CH364589A - Method of manufacturing a casting having a coating layer - Google Patents

Method of manufacturing a casting having a coating layer

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Publication number
CH364589A
CH364589A CH403460A CH403460A CH364589A CH 364589 A CH364589 A CH 364589A CH 403460 A CH403460 A CH 403460A CH 403460 A CH403460 A CH 403460A CH 364589 A CH364589 A CH 364589A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
layer
core
mold
casting
coating
Prior art date
Application number
CH403460A
Other languages
French (fr)
Inventor
Ferdinand Bauer Alfred
Original Assignee
Nat Lead Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nat Lead Co filed Critical Nat Lead Co
Publication of CH364589A publication Critical patent/CH364589A/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  

  Procédé de     fabrication    d'une pièce coulée présentant une couche de revêtement         Uiunventian    a     pour    objet un     procédé    de     fabrica-          tion    d'une     pièce        coulée        présentant    une couche de       revêtement    sur     au.        moins    une     partie    de sa     surface.          Ce        procédé        est        

  caractérisé    en     ce        que        Z'on        applique    le       matériau;        destiné    à former la couche de     :revêtement     sur     une        surface    d'au     moins    un     élément        d'un:    moule  de     façon:

      à     former        sur        cet        élément        une        couche    ayant       une        surface        irrégulière    exposée à     1a    cavité du     moule,

       en ce qu'on     introduit    du métal     fondu    dans ladite       cavité    à une     pression        telle        qu'il        s'imbrique        mécani-          quement    dans:

   les     irrégularités,    de     ladlite        .surface        irré-          gulière    en     formant        mitre    la     pièce        coulée        qu'an,    obtient       par    solidification, du métal fondu et     ladite        couche     un joint plus solide que celui     existant    entre la cou  che et     l'élément    du     mule,    et en     ce    que     l'on,

          sépare     la     couche        dudit    élément de     façon    à la     transplanter     sur     la.        pièce        coulée.     



       On    peut avantageusement utiliser le procédé     ci-          d;essus    pour     fabriquer        des    blocs de     moteurs    à com  bustion     interne,        cesblocs,    étant     coudés    en     aluminium     et     présentant    des     alésages    die     cylindre    à     surface        dure          et        résistante.    à l'usure,

   les parois du     cylindre    étant       formées    par un     .revêtement    en     .acier,        par    exemple.  On peut     aussi        transplanter        une        couche    en     acier    ou       autre        matériau        convenable    sur une roue de     freinage     en     alliage    léger<B>;

  </B>     ladite        couche        résistant    bien à     l'usure     par le sabot     du:    frein et     l'alliage    léger     conduisant    bien  la chaleur     produite    par le     freinage,

      pour la     dissiper.          Une        autre        application        possible    est la     production    d'un       ustensile        die        cuisine        en        aluminium    revêtu d'une cou  che en     acier        inoxydable.        Il    est     bien        entendu    que bien       d'autres        applications        utiles    

      peuvent    être     prises    en       considération,    qu'il     serait        superflu        d'énumérer        ici.     



  Le dessin     illustre,    à     titre    d'exemple,     une        mise    en       aeuvre    du     procédé        selon        l'invention.     



  La hg. 1 est     une        coupe    axiale     d'un        ensemble    de       matrice        constituant    un moule     poux    la     fabrication       d'une     pièce        pourvue        d'une        couche    de     revêtement    ;

    la     îig.    2 est une     vue    en     plan,        fragmentaire    à       grande        échelle        de    la     surface        métallisée    d'un     élément     de     l'ensemble    de la     fig.    1 avant     l'injection    du métal       fondu    dans     ledit        ensemble    ;

    la     fig.    3 est     une    vue en     perspective,        partiellement     en coupe, d'une     pièce    coulée     obtenue        dans        le        moule     de la     fig.    1 ;

    la     fig.    4 est     une    photographie     agrandie    de la     sec-          ton        transversale        d'une        pièce    typique     obtenue        par    le       présent    procédé.  



