PROCEDE ET APPAREIL POUR LA PREPARATION DE PIECES COULEES EN METAUX REFRAC-TAIRES, PRINCIPALEMENT EN TITANE ET EN ZIRCONIUM.
Cette invention est relative au moulage de précision de métaux réfractaires tels que le titane et le zirconium et les alliages de ces métaux.
A cause de leurs points de fusion élevés, de leur résistance à
la corrosion et de leurs densités relativement faibles combinées avec une résistance élevée, le titane et le zirconium sont utiles pour faire des organes de machines et des pièces métalliques de divers types. Ainsi, le titane a été trouvé utile pour fabriquer des ailettes de compresseur pour moteurs à turbines ou à réaction et le zirconium est intéressant pour faire des dentiers
et des pièces de cranioplastie et équivalentes. Cependant, jusqu'à présent l'usage de ces métaux et de leurs alliages a été entravé par les difficultés inhérentes à leur fusion et à leur usinage. La coulée de ces métaux et alliages en formes compliquées et avec des tolérances étroites n'était pas possible car aux températures élevées, ces métaux réagissent rapidement avec l'oxygène et l'azote de l'air. En outre, aux températures élevées nécessaires pour leur coulée, le titane et le zirconium attaquent tous les deux les réfractaires utilisés ordinairement pour les creusets, avec pour conséquence la contamination du métal et des modifications de ses propriétés. On peut obtenir actuellement des lingots de pureté relativement élevée par des procédés connus
et on peut façonner des formes simples en forgeant, laminant, estampant, etc. ces lingots sans oxydation sérieuse des métaux. Cependant la production de formes compliquées de haute pureté présente encore un problème virtuellement non résolu car leur fabrication par des procédés conventionnels est extrême-
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cas de nombreux alliages fragiles, le forgeage, le laminage, etc. ne sont pas possibles même pour la fabrication de pièces de formes simples. Par conséquent,
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un procédé pratique et avantageux de coulée de précision de ces métaux et alliages en formes compliquées et sans contamination est très désirable et il satisfait un besoin pressant.
La présente invention rend maintenant possible la production de petites ou de relativement grandes pièces coulées de haute qualité avec ces métaux tels que le titane et le zirconium et les alliages contenant ces métaux virtuellement sans contamination du métal. (Le terme "métal" utilisé dans le présent mémoire s'applique aux alliages aussi bien qu'aux métaux purs). En outre, les pièces sont coulées avec une telle précision que l'usinage ou le meulage subséquent est réduit.
Le procédé suivant cette invention est caractérisé d'une manière générale en ce que le métal est fondu en l'absence d'oxygène dans une chambre de fusion sur une surface qui n'est pas mouillée par le métal en fusion, en ce qu'un moule est prévu en-dessous de cette surface et en ce qu'on incline cette surface par basculement pour introduire le métal dans le moule.
De préférence le métal est fondu dans une atmosphère de gaz inerte dont la pression dans la chambre de fusion est maintenue plus élevée que la pression régnant dans la cavité du moule de manière à utiliser la pression de ce gaz inerte pour aider à faire pénétrer le métal fondu dans le moule. Cette mesure est particulièrement avantageuse pour la préparation de moulages compliqués car elle permet le remplissage complet des cavités du moule, même lorsque celles-ci ont une configuration tourmentée.
Il est en outre aussi préférable de maintenir une atmosphère de gaz inerte autour des moules et dans les cavités du moule.
On a trouvé que la surface du cuivre convient très bien car elle n'est pas mouillée par le métal en fusion.
Une façon commode de mettre à exécution le procédé de l'invention consiste à introduite un ou plusieurs moules dans une chambre de coulée située en-dessous de la chambre de fusion dont elle est séparée par une cloison dans laquelle sont ménagés des passages destinas à diriger le métal en fusion dans les moules lorsqu'on incline la surface dans la chambre de fusion. De préférence, pendant l'introduction du métal fondu, on amène les moules dans une position telle que les parties d'un moule entourant son ouverture d'entrée obturent l'ouverture de la chambre de coulée environnante.
