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"PERFECTIONNEMENTS APPORTES AU FACONNAGE DES MATIERES NON-METALLI- QUES ET METALLIQUES"
L'invention est relative au façonnage par coulée, moulage et conformation, y compris par refoulement, étirage et à la presse, de matières non-métalliques et métalliques qui, dans la phase initiale de leur traitement, peuvent se trouver, ou non, à l'état liquide ou fluide.
Comme exemples des matières qui peuvent être traitées confor- mément à l'invention, on peut citer les métaux, spécialement les métaux non-ferreux, le verre, les compositions organiques, telles que, par exemple, les résines naturelles ou synthétiques ou des compositions de moulage contenant de telles résines, le caoutchouc ou les compositions à base de caoutchouc, les compositions à base
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d'ester ou d'éther cellulosique.
Certaines des matières auxquelles l'invention peut être appliquée peuvent être traitées, à volonté, à l'état liquide ou fluide ou à l'état non-fluide. D'autres matières auxquelles l'invention peut être appliquée peuvent seulement être traitées lorsqu'elles se trouvent à l'état liquide ou fluide, tandis que d'autres peuvent seulement être traitées lorsqu'elles se trouvent dans un état qui est considéré normalement comme l'état solide, bien qu'elles puissent couler dans une certaine mesure sous l'effet du traitement auquel elles sont soumises.
L'invention est basée sur la constatation que l'emploi de moules ou matrices formées en métal léger ou en alliages de métaux légers, qui ont des surfaces anodisées, - c'est-à-dire qui ont subi un traitement anodique et ont donc reçu un revêtement par voie électro-chimique, - offre de grands avantages pour l'exécu- tion du procédé en question.
L'invention consiste donc, d'une manière générale, en un procédé pour façonner ou conformer par coulée, moulage, refoule- ment, étirage et pressage, des matières susceptibles de subir un tel traitement, ce procédé faisant usage de moules, de parties de moules, par exemple des noyaux, ou de matrices établies en alumi- nium ou un alliage d'aluminium, dont la surface intérieure a été anodisée.
L'invention porte également sur le procédé de fabrication de tels moules, parties de moules ou matrices, suivant lequel les surfaces de ces organes sont anodisées et sont éventuellement soumises à des traitements qui seront décrits ci-après.
En plus, l'invention porte sur des matrices, moules et parties de moules destinés à être utilisés pour le façonnage de matières de la façon indiquée ci-dessus, qui sont établis en aluminium ou un alliage d'aluminium et dont la surface intérieure a été anodisée.
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Ia surface extérieure de ces éléments peut également être anodisée et la surface intérieure et/ou extérieure peut éventuelle- ment être décapée avant d'être soumise au traitement anodique.
Ces éléments peuvent être établis d'une manière appropriée quelconque, par exemple par coulée, mécanisation ou forgeage, les éléments étant ensuite traités, d'une façon généralement connue, de manière qu'au moins leurs surfaces intérieures, c'est- à- dire les surfaces qui entreront en contact avec le métal en fusion, soient revêtues d'un film intégral d'oxyde d'aluminium produit par un procédé électro-chimique, ou, en d'autres mots, anodiséea.
Avant l'application du procédé électro-chimique à ces éléments, les surfaces intérieures de ceux-ci peuvent être soumises à un traitement mécanique ou autre qui peut être nécessaire pour assurer que la surface du moule présente un grain aussi serré que possible ou une texture de surface aussi lisse que possible.
L'épaisseur, ainsi que la porosité du revêtement intégral d'oxyde ou anodisé peuvent être variées en adoptant une façon de procéder appropriée dans le traitement anodique, et la mrface peut être telle qu'elle soit pratiquement imperméableo
Lorsque la surface anodisée possède une nature poreuse, elle peut être imprégnée, de la manière connue en soi, en la traitant avec des natières appropriées, et par exemple à l'aide de substan- ces appelées inhibiteurs et/ou lubrifiants.
Ainsi, par exemple, le revêtement anodique peut être imprégné de graphita ou d'autres matières qui peuvent contribuer à faciliter le détachement des parties du moule da la pièce coulée.
