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Procède et dispositif pour la fabrication de pièces non trempées dansun moule. métallique.
La présente invention se rapporte à la fabrication de pièces non trempées dans un moule métallique .
Il est bien connu, que lors de la coulée de pièces en fonte,le contact brusque' du métal en fusion avec la paroi métallique du moule provoque la 'formation d'une fonte blanche sur la périphérie de l'a pièce coulée. Afin d'éviter ce phénomène il est courant de garnir le moule d'un revêtement qui'évite un refroidissement tel qu'il se produise de la fonte blanche à la pésiphériec de la pièce coulée .
La présente invention qui s'applique particulière- ment à la réalisation de pièces en fonte , à spécialement en vue de produire 'des pièces non trempées par l'emploi d'un revêtement présentant d'autre part de multiples avantages .
Ce revêtement agit. non seulement comme organe pré- servatif du moule et afin d'éviter 'un refroidissement trop brusque du métal qui reste en- contact avec lui lors
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de la- coulée; mais il remplit également '"-"un -.rôle 8 la- coulée, mais il remplit égal-emenf'.-'uh -.rôle physico- chimique dont l'action coopère avec :l;préçéden,te pour obtenir à la périphérie de la pièce, coulée .une fonte grise caractérisée par des lamelles de graphite sans grand excès de cementite .
Suivant l'invention,ce revêtement est constitué par du silicium ou un alliage ou substance comportant du silicium à l'état libre , combiné ou dissous
Suivant une réalisation particulièrement avanta- geuse au point de vue' du prix de' revient du revêtement celui-ci pourrait notamment être constitué par du ferro--
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silieiun]-.-"- - - - - - Dans le cas d'une coulée de fonte, les phénomènes physico-chimiques qui se passent.ont pour résultat a'acëroitre la .tendance de la décomposition du carbure de fer' dentelle.
sorte que malgré' la grande vitesse - de' -refroidissement de la couche externe -le Fe3 C
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y est réduit en7-ses éléments donnant donc une fonte # grise -CaT'actér'i-s'ée par des lamelles de' graphite sans grand-excès' de cémentite libre au lieu d'une fonte 1'an'che: a- grand' 'excès de' cemenite . ' #:#;# Ce procédé- offre' 'don'C le double avantage de faciliter la formation de. fonte grise' â la périphérie 'de la pi7ece,-cc;ulée-., ef est â-dir-e d'éviter la trempe de ceils-ci, -et de -prol'onge'r 'èonsi'dér"t'blement d'autre part'¯ la'.durée du moule métallique .
,Dans' le' cas d'application aux moules métalliques utilisés pour la coulée centrifuge de tuyaux ou colonnes en fonte par exèmple , l'invention prévoit que le ferro-
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silicium pu la'substance ou'cilliage mentionnés ci- dessus seront 'étalés sur la périphérie intérieure du
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moule' par 1''action de la'force centrifuge .
A cet effet ces matières peuvent -être déversées dans le moule , qui tournera autour d'un axe sensible- ment horizontal ; soit au moyen d'une-rigole s'étendant tout'le long du moule ; soit au moyen d'un ajutage ; le moule rotatif et le dit ajutage subiront dans ce cas un mouvement relatif longitudinal .
Afin d'obtenir le plus grand nombre de pièces coulées dans.un'temps donné et notamment le plus grand nombre de tuyaux dans le cas d'un moule cylindrique rotatif , l'invention prévoit'également que le déverse- ment de la matière susdite dé revêtement et son appli- cation centrifuge pourront être réalisés peu de temps avant le déversement diz métal -en fusion .
Dans le cas de moules présentant une grande sur- face intérieure ,'ces déversements successifs pourront être'effectués sur des- portions¯ de -cette surface, alors que la totalité de'la surface ne" sera', pas encore couverte de la matière de revêtrement.
L'invention. prévoit également'que le déversement de la substance devant' constituer le revêtement ne s'effectuera que sur certaines-parties, du moule en laisant les autres parties à nu ou en les recouvrant d'un revêtement' d'une épaisseur différente de celle du revête- ment des premières, parties,susdites . ' Divers'détails concernant les: applications de l'invention sont donnés ci-dessous à titre d'exemple.
