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Procédé de coulée d'alliages en métaux autres que le fer.
Pour fabriquer des moulages dits de série, par exemple, des garnitures de portes, poignées de portes, armatures et similaires, on coule le plus souvent des alliages de métaux autres que le fer, par exemple de cuivre-zinc, ou de cuivre-nickel ou des alliages similaires avec addition d'aluminium. Pour pouvoir fabriquer ces pièces en série, on ne se sert pas de moules en sable ou similaires, dans lesquels on ne peut couler qu'une fois, mais on utilise des coquilles. Ces coquilles sont des moules en fonte ou en acier qui peuvent servir un grand nombre de fois .
Lorsqu'on fabrique des moulages en série, il faut avoir soin que les pièces puissent être sorties du moule aussi propres et lisses que possible, car la fabrication en série ne serait guère rénumératrice, s'il fallait encore faire subir aux pièces, une fois coulées, des opérations prenant un certain temps, telles que l'ébarPage, le meulage et le polissage. Le seul avantage qu'on retire -
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rait de l'opération, si l'on appliquait avec les coquilles le même procédé qu'avec les moules en sable consisterait uniquement dans la possibilité de se servir du moule pendant assez longtemps.
Sur la pièce coulée elle-même, la différence qui résulte de l'em- ploi en soi d'une coquille comme moule n'est que fort peu per- ceptible. Il peut même arriver que, lorsqu'on coule le métal liquide dans une coquille froide, on obtienne des moulages plus mauvais, à cause du refroidissement brusque du métal chauffé, que si l'on avait employé un moule en sable, Mais l'emploi en soi des coquilles a souvent encore un autre inconvénient. En effet, le défaut de poli des pièces coulées même dans une coquil- le chauffée peut encore avoir une autre raison.
Comme on le sait, les coquilles, comme les moules en sable, sont formées de deux pièces qui doivent être vissées à fond l'une sur l'autre pendant la coulée, sans quoi le métal liquide s'écoulerait par le joint formé par ces deux pièces formant une arête importante autour de la pièce coulée. Lorsqu'on verse le métal liquide dans la coquille, l'air qui se trouve dans les cavités du moule ne peut en sortir que par le jet de coulée, mais alors il forme des bouillons dans le jet de métal et ces bouillons apparaissent dans la pièce moulée finie à l'intérieur et à l'extérieur sous forme de soufflures. Cet inconvénient est moins apparent avec les moules en sable, car ces moules sont poreux et l'air peut être facilement chassé à l'extérieur à travers leurs parois.
L'air qui reste dans la coquille a encore, à un autre point de vue, un effet nuisible en particulier dans le cas des alliages au zinc.
En effet l'air favorise la combustion (oxydation) du zinc contenu dans l'alliage, et le produit de la combustion forme, a la lon- gue, un dépôt solide sur les parois du moule et obstrue même les canaux de passage de faible section, par lesquels le métal liqui- de ne peut plus passer.
Pour éviter ces inconvénients, on a chauffé la coquille à une température très inférieure à la température de fusion du
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métal à couler. On s'abstenait de chauffer la coquille davantage par préjugé, parce qu'on supposait d'une part que la structure de la pièce moulée finie ne serait pas satisfaisante et d'autre part qu'on perdrait beaucoup de temps jusqu'à ce que la coquille fût refroidie, parce qu'on croyait qu'il fallait laisser la coquille se refroidir lentement après la coulée, avant que l'on puisse en retirer la pièce finie. Mais on n'était pas non plus arrivé à un résultat satisfaisant, en élevant davantage la température de la coquille, parce que l'air séjournant dans la coquille exergait une action encore plus nuisible.
Ces moyens ne permettaient pas d'arriver au résultat cherché consistant à obtenir des pièces propres et lisses. Même, si l'on avait retiré la pièce de la coquille aussi tôt que possible après l'opération de coulée, la coquille se serait tout de même refroidie rapidement, puisqu'il fallait ensuite appliquer sur ses parois un enduit liquide, absolument indispensable dans le cas du moulage en coquille pour pouvoir faire sortir les pièces du moule.
Pour chasser l'air dont la présence est nuisible dans la coquille, on a déjà employé le moyen suivant. On a chauffé la coquille avant d'y couler le métal et on a versé un peu de graisse dans le jet de coulée. En brûlant dans la cavité'de la coquille, cette graisse chasse une partie de l'air à l'extérieur. Et en coulant le métal liquide peu de temps après avoir versé la graisse dans la coquille, on obtenait de temps à autre des pièces de meilleure qualité. Mais la température à laquelle on chauffait la coquille restait encore notablement inférieure à la température de fusion du métal à couler. Ce procédé ne permettait pas non plus une fabrication de moulages en série, puisqu'on laissait refroidir le moule, une fois la coulée faite, et qu'on n'opérait le démoulage qu'une fois le moule refroidi.
