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"PROCEDE DE COULEE, DE METAUX LEGERS".
On a déjà proposé à plusieurs reprises de couler des métaux, par exemple des alliages d'aluminium,sous pression et de les lais- sous pression ser se solidifier @/. Ces procédés de coulée dits par jet et sous pression permettent d'atteindre des avantages au point de vue des propriétés mécaniques des pièces coulées. Cependant,il s'est contré que même ces pièces coulées contiennent encore beaucoup de pores fins.
De plus on a déjà proposé de fabriquer des pièces coulées exemptes de gaz et de pores,en ooulant le métal dans le moule et en appliquant ensuite une pression sur le métal en soli- dification. Cependant, avec ces procédés,la coulée ne peut être
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exécutée que seulement dans des coquilles en fer,et encore ne peut on fabriquer de cette manière que des pièces d'une section pas trop faible.
Or, 1'.objet de l'invention consiste en un procédé au moyen duquel on parvient à éviter les désavantages rencontrés jusqu'ici dans la coulée et à produire des pièces coulées complètement exemptes de gaz et de pores.
A cet effet le creuset,contenant l'alliage en fusion,est placé dans une chambre à pression et y est disposé avec le mule, utilement au dessus de ce dernier. Ensuite la chambre à pression ,est fermée et est mise sous une pression de gaz d'environ 5 à \de pression relative.
20 atmosphères. Lorsque la pression voulue est atteinte, le métal est coulé, par exemple en ouvrant un bouchon disposé au fond du creuset et en remplissant de métal le moule se trouvant également sous pression.Après terminaison du processus de solidification on ouvre la chambre et on sort la pièce coulée.
Le progrès réalisé sera expliqué à l'aide d'un exemple.
Un dispositif de coulée pour la réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple et schématiquement dans la figu- re I du dessin annexé.
Dans celle-ci 1 désigne la chambre à pression,munie d'un couvercle 2 serré au moyen de vis. 3 est une soupape d'admission contrôlant la conduite de Gaz comprimé,alors que 4 désigne une soupape de sûreté et 5 un manomètre. 6 est le moule situé dans la chambre à pression,et 7 le creuset de fusion placé sur le moule et muni du bouchon 8 ainsi que d'une chemise en amiante 9.
Le bouchon 8 est actionné au moyen d'un dispositif de manoeuvre approprié, à l'aide duquel le bouchon peut être retiré de son siè- ge ,aussi lorsque la chambre 1 est complètement fermée et sous pression.
Il est mentionné à titre d'exemple, q@e du même bain de fu- sion on coula une fois à la pression normale et une fois à une pres ,de pression relative sion de 8 atmosphères destarres de 40 m/m de diamètre .De ces
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barres on prépara des barreaux d'essai de rupture par traction. tourné Déjà l'extérieur / des barreaux d'essai montra une amélioration pour les alliages coulés sous pression.Le tableau 1 ci-dessous donne les alliages qui fûrent soumis à ces essais,tandis que le tableau 2 donne les résistances respectives à la traction.
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TABLEAU <SEP> I.
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4
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Les nombres montrent les améliorations considérables de la résis- tance la traction.
Des succès semblables peuvent être obtenus aussi avec des alliages d'aluminium-silicium modifiés au moyen de sodium,quoique dans ce cas il y a encore une espèce spéciale de porosité fine.
Cette Dorosité fine doit être absolument discernée aussi bien des retassures usuelles de coulée, que de la porosité résul- tant de gaz occlus. Elle s'établit principalement à l'intérieur des pièces -- coulées, pendant que la. face extérieure parait être tout à fait comoacte Ceci a pour conséquence que les faces usinées n'acquièrent pas une couche superficielle complètement plane ou régulière. C'est pourquoi on a dû couler,depuis des années,sur- tout dans le cas de pièces de coulée délicates,comme les carters pour moteurs d'avions,desquantités considérables de rebuts qu'il fallait refondre.
