CH287631A - Procédé et installation pour la coulée centrifuge de pièces métalliques. - Google Patents

Description

  <B>Procédé et installation pour la coulée centrifuge de pièces métalliques,</B>    La     présente    invention est relative à un  procédé pour la coulée centrifuge de pièces       métalliques    de forme     annulaire,    dans lequel  on coule une masse de métal en fusion dans       un    moule rotatif préalablement chauffé, puis  refroidi pendant la coulée, ledit moule étant  en rotation pendant la coulée de faon à sou  mettre ladite masse à la force centrifuge.  



  Les pièces métalliques annulaires obtenues  par ce procédé présentaient sur la périphérie  cylindrique     des    criques ou     autres    défauts qui  doivent être attribués au coefficient élevé de  transmission de chaleur des parois du moule  cylindrique et aussi, le plus souvent, des dé  fauts d'homogénéité, résultant essentiellement  des inégalités du régime de coulée et de re  froidissement pratiqué jusqu'à présent.  



  La présente invention a pour but l'obten  tion par coulée centrifuge de pièces métalli  ques annulaires de structure homogène,  exemptes de criques, de fissures et de toutes  inclusions solides ou gazeuses.  



  Le procédé que comprend l'invention est  caractérisé en ce qu'on règle l'intensité du  refroidissement en fonction de la masse de  métal à traiter et de la vitesse de rotation  du moule et en ce qu'on fait varier au cours  de la coulée l'intensité de     refroidissement.    et  la vitesse de rotation du moule pour tenir  compte de l'augmentation de la masse centri  fugée au cours du processus de coulée.  



  Dans une mise en     oeuvre    particulière du  procédé que comprend l'invention, dans la-    quelle la. coulée centrifuge s'effectue     autour     d'un axe     horizontal,    le moule est chauffé par  un chauffage interne et refroidi par un cou  rant d'air réglable, appliqué à la périphérie  extérieure du moule, de telle sorte que l'on  peut régler à volonté la perte calorifique     du-          dit    moule.  



  Le     dessin    annexé représente, à titre  d'exemple, une forme d'exécution d'une ins  tallation destinée à la. mise en     oeuvre    du pro  cédé.  



  La     fig.    1 représente l'installation en élé  vation avec brisures partielles, et  la     fig.    2 est une coupe par un plan verti  cal désigné par     II-II    à la     fig.    1, montrant  en outre     des    moyens de     refroidissement    et de  mise en     mouvement    du moule rotatif, ainsi  que l'opération de coulée.  



  L'installation représentée comprend un  moule cylindrique 2 mis en rotation autour  d'un axe horizontal     I-I.    Ce moule présente,  à ses deux extrémités, des flasques 3 et  qui limitent la largeur du lingot et sont enga  gés sur la paroi cylindrique 5, laquelle ne  présente qu'une épaisseur relativement faible.  Cette paroi cylindrique .5 est garnie extérieu  rement d'ailettes 6 perpendiculaires à l'axe  de rotation     I-I,    régulièrement et parallèle  ment disposées entre les flasques 3 et 1. Les  flasques reposent respectivement sur quatre  galets 7 et 8, montés sur leurs arbres respec  tifs 9 et 10.

   L'arbre 9 est l'arbre de sortie  d'un variateur de vitesse 11 du moteur     1?.         Si     on.    suppose que l'arbre 9 tourne dans le  sens de la flèche X, le moule tourne donc  clans le sens de la flèche Y. Un ventilateur 13,  dont le rotor est entraîné, par exemple, par  une courroie 14, montée sur une poulie 15 de  l'arbre 9, refoule de l'air par une conduite  16 sur les     ailettes    6 dans le sens de la flèche  Z. Cette conduite 16 est donc disposée de  façon que le jet d'air qui en sort soit dirigé  en sens inverse de la rotation du moule 2.  



  Une soupape 17 est montée sur la conduite  de refoulement 16 pour permettre de régler  le débit. d'air envoyé sur les ailettes 6, même  lorsque la vitesse de rotation des galets reste  inchangée.  



  Le moule 2 est, en outre, équipé d'une  source de chaleur dans sa zone centrale. Cette  source de chaleur est représentée sous la  forme de deux     électrodes    de carbone 18-18'  entre lesquelles un arc électrique peut jaillir  pour chauffer l'intérieur du moule.  



  Pour couler, par exemple, un lingot  d'acier doux, dans l'installation qui vient  d'être décrite, on opère comme suit:  Afin d'éviter le contact du métal à couler  avec la paroi cylindrique 5 peu épaisse du  moule, on peut au préalable badigeonner l'in  térieur de celui-ci avec un lait de silice et de  bentonite ou répartir la couche réfractaire 19  à former par centrifugation et chauffage pro  gressif. En même temps, on aura rempli ainsi  les joints formés à la réunion de la paroi  cylindrique 5 et des flasques 3 et 4, ce qui  facilite le démoulage subséquent.  



  Après avoir chauffé l'intérieur du moule 2  de façon à le porter à une température d'en  viron 400  C, on commence, par exemple, par  verser rapidement dans ce moule, à partir  d'une creuse 20, une masse d'acier suffisante  pour qu'elle ne puisse pas se solidifier et       subisse    l'action de la centrifugation. L'acier  est versé à une température comprise entre  1500 et 1600  C. L'acier     -est    ensuite versé le  plus lentement possible,     afin    que les couches  de liquide qui viennent à se former aient  une épaisseur la plus petite possible.

