CA1218514A - Procede et dispositif de traitement d'un metal liquide moule sous basse pression, notamment pour l'inoculation de la fonte - Google Patents
Procede et dispositif de traitement d'un metal liquide moule sous basse pression, notamment pour l'inoculation de la fonteInfo
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Abstract
DU CONTENU TECHNIQUE DE L'INVENTION Procédé et dispositif de traitement d'un métal liquide moulé sous basse pression, notamment pour l'inoculation de la fonte, dans lequel on moule sous basse pression et par coulée ascendante dans un moule présentant une empreinte intérieure, le métal liquide situé dans une poche de coulée placée sous le moule avec lequel elle comminique par une cheminée ascendante. On traite le métal par un fil suspendu à travers l'empreinte sur une longueur supérieure à la hauteur du moule afin de plonger sa partie inférieure dans le métal liquide remplissant la cheminée, on maintient la pression dans la poche le temps nécessaire à la dissolution du fil dans le métal, et on élève la pression jusqu'à une valeur provoquant l'emplisssage de l'empreinte de moulage par le métal liquide ainsi traité. La phase de traitement est très rapide et le métal qui remplit ensuite le moule est complètement inoculé.
Description
~2~851g La presente invention a pour o~jet un proce-de et un disposltif de traitement d'un métal liquide moule sous basse pression, par exemple de la fonte à
inoculer.
Comme on le sait, l'inoculation de la fonte à graphite lamellaire ou à graphite spheroidal, o~ à
graphite vermiculaire peut etre realisée à 1 aide d un inoculant tel que par exemple le tcrro-silicium, sous forme de poudre préalablement lntrodulte dans un mou-le, dans la technique de moulage sous basse pression, c est-~-dire la technique suivant laquelle la fonte liquide est introdulte de force, dans un moule, par coulée ascendante, sous L action d une pression gàzeuse relativement basse, de 1 ordre de 0,2 à 1,5 bars.
D'une maniere générale, on sait depuis long-temps que 1 inoculation de la fonte à 1 aide de fer-ro-silicium ou d autres produits graphitisants a pour but de favoriser la graphitisation, c est-à-dire la formatlon de graphite libre lors de la solidification de la fonte, en vue d obtenir une bonne résilience du produit moulé, et que cette inoculation est d autant plus efficace qu elle est effectuée au plus pres du moule, juste avant l'introduction de la fonte dans le moule. On a meme effectué l'inoculation à l'intérieur du moule. En effet, 1 effet d'inoculation de la fonte liquide n'est pas durable et tend à s'estomper en quelques minutes de sorte qu il faut eviter un delai trop long entre 1 inoculation et l'alimentation du moule en fonte liquide.
On connait par ailleurs un procéde d'inocu-lation consistant à utiliser l'inoculant sous -forme d un fil sans fin. Le fil a pour avantages d etre facile à manipuler, de se preter à une manutention mecanisée lorsqu il est enroule sur une bobine qu il , suffit de dérouler, d assurer un dosa3e précis de la quantité de matériau inoculant. et enfin de fondre fa-cilc-~ent dans une fonte liquide.
C'est ainsi que l'on connait par le brevet FR-A-2 276 124 un procédé d addition d un métal réactif sous forme d un élement allongé suspendu à
l intérieur d un moule que l on emplit de métal liqui-de à traiter. Lorsque le niveau du métal liquicle monte dans le moule, l élément réactif allongé fond dans le métal en fusion en libérant le metal reactif dans la masse fondue. Le moule est alimenté en métal liquide par gravité. Donc la coulée est descendante. Aucun probleme ne se pose pour la mise en suspension de l élément réactif allongé à l interieur du moule.
Cette mise en place s'effectue manuellement et l inoculation s effectue à 1 intérieur du moule.
Le brevet FR-A-2 278 432 concerne l emploi d un inoculant sous forme d un fil sans fin déroulé
d une bobine pour etre introduit en suspension ver-ticale dans un bassin prévu dans le moule. Ce bassin est situé sur le trajet du métal liquide a traiter, trajet qui s'accomplit a travers un chenal de coulee alimentant l'empreinte de moulage proprement dite, entre le jet de coulée vertical par gravite et ladite empreinte de coulee. En raison de la rapidité de - passage du métal liquide à travers ce bassin interme-diaire d inoculation dans lequel est immergee l'extre-mité inferieure du fil inoculant suspendu, il est dif-ficile d obtenir une bonne homogenéite d inoculation du métal liquide, donc de la masse de metal introduite dans l empreinte de moulage. Ce risque de manque d homogéneite de l inoculation est d'autant plus grand que l empreinte de moulage est plus volumineuse ou bien plus compliquée, notamment en vue du moulage de :~
::
~218S~4 pièces minces. En effet, la solidification du metal liquide est alors Sl rapide qu elle est achevée avant que le fll lnoculant n ait pu se dissoudre complete-ment dans le meta]. llquide. de sorte que l inoculation est incomplète et hétérogène.
On connait er)core par le document Giesserei-Praxis n 3 du 10 Fevrier 1982, pages 2~ à 36, la techrlologie de l inoculation de la fonte au moyen d un fil susceptible d etre déroulé d une bobine, ce fil d inoculation étant introduit dans l'axe du jet de coulée gravitaire en provenance d un bassin de coulée ou d'une poche de coulée a quenouille.
On peut ainsi espérer avoir une meilleure homogénéité d inoculation étant donne que le métal liquide reste en contact avec le fil inoculant sur une certaine longueur de celui-ci, juste avant l'introduc-tion dans le jet de coulée verticale du moule.
Mais dans ces trois exemples antérieurs connus, il s agit d une coulée verticale par gravité
et non pas d une coulée verticale ascendante sous basse pression pour alimenter un moule.
Or, le probleme de l'inoculation au moyen d un fil dans la technique de coulée ascendante de la fonte sous basse pression se pose car l'entrée du moule pour la fonte liquide, qui devrait être egale-ment 1 entrée du fil, n est pas accessible, En effet.elle est placee en contact étanche avec un ajutage su-périeur d une cheminée de montée de la fonte liquide ou d un tube de coulée ascendante à partir de la poche de coulee sous pression. E entrée du moule n'est donc pas accessible à un fil d inoculation que l on vou-drait faire défiler. Ce probleme se pose aussi bien pour des moules pourvus d'évents (empreinte de moulage communiquant avec l atmosphère par des cheminees~ que ':~
pOUI' des moules borcJnes (ernpreinte de moulage depour-VUt' d évents), donc sans communicatiotl avec 1 atmos-phère).
En out-e, la teohnique de coulée asoendante sous basse pression ne comporte pas de chenal de cou-lée nl de bassln en amont de 1 empreinte de moulage susceptible de re~evoir un matériau inoculant.
La presente invention résout ce problème de 1 inoculation au moyen d un fil d un moule metallique ou en sable, ou bien partlellement métallique et partiellement en sable, clans la technique de moulage sous basse pression.
A cet effet, 1 invention a pour objet un procédé de traitement d un métal liquide moulé sous basse presslon, notamment pour 1 inoculatlon de la fonte, dans lequel on moule sous basse pression et par coulée ascendante dans un moule présentant une em-prelnte intérieure, le métal liquide situé dans une poche de coulée sous pression gazeuse, disposée au-dessous du moule, avec lequel elle communique par unecheminée de coulée ascendante raccordée maniere étanche à un orifice d alimentation du moule en metal liquide, caractérisé en ce qu on execute le traitement du métal liquide au moyen d un fil suspendu à travers 1 empreinte de moulage, sur une longueur superieure à
la hauteur du moule mesurée au-dessus d'un ajutage de coulée intercalé entre le sommet de la cheminée et 1 orifice d entrée du moule, de manière que la partie inférieure du fil située audessous du moule et exterieure à celui-ci soit plongée dans le metal liquide à traiter sur une longueur determinée sensiblement dans 1 axe de la cheminée, procede dans lequel a) dans une phase précédant la coulée, ~218S14 1 extrem1te inférieure du fil est située juste au-dessus du niveau du metal liquide dans la cheminée;
b) dans la phase suivante, on élève la presslon gazeuse cians la poche de coulée de manière à
faire monter le niveau du métal liquide a la hauteur de 1 orifice d alimentation du moule:
c) on maintient la pression et le nlveau de coulée durant le temps nécessalre au traitement du mé-tal liquidei d) et on éleve la pression dans la poche de coulée jusqu a une valeur supérieure a la précedente afin de faire monter le métal liquide dans 1 empreinte de moulage pour remplir celle-ci.
L'invention s'applique aussi bien à la fonte et à son inoculation qu'à d'autres metaux et alliages comme indiqué ci-apres et à d autre traite-ments que l'inoculation, par exemple a celui de déso-xydation.
L invention a également pour objet un dispo-sitif pour la mise en oeuvre de ce procédé, comprenant une poche de coulée de metal liquide sous basse pression gazeuse, un moule présentant une empreinte intérieure de moulage, disposé au-dessus de la poche et communiquant avec celle-ci par une cheminée de coulée ascendante, un ajutage de coulée étant inter-pose de manière étanche entre un orifice inférieur d alimentation du moule et 1 extrémi~éé supérieure de la cheminee, caractérisé en ce que le moule est percé
à sa partie supérieure d un passage suivant 1 axe ver-~ tical de la cheminée de coulee ascendante, adapté pour ~ recevoir le fil de traitement du métal liquide et dé-bouchant dans 1 empreinte de moulage.
Suivant une autre caracteristique de l'in-vention, le fil provenant d une bobine, sur laquelle ~Z:18514 il ~st enroulé, traverse la partie superleure du moule pourvue d'un orlfice à cet effet et 1~ partie infé-rleure du mvule de maniere que 1 e~tr~mité inférieure du fil de traitement dépasse la face inférieure du moule sensiblement au-dessous de eelle-ci, le fil de traitement traversant ainsi le moule de part en part.
Que le moule soit en sable ou qu il soit métallique, le fil traverse la partie superieure du moule par un trou de manière à déboucher dans 1 em-preinte de moulage. L étanchéité à l'air dans l'espace annulaire entre le trou de passage et le fil est fa-cultative.
