"Moule métallique et disposition de son trou d'évent" La présente invention concerne un moule métallique utilisable principalement pour la coulée ou le moulage en coquille et se rapporte plus spécialement à une disposition améliorée du trou d'évent dudit moule métallique.
On sait qu'un moule métallique est pourvu d'un trou d'évent
en communication avec la cavité de façon que l'air contenu dans ce . moule métallique puisse s'en échapper lorsqu'une charge de métal fondu est versée dans le moule ppur réaliser une opération de coulée; l'échappement normal des gaz des moules métalliques a toutefois été réalisé en prévoyant un jeu d'une grandeur ou d'une section droite de l'ordre de 0,15 mm entre les surfaces opposées
ou intérieures des moitiés d'accouplement du moule métallique. La raison pour laquelle la grandeur ou la section droite du jeu permettant l'échappement des gaz est limitée à 0,15 mm réside dans le fait qu'au moment où le métal fondu entre en contact avec les surfaces froides, opposées ou intérieures du moule métallique, il
se solidifie instantanément en partie et accroît sa viscosité. Le métal fondu solidifié en partie et dont la viscosité est accrue,
se transforme aussitôt en un flux laminaire dont la partie en contact avec la surface du moule tend à se solidifier pour former ainsi un film métallique; ensuite, comme la partie intérieure du métal fondu progresse dans le sens ascendant à une vitesse plus grande que celle de la partie en contact avec la surface, la pression régnant à l'intérieur du moule s'abaisse et le contact entre les surfaces du moule et le film métallique solidifié n'est plus suffisant, ce qui conduit à un transfert de chaleur insuffisant entre le métal fondu et les surfaces du moule, de sorte que la partie intérieure de métal fondu jaillit du moule métallique, tout en conservant sa haute température.
Par conséquent, le but de la présente invention consiste à éliminer les inconvénients inhérents aux moules métalliques courants et à concevoir un moule métallique nouveau et amélioré qui permet de supprimer efficacement la possibilité de jaillissement
du métal fondu à une haute température, même si la section droite du trou d'évent ou le jeu entre les surfaces opposées ou intérieures des moitiés du moule métallique est en substance augmenté.
La présente invention est aussi relative à un moule pourvu d'une disposition nouvelle et améliorée de trou d'évent, ce qui garantit un échappement sûr, positif et stable des gaz, ainsi qu'une solidification satisfaisante du métal.
Les buts précités, de même que d'autres objectifs et avantages concomitants apparaîtront très aisément aux hommes de métier spécialisés dans la présente technique à la lecture de la description détaillée ci-après, établie en liaison avec les dessins annexés qui montrent un exemple de réalisation préféré de l'invention dans un but d'illustration uniquement, ne limitant néanmoins en aucun façon la portée de celle-ci.
La présente invention est à présent décrite en se référant aux dessins ci-annexés qui représentent un exemple de réalisation préféré du moule métallique de l'invention, donné à titre démonstratif, sans toutefois limiter l'étendue de celleci.
La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation préféré du moule métallique conçu selon la présente invention et dont une partie est brisée pour plus de clartc; la figure 2 est une vue en perspective partielle de la moitié amovible du moule métallique de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe verticale du moule métallique de la figure 2; et la figure 4 est une vue en perspective partielle montrant le mode d'écoulement du métal fondu dans les rainures inclinées, destinées à l'échappement des gaz et formées dans le moule métallique de l'invention.