Il fallait ensuite appliquer d'abord l'enduit sur les parois de la coquille, puis la chauffer de nouveau avant de pouvoir procéder à la coulée suivante. En appliquant ce procédé, le fait d'obtenir des pièces moulées propres ne dépendait toujours que du hasard.
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Le problème que l'inventeur s'est posé consistait donc à trouver un procédé qui permette dans tous les cas de fabriquer rapidement des pièces moulées propres. Il fallait pour cela faire abstraction de tous les anciens préjugés existants. Il fallait avant tout utiliser simultanément trois moyens pour arriver d'une manière certaine au résultat cherché. On s'est décidé, contrairement à tous les anciens principes, à chauffer la coquille à une température d'environ 9000 et de maintenir cette température en permanence pendant toute la durée de l'opération de coulée. En tout cas, on a chauffé les coquilles à une température très peu inférieure au point de fusion du métal à couler.
Pour pouvoir enduire la coquille après chaque coulée, ce qui aurait eu évidemment pour effet de la refroidir, on a utilisé une bouillie formée de verre liquide, de stéatique et de chlorure de calcium, qui, une fois appliquée sur'SLa coquille, peut résister à plusieurs centaines de coulées et, ce qui est le principal, ne perd pas son action favorable sous l'effet de la température élevée. Le chauffage de la coquille à haute température permettait aussi de la débarrasser complètement de l'air nuisible. En effet, lorsqu'on verse de la graisse ou similaire dans la coquille chauffée à 9000, la flamme de la combustion s'échappe par le jet de coulée à très grande vitesse et tout l'air qui n'a pas été déjà consommé pendant la combustion est expulsé de la coquille comme par une explosion.
A ce moment on verse le métal liquide dans la coquille et comme elle est vide d'air, il le remplit exactement. De ce fait, il s'applique immédiatement contre les parois de la coquille, sans bouillonner, ce qui empêche d'une manière absolue la formation de soufflures. Il en résulte que les pièces moulées sont extrêmement propres et lisses. Pour retirer les pièces de la coquille, on n'attend nullement qu'elle soit refroidie, au contraire, on l'ouvre aussitôt après la coulée et on retire la pièce.
Il est évident qu'une coquille aussi fortement chauffée risque dans certains cas de se déformer et que le travail avec
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une coquille portée au rouge clair offre certaines difficultés.
Par suite la coquille est entourée d'une enveloppe calorifuge en amiante ou similaire, dans laquelle elle repose élastiquement .
Cette enveloppe calorifuge est encore entourée d'une enveloppe en fonte, sur laquelle la coquille est également solidement fixée pendant la coulée. La pratique a montré d'une manière irréfutable que ce procédé combiné permet d'obtenir des pièces moulées à une cadence rapide, qui sortent du moule parfaitement propres et lisses et n'ont besoin que d'un léger polissage pour pouvoir être éventuellement galvanisées ou vernies.
REVENDICATIONS.
L'invention a pour objets :
1. Un procédé permettant de fabriquer à une cadence rapide des pièces moulées parfaitement lisses en métaux et alliages de métaux autres que le fer, caractérisé par le fait que l'on emploie une coquille, qui a été enduite avant la coulée d'une bouillie formée par exemple de verre liquide, de stéatique et de chlorure de calcium et chauffée à une -température légèrement inférieure à la température de fusion du métal à couler, dans laquelle on introduit peu de temps avant d'y couler le métal liquide une graisse épaisse, de l'huile, du suif ou du tétrachlorure de carbone ou similaire et dans laquelle on verse le métal liquide aussitôt que l'explosion s'y est produite.
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Process for casting alloys of metals other than iron.
To manufacture so-called series castings, for example, door fittings, door handles, frames and the like, alloys of metals other than iron, for example copper-zinc, or copper-nickel are most often cast. or similar alloys with the addition of aluminum. In order to be able to manufacture these parts in series, one does not use sand molds or the like, in which one can only pour once, but one uses shells. These shells are cast iron or steel molds that can be used a large number of times.
When making mass-produced casts, care must be taken that the parts can be taken out of the mold as clean and smooth as possible, since mass production would hardly pay off, if the parts still had to be subjected to once castings, time-consuming operations such as deburring, grinding and polishing. The only advantage we get -
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If the same process were applied with the shells as with the sand molds, it would only be possible to use the mold for quite a long time.
On the casting itself, the difference which results from the use per se of a shell as a mold is hardly perceptible. It may even happen that, when the liquid metal is poured into a cold shell, we obtain worse casts, because of the sudden cooling of the heated metal, than if we had used a sand mold, but the use in itself shells often has yet another drawback. Indeed, the lack of polish of the castings even in a heated shell can have yet another reason.
