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Agencement pour la fabrication de corps de coulée complexe, en particulier de paliers de glissement à coulée complexe.
La fabrication de corps de coulée complexe-, en par- ticulier de paliers de glissement, fabriqués de cette manière en alliages à deux ou à plusieurs matières peut se faire suivant plusieurs procédés. On produit des résultats favorables lorsque le métal d'appui sur lequel le métal de coulée complexe- doit être- appliqué par coulée tourne et possède des vitesses d'une éléva- tion telle que le métal liquide appliqué est pressé par suite de la force centrifuge contre le métal de base en forme d'anneau.
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La présente invention se rapporte à un procédé de ce genre et sera décrite dans son application à des paliers à glis- sement. Comme le montre la fige 1, la pièce brute considérée 1 est serrée entre deux mâchoires rotatives 3 et 4 qui la reçoivent entre elles avec une pression d'application appropriée. On inter- cale avantageusement entre la cuvette d'appui en acier et les mâ- choires tournantes des matières calorifuges, comme par exemple une rondelle 5 en mica ou en asbeste. La matière de coulée peut alors être introduite dans un semblable agencement sous une for- me solide, coulée au préalable, ou en briquettes de copeaux et elle donne après chauffage approprié, à l'etat liquide, la cou- c he 2.
L'agencement peut également être établi comme le montre la fig. 2, dans laquelle la pièce brute 1 consiste en un tube rétréci aux extrémités et est attiré par un champignon 6 contre la mâchoire rotative 3. Pendant l'opération de chauffage, la mâchoire coulissante 4 est pressée contre la pièce brute 1. cet- te forme de réalisation est choisie lorsque le métal de coulée doit être introduit sous la forme liquide fondue après chauffage de la pièce brute. L'une des mâchoires ou les deux mâchoires 3,4 peuvent être percées d'un trou par lequel on peut introduire un gaz protecteur ou faire le vide dans l'espace intérieur (G, à la f ig. 1) .
Pour le chauffage de la pièce brute ainsi préparée, on emploie un dispositif à haute fréquence qui est construit essen- tiellement suivant la fig. 3. Le champ 8 alimenté par une source réglable 7 de tension continue et appartenant à une génératrice de haute fréquence fait naitre aux bornes 10 et 11 une tension de grandeur réglable. A ces bornes , on effectue, avec montage en parallèle de condensateurs réglables, le raccordement d'un transformateur 13 à haute fréquence. Le coté secondaire du trans- formateur est maintenu avantageusement de telle manière qu'il est
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en état d'alimenter une bobine 14 comportant de une à trois spires .au maximum.
La bobine 14, qui est d'abord supposée à une spire comme on le voit à la fig. 1, est placée en anneau autour de la pièce brute et produit le chauffage, Par la dis- position d'un inducteur connu en lui-même, on obtient qu'une densité de dourant élevée soit induite dans la pièce brute 1 en acier e-t que la pièce brute soit chauffée en un temps très c ourt.
La fabrication de corps à coulée complexe, en parti- culier de paliers de glissement par coulée complexe à deux ou à plusieurs matières, au moyen d'une centrifugation et d'un chauf- fage à haute fréquence, est réalisée alors suivant la présente invention de telle manière que, pour le chauffage du métal d'ap- pui seul, ou du métal d'appui et du métal de coulée, on emploie un inducteur comportant de tme à trois spires au .maximum qui enferme complètement le métal d'appui, et qu'en outre l'induc- teur possède des trous d'arrosage- par lesquels l'agent de re- froidissement pour- le traitement de refroidissement centripète du palier après l'achèvement de l'opération de chauffage et de centrifugation baigne le métal d'appui.
La disposition peut en outre être telle que l'inducteur 14 est entouré, comme on le voit aux figures, d'un corps isolant 15 et que l'inducteur lui-même possède des trous 16. pour éviter des pertes, l'induc- teur est fabriqué en une matière bonne conductrice de l'élec- tricité (suivre ou aluminium). Il est à recommander dans certaines circonstances lorsqu'on doit employer des fréquences relativement élevées pour lesquelles des couches minimes seulement de l'in- ducteur sont utilisées pour la conduction du courant, de recou- vrir un métal de faible conductibilité d'un autre de conducti- bilité plus élevée (par exemple de l'argent sur du magnésium).
Si on désire de très hautes densités de courant et de longues
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durées de chauffage, l'inducteur peut être refroidi par de l'eau et recevoir, pour la réalisation de l'arrosage, des truus d'arrosage. En général, en cas de dimensionnement cor- rect de la section transversale, 1'échauffement de la pièce brute s'effectuera avec une rapidité telle que le refroidis- sement subséquent de l'inducteur lors de l'injection suffit comme refroidissement.
On a observé que lors du chauffage a haute fréquence dans un inducteur, par suite de la dispersion , les extrémités de la pièce ne sont pas chauffées de la même manière que le s parties se trouvant au milieu de l'inducteur. Suivant une au- tre forme de réalisation de l'invention, on obtient par un couplage non-uniforme de certaines parties du palier unéchauf- fement uniforme sur la longueur totale du palier. La réalisa- tion de cette idée de l'invention est représentée à. la fig. 4. par diminution du couplage dans la partie médiane du palier et augmentation aux extrémités, on compense la perte de dis- pers ion.