Grace a ce procédé et à ce dispositif, et notamment lorsqu il s agit de 1 inoculation de la fonte a 1 aide d'un fil inoculant, les conditions d inoculation homogene et d introduction rapide de la fonte inoculée dans le moùle apres l'inoculation sont parfaitement remplies dans la technique de moulage sous basse pression. En effet, la phase d inoculation ne dure qu un instant (quelques secondes) avant 1 introduction de la fonte inoculée dans le moule, elle-meme tres rapicle, mais dure cependant un temps suffisant pour la fusion complète du fil immergé dans la cheminée ou le tube de coulée ascendante, de sorte que la fonte qui va entrer dans le moule est complète-ment inoculée. En outre, le temps d inoculation est controlable à volonté.
Dans ce procéde mis en oeuvre au moyen de ce dispositif, ce n est pas la partie du fil d'inocula-tion traversant 1 empreinte de moulage qui est utilisee pour l'inoculation mais c'est la partie située hors du moule, au-dessous de la face inferieure du moule, qui est utilisee pour l'inoculation.
En bref, dans la technique connue, l'inocu-12~851~
lation dans le moule depend du système d alimentationdu rnoule et du débit du metal liquide à inoculer. et elle se fait en même temps que le remplissage par gravité du mouLe en métal liquide qui se sqlidifie. Il en resulte une inoculation souvent lncomplète et hétérogène, par manque de temps pour etre pleinement réalisée.
Au contraire, dans la presente invention, il y a un temps (une phase d inoculation) pour la disso-lution de l inoculant dans le métal liquicle et il y a un temps (une pl1ase d alimentation) pour le remplissa-ge du moule en métal inoculé, et ces deux temps, qui se succedent rapidement, sont indépendants l un de l autre et de durées aisément controlables.
D'autres caracteristiques et avantages apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent plusieurs modes de realisation non limita-tifs.
- la Figure 1 est une vue schématique par-tielle en coupe d un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention;
- la Figure 2 est une vue schématique en coupe d un moule borgne en sable auquel est appliquée l'invention;
- la Figure 3 est une vue schématique en coupe d'un moule métallique borgne auquel est appli-quee l'invention;
- les Figures 4, 5, 6, 7 et 8 sont des vues partielles schématiques en coupe illustrant les dif-- ferentes phases du procede de coulêe sous basse pres-~.
~: sion et l'inoculation suivant l'invention;
- les Figures 9, 10, 11, 12 et 13 sont des diagrammes schématiques illustrant les variations de pression de gaz dans la poche de coulee, en fonction ~218514 du temp~ et en correspondance avec les differentes phases illustrees aux Figures 4 5, 6 7 et ~;
- les Figures 14 et 15 sont de~ vues par-tielles schématiques illustrant en coupe ur,e variante d utilisation du fil d inoculation;
- les Figures 16 et t7 sont des diagrammes schématigues correspondant au>< Figures 14 et 15 pour les variations de pression dans la poche de coulée en fonction du temps:
- la Figure 18 est une vue en coupe analogue a la Figure 2 montrant l application de l invention à
un moule pourvù d évents;
- la Figùre 19 est un diagramme des variations de pression dans la poche de coulée en fonction du temps correspondant a la Figure 18;
- la Figure 20 est une vue en coupe mon-trant l application de 1 invention à un moule à plan de joint vertical et pourvu d un noyau:
- les Figures Z1 et 22 sont des microgra-phies au grossissement 100 de pièces en fonte à
graphite sphéroidal inoculées dans le procédé de moulage sous basse pression respectivement suivant la technique antérieure et suivant l invention.
Suivant l exemple d exécution de la Figure 1 le dispositif de moulage ou de coulée sous basse pression vise par l invention comprend une poche de coulee 1 sous pression gazeuse et un moule borgne A
applique sur l ajutage de coulée de ladite poche.
La poche de coulée est par exemple de type 3 theière et comprend une chambre 2 presque complète-ment fermee et une cheminee de coulee ou tubulure de coulée 3 communiquant avec la chambre 2 par un orifice 4 situe au fond de la poche 1. Le métal liquide M con-tenu dans la poche 1 donc à la fois dans la chambre ~218514
inoculer.
Comme on le sait, l'inoculation de la fonte à graphite lamellaire ou à graphite spheroidal, o~ à
graphite vermiculaire peut etre realisée à 1 aide d un inoculant tel que par exemple le tcrro-silicium, sous forme de poudre préalablement lntrodulte dans un mou-le, dans la technique de moulage sous basse pression, c est-~-dire la technique suivant laquelle la fonte liquide est introdulte de force, dans un moule, par coulée ascendante, sous L action d une pression gàzeuse relativement basse, de 1 ordre de 0,2 à 1,5 bars.
D'une maniere générale, on sait depuis long-temps que 1 inoculation de la fonte à 1 aide de fer-ro-silicium ou d autres produits graphitisants a pour but de favoriser la graphitisation, c est-à-dire la formatlon de graphite libre lors de la solidification de la fonte, en vue d obtenir une bonne résilience du produit moulé, et que cette inoculation est d autant plus efficace qu elle est effectuée au plus pres du moule, juste avant l'introduction de la fonte dans le moule. On a meme effectué l'inoculation à l'intérieur du moule. En effet, 1 effet d'inoculation de la fonte liquide n'est pas durable et tend à s'estomper en quelques minutes de sorte qu il faut eviter un delai trop long entre 1 inoculation et l'alimentation du moule en fonte liquide.
On connait par ailleurs un procéde d'inocu-lation consistant à utiliser l'inoculant sous -forme d un fil sans fin. Le fil a pour avantages d etre facile à manipuler, de se preter à une manutention mecanisée lorsqu il est enroule sur une bobine qu il , suffit de dérouler, d assurer un dosa3e précis de la quantité de matériau inoculant. et enfin de fondre fa-cilc-~ent dans une fonte liquide.
C'est ainsi que l'on connait par le brevet FR-A-2 276 124 un procédé d addition d un métal réactif sous forme d un élement allongé suspendu à
l intérieur d un moule que l on emplit de métal liqui-de à traiter. Lorsque le niveau du métal liquicle monte dans le moule, l élément réactif allongé fond dans le métal en fusion en libérant le metal reactif dans la masse fondue. Le moule est alimenté en métal liquide par gravité. Donc la coulée est descendante. Aucun probleme ne se pose pour la mise en suspension de l élément réactif allongé à l interieur du moule.
Cette mise en place s'effectue manuellement et l inoculation s effectue à 1 intérieur du moule.
Le brevet FR-A-2 278 432 concerne l emploi d un inoculant sous forme d un fil sans fin déroulé
d une bobine pour etre introduit en suspension ver-ticale dans un bassin prévu dans le moule. Ce bassin est situé sur le trajet du métal liquide a traiter, trajet qui s'accomplit a travers un chenal de coulee alimentant l'empreinte de moulage proprement dite, entre le jet de coulée vertical par gravite et ladite empreinte de coulee. En raison de la rapidité de - passage du métal liquide à travers ce bassin interme-diaire d inoculation dans lequel est immergee l'extre-mité inferieure du fil inoculant suspendu, il est dif-ficile d obtenir une bonne homogenéite d inoculation du métal liquide, donc de la masse de metal introduite dans l empreinte de moulage. Ce risque de manque d homogéneite de l inoculation est d'autant plus grand que l empreinte de moulage est plus volumineuse ou bien plus compliquée, notamment en vue du moulage de :~
::
~218S~4 pièces minces. En effet, la solidification du metal liquide est alors Sl rapide qu elle est achevée avant que le fll lnoculant n ait pu se dissoudre complete-ment dans le meta]. llquide. de sorte que l inoculation est incomplète et hétérogène.
On connait er)core par le document Giesserei-Praxis n 3 du 10 Fevrier 1982, pages 2~ à 36, la techrlologie de l inoculation de la fonte au moyen d un fil susceptible d etre déroulé d une bobine, ce fil d inoculation étant introduit dans l'axe du jet de coulée gravitaire en provenance d un bassin de coulée ou d'une poche de coulée a quenouille.
On peut ainsi espérer avoir une meilleure homogénéité d inoculation étant donne que le métal liquide reste en contact avec le fil inoculant sur une certaine longueur de celui-ci, juste avant l'introduc-tion dans le jet de coulée verticale du moule.
Mais dans ces trois exemples antérieurs connus, il s agit d une coulée verticale par gravité
et non pas d une coulée verticale ascendante sous basse pression pour alimenter un moule.
Or, le probleme de l'inoculation au moyen d un fil dans la technique de coulée ascendante de la fonte sous basse pression se pose car l'entrée du moule pour la fonte liquide, qui devrait être egale-ment 1 entrée du fil, n est pas accessible, En effet.elle est placee en contact étanche avec un ajutage su-périeur d une cheminée de montée de la fonte liquide ou d un tube de coulée ascendante à partir de la poche de coulee sous pression. E entrée du moule n'est donc pas accessible à un fil d inoculation que l on vou-drait faire défiler. Ce probleme se pose aussi bien pour des moules pourvus d'évents (empreinte de moulage communiquant avec l atmosphère par des cheminees~ que ':~
pOUI' des moules borcJnes (ernpreinte de moulage depour-VUt' d évents), donc sans communicatiotl avec 1 atmos-phère).
En out-e, la teohnique de coulée asoendante sous basse pression ne comporte pas de chenal de cou-lée nl de bassln en amont de 1 empreinte de moulage susceptible de re~evoir un matériau inoculant.
La presente invention résout ce problème de 1 inoculation au moyen d un fil d un moule metallique ou en sable, ou bien partlellement métallique et partiellement en sable, clans la technique de moulage sous basse pression.
A cet effet, 1 invention a pour objet un procédé de traitement d un métal liquide moulé sous basse presslon, notamment pour 1 inoculatlon de la fonte, dans lequel on moule sous basse pression et par coulée ascendante dans un moule présentant une em-prelnte intérieure, le métal liquide situé dans une poche de coulée sous pression gazeuse, disposée au-dessous du moule, avec lequel elle communique par unecheminée de coulée ascendante raccordée maniere étanche à un orifice d alimentation du moule en metal liquide, caractérisé en ce qu on execute le traitement du métal liquide au moyen d un fil suspendu à travers 1 empreinte de moulage, sur une longueur superieure à
la hauteur du moule mesurée au-dessus d'un ajutage de coulée intercalé entre le sommet de la cheminée et 1 orifice d entrée du moule, de manière que la partie inférieure du fil située audessous du moule et exterieure à celui-ci soit plongée dans le metal liquide à traiter sur une longueur determinée sensiblement dans 1 axe de la cheminée, procede dans lequel a) dans une phase précédant la coulée, ~218S14 1 extrem1te inférieure du fil est située juste au-dessus du niveau du metal liquide dans la cheminée;
b) dans la phase suivante, on élève la presslon gazeuse cians la poche de coulée de manière à
faire monter le niveau du métal liquide a la hauteur de 1 orifice d alimentation du moule:
c) on maintient la pression et le nlveau de coulée durant le temps nécessalre au traitement du mé-tal liquidei d) et on éleve la pression dans la poche de coulée jusqu a une valeur supérieure a la précedente afin de faire monter le métal liquide dans 1 empreinte de moulage pour remplir celle-ci.
