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"Perfectionnement à l'élaboration de produits à base d'aluminium".
La présente invention, due à la coilaboration de MM. Jean TIGEOT et René .REZE, concerne des perfectionne- ments du procédé de fabrication de produits à base d'alumi- nium et/ou d'alliages d'aluminium décrit au brevet belge N 684.602 déposé le 26 Juillet 1966.
Suivant ce procédé, on juxtapose des zones de compositions différentes choisies dans la famille formée par l'aluminium et les alliages d'aluminium et on forme sur la surface d'une ébauche de cette matière, par oxydation anodique, une pellicule d'oxyde.
L'objet de la présente addition concerne notamment le mode de mise en oeuvre de ce procédé général selon lequel on coule, dans un même réceptacle, au moins
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('eux compositions différentes à base d'aluminium, en respectant pour chaque composition une température assez voisine de sa température 'de solidification, de telle sorte que la solidifi- cation de 1'ensemble intervienne avant que les diverses veines, liquides aient eu le temps de diffuser entièrement les unes dans les autres.
Le procédé perfectionne conformément à cette addition est remarquable notamment en ce qu'on introduit successivement et alternativement dans un m8me réceptacle, au moine ,deux compositions différentes à base d'aluminium, en respectant pour chaque composition une température de coulée suffisamment proche de sa température de solidification, de façon que la solidification de l'ensemble intervienne avant que les diverses couches aient eu le temps de diffuser entièrement les unes dans les autres.
Selon une autre caractéristique, on mène la coulée sucessive des diverse oompositions de façon obtenir des surfaces de séparation de forme irrégulière.
Cette dernère 'caractéristique est destinée à éviter la formation d'un empilement de couches séparées par des surfaces à peu près planes, ce qui, après mise en forme, par exemple par laminage, ne permettrait pas d'obtenir des produits d'aspect agréable et décoratif.
L'invention a également pour objet un dispo- sitif pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, ce dispositif étant remarquable notamment en ce qu'il comprend en combinaison un réceptacle muni d'un dispositif de refroi- dissement, au moins un distributeur de coulée alimenté en compositions différentes à base d'aluminium, des moyens étant prévus pour obtenir des couches successives séparées par des surfaces de forme Irrégulière voulue.
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D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.
Au dessin annexé donné'uniquement & titre d'exemple la Fig. 1 est une vue schématique illustrant le prinoipe du procédé suivant l'invention ; la Fig. 2 est une vue schémaitque à plus grande échelle représentant des zones de raccordement entre des couches successives de compositions différentes, après oxydation anodique ; la Fig. 3 est une vue schématique en coupe verticale d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé perfectionné suivant l'invention ; et la Fig. 4 est une vue en perspective d'un exemple d'anneau mouleur pouvant être utilisé dans le dispositif de la Fig. 3.
Les Fig. 1 à 4 illustrent des perfectionnements qui font l'objet de l'addition la Fig. 1 montre très sohématiquement un bloc 13 formé par un empilement de couches
14, 15 de compositions différentes, la direction de la des- cente du bloc étant indiquée par la flèche F.
On constate, en fait, qu'à la frontière de deux zones de compositions différentes correspondant à la coulée successives des deux alliages, il existe des graduations de composition qui évitent, après l'oxydation anodique, une variation brutale de teinte d'un mauvais effet décoratif.
Ainsi, si l'on prend l'exemple de la coulée successive d'aluminium A5 vers 710"C et d'aluminium à 5% de silicium vers 650 C, on constate que, comme l'explique la Fig. 2 : - l'A5 16 coulé le plus chaud dans de l'AS5 17 en cours de solidification tend à le refondre et à le rediluer
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superficiellement de façon homogène, formant ainsi une couche intermédiaire 18 à peu près homogène.
- l'AS5 17 coulé sur de 1'A5 19 en cours de soli- dification ne refond pas complètement la couche superficielle d' A5 mais la refond localement suivant un réseau et conduit, après une oxydation anodique, à une zone tachetée, révélant des particules d'A5 20a enrobées dans une matrice 20b plus chargée en silicium.
