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Procédé de fabrication de barres à partir d'anneaux obtenus par coulée centrifuge.
L'invention se rapporte à un procédé et à un moule pour la coulée centrifuge d'un corps annulaire comportant un ou deux anneaux, ainsi qu'à un procédé de fabrication de barres à partir d'anneaux obtenus par coulée centrifuge et aux objets fabriqués au moyen de ces procédés et de ce moule.
Suivant l'invention on se sert de moules à profil spécial, ce qui simplifie de beaucoup la technique de la coulée. Les anneaux obtenus ainsi sont d'abord coupés ou sciés, puis décintrés et étirés à une température favorable, ce qui a pour résultat, entre autres, que la matière est étirée sans tension. Après le refroidissement les barres peuvent être munies d'une pointe; pour les barres multiples la pointe est prévue dans l'axe de la barre principale. Après la formation de la pointe les barres peuvent être passées à travers des matrices de rabottage, pendant lequel procédé la croûte et éventuellement les barbes ou les barres additionnelles peuvent être enlevées en même temps.
Jusqu'ici il fallait beaucoup d'expérience et d'adresse pour appliquer avec succès la coulée centrifuge à la fabrication des anneaux et la coulée mécanique était à peu près impossible.
La plupart des inconvénients était causée par le fait que l'ouverture de chargement pour la matière en fusion dont la pièce coulée doit être formée (par exemple du cuivre) était plus étroite que la largeur du profil de l'intérieur du moule.
Fig. 1 est une coupe transversal e par un mouleconnu, destiné à la coulée d'un anneau rond. La masse en fusion est coulée ou injectée dans une coquille rotative dans la direction de la flèche représentée sur le dessin. La fig. 2 est une coupe transversale d'une pièce coulée obtenue à l'aide du moule suivant la fig.l.
Or, afin d'obtenir une pièce coulée à surface lisse, il importe que la coulée ou l'injection s'effectue avec la plus grande vitesse possible, mais dans ce cas il est presqu'impossible d'éliminer tous les gaz et les impuretés solides de l'intérieur du moule.
Ceux-ci se rassemblent au rétrécissement désigné par 1 dans la fig.l et par conséquent la pièce coulée présente à cet endroit (voir 1, @
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fig. 2) des irrégularités, ce qui est nuisible à la qualité du produit. L'élimination subséquente de ces irrégularités par ra- botae ne peut s'effectuer qu'avec des pertes considérables de matiere.
Même avec les précautions les plus minutieuses un ouvrier expérimenté n'arrive presque jamais à couler parfaitement lisse la circonférence entière d'un anneau; il y a toujours des rides aux endroits désignés par 1.
Si l'on tâche d'obvier à cet difficulté en coulant plus lentement, il se présente l'inconvénient qu'à cause du refroidis- sement de la masse à couler, il se forme des stratifications dans la pièce coulée, ce qui nuit à l'homogénité et la solidité de la pièce achevée.
En outre les anneaux de grand diamètre aussi bien que ceux de diamètres plus petits, s'ils sont fabriqués par ce pro- cédé de coulée, doivent subir individuellement les mêmes traite- ments de coulée et de rabotage, ce oui rend la fabrication des anneaux de petit diamètre particulièrement coûteuse. Cela est dû non seulement à la coulée individuelle en soi, mais aussi à la perte de matière causée par le rabotage, perte qui pour les anneaux de'petit diamètre est relativement plus grande que pour lesanneaux de grand diamètre.
Gn a essayé d'obvier à cet inconvénient qui se présente dans la coulée des anneaux de petit diamètre en coulant des an- neaux à noyaux multiples, mais on n'a pu parvenir à obtenir des résultats satisfaisants, parce que les dites difficultés se pré- sentent toujours aux rétrécissements dans l'intérieur du moule à l'endroit de la',transition entre une partie du moule destinée à un anneau et celle destinée à un autre anneau.
On a proposé de couper au tour les anneaux de petit dia- mètre en un anneau plat ou en un manchon, mais quoique ce procédé produise un meilleur résultat au sens technique que la coulée d'anneaux à noyaux multiples, le traitement mécanique nécessaire à cet effet est assez compliqué et il y a une grande perte de matière.
L'invention a pour but d'obvier à ces inconvénients. Dans ce but on se sert d'un moule @u moyen duquel il est possible de couler simultanément comme un tout un anneau de grand diamètre et un ou plusieurs anneaux de diamètres plus petits, moule qui est composé d'un mouleprincipal pour la coulée de l'anneau de grand diamètre et d'un ou plusieurs moules additionnels pour les an- neaux de diamètres plus petits, les espaces pour la coulée de chacun de ces anneaux passant l'un à l'autre sans rétrécissement.
