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"Procédé de fabrication de métal plaqué"
La présente invention concerne un procédé de fabrication de métal plaqua.
L'invention se propose de fournir un métal pla- que a ant un métal no au ou base et u'. métal de placage lié au premier, et au cours de la fabrication duquel l'un des mé- taux est, alors qu'il est initialement à l'état fondu., admis à se solidifier au moins partiellome et de façon % formet au moins un élément semi-solide ou rigide sur lequel l'autre mé- tal est dépesé à l'état fondu, la surface du premier métal placée au contact du second métal étant au moins partielle- ment fondue, provoquant ainsi par contact avec le second mé- tal et solidification ultérieure des doux métaux, un effet de liaison ou de souda,e parfait entre les deux métaux.
L'invention se propose Oralement d'utiliser ....le fait ph"siqur: qu'une pression d'air donnée maintient une
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hauteur donnée du métal un fusion, et d( f'oi'm<:1 une colonn.. de métal en funion, en ;rrmct;t.gnt 1.1'a '1l1.1'tlc extérieur'.' dl' cette oolonno de ce sollù1.l'nr au mol ,>i partie]lement, puis de verser un second m'hal en fusion qui déplace la j>ni,tic l'nnftue du pr'l!ln1er mô1-al par sor; prnprc poi'ln on i.IJp0r::
1 tion J. la pi><:;:- sion d'air donn\!e qui acsurc' lù !Th.'\1nti('n de la c(}lor1l1\, r'IJ\t1'- nissant ainsi un produit COr.lpOr31t1.! de .Jimcnf;1nns prôéix<:s , ayant des zones limites ou interfaces bien definies entre le métal qui a été ultérieurement coulé dans la colonne et le
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premier m4tal qui a été délJlacé.
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D'autres avantaj,cn et can2etéristictues de 1' ii;- vention seront mis en évidence dans la suite de la r113cri!')- tion, en référence aux dessina annexas dans lesquels :
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Fit. 1 est une vue en coupe verticale d'un d41:- f positif de mou1a"a pouvant Stre utilino pour la mise en (")euvl" du procède selon l'invention;
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FiC. 2 est une vue du moule de figure 1, rc- présentant les métaux destinés à former le produit coulú dans le moule ;
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Fip. 3 est une vue en coupe d'un produit coiil.5 selon l t invent10nl les différc nbs métaux étant représentas pour plux de clarté, avec des proportions et des :Eai s:l:ur:: exat-.érWs ; Fic. 4 est une représentation schématique d'une opération de laminage.
En figure 1, on a représenté un dispositif da moulage pour la mise en paratique du procédé selon l' in..
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vention. Ce dispositif de moulage comprend un r4sgrvoir 1.0
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comportant un conduit 12 ù'ntrsW ut un conduit 13 de sortie d'air comprimé, ces conduits "cant relias un comnrs:,eur ou à une pompe appropria'' (no>i représenta), utilisas pour alimt,-nt,3i4 le ,*6sorvoir an air comrr1m ot comportant tout,::;: com'nandea appropricus \>"'\.11" c'-.¯ le;r la p}'.. ';s1or. dans 11.' '.'1):-;".'. voir et le débit d'air coinpi,in4. Pendant l'opération d<; cuu- 115c le r.h,crv<)i1' 10 e;#t obturé par un courvercle amovible 1.
Pour la c,iulae, on place tans le ruservoir une poche 18 contenant une certaine quant 1. t.5 de métal de placage 20, dont les caractéristiques seront précisées dans la suite.
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Un tube de coulée 22 s'étznd à partir du couvercle l, vers le ':as dans la poche 1usqu 1 au voisinage de son fond et, loi d'une au,;m .ntation de la pression d'air dans le réservoir, le tnétal de placage est refoule vers le i:aut dans le tu''? et dans le moule 24. Le tube de coulée 22 de construction classique, est monté dans un ensemble approprié 26 fixé su:'
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le couvcrclo 16. tl en:>ém",1e 26 peut comporter une plaque de fond 28 ainsi qu'une autre plaque 30, cette dernière compar- tant un noyau 32 qui constitue un prolongement de l'extrémité supérieure du tube de coulée. L'ensemble 26 et le tube de cou-
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lée 22 sont portés par le couvorcle 16, sont sortis du ":::,"1'. voir lors de l'enl vement du couvercle, et sont évidemment Ternis en place en même temps que le couvercle.
Le moule 24 est placé à la partie supérieure
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de l' enf.:cm1:lc 26 et un tiroir d'obturation 34 est internn::e entre les deux éléments , par exemple cn coulissant dans une rainure m4naj;ée à l'extrémité inférieure du moule et en rau- puyant sur la plaque supérieure 30. Ce tiroir comporte une pi' oe rapportée ou noyau 36 en matière réfractaire, munie d'une ouverture coïncidant avec le passade menace dans le
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tube de coul..!"! :'ar.r la position d'ouverture du tiro!.!"', nui nt l'epl'úscntép h la r1H" 1. Le tiroir y'i vz'i d<flplaçôb],e <.1;)1':' une position opnosfe ou Je 1":!'me-tul"¯', wit;u:t à droite de. la ponition r>:jn.>l ;unt;1,% et QD.n3 laquelle \1..(; il,ce rannnwt.;.