  On se     référera        d'abord    à la     fig.    1 qui     illustre     un moule permettant de     fabriquer    un     fourreau    de       cylindre        en        aluminium        coulé    sous     pression    et destiné  à un moteur à     combustion        interne,        lequel        ensemble     est     composé        d'un    bloc     mobile    10,

   d'un bloc     fixe    12,  d'une     pièce        séparée        formant    noyau 14     et        d'un        man-          ehon        d'injection;

      16.     Le    noyau 14     est        pourvu    d'une       portion    18 qui     s'ajuste    dans une     cavité    20     prévue     pour la     recevoir    dans le     bloc        mobile    10 et par     ce     moyen situe     exactement        ledit    noyau     dans        une    posi  tion     exactement    concentrique à la     portion        cylindri-       <RTI  

   ID="0001.0248">   que        d'impression    22 du bloc     fixe    12.     Les    mayens       prévus        pour        retenir    le     corps    18 du noyau 14 dans  sa     cavité    20 n'ont pas été     représentés,

       étant        donné     que     l'un        quelconque    des divers     mécanismes        connus    et       couramment        utilisés        par    l'homme du     métier    peut  être     utilisé    à     cette        fin.        Une    cavité     annulaire    24 est       ainsi        formée        entre        le    noyau 14 et la 

      surface        cylindri-          que        d'impmsion    22 du bloc     fixe.     



  Pour     obtenir    le     fourreau    de cylindre     moulé        sous          pression,    la     première        opération    à     effectuer        consiste    à       appliquer        un        revêtement    26 sur     une    portion     cylin-          drique    28 du noyau 14.

       Contrairement        auxtechniques          courantes,    du moulage sous pression, la     mise        en:        pra-          tique    de l'invention, sous sa     forme    préférée,

   n'exige  pas que ladite     portion    28 du noyau     soit    de forme           conique.        Ledit        revêtement    26 peut     commodément     être     appliqué    sur     ladite        portion    28 à     l'aide    d'un     pis-          tolet    de     métallisation        ordinaire        utilisant    un fil     d'acier          inoxydable        contenant    environ 

  12 % -14 % de Cr,       environ;    1 % de Mn et un     minimum    de 0,15 % de C,  le reste étant du     fer.    A     l'intérieur    du     pistolet    ce fil  est     entraîné    de     manière    qu'il     pénètre    dans     une        flam-          me        oxyacétylénique        qui    en provoque la     fusion;

      l'al  liage     fondu        étant        éjecté        hors    du     pistolet    par un jet       d'air        comprimé    et projeté sur     ladite        portion    28.

   On  a     constaté    qu'il est préférable que la     surface    de la       portion    28 ait     été    rendue légèrement     rugueuse    (par       exemple    que le     caractère        lisse    ou uni de     cette        surface     soit de     l'ordre        de20à30.rms)

  lesdésignationsderugo-          sité    de     surface        indiquées        pardesnombressuivisdeslet-          tres      mis     s>    ont la     .signification        connue    de la valeur       quadratique    moyenne, en     unités    de 25     millièmes    de       millimètre,    de la courbure     d'irrégularités    présentes à  la     surface    de la     pièce),

      par     un    léger     sablage        précé-          dant        l'application    du revêtement 26, un tel sablage  assurant l'adhérence convenable de la matière du  revêtement à :la     portion    formant noyau. Il     convient          que    l'épaisseur de la     couche    26 soit     comprise        entre          environ    0,38     mm        et        environ    0,63 mm.

   La     surface          extérieure    de     la    couche 26,     exposée    à la cavité 24,  est     piquée    et     creusée        irrégulièrement,        ainsi        qu'il    res  sort de la     fig.    2 qui     représente    une     portion    de la       surface        exposée    d'unetelle     couche        produite    par     mé-          tallisation,

      de la façon, décrite, et     agrandie        environ     8 fois.  



       L'application    de la matière de revêtement par  la     méthode        classique    de la     projection    à .l'aide du pis  tolet     métalliseur    est     particulièrement        avantageuse     pour la     production        de    fourreaux de     cylindres        destinés     aux moteurs à     combustion        interne.        Quelques        por-          tions    au     moins    de la  <RTI  

   ID="0002.0119">   couche    de     revêtement        appliquée     sont     composées    d'oxyde dé fer qui     assurent    la     pré-          sence    de     parties    dures et résistant à l'usure     dans    la       surface        exposée    du     fourreau.     