Cette façon de travailler permet de mettre le procédé à exécution d'une manière continue en introduisant successivement des moules dans
la chambre de coulée, en les remplissant de métal fondu et en retirant les moules remplis de la chambre de coulée, un moule rempli étant remplacé par un moule vide immédiatement après son enlèvement. Par une disposition appropriée de cloisons mobiles étanches au gaz dans les passages par lesquels les moules sont introduits et retirés de la chambre de coulée, on peut isoler cette chambre de l'atmosphère environnante et y maintenir une atmosphère de gaz inerte. La fagon de mettre à exécution ce procédé continu se comprendra mieux par l'exemple d'une réalisation de l'invention, donné ci-après.
L'invention comprend aussi un appareil permettant de mettre à exécution le procédé esquissé ci-dessus. Les caractéristiques principales de cet appareil sont : une sole de coulée inclinable dont au moins la surface est en une matière qui n'est pas mouillée par le métal fondu, au moins une ouverture de coulée à une extrémité de cette sole, un moyen de fondre le métal sur cette sole, un moule destiné à recevoir ce métal fondu en-dessous
de l'ouverture de coulée, et une enveloppe destinée à exclure l'air et pourvue d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie destinés à permettre la circulation de gaz inerte. D'autres caractéristiques de cet appareil ressortiront de la description d'une réalisation particulière de l'invention donnée ci-dessous comme exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en plan du dessus d'un four construit suivant la présente invention et servant à mettre à exécution le nouveau procédé de l'invention. La figure 2 est une coupe partielle, longitudinale, verticale suivant la ligne 2-2 de.la figure 1. La figure 3 est une coupe transversale verticale en' substance suivant la ligne 3-3 de la figure 2.
La figure 4 est une vue partielle de détail montrant une variante du moule destinée à être utilisée pour des moulages suivant le procédé de la présente invention et La figure 5 est une coupe partielle montrant une variante de l'appareil destinée à éviter l'obstruction du trou de coulée. La figure 1 montre que le four comporte une partie centrale de fusion et de coulée désignée d'une manière générale par le chiffre de référence 11 et une paire de tunnels alignés 12 et 13 sortant respectivement des côtés opposés du fond de la partie centrale 11. Le tunnel 12 sert d'entrée par laquelle les moules 15, préparés pour la coulée, peuvent être introduits de manière intermittente dans la partie.centrale du four et le tunnel 13 permet l'enlèvement des moules remplis du four.
La partie centrale du four 11 dont on voit mieux la construction sur les figures 2 et 3, comporte un socle 16 sur lequel est montée une enveloppe 17. Cette dernière est constituée par des parois espacées 18 et 19 entres lesquelles circule un liquide refroidissant, le liquide entrant et sortant par les tuyaux 20 (figure 1). Un bloc de cuivre 22 est monté à l'intérieur de l'enveloppe 17 entre le socle 16 et la partie.supérieure et une de ses extrémités sert de sole pour la fusion du métal réfractaire. Le bloc est formé de manière à être en contact intime avec la paroi refroidie intérieure
19 de l'enveloppe 17 et il divise l'intérieur du four en une chambre supérieure de fusion 26 et une chambre inférieure de coulée 27.
Le bloc de cuivre
22 est coulé de préférence, et il est pourvu de canaux intérieurs 29 pour permettre la circulation d'un agent refroidissant, par exemple de l'eau.
