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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA FABRICATION D'EBAUCHES DE HAUTE QUALITE EN FONTE CENTRIFUGEE. TELS QUE MATERIAUX POUR EMBOUTISSAGE PROFOND ET
BARRES DE METAL. -
La présente invention a pour objet-un procédé et un dispositif pour la fabrication d'ébauches, en fonte centrifugée, tels que matériaux pour embou- tissage profond et barres de métal.
Le procédé est caractérisé en ce que, dans le procédé de coulée cen- trifuge, une ébauche annulaire est coulée, ébauche à section transversale dont la forme s'approche de celle de la pièce finie, le jet de coulée faisant sail- lie vers l'intérieur de l'anneau est enlevé, l'anneau est comprimé sur sa fa- ce intérieure et il est coupé en un endroit au moins, une extrémité est redres- sée, puis la pièce moulée est transformée dans son plan de rotation, au moyen d'une transformation par étirage, par laminage, par cintrage, ou à la presse, en un semi-produit à mettre en oeuvre ultérieurement.
Le dispositif pour la mise en application du procédé se compose es- sentiellement des éléments suivants : undispositif de coulée centrifuge, muni d'un moule en deux pièces et d'un carter rabattable, ainsi que d'un dispositif pour l'évacuation des gaz brûlés, le carter servant en même temps de support pour la goulotte de coulée et une coquille au moins pour moulage centrifuge, avec une cavité de la forme de l'ébauche, étant disposée sur une extrémité, au moins, d'un arbre horizontal ; tour permettant d'enlever par tournage le jet de coulée de l'ébauche; une -scie permettant-de couper l'ébauche annulaire:
une presse permettant de redresser une extrémité au moins de l'ébauche annulaire, pour qu'il soit possible de l'introduire dans une barre d'étirage ou dans un laminoir, muni d'un dispositif de guidage pour l'anneau et d'un dispositif pour la compression de la face intérieure de l'anneau coulé,
Le dessin représente différentes parties, moins connues, du dispo- sitif.
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La figure 1 représente la coupe d'un moule correspondant à une première forme d'exécution.
Les figures 2 à 5 représentent des coupes transversales du mou- le correspondant à diverses formes de la section transversale de l'anneau.
La figure 6 représente une vue de profil du banc d'étirage, muni d'un dispositif de guidage et de compression, pour la transformation des an- neaux en barres droites.
Pour la fabrication en barres ou en bandes des semi-produits en métaux lourds, tels que laiton, bronze, acier au nickel-chrome et en métaux légers, tels que l'aluminium et le magnésium ainsi que leurs alliages, on emploie encore souvent les presses à profiler ou les laminoirs à lingots.
Ces machines et leurs outils sont très coûteux de sorte qu'ils n'offrent d'avantages que pour la fabrication de grandes quantités d'un seul et même profil. Ils conviennent moins bien pour la fabrication de petites quantités.
Le procédé et le dispositif faisant l'objet de l'invention sup- priment cet inconvénient en donnant la possibilité de fabriquer, moyennant des frais modérés, un semi-produit de haute qualité présentant les meilleures propriétés.
Pour la fabrication des anneaux de fonte centrifugée, on se sert d'un dispositif de moulage par centrifugation, comportant un moule en deux pièces. Il convient qu'il soit réalisé de manière à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal 1 avec lequel est assemblée l'une des moitiés du moule 2.
Vis-à-vis de cette moitié fixe de moule, est disposée la moitié de moule dé- montable 3, qui porte dans sa zone centrale l'ouverture de coulée 4. Les deux demi-moules sont munis d'évidements annulaires 5 dans lesquels sont montées, de manière interchangeable, les coquilles 6 dont la forme creuse 7 correspond à la section transversale de la bague de fonte centrifugée à fabriquer. Les évidements 5 peuvent avoir un diamètre supérieur au diamètre des coquilles 6, de telle manière qu'il y ait, autour des coquilles, des chambres d'air desti- nées à favoriser le refroidissement de ces coquilles.