Dans certains cas, le revêtement intégral d'oxyde ou anodique peut être soumis à des opérations d'obturation, par exem- ple en les traitant à l'aide de certains sels métalliques ou en les soumettant à Inaction d'eau à une température élevée appropriée, ce qui contribuera, came il est connu, à assurer la continuité
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du revêtement d'oxyde d'aluminium, afin d'assurer l'obtention d'un fini de surface plus net et de faciliter la séparation des pièces coulées ou autrement moulées du moule ou le passage de la matière refoulée à travers la matrice.
Lorsque le graphite est utilisé comme agent d'imprégnation, il agira en donnant à la surface une forte résistance à la chaleur, sans toutefois gêner la transmission de chaleur des pièces coulées au moule.
Le revêtement anodique peut être formé d'une façon connue quelconque et à l'aide de n'importe quels électrolytes.
Ainsi, les électrolytes peuvent, par exemple, contenir da l'acide sulfurique, oxalique, chronique ou autres, ou les électro- lytes employés peuvent être tels qu'ils permettent l'obtention d'un fini brillant ou poli comme un miroir, et les conditions de travail en ce qui concerne la concentration et, en général, la composition de l'électrolyte et les conditions dans lesquelles il est employé, peuvent être variées dans de larges limites connues.
Il est connu que l'emploi de certains électrolytes dans le traitement anodique est préférable à celui d'autres électrolytes pour la production d'un oxyde d'aluminium intégral serré, dense, d'une résistance extrême à l'usure et résistant à la corrosion.
Toutefois, il n'est généralement pas connu que, comme résultat d'un tel traitement, le film d'oxyde augmente le taux de trans- mission de la chaleur d'un corps chauffé, qui se trouve en contact avec lui, à l'aluminium ou l'alliage d'aluminium sur lequel ce revêtement est formé.
Des essais effectués par les inventeurs ont toutefois prouvé que la conductibilité du film d'oxyde facilite la transmission de chaleur, ce qui peut être désirable dans beaucoup de cas, notam- ment dans celui de la coulée.
En plus, dans le cas de la coulée, le décapage ou un traite- ment analogue augmentera l'étendue totale de la surface, d'où
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il résulte que, après la traitement anodique, le taux de transmis- sion de la chaleur se trouve encore augmenté, et comme les pro- priétés réfractaires du film ne sont aucunement altérées, il n'existe aucun risque le voir le métal fondu s'attacher à la sur- face du moule, et les gaz développés peuvent être absorbés par pénétration, grâce à la porosité microscopique produite par l'ap- plication d'un procédé de décapage approprié avant l'anodisation.
La décapage ou traitement similaire de la surface intérieure du moule produit una infinité de très petites poches qui sont disponibles pour absorber et former des réservoirs pour les gaz qui se dégagent de la surface du métal fondu, ce qui constitue une protection contre l'obtention de pièces coulées poreuses.
Pour favoriser davantage la transmission de la chaleur, le moule est, de préférence, établi de façon à assurer la réalisation du degré voulu de transmission de la chaleur, par conductibilité, du métal ou autre matière devant être coulée ou moulée, au corps du moule lui-même, et à assurer ensuite la déperdition de la chaleur de ce moule.
Ainsi, les moules peuvent être pourvus d'ailettes et/ou autres moyens de refroidissement, l'effet de refroidissement étant, si nécessaire, encore renforcé par l'agencement du moule dans une chambre à travers laquelle on fait passer un moyen de refroi- dissement.
Dans certains cas., le moule peut être solidaire d'une telle chambre de refroidissement, à travers laquelle on peut faire passer des sels fondus ou des solutions aqueuses de ceux-ci, ou d'autres liquides, ou même de l'eau ou de l'air.
Les moules mêmes peuvent, comme, indiqué ci-dessus, être cons- truits en aluminium forgé ou en fonte d'aluminium et, dans ce dernier cas, les moules peuvent être reproduits par coulée, de modèles en bois ou fabriqués en d'autres matières appropriées, les surfaces intérieures du moule étant soumises à un traitement
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mécanique ou autre, qui est nécessaire pour obtenir la texture de surface voulue.