La partie supérieure du bloc 22 est concave avec des parois latérales inclinées. Une rigole 23 adjacente à l'avant du bloc et parallèle aux tunnels est prévue à l'avant du bloc et elle conduit à une paire d'ouvertures de coulée espacées 24 assurant la communication entre la chambre de fusion 26 et la chambre de coulée 27. Les ouvertures de coulée 24 ont de préférence leurs extrémités inférieures élargies et comme le montrent les figures 2 et 3, elles peuvent avantageusement avoir une section conique. A l'arrière de la rigole 23 dans la partie supérieure concave du bloc de cuivre
22, le métal réfractaire est fondu par un arc. Comme le cuivre refroidi par l'eau n'est pas mouillé par le titane ou le zirconium fondu, on évite l'absorption d'impuretés du creuset de fusion.
L'ensemble du four est destiné à être supporté par des moyens appropriés et commodes (non représentés) de manière à pouvoir osciller autour d'un axe parallèle aux tunnels 12 et 13. La figure 3 représente le four dans la position de coulée du métal fondu tandis que normalement entre les coulées, il occupe une position à environ 30[deg.], dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre, de la position représentée sur-la figure 3 avec un bain de métal fondu ou en cours de fusion 32 (représenté en pointillé) à l'arrière de la partie supérieure concave du bloc 22.
Au-dessus de la partie arrière du bloc de cuivre 22 qui forme solea la partie supérieure de l'enveloppe 17 est pourvue de plusieurs orifices ou trous 36 par où des électrodes passent vers le bas. On utilise de préférence trois électrodes disposées aux sommets d'un triangle équilatéral et le'courant continu provenant d'une source appropriée est amené par n'importe quel dispositif connu. Cependant, on peut utiliser d'autres types de courant, par exemple du courant alternatif triphasé, si on le trouve plus avantageux. Le nombre des électrodes ainsi que leur emplacement et leurs écartements peuvent varier suivant la grandeur du four, le type de courant électrique utilisé, etc.
Chacune des électrodes comporte un corps creux 37, un tube
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refroidissant peut être introduit et une pointe réfractaire 39 qui peut être détachée et remplacée. Le corps 37 est de préférence en cuivre et la pointe 39 peut être en tungstène ou une autre matière réfractaire. La contamination du métal fondu peut être réduite;, les autres conditions étant déterminées, en utilisant une pointe d'électrode du même métal que celui à fondre. Les électrodes sont réglables individuellement dans le sens vertical et chacune est pourvue d'un collier d'étanchéité 41 dans lequel glisse le corps
37 de 1[deg.]électrode et qui est attaché à un raccord 42 s'étendant vers l'extérieur autour de chaque trou 36..
Un tube d'alimentation ou goulotte 44 est prévu pour introduire le métal frais dans le four à l'arrière de l'enveloppe 17. L'extrémité inférieure du tube passe par une ouverture 45 dans les parois de l'enveloppe et débouche dans la chambre de fusion 26 au-dessus de la sole du bloc 22. A la partie supérieure de l'enveloppe 17 se trouve aussi un bossage tubulaire ou raccord 46 s'étendant vers le haut en alignement vertical avec la rigole 23, et faisant de préférence corps avec l'enveloppe 17. A l'extrémité extérieure du bossage 46 se trouve un regard 47 de construction appropriée par lequel on peut voir les ouvertures 24 de manière à observer et contrôler la coulée.
La chambre de coulée 27 qui se trouve dans l'enveloppe 17 endessous du bloc de cuivre 22 est ouverte d'un côté sur le tunnel 12 et de
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tangulaire et ils peuvent, si on le désire, faire corps avec l'enveloppe 17, bien que dans de nombreux cas, il soit préférable que les tunnels soient séparés et soient fixés à l'enveloppe de manière permanente ou amovible. Chaque tunnel comporte un plancher 51, une paroi latérale frontale 52, une paroi latérale postérieure 53 et une partie supérieure 54. Deux rainures transversales espacées 55 sont ménagées dans chaque tunnel dont les bords atteignent
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enveloppe 56 qui peut faire partie intégrante du tunnel ou y être attachée de manière amovible entoure l'extrémité ouverte de chaque rainure 55 et forme saillie vers l'arrière de la paroi postérieure 53.