Sans des adaptations particulières, prévues par l'invention, de la technique de coulée semi-continue, la constitution d'un empilement de couches rectilignes mais d'épaisseur variable de deux alliages de compositions diffé- rentes, tel que représenté schématiquement à la Fig. 1, ne permettrait pas d'obtenir, par laminage ultérieur d'un tel plateau composite, des produits révélant à l'oxydation anodique un motif décoratif agréable.
Un dispositif mettant en oeuvre plusieurs moyens permettant d'arriver au résultat recherché va être décrit en se référant aux Fig. 3 et 4.
Sur la Fig. 3 est représentée schématiquement une installation de coulée semi-continue comprenant un anneau mouleur 21, refroidi par une rampe d'arrosage 22.
Un distributeur 23 flotte à la surface du métal liquide 24, ce distributeur étant percé d'orifices de distri- bution 25. Le distributeur peut être alimenté en compositions différentes de métal liquide à partir de dispositifs de coulée non représentés. Le métal solidifié est désigné par la réfé- rence 26.
La Fig. 4 représente un anneau mouleur 21, dont les parois latérales 21a sont découpées dans un but qui va être
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précise par la suite, les faces internes 21b de ces parois comportant des rainures verticales 27.
Le mécanisme du procédé est le suçant: lors de la coulée successive des compositions de métal différentes dans l'anneau mouleur 21 au moyen du flotteur distributeur 23, la façon dont s'effectue la diffusion de cha- que composition dans la composition précédemment coulée est fonction de la forme et de la disposition des orifices de distribution 25 dans le fond et/ou les parois du distribu- teur 23. Une distribution irrégulière des pales de chaleur dans le marais liquide 24 perturbe les fronts de solidifi- cation et évite l'aspect rectiligne inesthétique.
Il existe d'autres moyens efficaces permettant d'obtenir l'irrégularité cherchée : en particulier, on peut utiliser le fait que le refroidissement du lingot a lieu en deux temps : d'abord dans la zone A située à peu près au niveau de la rampe d'arrosage 22, par contact avec l'anneau mouleur refroidi, puis directement par contact avec l'eau ruisselant le long du lingot dans la zone B. Le refroidissement dans la zone B commence dès que s'interrompt la paroi verticale 21a de l'anneau : il suffit donc, pour obtenir un refroidis- sement irrégulier de donner à la paroi 21a de l'anneau mou- leur un profil irrégulier, tel que celui représenté à la Fig. 4.
Un autre mcyen permettant d'obtenir les irrégularités désirées consiste à faire varier le coefficient d'échange entre le métal et la paroi 21b de la lingotière en réalisant des stries ou rainures 27 sur les portions de paroi le long desquelles un veut ralentir le refroidissement. Le profil de ces rainures est bien entendu à adapter à chaque type
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d'alliage coulé.
Les divers moyens indiqués ci-dessus peuvent être utilisés séparément ou simultanément suivant le but recherché, qui intervient également sur le choix des irrégularités de profil de l'anneau mouleur ou de son rainurage, ou sur la répartition et la forme des orifices de distribution.
D'une façon générale l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre et de réalisation représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.
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"Further training in the development of aluminum-based products".
The present invention, due to the collaboration of MM. Jean TIGEOT and René .REZE, relates to improvements in the process for manufacturing products based on aluminum and / or aluminum alloys described in Belgian patent N 684,602 filed on July 26, 1966.
According to this process, zones of different compositions chosen from the family formed by aluminum and aluminum alloys are juxtaposed and an oxide film is formed on the surface of a blank of this material, by anodic oxidation.
The object of the present addition relates in particular to the mode of implementation of this general method according to which at least one casts in the same receptacle.
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('them different compositions based on aluminum, respecting for each composition a temperature fairly close to its solidification temperature, so that the solidification of the whole occurs before the various liquid veins have had the time to fully diffuse into each other.
The process improves in accordance with this addition is remarkable in particular in that one introduces successively and alternately into the same receptacle, with the monk, two different compositions based on aluminum, while respecting for each composition a casting temperature sufficiently close to its temperature. solidification, so that the solidification of the whole occurs before the various layers have had time to fully diffuse into each other.
According to another characteristic, the successive casting of the various oompositions is carried out so as to obtain irregularly shaped separation surfaces.
This latter characteristic is intended to avoid the formation of a stack of layers separated by approximately flat surfaces, which, after shaping, for example by rolling, would not make it possible to obtain products with a pleasant appearance. and decorative.
