Procédé pour Pobtention d'alliages fondus<B>à</B> base de magnésium destinés<B>à</B> être coulés sous pression. L'invention concerne un procédé pour l'obtention d'al.lia-,es fondus<B>à</B> base de ma- unésium destinés a être coulés, sous, pression. <B>c</B> Le but de l'invention est de résou- #dre les difficultés considérables qui se, pré sentent lorsque -ce genre d'alliages est utilisé pour la coulée en coquille sous pression, dif ficultés résultant de<B>la,</B> grande- affinité de ces alliages pour l'oxygène lorsqu'ils sont<B>à</B> l'état fondu.
Pour alimenter les machines<B>à</B> -couler en métal fondu, et en même temps pour être cer tain que ce,dernier n'est mélangé ni<B>à</B> l'oxyde ni<B>à du flux,</B> il était nécessaire d'utilser jus- qu'ic,i, habituellement, un appareillage spé- eial, pour la fusion d'une assez grande -com- pli,eation, d'un modèle fréquemment de fa brication complexe par comparaison avec des fours de fonderie ordinaires.
<B>Il</B> a été -également proposé jusqu'ici de protéger de l'oxydation des alliages de ma,- ,gnésium <B>à</B> l'état fondu en maintenant une atmosphère d'anhydride 6ulfureux au-dessus de la surface du balin; mais, on ne peut -se contenter d'anhydride sulfureux pour réaliser la protection désirée aux températures né cessaires pour la réalisation pratique de la coulée en coquille.
La présente invention permet de fournir pour la coulée sous. pressiion un métal exempt d'oxyde et de flux et cela au moyen d'un appareillage simple. Le procédé qui en fait l'objet est carac térisé par le fait qu'on prépare un alliage fondu<B>à</B> base de magnésium et contenant du bérillyum pour en diminuer l'oxydabilité et qu'on maintient jusqu'à utilisation cet alliage fondu dans un creuset comportant deux com partiments communiquant<B>à</B> leur base, le con tenu<B>de</B> l'un des compartiments seulement étant protégé par une couche surnageante de <B>flux.</B>
Sion le désire, on peut adopter des dispo sitifs pour surmonter l'alliage fondu placé dans le compartiment exempt de flux d'une atmosphère protectrice de gaz inerte, tel que de l'anhydride sulfureux ou de l'azote.
Le béryllium provoque un grossissement marqué du grain des alliages de magnésium t> lorsque ceux-ci sont fondus da-us des moules de sable ou par gravité dans des coquilles mé talliques. Ce grossissement du grain a un effet défavorable sur la résistance des, pièces coulées et augmente leur risque de cassure dans le moule. Ces ineonvénients ont jus qu'ici -diminué 'l'avantage présenté quant<B>à</B> leurs autres propriétés, par les objets coulés en alliage<B>à</B> base de magnésium contenant du béryllium.
Les conditions de fabrication d'un objet par -coulée sous pression sont très #diffé- rentes toute-fois de oelles qui dominent lors que ces coulées sont faites dans un moule de sable, ou dans des -coquilles métalliques sans -compression. Il a été -constaté, aucours d'ex- périences pratiques, que le! grossissement du grain par l'action du béryllium ne se produit- pas dans le cas d'alliages<B>à</B> baise de magné sium -coulés sous pression.
Par suite il -est possible, quand il s'agit d'alliages: destinés<B>à</B> être coulés sous pressioiY, de profiter des ef- f.ets favorables du béryllium réduisant l'oxy- dabiliM de l'alliage sans avoir<B>à,</B> prendre d7autres mesures., telles que Faiddition <B>à</B> l'al liage d'éléments spéciaux, dans le but de neu traliser l'influence de grossissement du grwin du béryllium.
L'effet favorable du béryllium en proté geant. de l'oxydation les alliages,<B>à</B> base de magnésium auxquels -il est incorporé, se ma nifeste dans -tous les types de mélanges uti lisés liabituellement pour la couléesous pres sion. Un'alliage avantageux pour la réalisa tion du procédé selon l'invention est celui qui renferme: Alum#:oium <B>8 à 10%</B> Zinc moins de<B>1 %</B> Béryllium 0,0.1 <B>à 0,10 %</B> Magnésium le reste.