Des panneaux 58 et 59 glissant dans les deux rainures 55 du tunnel 12 et dans les enveloppes associées 56 et ils sont pourvus de tiges de commande 61 et 62, respectivement,, qui dépassent des extrémités extérieures des enveloppes en traversant des bourrages 64. Chacun des panneaux 58 et 59
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gure 1, ferme effectivement le passage dans le tunnel mais lorsqu'il est retiré dans son enveloppe 56 il n'obstrue plus ce passage. Les tiges 61 et 62 respectivement permettent d'amener les panneaux respectifs 58 et 59 dans les positions désirées. Le tunnel 13 est pourvu également de deux rainures 55 et de deux enveloppes 56 et des panneaux semblables glissent dans les rainures et les enveloppeso Les panneaux 67 et 68, comme les panneaux 58 et 59 sont destinés à être déplacés par leurs tiges de commandes respectives 69 et 70 alternativement pour ouvrir ou fermer le passage par le tunnel 13. Les panneaux dans les tunnels 12 et 13 sont prévus pour établir des sas d'air dans les tunnels et par conséquent empêèher l'accès de l'atmosphère indésirable à l'intérieur du four lorsqu'on introduit les moules 15 dans la chambre de coulée 27 ou qu'on les en retire.
Entre les panneaux 58 et 59 dans le tunnel 12, la paroi frontale 52 du tunnel est pourvue d'une partie semi-cylindrique .73 en saillie vers l'extérieur. Un organe cylindrique 74 est monté dans cette saillie et dans la paroi 52 de manière à tourner autour d'un axe vertical, comme on le voit le mieux sur la figure 1. Une fente parallèle au plancher 51 du tunnel 12 est ménagée dans la partie semi-cylindrique 73 et un alésage transversal .77 correspondant avec elle est prévu dans l'organe cylindrique tournant 74. Un poussoir de moules 78 pourvu d'une extrémité intérieure arrondie 79 et d'une poignée 81 à son extrémité extérieure est associé à la fente dans la partie semi-cylindrique 73 et à l'alésage 77.
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un pivotement en arc, on peut à l'aide de l'extrémité intérieure de la tige, comme le montre la figure 1, attaquer chaque moule 15 à son passage dans l'espace compris entre les panneaux 58 et 59 et ultérieurement, après avoir fermé le panneau 58 et ouvert le panneau 59, faire glisser le moule sur le plancher du tunnel 12 vers la chambre de coulée 27. Dans la réalisation représentée sur les dessins annexés, les sas constitués par les paires de panneaux 58, 59 et 67, 68 formant portes sont juste assez grands pour recevoir un seul moule. Cependant, il est bien entendu que si on le désire, on peut faire les sas plus grands de manière à pouvoir introduire deux moules ou plus en même temps dans chaque sas.
La cage 84 d'un élévateur associé est adjacente à l'avant du socle 16 et si on le désire elle peut faire partie intégrante du socle. Dans la cage 84 se trouvent deux tiges 86 coulissant dans la cage et comportant à leur extrémité supérieure un chanfrein annulaire 87. Les tiges 86 sont pourvues à leurs extrémités inférieures d'une queue de diamètre réduit 89 qui les relie à une plaque de commande 91 se déplaçant verticalement dans la cage 84 et reliée de manière active à l'extrémité supérieure d'une tige
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re de la cage et elle est reliée par son autre extrémité à un moteur 94 à fluide sous pression. Ce dernier peut être suspendu de toute manière appropriée, par exemple par un support 96 se prolongeant en-dessous de la cage
84, et il est pourvu de connexions appropriées 98 avec une source de fluide sous pression.