A subject of the invention is also a device for implementing the method defined above, this device being remarkable in particular in that it comprises in combination a receptacle provided with a cooling device, at least. a casting distributor supplied with different compositions based on aluminum, means being provided to obtain successive layers separated by surfaces of the desired irregular shape.
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Other characteristics of the invention will become apparent from the description which follows.
In the accompanying drawing, given solely by way of example, FIG. 1 is a schematic view illustrating the principle of the process according to the invention; Fig. 2 is a schematic view on a larger scale showing connection zones between successive layers of different compositions, after anodic oxidation; Fig. 3 is a schematic vertical sectional view of a device for implementing the improved method according to the invention; and Fig. 4 is a perspective view of an example of a molding ring which can be used in the device of FIG. 3.
Figs. 1 to 4 illustrate improvements which are the subject of the addition in FIG. 1 very schematically shows a block 13 formed by a stack of layers
14, 15 of different compositions, the direction of the descent of the block being indicated by the arrow F.
It is observed, in fact, that at the border of two zones of different compositions corresponding to the successive casting of the two alloys, there are composition graduations which prevent, after the anodic oxidation, a sudden variation in color of a poor decorative effect.
Thus, if we take the example of the successive casting of aluminum A5 towards 710 "C and aluminum with 5% silicon at around 650 C, we see that, as explained in Fig. 2: - l 'A5 16 when poured hotter in AS5 17 during solidification tends to remelt and re-dilute it
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superficially homogeneously, thus forming a substantially homogeneous intermediate layer 18.
- AS5 17 cast on A5 19 during solidification does not completely re-melt the surface layer of A5 but locally re-melts it in a network and leads, after anodic oxidation, to a speckled zone, revealing A5 particles 20a embedded in a matrix 20b more loaded with silicon.
Without particular adaptations, provided for by the invention, of the semi-continuous casting technique, the constitution of a stack of rectilinear layers but of variable thickness of two alloys of different compositions, as shown schematically in FIG. . 1, would not make it possible to obtain, by subsequent lamination of such a composite plate, products revealing to the anodic oxidation a pleasant decorative pattern.
A device implementing several means making it possible to achieve the desired result will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
In Fig. 3 is schematically shown a semi-continuous casting installation comprising a molding ring 21, cooled by a spray bar 22.
A distributor 23 floats on the surface of the liquid metal 24, this distributor being pierced with distribution orifices 25. The distributor can be supplied with different compositions of liquid metal from casting devices not shown. The solidified metal is designated as 26.
Fig. 4 shows a molding ring 21, the side walls 21a of which are cut out for a purpose which will be
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specifies subsequently, the internal faces 21b of these walls comprising vertical grooves 27.
The mechanism of the process is sucking: during the successive casting of the different metal compositions in the molding ring 21 by means of the distributor float 23, the way in which the diffusion of each composition takes place in the composition previously cast is depending on the shape and arrangement of the distribution orifices 25 in the bottom and / or the walls of the distributor 23. An irregular distribution of the heat blades in the liquid marsh 24 disturbs the solidification fronts and avoids the unaesthetic rectilinear appearance.
There are other effective means for obtaining the desired irregularity: in particular, it is possible to use the fact that the cooling of the ingot takes place in two stages: first in zone A located approximately at the level of the spray bar 22, by contact with the cooled mold ring, then directly by contact with the water flowing along the ingot in zone B. The cooling in zone B begins as soon as the vertical wall 21a of the ring: it is therefore sufficient, in order to obtain an irregular cooling, to give the wall 21a of the moving ring an irregular profile, such as that shown in FIG. 4.
Another mcyen making it possible to obtain the desired irregularities consists in varying the coefficient of exchange between the metal and the wall 21b of the mold by making grooves or grooves 27 on the wall portions along which one wants to slow down the cooling. The profile of these grooves is of course to be adapted to each type
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of cast alloy.
The various means indicated above can be used separately or simultaneously depending on the desired goal, which also affects the choice of profile irregularities of the molding ring or its grooving, or on the distribution and shape of the dispensing orifices.
In general, the invention is not limited to the embodiments and embodiments shown and described which have been chosen only as examples.