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"Procédé de fabrication de pièces en fonte composée"
Pour des raisons d'ordre technique et économique, des corps métalliques des genres les plus divers, qui étaient fabriqués jaais sous la forme de simples corps en fonte, sont maintenant établis sous la forme de corps métalliques composés qui comportent des parois formées de deux couches. L'une des couches de la paroi est constituée par une partie-support préparée d'une manière quelconque, sur laquelle la deuxième couche est appliquée par coulée.
La partie-support est généralement établie en acier, tandis que le bronze est utilisé la plupart du temps pour la couche de fonte.
Pour la fabrication de la fonte composée, on a préconisé une série de procédés, dont le procédé de fritta est le procédé de coulée par immersion sont les plus répandus.
Dans le procédé de frittage, la forme établie par la partiesupport est remplie de bronze, par coulée. Le corps à deux couches qui est ainsi formé, est alors tassé dans un pot de graphite que l'on place dans un four à recuire en vue du frittage. Ces opérations de travail prennent beaucoup de temps et exigent des installations et appareillages coûteux. Un désavantage important réside toutefois dans le fait que le tassement du corps demi-fini peut seulement être effectué après le refroidissement, de sorte qu'il n'est pas possible d'utiliser la chaleur de fusion pour l'opération de frittaga. La consommation de chaleur est donc considérable, d'autant plus que la température de frittage doit être maintenue pendant une demi-heure, au moins, pour obtenir une liaison suffisante entre les deux couches métalliques.
Le procédé de coulée par immersion est de réalisation sensi-
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blement plus simple et est aussi plus favorable au point de vue do la dépense de chaleur; il ne garantit toutefois pas une liaison sûre entre la partie-support et la partie rapportée par coulée.
La présente invention concerne, par contre, un procédé dont la réalisation est d'une simplicité extrême et qui se distingua par une économie supérieure et un besoin et une consommation minima de moyens auxiliaires techniques. La particularité du procédé consiste en ce que la partie support est d'abord préchauffée à une température supérieure à celle nécessaire pour la diffusion entre le métal du support et le métal rapportépar coulée, et en ce que la forme délimitée par la partiesupport est ensuite remplie de métal en fusion, tant que la partie-support est encore chaude.
Le procédé peut être réalisé en appliquant la coulée par immersion, la partie-support constituant une délimitation de forme qui est librement accessible pour le métal en fusion lors de l'im- mersion de la forme, de telle manière que la partie-support est préchauffée par l'immersion de la forme, jusqu'à proximité de son bord supérieur, dans le métal en fusion.
Il a été constaté qu'une manière de procéder particulièreuent avantageuse consiste à préchauffer la partie-support dans un bain de métal qui forme un recouvrement protecteur contre l'oxydation.
Il est recommandable d'utiliser un bain de métal contenant des composants à action réductrice. Comme bain de recouvrement convient particulièrement un alliage de cuivre et de plomb ou un alliage de cuivre et de zinc, dont la composition peut varier dans de larges limites et dont la teneur en cuivre est d'autant plus grande que la température de préchauffage désirée de la partie-support est plus élevée.11 a été constaté qu'il est avantageux d'additionner 1-3la d'étain et 0,1-0,5% de magnésium à l'alpage de recouvrement; l'addition de magnésium est spécialement recommandable à cause de son action désoxydante favorable.
La diffusion peut être accélérée en couvrant la forme, immédiatement après la. coulée, à l'aide d'une calotte de chauffage.
Cette mesure est recommandable en vue d'aider la diffusion, spé- cialernant dans les cas où les couches de la pièce en fonte composée ou l'une de ces couches a une faible épaisseur et ne peut donc fournir que peu do chaleur pour la diffusion. La calotte de chauffa- ge utilisée pour couvrir la pièce peut être formée d'une manière appropriée quelconque. Une simple calotte à revêtement réfractaire suffit; on peut cependant se servir d'une calotte pouvant être chauffée au gaz ou au charbon de bois.
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Le procédé faisant l'objet de la présente invention peut être mis en oeuvre de la manière décrite ci-après avec référence au dessin annexé, qui concerne le cas où la partie-support est constituée par un manchon en acier qui doit être revêtu d'une garniture de bronze.
En appliquant le procédé de coulée par immersion, le manchon d'acier 1 est d'abord complété de manière à constituer une forme de coulée. Comme montré en Fig. 1, cela peut s'opérer en plaçant le manchon 1 sur une plaque de base 2 qui porte un noyau de sable 4 entourant la broche 3. Le manchon est serré entre la plaque 2 et un étrier 5 qui est chargé par le ressort 6. La tension du ressort 6 peut être réglée à volonté à l'aide des écrous 7. A son extrémité supérieure, la broche 3 porte un oeil 8 se vissant sur la broche, cet oeil permettant un transport aisé de l'ensemble de la forme. La plaque de base présente un rebord 9 qui facilite la mise en place correcte du manchon 1. Les Figs. 2 et 3 montrent des formes de coulée, dans lesquelles la manchon 1 est fixé pratiquement sans tension au socle.
Selon la Fig. 2, la fixation s'opère à l'aide de goupilles d'ancrage 10 ou vis 11, tandis que selon la Fig. 3, elle s'effectue par soudure à la surface d'appui 12. La forme est immergée dans la métal en fusion, jusqu'à proximité de son bord supérieur, et est maintenu, dans cette position jusqu'à ce que le manchon ait sûrement atteint la température nécessaire pour la diffusion. Après cela, la forme est plongée totalement dans le métal en fusion et est retirée du bain dès qu'elle est remplie.
