CH637314A5

CH637314A5 - LOW PRESSURE MOLDING PROCESS AND INSTALLATION FOR METAL PARTS IN A MOLD COMPRISING A THIN WALL SAND SHELL.

Info

Publication number: CH637314A5
Application number: CH338280A
Authority: CH
Inventors: Jacques Oger
Original assignee: Pont A Mousson
Priority date: 1979-05-02
Filing date: 1980-05-01
Publication date: 1983-07-29
Also published as: DE3016325A1; ES491058A0; IT1128781B; ES8102866A1; BE883075A; FR2455491A1; DK184280A; IN154288B; DE3016325C2; DK165823B; BR8002692A; FR2455491B1; DK165823C; CA1166818A; GB2050220A; GB2050220B; AU5804080A; IT8067689A0

Description

La présente invention est relative au moulage sous basse pression de pièces métalliques par exemple en fonte, dans un moule comportant une carapace en sable mince, notamment constituée d'un mélange durci de sable et de résine. The present invention relates to low pressure molding of metal parts, for example cast iron, in a mold comprising a shell of thin sand, in particular consisting of a hardened mixture of sand and resin.

La coulée sous basse pression, dans laquelle on alimente par le bas les moules de fonderie sous une pression supérieure à la pression atmosphérique mais sensiblement inférieure à 2 bar, est connue. Elle a pour avantage de faciliter le remplissage des empreintes de forme compliquée qui seraient mal remplies par simple coulée par gravité et de bien se prêter à un automatisme dans la commande des coulées successives tout en supprimant les manutentions pénibles et dangereuses de poches de coulée basculantes ou à quenouille. En outre, en utilisant des moyens appropriés d'alimentation du moule et de commande de la pression (voir par exemple le brevet FR N° 74.42713 du titulaire publié sous le N° 2295808), la coulée sous basse pression a pour avantage de supprimer les masselottes et certains appendices de coulée. Low pressure casting, in which the foundry molds are fed from below at a pressure higher than atmospheric pressure but substantially less than 2 bar, is known. It has the advantage of facilitating the filling of imprints of complicated shape which would be incorrectly filled by simple gravity casting and of lending itself well to an automatism in the control of successive castings while eliminating the painful and dangerous handling of tilting casting bags or with distaff. In addition, by using appropriate means for supplying the mold and for controlling the pressure (see for example FR patent No. 74.42713 of the holder published under No. 2295808), low pressure casting has the advantage of eliminating the weights and some casting appendages.

On sait que le moulage ou la coulée sous basse pression s'effectuent souvent dans des moules en sable, notamment pour obtenir certaines structures métalliques dans les pièces coulées. C'est par exemple le cas lorsque l'on veut réaliser des pièces en fonte à graphite sphéroïdal brutes de coulée qui soient exemptes de carbures à l'état brut de coulée, sans nécessiter de traitement thermique ultérieur. It is known that molding or casting under low pressure is often carried out in sand molds, in particular to obtain certain metallic structures in the castings. This is for example the case when it is desired to produce cast iron parts with spheroidal graphite rough casting which are free of carbides in the raw casting state, without requiring any subsequent heat treatment.

Ce résultat est dû essentiellement au caractère réfractaire du sable formant un barrage thermique qui évite un phénomène de trempe du métal coulé. This result is mainly due to the refractory nature of the sand forming a thermal barrier which avoids a quenching phenomenon of the cast metal.

De plus, on bénéficie ainsi de la perméabilité du sable aux gaz. In addition, we thus benefit from the permeability of sand to gases.

Ainsi, les moules à parois en sable évitent les défauts de fonderies et diminuent le rebut. Thus, molds with sand walls avoid foundry defects and reduce waste.