  Un     alliage        d'aluminium    fondu d'un     type    choisi,       sous    une pression     de    280 à 700     kg/cm2        est        alors          ,refoulé    de     manière        qu'il    pénètre dans la cavité     an-          nulaire    24     (fig.    1) et la     remplisse        complètement    et  qu'il pénètre     aussi        dans    les piqûres,

       alvéolés    et     creux     dé la     surface        exposée        de    la couche 26.     En.    se     soli-          difiant,    le     métal        fondu        se    contracte à     l'intérieur    et       autour    de cette     couche,

      à laquelle il se     fixe        mécani-          quement    et     avec        laquelle    il     forme    un     joint    extrême  ment     solide.        Quelques        secondes    après     l'injection    de       l'aluminium,

      on     sépare    les deux     éléments        de    moule  et l'on éjecte- en bloc l'ensemble de la pièce     coulée     30 avec la couche de     revêtement    26 et du     noyau    14.  



  Il     est    préférable - quoique non     essentiel    - de       laisser        refroidir    la     pièce        coulée        pendant        qu'elle    est  encore sur le noyau.

       Dans    la     plupart    des cas, le  noyau est fait d'une matière dont le     coefficient    de       dilatation        thermique    est     inférieur    à     celui    de la ma  tière (par     exemple        l'acier)    dont est faite la pièce  coulée.

   Si les deux     parties    sont     refroidies    ensemble,  le noyau     empêche    la     pièce        coulée    en     aluminium    de    se     contracter    aussi     complètement    qu'elle le     ferait    si       elle        n'était    pas     supportée        intérieurement.    En fait,

   le  refroidissement soumet     l'aluminium    à des efforts       d'extension    qui dépassent sa     limite        d'élasticité    et ce       métal    se fixe d'une     manière        permanente    à un dia  mètre     déterminé    par     celui    du noyau.

   En préchauffant  le noyau à une     température    connue et     refroidissant     les     pièces        ensemble    à     une        température        connue,    on  obtient dies pièces coulées de grande     précision.    La  variation du diamètre est de     l'ordre    de   0,025     mm     dans un     fourreau    ou     douille    de 10     cm    de     diamètre.     



  La façon la plus commode de séparer le noyau  14 de la     pièce    coulée     revêtue    est     de    soumettre le tout  à une     dilatation        différentielle.    On peut     chauffer    rapi  dement     (ensemble    de la     pièce        coulée    en     aluminium          et    du     revêtement        joint    fortement à     cette        pièce    pen  dant queRTI ID="0002.0249" WI="3" HE="4" LX="1348" LY="903">  rie    noyau  <RTI  

   ID="0002.0250">   reste    froid, la     dilatation    de     ren-          semble        permettant    une séparation très     facile    des élé  ments.

   Un grand     avantage    de     cette    façon     d'opérer     est qu'elle     permet    au noyau d'être     formé        sans        coni-          cité,

      de     sorte    que le     cylindre        obtenu    n'exige .aucune       opération        d'usinage        subséquente    pour     qu'on        obtienne     .un fourreau de     cylindre    ayant     un        diamètre        constant          d'une    extrémité à     l'autre.     



  Il s'est avéré     passible    par     cc        procédé        d'obtenir     une     douille    ou fourreau cylindrique     pourvu        d'un    re  vêtement     superficiel    intérieur     obtenu    par moulage  sous pression et dont le     caractère        lisse    est de l'ordre  de 30     rms.        La        fig.    3     représente    la     pièce    en fonte  d'aluminium 30     terminée,

          cette        pièce        étant    pourvue  sur sa     surface        intérieure    de la couche     d'alliage    fer  reux,

       une        portion    de     ladite        pièce        étant        supposée    en  levée     pour    montrer des     détails    de la     construction.    La       fig.    4 est une     coupe        transversale    d'une     telle        pièce     agrandie     d'environ    14 fois.

   La     portion    en     gris        clair     est le     corps    de la     pièce,    le revêtement étant la     bande     plus foncée,     l'imbriquement        mutuel    de la     matière        de     la couche de     revêtement    et de la matière du     corps     de la douille étant représenté     clairement.     



  La     douille        cylindrique    30 n'est     évidemment    qu'un       exemple    des     articles        qui    peuvent     être        fabriqués        par     le présent     procédé    et il est par     ailleurs        clair        que,     dans la     douille,

      une couche est     transplantée    d'une       portion.    du noyau à la douille     coulée.    On se     rend          compte    que, dans la     douille        cylindrique,    le rôle     prin-          cipal    de la couche     transplantée        est    d'assurer la résis  tance à     l'usure    et la     retenue    de     l'huile,

          mais    que des       couches        conférant    d'autres     propriétés        désirées        peu-          vent,    par le     même        procédé    être     appliquées    soit sur  des     pièces        coulées        similaires,

      soit sur des     pièces        cou-          lées    possédant diverses     autres    formes et que     diverses          modifications        peuvent        être        apportées    aux     détails        par-          ticuliers        décrits    plus haut.

