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PROCEDE ET APPAREILLAGE POUR L OBTENTION DE PRODUITS DEMI-FINIS EN METAL FONDU. N'AYANT.PAS LA TEXTURE HABITUELLE DE TELS PRODUITS.
L'invention a pour objet un procédé et un appareillage destinés à obtenir des produits demi-finis en métal, par coulée centrifuge, ces pro- duits n'ayant pas la texture habituelle des produits obtenus par coulée, en vue de leur utilisation pour leur transformation ultérieure en barreaux ou pièces estampées.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention est caractérisé par le fait que les éléments cristallins dont est constituée la pièce coulée par centrifugation sont influencés dans leur position et dans leur distribution, à l'intérieur. du produit obtenu, par un choix approprié de la température de fusion et de coulée, de la vitesse périphérique du moule pendant la cou- lée, et par un refroidissement accéléré supplémentaire pendant la solidifica- tion, de telle façon qu'il ne se produise pas de transcristallisation, mais, au contraire,que les éléments cristallins soient uniformément constitués et distribués.
Le produit demi-fini ainsi obtenu est totalement exempt de tensions et les produits finis fabriqués à l'aide de coproduit demi-fini ne montrent pratiquement pas de tensions internes à l'étirage,, malgré les dé- formations brutales à froid auxquelles ils sont soumis.
L'appareillage pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé par le fait qu'il est constitué par un moule en deux ou plusieurs parties, à l'intérieur duquel est placée une coquille, la coquille étant disposée, tout au moins partiellement, par rapport au moule de! façon qu'il existe en- tre ces deux éléments un espace libre permettant un refroidissement accé- léré. D'autre part, le moule présente des parties formant saillies radia- lement, laissant entre elles et.la coquille un espace libre, et dont les bords laissent entre eux une ouverture annulaire par laquelle on peut faire arriver l'air de refroidissement.
L'appareillage pour la mise en oeuvre du procédé est représenté schématiquement, à titre d'exemple, sur le dessin annexé.
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La texture de'l'ébauche utilisée comme produit demi-fini a une importance très grande lorsque le métal est destiné à subir des opérations ultérieures d'usinage, pour l'exécution des opérations qui suivent la cou- lée.
Dans cet ordre d'idées, le choix de la température de fusion et de coulée et de la vitesse périphérique du moule tournant ont une influen- ce sur la cristallisation primaire, de sorte que l'on peut obtenir des éléments cristallins de dimension uniforme qui sont plus petits que dans les pièces obtenues par fusion et coulée habituelles.
Le refroidissement rapide et les conditions particulières dans lesquelles s'effectue la cou- lée ont pour conséquence la formation d'un grand nombre de germes cristal- lins, en même temps qu'une grande vitesse de cristallisation, d'où'résul- tent un grand nombre d'éléments cristallins de grandeur sensiblement uni- forme et d'orientations diverses qui, en raison de leurs dimensions et de leur distribution particulières, n'offrent que peu de résistance à la dé- formation, ce qui permet une considérable déformation à froid ultérieure.
Les cristaux primaires ainsi obtenus sont plus petite d'environ la puis- sance 10 que ceux obtenus par la coulée non centrifuge d'un alliage de même composition. Une disposition régulière et fine des éléments cristal- lins, dans les régions extérieures de la pièce obtenue suivant l'invention, favorise les déformations ultérieures de cette pièce, grâce à quoi la résis- tance à la déformation est plus faible et, par suite, les possibilités de déformation sont plus grandes que pour une pièce obtenue par une coulée non centrifuge, dans laquelle les éléments cristallins sont de grosseur irrégu- lière et irrégulièrement distribués. La régularité de la surface de la piè- ce coulée dépend de la distribution régulière de petits éléments cristal- lins.
L'appareillage pour la mise en oeuvre de l'invention est consti- tué par un moule tournant, par exemple autour d'un axe horizontal sur le- quel est fixé un demi-moule 1. Vis-à-vis de ce demi-moule, se trouve une couronne annulaire 2 qui est appliquée contre le demi-moule par des dispo- sitifs non représentés sur le dessin. Les deux éléments 1 et 2 portent des évidements.annulaires 3, 4 et 5,6 dans lesquels se loge une coquil- le 7, 8, en deux morceaux. A l'intérieur de la coquille, est un vide 9 dont la forme est conditionnée par celle de la pièce annulaire à obtenir par coulée centrifuge. La coquille 7, 8 est placée entre les deux de- mi-moules 1, 2, au moyen de rebords 11, formés sur le bord interne de la coquille et qui se logent dans les évidements 3,4 du moule.
Entre les parois de la coquille et les parties voisines des bords des demi-moules se trouvent des espaces libres 12, en communication avec des trous 13. Les demi-moules se terminent par des bords 14, au-delà de la coquille 7, 8, de façon à laisser entre les bords 14 une ouverture annulaire 15 par la- quelle on peut faire arriver de l'air contre la coquille, dans la direc- tion des flèches 16, de fagon à refroidir cette coquille ainsi que la piè- ce de fonderie qui y est contenue.