:3011df! 3e j;I)";:r.r:1.d,> aloi,;. IF',')c: It tu: c <1<; rOUL(t.(. et lr:>1<; C,' r;.nnlr,j du Moule.
L 1'!()U],f1 34 <IL7mC'^nr. ava;(1.;',f!U:';0mt;nt un clament 40 an ,.rapll1 te Mlil111ta.nt une cavitc 112 et; lay6 4vcntu-11<:- ment dan1 une raidie ou dai'it= un cat'tG1' J! qui t tut 6t1'!..: en m''- tal. L'ëleninnt 40 en r raphi.te co:nport:: unu partie 1nfrf:'1':urr' 11/:; formant la. cavité T"'p1nclrmlc du moule ainsi qu'un embout de coulée '48 placé 3. la partie ::1ur0.rteun' de l'414ment Ji,1 L't pourvu d'un trou iii coulée 50 CiiVCI'i;ifll: de pr,r61'c]ct vers
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le haut.
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Il est t [)l'0\'U une poe hl) du c<ml>ée 52 P0U" le ;a''- tal de no,"au ou d ha:::f :51; c'';tt'-' pocha ii,; coulée pr<3r<;nta une l'ivre 5'5 pour facilite,' la coulée du m5tal.
Il n'e:;t pan nl:ce;sa1r( qu<; 1<;r deux mt-nu." utt- l1sÓs dans l'opération de placa" soient d'un ty['1p. particu- 1l lier, fna 1;; /1.1t.!u'JI.'nt fltiii choisie ou:'101 un yrand nom rp <1t- 1.i<1- taux. Dan3 1 :'.a:: con,.1d.5', or, ::<:ut C1'r)l:Si;' par é';Ct'Ullil': <'e l'acier itlr3x,cln:l.. comme m''-tal de placaije et dn l'acie>.. au cari..on; COr.1rl)' m-'tal de :(,'a.It. Lu; uLl1t:mttorIfi dc: n4#aur:
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nlarus sont ne'.]' r',!U:';(;;'; .'t .:,r connal't lex c11rrlcult(:! "(:'1C'];1- t::"W3 pour plaque! un acier cunsti tuant 1 noyau, J av('c dl'J 1 rôtau;< i'é'!J1:Jtant la corrccion.
Il c>;1 :t,; de nom'.."ùw7,::; "ai- . son!; cu difricult.:. l'unR 1.11:13 princijl'jn '!tant que li son: c<.x dii't'icultôs, l'ui;e d<;z princijwl<;s <fitant que jr;>; ; surfaces ,jcs deux métau;: qui dl')1vcnt Útrt;! l1ú, 'n3em"lc roi;t \ er,poacse à 1tatmo3p1(r.-: qui produit ur.t: corrosion importante t de ces surfaces ét empêche l' ttahl1sacmcrt d'une l1ainon ou t
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soudure efficace. Dans le cas considéré, on évite l'exposi- tion de ces surfaces -\ l'atmosphére.
Selon l'invention., on introduit de l'air sous pression dans le réservoir 10 et, en réponse à la pression ainsi établie, le métal de placage 20 est refoulé en montant dans le turede coulée susque dans le moule, le finir d'e- turation se trouvant évidemment en position d'ouverture (fig. 1). Lorsque le métal de placage atteint la hauteur dé- airée qui, dans le cas considéré, neuf correspondre à la partie supérieure de la cavité 42, matérialisée par la ligne 58, l'opéiation de coulée est terminée mais on maintient la pression dans le réservoir de façon conserver la co- lonne de métal en fusion dans le moulela hauteur impose.
La pression d'air est maintenue à la valeur désirée Jusqu' ce que le métal du moule se solidifie,au moins partiellement sur sa périphérie, en formant une coquil- le 60 (fig. 2). Le métal de noyau 54 est alors coulé à par- tir de la poche 52 dans l'embout de coulée 58 de manière à éliminer, ou tout au moins à réduire au minimum, une turbu- lence entre les deux métaux, de sorte que la zone limite entre les deux métaux corresponde sensi lement à un plan.
Du fait qu'une pression donnée dans le réser- voir maintient une hauteur donnée de métal dans le moule, la coulée du métal dans le moule se traduit par une hauteur ou colonne constante de métal en fusion dans le moulu, par- suite du maintien de la pression d'air désirée dans le ré- servoir, Si on continue à couler le métal de noyau-, la par - tie centrale du métal de placage est refoulée vers le bas, comme représenté par la ligne 62 (fig. 2), qui indique une
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phase interm±diaiT-;1 d l'0p":1'T\tl'-m do CGU1/l'. Un (cnt1:,:.J.().nt: à couler du métal de noyau 51l> 11 -e P 'Cl1Uit une cla:;cf:ntc ou un abaissement ccntinu (le ce mtltal et 1: la limita entre 1,;;7 deux métaux. C'ü:3t-È\-dit'(; de la 11,'' ±2.
