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"Procédé et dispositif de remplissage des creusets de trempe"
Lors du traitement thermique pour la production de fonte mal- léable blanche, il est de coutume, lorsque l'on remplit le creu- set de trempe, de loger la fontebrute malléable dans l'agent de trempe. Les proportions volumétriques obtenues sont en moyenne de 1,:6 entre le volume de la masse métallique d'une part et le volu- me occupé par l'agent de trempe d'autre part. Cette proportion vo- lumétrique a pour effet une exploitation assez peu économique du volume disponible du creuset. Deux conditions doivent ,être obser- vées lors du changement des proportions volumétriques de la fonte malléable à l'agent de trempe :
1. Il faut qu'il y ait une offre d'oxygène de la part de l'a- gent de trempe qui correspond au poids de la fonte.
2. L'agent de trempe doit remplir complètement les intersti- ces se trouvant dans la fonte malléable brute pour diminuer les déformations dues aux températures élevées employées lors du trai- tement thermique. La présente invention permet une augmentation considérable des proportions volumétriques citées ci-dessus en
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faveur du poids de la fonte brute malléable,cette augmentation étant obtenue, lors du remplissage l'un à la suite de l'autre de la foute brute malléable et de l'agent de trempe,en accompagnant tout au mains le remplissage de l'agent de trempe,et facultative- ment aussi celui de la fonte brute malléable,de mouvements à se- cousses.
Dans la pratique,il ne suffit pas de produire ces mouvements à secousses uniquement en frappant ou en balançant le creuset de trempe. Des oscillations périodiques non amorties,capables d'éga- liser pratiquement le cône de remplissage formé par l'agent de trempe,conviennent en première ligne pour ces mouvements à secous- m eme ses. On obtient ainsi le résultat que l'agent de trempe parvient! à remplir des interstices de direction, horizontale s'étendant dans la fonte brute malléable. La fonte brute malléable froide, non chauffée est très cassante et doit,pour cette raison, être traitée avec précautions.
Four éviter des fêlures dans la fonte brute malléable, le mouvement à secousses ne doit pas provoquer la collision les une avec les autres des différentes morceaux de fonte,l'oscillation doit avoir le caractère d'une ondulation, pour que, lors du changement de direction de la vitesse, ne naissent pas des forces inadmissibles.
Dans la réalisation de ce procédé, on emploie,de préférence, des dispositifs provoquant mécaniquement les mouvements à sefous- ses, en tant que vibrations dans un plan horizontal.
Les dessins représentent à titre d'exemple quelques formes de réalisation de dispositifs permettant d'exécuter le procédé.
Fig. 1 représente un dispositif à secousses en coupe longitu- dinale.
Fig. 2 représente en plan le même dispositif à secousses.
Fig. 3 représente le même dispositif à secousses en vue laté- rale
Fig. 4 représente le même dispositif à secousses en coupe trans. versale.
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Fig. 5 représente un dispositif de fixation pour le creuset de trempe
Fig. 6 et 7 représentent des variantes de dispositifs à secous- ses avec des systèmes de commande différents.
Le dispositif à secorsses de la fig.l est supporté par quatre barres élastiques 1 et se compose d'un châssis 2, dans lequel est fixé un creuset de trempe 3, et d'un oscillateur. Le creuset de trempe repose dans le châssis 2 sur trois surfaces de support 4; il est maintenu en place au moyen de dispositifs de fixation 5 et 6 à effet horizontal et vertical. Les oscillations sont produites par deux masses mobiles 8 tournant en synchronisation,qui sont commandées par un moteur commun 7. Les masses mobiles 8 tournant en synchronisation impriment au châssis 2 et au creuset de trempe fixe 3/-dans celui-ci ainsi qu'à son contenu,une oscillation circulaire dans un plan horizontal.
Le remplissage a lieu comme suit:
Un creusent de trempe vide 3 est placé par la grue dans le châssis 2 et tous les dispositifs de fixation 5 et 6 sont serrés.
Ensuite, on remplit le creuset de trempe 3 de fonte malléable bru- te 9 avec le moins de vides possible. Lorsque la masse de fonte brute malléable 9 a atteint une certaine hauteur, que ce soit la moitié de la hauteur ou la hauteur complète du creuset de trempe, on provoque un mouvement à secousses du creuset de trempe. Grâce à ce mouvement,les petites pièces de fonte brute malléable remplis- sent le plus complètement possible les interstices et les vides en- tre les pièces plus grandes de fontebrute malléable. Ensuite, on fait couler d'un récipient, dont l'orifice d'écoulement 10 est re- présenté sur la fig. 4, l'agent de trempe 11. Sous l'effet des vi- brations, provoquées par les masses mobiles 8,l'agent de trempe vient remplir les interstices entre les pièces de fonte brute mal- léable 9.