Un des avantages de l'invention résulte du fait que le moule et le métal coulé dans la moule peuvent avoir la même ou très approximativement la même composition, de sorte que le moule et le métal devant être coulé peuvent avoir des coefficients de dilata- tion très voisins l'un de l'autre.
A cet égard, ainsi qu'à d'autres points de vue, l'invention présente des avantages très importants par rapport aux méthodes connues de coulée par gravité et en coquille de métaux non-ferreux, particulièrement de métaux légers, tels que l'aluminium et les alliages d'aluminium et d'autres matières susceptibles de subir un tel traitement.
Chaque moule suivant l'invention peut être utilisé coma moule principal dont on peut reproduire un certain nombre de moules.
Dans le cas où, par exemple, une production à très grande échelle est nécessaire, on opère au mieux de la façon suivante :
A l'aide de modèles appropriés, on établit un moule princi- pal, fabriqué mécaniquement ou autrement, et soumis ensuite au traitement anodique et à tout traitement de surface additionnel qui peut être désirable.
A l'aide de ce mule principal, on forme, par coulée, une série de moules permanents, lesquels présentent évidemment une forte correspondance de forme et de dimensions, ne nécessitant ainsi que peu de préparation supplémentaire, et ces moules permanents posséderont aussi une correspondance très utile de structure de grain, laquelle, à son tour, permet d'assu- rer la réalisation de conditions très régulières au point de vue des propriétés physiques du métal, ainsi que la meilleure forme possible du film d'oxyda.
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"IMPROVEMENTS IN THE SHAPING OF NON-METALLIC AND METALLIC MATERIALS"
The invention relates to the shaping by casting, molding and shaping, including by upsetting, drawing and pressing, of non-metallic and metallic materials which, in the initial phase of their treatment, may or may not be present. liquid or fluid state.
As examples of the materials which can be treated according to the invention, there may be mentioned metals, especially non-ferrous metals, glass, organic compositions, such as, for example, natural or synthetic resins or compositions. moldings containing such resins, rubber or rubber-based compositions, compositions based on
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ester or cellulose ether.
Some of the materials to which the invention can be applied can be processed, at will, in the liquid or fluid state or in the non-fluid state. Other materials to which the invention can be applied can only be treated when in a liquid or fluid state, while others can only be treated when in a state which is normally considered to be. solid state, although they may flow to some extent as a result of the treatment to which they are subjected.
The invention is based on the finding that the use of molds or dies formed of light metal or alloys of light metals, which have anodized surfaces, - that is to say which have undergone an anodic treatment and therefore have received an electrochemical coating, - offers great advantages for the execution of the process in question.
The invention therefore consists, in general, of a process for shaping or shaping by casting, molding, upsetting, stretching and pressing, materials capable of undergoing such a treatment, this process making use of molds, parts. molds, for example cores, or dies made of aluminum or an aluminum alloy, the inner surface of which has been anodized.
The invention also relates to the method of manufacturing such molds, parts of molds or dies, according to which the surfaces of these members are anodized and are optionally subjected to treatments which will be described below.
In addition, the invention relates to dies, molds and mold parts for use in shaping materials as indicated above, which are made of aluminum or an aluminum alloy and whose inner surface has been anodized.
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The exterior surface of these elements may also be anodized and the interior and / or exterior surface may optionally be etched before being subjected to the anodic treatment.
These elements can be established in any suitable manner, for example by casting, mechanization or forging, the elements then being treated, in a generally known manner, so that at least their interior surfaces, i.e. say the surfaces which will come into contact with the molten metal, are coated with an integral film of aluminum oxide produced by an electrochemical process, or, in other words, anodizeda.
Prior to the application of the electrochemical process to these elements, the interior surfaces thereof may be subjected to mechanical or other treatment which may be necessary to ensure that the surface of the mold has as tight a grain as possible or texture. surface as smooth as possible.
The thickness, as well as the porosity of the integral oxide or anodized coating can be varied by adopting a suitable procedure in the anodic treatment, and the surface can be such that it is substantially impermeable.