Suivant la manière de procéder particulièrement efficace, le manchon d'acier est, après son façonnage, recouvert d'un agent protecteur contre la rouille, afin dmaintenir une surface métallique propre. Après cela, le manchon est plongé dans un bain de métal qui est constitué d'un alliage de cuivre et de plomb ou d'un alliage de cuivre et de zinc, et qui contient de faibles additions d'étain et de magnésium. Après chauffage suffisant du manchon 1, celui-ci est enlevé du bain de métal et est complété au plus vite de manière à constituer une forme de coulée. La forme assemblée est alors remplie, par coulée, de bronze en fusion.
Après le remplissage, la forme peut être couverte d'une calotte 13 qui est revêtue de terre réfractaire et est préchauffée, d'une manière appropriée quelconque.
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"Manufacturing process for composite castings"
For technical and economic reasons, metal bodies of the most diverse kinds, which were never made in the form of simple cast iron bodies, are now produced in the form of compound metal bodies which have walls formed of two layers. . One of the layers of the wall consists of a support part prepared in any way, on which the second layer is applied by casting.
The support part is usually made of steel, while bronze is mostly used for the cast iron layer.
For the manufacture of composite iron, a series of processes has been recommended, of which the fritta process and the immersion casting process are the most widespread.
In the sintering process, the shape established by the supporting part is filled with bronze, by casting. The two-layer body which is thus formed is then packed in a pot of graphite which is placed in an annealing oven for sintering. These work operations take a lot of time and require expensive installations and equipment. A significant disadvantage, however, is that the packing of the semi-finished body can only be carried out after cooling, so that it is not possible to use the heat of fusion for the sintering operation. The heat consumption is therefore considerable, especially since the sintering temperature must be maintained for half an hour, at least, to obtain a sufficient bond between the two metal layers.
The immersion casting process is carried out sensi-
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much simpler and is also more favorable from the point of view of the expenditure of heat; however, it does not guarantee a secure connection between the support part and the part added by casting.
The present invention relates, on the other hand, to a method the implementation of which is extremely simple and which is distinguished by superior economy and minimum need and consumption of technical aids. The peculiarity of the process consists in that the support part is first preheated to a temperature higher than that necessary for the diffusion between the metal of the support and the added metal by casting, and in that the shape delimited by the support part is then filled. of molten metal, as long as the support part is still hot.
The process can be carried out by applying the immersion casting, the support part constituting a shape delimitation which is freely accessible to the molten metal during the immersion of the form, such that the support part is. preheated by the immersion of the form, up to the proximity of its upper edge, in the molten metal.
It has been found that a particularly advantageous way of proceeding consists in preheating the support part in a metal bath which forms a protective covering against oxidation.
It is recommended to use a metal bath containing components with reducing action. As the covering bath, an alloy of copper and lead or an alloy of copper and zinc is particularly suitable, the composition of which can vary within wide limits and the copper content of which is all the greater as the desired preheating temperature of the support part is higher. It has been found that it is advantageous to add 1-3la of tin and 0.1-0.5% of magnesium to the covering alp; the addition of magnesium is especially advisable because of its favorable deoxidizing action.
Diffusion can be accelerated by covering the shape immediately after the. casting, using a heating cap.
This measure is recommendable in order to aid diffusion, espe- cially in cases where the layers of the composite cast-iron part or one of these layers has a small thickness and therefore can provide little heat for the diffusion. . The heating cap used to cover the room can be formed in any suitable manner. A simple refractory lining is sufficient; however, you can use a cap that can be heated with gas or charcoal.
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The method forming the subject of the present invention can be carried out in the manner described below with reference to the accompanying drawing, which relates to the case where the support part is constituted by a steel sleeve which must be coated with a bronze trim.
By applying the immersion casting process, the steel sleeve 1 is first completed so as to constitute a casting form. As shown in Fig. 1, this can be done by placing the sleeve 1 on a base plate 2 which carries a core of sand 4 surrounding the spindle 3. The sleeve is clamped between the plate 2 and a yoke 5 which is loaded by the spring 6. The tension of the spring 6 can be adjusted at will using the nuts 7. At its upper end, the spindle 3 carries an eye 8 which is screwed onto the spindle, this eye allowing easy transport of the whole of the form. The base plate has a flange 9 which facilitates the correct positioning of the sleeve 1. Figs. 2 and 3 show casting shapes, in which the sleeve 1 is attached almost without tension to the base.
According to FIG. 2, the fixing is effected using anchor pins 10 or screws 11, while according to FIG. 3, it is carried out by welding to the bearing surface 12. The form is immersed in the molten metal, up to near its upper edge, and is maintained in this position until the sleeve has surely reached the temperature necessary for diffusion. After that, the form is completely immersed in the molten metal and is removed from the bath as soon as it is filled.
Depending on the particularly effective procedure, the steel sleeve is, after its shaping, coated with a rust-protective agent, in order to maintain a clean metal surface. After that, the sleeve is immersed in a metal bath which is made of an alloy of copper and lead or an alloy of copper and zinc, and which contains small additions of tin and magnesium. After sufficient heating of the sleeve 1, the latter is removed from the metal bath and is completed as quickly as possible so as to constitute a casting form. The assembled form is then filled, by casting, with molten bronze.
After filling, the form may be covered with a cap 13 which is coated with refractory earth and is preheated in any suitable manner.