Ce type,de cc#mposition ne constitue pas, toutefois, -tme définition limitative des allia ges susceptibles d'être -#tili#sl#. pour réaliser l'invention. Il est bien entendu, par exemple, que le pourcentage d'alurojini-LLm peut tomber au-dessous<B>de, 8 %</B> ou dépasser<B>10 %.</B> De même, le pqurcentage, de zinc peut dépasser <B>1 %.</B> On peut également tolérer de petites quantités ide, matières telles que du manganèse et de.- impuretés usuelles.
Le creuset utiliséen conformité avec l'in vention. est, de préférence, -en acier forgé, mais il peut également être obtenu en acier ou en fer coulé; il comprend deux camparti- mentis reliés l'un<B>à</B> l'autre par l'a, baise seule ment, un -des compartiments étant de pr6fé- rence beaucoup plus grand que l'autre.
Les dessins annexés représentent plusieurs exemples de creusets compartimentés qui peu vent être utilisés pour la mise en ceuvre -de la pré.%ente 'invention. Sur ces dessine: La fig. <B>1</B> est une élévation latérale en coupe -d'un creuset, ayant une séparation c,yllindrique excentrée faisant, -corps avec le creuset principal.
La fig. 2 est un plan de la, fig. <B>1.</B>
La fig. <B>3</B> -est une élévation latérale en coupe d'un creuset pourvu d'un compartiment intérieur constitué par un cylindre creuxsus- pendu. <B>1</B> La fig. 4 est un plan de la fig. <B>3.</B>
La fig. <B>5</B> est une élèvationen coupe d'une variante dans laquelle on place sur le fond du creuset principal un cylindre, creux éphan- cr6 <B>à</B> sa base.
Les fig. <B>6</B> et<B>7</B> représentent un creuset analogue<B>à</B> celui de la, fig. <B>5,</B> mais elles mon trent respectivement & face -et de côté le<B>cy-</B> lindre creux prolongé vers<B>le,</B> liaut et pourvu d'un couvercle, d'un#e ouverture, et d'une porte latérdleis de manière<B>à</B> pouvoir main tenir une atmosplière -de gaz inerte au-dessus de Falliage fondu<B>à</B> l'intérieur du cylindre -creux, et la fig. <B>8</B> est un plan de la, fig. <B>6.</B>
Si Eon se reporte aux fig. <B>1</B> -et 2, un creuset -d'acier a est pourvu d'une. séparation <B>b</B> de section sensiblement circulaire en plan, cette séparation étant disposée de manière excentrique et telle que, en plan, ce #cercle sait sécant par rapport<B>à</B> la paroli -circulaire du creuset. Le rebord supérieur de la cloison<B>b</B> dépasse le rebord du -creuset a, comme repré senté sur la fig. <B>1,</B> pour une raison qui sera expliquée plue loin.
Une couGlie de flux c est maintenuesur <B>la</B> métal dans le grandcompar- timent <B>d,</B> mais la isurface du métal dans, le p'e- tît compartiment e n'est.
pas recouverte de flux, et, Men qu'exposée <B>à</B> l'air, est protégée contre unie oxydation rapide indésirable par<B>lie</B> béryl lium contenu dans Falliage. Le rebord infé rieur de la cloison<B>b</B> ne, touahe pas le fond du creuset a, de sorte qu'il existe une communi cation libre entre les, #oompartiments,-d et e, comme ilindiqué par la flèche<B>f</B> (fig. <B>1).</B> Pour alimenter la maalline <B>à</B> couler, le métal est retiré du petit -compartiment e au moyen d'une poche<B>à</B> main.
Comme il n'y a pasi de flux couvrant le métal dans le,compartiment; e, il n'y a pas de danger d'entraîner des, particu les de flux en retirant<B>le</B> métal, et, par sdite, les produits coulés ne renferment pas de flux. Les apparts <B>dé</B> métal qui, peuvent être né cessaires pour -compléter le remplissage du creuset sont versés dans le grand cumpartî- ment <B>d à</B> travers la couche de flux.