When the anodized surface has a porous nature, it can be impregnated, in the manner known per se, by treating it with suitable materials, and for example with the aid of substances called inhibitors and / or lubricants.
Thus, for example, the anodic coating can be impregnated with graphita or other materials which can help to facilitate the detachment of the mold parts from the casting.
In some cases, the integral oxide or anodic coating may be subjected to sealing operations, for example by treating them with certain metal salts or by subjecting them to the inaction of water at an elevated temperature. appropriate, which will contribute, it is known, to ensure the continuity
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of the aluminum oxide coating, to provide a cleaner surface finish and to facilitate the separation of castings or otherwise molded from the mold or the passage of the forced material through the die.
When graphite is used as an impregnating agent, it will act by giving the surface a high heat resistance, without however hindering the heat transmission from the castings to the mold.
The anode coating can be formed in any known manner and using any electrolytes.
Thus, the electrolytes can, for example, contain sulfuric, oxalic, chronic or other acid, or the electrolytes employed can be such as to obtain a glossy or polished finish like a mirror, and the working conditions with regard to the concentration and, in general, the composition of the electrolyte and the conditions under which it is employed, can be varied within wide known limits.
It is known that the use of certain electrolytes in the anodic treatment is preferable to that of other electrolytes for the production of a tight, dense, extremely wear-resistant, wear-resistant integral aluminum oxide. corrosion.
However, it is generally not known that, as a result of such treatment, the oxide film increases the rate of heat transfer from a heated body, which comes in contact with it, to the heat transfer. aluminum or the aluminum alloy on which this coating is formed.
Tests carried out by the inventors have, however, proved that the conductivity of the oxide film facilitates the transmission of heat, which may be desirable in many cases, particularly in that of casting.
In addition, in the case of casting, pickling or the like will increase the total area of the surface, hence
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it follows that, after the anodic treatment, the heat transmission rate is further increased, and since the refractory properties of the film are not altered in any way, there is no risk of the molten metal s' attach to the surface of the mold, and the developed gases can be absorbed by penetration, due to the microscopic porosity produced by the application of a suitable pickling process prior to anodization.
The pickling or similar treatment of the interior surface of the mold produces an infinite number of very small pockets which are available to absorb and form reservoirs for the gases which are given off from the surface of the molten metal, which is a protection against obtaining. porous castings.
To further promote heat transmission, the mold is preferably set up so as to achieve the desired degree of heat transmission, by conductivity, from the metal or other material to be cast or molded, to the mold body. itself, and then ensure the loss of heat from this mold.
Thus, the molds can be provided with fins and / or other cooling means, the cooling effect being, if necessary, further enhanced by the arrangement of the mold in a chamber through which a cooling means is passed. dement.
In some cases, the mold may be integral with such a cooling chamber, through which molten salts or aqueous solutions thereof, or other liquids, or even water or air.
The molds themselves may, as indicated above, be constructed of forged aluminum or cast aluminum and, in the latter case, the molds may be reproduced by casting, from wooden models or made from others. suitable materials, the interior surfaces of the mold being subjected to treatment
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mechanical or other, which is necessary to obtain the desired surface texture.
One of the advantages of the invention results from the fact that the mold and the metal cast in the mold can have the same or very approximately the same composition, so that the mold and the metal to be cast can have expansion coefficients. very close to each other.
In this regard, as well as from other points of view, the invention has very important advantages over the known methods of gravity and shell casting of non-ferrous metals, particularly light metals, such as aluminum and aluminum alloys and other materials capable of undergoing such treatment.
Each mold according to the invention can be used as a main mold from which a certain number of molds can be reproduced.
In the case where, for example, a very large-scale production is necessary, one operates at best as follows:
Using suitable models, a main mold is established, fabricated mechanically or otherwise, and then subjected to the anodic treatment and any additional surface treatment which may be desirable.
With the help of this main mule, a series of permanent molds are formed by casting, which obviously have a strong correspondence in shape and size, thus requiring little additional preparation, and these permanent molds will also have a correspondence. Very useful grain structure, which in turn assures the achievement of very regular conditions from the point of view of the physical properties of the metal, as well as the best possible shape of the oxide film.