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La présente invention concerne la coulée de pièces métalliques tubulaires dans des moules chauds permanents, dont la surface intérieure est généralement garnie d'une mince couche de matière réfractaire et calorifuge, destinée parmi d'autres buts à protéger la surface intérieure du moule pour empêcher sa détérioration par le métal en fusion. Le plus souvent la coulée du métal est effectuée de la manière la plus simple, c'est-à-dire au moyen d'une poche de coulée qu'on introduit dans une extrémité du moule. Sous l'action de la for- ce centrifuge le métal est ensuite distribué sur toute la-surfa-' ce intérieure du moule.
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Même lorsque'.le moule .est,g<.J-iib.,iqi<Xieilreiùenr d,'u,ne .... .-. .." ...": ?...."' ". >/*, couche protectrice du type pàééité, .il"e#µ¯,éjiéà#%1(if(Leile de protéger ènti.êrenent cette .silr.faèe au .pôint 0 -'t1 métal en fusion tombe d'ans, le moule pendant la coulée, 'il'se forme ain- si dans la surface du moule un réseur de fissures dans les- quelles le métal.pénètre à chaque coulée. Il en résulte sur la surface extérieure de la pièes coulée des'nervures irré- gulières correspondantes, qui tracent de longues rayures dans
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le moule lorsque la pièce est dé.:loule::e, par extraction.
Pendant la. prochaine opération de coulée ces rayures du moule donnent nàturellement lieu à la formation de nervures correspondantes sur la pièce coulée, qui reçoit ainsi une surface non satis- faisante.
Le moule doit être finalement -au rebut ou réalésé à un diamètre intérieur plus grand. Bien entendu, la détério- ration du moule serait bien plus grave si sa surface intérieure n'était pas garnie d'une couche protectrice.
Pour éviter ces inconvénients,on a proposé de fixer coaxialement à l'orifice de coulée du moule une bague ou douil- le interchangeable en matière appropriée, encastrée dans l'a-
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lésage ou fixée à l' extré.11i té du moule de façon que le métal en fusion touche d'abord cet éls.J1ent, et non pas le moule proprement dit. Le fait que la surface de la bague ou douille est progressivement endommagée n'affecte naturellement pas la surface du moule, ni la surface de la pièce coulée;, et il.est facile de remplacer une bague ou douille.usée.
Pratiquement, les douilles créent cependant de graves difficultés quelle que soit la qualité de l'encastrement. Il est pratiquement très difficile sinon impossible de fixer la douille dans le moule ou à son extrémité sans qu'il en résulte un certain intervalle entre la paroi du moule et la douille. même lorsque cet intervalle est très faible, le métal en
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fusion y pénètre sous l'action de la très grande force centri- fuge, et forme ainsi de minces bavures à l'extrémité de la pièce coulée. Une fois que le .métal a pénétré dans l'inter- valle, celui-ci.devient de plus en plus grand pendant les cou- lées suivantes, de sorte que les bavures deviennent à leur tour de plus en plus épaisses.
Lorsque les pièces sont extrai- tes du moule, les bavures creusent des sillons dans la surfa- ce intérieure du moule. Lorsque ces bavures deviennent très épaisses,, elles peuvent entraîner la rupture de la. pièce en deux parties pendant la contraction après la coulée., parce qu'elles bloquent parfois la pièce dans l'orifice de coulée, de sorte qu'elle ne peut pas se contracter librement. Pendant la coulée d'un métal tel que la. fonte, qui se solidifie par refroidissement rapide dans l'intervalle pour forcer de la fonte blanche et dure, les sillons intérieurs du moule '' deviennent encore plus graves.
Lorsque la douille est encastrée dans le moule il en résulte d'autres difficultés. Même lorsque la douille est encastrée aussi soigneusement que possible, elle est surchauf-- fée pendant la coulée par rapport au moule qui l'entoure. Com- me elle ne peut se dilater librement, elle est soumise à des contraintes de contraction qui entraînent tôt ou tard la formation d'un intervalle entre la douille et le moule. Le métal en fusion pénètre alors dans cet intervalle pendant la coulée.
Lorsqu'on n'utilise pas les douilles en question pour protéger le moule, l'orifice de coulée du moule est généralement fermée par une bague qui délimite la longueur de la pièce coulée.
Or, même lorsqu'on utilise une bague de ce genre, il est prati- quement très difficile d'empêcher la formation, entre la bague et le moule, d'un intervalle dans lequel le métal en fusion
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peut pénétrer pendant la coulée. Il en résulte donc encore que des bavures sont formées sur la pièce coulée, et que.ces bavures creusent des sillons dans le moule pendant l'extraction de la pièce..