Des raccords 100 et 101 sortent de l'enveloppe 17. Le raccord
100 offre un passage 102 communiquant avec la chambre de fusion 26 et le raccord 101 un passage 103 communiquant avec la chambre de coulée 27. Un fluide refroidissant, par exemple de l'eau entre et sort des canaux 29 à l'intérieur du bloc de cuivre 22 par des conduits 105 et 106 qui traversent le socle 16. Des bourrages 107 sont prévus pour assurer l'étanchéité des ouvertures dans le socle par lesquelles passent les conduits 105 et 106.
Les moules 15 ont en substance une hauteur égale au diamètre extérieur. Le moule représenté en coupe sur la figure 3 est un moule à garnissage et il comporte une enveloppe ayant une paroi latérale cylindrique
111 reliée par une partie conique 112 au fond 113 et un couvercle ou chapeau
116 ayant une bague de centrage 117 s'adaptant à la coquille, une face extérieure conique 118 (figure 2) et un alésage 119 qui la traverse. La coquille et l'alésage 119 dans le chapeau 116 contiennent la matière de garnissage
121 d'un type convenant pour la fabrication des moules par le procédé bien
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de forme désirée, représentée sur la figure 3 avec à l'intérieur une palette d'agitateur 122. Une partie de la matière de garnissage 121 s'étend au-dessus du chapeau 116 et sa périphérie présente un chanfrein correspondant au chanfrein de la face extérieure 118 du chapeau. Le fond 113 du moule 15 est pourvu d'une gorge annulaire 123 (figure 2) dans laquelle le chanfrein annulaire
87 d'un des plongeurs 86 peut pénétrer pour soulever le moule du socle 16 et le porter vers le haut pour appliquer la surface extérieure conique du chapeau 116 et la matière en saillie 121 étroitement contre la paroi conique d'une des ouvertures de coulée 24 dans le bloc de cuivre 22. Des évents 125 sont prévus depuis la cavité du moule à travers la matière.de garnissage 121 et la coquille du moule.
On peut utiliser pour les moules 15 une variété de matières de garnissage bien qu'il soit évidemment nécessaire d'éviter l'emploi de matières qui réagissent facilement avec le métal fondu ou qui sont affectées par lui à un point tel que la précision du moule soit détruite. En général, des compositions des types utilisés pour la fabrication des creusets pour la fusion des métaux réfractaires tels que le titane et le zirconium peuvent être utilisées comme matières de garnissage. Il est désirable que la matière de garnissage utilisée ait une conductibilité thermique relativement élevée pour hâter la solidification du métal. Gomme conséquence, il y a moins de risque;de réaction dans le moule et l'enlèvement du métal coulé est possible après' un temps court.
Deux tiges 127 pouvant se déplacer longitudinalement qui s'étendent d'un point dans la rigole 23 voisin des ouvertures 24 dans le bloc de cuivre 22 et vers l'extérieur à travers les parois de l'enveloppe 17 sont prévues pour déloger de l'orifice des ouvertures, tout métal qui pourrait s'y solidifier après le remplissage d'un moule. Chacune des tiges 127 peut être pourvue d'une poignée 128 et un guide tubulaire 129 s'étendant vers l'extérieur et pourvu d'une garniture d'étanchéité est aussi prévu pour chaque tige. Dans la chambre de coulée 27 sont aussi prévus des guides 133 pour les parois 111 du moule. Ces guides s'élèvent du socle 16 avec lequel ils peuvent faire corps et qui sont alignés longitudinalement sur les parois des tunnels 12 et 13.