L'invention s'applique aussi bien à la fonte et à son inoculation qu'à d'autres metaux et alliages comme indiqué ci-apres et à d autre traite-ments que l'inoculation, par exemple a celui de déso-xydation.
L invention a également pour objet un dispo-sitif pour la mise en oeuvre de ce procédé, comprenant une poche de coulée de metal liquide sous basse pression gazeuse, un moule présentant une empreinte intérieure de moulage, disposé au-dessus de la poche et communiquant avec celle-ci par une cheminée de coulée ascendante, un ajutage de coulée étant inter-pose de manière étanche entre un orifice inférieur d alimentation du moule et 1 extrémi~éé supérieure de la cheminee, caractérisé en ce que le moule est percé
à sa partie supérieure d un passage suivant 1 axe ver-~ tical de la cheminée de coulee ascendante, adapté pour ~ recevoir le fil de traitement du métal liquide et dé-bouchant dans 1 empreinte de moulage.
Suivant une autre caracteristique de l'in-vention, le fil provenant d une bobine, sur laquelle ~Z:18514 il ~st enroulé, traverse la partie superleure du moule pourvue d'un orlfice à cet effet et 1~ partie infé-rleure du mvule de maniere que 1 e~tr~mité inférieure du fil de traitement dépasse la face inférieure du moule sensiblement au-dessous de eelle-ci, le fil de traitement traversant ainsi le moule de part en part.
Que le moule soit en sable ou qu il soit métallique, le fil traverse la partie superieure du moule par un trou de manière à déboucher dans 1 em-preinte de moulage. L étanchéité à l'air dans l'espace annulaire entre le trou de passage et le fil est fa-cultative.
Grace a ce procédé et à ce dispositif, et notamment lorsqu il s agit de 1 inoculation de la fonte a 1 aide d'un fil inoculant, les conditions d inoculation homogene et d introduction rapide de la fonte inoculée dans le moùle apres l'inoculation sont parfaitement remplies dans la technique de moulage sous basse pression. En effet, la phase d inoculation ne dure qu un instant (quelques secondes) avant 1 introduction de la fonte inoculée dans le moule, elle-meme tres rapicle, mais dure cependant un temps suffisant pour la fusion complète du fil immergé dans la cheminée ou le tube de coulée ascendante, de sorte que la fonte qui va entrer dans le moule est complète-ment inoculée. En outre, le temps d inoculation est controlable à volonté.
Dans ce procéde mis en oeuvre au moyen de ce dispositif, ce n est pas la partie du fil d'inocula-tion traversant 1 empreinte de moulage qui est utilisee pour l'inoculation mais c'est la partie située hors du moule, au-dessous de la face inferieure du moule, qui est utilisee pour l'inoculation.
En bref, dans la technique connue, l'inocu-12~851~
lation dans le moule depend du système d alimentationdu rnoule et du débit du metal liquide à inoculer. et elle se fait en même temps que le remplissage par gravité du mouLe en métal liquide qui se sqlidifie. Il en resulte une inoculation souvent lncomplète et hétérogène, par manque de temps pour etre pleinement réalisée.
Au contraire, dans la presente invention, il y a un temps (une phase d inoculation) pour la disso-lution de l inoculant dans le métal liquicle et il y a un temps (une pl1ase d alimentation) pour le remplissa-ge du moule en métal inoculé, et ces deux temps, qui se succedent rapidement, sont indépendants l un de l autre et de durées aisément controlables.
D'autres caracteristiques et avantages apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent plusieurs modes de realisation non limita-tifs.
- la Figure 1 est une vue schématique par-tielle en coupe d un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention;
- la Figure 2 est une vue schématique en coupe d un moule borgne en sable auquel est appliquée l'invention;
- la Figure 3 est une vue schématique en coupe d'un moule métallique borgne auquel est appli-quee l'invention;
- les Figures 4, 5, 6, 7 et 8 sont des vues partielles schématiques en coupe illustrant les dif-- ferentes phases du procede de coulêe sous basse pres-~.
~: sion et l'inoculation suivant l'invention;
- les Figures 9, 10, 11, 12 et 13 sont des diagrammes schématiques illustrant les variations de pression de gaz dans la poche de coulee, en fonction ~218514 du temp~ et en correspondance avec les differentes phases illustrees aux Figures 4 5, 6 7 et ~;
- les Figures 14 et 15 sont de~ vues par-tielles schématiques illustrant en coupe ur,e variante d utilisation du fil d inoculation;
- les Figures 16 et t7 sont des diagrammes schématigues correspondant au>< Figures 14 et 15 pour les variations de pression dans la poche de coulée en fonction du temps:
- la Figure 18 est une vue en coupe analogue a la Figure 2 montrant l application de l invention à
un moule pourvù d évents;
- la Figùre 19 est un diagramme des variations de pression dans la poche de coulée en fonction du temps correspondant a la Figure 18;
- la Figure 20 est une vue en coupe mon-trant l application de 1 invention à un moule à plan de joint vertical et pourvu d un noyau:
- les Figures Z1 et 22 sont des microgra-phies au grossissement 100 de pièces en fonte à
graphite sphéroidal inoculées dans le procédé de moulage sous basse pression respectivement suivant la technique antérieure et suivant l invention.
Suivant l exemple d exécution de la Figure 1 le dispositif de moulage ou de coulée sous basse pression vise par l invention comprend une poche de coulee 1 sous pression gazeuse et un moule borgne A
applique sur l ajutage de coulée de ladite poche.
La poche de coulée est par exemple de type 3 theière et comprend une chambre 2 presque complète-ment fermee et une cheminee de coulee ou tubulure de coulée 3 communiquant avec la chambre 2 par un orifice 4 situe au fond de la poche 1. Le métal liquide M con-tenu dans la poche 1 donc à la fois dans la chambre ~218514
2 et la cheminée ou tubulure 3, est placé sous pres-sion gazeuse par un conduit 5 d alimentation en gaz sous pression, par exemple de l air ou de 1 argon ou de l azote, dehouchant à la partie superieure de la chambre 2. Ce conduit S peut également être relie à
une décharge ou à un échappement par un tiroir distri-buteur non représente. L introduction de métal liquide sous pression dans la poche 1 s effectue par une large ouverture à la partie superieure de la chambre 2, cet-te large ouverture étant obturée de manière étanche par un couvercle 6.
Bien entendu, la poche 1 peut être remplacée par une poche traversée à peu près en son milieu par un tube de coulée ascendante, et être équipée d'un système de régulation de la pression gazeuse et du niveau N de métal liquide M dans le tube de coulee ascendante tel que décrit au brevet FR-A-2 367 566.
La cheminée 3 d'axe XX porte à sa partie supérieure une buse 7 appelée également ajutage de coulée, de forme tronconique. Cette buse 7 est des-tinée a recevoir 1 orifice de coulee d'un moule A, par application en contact étanche.
Le moule A, par exemple en deux parties 8 et 9 assemblées suivant un plan de joint horizontal, comporte une empreinte de moulage 10 et un orifice de coulée 11 tronconique s ajustant de maniere étanche sur l'ajutage ou la buse 7 également tronconique.
Les deux parties de moule 8 et 9 sont main-tenues en contact étanche, à 1 encontre de la pression de métal liquide qui tendrait à ouvrir l empreinte de moulage 10, par tous les moyens appropries, connus des fondeurs, par exemple par un verrouillage au moyen de serre-joints représente schématiquement en 12.
Le moule A est borgne en ce sens qu il po-J.21~S14 1 os~cle, pour toute ouverture, à sa partie inferieure 8 l'orlfice de coulée 11 destir,é à etre appliqué sur la buse 7, Sa partie suplrieure 9 ne possède aucune ouvertur~, son plaFond, c est-à-dir~ la partie supé-rieure de l'empreitlte de moulage 10, étant complète-ment ferme. Conformément à l'invention. on perfore le plafond de sa partie supérieure 9 d un orifice 9a de passage d un fil métallique inoculant 13 dans l axe XX
de l'orifice 11.
Le dispositif de l'invention est complété
par un moyen d inoculation consistant en un fil métallique inoculant 13 amené par exemple par un devi-doir 14 (bobine 14).
Conformément à l'invention, le fil inoculant 13 traverse de part en part le moule A, donc 1 empreinte de moulage 10, suivant l axe XX vertical de la cheminée ou tubulure de coulée 3 de la poche 1.
Le fil 13 d'inoculation traverse donc le plafond ou la partie supérieure de l'empreinte 10 de moulage, à tra-vers la partie 9 du moule A, se trouve suspendu à tra-vers l'empreinte de moulage 10 et l'orifice de coulée 11, et se prolonge en suspension verticale suivant 1 axe XX au-dessous du moule A, sur une certaine hauteur, à l'intérieur de la cheminée de coulée 3. Le fil 13 s'étend ainsi sur une longueur totale L au-dessous de la face supérieure du moule A, superieure à
la hauteur h du moule A mesurée au-dessus de la base de l'ajutage 7.
La longueur de fil descendant au-dessous de la face inférieure de la partie inférieure 8 du moule A est telle que la longueur de fil immergeahle dans le métal liquide à l'intérieur de la cheminée 3 de coulee ascendante, corresponde à la quantité d'inoculant né-cessaire pour inoculer le métal liquide à introduire dans l'empreinte de moulage 10. La longueur de fil ~mmergé dans le métal liquide est reperëe H sur la figure l.
Lorsque 1~ mnule A est en sable (Figure 2), le -fil d inoculation 13 traverse le plafond de la partle supérieure 9 en prévoyant un trou d aiguille à
travers ce plafond, correspondant au diamètre du fil 1 ~ .
Si le rnoule A est métallique (Figures 1 et
une décharge ou à un échappement par un tiroir distri-buteur non représente. L introduction de métal liquide sous pression dans la poche 1 s effectue par une large ouverture à la partie superieure de la chambre 2, cet-te large ouverture étant obturée de manière étanche par un couvercle 6.