Comme-il à été dit, l'invention prévoit l'emploi de silicium ou..d'un alliage où-substance comportant du silicium dans une! réalisation -avantageuse l'on préconise l'emploi de ferro-silicium. Dans.ce-dernier cas on pourra- utiliser, un mélange contenant 40 à 80% de silicium , il va de soi cependant que dans certains
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cas le pourcentage de silicium pourrait sortir de ses limites. Au lieu de ferro-silicium on pourra dans certains cas utiliser une matière contenant un produit différent allié au' silicium.
Dans certains cas il pourrait également être fait usage de silicium pur agissant à la .fois comme agent chimique sur le métal de la coulée et comme agent pro- tecteur en ce'qui concerne 'le moule lui-même .
La substance ou l'alliage à base de silicium pourra être utilisé soit sous forme de pâte rendue adhésive par un produit liant quelconque', soit sous forme de poudre plus bu moins fine.
La matière utilisée devra être mise en plce avant . chaque coulée afin de recompléter le revêtement qui est en partie enlevé par chaque coulée .
On peut former un enduit ou pâte adhésive par le malaxage de la poudre de ferro-silici.um avec un produit adhésif tel que par exemple de la glutrine , de l'huile de lin, de.'la mélasse, de la'résine, du vernis , de la farine, de la dëxtrjne ou de la'colophane. Cette appli- cation de l'enduit s'effectuera, par exemple, au moyen d'une brosse' ou d'un pinceau , ou d'un vaporisateur ou pulvérisateur .
L'on pourra de même soit amener le moule à. une certaine température, soit chauffer la. matière à base de silicium préalablement à son'déversement dans le @ moule .
Il va'de soi que le brevet couvre de s? protection tous les corps ou composés dont l'action serait analogue à celle qui est exercée parole silicium suivant la description ci-dessus.
Dans le cas, qui sera particulièrement appliqué @
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aux moules destinés à la'coulée centrifuge et ou la matière est utilisée sous forme de poudre , elle pourra être introduite à la main dans le moule avant ou pen- dant la rotation , s'il s'agit d'un moule de faible longueur' .
S'il s'agit d'un moule de grande longueur , tel que par exemple celui qui est utilisé pour la coulée des tuyaux ,' il pourra être fait usage entre autres de l'un ou l'autre des dispositifs représentés aux dessins ci- annexés. Dans ces dessins :
Fig.l représente en perspective avec brisure une vue schématique d'un moule rotatif pourvu d'une rigole pour le déversement de la matière 'de revêtement.
Fig. 2 représente une coupe transversale d'un moule rotatif pourvu de 'deux rigoles servant respectivement au déversement de la matière de revêtement et au déverse- ment du métal fondu
Dans le cas de-la fig..l, une rigole 1 d'une lon-
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gueur 'presque égale â la longueur du moule 2 est suscep- tible de coulisser sur une tige de guidage 5 auteur de laquelle elle pourra basculer de façon à renverser dans le moule la substance à base.de silicium qui y est con- tenue .
Cette substance par l'effet de la force centrifuge sera ensuite répartie sur toute la paroi du moule. Cette opération étant. effectuée , le métal en fusion pourra être déversé dans. le moule'.
On comprend que la rigole pourrait être remplacée par un ajutage débitant la-substance susdite ; dans ce cas, afin de recouvrir toute la.paroi du moule, il y aurait lieu d'établir entre le moule et l'ajutage un
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mouvement relatif longitudinal d'une amplitude égale à la longueur du moule .
Afin d'assurer la succession rapide des opéra- tions de mise en place de la substance à base de silicium et de la coulée du métal en fusion, l'invention prévoit la disposition à l'intérieur du moule 2 (voir fig.2) de deux tiges de guidage 3 sur lesquelles peuvent coulisser et basculer successivement', suivant le sens des flèches indiquées , la rigole 4 contenant la matière base de silicium et la rigole 5 contenant, le métal en fusion .
Il est compréhensible que ces deux rigoles pourraient être reliées entre elles et être disposées de façon à pouvoir être basculées dans le même sens ,par exemple autour du même axe, de manière que les déversements successifs de la matière a base de silicium et du métal en fusion s'effectuent automatiquement par l'actionne- ment d'une commande unique'.