Le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus pour la production de plusieurs moulages de précision de métal réfractaire est le suivant. On commence par chasser l'air de l'intérieur du four et des moules se trouvant dans la chambre 27. On le fait de préférence en vidant d'abord le four en raccordant une pompe à vide au raccord 101 et, pendant que le passage 102 est fermé, on soutire l'air par le passage 103. Ensuite on envoie un courant de gaz inerte comme l'argon ou l'hélium dans le four par le passage d'entrée
102 vers le passage de sortie 103 et on continue à faire passer ce courant. Simultanément ou ultérieurement, on fait basculer le four d'environ 30[deg.] vers l'arrière, c'est-à-dire dans le sens des aiguilles d'une montre depuis la position représentée sur la figure 3. Le métal réfractaire ou le métal et
les éléments d'alliage sous toute forme appropriée, par exemple celle de morceaux d'éponge, de copeaux, de poudre agglomérée ou non, est ensuite introduit sur la sole du bloc 22 par le tube d'introduction 44. On lance alors le courant électrique aux électrodes et un arc s'établit dont la chaleur fait fondre le métal ou l'alliage. Entretemps, on a établi un courant de liquide refroidissant dans le bloc 22 et l'espace compris entre les parois 18 et 19 de l'enveloppe 17 et les moules 15 ont été placés dans le tunnel 12 et dans la chambre de coulée 27 en-dessous de chaque ouverture de coulée 24, les portes ou panneaux dans les tunnels 12 et 13 étant alors fermés.
Lorsque le métal a fondu, ce qui se produit en quelques minutes seulement, on actionne le moteur 94 à fluide sous pression pour soulever les moules 15 dans la chambre 27 vers les positions représentées sur la figure 3, dans lesquelles les surfaces supérieures coniques des moules sont en contact intime avec les parois évasées des ouvertures 24 et ils sont maintenus dans ces positions pendant que le four bascule vers.l'avant (en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre) pour prendre une position sensiblement verticale. Le métal fondu coule alors de la sole du bloc 22 dans la rigole 23
et par les trous de coulée 24 dans la cavité des moules. Le remplissage des moules peut être observé par le regard 47. Lorsque les moules sont en substance remplis et de préférence avant que le métal ne s'accumule au-dessus d'eux dans la rigole 23, on ramène le four en arrière. On peut alors introduire du métal frais par le tube d'admission 44 pour compléter le bain de métal fondu et pendant que le métal frais se fond, les moules 15 qui ont été remplis sont abaissés sur le socle 16 et sont remplacés dans la chambre 27 par d'autres moules non remplis.
On comprendra mieux cette dernière opération en se référant aux figures 1 et 2. Comme il a été dit précédemment, tous les moules 15 ont sensiblement une hauteur égale au diamètre extérieur et par conséquent ils occu- <EMI ID=10.1>
geur des tunnels et le jeu entre les parois guides 133 dans la chambre 27 sont en substance égaux au diamètre extérieur des moules de sorte que ces derniers sont maintenus alignés. Lorsque la chambre 27 et les tunnels 12 et
13 sont tous remplis de moules comme le montre la figure 2, on déplace les moules dans la chambre 27 à l'aide de moules non remplis, .en faisant passer les moules par les sas dans le tunnel 12 et hors du tunnel 13.
Cette opération exige d'abord l'ouverture du panneau ou porte
68 et l'enlèvement du moule 15 du sas de sortie au moyen d'outils appropriés.
On referme ensuite la porte 68 et on ouvre les portes 67 et 59; le poussoir des moules 78 est manoeuvré à la main ou par un autre moyen approprié de manière à faire passer le moule 15 se trouvant dans le sas entre les portes
58 et 59, au-delà de la porte 59 dans la partie intérieure du tunnel 12. La trajectoire de la poignée 81 du poussoir au cours de l'opération est indiquée par les flèches sur la figure 1. La tige 78 étant poussée vers l'intérieur tandis qu'en même temps on la fait pivoter en arc, elle exerce une force sur le côté du moule qui de ce fait glisse sur le plancher 51 du tunnel vers la chambre 27 jusqu'à ce qu'il entre en contact avec les moules adjacents 15 dans le tunnel 12.