La grande quantité de rebuts et les frais con- sidérables en résultant fûrent aussi la cause de ce que depuis de nombreuses années on a cherché à remédier à ce défaut.Ainsi,on a. util isé, surtout pour les coulées en sable,des fers refroidis seurs, mais sans atteindre de cette manière un changement radical, et en faisant abstraction totale de l'augmentation notable du coût du moulage. De plus,on a proposé de traiter les bains de fusion avec des sels de toutes espèces,surtout avec oeux qui ont un effet dégagant. Hais de cette manière on ne réalisa pas de progrès no- t ables non plus.
Quoiqu'on obtint certaines améliorations avec cependant les alliages binaires d'aluminium-silicium, ce fûrent/précisément les alliages supérieurs de cette espèce,contenant des additions ultérieures en magnésium, manganèse et analogues,qui gardèrent dans une forte mesure,une porosité fine. Il s'agit par conséquent d'un problème pour la solution pratique duquel on a dépensé déjà depuis longtemps beaucoup de travail,précisément à cause de son importance pour l'amélioration de la qualité des pièces coulées et pour l'abaissement de leur prix.
Pour ces alliages le procédé de coulée suivant la présente invention est réalisé par exemple comme suit:
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Un alliage avec:
12,5% Si,
0,3% Mg,
0,5% Mn,
Reste Al, fût fondu et additionna une température de 78000, de 0,06% de so- dium. Immédiatement après cette valorisation le bain de fusion fût versé dans un creuset préchauffé et ce dernier fût placé' dans la chambre à pression. Ensuite, cette chambre fût mise de pression relative . sous une pression de 5 atm, après quoi on tira le bouchon et on versa le métal dans le moule en sable. La pièce coulée fût retirée après solidification et fût coupée à moitié. La figure 2 montre la radiographie de la pièce d'essaiainsi obtenue.
A titre de comparaison on prépara suivant le procédé de coulée ordinaire une pièce .coulée de dimensions et de composition égales. Avec cela on veilla sévèrement à ce que les températures de fusion et de coulée,et ensuite la durée d'attente après la va- lorisation,ainsi que la maniène de verser dans le moule soient exactement les mêmes que celles appliquées dans l'essai de coulée sous pression. La figure 3 représente la radiographie d'une pièce d'essai obtenue de cette manière. On voit d'une manière pro- bante l'amélioration considérable obtenue avec le procédé suivant l'invention.Il faut voir les améliora'taions non seulement dans la densité-accrue de la pièce coulée,mais aussi dans un accroisse- ment surprenant de sa résistance permanente.
Des essais on démon- tré qu'à des conditions autrement égales la résistance permanente d'environ 6,5 kg/mm2 des barres valorisées coulées à la pression normale, est augmentée à environ 9,5 kg/mm. Les barres employées dans ces essais étaient obtenues par usinage de pièces de 40 m/m d'épaisseur coulées en sable.
La figure 4 du dessin annexé représente à titré d'exemple les courbes de Wôhler de deux pièces d'essai obtenues du même bain de fusion,coulées,l'une à la pression ordinaire, l'autre à une prés- , de- pression relative, sion de 5 atm ,mais ayant autrement la même composition. Cet al-
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liage était composé de 12,5% de silicium, 0,3% magnésium,0,5% de manganèse,reste aluminium. Les pièces d'essais fûrent obtenues à partir de pièces coulées de 40 m/m d'épaisseur,valorisées avec du sodium et coulées dans du sable. Ces alliages se prêtent par conséquent particulièrement à la fabrication de pièces cou- lées qui doivent résister aux vibrations,comme par exemple les carters de moteurs d'avions.
REVENDICATIONS
I) Procédé de coulée d'alliages de métaux légers,carac- térisé en ce que le récipient contenant le métal liquide et le moule sont disposés à l'intérieur d'une chambre à pression et \ de pression relative @ sont soumis ensemb le à, une pression de gaz de 5 à ZO atm, le métal liquide étant alors coulé dans le moule.