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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA FABRICATION DE NOYAUX ET DE MOULES POUR LE
COULAGE DE PIECES CREUSES, EN METAL.
Cette invention a trait à la fabrication de noyaux et de moules pour le couplage de pièces creuses, en métal.
On a constaté que les procédés existant actuellement, entraînant l'utilisation de sable vert pour les noyaux et les moules, bien que satisfaisants pour la fabrication de pièces coulées de petite et de moyenne dimension, n'étaient pas satisfaisants lorsqu'il s'agissait de fabriquer des pièces coulées plus grandes. C'est la raison pour laquelle on fabrique habituellement les pièces coulées plus grandes avec des noyaux et des moules de sable sui sont séchés soit superficiellement, soit entièrement.
Les noyaux fabriqués pour les pièces de métal creuses de petite dimension sont habituellement pleins, sauf qu'ils présentent des ouvertures artificielles servant de passages d'échappement pour les gaz produits pendant le coulage. On peut également introduire dans les noyaux des pièces de métal destinées à les renforcer.
Les noyaux devant servir au coulage de pièces de métal creuses plus grandes peuvent également être fabriqués comme il a été décrit dans le paragraphe précédent mais le plus souvent, ils sont construits autour de noyaux de mêtal, de barres et analogues, ces derniers formant une seule pièce avec le noyau.
On comprendra aisément que de tels noyaux de fer, d'un modèle spécial, sont d'une fabrication coûteuse, leur fabrication s'avérant souvent de loin la partie la plus onéreuse de la fabrication d'un noyau.
De plus, ces parties de métal doivent être enlevées éventuellement de 1'
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intérieur de moulage et sont souvent brisées au cours du travail.
Les noyaux devant servir à couler des pièces de métal creuses plus grandes nécessitent en outre une quantité importante de matière, en poids et en volume, comparée avec celle de la pièce à produire, ce qui constitue un désavantage au point de vue des frais de manutention de la matière.
En outre, selon le poids et la masse des noyaux, il y a, d'une manière générale, une période de séchage variable mais en tout cas d'une durée de plusieurs heures avant que les noyaux soient prêts pour l'utilisation.
La plupart des difficultés susmentionnées pourraient être surmontées s'il était possible de fabriquer les noyaux ou moules suffisamment forts mécaniquement pour qu'une mince enveloppe ait une résistance suffisante pour le but imposé. On sait que ce principe a été appliqué par l'utilisation d'un composant plastique qui, soumis à la chaleur, liait les grains de sable ensemble pour produire un moule ou un moyen ayant une forte perméabilité au gaz et une bonne stabilité au point de vue dimensions.
La matière de moulage utilisée suivant cette proposition était, toutefois, un mélange sec de sable et d'un agent liant plastique sous tonne pulvérulente et lorsque de la résine en poudre était utilisée, la plasticité n'était obtenue qu'après l'application de chaleur.
L'objet principal de la présente invention est de fournir des noyaux creux par un procédé perfectionné ou modifié et d'une application plus facile, par l'utilisation d'un mélange de sable et de résine liquide ayant un degré de plasticité initial permettant d'exercer le contrôle nécessaire dans la fabrication d'un noyau à toute épaisseur désirée.
Un autre objet de l'invention est de produire des moules par un procédé semblable.
L'invention porte sur un procédé de fabrication d'un noyau destiné au coulage de pièces de métal creuses, qui comprend l'application directe à la surface interne d'une boîte à noyau métallique chauffée, d'un mélange plastique de sable et d'assez de résine synthétique, durcissable par la chaleur, suffisamment liquide, pour couvrir chaque grain de sable, une partie de la chaleur contenue dans la boite à noyau étant transmise au mélange de sable et de résine, élevant ainsi sa @empérature de façon à provoquer le passage de la résine à l'état d'une substance dure liant les grains de sable ensemble et produisant ainsi une enveloppe rigide, creuse, perméable, pour l'élimination subséquente de la boîte à noyau.
L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un noyau tel qu'expliqué dans le paragraphe précédent, selon lequel le mélange est composé de sable convenablement choisi et d'une résine synthétique, liquide, durcissable par la chaleur, du type phénol ou amino, caractérisé par le fait que pendant la fabrication, la condensation est arrêtée à un stade qui laisse la résine soluble dans l'eau ou compatible avec l'eau.
L'invention porte encore sur un procédé de fabrication d'un noyau destiné au coulage de pièces creuses en métal tel qu'expliqué dans chacun des deux paragraphes précédents, selon lequel un moule intérieur froid est prévu à l'intérieur d'une boite à noyau métallique chauffée et selon lequel la matière plastique est ensuite introduite dans l'espace annulaire compris entre la boite à noyau et le moule intérieur et est affermie par vibrations ou par tout autre moyen convenable.
L'invention porte encore sur un procédé de fabrication d'un moule destiné au coulage de pièces creuses en métal qui comprend l'application directe à la surface externe d'un gabarit métallique chauffé, d'un mélange plastique de sale et de résine synthétique, liquide, durcissable par la
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chaleur, pour produire une enveloppe rigide, creuse et poreuse.
L'invention porte encore sur un procédé de fabrication d'un noyau ou d'un moule comme expliqué dans l'un quelconque des quatre paragraphes précédents, selon lequel le noyau ou le moule est fait en deux ou plusieurs sections, qui sont subséquemment assemblées.
L'invention porte encore sur un procédé de fabrication d'un noyau ou d'un moule comme expliqué dans l'un quelconque des cinq paragraphes précédents, selon lequel de la chaleur est encore appliquée au mélange plastique, en plus de la chaleur déjà appliquée par le moyen de'la boite à noyau ou du gabarit chauffé.