De préférence l'ouverture de chargement pour la matière en fusion est disposée de telle sorte que cette matière avant d'at- teindre le moule principal doit passer par les espaces intérieure des moules addi tionnel s.
Cette ouverture de chargement, à l'endroit de l'entrée de la matière en fusion à l'intérieur des moules est,de préférence, presque aussi large, aussi large ou plus large que la largeur la plus grande du profil des espaces intérieurs du moule.
La fig. 3 est une coupe transversale d'un moule très ef- ficace conforme à l'invention; à partir de la pièce coulée obte-
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nue à l'aide de ce moule, dont la fig. 4 représente une coupe transversale, on peut faire un anneau de grand diamètre et deux anneaux de diamètres plus petits.
L'avantage important de ce mode de réalisation réside dans le fait qu'on peut couler la matière en fusion rapidement et par un mouvement simple et régulier dans le moule, ce qui fait que les pièces moulées ont une surface lisse, tandis que les gaz et les scories peuvent s'échapper sans difficulté, parce que l'intérieur du moule ne comporte pas de rétrécissements.
Dans le moule principal 2 on peut former un anneau de grand diamètre tandis au'on peut former dans les moules additionnels 3 et 4 des anneaux de diamètres plus petits, la perte de matière étant beaucoup moindre que si chacun de ces anneaux avait été coulé séparément.
L'excès de matière qu'entra!ne l'emploi d'un moule n'ayant pas de rétrécissement est donc compensé par la présence de moules additionnels très avantageux qui obvient aux inconvénients de la coulée des anneaux de petit diamètre aussi bien qu'à ceux de la coulée des anneaux à noyaux multiples.
Les dimensions plus grandes du moule principal par rapport à celles des moules additionnels sont tres utiles pour les traitements subséquents des pièces coulées, parce que après que l'anneau coulé a été scié et décintré on peut prévoir à l'une des extrémités ou aux deux extrémités de la barre ainsi obtenue une pointe ou une partie amincie située da.ns l'axe de la barre principale (voir la tige 5). La pointe au la partie amincie peut servir de point d'application pour le traitement de scission, pendant lequel la barre est tirée à travers des matrices à couder et à raboter, afin d'être divisée en les parties désirées.
La pointe ou les parties amincies sont alors assez fortes pour supporter la pression.
Pour séparer les pièces coulées additionnelles il n'est pas nécessaire de scier d'abord la pièce coulée et de la diviser ensuite. On peut aussi séparer les pièces coulées additionnelles de l'anneau coulé en les coupant ou en les enlevant au tour et décintrer ensuite individuellement les anneaux ainsi obtenus.
On peut se servir du procédé suivant l'invention pour la fabrication d'objets à partir de différentes matières propres à cette fin, comme entre autres divers métaux, alliages de métaux et matières artificielles.
Il est possible non seulement de fabriquer par le procédé de coulée proposé des objets de profil rond, mais ce profil peut être aussi ellipsoïdal, carré, rectangulaire, hexagonal etc.
Suivant l'invention l'anneau obtenu après la coulée peut être enlevé du moule aussi chaud que possible et coupé ou scié ensuite après quoi il est décintré entre des rouleaux ou d'une autre manière, les bouts de la barre obtenue ainsi sont serrés dans les mâchoires d'un banc à étirer et la barre est étirée à la température la plus favorable à ce travail, jusqu'à ce qu'elle soit absolument droite et sans tension après le refroidissement.
La barre ainsi obtenue, qui peut avoir un profil quelconque, peut être munie à l'une ou aux deux extrémités d'une pointe ou d'une partie amincie, qui suivant l'invention, pour un profil multiple, c'est-à-dire un profil comportant un ou plusieurs profils de diamètres différents est prévue dans l'axe du profil principal (voir la fig.5).
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De la manière connue on ébarbe d'abord au tour les an- neaux obtenus par coulée centrifuge, puis l'anneau est scié et ensuite la croûte est enlevée.
Il est cependant trèsavantageux de scier et d'étirer tout de suite l'anneau non encore ébarbé, parce qu'on a trouvé que la croûte et la barbe peuvent être éliminées d'une manière efficace en les enlevant, suivant l'invention, au moyen d'une filière de la barre obtenue en sciant et en étirant l'anneau non-encore ébarbé, après avoir muni cette barre d'une pointe.