Le moule métallique est constitué en général d'une moitié amovible 1 et d'une moitié d'accouplement fixe 2 qui sont à même d'être assemblées l'une à l'autre à l'état espacé en se faisant face réciproquement. Les deux moitiés sont maintenues dans leur état assemblé par des organes de fixation courants (non représentes). La moitié amovible 1 est munie, sur sa surface interne, d'une saillie 3 à section droite trapézoïdale formant partie intégrante et se prolongeant intérieurement au-delà de la surface interne, et la moitié fixe 2 est dotée, sur la surface interne opposée à celle de la moitié amovible 1, d'un évidement 3a à section droite trapézoïdale, conçue pour recevoir la saillie 3 lorsque les deux moitiés! et 1 sont assemblées l'une à l'autre. L'é- <EMI ID=1.1>
La surface interne de la moitié fixe 2 est pourvue en outre d'un
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3a et contigu à celui-ci pour former un trou d'évent 4 en communication avec la cavité de moulage lorsqu'elle est formée. La surface intérieure de la moitié amovible 1 est munie au surplus de p lusieurs rainures 5 inclinées, espacées et parallèles, se situant en substance verticalement et destinées à l'échappement des gaz, les extrémités d'entrée ou extrémités inférieures des rainures étant conçues de façon à se situer juste au-dessus du trou d'évent 4 et de communiquer avec lui lorsque les deux moitiés 1 et 2 sont assemblées l'une à l'autre, et les extrémités de sortie ou extrémités supérieures étant en communication avec une source de vide par un système décrit ciaprês.
Les rainures inclinées 5 pour l'échappement des gaz peuvent être disposées, par rapport à la verticale, selon un angle de l'ordre d'environ 5 à 85[deg.] et peuvent avoir une section droite semi-circulaire. Pareillement, plusieurs rainures 6 inclinées, espacées et parallèles, se situant en substance verticalement et destinées à l'échappement des gaz, sont formées dans la surface interne de la moitié fixe 2 et sont opposées aux rainures 5 d'échappement de gaz, inclinées d'une manière respectivement correspondante et formées dans la moitié amovible 1 et ce, lorsque les deux moitiés 1 et 2 sont assemblées l'une à l'autre. Les rainures inclinées 6 pour l'échapppement des gaz peuvent aussi être disposées, par rapport à la verticale, selon un angle de l'ordre de 5 à 85[deg.], mais le sens de l'inclinaison
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ont également une section droite semi-circulaire.
Une cavité de sûreté horizontale 7 est prévue dans la moitié amovible 1 à proximité adjacente des extrémités supérieures ou extrémités de sortie des rainures inclinées 5 pour l'échappement des gaz, et le fond de cette cavité est en communication avec ces extrémités; un trou de communication 8_ est aussi prévu dans la moitié amovible 1 et l'une de ses extrémités est reliée à l'extrémité de la cavité de sûreté 7 et son autre extrémité, à une pompe à vide (non représentée). Un trou de coulée 9 est aussi formé dans la moitié amovible 1 à proximité adjacente de l'extrémité inférieure ou extrémité d'entrée de la cavité et est en communication avec cette dernière, ainsi qu'avec un autre trou de coulée 10 formé dans la moitié fixe 2.
Au cours du fonctionnement, étant donné la disposition et la construction précitées des éléments constitutifs du moule métallique de la présente invention, une charge de métal fondu est versée sous pression dans le moule métallique par le trou de coulée
10 au moyen d'un cylindre non représenté, puis le métal fondu afflue à travers le trou de coulée 9 pour pénétrer dans la cavité à partir de laquelle il s'élève dans les rainures inclinées et opposées 5 et 6 pour l'échappement des gaz.
Toutefois, à mesure que le métal fondu progresse dans le sens ascendant le long des rainures inclinées et opposées 5 et 6 pour l'échappement des gaz et ce, en flux discrets vers les extrémités supérieures ou extrémités de sortie de ces rainures qui se prolongent dans des sens opposés, les parties adjacentes ou intérieures de l'écoulement discret du métal fondu dans les rainures inclinées et opposées se heurtent l'une à l'autre à maintes reprises angulairement et avancent obliquement par rapport à la verticale, tout en s'intersectant l'une l'autre angulairement; ainsi, le métal fondu est dirigé et empêché de former un flux laminaire.