As is known, shells, like sand molds, are formed of two pieces that must be screwed tightly together during casting, otherwise the liquid metal would flow through the joint formed by these. two pieces forming a large ridge around the casting. When the liquid metal is poured into the shell, the air which is in the cavities of the mold can come out only through the pouring jet, but then it forms broths in the metal jet and these broths appear in the molded part finished inside and outside in the form of blowholes. This disadvantage is less apparent with sand molds, as these molds are porous and air can be easily forced out through their walls.
The air which remains in the shell has, from another point of view, a detrimental effect in particular in the case of zinc alloys.
In fact, the air promotes the combustion (oxidation) of the zinc contained in the alloy, and the combustion product over time forms a solid deposit on the walls of the mold and even obstructs the small passage channels. section, through which the liquid metal can no longer pass.
To avoid these drawbacks, the shell was heated to a temperature much lower than the melting temperature of the
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metal to be cast. We refrained from heating the shell further out of prejudice, because on the one hand it was assumed that the structure of the finished casting would not be satisfactory and on the other hand that a lot of time would be lost until the shell was cooled, because it was believed that the shell should be allowed to cool slowly after casting, before the finished piece could be removed. But neither had we achieved a satisfactory result, by further raising the temperature of the shell, because the air remaining in the shell exerted an even more harmful action.
These means did not make it possible to achieve the desired result of obtaining clean and smooth parts. Even if the part had been removed from the shell as soon as possible after the casting operation, the shell would still have cooled quickly, since it was then necessary to apply a liquid coating to its walls, absolutely essential in the case of shell molding to be able to get the parts out of the mold.
To drive out the air, the presence of which is harmful in the shell, the following means have already been employed. The shell was heated before the metal was poured into it, and a little grease was poured into the casting stream. On burning in the shell cavity, this fat drives some of the air to the outside. And by pouring the molten metal shortly after pouring the grease into the shell, you get better quality parts from time to time. But the temperature to which the shell was heated was still significantly lower than the melting point of the metal to be cast. This process did not allow mass production of castings either, since the mold was allowed to cool, once the casting had been made, and that the demolding was only carried out once the mold had cooled.
It was then necessary to first apply the coating on the walls of the shell, then heat it again before being able to proceed to the next casting. By applying this process, getting clean castings was always a matter of chance.
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The problem which the inventor set himself therefore consisted in finding a process which in all cases made it possible to quickly manufacture clean molded parts. For that, it was necessary to set aside all the old prejudices that existed. Above all, three means had to be used simultaneously to achieve the desired result with certainty. We decided, contrary to all the old principles, to heat the shell to a temperature of about 9000 and to maintain this temperature permanently throughout the duration of the casting operation. In any case, the shells were heated to a temperature very little below the melting point of the metal to be cast.
In order to be able to coat the shell after each casting, which would obviously have had the effect of cooling it, a slurry formed of liquid glass, steatic and calcium chloride was used, which, once applied to the shell, can withstand to several hundred castings and, what is the main thing, does not lose its favorable action under the effect of the high temperature. Heating the shell at a high temperature also allowed it to be completely free of harmful air. Indeed, when grease or the like is poured into the shell heated to 9000, the flame of combustion escapes through the casting jet at very high speed and all the air that has not already been consumed during combustion is expelled from the shell as if by an explosion.
At this point the liquid metal is poured into the shell and since it is empty of air, it fills it exactly. Therefore, it is applied immediately against the walls of the shell, without bubbling, which absolutely prevents the formation of blisters. As a result, the molded parts are extremely clean and smooth. To remove the parts from the shell, we do not wait for it to be cooled, on the contrary, we open it immediately after casting and remove the part.
It is obvious that such a strongly heated shell risks in certain cases of deformation and that the work with
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a shell brought to light red presents certain difficulties.
As a result, the shell is surrounded by a heat-insulating casing made of asbestos or the like, in which it lies elastically.
This heat-insulating casing is still surrounded by a cast-iron casing, on which the shell is also firmly fixed during casting. Practice has shown irrefutably that this combined process makes it possible to obtain molded parts at a rapid rate, which come out of the mold perfectly clean and smooth and only need a light polishing to be able to be possibly galvanized or varnished.
CLAIMS.
The objects of the invention are:
1. A process for producing at a rapid rate perfectly smooth castings of metals and alloys of metals other than iron, characterized by the fact that a shell is used, which has been coated before pouring a slurry. formed for example of liquid glass, steatic and calcium chloride and heated to a -temperature slightly below the melting temperature of the metal to be cast, in which a thick grease is introduced shortly before pouring the liquid metal therein , oil, tallow or carbon tetrachloride or the like and into which the liquid metal is poured as soon as the explosion has occurred therein.
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