   Par exemple, des revête  ments nettement plus épais ou plus     minces    que     ceux          compris,    entre     les        limites    de 0,38 à 0,64 mm     peu-          vent    être préférés pour des     applications        particulières.     De même, le     revêtement    peut être     appliqué    .sur un       élément    de moule     pouvant    être soit une partie     fixe,

       soit     urne        partie    détachable du moule, et     l'application     peut     être        effectuée    par divers     moyens    autres que la           métallisation.        Ledit    élément     peut        être    immergé     dans     un     récipient        contenant    une     suspension.        d'une    ma  tière de     revêtement    dans un véhicule     approprié    ca  pable de 

      provoquer    une     adhérence        suffisante    entre  les     particules    dont     ladite        matière    est     appelée    à être       formée    et le     moule,

          pour    que     ces        particules    ne     soient     pas     emportées    par du     métal        pénétrant        dans    le moule  au     cours   <B>de</B>     l'opération    de     moulage.        Le        véhicule    des       particules    peut être     d'une        nature    telle que, après       qu'il    s'est évaporé,

   la     surface        exposée    de la couche  est devenue     rugueuse    et     présente        dies    piqûres ou       creux        semblables    à ceux de la     surface    d'une     couche          obtenue    par projection.

   Une matière de revêtement  d'un     type        semblable    peut être     appliquée    sur     le    moule  à la brosse ou au pinceau ; et l'on     pourrait    aussi  avoir     recours    à     une    opération d'usinage     pour    créer  une     surface        rugueuse    préférée sur une couche     pri-          mitivement    unie et lisse.  



       Dans    la mise en pratique du     présent    procédé, il       est    généralement     préférable,    pour des     raisons        d'éco-          nomie,    d'appliquer une couche sur     un    élément ou  partie de     moule        qui,        est        séparable    du     reste    de la ma  chine.

   En     opérant    de cette manière, il devient pos  sible de revêtir de la couche     unie    série     d'éléments          de    moule, à     titre        d'opération        préliminaire,    et d'uti  liser     ensuite        ces    éléments au fur et à mesure des       besoins    de     manière    que le cycle de la     machine    ne       soit    pas,     ralenti.        Toutefois,

      si on le     préfère    pour une  raison quelconque, on peut     appliquer    la     couche    sur  un moule (ou un élément de moule) qui est     monté     dans une     machine    à couler.  



  La douille ou fourreau de     cylindre    30     obtenu    de  la     manière        décrite    est une pièce     ayant    une     surface          lisse    et     polie,    mais le présent     procédé    se prête     d'une     manière également     efficace    à la     fabrication    d'autres       pièces,    pour     lesquelles,    une     surface    autre que     lisse     et     régulière,

      par exemple     urne        surface    ayant     un    des  sin     est    préférée. En pareil cas, il     suffit    de     prévoir    le       dessin        désiré    sur la     surface    de l'élément de moule  de     façon    que, lorsque la couche est     appliquée    sur  ledit élément,     cette        couche    suive le contour de     cet     élément et, lors de la     transplantation,

      communique       ce    même contour à la     surface        exposée    de la     pièce          coudée.     



  Une couche ou revêtement métallisé, ou obtenu  par     projection        d'u    ,     métal    à l'état divisé, présente,  en     raison        même    du     mode        d'application,    de petites  cavités.

   Pour la     plupart    des,     applications,    il est     pr6fé-          rable    que     l'épaisseur    et la     densité    de la     couche    soient       suffisantes    pour que les cavités ne .traversent pas en  tièrement la     couche        afin    d'empêcher que,     pendant    le       moulage,    du,

   métal fondu se     crée        un    passage à     tra-          vers        les    cavités jusqu'à la     surface        destinée    à être       exposée.    La     densité    de la     couche        peut        être        modifiée     de     différentes    manières,     selon    la :

  technique adoptée       pour        appliquer        cette    couche sur le     moule.    Si la cou  che est     appliquée    par pulvérisation, an pourra mo  difier sa     densité    en,     modifiant    la distance qui     sépare     le     pistolet    de métallisation du moule, ainsi     qu'.il    est       bien:

          connu    dans     l'art    de la     métallisation,    alors que,         si        elle    est appliquée par immersion ou par     peinture,     on pourra     modifier    sa densité en     modifiant    la com  position du     mélange.     