Tous ces inconvénients sont évités selon la présente invention par le fait que le moule est muni d'une rallonge avec laquelle il fait corps sans' formation de joints ou dinter- valles dans lesquels le métal en fusion peut pénétrer pendant la coulée. Le dessin annexé montre en coupe longitudinale un moule, et indique de quelle ..lanière l'invention peut être mise en oeuvre.
1 désigne le moule qui donne à le. pièce tubulaire sa forme extérieure,2 est la rallonge et 3 désigne une culasse ou un bouchon d'un autre type encastré dans l'extrémité oppo- sée du moule. La différence entre les diamètres intérieurs A du moule et B à l'extrénité intérieure de la rallonge doit être au moins égale à deux fois l'épaisseur de paroi de la ' pièce tubulaire coulée. Le diamètre extérieur de la rallonge 2 est avantageusement égal au diamètre extérieur du moule pro- prement dit.
Il en résulte que la rallonge est .maintenue chaude, ce qui empêche qu'une trop grande quantité de métal en fusion soit retenue dans cette rallonge, Elle peut cependant recevoir un diamètre extérieur inférieur à celui du moule, par exemple lorsqu'on désire réduire autant que possible le poids total du moule.
Le diamètre intérieur C de l'orifice extérieur de la rallonge ne doit pas être plus grand que le diamètre intérieur B de l'orifice intérieur, un effet, le ..létal en fusion aurait tendance à refluer vers l'orifice extérieur pendant la coulée.
De préférence, le diamètre C est inférieur au diamètre B pour faciliter l'écoulement du fer dans le moule. La surface inté-
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rieure de la rallonge 2 est rayée pendant l'utilisation, et il peut en résulter des difficultés, Pendant la fabrication d'un @ nouveau moule, il est donc indiqué de choisir la conicité, c' est-à-dire la différence entre les diamètres B et C, plus @ grande que nécessaire à l'écoulement du, fer vers l'interieur.
Lorsque la surface intérieure est trop rayée, on peut alors la rectifier au tour en laissant une conicité encore suffisan- te pour l'écoulement du fer vers l'intérieur. La rallonge 2 doit être au moins assez longue pour que le métal tombe sur la surface intérieure de cette rallonge, et non pas sur la surface intérieure du moule proprement dit pendant la coulée.
On a cependant trouvé qu'il est indiqué, et même capital pour la, durée du ïnoule, de donner à la rallonge une plus grande longueur parce que la formation progressive d'importantes fissures thermiques dans la surface intérieure du raccord d'accouplement peut être difficilement évitée, de sorte qu'il n'est ensuite pas possible d'utiliser le moule sans élimina- tion des fissures par usinage. Or on ne peut éliminer les fis- sures qu'en poussant la culasse vers l'intérieur du moule de sorte que celui-ci est raccourcie ce qui n'est généralement pas désiré.
Il est donc manifertemnet avantageux de pouvoir augmenter la longueur intérieure du moule en direction de l'orifice de coulée, par raccourcissement de la rallonge', pour que l'alés.age réel du moule reçoive la'même longueur qu'avant l'élimination de fissures du raccord d'accouplement. Pour cette raison il convient donc de donner des le début à la rallonge une longueur plus grande que nécessaire pour ré- pondre aux conditions précitées.
Si on ne désire pas,, ou si ce n'est pas possible pour 'une raison quelconque de donner à la rallonge la longueur appropriée, . ou lorsqu'elle a été tellement raccourcie que le métal en fusion risque de tomber sur la surface intérieure du
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moule proprement dit pendant la coulés,, on peut raccorder à l'extrémité de la rallonge 2 une rallonge complémentaire. Le fait qu'il peut en résulter un intervalle dans le joint entre les deux rallonges importe peu. L'essentiel est qu'il ne se présente aucun intervalle dans le joint entre la rallonge principale et le moule.
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The present invention relates to the casting of tubular metal parts in permanent hot molds, the interior surface of which is generally lined with a thin layer of refractory and heat-insulating material, intended among other purposes to protect the interior surface of the mold to prevent its formation. deterioration by molten metal. Most often the casting of the metal is carried out in the simplest way, that is to say by means of a casting ladle which is introduced into one end of the mold. Under the action of centrifugal force the metal is then distributed over the entire interior surface of the mold.
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Even when '. The mold .is, g <.J-iib., Iqi <Xieilreiùenr d,' u, ne .... .-. .. "...":? .... "'". > / *, protective layer of the pàéité type, .it "e # µ¯, éjiéà #% 1 (if (Leile to protect this .silr.faèe at .pôint 0 -'t1 molten metal falls from years , the mold during the casting, thus forming in the surface of the mold a resor of cracks into which the metal penetrates with each casting, resulting in ribs on the outer surface of the casting. corresponding irregularities, which trace long stripes in
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the mold when the part is de.: loule :: e, by extraction.