Il faut 'remarquer que l'invention prévoit également que le revêtement à base de silicium pourra ne recouvrir que certaines parties du moule en laissant soit les autres parties a nu, soit en les recouvrant d'un autre revêtement. Ce résultat pourra notamment être obtenu , dans le cas d'emploi d'une rigole pour le déversement de la matière à base de silicium , par le compartimentée-' transversal de celle'-ci les'dits compartiments rece- vant ou non de la matière ; dans le cas d'un ajutage on pourra prévoir'un robinet en réglant le dépit .
REVENDICATIONS.
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1. Procédé de fabrication'de pièces non trempées dans des moules métalliques caractérisé par ce que la
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surface intérieure du moule est,recouverte de silicium ou d'un alliage comportant du silicium à l'état libre, combiné ou dissout .
2. Procédé suivant la revendication 1 caractéri- - se par ce que la matière susdite de revêtement est pré- alablement malaxée avec un produit liant adhésif tel que par exemple,de la glutrine, de l'huile de lin, de la mélasse , de la résine , de la farine , de la dextrine, ou de la colophane.
5. Procédé suivàn't la revendication 2 caractérisé par ce que la matière susdite de revêtement convenable- ment malaxée' avec un liant adhésif est appliquée sur la surface intérieure du moule préalablement chauffé.
4. Procédé suivant l'une où l'autre des revendi- cations 1 à 3 caractérisé par ce'que la matière susdite de revêtement à l'état de pâte ou d'enduit ou à létat pulvérulent est répartie sur la surface intérieure du moule ..par l'action de 'la force centrifuge,le dit moule étant 'soumis à un mouvement de rotation .
5. Procédé suivant; -la revendication 4 caractérisé par ce que la- matière susdite de revêtement est répartie dans le moule un peu avant'que ce dernier ne reçoive la matière à mouler .
6. Procédé suivant la revendication 5 caractérisé par ce que la dite -répartition de la matière de revê- tement a lieu par portions, chacune des portions rece- vant aussitôt 1-a massé fondue à mouler .
7. Procédé suivant .une'ou plusieurs des revendi- cations précédentes'caractérisé par ce que la répar- tition de la matière du revêtement s'effectue de telle façon que certaines .portions, de'la paroi du moule n'en soient pas recouvertes.
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8. Moule métallique pour'la fabrication de pièces non trempées caractérisé par ce que l'entièreté ou une partie de ses parois intérieures sont recouvertes d'une couche de silicium ou d'un alliage comportant du sili- cium à l'état libre combiné ou dissout .
9. Dispositif. pour la fabrication de pièces non trempées dans un moule métallique caractérisé par ce que le dit moule est susceptible préalablement à la, coulée de la masse à mouler, d'être animé d'un mouvement de rotation destiné à assurer la répartition sur ses parois intérieures d'un revêtement en silicium ou en tout alliage comportant du silicium à l'état libre combiné ou dissout.
10. Dispositif suivant la revendication 9 carac- ' térisé par ce qu'une rigole d'une longueur à peu près égale à'celle du moule et contenant la matière susdite de revêtement peut être introduite à l'intérieur du moule et y être'basculée de manière à déverser la dite matière'.
11. Dispositif suivant la revendication 9 caracté- . risé par ce que le moule et un ajutage par lequel est amenée la matière susdite de revêtement sont déplaçables longitudinalement l'un par.rapport à l'autre .
12. Dispositif suivant la revendication 11 carac- térisé par ce que le-débit de l'ajutage susdit est réglé par un dispositif approprié.
: Dispositif suivant la revendication 10 carac- térisé par ce qu'une seconde'rigole destinée à déverser la massé fondue à mouler est prévue à côté de oelle destinée à déverser la matière susdite de revêtement.
14. 'Dispositif suivant'-la revendication 13 carac- térisé par ce que ces deux rigoles sont basculables autour'd'un même axe, celle contenant la matière susdite
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de revêtement se vidant avant l'autre .
15. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 10, 13 et 14 caractérisé par ce que la rigole servant au déversement de la matière du revête- ment est compartimentée par des parois transversales .
16. Pièce moulée au moyen d'un moule métallique suivant la description ci-annexée .
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Method and device for the manufacture of parts not soaked in a mold. metallic.
The present invention relates to the manufacture of parts not soaked in a metal mold.
It is well known that in the casting of castings, the sudden contact of the molten metal with the metal wall of the mold causes the formation of a white cast iron on the periphery of the casting. In order to avoid this phenomenon, it is common practice to line the mold with a coating which prevents cooling such as occurs from the white cast iron to the pésiphériec of the casting.