Bien entendu, la poche 1 peut être remplacée par une poche traversée à peu près en son milieu par un tube de coulée ascendante, et être équipée d'un système de régulation de la pression gazeuse et du niveau N de métal liquide M dans le tube de coulee ascendante tel que décrit au brevet FR-A-2 367 566.
La cheminée 3 d'axe XX porte à sa partie supérieure une buse 7 appelée également ajutage de coulée, de forme tronconique. Cette buse 7 est des-tinée a recevoir 1 orifice de coulee d'un moule A, par application en contact étanche.
Le moule A, par exemple en deux parties 8 et 9 assemblées suivant un plan de joint horizontal, comporte une empreinte de moulage 10 et un orifice de coulée 11 tronconique s ajustant de maniere étanche sur l'ajutage ou la buse 7 également tronconique.
Les deux parties de moule 8 et 9 sont main-tenues en contact étanche, à 1 encontre de la pression de métal liquide qui tendrait à ouvrir l empreinte de moulage 10, par tous les moyens appropries, connus des fondeurs, par exemple par un verrouillage au moyen de serre-joints représente schématiquement en 12.
Le moule A est borgne en ce sens qu il po-J.21~S14 1 os~cle, pour toute ouverture, à sa partie inferieure 8 l'orlfice de coulée 11 destir,é à etre appliqué sur la buse 7, Sa partie suplrieure 9 ne possède aucune ouvertur~, son plaFond, c est-à-dir~ la partie supé-rieure de l'empreitlte de moulage 10, étant complète-ment ferme. Conformément à l'invention. on perfore le plafond de sa partie supérieure 9 d un orifice 9a de passage d un fil métallique inoculant 13 dans l axe XX
de l'orifice 11.
Le dispositif de l'invention est complété
par un moyen d inoculation consistant en un fil métallique inoculant 13 amené par exemple par un devi-doir 14 (bobine 14).
Conformément à l'invention, le fil inoculant 13 traverse de part en part le moule A, donc 1 empreinte de moulage 10, suivant l axe XX vertical de la cheminée ou tubulure de coulée 3 de la poche 1.
Le fil 13 d'inoculation traverse donc le plafond ou la partie supérieure de l'empreinte 10 de moulage, à tra-vers la partie 9 du moule A, se trouve suspendu à tra-vers l'empreinte de moulage 10 et l'orifice de coulée 11, et se prolonge en suspension verticale suivant 1 axe XX au-dessous du moule A, sur une certaine hauteur, à l'intérieur de la cheminée de coulée 3. Le fil 13 s'étend ainsi sur une longueur totale L au-dessous de la face supérieure du moule A, superieure à
la hauteur h du moule A mesurée au-dessus de la base de l'ajutage 7.
La longueur de fil descendant au-dessous de la face inférieure de la partie inférieure 8 du moule A est telle que la longueur de fil immergeahle dans le métal liquide à l'intérieur de la cheminée 3 de coulee ascendante, corresponde à la quantité d'inoculant né-cessaire pour inoculer le métal liquide à introduire dans l'empreinte de moulage 10. La longueur de fil ~mmergé dans le métal liquide est reperëe H sur la figure l.
Lorsque 1~ mnule A est en sable (Figure 2), le -fil d inoculation 13 traverse le plafond de la partle supérieure 9 en prévoyant un trou d aiguille à
travers ce plafond, correspondant au diamètre du fil 1 ~ .
Si le rnoule A est métallique (Figures 1 et
3), ou bien sa partie supérieure est traversée par un orifice 9a de passage du fil 13 (Figure 1), ou bien sa partie supérieure comporte un orifice 15 obture par un bouchon 16 en sable ou autre matériau réfractaire aggloméré par un liant, et le bouchon 16 est lui-même traversé par un trou de passage 9a pour le fil inocu~ant 13 (Figure 3).
Le metal liquide M peut etre de la fonte à
graphite spheroidal ou de la fonte a graphite lamel-laire ou bien encore un acier à désoxyder ou encore un super alliage (c'est-à-dire un alliage austénitique contenant plus de 20% de fer, ainsi que du nickel et du chrome ou bien du nickel, du chrome et du cobalt, ou encore un alliage qui contient moins de 20% de fer et qui est a base de nickel ou à base de cobalt). Le métal liquide M peut encore etre de l'aluminium ou un alliage d aluminium ou un alliage cuivreux.
Le fil d'inoculation 13 est à base d'un produit inoculant tel que le ferro-silicium là 75Z, le reste étant un support en acier) dans le cas de la fonte a graphite spheroidal ou fonte ductile, et dans le cas de la fonte à graphite lamellaire. On peut également employer un fil inoculant à base de ferro-silicium dans le cas où le métal liquide M est de l acier. Le fil inoculant 13 peut etre un fil d acier , enrobe de produits inoculants ou bien un fil fourre c est-à-dlr~ un élement tubulaire contenant inte--rieurement le produit inoculant.
Pour le traitement de la fonte, le fil de traitement 13 peut être en magnesium. en allia~e fer silicium-magnésium, en terres rares, en titane, en bismuth Dans le cas où le métal liquide M à traiter (traitement de déso~ydation) est de l acier ou un superalliage, le fil 13 peut être également en alumi-nium, en silico-calcium, silicium, manganèse, terres rares.
Dans le cas de la fonte, le fil inoculant 13 peut encore comporter, en plus du ferro-silicium, des terres rares qui améliorent le processus de nodulari-sation du graphite libre en favorisant l obtention de nodules de forme ronde, et peut contenir aussi du bis-muth qui augmente le nombre de nodules de graphite.
Dans le cas où le metal M est de l alumi-nium, le fil de traitement 13 peut être du strontium, ou du sodium.
Fonctionnement :
A l'aide de ce dispositif, on procède au traitement d inoculation et à la coulée de la manière suivante, en faisant varier le niveau N de fonte liquide dans la cheminée de coulée 3, au moyen d'une variation de pression gazeuse dans la chambre 2, suivant le diagramme des variations de pression du brevet FR-A-2 367 566 :
1) Avant inoculation : alimentation du fil 13 -A~oroche du moule A ~Fi~ures 4 et 9) :
Au temps (t - 2) (Figure 9), la chambre 2 de la poche de coulée 1 n'etant pas sous pression, le niveau N de la fonte M dans la cheminée 3 est bas Il est éloigne ~2185~4 du moule A. Le fil 13 est approche du moule A par e~emple à l'aide d'uIl dévidoir.
2) Avant inoculation : Mise en Place clu fil 13 d lno-,ulati~n (Fiqures 5 et 1 n ~
Au temps (t - 1) (Figure 10), la chambre 2 n est toujours pas sous presslon. Le niveau N reste le meme qu en 1) mais le fil 13 traverse de part en part le moule A sulvant l axe XX de la cheminée 3 et est suspendu dans la cheminée 3 sur une longueur corres-pondant à la quantité de fil à utiliser pour l inocu-lation. L éxtrémité inférieure du fil 13 est proche du niveau N, au-dessus de celui-ci.
3) Phase d inoculation sous nré-oression PO (Fiqures 6 et 11) :
Un moule A est en place sous l'ajutage de coulée 7 de la cheminée de coulée 3 comme cela est illustre a la Figure 1. Dans la chambre 2, on introduit au-dessus de la fonte liquide M une pression gazeuse jusqu à la valeur PO dite"pré-pression". Cette pré-pression fait monter la fonte dans la cheminée 3 jusqu au niveau N, c est-a-dire juste en dessous de la partie supérieure de la cheminée 3, au plus près de la face inferieure du moule A, c est-à-dire au plus pres de l'empreinte de moulage 10.
Le fil d'inoculation 13 est en place dans la cheminée de coulée ascendante 3, suivant son axe XX, à
travers le moule A traverse de part en part, jusqu'à
une profondeur d immersion H dans la cheminée 3, au-dessous du niveau N. La profondeur H correspond à la quantite de fil qui doit etre dissous dans la fonte N
en vue d une parfaite inoculation de la fonte qui se solidifiera ultérieurement à l interieur de l em-preinte de moula~e 10. Si la quantite d'inoculant de hauteur H est insuffisante, on peut derouler le fil 13 ''' ~218514 de la bo~ine 14 jusqu à ce que la quantité de fil 13 dissoute dans le metal liquide M soit suffisante.
On se trouve à ce stade au point a du dia-gramme pression/temps de la Figure 11 après avoir effectu~ la montée Oa pour atteindre la pre-pression PO corresponclant au niveau N1.
On maintient cette pré-pression Po pendant un temps corresponclant au segment ou palier ab du diagramme de la Figure 11 jus~u a ce que le fil 13 immergé dans la fonte liquide M sur une hauteur H soit complètement dissous. Le temps d inoculation sous pré-pression Po correspon~ant au palier ah ne dépasse pas quelques secondes (2 a 3 secondes en moyenne). Ce temps est d ailleurs controlable.
Le metal liquide M peut etre de la fonte à
graphite spheroidal ou de la fonte a graphite lamel-laire ou bien encore un acier à désoxyder ou encore un super alliage (c'est-à-dire un alliage austénitique contenant plus de 20% de fer, ainsi que du nickel et du chrome ou bien du nickel, du chrome et du cobalt, ou encore un alliage qui contient moins de 20% de fer et qui est a base de nickel ou à base de cobalt). Le métal liquide M peut encore etre de l'aluminium ou un alliage d aluminium ou un alliage cuivreux.
Le fil d'inoculation 13 est à base d'un produit inoculant tel que le ferro-silicium là 75Z, le reste étant un support en acier) dans le cas de la fonte a graphite spheroidal ou fonte ductile, et dans le cas de la fonte à graphite lamellaire. On peut également employer un fil inoculant à base de ferro-silicium dans le cas où le métal liquide M est de l acier. Le fil inoculant 13 peut etre un fil d acier , enrobe de produits inoculants ou bien un fil fourre c est-à-dlr~ un élement tubulaire contenant inte--rieurement le produit inoculant.
Pour le traitement de la fonte, le fil de traitement 13 peut être en magnesium. en allia~e fer silicium-magnésium, en terres rares, en titane, en bismuth Dans le cas où le métal liquide M à traiter (traitement de déso~ydation) est de l acier ou un superalliage, le fil 13 peut être également en alumi-nium, en silico-calcium, silicium, manganèse, terres rares.