Les deux demi-moules extérieurs 2 et 3 ont un bord 8 qui fait saillie vers l'intérieur et ils sont munis, suivant les besoins, d'une bague extérieure 9 en acier (fig.3), qui entoure les coquilles 6 et qui est destinée à absorber la force centrifuge agissant sur ces coquilles. L'anneau de fonte centrifugée 10' à fabriquer avec le moule représenté a, par exemple, une section transversale ronde.
Avant de le. couler dans le moule, il convient de peser le métal parce que ce- la permet de limiter convenablement la quantité de métal coulé. Quand l'anneau de fonte s'est solidifié, on enlève le demi-moule démontable 3 et on enlève ensuite l'anneau de fonte pour le soumettre aux opérations suivantes. On peut alors reconstituer le moule qui est prêt pour une nouvelle coulée. Il convient que les deux demi-moules 2 et 3 soient tenus ensemble par des tirants régla- bles, fixés au demi-moule postérieur 2 et rendus solidaires du demi-moule an- térieur 3 par des leviers articulés de blocage 12. Sur la face postérieure du demi-moule 2, qui est solidaire de l'arbre 1, sont disposées des nervures de renforcement 13, recourbées, qui en même temps mettent en mouvement la couche d'air qui .entoure le moule.
Le moule lui-même est entouré par un carter exté- rieur de protection en deux pièces 14, 15. La paroi postérieure 14 de ce car- ter est fixe, tandis que sa paroi antérieure 15 forme, avec les éléments de châssis 16, un ensemble qui peut pivoter autour de l'axe 17 de la sortie des fumées 18. Les gaz et la fumée qui sortent, pendant la coulée, de l'ouverture de coulée 4 et de la goulotte de coulée 19, s'échappent sous l'effet de la rotation du moule, à travers l'échappement 18. Sur la face inférieure du 'carter, est disposé un galet de soutien qui supporte ce carter et qui facilite consi- dérablement le pivotement de la partie antérieure de celui-ci autour du moule.
La goulotte de coulée 19 est fixée dans la paroi antérieure 15 de façon ré- glabie.
Le moule peut présenter des formes différentes. Sur la figure 1 se trouve la cavité 7, et le canal de coulée 10 est disposé symétriquement au mi- lieu de là cavité. Ainsi que le montre la figure 2, le canal de coulée 10 peut aussi se trouver en dehors du plan médian de l'anneau à fabriquer.
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Les deux coquilles 6 sont de nouveau séparées suivant leur milieuo Le canal de coulée 10 est disposé complètement dans une demi-coquille, en dehors du plan médian de la cavité et sur le côté de ce dernier, de sorte qu'à la cou- lée du métal liquide, il se produit, quand il coule, dans la cavité un dé- placement combiné des particules métalliques qui provient du mouvement de rotation et du mouvement axial du métal, au moment de l'arrivée du métal li- quide dans la cavitéo Ce déplacement combiné garantit la compacité maxima de la texture du métal.
Les figures 3 et 4 montrent d'autres formes de réalisa- tion des coquilles pour un profil hexagonal et pour une section transversa- le dissymétriqueo
On enlève du moule l'anneau coulé en enlevant le demi-moule an- térieur 3, puis on reconstitue le moule pour continuer la fabrication des anneaux en fonte centrifugée. Les anneaux en fonte centrifugée obtenus de cette manière sont débarrassés de la coulée par un tournage sur un tour d'un genre quelconque. Puis.on donne à l'anneau, sur le tour, la forme et les di- mensions prescriteso Alors on peut couper l'anneau à un endroit quelconque et redresser l'une des extrémités, de manière à pouvoir l'introduire-dans la matrice d'un banc d'étirage ou entre les cylindres d'un laminoir.