The present invention, which is particularly applicable to the production of cast iron parts, especially with a view to producing unhardened parts by the use of a coating, moreover having multiple advantages.
This coating works. not only as a preservative of the mold and in order to avoid too sudden cooling of the metal which remains in contact with it during
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of the casting; but it also fulfills' "-" a -.role 8 la- casting, but it also fulfills-emenf '.-' uh -.physico-chemical role whose action cooperates with: the preceding, te to obtain the periphery of the part, casting .a gray cast iron characterized by graphite flakes without large excess of cementite.
According to the invention, this coating consists of silicon or an alloy or substance comprising silicon in the free, combined or dissolved state.
According to a particularly advantageous embodiment from the point of view of the 'cost price' of the coating, the latter could in particular consist of ferro--
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silieiun] -.- "- - - - - - In the case of a cast iron, the physicochemical phenomena which take place have the result of increasing the tendency of the decomposition of the iron carbide.
so that despite 'the high speed - of' -cooling of the outer layer -the Fe3 C
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y is reduced to its elements thus giving a #grey cast iron -CaT'actér'i-s'ée by strips of 'graphite without great-excess' of free cementite instead of a cast iron: a - large '' excess of 'cemenite. '#: #; # This process offers'' don'C the double advantage of facilitating the formation of. gray cast iron 'at the periphery' of the piece, -cc; ulée-., ef is to avoid the quenching of these, -and -prol'onge'r 'èonsi'dér "t on the other hand 'the' duration of the metal mold.
, In 'the' case of application to metal molds used for the centrifugal casting of pipes or cast iron columns for example, the invention provides that the ferro-
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silicon or the above-mentioned substance or 'cillage' will be spread over the inner periphery of the
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mold by the action of centrifugal force.
For this purpose these materials can be poured into the mold, which will rotate around a substantially horizontal axis; either by means of a channel extending all along the mold; either by means of a nozzle; the rotary mold and said nozzle will in this case undergo a relative longitudinal movement.
In order to obtain the greatest number of parts cast in a given time and in particular the greatest number of pipes in the case of a rotating cylindrical mold, the invention also provides for the pouring of the aforementioned material. The coating and its centrifugal application can be carried out shortly before the pouring of the molten metal.
In the case of molds having a large internal surface, 'these successive discharges can be carried out on portions¯ of this surface, while the whole of the' surface will not be 'yet covered with the material. of coating.
The invention. also provides' that the spillage of the substance to 'constitute the coating will only be carried out on certain parts of the mold, leaving the other parts bare or by covering them with a coating' of a thickness different from that of the coating of the first, parts, above. Various details relating to the applications of the invention are given below by way of example.
As has been said, the invention provides for the use of silicon or..d'un alloy where-substance comprising silicon in a! -advantageous embodiment the use of ferro-silicon is recommended. In the latter case, it is possible to use a mixture containing 40 to 80% silicon, it goes without saying, however, that in some
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case the percentage of silicon could go out of its limits. Instead of ferro-silicon, it is possible in certain cases to use a material containing a different product alloyed with silicon.
In some cases, use could also be made of pure silicon acting both as a chemical agent on the metal of the casting and as a protective agent with regard to the mold itself.
The silicon-based substance or alloy may be used either in the form of a paste made adhesive by any binder product, or in the form of a more or less fine powder.
The material used must be placed before. each pour in order to replenish the coating which is partially removed by each pour.
An adhesive coating or paste can be formed by kneading the ferro-silicon powder with an adhesive product such as, for example, glutrin, linseed oil, molasses, resin, etc. varnish, flour, dextrin or colophony. This application of the coating will be effected, for example, by means of a brush or a paint brush, or a sprayer or sprayer.
We can either bring the mold to. a certain temperature, or heat it. silicon-based material prior to its pouring into the mold.
It goes without saying that the patent covers s? protection all bodies or compounds whose action would be analogous to that which is exerted by silicon according to the description above.
In the case, which will be particularly applied @
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molds intended for centrifugal casting and where the material is used in powder form, it can be introduced by hand into the mold before or during rotation, in the case of a mold of short length '.
If it is a mold of great length, such as for example that which is used for the casting of pipes, 'use may be made, inter alia, of one or other of the devices shown in the drawings above. - appended. In these drawings:
Fig. 1 shows in perspective with broken away a schematic view of a rotary mold provided with a channel for the discharge of the coating material.