Ce chauffage complémentaire pour l'étuvage ou cuisson complète est requis pour des noyaux de l'ordre de 18" ou plus de diamètre mais pour des noyaux beaucoup plus petits, le chauffage complémentaire n'est pas nécessaire car la boîte à noyau chauffée sert le double but de former tout d'abord une pellicule cuite et de compléter la cuisson de l'enveloppe relativement plus mince requise.
L'invention a également pour objet des noyaux ou des moules et des procédés de fabrication de ceux-ci en substance comme il sera décrit ci-après.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, si l'on choisit un exemple d'application à la fabrication d'un noyau destiné à être utilisé pour le coulage d'un tuyau de fer de 18" de diamètre par exemple, une boîte à noyau métallique de forme semi-cylindrique est prévue avec une plaque métallique destinée à couvrir la surface de jonction du noyau, la température étant portée à environ 300 F. A la surface interne de la boîte à noyau est appliqué directement un mélange plastique de sable et de résine phénolique liquide qui est amené au moyen d'un râble à une épaisseur de 1 1/4", Le mélange plastique est constitué par approximativement 97% d'un sable lavé de qualité convenable et 3% d'une solution de résine synthétique liquide, durcissable par la chaleur, du type phénol ou amino.
Dès que l'épaisseur prédéterminée de la matière plastique a été obtenue, la boîte à noyau et son contenu sont transportés dans un four et sont .étuvés pendant approximativement 25 minutes.
On choisit une température de four de 500 F. à 550 F. pour activer la cuisson ou étuvage mais il est important de s'assurer que la matière elle-même n'est pas soumise à une température excédant sensiblement 400 F. Ici, on a encore avantage à utiliser une enveloppe d'épaisseur limitée pour le noyau, puisque toutes les parties du noyau peuvent être amenées à la température requise pratiquement en même temps et sans risque de surchauffe d'une partie, par le procédé normal de chauffage utilisé en fonderie.
Lors du retrait de la boîte à noyau du four, la matière contenue dans ladite boîte, qui est alors une enveloppe forte et dure de l'épaisseur désirée, peut être retirée. Deux telles enveloppes semi-cylindriques réalisées de la manière décrite peuvent alors être collées ensemble au moyen d'un mélange adhésif convenable appliqué aux joints pour former une enveloppe cylindrique complète destinée à être utilisée subséquemment comme noyau pour le coulage d'un tuyau en métal. La surface externe du noyau peut alors être revêtue de noir de charbon ou d'un autre revêtement résistant à la chaleur si c'est nécessaire et le noyau est alors prêt à être introduit dans un moule pour l'opération de coulage.
Suivant un autre exemple d'application à la fabrication d'un
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noyau destiné à être utilisé au coulage d'un tuyau de fer de 18" de diamètre par exemple, le procédé est tel que celui qui a été décrit plus haut mais au lieu d'utiliser un râble pour donner l'épaisseur requise à la matière, on place un moule intérieur froid dans la boîte à noyau. Le mélange plastique de sable et-de résine phénolique liquide est alors introduit dans l'espace annulaire compris entre le côté interne de la boîte à noyau et le moule intérieur et il est affermi par vibrations ou par tout autre moyen convena- ble .
Le moule intérieur est alors retiré de la boîte à noyaux et les opérations subséquentes destinées à achever le noyau sont effectuées comme il a été décrit plus haut.
Dans tous les cas, le résultat final est un noyau creux présentant une épaisseur de paroi'prédéterminée, convenable pour donner la forme interne à la pièce de métal et pour donner un fini superficiel au côté interne de la pièce coulée équivalent à celui que donne un noyau de sable séché fabriqué selon les méthodes orthodoxes.
Du fait que les noyaux sont creux ou se présentent, en d'autres termes, sous la forme d'enveloppes à épaisseur de paroi limitée, il y a un minimum de résistance à la fois à l'échappement des gaz se produisant pendant le coulage et à la contraction du métal pendant que la pièce coulée est refroidie. Lorsque la pièce coulée a été refroidie, le noyau tombe facilement et il n'est virtuellement plus nécessaire de l'arracher.
Dans l'application de la présente invention, suivant un exemple convenable, à la fabrication de moules, un revêtement relativement mince de mélange plastique est appliqué à la surface du gabarit chauffé.
Le mélange peut être appliqué à la surface du gabarit par foulement ou par tout autre moyen convenable.
Après que le mélange plastique a été cuit, il peut ou bien être retiré du gabarit et ensuite être fixé où soutenu au .moyen de sable de moulage ordinaire ou de toute autre matière convenable ou bien être fixé ou soutenu tandis que l'enveloppe reste sur le gabarit, le tout étant retiré du gabarit après que la fixation a été achevée. Dans chaque cas, le moule est finalement contenu dans une boîte de moulage qui donne un support additionnel.
On comprendra aisément la raison pour laquelle on pourvoit l'enveloppe du moule d'un support additionnel. Dans le cas d'un noyau, les efforts du métal, pendant le coulage agissent sur la surface externe de 1' enveloppe, tandis que dans le cas d'un moule, les mêmes efforts agissent sur la surface interne de l'enveloppe.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'un noyau destiné à être utilisé dans le coulage de pièces de métal creuses, qui comprend l'application directe à la surface interne d'une boîte à noyau de métal chauffée d'une épaisseur prédéterminée de mélange plastique composé de sable et de suffisaient de résine synthétique, liquide, durcissable par la chaleur pour couvrir chaque grain de sable.
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