Dans ce but, on dispose sur le pourtour du moule un tube annulaire 17 portant des éjecteurs 18 et qui est relié à une soufflante centrifuge et à une vanne d'arrêt non représentée sur le dessin, de sorte que, immédiatement après la fin de la coulée du métal dans la coquille tournante, on peut refroidir la coquille et le moule par injec- tion d'air sous pression.
Outre la goulotte de coulée, non représentée sur le dessin et qui aboutit à l'ouverture 19, formée dans le rebord 2 du moule, on peut aussi faire arriver à cette ouverture de l'air de refroidissement par un ou plu- sieurs tuyaux, tels que 20.
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PROCESS AND APPARATUS FOR OBTAINING SEMI-FINISHED MELTED METAL PRODUCTS. NOT HAVING THE USUAL TEXTURE OF SUCH PRODUCTS.
The subject of the invention is a process and an apparatus intended to obtain semi-finished metal products by centrifugal casting, these products not having the usual texture of products obtained by casting, with a view to their use for their. further transformation into bars or stamped pieces.
The method which is the subject of the invention is characterized in that the crystalline elements of which the centrifugal casting is constituted are influenced in their position and in their distribution, inside. of the product obtained, by an appropriate choice of the melting and pouring temperature, of the peripheral speed of the mold during the pouring, and by additional accelerated cooling during solidification, so that no no transcrystallization, but, on the contrary, that the crystalline elements are uniformly constituted and distributed.
The semi-finished product thus obtained is completely tension-free and the finished products produced using the semi-finished co-product show practically no internal tensions during drawing, despite the sudden cold deformations to which they are. submitted.
The apparatus for carrying out the method is characterized in that it consists of a mold in two or more parts, inside which is placed a shell, the shell being disposed, at least partially, by compared to the mold of! such that there is a free space between these two elements allowing accelerated cooling. On the other hand, the mold has parts forming radially protrusions, leaving between them and the shell a free space, and the edges of which leave between them an annular opening through which the cooling air can be introduced.
The apparatus for carrying out the method is shown schematically, by way of example, in the accompanying drawing.
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The texture of the blank used as a semi-finished product is of very great importance when the metal is intended to undergo subsequent machining operations, for the execution of the operations which follow the casting.
In this connection, the choice of the melting and casting temperature and of the peripheral speed of the rotating mold have an influence on the primary crystallization, so that one can obtain crystalline elements of uniform size which are smaller than in conventional melting and casting parts.
The rapid cooling and the particular conditions in which the casting takes place result in the formation of a large number of seed crystals, at the same time as a high rate of crystallization, from which the result is a large number of crystalline elements of substantially uniform size and of various orientations which, owing to their particular size and distribution, offer little resistance to deformation, which allows considerable deformation cold later.
The primary crystals thus obtained are about 10% smaller than those obtained by the non-centrifugal casting of an alloy of the same composition. A regular and fine arrangement of the crystal elements, in the outer regions of the part obtained according to the invention, promotes subsequent deformations of this part, whereby the resistance to deformation is lower and, consequently, the possibilities of deformation are greater than for a part obtained by non-centrifugal casting, in which the crystalline elements are of irregular size and irregularly distributed. The evenness of the surface of the casting depends on the even distribution of small crystalline elements.
The apparatus for implementing the invention is constituted by a rotating mold, for example about a horizontal axis on which is fixed a half-mold 1. Facing this half. mold, there is an annular ring 2 which is applied against the half-mold by devices not shown in the drawing. The two elements 1 and 2 have annular recesses 3, 4 and 5,6 in which a shell 7, 8, in two pieces is housed. Inside the shell, is a vacuum 9 whose shape is conditioned by that of the annular part to be obtained by centrifugal casting. The shell 7, 8 is placed between the two half-molds 1, 2, by means of flanges 11, formed on the internal edge of the shell and which are housed in the recesses 3,4 of the mold.
Between the walls of the shell and the parts adjacent to the edges of the half-molds there are free spaces 12, in communication with holes 13. The half-molds end with edges 14, beyond the shell 7, 8. , so as to leave between the edges 14 an annular opening 15 through which air can be made to flow against the shell, in the direction of the arrows 16, so as to cool this shell as well as the part. foundry contained therein.
For this purpose, an annular tube 17 carrying ejectors 18 and which is connected to a centrifugal blower and to a stop valve not shown in the drawing is arranged around the periphery of the mold, so that immediately after the end of the When the metal is poured into the rotating shell, the shell and mold can be cooled by injecting pressurized air.
In addition to the pouring chute, not shown in the drawing and which leads to the opening 19, formed in the rim 2 of the mold, it is also possible to bring cooling air to this opening via one or more pipes, such as 20.