Ensuite, toujours sous l'action du poussoir
78, la file de moules est déplacée vers la droite (comme on le voit sur la figure 2) poussant ainsi un autre moule dans le sas entre les portes de sortie 67 et 68. Après cela, on ferme la porte 59. Cette fermeture est suivie par la fermeture de la porte 67 et l'ouverture des portes 58 et 68. On place alors un autre moule dans le sas entre les portes 58 et 59 dans le tunnel
12 et on enlève le moule se trouvant dans le tunnel 13 entre les portes 67 et 68. On referme ensuite les portes 58 et 68 et on répète l'opération de déplacement de la file de moules vers l'intérieur par le mouvement latéral du poussoir. Il en résulte que deux moules frais sont pla.cés dans la chambre
27 en-dessous des trous de coulée 24.
Le moteur à fluide sous pression est alors remis en marche pour soulever les moules et les amener dans la position de coulée et on fait basculer le four pour remplir les moules de métal fondu. L'opération précédente se répète aussi souvent qu'il est nécessaire pour couler le nombre voulu de pièces.
Il est évident qu'il faut éviter l'introduction d'air à l'inté-
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nel est pourvu d'un raccord 135 par lequel on peut évacuer l'air se trouvant dans le sas et les moules après la fermeture de la porte extérieure du sas et avant l'ouverture de la porte intérieure. A d'autres moments, les raccords
135 permettent de préférence l'introduction d'un gaz inerte dans le sas sous une pression supérieure à la pression atmosphérique pour éviter les rentrées d'air autour de la porte extérieure.
Les parties supérieures des moules étant en contact étroit avec le bloc 22 au cours de la coulée, on évite ainsi pratiquement la possibilité de répandre du métal fondu dans la chambre 27 qui gênerait le déplacement des moules. Dans le cas où le métal aurait tendance à s'agglomérer et à se solidifier dans la rigole 23 au-dessus des trous de coulée 24, on peut pousser les tiges 127 vers l'intérieur après avoir fait basculer le four en arrière dans sa position normale pour déloger toute accumulation de métal et le ramener dans le bain 32 de métal fondu, empêchant ainsi l'obstruction des trous de coulée.
Une variante destinée à éviter l'obstruction des trous de coulée est représentée sur la figure 5. Ici, une électrode auxiliaire 136 est prévue au-dessus de chaque trou de coulée 24. Si nécessaire, on peut abaisser l'électrode 136 comme c'est représenté en traits interrompus et un arc s'établit qui fait fondre le métal solidifié qui s'est aggloméré dans la rigole
23 au-dessus du moule, lui permettant de couler dans un moule ou, si le four se trouve dans sa position basculée en arrière pendant la fusion de l'excès de métal, de recouler dans le bain de métal fondu.
La figure 4 montre une autre variante de l'invention dans laquelle on emploie des blocs de moules séparés et réutilisables. Le moule 198 comprend une coquille 139, en substance semblable à la coquille des moules 15, qui enferme des blocs de moules 140 (représentés avec une coulée 141) qui s'emboîtent. Au-dessus des blocs se trouve un tube de coulée ou masselotte
142 s'étendant vers l'extérieur de la coquille 139 et pourvu d'un passage
143 dont l'extrémité inférieure communique avec la cavité du moule et qui est de préférence élargi à son extrémité supérieure. Comme le montre la figure 4, le trou de coulée dans le bloc de cuivre 22 est légèrement modifié pour avoir un col cylindrique 147 entre la rigole 23 et sa partie inférieure coni-
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dans l'ouverture de coulée avec l'extrémité supérieure sensiblement à ras
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peut utiliser des moules du type représenté sur la figure 4 avec des trous
de coulée comme ceux représentés sur les figures 2, 3 et 5. Le fonctionnement du four avec des moules du type représenté sur la figure 4 est le même que celui qui a été décrit. Les blocs de moules 150 et les masselottes 142 peuvent être en n'importe quelle matière appropriée. On a trouvé que le graphite et le cuivre donnent tous les deux de bons résultats parce que par suite de leur conductibilité thermique élevée, le métal réfractaire se refroidit si rapidement qu'il n'est pas contaminé et que les pièces coulées peuvent être retirées des moules en peu de temps, permettant ainsi aux moules d'être rapidement réassemblés pour un nouvel usage.