On peut monter, dans le carter de protection, une pièce tubulaire 19a à travers la- quelle on peut souffler, de l'extérieur, dans le moule, un,gaz réducteur des- tiné à diminuer l'oxydation. Les tirants 11a des dispositifs de blocage, ti- rants qui solidarisent les demi-moules 2 et 3, peuvent être montés dans les dispositifs de blocage de manière à pouvoir être remplacés par des tirants d'une longueur différente, de sorte qu'on peut employer les mêmes pièces de fermeture pour des moules de largeurs différentes.
Les goulottes de coulée sont montées interchangeables dans le carter et peuvent être remplacées par des goulottes de coulée de formes et de largeurs différenteso
La figure 6 représente schématiquement un banc d'étirage, muni d' un dispositif de guidage et d'un dispositif de compression qui peut être employé commodément pour la transformation des anneaux de fonte centrifugée en barres.
Ce banc d'étirage comporte un flasque 21 sur la face supérieure duquel est dis- posé le chariot 22. Les galets 23 du chariot 22 roulent sur la face supérieure du flasque 21 et empêchent tout écart latéral par rapport à la direction rec- tiligne, pendant l'étirageo
Le crochet 24 est réuni au chariot 22 par une articulationo Ce crochet est engagé sur l'un des axes réunissant les maillons de la chaîne 25, de sorte qu'il est déplacé vers la gauche du dessin, par la roue 26 avec le chariot 22. Sur la face supérieure du chariot'22 est disposée une pince qui est encastrée dans ce chariot. L'extrémité dressée 27 de l'anneau 28 est montée dans cette pince et, quand la barre d'étirage fonctionne, l'extrémité de l'an- neau est tirée à travers la matrice 29, avec l'anneau 28.
Devant la matrice 29 est disposé le marteau 30 mobile verticalement sur la face inférieure ou in- térieure de l'anneau 28. La tête du marteau est guidée dans l'alésage vertical 31 et elle est disposée sur une tige 32 qui porte à sa partie inférieure le toc d'entraînement 33, rigidement assemblé avec cette tigeo Sur l'extrémité du toc d'entraînement 33, s'appuie le plateau excentré 34, qui est solidaire de l'arbre 35. Si l'on fait tourner l'arbre 35 dans le sens de la flèche, le plateau excentré 34, en raison de la pression qu'il exerce sur le toc d'entraî- nement 33, appuie le marteau 30 vers la¯bas contre l'action du ressort 36, jusqu'à ce que le nez du plateau excentré glisse du toc d'entraînement 33.
A ce moment, le marteau est projeté vers le haut, sous l'action du ressort 36, et il vient frapper contre la face intérieure de l'anneau 28, comprimant ain- si la texture à l'endroit qui reçoit le choc. Ainsi donc, à la texture moins compacte de la face la plus longue de l'anneau, correspond une texture plus compacte de sa face la plus courte, ce qui entraîne un équilibrage des tensions dans l'anneau quand on le déforme pour en faire une barre droiteo
De ce dispositif résulte alors le mode de travail suivant: Le jet de coulée ayant été enlevé de l'anneau en fonte centrifugée, on coupe cet anneau 28 en un endroit quelconque et l'on redresse son extrémité 27. Puis on
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introduit cette extrémité redressée au-dessus du marteau 30, dans la ma- trice 29 et on la fixe dans la pince du chariot d'étirage 22.
Le disposi- tif de compression reçoit son mouvement de va-et-vient d'un organe de com- mande approprié et il frappe contre la face intérieure de l'anneauo En mê,-. me temps, on accroche le crochet 24 sur la chaîne 16 et l'on tire lentement l'anneau à travers la matrice 29 pour la transformer en une barreo
Les barres obtenues par ce procédé sont exemptes de cristalli- sations, contrairement aux ébauches obtenues par le procédé de moulage or- dinaireo Les cristaux sont beaucoup plus petits et beaucoup plus réguliers, ce qui garantit un produit de première qualité, de la plus grande résistance.