Dans le cas de la fonte, le fil inoculant 13 peut encore comporter, en plus du ferro-silicium, des terres rares qui améliorent le processus de nodulari-sation du graphite libre en favorisant l obtention de nodules de forme ronde, et peut contenir aussi du bis-muth qui augmente le nombre de nodules de graphite.
Dans le cas où le metal M est de l alumi-nium, le fil de traitement 13 peut être du strontium, ou du sodium.
Fonctionnement :
A l'aide de ce dispositif, on procède au traitement d inoculation et à la coulée de la manière suivante, en faisant varier le niveau N de fonte liquide dans la cheminée de coulée 3, au moyen d'une variation de pression gazeuse dans la chambre 2, suivant le diagramme des variations de pression du brevet FR-A-2 367 566 :
1) Avant inoculation : alimentation du fil 13 -A~oroche du moule A ~Fi~ures 4 et 9) :
Au temps (t - 2) (Figure 9), la chambre 2 de la poche de coulée 1 n'etant pas sous pression, le niveau N de la fonte M dans la cheminée 3 est bas Il est éloigne ~2185~4 du moule A. Le fil 13 est approche du moule A par e~emple à l'aide d'uIl dévidoir.
2) Avant inoculation : Mise en Place clu fil 13 d lno-,ulati~n (Fiqures 5 et 1 n ~
Au temps (t - 1) (Figure 10), la chambre 2 n est toujours pas sous presslon. Le niveau N reste le meme qu en 1) mais le fil 13 traverse de part en part le moule A sulvant l axe XX de la cheminée 3 et est suspendu dans la cheminée 3 sur une longueur corres-pondant à la quantité de fil à utiliser pour l inocu-lation. L éxtrémité inférieure du fil 13 est proche du niveau N, au-dessus de celui-ci.
3) Phase d inoculation sous nré-oression PO (Fiqures 6 et 11) :
Un moule A est en place sous l'ajutage de coulée 7 de la cheminée de coulée 3 comme cela est illustre a la Figure 1. Dans la chambre 2, on introduit au-dessus de la fonte liquide M une pression gazeuse jusqu à la valeur PO dite"pré-pression". Cette pré-pression fait monter la fonte dans la cheminée 3 jusqu au niveau N, c est-a-dire juste en dessous de la partie supérieure de la cheminée 3, au plus près de la face inferieure du moule A, c est-à-dire au plus pres de l'empreinte de moulage 10.
Le fil d'inoculation 13 est en place dans la cheminée de coulée ascendante 3, suivant son axe XX, à
travers le moule A traverse de part en part, jusqu'à
une profondeur d immersion H dans la cheminée 3, au-dessous du niveau N. La profondeur H correspond à la quantite de fil qui doit etre dissous dans la fonte N
en vue d une parfaite inoculation de la fonte qui se solidifiera ultérieurement à l interieur de l em-preinte de moula~e 10. Si la quantite d'inoculant de hauteur H est insuffisante, on peut derouler le fil 13 ''' ~218514 de la bo~ine 14 jusqu à ce que la quantité de fil 13 dissoute dans le metal liquide M soit suffisante.
On se trouve à ce stade au point a du dia-gramme pression/temps de la Figure 11 après avoir effectu~ la montée Oa pour atteindre la pre-pression PO corresponclant au niveau N1.
On maintient cette pré-pression Po pendant un temps corresponclant au segment ou palier ab du diagramme de la Figure 11 jus~u a ce que le fil 13 immergé dans la fonte liquide M sur une hauteur H soit complètement dissous. Le temps d inoculation sous pré-pression Po correspon~ant au palier ah ne dépasse pas quelques secondes (2 a 3 secondes en moyenne). Ce temps est d ailleurs controlable.
4)Coulée (Fiqures 7 et 12) :
On fait rnonter la pression gazeuse dans la chambre 2 de la poche de coulée 1 de la pré-pression Po à la pression de coulée PC. On passe ainsi du point b au point c sur le diagramme de la Figure 12. C est ce qui fait monter la fonte liqùide M à l intérieur de 1 empreinte de moulage 10 (Figure 7) de maniere à
l emplir totalement. On remarque que le fil 13 a fondu dans toute sa partie précédemment immergée dans la cheminée 3 et que lors du passage de la fonte de la cheminée 3 a la cavité de l empreinte de moulage 10 s effectue un brassage de la fonte et du produit ino-culant qui vient d etre dissous ce qui parfait l ho-mogéneité de l inoculation.
On maintient la pression de coulée PC dans la poche 1 pendant un certain temps pour permettre la solidification de la fonte contenue à l intérieur de l empreinte de moulage 10 du moule A. Ce maintien de la pression de coulée PC correspond au palier supérieur cd de la Figure 12.
~2185~4
On fait rnonter la pression gazeuse dans la chambre 2 de la poche de coulée 1 de la pré-pression Po à la pression de coulée PC. On passe ainsi du point b au point c sur le diagramme de la Figure 12. C est ce qui fait monter la fonte liqùide M à l intérieur de 1 empreinte de moulage 10 (Figure 7) de maniere à
l emplir totalement. On remarque que le fil 13 a fondu dans toute sa partie précédemment immergée dans la cheminée 3 et que lors du passage de la fonte de la cheminée 3 a la cavité de l empreinte de moulage 10 s effectue un brassage de la fonte et du produit ino-culant qui vient d etre dissous ce qui parfait l ho-mogéneité de l inoculation.
On maintient la pression de coulée PC dans la poche 1 pendant un certain temps pour permettre la solidification de la fonte contenue à l intérieur de l empreinte de moulage 10 du moule A. Ce maintien de la pression de coulée PC correspond au palier supérieur cd de la Figure 12.
~2185~4
5) Solidification cle la pi.èce __moulée _et cl~ute de ~ression pour retour a!~ niveau N1 (Fiqures 8 et 13~ :
Après écoulement du temps de solidification cle la piece moulée à l'intérieur du moule A suivant le palier supérieur précite Cd (temps connu par l'experi-ence), on fait tomber la pression gazeuse dans la chambre 2 de la poche 1 de la valeur PC de presslon cle couléc- à une valeur de pré-pression Po]. légèrement superieure à la pré-presslon Po de la Figure 11.
On ramene ainsi le niveau de la fonte en N1 dans la cheminée ascendante 3, malgré la baisse de niveau dans la charnbre 2 non représentée, par suite de la consommation d une certaine quantité de fonte à
l intérieur de l empreinte de moulage 10. C est cette consommation qui nécessite une pré-pression Pol supe-rieure à la pré-pression PO. Sur le diagramme de la Figure 13, cette chute de pression correspond au seg-ment descendant de qui sera suivi d un palier ef a la pression Pol pendant le temps d évacuation du moule A
qui vient d être coulé et l amenée d un nouveau moule A a emplir.
Ainsi s'achève le cycle de var.iations de pression/temps O a b c e d f.
Lorsque la fonte est solidifiée à l'inté-rieur de l'empreinte de moulage 10, apres retour de l'e~cédent de fonte liquide dans la cheminee 3, par retombée, le fil 13 d inoculation se trouve en partie fondu, en partie noye à 1 etat solide dans la piece solidifiee. De toute façon, lors de l'évacuation du moule A qui vient d être coulé, le fil 13 peut etre coupé au ras de la face supérieure du moule A avant l évacuation cependant que lors du démoulage de la pièce moulee, le fil d'inoculation 13 qui pourrait éventuellement etre en protubérance par rapport à la paroi exterieure de la pièce moulée pourra être également COUp;? au ras de celle-ci.
~esu].ta~. _d inoc~l.atl~n ( F.igures Z1 et 2~).
Sl l on -fait une micrographie de la pièce moulee ainsi coulée et inoculée (Figure 22), on constate la présence de nociules de graphite en répartition extrêmeMent régulière, ce qui prouve que la graphitisation a été uniforme grace à l'inoculation totale dans la cheminee de coulée 3 (Fi~ures 6 et 11), grace a l introduction de la fonte ainsi inoculée en un temps tres court apres l inoculation (Figure 7 et 12~ donc sans risque de perdre cet effet d'inoculation de durée éphémère dans la fonte liquide, et grace à
l effet de brassa3e entre fonte et produit inoculant dissous, lors de l entrée de la fonte dans l empreinte 10. Sur cette structure ferritique, la densite en nodules de graphite est élevée, et les nodules ont une taille réguliere. Cette densité et cette régularite confèrent une grande homogénéité a la structure de la 2 pièce moulée.
A titre comparatif, si l on examine une micrographie d une piece en fonte a graphite sphé-roidal coulée par le même procédé de moulage sous basse pression mais inoculée par un procéde de type connu antérieur, consistant par exemple a introduire 1 ir,oculant en poudre (par exemple de la poudre de ferro-silicium) a l interieur de 1 empreinte de moulage (Figure 21~. on constate certes 1 existence de nodules de graphite sur cette structure ferrito-perlitique à moins de 10~/. de perlite. Mais leur repartition et lc-ur taille sont beaucoup plus irregulières que dans la micrographie de la Figure 22, en raison de l'hérogenéité du mélange de la fonte liquide et de la poudre inoculante à l'interieur de ~2~ 4 l empreinte de moulage 10, en l abs~nce de bras~age et en l'absence de moyens pour répartir regulièrement cette poudre a l interieur de l empreinte 10. Il est à
noter que les micrograp~lies des Figures 21 et Z2 correspondent à des zones de meme epaisseur supérieure a 5 mrn.
On remarque encore la faible proportion de perlite, inférieure à 10~, dans la structure cle l invention (Figure 22). En ce qui concerne la teneur en perlite, dans le cas ~qui n est pas celui des Figure 21 et 22) ou les cond.itiol-s de refroidissement de la pièce moulée amèneraient l obtention d une structure perlitlque à l'état brut de coulée, alors que la technique antérieure connue d'inoculation n'aurait aucun effet sur cette tendance normale à
l'obtention d'une structure perlitique, au contraire le procédé d inoculation de l invention permettrait d abaisser le pourcentage de perlite obtenue à l état brut de coulée.
Variantes :
- En Dhase d inoculation, avant le remplissage de l empreinte de moulage 10, on peut, Sl besoin est, c est-à-dire si la quantité d inoculant déjà dissoute est insuffisante, introduire une longueur supplementaire de fil 13 dans la colonne de fonte liquide contenue dans la cheminée 3, donc faire descendre une longueur supplémentaire de fil 13.