Les<B>dé-</B> chets de la machine<B>à</B> -couler, les restes, de métal retirés de la, poche et les pièces, de re but peuvent être remis<B>à</B> la fonte de la, môme manière. Dans ce procédé, il est #opp,ortun de retirer les scories et pellicules d'oxyde du métal par l'action du flux c dans le grand compartiment (ou compartiment principal) durant la refonte. Le niveau du métal fondu dans les deux -compartiments est toujours ap proximativement<B>le</B> même, grâce<B>à</B> la com munication 'indiquée en<B>f.</B>
Le<U>-petit</U> compartiment e a, de préférence, une forme<B>à</B> peu près cylindrique de manière <B>à</B> faciliter lenlèvement, au moyen -d'un écu- moir convenable, de la pellicule d'oxyde qui se forme lentement sur la surfa-ce du métal. Le prolongement de l#a, clolison <B>b</B> au-dessus du rebord supérieur du creuset a évite le risque d'introduction accidentelle du flux dans le petit compartiment e lonqu'on enajoule, dans le grand compartiment<B>d.</B>
La al-oison n'est pas obligatoirement d#i-s- posée excentriquement -ou d'un côté du ceuset, mais, comme le montrent les fig. <B>3</B> et 4, elle peut être cylindrique et affecter, par exem ple, la formï--;d'un tube<B>g</B> de diamètre suffi- s,amment grand, maintenu écarté de la paroi latérale du creuset, a ou, sti on le désire, con- cenirique au creuset.
Le tube<B>g</B> peut être suspendu avec son extrémité inférieure au- dessus du fond ducreuset a, comme le montm_ la fig. <B>3,</B> afin de laisser unecommunication libre entre les deux compartiments, comme inffiqué par la flèche<B>f,</B> et dans le but<B>déjà</B> décrit. La suspension du tube<B>g</B> peut s'effec.- tuer au moyen d'un pont h -supporté par l'en veloppe du fouret traversant diamétralement le creuset a.
La surfacedu métal<B>à</B> l'intérieur du tube gest maintenue libre de flux,,et on<B>y</B> puise selon les besoins pour alEmenter la ma.- chine, <B>à</B> couler. Le tube<B>g</B> étant supporté<B>à</B> son extrémité supérieure par le pont h, cette extrémité est obligatoirement<B>à</B> un niveau légèrement supérieur<B>à</B> celUi du rebord externe du -creuset a.
Dans la variante représentée sur la fig. <B>5,</B> le tube de s#6p#arat,ion <B>g</B> est -concentrique au creuset- a et reposé sur le fond de ce dernier; la partie inférieure du tube -est percée d'ori fices<B>j</B> réalisant l'intercommunication entre les deux Po.mpartim#ents. L'extrémité supé rieure du tube<B>g</B> dépasole encore de préférence le rebord externe du creuset a, et, 61i on le désire, on peut prévoir des dispositifs<B>à</B> la partie supérieure de ce tube, pour l'étayer et l'empêcher de se renverser ou de quitter la position verticale<B>à</B> l'intérieuTdu creuset.
Dans certafincs cas, le compartiment e d'où Fon retire l'alliage fondu pour la coulée, peut être pourvu d'un chapeau<B>à</B> l'intérieur duqueil est maintenue une atmosphère de gaz inerte tel que -de l'anhydride sulfureux ou de l'azote; des dispositifs d'accès convenables sont prévus dans le chapeau de manière<B>à</B> ,permettre, l'enlèvement d'alliage fondu dont la ma)sse, dans'-ae,compartîment, n'est pas re- -couverte de flux.
Si Yon se reporte,<B>à</B> la va riante des fig. <B>6, 7</B> et<B>8,</B> le tube vertical ou cylindre<B>g</B> de la fig. <B>5</B> est prolongé en g' vers Je haut de manière<B>à</B> dépasser considérable ment le creuset a;
son extrémité supérieure gst fermée par un -couvercle le auquel est rae- cordée une -canalisation<B>1</B> par laquelle on peut envoyer un gaz inerte dans l'espace situé au- dessus du Pouvercle <B>k.</B> Iln#-- -ouverture m, rec- tangula;ire ou de toute forme convenable, est découpée dans le prolongement<B>g'; à</B> l'inté rieur de ce prolongement<B>g',</B> une porte n est .suspendue<B>à</B> des charnières o.
