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Procédé et dispositif pour le façonnage des
Il y a différents dispositifspour le façonnage des mé- taux à l'état chaud, connus sous le nom de procédés de pres- sage à chaud.L'expérience a cependant montré que l'augmenta- tion de la densité du métal par pressage selon les procédés employés habituellement jusqu'à présent ne suffisent pas,de sorte que souvent il faut effectuer un pressage préalable et un pressage postérieur,même lorsque les pièces prépressées, comme ob les appelle,doivent être fabriquées soit par coula- ge en sable, soit par coulage en jet.
Les inconvénients qui se produisent avec ce procédé sont jusqu'à présent les suivants : a)-l'apparition de plis et de bulles comme conséquence des phénomènes de succion postérieure(fig.l)se produisant lors du coulage de la pièce préalable, b)-la. répartition irrégulière des impuretés de fonte,qui se produit tant dans la rigole de succion postérieure qu'à la
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surface de la pièce moulée, qui engendre des bulles et des plis sur la pièce moulée./
La présente invention consiste en un procédé pour le façonnage des métaux et dans les dispositifs servant à sa réalisation,
ainsi qu'il est représenté dans les dessins.u'est ainsi que la figol représente les plis de succion qui se pro- duisent en amenant des inconvénients avec les autres procédés;. la fig.2 le dispositif du moule supérieur et inférieur,sur- tout pour les presses individuelles et la fig.3 le dispositif pour le pressage simultané de plusieurs pièces.
L'idée de l'invention est constituée par le fait que l' on donne aux lingots qui servent à la fabrication des presses moulées la forme d'un segment sphérique,tandis que le moule, ainsi qu'il est exposé ci-après,affecte une conformation par- ticulière. Comme on le sait,parmi tous les volumes, c'est la sphère qui a le volume maximum pour une surface déterminée minimumoSi donc l'on choisit pour le lingot brut la forme sphérique,on doit, pour le façonnage de celle-ci,depuis la forme sphérique,procéder par force à l'agrandissement de la surface extérieure au moyen d'un autre corps,par exemple à partir d'un cylindre en guise de remplaçant pour lingot;
c'est pourquoi la formation d'une fente, par suite d'un rétrécisse- ment de la surface extérieure devient impossible.Il s'ensuit, en outre,comme cela est montré par la théorie,que le façonna- ge d'une calotte sphérique nécessite moins de travail,c'est- à-dire que pour une consommation d'énergie identique,on ga- rantit la plus grande étanchéité possible de la pièce moulée sous pression.
Le cercle de section de la sphère d'une calot- te est limité de son côté par le plus petit pourtour de la plus grande surface,ce qui permet maintenant que les impure- tés du coulage,qui encore toujours chassées vers le haut,se réunissent dans la couche supérieure de la calotte et régu- lièrement et comme l'expérience l'a montré se répartissent mieux et plus uniformément que dans toute autre forme de procédé analogue à l'invention dont il est question ici.Ega- @
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lcment,le canal de succion ultérieure disparait par l'emploi et le choix de la forme de la calotte,presque complètement et il ne se produit dans la forme qu'une cavité à peine percep- tible.
L'invention s'étend par elle-même également au:!: formes de pièces coulées qui ne se représentent pas schématiquement des corps à forme de calotte sphérique,mais qui cependant se rapprochent de la forme sphérique,par exemple,les volumes de rotation avec surfaces courbes,engendrés par des. arcs de cer- cle ou des volumes à surface analogue.
Il ne faut pas manquer de signaler que le choix heureux de la forme de la calotte confère des avantages au procédé, car si,par cette manière, la formation de fente si indésirable pendant le coulage du lingot brut n'est pas complètement évi- tée, elle est cependant réduite à un minimum.
La formation de fente qui se produit sur le lingot de la succion résiduelle peut également disparaître lors des coula- ges sous pression ultérieurs,lorsque les moules de coulage à chaud ont subi un rétrécissement de forme(cylindre).Le volume intérieur de la calotte doit, en raison de la succion résidu- elle ou retrait,être un peu plus grand que le volume inté- rieur du lingot.
