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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Société dite : DEUTSCHE RCHRENWERKE A.G.
Procédé pour la fabrication de pièces pressées et laminées en matières solidifiantes et procédé pour l'exécution de ce procédé.
Demande de brevet 'déposée, en Allemagne le 12 novembre 1943.-
La fabrication de pièces laminées et pressées en matières déformables a habituellement lieu de telle manière qu'on ooule la matière à l'état fusible dans des moules, dans lesquels on le laisse refroidir et qu'on transforme les lingots solidifiés ainsi obtenus, ou bien en les réchauffant ou bien à la température qu'ils ont encore conservée après la solidification avant leur refrodissement complet, la transformation étant réalisée par laminage, forgeage ou pressage en tôles, feuillards, barres ou analogues.
Cette méthode de transformation exige un temps oonsidérable, ainsi que de l'énergie, de préférence par adduction de chaleur, étant donné que normalement il n'est pas ou qu'impar- faitement possible, d'utiliser les quantités de chaleur existant encore à l'intérieur des lingots après la solidifioation, dans le procédé de laminage, de forgeage ou de pressages Pour ces raisons on a essayé d'obtenir des feuillards, des tôles ou des barres par laminage direct, en partant de l'état de fusion. On a procédé de manière à laisser couler la matière en fusion directement dans la fente entre les laminoirs à cylindres refroidis, ces cylindres saisissant par leur rotation la matière en état de solidification, pour la laminer en une forme voulue.
Quelquefois
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on a refroidi également le récipient contenant la matière en fusion. Dans ce dernier cas la solidification de la matière a déjà lieu à l'intérieur du récipient. Le déplacement de la matière est obtenu en ce qu'au début de la mise en oeuvre du procédé on fait entrer dans le récipient une pièce d'amorçage avec saillie en forme de bouton, qui après solidification d'une partie de la matière établit une liaison solide entre celle-ci et le lingot à obtenir.
Le lingot, se constituant de la matière en fusion, est introduit par la pièce d'amorçage entre le calibre d'un couple de cylindres et entraîné par la rotation de ces cylindres en sens longitudinal, de sorte que la matière solidifiée soit retirée du récipient, contenant la matière en fusion progressivement à sa solidification, ce qui permet d'obtenir le coulage continu d'un corps en forme de lingot avec laminage consécutif.
Le procédé conne cité en premier lieu, dans lequel la latière en fusion est coulée dans la fente d'un laminoir è à cylindres refroidis. présente l'in- convénient qu'on ne dispose relativement que de neu de ternes pour la solidification voulue, notamment que du temps, pondant lequel la matière en fusion est en contact avec les cylindres refroidis.
La solidification, légèrement antérieure à l'intérieur du récipient contenant la matière en fusion, est indésirable dans ce cas et incontrôlable. Elle a pour résultat de former des croûtes sur les parois du récipient, qui ne suivant pas ou d'une manière irr égulière le déplacement continu de la matière en fusion, constituant ainsi des pertes ou des irrégularités dans le orocédé (le fabrication.
Dans ce procédé il est inévitable au'en dehors de croûtes solidifiées indésirables d'autres parties demi-solidifiées et d'autres encore dans un étnt complet de fusion pénètrent dans la fente de laminage et que leur mélange avec les croûtes obtenues intentionnellement aux cylindres, qui par la. rotation des cylin- dres sont transformées dans la fente de laminage en pièces laminées provoquent des irrégularités restant enfermées dr-.ns la structure de la texture. De ce fait le danger existe d'obtenir un produit non-homogène de laminage.
Selon le procédé mentionné en second lieu, il est inévitable qu'il se forme dans le récipient pour la
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matière en fusion, par suite du refroidissement des parois prévues dans ce but, des croûtes à l'intérieur du récipient, qui adhéreront à la paroi constituant ainsi des pertes. En outre, elles s'opposent à l'arrivée régulière des matières en fusion au profil en formation, soit qu'elles se détachent, en obstruant alors en partie l'arrivée de la matière, soit qu'elles parviennent encore à entrer dans le profil en formation, pour provoquer une structure irrégulière.
Le nouveau procédé préconise à couler la matière à mouler à l'état fusible dans un récipient, exécuté et intentionnellement refroidi dans ses différentes parties de telle manière qu'on empêche pendant la solidification du contenu la formation de croûtes dans sa partie supérieure, tandis qu'en descendant vers en bas, la formation de cristaux de solidification et enfin de croûtes devient successivement plus facile. Ceci est obtenu par différents moyens. Les parois dans la partie supérieure sont inclinées vers l'intérieur de sorte que des cristaux à l'état de solidification, se solidifiant en proximité des parois, ne puissent pas adhérer à celles-ci pendant la formation de croûtes, mais par suite de leur propre poids descendent jusqu'au fond.