La construction du four permet d'obtenir facilement des moulages de précision en métaux réfractaires et leurs alliages de formes compliquées. Ceci résulte en partie du fait que lorsqu'on utilise une atmosphère de gaz inerte tel que l'argon ou l'hélium, on établit une différence de pression entre la chambre de fusion 26 et la chambre de coulée 27 lorsque les moules sont en place pour la coulée en-dessous des ouvertures 24. La communication entre les chambres est réduite à celle qui peut s'établir par les cavités
des moules et les évents 125 dans les moules. Lorsque le métal fondu est forcé de couler dans la rigoler 23 au-dessus des trous de coulée, le passage des gaz inertes entre les chambres 26 et 27 est complètement interrompu et la pression dans la chambre 26 s'élève, forçant ainsi le métal à pénétrer dans la cavité du moule. On remarquera en outre qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une source auxiliaire de fluide sous pression pour faciliter la coulée puisque le gaz inerte qui fournit l'atmosphère protectrice au cours de la fusion et de la coulée du métal fournit toute la pression nécessaire.
L'utilisation d'un arc électrique pour la fusion des métaux réfractaires contribue aussi à la précision des dimensions des pièces coulées puisque le métal, lorsqu'il est coulé, se trouve à une température bien supérieure au point de fusion et qu'il est par conséquent plus fluide.
On a obtenu par ce procédé un grand nombre de pièces coulées en titane, zirconium et alliages de ces deux métaux. Les pièces coulées sont saines et dans le cas de coulées avec garnissage du moule, les dimensions sont très précises. On a comparé la dureté d'un. certain nombre de ces pièces coulées avec la dureté du métal ou de l'alliage avant la fusion et la coulée.
La comparaison révèle de si petites variations de dureté qu'il est évident que la pureté du métal des pièces coulées est en substance inchangée. L'absence de contamination dans les pièces coulées suivant le nouveau procédé de la présente invention a permis la détermination précise des propriétés d'un certain nombre d'alliages de titane et de zirconium parce qu'on a pu obtenir facilement des échantillons dont les propriétés sont inchangées. En outre,
le présent procédé a permis la production de moulages de sections minces en
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alliages sont si fragiles que ces pièces ne pourraient être.fabriquées d'une autre manière.
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difications au procédé de la présente invention et à l'appareil décrit et représenté sur les dessins annexés sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, au lieu que les chambres 26 et 27 soient remplies d'un
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me on l'a fait remarquer antérieurement, on peut, si on le désire, prévoir de plus grands sas dans les tunnels. En outre, les portes ou panneaux constituant les sas peuvent être enclenchés de manière à maintenir toujours fermées les portes intérieures lorsque les portes extérieures sont ouvertes et les portes extérieures fermées lorsque les portes intérieures sont ouvertes. De plus, si on le désire, le fonctionnement du four peut être rendu plus ou moins automatique en prévoyant des interconnexions entre l'appareil de dépla-cement des moules, le mécanisme de bascule du four et le mécanisme élévateur des moules. Chacun de ceux-ci peut.. évidemment aussi être modifié ou changé. 0 Il est également clair que si on le désire, le four peut être construit pour faire plus que les deux coulées possibles dans la réalisation représentée, ou seulement une seule.
Aussi est-il bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la construction et au fonctionnement précis représentés et décrits à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de moulage de métaux ou alliages réfractaires, en particulier de titane et de zirconium et alliages contenant ces métaux, caractérisé en ce que le métal est fondu en l'absence d'oxygène dans la chambre de fusion sur une surface qui n'est pas mouillée par le métal fondu, qu'un moule est prévu en-dessous de cette surface et qu'on incline cette surface par basculement pour introduite le métal dans le moule.