   L'inten  sité du refroidissement est réglée de façon  que la déperdition de chaleur du moule soit    faible pendant la coulée et quelque temps  après celle-ci, puis elle est augmentée de  façon que la température du moule ne dé  passe pas 600  C.  



  La coulée d'une pièce annulaire d'acier  doux d'une cinquantaine de kilos, par exem  ple, comprend les trois phases suivantes:  Au cours d'une     première    phase coïncidant  avec le     commenceraient    de la coulée, on fait  tourner le moule chauffé à une vitesse telle  que la force centrifuge développée soit au  minimum le double clé celle qui est néces  saire pour que le métal fluide     prenne    la forme  d'un anneau au contact. du moule. Cette pre  mière phase dure environ dix minutes. tandis  que la coulée a été     achevée    après environ  deux minutes.  



  Au cours d'une deuxième phase, on coupe  l'apport de chaleur et fait descendre la vi  tesse à une valeur telle que la force centri  fuge correspondante soit approximativement  égale à. celle qui est     nécessaire    pour que le  métal fluide prenne la forme d'un anneau  au contact du moule. Cette deuxième phase  peut, prendre fin au bout de quinze minutes       environ.     



  Dans une troisième phase, on     'Lait.    tourner  le moule à une vitesse telle que la force cen  trifuge soit égale environ au triple de celle       qui    est nécessaire pour que le métal fluide  prenne la forme d'un anneau. Lorsque la  température du métal est de 600-550  C,       eommenee    le tassement final du métal     coulé     avec évacuation des dernières traces de gaz.  Cette troisième phase peut durer une heure  et demie.  



  La centrifugation étant. arrêtée, on enlève  alors l'un des deux     flasques    latéraux. On re  tire facilement, par suite de la contraction  du métal, le lingot, annulaire qu'on laisse  refroidir     lentement    pendant 48 heures envi  ron, recouvert de cendres chaudes.  



  D'autres mises en     oeuvre    du procédé pour  raient être appliquées à.     1a    coulée de pièces  telles que des engrenages dont la périphérie  extérieure     s'écarte    de la forme cylindrique.  Dans ce cas, on peut utiliser un moule ou  tambour rotatif, présentant un profil intérieur      correspondant à la pièce désirée, sans s'écar  ter de la portée des revendications ci-après.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la coulée centrifuge de pièces métalliques de forme annulaire, dans lequel on coule une masse de métal en fusion dans un moule rotatif préalablement chauffé, puis refroidi pendant la coulée, ledit. moule étant en rotation pendant la coulée de faqou à soumettre ladite masse à la force centri fuge, caractérisé en ce qu'on règle l'intensité du refroidissement en fonction de la masse de métal à traiter et de la vitesse de rotation du moule et en ce qu'on fait. varier au cours de la coulée l'intensité du refroidissement et la vitesse de rotation du moule pour tenir compte de l'augmentation de la masse centri fugée au cours du processus de coulée.

   II. Installation pour la coulée centrifuge d'une pièce métallique de forme annulaire, pour la mise en cQuv re du procédé suivant, la revendication 1, caractérisée par un moule a. paroi cylindrique relativement mince, mis en rotation autour d'un axe horizontal, ledit moule présentant. un flasque à chaque extré mité pour limiter la largeur de la pièce, par des moyens de mise en rotation du moule réalisés de façon à permettre une variation de la vitesse de rotation de celui-ci pendant la coulée et le refroidissement de la pièce, par une source de chaleur dans la zone cen trale du moule et par des ailettes de refroi dissement sur la périphérie extérieure du moule.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, dans lequel la coulée centrifuge s'effectue autour d'un axe horizontal, caractérisé en ce que le moule est chauffé par un chauffage interne et refroidi par un courant d'air réglable, appliqué à la périphérie extérieure du moule. 2. Procédé suivant la revelidication 1 et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la coulée centrifuge est. exécutée en phases suc cessives dans la première desquelles ont fait . tourner le moule chauffé à une vitesse telle que la force centrifuge soit. au moins égale à.

   celle qui est nécessaire pour que le métal fluide prenne la forme d'un anneau en con tact avec le moule, cette vitesse pouvant alors être réduite dans une deuxième phase sans apport. de chaleur au moule et être augmen tée dans une troisième phase de refroidisse ment pour devenir au moins-égale à la valeur pour laquelle la force centrifuge correspond à celle nécessaire pour que le métal flui & prenne la force d'un anneau en contact avec le moule. 3.

   Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1 et \?, appliqué à la fabrication d'une pièce d'acier doux, caracté risé en ce que la durée des différentes phases de formation de la. pièce coulée est une fone- tion de la masse de métal en traitement. et en ce que la coulée progressive avec centrifuga tion en plusieurs phases est effectuée à partir d'une température du moule de 400 C, tan dis que les conditions de refroidissement exté rieur du moule sont réglées de façon à.

   main tenir faible la déperdition de chaleur du moule, le refroidissement étant ensuite aug menté pour éviter que la température du moule ne dépasse finalement.<B>550</B> à 600 C. 4. Installation suivant la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une part, parmi les moyens de mise en rotation du moule, un variateur de vitesse et, d'autre part, comme moyen de refroidissement, un ventilateur qui refoule de façon réglable de l'air froid sur le moule en rotation en sens inverse du sens de rotation dudit, moule.