Fig. 2 shows a cross section of a rotary mold provided with two channels for pouring out the coating material and pouring out the molten metal, respectively.
In the case of fig..l, a channel 1 of a length
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A length almost equal to the length of the mold 2 is capable of sliding on a guide rod 5 from which it can swing so as to overturn the silicon-based substance contained therein into the mold.
This substance by the effect of centrifugal force will then be distributed over the entire wall of the mold. This operation being. performed, the molten metal can be poured into. the mold'.
It is understood that the channel could be replaced by a nozzle delivering the aforementioned substance; in this case, in order to cover the entire wall of the mold, it would be necessary to establish between the mold and the nozzle a
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longitudinal relative movement of an amplitude equal to the length of the mold.
In order to ensure the rapid succession of the operations of placing the silicon-based substance and the casting of the molten metal, the invention provides for the arrangement inside the mold 2 (see fig. 2). two guide rods 3 on which can slide and tilt successively ', in the direction of the arrows indicated, the channel 4 containing the silicon base material and the channel 5 containing the molten metal.
It is understandable that these two channels could be connected to each other and be arranged so that they can be tilted in the same direction, for example around the same axis, so that the successive discharges of the silicon-based material and of the metal in merger are carried out automatically by actuating a single command '.
It should be noted that the invention also provides that the silicon-based coating may cover only certain parts of the mold leaving either the other parts bare or by covering them with another coating. This result may in particular be obtained, in the case of using a channel for the discharge of the silicon-based material, by the transverse compartmentalization of the latter, the said compartments which may or may not receive the. matter; in the case of a nozzle, a valve can be provided by adjusting the spite.
CLAIMS.
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1. Manufacturing process' of parts not soaked in metal molds characterized in that the
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The interior surface of the mold is covered with silicon or with an alloy comprising silicon in the free, combined or dissolved state.
2. A method according to claim 1 charac- - is in that the aforesaid coating material is previously kneaded with an adhesive binder product such as, for example, glutrin, linseed oil, molasses, resin, flour, dextrin, or rosin.
5. A method as claimed in claim 2 characterized in that the aforesaid coating material suitably mixed with an adhesive binder is applied to the inner surface of the pre-heated mold.
4. A method according to either of claims 1 to 3 characterized in that the aforesaid coating material in the form of a paste or coating or in the pulverulent state is distributed over the interior surface of the mold. ..by the action of 'centrifugal force, said mold being' subjected to a rotational movement.
5. Next process; -Claim 4 characterized in that the aforesaid coating material is distributed in the mold a little before the latter receives the material to be molded.
6. Method according to claim 5, characterized in that the said -distribution of the coating material takes place in portions, each of the portions immediately receiving 1-mass melted to be molded.
7. A method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the distribution of the material of the coating is effected in such a way that certain portions of the wall of the mold are not. covered.
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8. Metal mold for the manufacture of unhardened parts characterized in that all or part of its inner walls are covered with a layer of silicon or an alloy comprising silicon in the combined free state. or dissolved.
9. Device. for the manufacture of parts not soaked in a metal mold characterized in that said mold is capable, prior to the casting of the mass to be molded, of being driven by a rotational movement intended to ensure the distribution on its internal walls a coating of silicon or of any alloy comprising silicon in the free state, combined or dissolved.
10. Device according to claim 9, characterized in that a channel of a length approximately equal to that of the mold and containing the aforesaid coating material can be introduced inside the mold and be therein. tilted so as to discharge said material '.
11. Device according to claim 9 charac-. ized in that the mold and a nozzle by which the aforesaid coating material is supplied are movable longitudinally one par.rapport to the other.
12. Device according to claim 11, characterized in that the flow rate of the aforesaid nozzle is regulated by an appropriate device.
Device according to Claim 10, characterized in that a second rig for pouring the molten mass to be molded is provided next to it for pouring the aforesaid coating material.
14. 'Device according to'-claim 13 charac- terized in that these two channels are tiltable about the same axis, that containing the aforesaid material
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coating emptying before the other.
15. Device according to either of Claims 10, 13 and 14, characterized in that the channel serving for the discharge of the material of the coating is compartmentalized by transverse walls.
16. Part molded by means of a metal mold according to the attached description.