En outre, afin de réduire encore la possibilité de solidification dans la partie supérieure du récipient, celle-ci peut être revêtue d'une matière calorifuge.
La partie immédiatement inférieure du récipient est refroidie. Le refroidissement n'est pas effectué par surfaces, mais par points.
Pour ces raisons, il est impossible que des croûtes se forment dans la partie inférieure, mais seulement des faisceaux de cristaux, partant de la partie de la paroi refroidie en point vers l'intérieur. Cette partie inférieure de la paroi du récipient pour autant que possible, est également inclinée vers l'intérieur, de sorte que les faisceaux cristallins puissent se détacher et descen- dre facilement. Si par suite de la forme de la pièce à presser ou à laminer il n'est pas possible d'incliner vers l'intérieur la totalité des parois du récipient pour la matière en fusion, alors la partie inférieure est exécutée avec des fronts raides ou verticaux.
Pour ces raisons, les faisceaux cristallins, se oonstituant sur
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cette partie raide de la paroi, se détachent de même facilement, sans adhérer aux faisceaux voisins, pour former des croûtes.
La partie inférieure du récipient pour la natière en fusion a la forme d'une auge. Les parois de cette partie du récipient sont refroidies par surfaces, pour que la formation de croûtes soit possible dans cette partie, ces parois constituant un récipient en forme d'auge pour les cristaux, qui par suite du refroidissement par points se forment en faisceaux sur des parties plus élevées de la paroi du récipient et qui descendent sous l'influence de la loi de la pesanteur.
Au fond du récipient on obtient alors à l'aide des cristaux descendus, en coopération avec la croûte en forme d'auge, si une croûte s'est formée dans la partie la plus basse, dans celle-ci ou par les cristaux seuls une matière pâteuse toujours plus visqueuse, qui dans le sens de l'invention est éliminée par un procédé de pressage de l'auge du récipient ou évacuée de l'auge au moyen d'un fond mobile. En temps ou im- médiatement après la matière est comprimée par un calibre rond ou polygonal, si l'on désire obtenir une pièce pressée ou par un calibre de laminage, s'il faut obtenir une pièce laminée,
Enfin on peut travailler avec une combinaison de calibres à presser et à laminer.
Les figures 1-6 représentent par des formes d'exécution le nouveau procédé et les dispositifs nécessaires à sa réalisation.
Les figures 1-3 montrent la Rabrication d'une pièce pressée à section carrée. Le récipient devant recevoir la matière en fusion est désigné par dans ces figures. Selon sa destination il est dé- composé en des éléments séparés C,D et F, l'élément C étant la partio supérieure. Dans l'exemple représenta, la partie C est revêtue d'une matière calorifuge, ce qui cependant ne sera pas nécessaire en de nombreux cas. Dans cette partie un refroidissement essentiel de la matière est superflu. Le partie C est directement contigüe à l'entonnoir d'alimentation. Les parois de la partie C sont incli- nées vers l'intérieur. Des éléments de matières consoliùées éventuellement sont obligés à descendre vers le fond. La partie D du réservoir forme la continuation vers en bns de la partie C.
Dans
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cette partie D la matière en fusion est refroidie par refroidissement par points de la paroi. Dans ce but, des tuyaux réfrigérants H sont introduits dans la paroi, ainsi qu'il est représenté à plus grande échelle en figure 2. A l'intérieur de ces tuyaux réfrigé- rants H il est prévu une conduite d'amenée L. amenant le moyen réfrigérant aussi proche que possible de l'intérieur du récipient, d'où ce moyen peut s'écouler de H, après avoir produit son effet de refroidissement. La paroi de la partie D du récipient est in- clinée aussi fortement que possible vers l'intérieur, afin d'em- pêcher également dans ce cas l'accrochage des cristaux de solidification en formation.
Là, où il est impossible, à cause du raccordement à la partie inférieure E du récipient, d'incliner la paroi de la partie D vers l'intérieur, son inclinaison est aussi raide que possible. La partie D du récipient est continuée par une par- tie ' en forme d'auge. Celle-ci est refroidie par surfaces au moyen de tuyaux de réfrigération J,y introduits.