- Après _inoculation. au lieu de laisser le fil 13 immobile dans le moule A de sorte qu il se trouve noyé dans la fonte emplissant la cavite 10 de moulage (Figure 7 et 8), on retire le fil d inocula-tion 13 avant que la fonte liquide M n'emplisse la cavité de moulage 10 ~Figures 14 et 15).
Suivant les Figures 14 et 16, on retire le ~218S14 1 a fil 13 au fur et a mesure de la montee du niveau M
dans la cavité 10, en gardant l extrémité inférieure du fil 13 hors de la fonte liquide M. Le niveau N2 llustre correspond à un point b1 d une pression Ph1 sur le diagramme de montée en pression (Figure 1~) de la chambre 2. Après solidification de la fonte introduite dans la cavité 10 (Figure 15 et 17), le fil 13 se trouve hors du moule A, au plus près de celui-ci, pret a être réutilisé pour l'inoculation suivante. Le niveau N1 est retombe juste au-dessous du moule A sous la pression POl (la Figure 17 est la meme que la Figure 13). Mais le fil 1~ n'est pas noye dans la piece moulee et il n'est pas nécessaire de le couper, ce qui est un gain de temps.
En variante encore, on peut retirer le fil 13 du moule A avant meme le début de remplissage du moule A.
- Moule à évents (Fiqures 18 et 19) :
Si un moule B comporte des évents 17 traversant sa partie supérieure 9 et reliant la cavité
10 a l'atmosphère, et notamment un évent 17 dans l axe XX de l'orifice 11a d'alimentation en fonte liquide.
le fil 13 traverse facilement le moule B en passant par l évent àxial 17 On procède alors a la montée en pression de la manière suivante, dans la poche de coulée, après inoculation, pour le remplissage de la cavité 10 (Figure 19) :
Le point b du diagramme de la Figure 19 représente la situation en pression et en temps après l inoculation et juste avant le remplissage du moule B.
Le segment ascendant bc illustre une montée en pression dans la chambre 2 de la poche 1 pour introduire la fonte liquide dans la cavite 10 jusqu à
la face supélieure du moule B. Le palier ccl illustre le maintien de cette pression jusqu à ce que la fonte se s~lldifle dans les évents 17, ce qui transforme le moule e en un moule borgne. Cette solidification est rapi~e. Le palier ccl est donc tres court.
Le seyment ascendant cl-c2 illustre une montl~e en pressivn supérieule dans la chambre 2 de la poche 1 pour introduire dans la cavité 10 de rnoulage un supplément de fonte chaude et compenser ainsi le retrait et les retassures éventuelles qui sont alors comblées.
Le reste du diagramme de la Figure 19 :
palier c2d-segment descendant de et court palier ef, est identique au parcours cdef de la Figure 13.
- Moule vertical à novau (Fiqure 20) :
Enfin, à la Figure 20 est illustree l application de l invention a un moule C à plan de joint vertical dont la trace se confond avec l axe XX, à empreinte de moulage 1~ et à noyau 19 admettant l axe XX comme axe de symétrie. Le moule C, par exemple celui d'une tubulure pour moteur automobile, est en deux parties 20 et 21 symétriques par rapport à
l axe XX et par rapport au plan de joint vertical. Les deux parties 20 et 21 sont serrées l une contre l au-tre, par exemple par deux plateaux de presse 22, 23.
Le noyau 19 est par exemp.e suspendu dans la cavite 18 de moulage par une portée supérieure 24.
Comme dans les exemples précédents, le moule C co~porte un orifice axial de coulée 11b sur sa face inferieure. Sur l orifice 11b, vient s appliquer l ajutage 7 de la poche de coulee 1.
Le noyau 19, par exemple en sable de moulage, est traversé de part en part par le fil d inoculation 13 qui descend suivant 1 axe XX de la 121851~
~heminee 3 de coulee. Pour faciliter le passage du fil 13, le noyau 19 est avantageusement traverse de part en part d un concluit de passage 25 dans l axe XX.
Comme précédemment, la partie utile du fil 13 pour l'inoculation n'est pas celle qui traverse le m~ule C, c est-à-dire le noyau 19, mais celle qui, au-dessous du moule C, est immergee dans la fonte M contenue dans la cheminee 3, avant introduction de la fonte dans la cavité annulaire de moulage 18.
L inoculation puis le remplissage du moule ont lieu comme précédemment. On peut laisser le fil 13 prisonnier de la fonte solidifiée au moins à la partie inférieure du moule C ou bien retirer le fil 13 au fur et a mesure de la montée de la fonte dans le moule C
ou bien avant meme le début du remplissage du moule C.
Avantaqes du Procédé et du disPositif de l'invention :
Grâce a l'insertion d'une certaine hauteur H
de fil 13 d inoculation dans la cheminée de coulee ascendante 3 pendant un certain temps représenté par le palier de pré-pression ab ~Figures 6 et 11), on ob-tient une dissolution totale du produit inoculant dans la fonte M qui sera introduite dans le moule.
L effet de brassage de la fonte et du pro-duit inoculant dissous, lors du trasnfert de la fonte inoculée de la cheminée 3 à la cavite de l empreinte de moulage 10, assure une excellente homogénéité de 1 inoculation dans la masse de fonte emplissant l empreinte 10.
Grâce au déroulement du fil d'inoculation 13 d un dévidoir 14, on peut continuer de faire descendre le fil 13 dans la cheminée 3 au fur et à mesure de sa fusion, pour le cas où le segment de fil 13 de hauteur H ne serait pas quantitativement suffisant pour inoc-12~8S14 ler toute la fonte destinee a être introduite dansl'empreinte de moulaqe 10. On peut ainsi contrôler avec précisionla quantlté d lnoculant utilise.
L inoculation de la fonte M pendant la phas~
de pre-pression Oab (Figures 6 et 11), c est-à-dire dans la cheminée 3, en amont de l empreinte de moulage permet de contrôler à volonté le temps d inocula-tion. Ce temps débute lors de l immersion du fil 13 et se termine lorsque l'on constate la dissolution complete du fil 13 dans la fonte M.
Grace a l'immersion du fil 13 dans la cheminée 3 de section cylindrique constante, quel que soit le volume de l'empreinte de moulage 10, l'inocu-lation par unite de volume est constante, et la qualité de l inoculation est invariable et répétitive, quels que soient le volume et la forme de l'empreinte de moulage 10.
Ce procédé d inoculation combiné avec le procédé de coulée ascendante sous basse pression permet d introduire rapidement la fonte inoculee dans l empreinte de moula~e 10 (Figure 15) sans perte de temps après l'inoculation et sans avoir un trajet ou parcours important a accomplir, de sorte que l on est certain de ne pas perdre l effet d inoculation de la fonte liquide qui, comme on le sait, est de durée éphemere.
L'inoculation conforme à l'invention permet encore d abaisser la proportion de perlite dans la structure de la pièce moulée, ce qui est avantageux pour la fabrication de pièces tubulaires pour moteurs ' d automobiles.
Le procede et son dispositif de mise en oeuvre rendent possible la fabrication des pièces ~218~4 moulées en grande serie et a haute cadence avec un minimum de temps pour l inoculation. En effet, le temps d inoculation qui correspond au troncon Oab de pré-pression de la Figure 11 est celui de la fusion d'une certaine longueur de fil inoculant 13 dans la clleminée 3, lorsque le moule est dejà en place et en contact étanche avec l ajutage de coulee 7 de la cheminée 3.
Ce procédé etant fondé sur l'inoculation de' la seule masse de fonte liquide (ou le traitement de la seule masse de métal liquide) contenue dans la cheminée 3 et destinée a être introdulte dans le moule A,B,C, il est applicable a des pieces moulées d'une masse de quelques kilogrammes ~par exemple de 4 ky).
Ainsi, on coulera, apres un tel traitement d inocula-tion, par exemple des collecteurs tubulairesd échappement de moteurs d automobiles.
Ce procédé d'inoculation et de coulée permet d inoculer de matiere uniforme des pieces minces ainsi que des pieces de formes compliquées, tout en assurant une parfaite uniformité de graphitisation résultant de l uniformité de l inoculation puisque le mode d .inocu-lation de la cheminée 3 est independant de la forme de la pièce moulée et du débit d alimentation du moule en métal liquide.
Si l'on n apporte pas le fil d inoculation 13 de manière continue à partir d'une bobine ou d'un dévidoir 14, ou si l on ne dispose pas d un moule métallique A pourvu d un bouchon réfractaire 16 susceptible d'etre traversé par le fil 13, on peut suspendre le fil métallique 13 au plafond de 1 em-preinte de moulage 10, par exemple en donnant à
l'extrémite superieure du fil 13 la forme d un crochet et en prévoyant un petit anneau au plafond de l'em-'' lZ185i4 preinte de moulage metallique, 1 anneau et le crochetdevant etre noy~s dans 1. empreinte de moulage après solidification de la fonte.
Dans ce cas bien entendu, le fil d inocula-tion doit se prolonger bien en-clessous de la face inférieure du moule A afin d etre immergé dans la cheminee 3 de coulée ascendante, comme cela est illustre à la Figure 1.
Bien entendu, un fil ainsi suspendu peut etre utilisé avec un moule borgne en sable A. La seule difference avec le moule métallique est que 1 extre-mite superieure du fil d inoculation 13 pourra etre accrochée et retenue sur la face superieure du moule, par exemple en s élargissant sous forme d une boucle plane dans un plan horizontal prenant appui sur ladite face supérieure, après traversée du plafond de l'empreinte de moulage par le fil 13 .
Après écoulement du temps de solidification cle la piece moulée à l'intérieur du moule A suivant le palier supérieur précite Cd (temps connu par l'experi-ence), on fait tomber la pression gazeuse dans la chambre 2 de la poche 1 de la valeur PC de presslon cle couléc- à une valeur de pré-pression Po]. légèrement superieure à la pré-presslon Po de la Figure 11.
On ramene ainsi le niveau de la fonte en N1 dans la cheminée ascendante 3, malgré la baisse de niveau dans la charnbre 2 non représentée, par suite de la consommation d une certaine quantité de fonte à
l intérieur de l empreinte de moulage 10. C est cette consommation qui nécessite une pré-pression Pol supe-rieure à la pré-pression PO. Sur le diagramme de la Figure 13, cette chute de pression correspond au seg-ment descendant de qui sera suivi d un palier ef a la pression Pol pendant le temps d évacuation du moule A
qui vient d être coulé et l amenée d un nouveau moule A a emplir.