Aussitôt que les interstices entre les morceaux de fonte malléa. ble sont remplis par l'agent de trempe,les dispositifs de fixation 5 et 6 sont desserrés, et le creuset de trempe ainsi,rempli,est en-
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levé par la grue hors du châssis 2. A cause de la transmission des forces considérables des oscillations circulaires du châssis 2 sur le creuset de trempe 3,les dispositifs de fixation 5 et 6 doivent avoir des dimensions assez grande5pour résister à ces forces.
Le dispositif de fixation de direction horizontale 5 requiert une attention spéciale à cause de l'élasticité du châssis 2 et des pa- rois du creuset de trempe 3.
A la fig. 5,14 désigne le creuset de trempe,15 le châssis et 16 l'axe d'une vis de tension à effet horizontal ; poids régla- ble 17 sert en même temps de levier de serrage et de dispositif de sûreté contre un désrrage involontaire de la vis de tension sous l'effet des vibrations. Le ressort 19 pousse le levier 17 contre le joint 2@ prévu sur l'axe 16. Dans ce but,le levier 17 est . inséré dans un quatre-pans 18 de l'axe 16.Lorsque le pied 21 est appliqué contre le creuset de trempe 14, le levier 17,après la fin du serrage,doit être inséré de telle façon dans le quatre-pans 18 que le poids 22 ait tendance,sous l'effet des vibrations, à resser- rer l'axe.
Les vibrations dans le creuset de trempe peuvent être produi- tes à l'aide des systèmes les plus divers. La fig. 6 représente à titre d'exemple un dispositif à secousses,produisant des vibrations circulaires à l'aide de deux masses mobiles séparée;commandées par deux moteurs tournant en synchronisation. La fig. 6 représen- te schématiquement un châssis 24 reposant sur quatre barres élas- tiques 25,dans lequel est disposé le creuset détrempe 26. Des dis- positifs de fixation 27 sont destinés à fixer le creuset de trem- pe 26.Les dispositifs de fixation à action horizontale ne sont pas représentés. A gauche et à droite des petits côtés du châssis 24 se trouve un moteur synchrone 28 avec une masse mobile 29.
Une commutation électrique appropriée a pour effet que les moteurs tournent toujours simultanément et en synchronisation. Pour que le synchronisme conserve aussi les angles, on peut monter un accouple- ment mécanique par l'intermédiaire de l'arbre 30.
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La fig. 7 représente un dispositif à secousses,dans lequel les vibrations sont obtenues par des aimants. Les vibrations ne sont plus circulaires comme pour le cas des constructions des Fig. 1 à 6, mais sont des oscillations pendulaires horizontales aux extrémités des barres élastiques 32, qui supportent le châssis 33. Le creuset de trempe 34 est placé à l'intérieur du châssis 33, et est maintenu en place par les dispositifs de fixation 35 et 36. Deux aimants à courant alternatif triphasés 37 et 3 8 sont fi- xés avec leurs parties fixes 39 et 40 à un dispositif faisant par- tie du fondement. Les parties mobiles de l'induit 41 et 42 sont attachées au cadre 33 et transmettent les forces magnétiques des deux aimants 37 et 38 au châssis 33 et au creuset de ttempe 34 afec son contenu.
Le remplissage par secousses de la fonte brute malléable; tout comme celui de l'agent de trempe dans les interstices,a lieu,dans le cas des variantes des fig. 6 et 7, de la même façon que dans le cas de la première forme de réalisation suivant les fig. 1 à 5.
L'emploi de vibrations rend possible d'introduire par secousses dans le creuset de trempe de la fonte brute malléable suivant un processus de remplissage plus complet et qui n'est pas réalisa- ble manuellement. Dans les interstices subsistant entre les mor- ceaux de fonte brute malléable, on ne peut obtenir qu'à l'aide de vibrations une concentratioh telle ¯de l'agent de trompe qu'un contact uniforme entre ce dernier et les morceaux de fonte malléable ait lieu dans tout le creuset. En employant comme agent de trempe un minerai de trempe,les essais ont prouvé que des dé- formations de la fonte brute malléable pouvant être constatées dans la pratique, n'ont plus lieu au cours du traitement thermi- que.
Le procédé de remplissage employé jusqu'à présent. exigeait, pour un grand pourcentage des pièces de fonte malléable ayant su- bi la trempe, à la suite des déformations apparues à cause de cet- te dernière,un usinage ultérieur pour dresser les pièces de fonte malléable, en partie à léétat froid, en partie à l'état chaud.
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A l'aide du nouveau procédé, il est possible d'atteindre la li- mite pratiquement possible du pouvoir de remplissage.
L'invention a en tout premier lieu pour but,tout en conservant la qualité du produit,de diminuer son coût de fabrication en géné- ral, et le coût de la trempe en particulier. Ses effets sur le prix de fabrication de la fonte malléable s'étendent sur différeris facteurs, qui tous peuvent être simultanément modifiés dans un sens favorable,par exemple :diminution de la chaleur de trempe par kg de fonte, usure du creuset plus faible,salairesdiminués, moins d'usinage,etc. Le rendement de tout l'appareillage de trempe est donc aussi augmenté.