       Les        pièces    coulées     fabriquées    par le     présent        pro-          cédé        peuvent        facilement    être revêtues     de        couches          continues        d'épass:

  seur    variable et     de        propriétés        diver-          ses.        Par        ,exemple,    une douille ou     fourreau    de     cyhn-          dre    destiné à un moteur à     combustion.        interne    est  soumis, à     une        usure        inégale,    à des     fatigues        thermi-          ques        inégales,

      et à une exposition inégale     aux    subs  tances     corrosives        se    déposant d'une     extrémité    à l'au  tre. La zone     faisant        partie    de la     chambre    de     combus-          tion    est     celle    qui     est    exposée à la     température    la  plus élevée et qui est     -soumise    au maximum d'usure,

         outre    que c'est cette zone qui     .doit        faire    preuve du  maximum de     résistance    à     l'action    des dépôts     corro-          sifs        résultant        de    la     combustion.        Immédiatement        .au-          dessous    de     cette        zone,        c'est-à-dire    dans la     partie     balayée par le piston,

       les        températures        rencontrées          diminuent   RTI ID="0003.0248" WI="25" HE="4" LX="1213" LY="1006">  progressivement    et,     au-dessous    du     niveau          du        point        d'inversion        supérieur    des     segments    de pis  ton, d'usure est     beaucoup:    plus faible.

   A l'extrémité       inférieure    du     cylindre,        l'usure    est     limitée    et sa plus       forte        concentration    est au niveau du     point        d7inver-          sion        inférieur    des segments de piston,

   situé à leur       point    mort     inférieur.    La façon la     plus    avantageuse  de     former    la     couche    de     revêtement        dans    la     pièce     coulée     serait        donc    de faire en     sorte    que     ladite    cou  che     possède        son    maximum de     résistance    à la chaleur  et à la     corrosion    au sommet,

   que sa     résistance    à       l'usure    soit     maximum    aux     niveaux    de     l'inversion    des       segments    de piston et qu'elle assure la .retenue de  l'huile et     .une        résistance    à l'usure un peu plus modé  rée dans les,

       parties        intermédiaires.    Une couche     inin-          terrompue        composée    de bandes     annulaires        faites    de       différentes    matières et possédant différentes,     épais-          seurs    peut être     formée    sur le noyau 14 .pour     des    buts       indiqués.    Les aciers     inoxydables,

      les     céramiques        et     des     matériaux        similaires        peuvent    être     utilisés        pour     les portions, de la     douille    ou fourreau qui sont expo  sées aux     conditions    les plus sévères,

   alors     qu'on          peut        faire    usage d'une couche de molybdène pour les  portions soumises au maximum d'usure et de couches       d'acier        beaucoup    moins coûteuses pour     les.    portions       restantes    de la     douille.  



  Method for manufacturing a casting having a coating layer Uiunventian relates to a method for manufacturing a casting having a coating layer on it. minus part of its surface. This process is

  characterized in that Z'on applies the material; intended to form the layer of: coating on a surface of at least one element of a: mold so:

      forming thereon a layer having an irregular surface exposed to the mold cavity,

       in that molten metal is introduced into said cavity at a pressure such that it fits mechanically into:

   the irregularities of the irregular surface layer forming a miter the casting which, by solidification, obtains from the molten metal and said layer a more solid seal than that existing between the layer and the element of the mule, and in what we,

          separates the layer of said element so as to transplant it onto the. casting.



       The above process can advantageously be used to fabricate internal combustion engine blocks, these blocks being bent of aluminum and having cylinder bores with a hard and resistant surface. to wear,

   the walls of the cylinder being formed by a .coating of .steel, for example. A layer of steel or other suitable material can also be transplanted onto a light alloy brake wheel <B>;

  </B> said layer resistant to wear by the shoe of the: brake and the light alloy which conducts the heat produced by braking well,

      to dispel it. Another possible application is the production of an aluminum kitchen utensil coated with a stainless steel layer. Of course, many other useful applications

      can be taken into consideration, which it would be superfluous to list here.



  The drawing illustrates, by way of example, an implementation of the method according to the invention.