Ainsi s'achève le cycle de var.iations de pression/temps O a b c e d f.
Lorsque la fonte est solidifiée à l'inté-rieur de l'empreinte de moulage 10, apres retour de l'e~cédent de fonte liquide dans la cheminee 3, par retombée, le fil 13 d inoculation se trouve en partie fondu, en partie noye à 1 etat solide dans la piece solidifiee. De toute façon, lors de l'évacuation du moule A qui vient d être coulé, le fil 13 peut etre coupé au ras de la face supérieure du moule A avant l évacuation cependant que lors du démoulage de la pièce moulee, le fil d'inoculation 13 qui pourrait éventuellement etre en protubérance par rapport à la paroi exterieure de la pièce moulée pourra être également COUp;? au ras de celle-ci.
~esu].ta~. _d inoc~l.atl~n ( F.igures Z1 et 2~).
Sl l on -fait une micrographie de la pièce moulee ainsi coulée et inoculée (Figure 22), on constate la présence de nociules de graphite en répartition extrêmeMent régulière, ce qui prouve que la graphitisation a été uniforme grace à l'inoculation totale dans la cheminee de coulée 3 (Fi~ures 6 et 11), grace a l introduction de la fonte ainsi inoculée en un temps tres court apres l inoculation (Figure 7 et 12~ donc sans risque de perdre cet effet d'inoculation de durée éphémère dans la fonte liquide, et grace à
l effet de brassa3e entre fonte et produit inoculant dissous, lors de l entrée de la fonte dans l empreinte 10. Sur cette structure ferritique, la densite en nodules de graphite est élevée, et les nodules ont une taille réguliere. Cette densité et cette régularite confèrent une grande homogénéité a la structure de la 2 pièce moulée.
A titre comparatif, si l on examine une micrographie d une piece en fonte a graphite sphé-roidal coulée par le même procédé de moulage sous basse pression mais inoculée par un procéde de type connu antérieur, consistant par exemple a introduire 1 ir,oculant en poudre (par exemple de la poudre de ferro-silicium) a l interieur de 1 empreinte de moulage (Figure 21~. on constate certes 1 existence de nodules de graphite sur cette structure ferrito-perlitique à moins de 10~/. de perlite. Mais leur repartition et lc-ur taille sont beaucoup plus irregulières que dans la micrographie de la Figure 22, en raison de l'hérogenéité du mélange de la fonte liquide et de la poudre inoculante à l'interieur de ~2~ 4 l empreinte de moulage 10, en l abs~nce de bras~age et en l'absence de moyens pour répartir regulièrement cette poudre a l interieur de l empreinte 10. Il est à
noter que les micrograp~lies des Figures 21 et Z2 correspondent à des zones de meme epaisseur supérieure a 5 mrn.
On remarque encore la faible proportion de perlite, inférieure à 10~, dans la structure cle l invention (Figure 22). En ce qui concerne la teneur en perlite, dans le cas ~qui n est pas celui des Figure 21 et 22) ou les cond.itiol-s de refroidissement de la pièce moulée amèneraient l obtention d une structure perlitlque à l'état brut de coulée, alors que la technique antérieure connue d'inoculation n'aurait aucun effet sur cette tendance normale à
l'obtention d'une structure perlitique, au contraire le procédé d inoculation de l invention permettrait d abaisser le pourcentage de perlite obtenue à l état brut de coulée.
Variantes :
- En Dhase d inoculation, avant le remplissage de l empreinte de moulage 10, on peut, Sl besoin est, c est-à-dire si la quantité d inoculant déjà dissoute est insuffisante, introduire une longueur supplementaire de fil 13 dans la colonne de fonte liquide contenue dans la cheminée 3, donc faire descendre une longueur supplémentaire de fil 13.
- Après _inoculation. au lieu de laisser le fil 13 immobile dans le moule A de sorte qu il se trouve noyé dans la fonte emplissant la cavite 10 de moulage (Figure 7 et 8), on retire le fil d inocula-tion 13 avant que la fonte liquide M n'emplisse la cavité de moulage 10 ~Figures 14 et 15).
Suivant les Figures 14 et 16, on retire le ~218S14 1 a fil 13 au fur et a mesure de la montee du niveau M
dans la cavité 10, en gardant l extrémité inférieure du fil 13 hors de la fonte liquide M. Le niveau N2 llustre correspond à un point b1 d une pression Ph1 sur le diagramme de montée en pression (Figure 1~) de la chambre 2. Après solidification de la fonte introduite dans la cavité 10 (Figure 15 et 17), le fil 13 se trouve hors du moule A, au plus près de celui-ci, pret a être réutilisé pour l'inoculation suivante. Le niveau N1 est retombe juste au-dessous du moule A sous la pression POl (la Figure 17 est la meme que la Figure 13). Mais le fil 1~ n'est pas noye dans la piece moulee et il n'est pas nécessaire de le couper, ce qui est un gain de temps.
En variante encore, on peut retirer le fil 13 du moule A avant meme le début de remplissage du moule A.
- Moule à évents (Fiqures 18 et 19) :
Si un moule B comporte des évents 17 traversant sa partie supérieure 9 et reliant la cavité
10 a l'atmosphère, et notamment un évent 17 dans l axe XX de l'orifice 11a d'alimentation en fonte liquide.
le fil 13 traverse facilement le moule B en passant par l évent àxial 17 On procède alors a la montée en pression de la manière suivante, dans la poche de coulée, après inoculation, pour le remplissage de la cavité 10 (Figure 19) :
Le point b du diagramme de la Figure 19 représente la situation en pression et en temps après l inoculation et juste avant le remplissage du moule B.
Le segment ascendant bc illustre une montée en pression dans la chambre 2 de la poche 1 pour introduire la fonte liquide dans la cavite 10 jusqu à
la face supélieure du moule B. Le palier ccl illustre le maintien de cette pression jusqu à ce que la fonte se s~lldifle dans les évents 17, ce qui transforme le moule e en un moule borgne. Cette solidification est rapi~e. Le palier ccl est donc tres court.
Le seyment ascendant cl-c2 illustre une montl~e en pressivn supérieule dans la chambre 2 de la poche 1 pour introduire dans la cavité 10 de rnoulage un supplément de fonte chaude et compenser ainsi le retrait et les retassures éventuelles qui sont alors comblées.
Le reste du diagramme de la Figure 19 :
palier c2d-segment descendant de et court palier ef, est identique au parcours cdef de la Figure 13.
- Moule vertical à novau (Fiqure 20) :
Enfin, à la Figure 20 est illustree l application de l invention a un moule C à plan de joint vertical dont la trace se confond avec l axe XX, à empreinte de moulage 1~ et à noyau 19 admettant l axe XX comme axe de symétrie. Le moule C, par exemple celui d'une tubulure pour moteur automobile, est en deux parties 20 et 21 symétriques par rapport à
l axe XX et par rapport au plan de joint vertical. Les deux parties 20 et 21 sont serrées l une contre l au-tre, par exemple par deux plateaux de presse 22, 23.
Le noyau 19 est par exemp.e suspendu dans la cavite 18 de moulage par une portée supérieure 24.
Comme dans les exemples précédents, le moule C co~porte un orifice axial de coulée 11b sur sa face inferieure. Sur l orifice 11b, vient s appliquer l ajutage 7 de la poche de coulee 1.
Le noyau 19, par exemple en sable de moulage, est traversé de part en part par le fil d inoculation 13 qui descend suivant 1 axe XX de la 121851~
~heminee 3 de coulee. Pour faciliter le passage du fil 13, le noyau 19 est avantageusement traverse de part en part d un concluit de passage 25 dans l axe XX.
Comme précédemment, la partie utile du fil 13 pour l'inoculation n'est pas celle qui traverse le m~ule C, c est-à-dire le noyau 19, mais celle qui, au-dessous du moule C, est immergee dans la fonte M contenue dans la cheminee 3, avant introduction de la fonte dans la cavité annulaire de moulage 18.
L inoculation puis le remplissage du moule ont lieu comme précédemment. On peut laisser le fil 13 prisonnier de la fonte solidifiée au moins à la partie inférieure du moule C ou bien retirer le fil 13 au fur et a mesure de la montée de la fonte dans le moule C
ou bien avant meme le début du remplissage du moule C.
Avantaqes du Procédé et du disPositif de l'invention :
Grâce a l'insertion d'une certaine hauteur H
de fil 13 d inoculation dans la cheminée de coulee ascendante 3 pendant un certain temps représenté par le palier de pré-pression ab ~Figures 6 et 11), on ob-tient une dissolution totale du produit inoculant dans la fonte M qui sera introduite dans le moule.
L effet de brassage de la fonte et du pro-duit inoculant dissous, lors du trasnfert de la fonte inoculée de la cheminée 3 à la cavite de l empreinte de moulage 10, assure une excellente homogénéité de 1 inoculation dans la masse de fonte emplissant l empreinte 10.
Grâce au déroulement du fil d'inoculation 13 d un dévidoir 14, on peut continuer de faire descendre le fil 13 dans la cheminée 3 au fur et à mesure de sa fusion, pour le cas où le segment de fil 13 de hauteur H ne serait pas quantitativement suffisant pour inoc-12~8S14 ler toute la fonte destinee a être introduite dansl'empreinte de moulaqe 10. On peut ainsi contrôler avec précisionla quantlté d lnoculant utilise.
L inoculation de la fonte M pendant la phas~
de pre-pression Oab (Figures 6 et 11), c est-à-dire dans la cheminée 3, en amont de l empreinte de moulage permet de contrôler à volonté le temps d inocula-tion. Ce temps débute lors de l immersion du fil 13 et se termine lorsque l'on constate la dissolution complete du fil 13 dans la fonte M.
Grace a l'immersion du fil 13 dans la cheminée 3 de section cylindrique constante, quel que soit le volume de l'empreinte de moulage 10, l'inocu-lation par unite de volume est constante, et la qualité de l inoculation est invariable et répétitive, quels que soient le volume et la forme de l'empreinte de moulage 10.
Ce procédé d inoculation combiné avec le procédé de coulée ascendante sous basse pression permet d introduire rapidement la fonte inoculee dans l empreinte de moula~e 10 (Figure 15) sans perte de temps après l'inoculation et sans avoir un trajet ou parcours important a accomplir, de sorte que l on est certain de ne pas perdre l effet d inoculation de la fonte liquide qui, comme on le sait, est de durée éphemere.