La porte n tombe normalement ou sous l'action d'un res- eort pour fermer de l'intérieur l'ouverture m. L'ouverture m est disposée -de manière que son bord inférieur soit toujoure <B>à</B> un niveau plus élevé que le niveau maximum de<B>la</B> cou che de flux c sur l'alliage fondu dans le ,creuset a.
el Pour l'utilisation, le creuset a est rempli ,d'alliage fondu et la surfaee de la, masse fou- due dans le compartiment<B>d</B> entourant le<B>-cy-</B> lindre<B>g</B> est protégée par une couche de flux ,c. La ma-sse plus faible<B>à</B> l'intérieur du cy- lindre <B>g</B> n'a pas de couche protectrice, mais ,un geste inerte envoyé par la canalisation<B>1</B> <B>à</B> la partie supérieure g' du cylindre formant ohaipeau, protège la surface de #tte, masse .contre toute oxydation qui pourrait se pro duire.
Quand on doit retirer de Il'al-lia-g-- fondu -pour -une coùléa, on poussé une poché -contre la porte n qui s'ouvre vers l'intérieur du cha peau<B>-</B> et permet<B>à la</B> poche d'être plongée dans la masse découverte. Lorsque la, poche rem plie est retirée par l'ouverture m, la porte n revient en position de fermeture et e]3i##êche- toute sortie de gaz inerte duchapeau. Si on le Uéslire, on peut prévoir des dispositife, mé- distincts pour ouvrir -et fermer la porte, indépendamment du mouvement -de la poché.
L'excédent de métal provenant de la machine<B>à</B> couler et dautre métal<B>à</B> fondre sont introduits dans le co-in'li,artim-eiit -externe <B><I>d</I> à</B> travers la couche -de flux<B>c.</B>
Process for obtaining molten <B> magnesium </B> -based alloys intended <B> for </B> die casting. The invention relates to a process for obtaining al.lia-, molten <B> with </B> magnesium base intended to be cast under pressure. <B> c </B> The object of the invention is to solve the considerable difficulties which arise when such alloys are used for die-casting, difficulties resulting from <B> c </B> B> the, </B> high affinity of these alloys for oxygen when they are <B> in </B> the molten state.
To supply the <B> to </B> -casting machines with molten metal, and at the same time to be certain that the latter is neither mixed with <B> with </B> oxide nor <B> to flux, </B> it was necessary to use up to here, i, usually, a special apparatus, for the fusion of a rather large -com- ply, eation, of a model frequently complex to manufacture compared to ordinary foundry furnaces.
<B> It </B> has also been proposed heretofore to protect from the oxidation of alloys of ma, -, gnesium <B> in </B> the molten state by maintaining a sulphurous anhydride atmosphere above the surface of the balin; however, it is not possible to be satisfied with sulfur dioxide in order to achieve the desired protection at the temperatures necessary for the practical realization of the shell casting.
The present invention makes it possible to provide for the casting under. pressiion a metal free of oxide and flux and this by means of a simple apparatus. The process which is the subject of it is charac terized by the fact that a molten alloy <B> with </B> base of magnesium and containing berillyum is prepared in order to reduce its oxidability and that it is maintained until use this molten alloy in a crucible comprising two components communicating <B> to </B> their base, the contents <B> of </B> only one of the compartments being protected by a supernatant layer of <B> flow. </B>
If desired, arrangements can be adopted to overcome the molten alloy placed in the flow-free compartment of a protective atmosphere of inert gas, such as sulfur dioxide or nitrogen.
Beryllium causes marked grain growth in magnesium alloys when they are melted in sand molds or by gravity in metal shells. This grain growth has an unfavorable effect on the strength of the castings and increases their risk of breakage in the mold. These drawbacks have hitherto reduced the advantage presented in <B> to </B> their other properties, by the articles cast in alloy <B> with </B> base of magnesium containing beryllium.
The conditions for making an object by die casting are very different, however, from those which prevail when such casts are made in a sand mold, or in non-compression metal shells. It has been observed, in the course of practical experience, that the! grain coarsening by the action of beryllium does not occur in the case of <B> to </B> die-cast magnesium alloys.