L'invention présente des avantages particulier lors du chauffage de paliers pourvus d'embases. Il a déjà été pro- posé antérieurement de fabriquer des paliers à embases suivant le procédé de coulée centrifuge et de chauffer alors la pièce brute et éventuellement le métal de coulée au moyen de brûleurs de soudure. On a constaté toutefois toujours alors, aussi bien lors du chauffage des embases que lors du refroidissement sub- séquent, des difficultés concernant la liaison et la consti- tution de la texture du métal de coulée, difficultés qui doivent être attribuées à un chauffage défectueux ou à des conditions de refroidissement incontrôlables. La réalisation de l'induc- teur suivant l'invention dans le cas de paliers à embases dé- pend de l'épaisseur du métal à couler et de la conformation de l'embase.
On peut parvenir au but désiré, dans certains cas, en choisissant la disposition de la manière representée à la fig.5a.
L'inducteur embrasse aussi bien la surface de glissement du pa-
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lier que l'embase et la tête¯perdue éventuellement accolée.
Le refroidissement peut s'obtenir de telle manière que l'on refroidit sur toute la périphérie du palier, le métal de coulée donnant alors une croissance de cristaux dans la di- rection centripète. Il sera toutefois plus avantageux dans beaucoup de cas qu'en tous les endroits, la croissance des cris taux de métal de coulée se fasse perpendiculairement à la surface de liaison. On chauffera donc alors toute la pièce brute en acier uniformément, mais on effectuera seulement un refroidissement à la surface de palier et à l'embase par le côté. Dans quelques cas, il suffira également que la disposi- tion soit établie suivant la fig. 5b, vu que dans le cas de coquilles minces de palier, le flux de chaleur venant du pa- lier est suffisamment grand pour produire- m chauffage de l'embase.
Ici en effet l'autre avantage de réchauffement à haute fréquence joue un rôle, cet avantage consistant en ce que, sont soumises à l'échauffement, toutes les parties du métal qui sont voisines d'un conducteur parcouru par le cou- rant. L'échauffement de l'embase est donc assuré également par le ovin redressé de l'inducteur. Pour qu'en cas de paliers à embases, l'inducteur puisse facilement être serré et des- serré, on le rend divisible et on le maintient assemblé pen- dant l'opération de chauffage, par exemple par me pression hydraulique.
Si en particulier dans le cas de longueurs particu- lièrement grandes de paliers, il ne se produit pas encore' un chauffage suffisant des embases, on peut choisir une disposi- tion suivant la fige 6, qui permet de réaliser au moyen de deux bobines d'inducteur 14' et 14", parcourues en sens in- verse par le courant, un fort refoulement de la zone de chauf- fage dans la direction des embases.
Les bobines sont donc rac- cordées de telle manière qu'à un instant considéré le courant entre dans la bobine de gauche dans le plan du dessin, tandis que dans la bobine de droite il sort du-.plan du dessin. Par
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suite du refoulement des lignes de force magnétiques aux points voisins des deux bobines parcourues en sens inverse, l'action de chauffage sera moindre au milieu, mais serq au- contraire plus grande aux extrémités, c'est à dire aux emba- ses, En cas de longueurs de paliers encore plus grandes on peut employer encore une troisième bobine, les deux bobi- nes extérieures étant alors parcourues dans le même sens et la bobine médiane au contraire en sens inverse.
L'effet d'é- chauffement différent et le refoulement du courant peuvent être favorisés encore dans une semblable disposition par le fait qu'on emploie pour les différentes bobines des métaux de conductibilité différente. Les bobines extérieures sont faites par exemple en cuivre, ou en cuivre à revêtement d'ar- gent, tandis que la bobine médiane est par exemple en alu- minium ou en magnésium. Pour la production d'une solidité mécanique satisfaisante et pour qu'une caractéristique de l'invention,-la disposition de trous d'arrosage dans l'in- ducteur, puisse être employée également dans la forme de réalisation suivant la fig. 6, on place une pièce isolante entre les deux spires de la fig. 6 et la pièce isolante 15 est disposée par-dessus les deux enroulements.
Des avantages particuliers résultent de l'emploi de l'invention lorsque le métal de coulée est apporte avant le commencement de l'échauffement sous la forme solide (par exemple sous la forme de copeaux comprimes) et que ce métal est également fondu par le chauffage. Lors du chauffage à haute fréquence on a, à l'état froid de la pièce à chauffer, une profondeur de pénétration bien déterminée du courant de haute fréquence, si l'échauffement augmente, la profondeur de pénétration du courant de chauffage augmente notablement, par suite de la diminution de la conductibilité et éventuel- lement de la diminution de la perméabilité dans le cas de
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matières magnétiques.
De ce fait, en cas de puissance imposée constante, le chauffage des couches extérieures tend vers une valeur finale tandis que les couches situées plus profondément qui n'avaient pas participé jusq u' à présent directement à l'o- pération de chauffage par le courant, sont alors employées également. Dans Inapplication au cas présent, ceci signifie que d'abord le corps d'appui est chauffé fortement et qu'ensuite le métal de coul.ée apporté à l'état solide est chauffé également, et qu'une production uniforme de -:La chaleur commence.
Par le choix de la fréquence et de la puissance apportée, on est par conséquent en état dans le présent procédé, d'assurer une fa- brication irréprochable des paliers. Inapplication du procédé a donné des résultats particulièrement bons dans la fabrication des paliers en bronze de plomb avec cuvette d'appui en acier.
L'invention a été expliquée dans le cas de paliers. Elle n'est toutefois pas limitée à ceux-ci et peut trouver- son emploi dans tous les corps de coulée complexe qui possèdentdune section transversale symétrique de révolution. La nature du métal de coulée et du métal d'appui peut également se choisir à volonté.
R e v e n e i cations.