maintenu constamment plein- et remonte à l'intérieur du moule.
Le pivotement de celui-ci doit s'effectuer pendant la coulée de telle sorte que, l'orifice de coulée restant toujours plein, la métal s'écoule de faqon uniforme dans le moule et monte dans ce dernier.
La description qui va suivre et le dessin annexé; se rapportent à un mode d'exécution de l'inven- tion donné à titre d'exemple non limitatif, étant en- tendu que les caractéristiques qui ressortent tant du dessin que du texte font partie de 1'invention.
Le moule 1, qui est représenté sur la figé 1 dans sa position initiale, sert à la fabrication d'un corps de soupape 2; il est disposé de telle sorte, au moyen d'un support 3, que le conduit 4 par lequel
<Desc/Clms Page number 5>
on fait arriver le métal débouche sur le fond dudit moule. On coule donc le métal par ce conduit 4 et en mena temps --;.- - l'on fait pivoter le moule, de la façon représentée sur la fig. 2, de sorte que le métal, sous l'effet de la pression de celui qui continue à arriver par le conduit 4 - qui reste toujours plein - se trouve refoulé vert le haut à l'intérieur du moule.
De cette manière, l'air qui se trouve dans le moule est chassé régulièrement vers le haut et sort par les évents ou orifices d'évacuation de l'air 5 ou 6, ménagés à la par- tie supérieure du moule. Lorsque la coulée est terminée, le moule occupe la position représentée sur la fig.3, dans laquelle le conduit d'amenée 4 est sensiblement vertical. Comme on le voit sur les dessins, le conduit 4 est sensiblement perpendiculaire à la direction sui- vant laquelle le métal s'écoule à l'intérieur du moule par suite le métal, à. son entrée dans la moule, a déjà la direction de coulée correspondante à la forme de la pièce à mouler, ce qui facilite l'ascension uniforme du métal dans le moule.
Il y a en outre intérêt à faire déboucher le conduit 4 directement dans la cavité du moule; on n'a ainsi plus besoin de canaux d'amenée spéciaux pour le métal à couler. De ce fait les massalottes ou têtes perdues sont très petites comparativement à la pièce moulée, et par conséquent les pertes de métal causées par la fusion des dites têtes sont très réduites. On a en outre l'avantage d'une simplification des moules.
Il y a intérêt à secouer le moule pendant la coulée, de manière à permettre au remplissage de s'effectuer de manière uniforme et à améliorer la struc- ture de la pièce moulée.
Le métal fondu qui monte dans le moule ne
<Desc/Clms Page number 6>
rencontre - grâce à. la bonne évacuation de l'air - aucune résistance de la part da l'air contenu dans le moule:: d'antre part le métal se. trouve poussé, sous, 1''effet de son propre poids, dans tous les coins et an- glas.. grâce au basculement du moule, ce qui permet d'ob- tenir une pièce moulée à. arêtes et angles particulière!!!. ment nets et sans cavités ou creux* fl confient d'assurer au moule une tempé- rature aussi basse que possible et à. cet effet on re- froidit le moule avant chaque opération de coulée par exemple -en: le plongeant dans de l'eau, à. en'ciron- 100 C.
Gradée au pivotement que le moule subit pendant la cou- lée, le métal que 1'on coule se trouve refoulé dans tous les angles du moule par le mtal qui continue à. arriver. malgré la forte évacuation de chaleur qui se produit en raison de la basse température du moule; on obtient par suite une pièce moulée de compacité, suffi- sante et à arêtes bien nettes.
L'utilisation de moulas fortement refroidis - moyen qui., en lui-même,, aurait d'ailleurs déjà. été proposé' - présente en autre l'avan- tage particulier, ±ci, de permettra d'obtenir pour la pièce:
moulés une surface bien unie à éclat métallique, surtout si l'on ajoute au métal de coulée,- de façon connue en soi, de petites quantités de silicium, manga- nèse, aluminium., glucinium, thorium., magnésium, ou cal- cium, en vue de former une mince' couche de protection sur la pièce moulée, et si l'on coule la métal à une température qui, suivant la composition de l'alliage, est de 100 à 200 C inférieure à celle que l'on observe usuellement pour le moulage en sable.
Alors que l'on devait jusqu.ici, dans les procédés de coulée en moulas maintenir la température de coulée aussi uniforme et peu élevée que possible, le procédé conforma à l'inven- tion permet d'opérer à une température relativement
<Desc/Clms Page number 7>
plus élevée sans cependant qu'il en résulte d'effet nuisible sur la qualité de la. pièce, moulée.
L'invention peut être appliquée au moulage de corps creux et d'armatures aussi bien avec noyaux métalliques qu'avec noyaux de sable, suivant la forme de la pièce moulée.
Le fait dtintroduire le métal de coulée à la base du moule, conformément à l'invention, présente en outre le grand avantage de prolonger considérablement la durée d'utilisation des moules métalliques. On s'est rendu compte en effet que, quand bien marne on constitue le moule en un matériau uniforme, le moule s'use forte- ment aux endroits sur lesquels vient passer le métal que l'on coule; en effet la structure du matériau constituant le moule se désagrège en ces points, par suite du départ n'est de carbone.
Par contre le moule/que peu attaqué aux en- droits auxquels le métal monté à l'intérieur du dit moule
Grâce à l'invention on arrive ainsi à augmenter au moins du double la durée d'utilisation des moules qui suppor- taient jusqu'ici environ 15.000 à 20.000 coudées; il y a là un progrès industriel considérable, car la fabrication des moules est très coûteuse.
L'adoption du mode de coulée, par ascen- sion du métal dans le moule, suivant l'invention, per- met également une utilisation sensiblement meilleure du métal à couler ; l'invention permet en effet de fabriquer en une seule opération, à partir de métaux bruts de toute composition voulues, des pièces ou objets terminés de qualité supérieure, qui peuvent être utilisés directe- ment sans autre traitement ultérieur.
Ce qui est très important à ce sujet c'est que la qualité et la pureté du métal brut dont on se sert ne doit obéir à aucune condition déterminée; c'est ainsi par exemple que l'on peut utiliser directement. des vieux mataux de qualités
<Desc/Clms Page number 8>
différentes, comme des déchets- de laiton,. des tournures non affinées, etc.. qui jusqu'ici devaient être soumis à un traitement métallurgique particulier, On économise
EMI8.1
ainsi 1,,eforta perte 'd* environ 50 z- que représente un tel traitement, ainsi qu& les frais qu'il entraîne;
cet avantage est particulièrement important pour les alliages de cuivre de qualité supérieure, à l'utilisa- tion économique desquels on attache justement en ce moment une très grande valeur.
EMI8.2
Limrantion prèsente donc un gros intérêt pratique et économique, en particulier pour le travail des alliages de cuivre. et ce, de préférence, pour des alliages à teneur en ouivre supérieure à 50 %-.
REVENDICATIONS
EMI8.3
. 1 2'racdé. de coulée en moules d'allia- ges, en particulier d'alliages de cuivre, caractérisé par le fait que le matai est coulé par le fond du moule et que le métal que l'on fait arriver progressivement refoule,, par l'effet de son propre poids, la métal déjà coulé . l'intérieur du moule.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.