On peut se servir alors aussi de plusieurs filières qu'on applique l'une après l'autre et qui achèvent successivement le traitement. La barre est traitée presque sur toute sa circonfé- rence par chacune des filières, ce qui produit un bon guidage.
Les filières peuvent aussi consister de plusieurs parties, ce qui fait qu'il y a moins de danger de fissures pendant la trempe qu'avec une filière d'une seule pièce. On peut aussi se servir d'un billot avec des ciseaux échangeables ou ajustables.
Ce procédé qui à cause du guidage exact de la barre à traiter procure une économie de matière considérable peut être employé avantageusement avec des métaux et des alliages différents et aussi pour des barres de profils différents, par exemple rond, hexagonal, carré etc. Ledit procédé qui ne comporte pas un trai- tement séparé pour l'ébarbage, offre encore d'autres possibilités.
Si l'on a choisi pour l'anneau un profil obtenu de préfé- rence au moyen du moule mentionné ci-dessus ou bien un profil d'anneau aussi favorable que possible du point de vue de la techni- que de la coulée et qui comprend un profil multiple pour la barre, comme indiqué dan les figures 4 et 8 il est possible de le diviser, après qu'il a été decintré, en des barres séparées de profils différents, au moyen des filières, @n même temps qu'on l'ébarbe et le désincruste. On peut couper ainsi d'une manière très éco- nomique plusieurs barres dans la barre originale.
Il va de soi qu'on est libre dans le choix du mouvement relatif des filières et de la barre à traiter, c'est-à-dire on peut tirer la barre le long des filières, ou bien on peut déplacer les instruments de coupe le long de la barre.
Sur les figures 6 à 9 du dessin ces caractéristiques de l'invention ont été illustrées à l'aide de quelques exemples.
La fig.6 est une coupe longitudinale partielle d'une barre ronde et d'une filière à la période de la désincrustation et de l'ébar- bage simultanés; la fig,7 est une coupe transversale suivant la ligne VII-VII de la fig.6.
La fig.8 est une coupe transversale d'une barre métalli- que à profil multiple obtenue par coulée centrifuge, qui n'a pas encore subi de traitement.
La fig. 9 est une coupe transversale de cette barre, en élévation, après ébarbage et désincrustation partiels et enlève- ment d'une partie de la matière qui joint les profils les uns aux autres.
Suivant les figures 6 et 7 la barre métallique 5 formée d'un anneau obtenu par coulpe centrifuge, 2près que celui-ci a été scié et décintré, possède une section transversale ronde avec une barbe 6 @
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et une croûte 7. Après que l'extrémité antérieure a été munie d'une pointe, la barre est tirée à travers une filière 8 qui en- lève en même temps la barbe 6 et la croûte 7. On se sert d'abord d'une filière qui n'enlève qu'une partie de la barbe, ensuite on emploie une ou plusieurs filières qui enlèvent le reste de la barbe en même temps que la croûte de coulée. La filière re- présentée dans le dessin a une face frontale 9 perpendiculaire à l'axe de la barre.
Le tranchant est formé par cette surface perpendiculaire et les génératrices 10 de l'intérieur de la filière qui forment un angle d'environ 2 avec l'axe de la barre et qui passent, au point 11, aux lignes 12 qui forment un angle d'environ 4 avec l'axe de la barre* Sur les figures 8 et 9 la barre formée à partir d'un anneau métallique obtenu par coulée centrifuge a un profil multi- ple qui contient en ébauche les profils 13 et 14. Sur la fig.8 la barbe est désignée par 15, tandisque 16 représente la matière qui raccorde, les profils 13 et 14. Sur la fig.9 cette matière a été déjà éliminée partiellement, tandis que la barbe a été éliminée partiellement aussi (voir 17 et 18). La matrice ou filière est indiquée par 19.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour la coulée centrifuge d'un corps annulaire comportant en même temps un ou plusieurs anneaux, caractérisé en ce que l'on se sert d'un moule composé d'un moule principal et d'un ou plusieurs moules additionnels, le passage des espaces intérieurs des moules l'un dans l'autre ou les uns dans les autres s'effectuant sans rétrécissements.
2.- Moule pour la coulée centrifuge d'un corps annulaire comportant un ou plusieurs anneaux, caractérisé en ce qu'il est composé d'un moule principal et d'un ou de plusieurs moules ad- ditionnels, le passage des espaces intérieurs de ces moules l'un dans l'autre ou les uns dans les autres s'effectuant sans rétré- cissements.