Dans cette partie E la solidification de la matière sera plus prononcée qu'en C et D et il sera obtenu une matière pâteuse en voie de solidification, composée par les particules de la matière solidifiées en croûtes dans la partie E même et par les particules de la matière descendues des parties D et 0 en direction du f ond. Dès que la formation de la matière pâteuse est assez avancée, un piston B d'une section égale à celle de la partie E en forme d'auge est introduit dans la partie E. Il chasse la matière pâteuse devant soi, en la faisant passer sous pression à travers ltorifice M d'un calibre, de sorte qu'elle prenne la forme d'une pièce pressée rigide. La figure 3 montre une section selon F/G à travers le dispositif suivant figure 1.
Par les figures 4-6 il est représenté un dispositif pour la réalisation du nouveau procédé, dans lequel il est prévu, au fond du récipient pour la matière en fusion, un fond mobile en forme d'auge, constitué dans le présent cas par les patins d'une che nille. Le fond mobile en forme d'auge du dispositif peut encore être constitué de manière différente, p.ex. en forme d'auge rigide mobile. Dans les figures 4-6 A est de nouveau le récipient pour la
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matière en fusion. Les parties consécutives de haut en bas du récipient sont de nouveau désignées par 0 et D. R est le fond mobile du dispositif, ayant notamment dans une partie de la figure la forme d'une chenille à patins, dans l'autre partie du récipient celle d'une auge rigide mobile.
Dans cette forme d'exé- cution également la partie supérieure du récipient est revêtue d'une matière calorifuge. Les parois de la partie C. ainsi que celles de la partie D sont fortement inclinées vers 1'intérieur.
H sont des tuyaux réfrigérants, prévus pour le refroidissement par points de la paroi dans la partie D. Dans ce cas également la partie inférieure du récipient est refroidie à l'aide de canaux dans la paroi, de telle manière que la paroi soit refroidie par surfaces. Il est avant tout important do bien refroidir le fond mobile. Dans l'exemple les tuyaux réfrigérants pour exécuter le refroidissement par surfaces de l'auge sont désignés par K. L sont des fermetures à l'entrée et à la. sortie de l'auge, devant empêcher que de la matière en fusion ne puisse s'écouler. Pour ces fermetures il est nécessaire de choisir des matières convenables, telles que de l'argile ou analogue.
A la sortie, la fermeture doit être choisie de telle manière que dès le début du déplacement de l'auge elle puisse traverser la fente existant entre lecylindre M et l'auge. N est un lit de galets, sur lequel l'aube se déplace et qui empêche la formation d'une flèche à la chenille, dans le cas où l'aube est formée par une chenille à parins. P sont des corps cylindriques, disposés à l'intérieur du récipient, notamment dans la partie D.
Ces corps cylindriques sont refroidis à l'aide de tuyaux réfrigérants Q, de sorte que la matière se solidifie sur leurs parois. Ces corps cylindriques sont disposés d'une manière rotative, notamment de manière à pouvoir tourner en sens opposé ou dans le même sens. Leur écartement réciproque est choisi de toile manière que par suite de leur rotation ils soient à marne de racler mutuellement les cristaux de solidification y déposés. Alors ces cristaux sont obligés à descendre en direction du fond et aident à constituer dans la partie B du dispositif la matière pâteuse voulue.
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Dans la figure 5, O, est un engrenage impliquant son mouvement à l'auge ±. Aux endroits, où la formation de fentes entre l'auge mobile et le récipient est inévitable, les tuyaux réfrigérants J doivent être disposés de telle manière qu'à ces endroits le refroidissement soit surtout efficace, afin d'empêcher que de la. matière en fusion ne pénètre dans ces fentes. Le procédé peut être mis en oeuvre par la charge du récipient avec vidange oonsécutif après la fin de la charge ou par vidange de la matière en état de consolidation pendant la. charge continue du récipient.
Ce récipient peut être raccordé, tel un avant creuset, à un four à creusets.
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R'LTûDIC,.TT f3NS.
1 ) Procédé pour la fabrication de pièces pressées et laminées en matières solidifiantes par laminage ou pressage, avec utilisation d'un récipient pour de la matière en fusion, caracté- risé en ce que le passage de la matière de l'état en fusion à l'état solidifié est obtenu, consécutivement à une solidification naturelle naissante, par un refroidissement par points, resp. par surfaces, agissant par z8nes, en vue d'obtenir des cristaux isolés de solidification en forme de faisceaux et ensuite des croûtes de solidification en forme de surfaces.