  The hg. 1 is an axial section of a die assembly constituting a mold for the manufacture of a part provided with a coating layer;

    the ilig. 2 is a plan view, fragmentary on a large scale of the metallized surface of one element of the assembly of FIG. 1 before injecting the molten metal into said assembly;

    fig. 3 is a perspective view, partially in section, of a casting obtained in the mold of FIG. 1;

    fig. 4 is an enlarged photograph of the cross section of a typical part obtained by the present process.



  Reference will first be made to FIG. 1 which illustrates a mold for manufacturing a die-cast aluminum cylinder sleeve and intended for an internal combustion engine, which assembly is composed of a movable block 10,

   a fixed block 12, a separate part forming a core 14 and an injection sleeve;

      16. The core 14 is provided with a portion 18 which fits into a cavity 20 provided to receive it in the movable block 10 and thereby locates said core exactly in a position exactly concentric with the cylindrical portion.

   ID = "0001.0248"> that printing 22 of the fixed block 12. The mayens provided to retain the body 18 of the core 14 in its cavity 20 have not been shown,

       since any of the various mechanisms known and commonly used by those skilled in the art can be used for this purpose. An annular cavity 24 is thus formed between the core 14 and the

      cylindrical impingement surface 22 of the fixed block.



  To obtain the die-cast cylinder sleeve, the first operation to be carried out is to apply a coating 26 to a cylindrical portion 28 of the core 14.

       Unlike the current techniques of die casting, the practice of the invention in its preferred form.

   does not require said portion 28 of the core to be conical in shape. Said coating 26 can conveniently be applied to said portion 28 using an ordinary metallization gun using stainless steel wire containing about

  12% -14% Cr, approximately; 1% Mn and a minimum of 0.15% C, the remainder being iron. Inside the gun this wire is driven so that it penetrates an oxyacetylene flame which causes it to melt;

      the molten bond being ejected from the gun by a jet of compressed air and projected onto said portion 28.

   It has been found that it is preferable that the surface of the portion 28 has been made slightly rough (for example that the smooth or even character of this surface is of the order of 20 to 30.rms)

  the surface roughness designations indicated by the numbers followed by the letters put s> have the known meaning of the root mean square value, in units of 25 thousandths of a millimeter, of the curvature of irregularities present on the surface of the part),

      by light sanding prior to the application of coating 26, such sanding ensuring proper adhesion of the coating material to the core portion. The thickness of the layer 26 should be between about 0.38mm and about 0.63mm.

   The outer surface of the layer 26, exposed to the cavity 24, is pitted and hollowed out irregularly, as emerges from FIG. 2 which represents a portion of the exposed surface of such a layer produced by metallization,

      in the way, described, and enlarged about 8 times.



       The application of the coating material by the conventional method of spraying with the aid of the metallizer udder is particularly advantageous for the production of cylinder sleeves for internal combustion engines. At least some portions of the <RTI

   ID = "0002.0119"> Coating layer applied consist of iron oxide which ensures the presence of hard and wear resistant parts in the exposed surface of the barrel.



  A molten aluminum alloy of a chosen type, under a pressure of 280 to 700 kg / cm2 is then forced in such a way that it enters the annular cavity 24 (fig. 1) and fills it completely and that 'it also penetrates the bites,

       dimpled and hollow on the exposed surface of the layer 26. In. solidifying, the molten metal contracts in and around this layer,

      to which it attaches mechanically and with which it forms an extremely solid seal. A few seconds after the injection of the aluminum,

      the two mold elements are separated and the whole of the casting 30 with the coating layer 26 and the core 14 are ejected en bloc.



  It is best - though not essential - to allow the casting to cool while it is still on the core.

       In most cases, the core is made of a material with a coefficient of thermal expansion less than that of the material (eg steel) from which the casting is made.

   If the two parts are cooled together, the core prevents the aluminum casting from contracting as completely as it would if it were not supported internally. In fact,

   cooling subjects the aluminum to extension forces which exceed its elastic limit and this metal is permanently fixed to a diameter determined by that of the core.

   By preheating the core to a known temperature and cooling the parts together to a known temperature, high precision castings are obtained. The variation in diameter is of the order of 0.025 mm in a sheath or sleeve 10 cm in diameter.