Au surplus, le heurt des parties intérieures ou adjacentes des f lux discrets de métal fondu progressant le long des rainures inclinées et opposées 5 et 6 pour l'échappement des gaz agit de façon à retarder le mouvement d'avancement des flux discrets de métal fondu les uns par rapport aux autres et dès lors à éliminer toute différence appréciable d'effet de refroidissement entre la partie en contact avec le moule métallique et la partie interne du métal fondu, différence qui peut d'ailleurs se manifester lorsque le métal fondu s'écoule comme un flux laminaire. Le heurt supprime aussi tout accident selon lequel une partie quelconque partiellement solidifiée de métal fondu éclate et entraîne une partie de ce métal fondu, qui est précisément en fusion, à jaillir de l'intérieur de cette partie de métal solidifiée et éclatée.
En outre, conformément à la présente invention, on garantit que le métal fondu se solidifie positivement et uniformément sur la large section droite entière des rainures inclinées pour l'échappement des gaz et que la cavité de moulage peut être parfaitement débarrassée des gaz par suite de la simple formation des rainures destinées à l'échappement des gaz.
On n'a décrit ciavant qu'un exemple de réalisation spéciafique de l'invention et il apparaîtra aisément aux hommes de métier spécialisés dans la présente technique qu'il n'est donné que dans un but d'illustration et ne limite en aucune façon la portée de l'invention. Cette portée de l'invention n'est limitée que par
"Metal mold and arrangement of its vent hole" The present invention relates to a metal mold usable mainly for casting or shell molding and relates more specifically to an improved arrangement of the vent hole of said metal mold.
We know that a metal mold is provided with a vent hole
in communication with the cavity so that the air contained in it. metal mold can escape when a charge of molten metal is poured into the mold for carrying out a casting operation; the normal escape of gas from the metal molds was however achieved by providing a clearance of a size or a cross section of the order of 0.15 mm between the opposite surfaces
or inside the coupling halves of the metal mold. The reason why the size or the cross section of the clearance allowing the escape of gases is limited to 0.15 mm lies in the fact that at the moment when the molten metal comes into contact with the cold, opposite or interior surfaces of the mold metallic it
partially solidifies instantly and increases its viscosity. The partially solidified molten metal whose viscosity is increased,
immediately transforms into a laminar flow, the part of which in contact with the mold surface tends to solidify, thereby forming a metallic film; then, as the inner part of the molten metal progresses in an ascending direction at a higher speed than that of the part in contact with the surface, the pressure inside the mold is lowered and the contact between the mold surfaces and the solidified metal film is no longer sufficient, which leads to insufficient heat transfer between the molten metal and the mold surfaces, so that the inner part of molten metal springs from the metal mold, while retaining its high temperature .
Therefore, the object of the present invention is to eliminate the drawbacks inherent in common metal molds and to design a new and improved metal mold which effectively eliminates the possibility of spouting.
molten metal at a high temperature, even if the cross section of the vent hole or the clearance between the opposite or inner surfaces of the halves of the metal mold is substantially increased.
The present invention also relates to a mold provided with a new and improved provision of vent hole, which guarantees a safe, positive and stable escape of gases, as well as a satisfactory solidification of the metal.
The aforementioned aims, as well as other concomitant objectives and advantages will appear very easily to the skilled tradesmen in the present technique on reading the detailed description below, established in conjunction with the accompanying drawings which show an embodiment preferred of the invention for illustrative purposes only, however not in any way limiting the scope thereof.
The present invention is now described with reference to the accompanying drawings which show a preferred embodiment of the metal mold of the invention, given for illustrative purposes, without however limiting the scope thereof.
Figure 1 is a perspective view of a preferred embodiment of the metal mold designed according to the present invention and part of which is broken for clarity; Figure 2 is a partial perspective view of the removable half of the metal mold of Figure 1; Figure 3 is a vertical sectional view of the metal mold of Figure 2; and Figure 4 is a partial perspective view showing the flow mode of the molten metal in the inclined grooves, intended for the exhaust of the gases and formed in the metal mold of the invention.