L'inoculation conforme à l'invention permet encore d abaisser la proportion de perlite dans la structure de la pièce moulée, ce qui est avantageux pour la fabrication de pièces tubulaires pour moteurs ' d automobiles.
Le procede et son dispositif de mise en oeuvre rendent possible la fabrication des pièces ~218~4 moulées en grande serie et a haute cadence avec un minimum de temps pour l inoculation. En effet, le temps d inoculation qui correspond au troncon Oab de pré-pression de la Figure 11 est celui de la fusion d'une certaine longueur de fil inoculant 13 dans la clleminée 3, lorsque le moule est dejà en place et en contact étanche avec l ajutage de coulee 7 de la cheminée 3.
Ce procédé etant fondé sur l'inoculation de' la seule masse de fonte liquide (ou le traitement de la seule masse de métal liquide) contenue dans la cheminée 3 et destinée a être introdulte dans le moule A,B,C, il est applicable a des pieces moulées d'une masse de quelques kilogrammes ~par exemple de 4 ky).
Ainsi, on coulera, apres un tel traitement d inocula-tion, par exemple des collecteurs tubulairesd échappement de moteurs d automobiles.
Ce procédé d'inoculation et de coulée permet d inoculer de matiere uniforme des pieces minces ainsi que des pieces de formes compliquées, tout en assurant une parfaite uniformité de graphitisation résultant de l uniformité de l inoculation puisque le mode d .inocu-lation de la cheminée 3 est independant de la forme de la pièce moulée et du débit d alimentation du moule en métal liquide.
Si l'on n apporte pas le fil d inoculation 13 de manière continue à partir d'une bobine ou d'un dévidoir 14, ou si l on ne dispose pas d un moule métallique A pourvu d un bouchon réfractaire 16 susceptible d'etre traversé par le fil 13, on peut suspendre le fil métallique 13 au plafond de 1 em-preinte de moulage 10, par exemple en donnant à
l'extrémite superieure du fil 13 la forme d un crochet et en prévoyant un petit anneau au plafond de l'em-'' lZ185i4 preinte de moulage metallique, 1 anneau et le crochetdevant etre noy~s dans 1. empreinte de moulage après solidification de la fonte.
Dans ce cas bien entendu, le fil d inocula-tion doit se prolonger bien en-clessous de la face inférieure du moule A afin d etre immergé dans la cheminee 3 de coulée ascendante, comme cela est illustre à la Figure 1.
Bien entendu, un fil ainsi suspendu peut etre utilisé avec un moule borgne en sable A. La seule difference avec le moule métallique est que 1 extre-mite superieure du fil d inoculation 13 pourra etre accrochée et retenue sur la face superieure du moule, par exemple en s élargissant sous forme d une boucle plane dans un plan horizontal prenant appui sur ladite face supérieure, après traversée du plafond de l'empreinte de moulage par le fil 13 .
Claims (10)
UN DROIT EXCLUSIVE DE PROPRIETE OU DE PRIVILEGE EST
REVENDIQUE, SONT DEFINIES COMME IL SUIT:
1. Procédé de traitement d'un métal liquide moulé
sous basse pression, notamment pour l'inoculation de la fonte, dans lequel on moule sous basse pression et par coulée ascen-dante dans un moule présentant une empreinte intérieure, le métal liquide situé dans une poche de coulée sous pression gazeuse, disposée au-dessous du moule, avec lequel elle communique par une cheminée de coulée ascendante raccordée de manière étanche à un orifice d'alimentation du moule en métal liquide, caractérisé en ce qu'on exécute le traitement du métal liquide au moyen d'un fil suspendu à travers l'empreinte de moulage sur une longueur supérieure à la hauteur du moule mesurée au-dessus d'un adjutage de coulée intercalé entre le sommet de la cheminée et l'orifice d'entrée du moule, de mainère que la parte inférieure du fil située au-dessous du moule et extérieure à celui-coit plongée dans le métal liquide à traiter sur une longueur déterminée sensiblement dans l'axe de la cheminée, procédé dans lequel a) dans une phase précédant la coulée, l'extrémité inférieure du fil est située juste au-dessus du niveau du métal liquide dans la cheminée; b) dans la phase suivante, on élève la pression gazeuse dans la poche de coulée de manière à faire monter le niveau du métal liquide à la hauteur de l'orifice d'alimenta-tion du moule; c) on maintient la pression et le niveau de coulée durant le temps nécessaire au traitement du métal liquide;
d) et on élève la pression dans la poche de coulée jusqu'à une valeur supérieure à la précédente afin de faire monter le métal liquide dans l'empreinte de moulage pour remplir celle-ci.
sous basse pression, notamment pour l'inoculation de la fonte, dans lequel on moule sous basse pression et par coulée ascen-dante dans un moule présentant une empreinte intérieure, le métal liquide situé dans une poche de coulée sous pression gazeuse, disposée au-dessous du moule, avec lequel elle communique par une cheminée de coulée ascendante raccordée de manière étanche à un orifice d'alimentation du moule en métal liquide, caractérisé en ce qu'on exécute le traitement du métal liquide au moyen d'un fil suspendu à travers l'empreinte de moulage sur une longueur supérieure à la hauteur du moule mesurée au-dessus d'un adjutage de coulée intercalé entre le sommet de la cheminée et l'orifice d'entrée du moule, de mainère que la parte inférieure du fil située au-dessous du moule et extérieure à celui-coit plongée dans le métal liquide à traiter sur une longueur déterminée sensiblement dans l'axe de la cheminée, procédé dans lequel a) dans une phase précédant la coulée, l'extrémité inférieure du fil est située juste au-dessus du niveau du métal liquide dans la cheminée; b) dans la phase suivante, on élève la pression gazeuse dans la poche de coulée de manière à faire monter le niveau du métal liquide à la hauteur de l'orifice d'alimenta-tion du moule; c) on maintient la pression et le niveau de coulée durant le temps nécessaire au traitement du métal liquide;
d) et on élève la pression dans la poche de coulée jusqu'à une valeur supérieure à la précédente afin de faire monter le métal liquide dans l'empreinte de moulage pour remplir celle-ci.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'on fait traverser le plafond du moule par le fil de traitement en prévoyant à cet effet dans ce plafond un orifice de passage suivant l'axe de la cheminée de coulée ascendante.
en ce qu'on fait traverser le plafond du moule par le fil de traitement en prévoyant à cet effet dans ce plafond un orifice de passage suivant l'axe de la cheminée de coulée ascendante.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'après dissolution d'une certaine longueur de fil dans la colonne de métal liquide contenue dans la cheminée et avant le remplissage du moule, on introduit une longeur supplémentaire de fil dans la colonne de métal liquide.
en ce qu'après dissolution d'une certaine longueur de fil dans la colonne de métal liquide contenue dans la cheminée et avant le remplissage du moule, on introduit une longeur supplémentaire de fil dans la colonne de métal liquide.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'on suspend le fil de traitement à la partie supér-ieure du moule en utilisant celle-ci comme support de l'extrémité supérieure du fil et en faisant dépasser le fil au-dessous de la face inférieure du moule.
en ce qu'on suspend le fil de traitement à la partie supér-ieure du moule en utilisant celle-ci comme support de l'extrémité supérieure du fil et en faisant dépasser le fil au-dessous de la face inférieure du moule.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le fil est accroché au plafond de l'empreinte de moulage du moule métallique et se prolonge au-dessous de la face inférieure du moule, la partie du fil hors de l'empreinte de moulage étant celle utile au traitement.
en ce que le fil est accroché au plafond de l'empreinte de moulage du moule métallique et se prolonge au-dessous de la face inférieure du moule, la partie du fil hors de l'empreinte de moulage étant celle utile au traitement.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le fil prend appui sur la face supérieure du moule en sable par une boucle élargie dans un plan horizontal après avoir traversé la partie supérieure du moule, et il traverse la face inférieure du moule.
en ce que le fil prend appui sur la face supérieure du moule en sable par une boucle élargie dans un plan horizontal après avoir traversé la partie supérieure du moule, et il traverse la face inférieure du moule.
7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé
selon la revendication 1 comprenant une poche de coulée de métal liquide sous basse pression gazeuse, un moule présentant une empreinte intérieure de moulage, disposé au-dessus de la poche et communiquant avec celle-ci par une cheminée de coulée ascendante, un ajutage de coulée étant interposé de manière étanche entre un orifice inférieur d'alimentation du moule et l'extrémité supérieure de la cheminée, caractérisé en ce que le moule est percé à
sa partie supérieure d'un passage suivant l'axe vertical de la cheminée de coulée ascendante, adapté pour recevoir le fil de traitement du métal liquide et débouchant dans l'empreinte de moulage.
selon la revendication 1 comprenant une poche de coulée de métal liquide sous basse pression gazeuse, un moule présentant une empreinte intérieure de moulage, disposé au-dessus de la poche et communiquant avec celle-ci par une cheminée de coulée ascendante, un ajutage de coulée étant interposé de manière étanche entre un orifice inférieur d'alimentation du moule et l'extrémité supérieure de la cheminée, caractérisé en ce que le moule est percé à
sa partie supérieure d'un passage suivant l'axe vertical de la cheminée de coulée ascendante, adapté pour recevoir le fil de traitement du métal liquide et débouchant dans l'empreinte de moulage.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé
en ce que le passage pour le fil de traitement est ménagé
dans un bouchon d'obturation d'une ouverture pratiquée dans la partie supérieure du moule.
en ce que le passage pour le fil de traitement est ménagé
dans un bouchon d'obturation d'une ouverture pratiquée dans la partie supérieure du moule.
9. Dispositif selon la revendication 7, comprenant un moule à plan de joint vertical contenant l'axe de la cheminée de coulée et un noyau suspendu dans la cavité intér-ieure de moulage, caractérisé en ce que le noyau est percé
axialement d'un conduit de passage destiné à recevoir le fil de traitement.
axialement d'un conduit de passage destiné à recevoir le fil de traitement.
10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé
en ce qu'il est pourvu de moyens d'alimentation en fil de traitement, par exemple un dévidoir constitué d'une bobine placée au-dessus du moule et sur laquelle est enroulé le fil.
en ce qu'il est pourvu de moyens d'alimentation en fil de traitement, par exemple un dévidoir constitué d'une bobine placée au-dessus du moule et sur laquelle est enroulé le fil.
Applications Claiming Priority (2)
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| FR8308942 | 1983-05-30 |
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Family Applications (1)
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