La zone limite ou 11.s1"l"J entl'e les deux. m'-'- taux progresse usclue dani unp position (c-rT'(?!3p()ndant à .la quantité de métal de noyau coulée dans le moule, cc qui peut 6tre ddtermirié, selon l' 1 nVt?nt 10n, pai, un calcul pr'c 1.3 lk la quantité de métal de noyau dans le moule, en fone-
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tion de la dimensîon du moulc et d'autres facteurs tel:.: que le temps admlssV)le pour le refroidlsm0nt, etc..
L::¯:,que la limite entre les métaux arrive ainsi au niveau <14rir<F , à savoir au niveau du tiroir d'o',tu1'at1on 34, on arretu la coulée du métal de nuyau et la colonne formée par les dcu:: métaux en fusion dans le moule reste immobile. Le tiroir d'obturation est alors ramené dans la position d'oturation,
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c'est-\-d1.rc vers la droite <1<; fi:.ure 1: ui3 d'autres phu- son se déroulent, comma pat- exemple lu wllîchoment '.le la pression dans lt; réservoir 10 et l'extraction du moule 11(11':'1 du réservoir. On laisse ensuite se sn11<lif1er le m4tal dan!; le moule et le produit coule ou billette est entrait du moule et traité comme on le verra plus loin.
L'épaisseur de la coquille du métal plaque 60 est déterminée par l'intervalle de temps pendant lequel le métal plaqué reste dans le moule avant la coulée du métal de noyau, ainsi que par d'autres facteurs tels que les dimen- sions du moule, etc.. Ces facteurs sont aisément déterminas do sorte qu' on peut obtenir une coquille de l'épaisseur désirée. Bien que les dimensions des différents éléments
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et composante du dispositif décrit plus haut puissent être choisies à volonté, on a donné dans la cuite quelques exem- ples détaillée de réalisation de l'invention.
Dans une application pratique de l'invention., on a utilisa un moule 24 présentant une cavité de ###-### 75 x 230 x 2200 mm s'étendant susqu'à la 11:ne 58;Le métal de placa ea été coulé dans la cavité en établissant une pression d'air dans le réservoir et il a été maintenu dans oetto cavité pendant environ 10 secondes. Ensuite, le métal de noyau a été coulé pendant une période d'environ 30 secon- des et, dans cet intervalle de temps, la partie centrale en fusion du métal de placage a été refoulée vers le bas par le métal de noyau. Dans une telle opération, on a formé une co- quille 60 ayant une épaisseur de l'ordre de 5 mm.
On a uti- lise,comme métaux,de l'acier inoxydable 18-8 comme métal de placage et de l'acier au carbone 1010 comme métal de noyau.
On a chauffe l'acier inoxydable de placage à une température de l'ordre de 1570 C et le métal de noyau à une température de l'ordre de 1590 C ,
La billette ainsi formée est représentée en figure 3 mais, comme on l'a dit plus haut, les épaisseurs et proportions représentées sur cette figure sont exagérées.
Le dessin représente une billette 64 comportant un noyau 66 constitué d'acier au carbone (54) et un revêtement de pla- cage 68 constitué d'acier inoxydable (20). La billette a été ensuite laminée, comme indiqué à la figure 4, à l'aide d'un série de cylindres 70 de façon à obtenir une épaisseur de l'ordre do 0,5 mm. Ceci a permis d'obtenir un revêtement de placage d'une épaisseur de l'ordre de 0,03 mm. On a trouvé qu'un revêtement de placage de cette épaisseur donnait satis-
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faction pour toute une lai,,,;ce éainmoe d'n.ppli'"atjonn.
Dans l'o- pération de lamina'?, le W.=v8t:eni<oent: du 171.ac;i:;i; 0 '.11(! p'-l- lioule oxrfnrnif.'nt unH'or'mc qut ii'c;;t .>:;:; 0r(:u:;e lui 3 er<"r,Fm>oxte:.;t !!;:1::;t;ar,t(" ,...t qui <;:;? 1!.'!'' au DL'tal de noyau par, un''; J # du;"<: 'a:'rait'3 an 1111' il T;<> i .<,/Fuisc ci,'? <,ri;..>njai: dans l'ir:ter;"anc '.'ntre l<;'n . ;,tJt>' mÉ"àaui: .
Il t que non i:,<ul<?m;;nt la ':!.lltc: ou l'article c0.ul peu1 avoir rouLe< dimensions d'.I.;-c''c.j rras:x ' que Ou !'t:,:êter.lent plalu( ;r.:ut 0Li,e ,1<Ùt,;i,min.Je a volonté 1J:1.:' rapport au produit :'ina]., <;n alis::':!1.nt Hur la. durée de' tempn pondant laquelle on 1( métal se so11- difior nano le moule avant çue le m6tal (1(! n','au ne :oint cocu- 14 dans celui-ci.
La. qui ijr'é±',dLÎ a étil donnée 1. tit>'à ' d'exemple non lirnitarlf et f1'autrt';j variantes pt,uit<>nt fltt";; e;vira,,d.es iians sortir pour autant du cadre do i'inientlo;1,