Consequently it is possible, when it comes to alloys: intended <B> for </B> to be cast under pressure, to take advantage of the favorable effects of beryllium reducing the oxy-dabiliM of the alloy without having to <B> to, </B> take other measures., such as finishing <B> to </B> the alloying of special elements, in order to neutralize the influence of grwin magnification beryllium.
The favorable effect of beryllium in protecting. from oxidation the alloys, <B> with </B> base of magnesium in which it is incorporated, is manifested in -all types of mixtures usually used for pressure casting. An advantageous alloy for carrying out the process according to the invention is that which contains: Alum #: oium <B> 8 to 10% </B> Zinc less than <B> 1% </B> Beryllium 0.0.1 <B> 0.10% </B> Magnesium the rest.
This type of position does not, however, constitute a limiting definition of the alliances likely to be - # tili # sl #. to realize the invention. It is of course understood, for example, that the percentage of alurojini-LLm may fall below <B> of .8% </B> or exceed <B> 10%. </B> Likewise, the percentage, Zinc may exceed <B> 1%. </B> Small amounts of materials such as manganese and common impurities can also be tolerated.
The crucible used in accordance with the invention. is preferably wrought steel, but it can also be obtained from steel or cast iron; it comprises two camparti- mentis connected one <B> to </B> the other by the a, kiss only, one-of the compartments being preferably much larger than the other.
The accompanying drawings show several examples of compartmentalized crucibles which can be used for the implementation of the pre.% Ente invention. On these drawings: Fig. <B> 1 </B> is a sectional side elevation of a crucible, having an eccentric c, ylindrical separation forming a body with the main crucible.
Fig. 2 is a plan of the, FIG. <B> 1. </B>
Fig. <B> 3 </B> -is a sectional side elevation of a crucible with an interior compartment consisting of a suspended hollow cylinder. <B> 1 </B> Fig. 4 is a plan of FIG. <B> 3. </B>
Fig. <B> 5 </B> is a sectional elevation of a variant in which a cylinder is placed on the bottom of the main crucible, a hollow one-sided <B> at </B> its base.
Figs. <B> 6 </B> and <B> 7 </B> represent a crucible similar <B> to </B> that of, fig. <B> 5, </B> but they show respectively & face -and sideways the <B> cy- </B> hollow liner extended towards <B> the, </B> liaut and provided with a cover , of an opening, and of a side door so <B> to </B> be able to hand hold an inert gas atmosphere above the molten alloy <B> inside </B> of the hollow cylinder, and fig. <B> 8 </B> is a plan of the, fig. <B> 6. </B>
If Eon refers to fig. <B> 1 </B> -and 2, a -steel crucible a is provided with a. separation <B> b </B> of substantially circular section in plan, this separation being disposed eccentrically and such that, in plan, this #cercle knows secant with respect to <B> to </B> the circular wall of the crucible. The upper rim of the partition <B> b </B> exceeds the rim of the crucible a, as shown in fig. <B> 1, </B> for a reason which will be explained later.
A flow couGlie c is maintained on <B> the </B> metal in the large compartment <B> d, </B> but the isurface of the metal in the small compartment is not.
not covered with flux, and, when exposed <B> to </B> air, is protected against undesirable rapid oxidation by <B> binds </B> beryllium contained in the alloy. The lower edge of the partition <B> b </B> does not touch the bottom of the crucible a, so that there is free communication between the, # o compartments, -d and e, as indicated by the arrow <B> f </B> (fig. <B> 1). </B> To feed the <B> to </B> casting maalline, the metal is removed from the small -compartment e by means of a <B> hand </B> pocket.
As there is no flux covering the metal in the compartment; Therefore, there is no danger of causing particles of flux when removing <B> the </B> metal, and therefore the cast products do not contain flux. The <B> dice </B> metal parts which may be needed to -complete the filling of the crucible are poured into the large cumpartment <B> d through </B> through the flux layer.