Il est cependant en outre très important que la forme de la oalotte soit amenée à une proportion exacte comparative- ment au volume nécessaire.Plus la .calotte se rapproche de la demi sphère,plus le canal de succion deviendra grand et plus deviendront grandes les fentes de succion gênante pour beau- coup de pièces montées.Ainsi cet effet surprenant montre é- galement la précision de la.
conception de l'invention,qui est basée sur le choix de la calotte en guise de moule pour le lingot coulé à chaud sous pression.On doit également signaler que conme ci-dessus,aussi bien le haut degré que le cercle de limitation supérieure demeure exactement en proportions exac- tes par rapport au volume ultérieur de la pièce coulée.La grandeur réelle qui,pour chaque cas particulier de calotte, @
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doit être choisie, se détermine par un calcul simple du volu- me du lingot pressé et tenant compte de la formation des é- barbures.
Un avantage éminemnent économique et intéressant dans la technique du procédé de la nouvelle méthode réside également dans le fait que l'atelier de pressage à chaud devient indé- pendant de l'approvisionnement en lingot d'alliage. Bien plus, on peut mener tout le procédé de travail depuis la matière première jusqu'à la pièce coulée à chaud finie,en une seule opération sous son propre dontrôleo
La. supposition,établie par le choix de la calotte comme forme de moule pour la formation de plus grands effets de dé formation et la décantation régulière des impuretés,est em- pêchée par le choix exact de la forme du moule à presser (fig.
2).lequel,cela se conçoit,demande la plus grande propreté et laplus grande compacité du lingot prépresséoLa partie supé- rieure 0 de la matrice est un très grand volume cylindrique comparativement à la pièce coulée,tandis que la partie infé- rieure U de la matrice est r emplie par le lingot de pressage, qui, par exemple,peut être un cylindre(par exemple un lingot préalable),lequel accuse exactement la capacité en volume que doit avoir la presse finie coulée à chaud.
Un percuteur de choc automatique A. limite le fond de ce cylindre par en-dessous,totalement ou partiellement et permet d'un côté le travail rapide et, d'un autre côté, par suite de son réglage en direction verticale,l'emploi de la même forme de moule pour les pièces coulées, il reste une ébarbure commn- ne G contre laquelle agit l'autopercuteur et qui, au moyen de cette ébarbure commune,rejette la pièce coulée.Dans ce cas,la presse à estamper n'entre pas en jeu pour élargir 1'ébarbure suivant les besoins. Le procédé s'accomode également dans cha- que cas,quand d'après la fig.3 l'on produit 2 ou plusieurs pièces coulées.
Les pièces coulées produites trouvent leur place dans la partie supérieure 0 du moule à presser(figo2),qui est prévue assez grande suivant les considérations établies jusqu'actuel- @
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lement, il ne peut-être possible de former ou engendrer une é- barbure de pressage plus fine et plus étroite,mais,au con- traire,une ébarbure de force suffisante,pour non seulement empêcher d'emporter les impuretés réunies à la partie supé- rieure de la calotte,mais aussi assez forte à la solidifica- tion pour réagir à la réaction de la pression de la presse, c'est-à-dire empêcher le ramolissement d'autre matière,sui- vant le côté,
mais par contre garantir la chute des parties de matières libres d'impuretés qui sont encore chaudes et susceptibles de moulage sous la presse jusqu'à remplissage du mouleur ces dispositions, on obtient,avec le travail minima de déformation,une pièce pressée beaucoup plus den- se et dénuée de fentes et craquelures, qui facilite le tra- vail ultérieur.
L'ébarbure de fonderie contenant les impuretés est en- levée suivant le procédé connu.
Dans maints cas,il s'est montré avantageux de soumet- tre le lingot brut à un pressage préalable.Dans de tels cas, conformément à l'invention, le pressage préalable peut être entrepris lorsque l'alliage se trouve entre l'état liquide et celui de solidification.bien que l'alliage plus liquide ne soit pas pressable,lorsqu'il se trouve dans un état entre la courbe de solidification et de liquéfaction,jusqu'au point à la teneur en cuivre-comme également utilisable-se trouve entre 56 et 65%,lequel état est reconnaissable égale- ment extérieurement par une apparence mate de la surface extérieure.Si l'on profite de ce court état intermédiaire, l'opération de moulage sous pression s.'effectue avec une fai- ble dépense d'énergie et de même les impuretés sont chassées dans l'ébarbure.
Ce procédé peut naturellement être employé non seule- ment pour le coulage sous pression préalable des lingots, mais-aussi au moulage des pièces finies.