  The most convenient way to separate the core 14 from the coated casting is to subject the whole to differential expansion. You can heat up quickly (all of the aluminum casting and the coating attached strongly to this part while RTI ID = "0002.0249" WI = "3" HE = "4" LX = "1348" LY = "903"> rie core <RTI

   ID = "0002.0250"> remains cold, the overall expansion allows very easy separation of the elements.

   A great advantage of this way of operating is that it allows the nucleus to be formed without taper,

      so that the cylinder obtained does not require .no subsequent machining operation in order to obtain .a cylinder sleeve having a constant diameter from end to end.



  It has been found possible by this process to obtain a cylindrical sleeve or sleeve provided with an inner surface coating obtained by pressure molding and the smoothness of which is of the order of 30 rms. Fig. 3 shows the finished cast aluminum part 30,

          this part being provided on its inner surface with the iron alloy layer,

       a portion of said part being assumed to be lifted to show details of the construction. Fig. 4 is a cross section of such a part enlarged by about 14 times.

   The light gray portion is the body of the part, the coating being the darker stripe, the interlocking of the material of the coating layer and the material of the socket body being clearly shown.



  The cylindrical bush 30 is of course only one example of the articles which can be manufactured by the present method and it is otherwise clear that in the bush,

      a diaper is transplanted from one portion. from the core to the cast sleeve. We realize that, in the cylindrical sleeve, the main role of the transplanted layer is to ensure the resistance to wear and the retention of the oil,

          but that layers imparting other desired properties may, by the same process be applied either to similar castings,

      or on castings having various other shapes and various modifications can be made to the particular details described above.

   For example, coatings significantly thicker or thinner than those within the limits of 0.38-0.64 mm may be preferred for particular applications. Likewise, the coating can be applied on a mold element which can be either a fixed part,

       or a detachable part of the mold, and the application can be carried out by various means other than metallization. Said element can be immersed in a container containing a suspension. of a coating material in a suitable vehicle capable of

      cause sufficient adhesion between the particles from which said material is called upon to be formed and the mold,

          so that these particles are not carried away by metal entering the mold during the <B> </B> molding operation. The carrier of the particles may be of such a nature that, after it has evaporated,

   the exposed surface of the layer has become rough and has pits or pits similar to those in the surface of a sprayed layer.

   A coating material of a similar type can be applied to the mold by brush or paintbrush; and one could also resort to a machining operation to create a preferred rough surface on a primarily even and smooth layer.



       In practicing the present process, it is generally preferable, for reasons of economy, to apply a coat over a mold element or part which is separable from the rest of the machine.

   By operating in this manner, it becomes possible to coat a series of mold elements with the plain layer, as a preliminary operation, and then to use these elements as and when required so that the cycle of the machine is not, idle. However,

      if preferred for some reason, the coating can be applied to a mold (or mold member) which is mounted in a casting machine.



  The cylinder sleeve or sleeve 30 obtained as described is a part having a smooth and polished surface, but the present process lends itself equally effectively to the manufacture of other parts, for which, a surface other than smooth. and regular,

      for example urn surface having one of the sin is preferred. In such a case, it suffices to provide the desired pattern on the surface of the mold element so that, when the layer is applied to said element, this layer follows the contour of this element and, during transplantation,

      communicates this same contour to the exposed surface of the bent part.



  A metallized layer or coating, or obtained by spraying a metal in the divided state, has, by reason of the very method of application, small cavities.

   For most applications, it is preferable that the thickness and density of the layer are sufficient so that the cavities do not completely penetrate the layer to prevent, during molding, mold.

   molten metal creates a passage through the cavities to the surface intended to be exposed. The density of the layer can be changed in different ways, depending on:

  technique adopted to apply this layer to the mold. If the layer is applied by spraying, one will be able to modify its density by modifying the distance which separates the metallization gun from the mold, as well as.

          known in the art of metallization, whereas, if it is applied by immersion or by painting, its density can be modified by modifying the composition of the mixture.



       The castings produced by the present process can easily be coated with continuous layers of thick:

  variable sor and various properties. For example, a cylinder sleeve or sleeve for a combustion engine. internal is subjected to uneven wear, uneven thermal fatigue,

      and uneven exposure to corrosive substances settling from end to end. The zone forming part of the combustion chamber is that which is exposed to the highest temperature and which is subject to the maximum wear,

         besides that it is this zone which must show the maximum resistance to the action of corrosive deposits resulting from combustion. Immediately below this zone, that is to say in the part swept by the piston,

       the temperatures encountered decrease RTI ID = "0003.0248" WI = "25" HE = "4" LX = "1213" LY = "1006"> gradually and, below the level of the upper inversion point of the pis ton segments , wear is much: lower.