The <B> <B> </B> pouring machine waste, leftovers, metal removed from the pocket and parts, can be returned <B> to < / B> the melting of the same way. In this process, it is # opp, ortun to remove the slag and oxide films from the metal by the action of the flux c in the large compartment (or main compartment) during the remelting. The level of molten metal in the two compartments is always approximately <B> the </B> same, thanks <B> to </B> the communication 'indicated in <B> f. </B>
The <U> -small </U> compartment has preferably a roughly cylindrical <B> to </B> shape so as <B> to </B> to facilitate removal, by means of an ecu- suitable moiré, an oxide film which forms slowly on the surface of the metal. The extension of the clolison <B> b </B> above the upper rim of the crucible a avoids the risk of accidental introduction of the flux into the small compartment e lonqu'on adjoule, in the large compartment <B > d. </B>
The al-ooson is not necessarily placed eccentrically - or on one side of the cuceus, but, as shown in fig. <B> 3 </B> and 4, it may be cylindrical and affect, for example, the shape of a tube <B> g </B> of sufficient diameter, large, kept apart of the side wall of the crucible, or, if desired, contains the crucible.
The tube <B> g </B> can be suspended with its lower end above the bottom of the crucible a, as shown in fig. <B> 3, </B> in order to leave a free communication between the two compartments, as indicated by the arrow <B> f, </B> and for the purpose <B> already </B> described. The suspension of the tube <B> g </B> can be effected by means of a bridge h -supported by the casing of the furnace crossing diametrically the crucible a.
The surface of the metal <B> inside </B> the inside of the gest tube kept free of flow, and we <B> y </B> draw as needed to feed the machine, <B> to < / B> sink. The tube <B> g </B> being supported <B> at </B> its upper end by the bridge h, this end must be <B> at </B> a level slightly higher <B> than </ B> that of the outer edge of the crucible a.
In the variant shown in FIG. <B> 5, </B> the tube of s # 6p # arat, ion <B> g </B> is -concentric to the crucible- a and resting on the bottom of the latter; the lower part of the tube is pierced with <B> j </B> holes providing the intercommunication between the two Po.mpartim # ents. The upper end of the tube <B> g </B> still preferably shields the outer rim of the crucible a, and, if desired, devices can be provided <B> at </B> the upper part of the crucible. this tube, to support it and prevent it from overturning or leaving the vertical position <B> within </B> the interior of the crucible.
In some cases, the compartment e, from which Fon withdraws the molten alloy for casting, may be provided with a cap <B> inside </B> the interior of which an inert gas atmosphere such as -de is maintained. sulfur dioxide or nitrogen; suitable access devices are provided in the cap so as <B> to </B>, allow the removal of molten alloy of which the mass, in'-ae, compartment, is not re- - flow coverage.
If Yon refers, <B> to </B> the variant of fig. <B> 6, 7 </B> and <B> 8, </B> the vertical tube or cylinder <B> g </B> of fig. <B> 5 </B> is extended at g 'upwards so as to <B> </B> considerably exceed crucible a;
its upper end gst closed by a -cap to which is connected a -channel <B> 1 </B> through which an inert gas can be sent into the space located above the Lid <B> k. < / B> Iln # - -opening m, rec- tangula; ire or any suitable shape, is cut in the extension <B> g '; within </B> the interior of this extension <B> g ', </B> a door is suspended <B> at </B> from the hinges o.
Door n falls normally or under the action of a spring to close the opening m from the inside. The opening m is arranged so that its lower edge is always <B> at </B> a level higher than the maximum level of <B> the </B> flux layer c on the molten alloy in the crucible a.
el For use, the crucible a is filled with molten alloy and the surface of the mass cast in the <B> d </B> compartment surrounding the <B> -cy- </B> liner <B> g </B> is protected by a flux layer, c. The weaker mass <B> inside </B> the inside of the <B> g </B> cylinder does not have a protective layer, but an inert gesture sent by the pipe <B> 1 </B> <B> at </B> the upper part g 'of the cylinder forming the hat, protects the surface of the head, mass. Against any oxidation which may occur.
When we have to withdraw from Il'al-lia-g-- melted -for -coulea, we push a pocket-against the door n which opens towards the inside of the chain <B> - </B> and allows <B> the </B> pocket to be immersed in the uncovered mass. When the filled bag is removed through the opening m, the door n returns to the closed position and e] 3i ## e- any release of inert gas from the hat. If we use it, we can provide separate devices to open -and close the door, independently of the movement -of the pocket.
Excess metal from the <B> casting </B> machine and other <B> </B> metal melt are introduced into the co-in'li, artim-eiit -externe <B> <I > d </I> to </B> through the <B> c. </B> flow layer