During the. next casting operation these scratches in the mold naturally give rise to the formation of corresponding ribs on the casting, which thus receives an unsatisfactory surface.
The mold must ultimately be discarded or rebored to a larger inside diameter. Of course, the deterioration of the mold would be much more serious if its interior surface were not provided with a protective layer.
To avoid these drawbacks, it has been proposed to fix coaxially to the pouring orifice of the mold an interchangeable ring or sleeve of suitable material, embedded in the a-
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wound or attached to the end of the mold so that the molten metal first touches this element, and not the mold itself. The fact that the surface of the ring or sleeve is gradually damaged does not naturally affect the surface of the mold, nor the surface of the casting ;, and it is easy to replace a worn ring or sleeve.
In practice, however, the sockets create serious difficulties regardless of the quality of the embedding. It is practically very difficult if not impossible to fix the sleeve in the mold or at its end without resulting in a certain gap between the wall of the mold and the sleeve. even when this interval is very small, the metal in
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fusion penetrates there under the action of the very great centrifugal force, and thus forms fine burrs at the end of the casting. Once the metal has entered the gap, it grows larger and larger during the following runs, so that the burrs in turn become thicker and thicker.
When the parts are taken out of the mold, the burrs make grooves in the interior surface of the mold. When these burrs become very thick, they can cause the. part into two parts during contraction after casting., because they sometimes block the part in the pouring hole, so that it cannot contract freely. During the casting of a metal such as. cast, which solidifies by rapid cooling in the meantime to force hard white cast iron, the interior furrows of the mold '' become even more severe.
When the sleeve is embedded in the mold, other difficulties arise. Even when the socket is recessed as carefully as possible, it is overheated during casting relative to the mold surrounding it. As it cannot expand freely, it is subjected to contraction stresses which sooner or later lead to the formation of a gap between the sleeve and the mold. The molten metal then enters this gap during casting.
When the sleeves in question are not used to protect the mold, the casting orifice of the mold is generally closed by a ring which defines the length of the casting.
However, even when such a ring is used, it is practically very difficult to prevent the formation, between the ring and the mold, of a gap in which the molten metal
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can penetrate during casting. It therefore follows that further burrs are formed on the casting, and that these burrs make grooves in the mold during the extraction of the part.
All these drawbacks are avoided according to the present invention by the fact that the mold is provided with an extension with which it is integral without forming any joints or gaps into which the molten metal can penetrate during the casting. The accompanying drawing shows a longitudinal section of a mold, and indicates how ..lanière the invention can be implemented.
1 designates the mold which gives the. tubular part its external shape, 2 is the extension and 3 designates a cylinder head or a plug of another type embedded in the opposite end of the mold. The difference between the inner diameters A of the mold and B at the inner end of the extension should be at least twice the wall thickness of the tubular cast part. The outside diameter of the extension 2 is advantageously equal to the outside diameter of the mold itself.
As a result, the extension is kept hot, which prevents too much molten metal from being retained in this extension. However, it can receive an outside diameter smaller than that of the mold, for example when it is desired to reduce as much as possible the total weight of the mold.
The inner diameter C of the outer hole of the extension must not be larger than the inner diameter B of the inner hole, because the molten metal would tend to flow back to the outer hole during casting. .
Preferably, the diameter C is smaller than the diameter B to facilitate the flow of iron in the mold. The interior surface
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The upper part of the extension 2 is scratched during use, and this may result in difficulties. During the manufacture of a new mold, it is therefore advisable to choose the taper, that is to say the difference between the diameters B and C, larger than necessary for the flow of the iron inwards.
If the inner surface is too scratched, it can then be ground by turning, leaving a taper still sufficient for the iron to flow inwards. The extension 2 must be at least long enough so that the metal falls on the inner surface of this extension, and not on the inner surface of the mold itself during casting.
It has, however, been found that it is advisable, and even essential for the life of the coil, to give the extension a greater length because the gradual formation of large thermal cracks in the inner surface of the coupling fitting may be. hardly avoided, so that it is then not possible to use the mold without removal of the cracks by machining. However, the cracks can only be eliminated by pushing the cylinder head towards the interior of the mold so that the latter is shortened, which is generally not desired.
It is therefore obviously advantageous to be able to increase the internal length of the mold in the direction of the pouring orifice, by shortening the extension, so that the actual bore of the mold receives the same length as before removal. cracks in the coupling fitting. For this reason, it is therefore advisable to give the extension a longer length from the start than necessary to meet the aforementioned conditions.
If it is not desired, or if it is not possible for some reason to give the extension to the appropriate length,. or when it has been shortened so much that molten metal may fall onto the inner surface of the
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actual mold during casting ,, one can connect to the end of the extension 2 a complementary extension. It is irrelevant whether this may result in a gap in the joint between the two extensions. The main thing is that there is no gap in the joint between the main extension and the mold.