   At the lower end of the cylinder, wear is limited and its highest concentration is at the lower reversal point of the piston rings,

   located at their lower dead center. The most advantageous way to form the coating layer in the casting would therefore be to ensure that said layer has its maximum resistance to heat and corrosion at the top,

   that its resistance to wear is maximum at the levels of the reversal of the piston rings and that it ensures the retention of oil and a little more moderate wear resistance in the,

       intermediate parts. An uninterrupted layer composed of annular bands made of different materials and having different thicknesses can be formed on core 14 for stated purposes. Stainless steels,

      ceramics and similar materials can be used for the portions of the sleeve or sheath which are exposed to the most severe conditions,

   whereas one can use a layer of molybdenum for the portions subjected to the maximum wear and much less expensive layers of steel for them. remaining portions of the socket.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de fabrication d'une pièce coulée pré sentant une couche de revêtement sur au moins, une partie de sa surface, caractérisé en ce que l'an appli que le matériau destin à former la couche de revê tement sur une surface d'au moins -un élément (14) d'un moule (10, 12, 14) de façon. à former sur cet élément une couche (26) CLAIM A method of manufacturing a casting having a coating layer on at least part of its surface, characterized in that the application that the material intended to form the coating layer on a surface of at least minus -an element (14) of a mold (10, 12, 14) so. to form a layer on this element (26) ayant une .surface irrégu lière exposée à la cavité du moule, en ce qu'on intro- duit du. métal fondu dans ladite cavité à une pression telle qu'il s'imbrique mécaniquement dans les irré- gularités de ladite surface irrégulière en formant en having an irregular surface exposed to the mold cavity, by introducing. molten metal in said cavity at a pressure such that it mechanically engages the irregularities of said irregular surface forming a tre la pièce coulée (30) qu'on obtient par solidifi- cation du métal fondu et ladite couche un joint plus solide que celui existant entre la couche et l'élément du moule, et en ce que l'on sépare la couche (26) dudit élément de façon, à la transplanter sur la pièce coulée (30). be the casting (30) which is obtained by solidification of the molten metal and said layer a stronger seal than that existing between the layer and the mold element, and in that the layer (26 is separated ) of said element so as to transplant it onto the casting (30). SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon da revendication, caractérisé en ce qu'on applique le matériau destiné à former la couche de revêtement (26) sur un noyau (14) du moule (10, 12, 14). SUB-CLAIMS 1. Method according to claim, characterized in that the material intended to form the coating layer (26) is applied to a core (14) of the mold (10, 12, 14). 2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que ledit matériau est un métal plus dur et ayant un point de fusion plus élevé que le métal fondu qu'on introduit dans le moule. 3. Procédé selon la sous-revendication 1, carac térisé en ce que ledit noyau (14) est cylindrique. 4. 2. Method according to claim, characterized in that said material is a harder metal and having a higher melting point than the molten metal which is introduced into the mold. 3. Method according to sub-claim 1, charac terized in that said core (14) is cylindrical. 4. Procédé selon la sous-revendication 1, carac- térisé en ce qu'on utilise un noyau ayant un coeffi- cient de dilatation thermique inférieur à celui du mé tal fondu qu'on introduit dans le moule et qu'on laisse refroidir la pièce sur le noyau. Process according to sub-claim 1, characterized in that a core having a coefficient of thermal expansion lower than that of the molten metal which is introduced into the mold and the part is allowed to cool on is used. the core. 5. Procédé selon la sous-revendication 4, carac- térisé en ce qu'on sépare la couche du noyau en chauffant la pièce coulée et le revêtement à une température supérieure à celle du noyau, 5. A method according to sub-claim 4, characterized in that the layer is separated from the core by heating the casting and the coating to a temperature higher than that of the core, provoquant ainsi une dilatation thermique de la pièce coulée et du revêtement supérieure à celle du noyau. 6. Procédé selon la .revendication, caractérisé en ce qu'on applique sur le noyau une couche d'un matériau de composition localement variable. thus causing thermal expansion of the casting and the coating greater than that of the core. 6. Method according to .revendication, characterized in that a layer of a material of locally variable composition is applied to the core.
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