The metal mold generally consists of a removable half 1 and a fixed coupling half 2 which are able to be assembled to each other in the spaced state by facing each other. The two halves are maintained in their assembled state by common fasteners (not shown). The removable half 1 is provided, on its internal surface, with a projection 3 with a trapezoidal cross section forming an integral part and extending internally beyond the internal surface, and the fixed half 2 is provided, on the internal surface opposite to that of the removable half 1, of a recess 3a with a trapezoidal cross section, designed to receive the projection 3 when the two halves! and 1 are joined together. The <<EMI ID = 1.1>
The internal surface of the fixed half 2 is further provided with a
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3a and contiguous thereto to form a vent hole 4 in communication with the molding cavity when it is formed. The inner surface of the removable half 1 is provided, in addition, with several inclined, spaced and parallel grooves 5, situated essentially vertically and intended for the exhaust of gases, the inlet ends or lower ends of the grooves being designed to so as to be located just above the vent hole 4 and to communicate with it when the two halves 1 and 2 are joined to each other, and the outlet ends or upper ends being in communication with a source vacuum by a system described below.
The inclined grooves 5 for the exhaust of the gases can be arranged, relative to the vertical, at an angle of the order of about 5 to 85 [deg.] And can have a semicircular cross section. Likewise, several inclined, spaced apart and parallel grooves 6, lying substantially vertically and intended for the exhaust of gases, are formed in the internal surface of the fixed half 2 and are opposed to the grooves 5 of exhaust gas, inclined d 'a respectively corresponding manner and formed in the removable half 1 and this, when the two halves 1 and 2 are assembled to each other. The inclined grooves 6 for the exhaust of the gases can also be arranged, with respect to the vertical, at an angle of the order of 5 to 85 [deg.], But the direction of the inclination
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also have a semicircular cross section.
A horizontal safety cavity 7 is provided in the removable half 1 adjacent to the upper ends or outlet ends of the inclined grooves 5 for the escape of gases, and the bottom of this cavity is in communication with these ends; a communication hole 8_ is also provided in the removable half 1 and one of its ends is connected to the end of the safety cavity 7 and its other end to a vacuum pump (not shown). A tap hole 9 is also formed in the removable half 1 adjacent to the lower end or entry end of the cavity and is in communication with the latter, as well as with another tap hole 10 formed in the fixed half 2.
During operation, given the above-mentioned arrangement and construction of the constituent elements of the metal mold of the present invention, a charge of molten metal is poured under pressure into the metal mold through the tap hole.
10 by means of a cylinder not shown, then the molten metal flows through the tap hole 9 to enter the cavity from which it rises in the inclined and opposite grooves 5 and 6 for the exhaust of gases .
However, as the molten metal progresses in the ascending direction along the inclined and opposite grooves 5 and 6 for the exhaust of the gases and this, in discrete flux towards the upper ends or outlet ends of these grooves which extend in opposite directions, the adjacent or inner parts of the discrete flow of molten metal in the inclined and opposite grooves collide with each other repeatedly angularly and advance obliquely to the vertical, while intersecting each other angularly; thus, the molten metal is directed and prevented from forming a laminar flow.
In addition, the striking of the interior or adjacent parts of the discrete f lux of molten metal progressing along the inclined and opposite grooves 5 and 6 for the escape of gases acts so as to delay the movement of advance of the discrete fluxes of molten metal relative to each other and therefore to eliminate any appreciable difference in cooling effect between the part in contact with the metal mold and the internal part of the molten metal, a difference which can moreover appear when the molten metal s' flows like a laminar flow. The impact also eliminates any accident that any partially solidified part of molten metal bursts and causes a part of this molten metal, which is precisely in fusion, to spurt from the interior of this part of solidified and exploded metal.
Furthermore, in accordance with the present invention, it is ensured that the molten metal solidifies positively and uniformly over the entire wide cross section of the inclined grooves for the escape of gases and that the molding cavity can be completely freed of gases as a result of the simple formation of grooves intended for the exhaust of gases.
We have described above only a specific embodiment of the invention and it will be readily apparent to those skilled in the art that it is given only for the purpose of illustration and does not limit in any way the scope of the invention. This scope of the invention is only limited by