Cependant, l'utilisation dans ce procédé des moules en sable habituels, qui sont massifs, apporte des inconvénients: en raison du maintien prolongé d'une pression de remplissage, les moules doivent avoir une résistance mécanique relativement élevée. Il faut donc utiliser du sable comportant une plus forte proportion de liant et/ou des moules plus épais que dans le cas de la coulée par simple gravité. Mais cela augmente le prix de revient des pièces puisque, d'une part, les moules, qui sont perdus, sont plus coûteux à réaliser et que, d'autre part, le refroidissement des pièces devient trop lent, ce qui diminue considérablement la cadence de production, ne serait-ce qu'à cause du délai nécessaire à la solidification de l'attaque d'entrée du métal dans la cavité de moulage. However, the use in this process of the usual sand molds, which are massive, brings drawbacks: due to the prolonged maintenance of a filling pressure, the molds must have a relatively high mechanical resistance. It is therefore necessary to use sand with a higher proportion of binder and / or thicker molds than in the case of simple gravity casting. But this increases the cost price of the parts since, on the one hand, the molds, which are lost, are more expensive to produce and, on the other hand, the cooling of the parts becomes too slow, which considerably reduces the rate of production, if only because of the time required for the solidification of the metal entry attack in the molding cavity.

C'est pourquoi on a tenté de limiter la quantité de sable utilisée. Dans une solution connue (voir le brevet FR N° 77.08364 du titulaire publié sous le N° 2384568), la carapace est cuirassée par une coquille métallique. La coquille doit donc être changée pour chaque forme de pièce moulée. De plus, la coquille nécessite souvent un usinage, même grossier. This is why we tried to limit the amount of sand used. In a known solution (see patent FR No. 77.08364 of the holder published under No. 2384568), the shell is armored by a metal shell. The shell must therefore be changed for each shape of molded part. In addition, the shell often requires machining, even rough.

La présente invention a pour but de fournir pour le moulage de ce type une autre solution plus souple et plus économique assurant un soutien efficace de la carapace, lui permettant de résister à la poussée du métal sous pression. The present invention aims to provide for molding of this type another more flexible and economical solution ensuring effective support of the shell, allowing it to resist the thrust of the metal under pressure.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de moulage sous basse pression de pièces métalliques, notamment en fonte, dans un moule comportant une carapace en sable à paroi mince, caractérisé en ce que l'on cale la carapace au sein d'une masse de particules magnétisables dans un châssis que l'on tasse et que l'on rigidifie avant la coulée au moyen d'un champ magnétique. To this end, the invention relates to a low-pressure molding process for metal parts, in particular cast iron, in a mold comprising a thin-walled sand shell, characterized in that the shell is wedged within '' a mass of magnetizable particles in a chassis which is packed and stiffened before casting by means of a magnetic field.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé, sur lequel: The characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawing, in which:

la fig. 1 est une vue schématique partielle en coupe verticale d'une installation suivant l'invention; fig. 1 is a partial schematic view in vertical section of an installation according to the invention;

la fig. 2 est une vue partielle de dessus de cette installation. fig. 2 is a partial top view of this installation.

L'installation de coulée sous basse pression représentée comprend une poche de coulée 1, un bâti 2 et un certain nombre de moules 3, tous identiques, dont un seul a été représenté. Les dimensions du moule 3 ont été exagérées par rapport à celles de la poche 1 pour la clarté de l'exposé. The illustrated low pressure casting installation comprises a casting ladle 1, a frame 2 and a number of molds 3, all identical, only one of which has been shown. The dimensions of the mold 3 have been exaggerated compared to those of the pocket 1 for the sake of clarity.

La poche 1 comprend un récipient 4 de grandes dimensions contenant du métal liquide 5 et comportant une goulotte de remplissage oblique 6 fermée par un couvercle 7. Un tube d'amenée vertical 8 en matière réfractaire traverse la paroi supérieure de ce récipient; il plonge presque jusqu'au fond de celui-ci et fait saillie sur une courte longueur, entouré d'une buse de renforcement 9 de forme générale tronconique. L'extrémité supérieure du tube 8 est contenue dans le même plan horizontal P que la face supérieure, plane, de la buse 9. The bag 1 comprises a large container 4 containing liquid metal 5 and comprising an oblique filling chute 6 closed by a cover 7. A vertical supply tube 8 made of refractory material passes through the upper wall of this container; it dives almost to the bottom of it and projects over a short length, surrounded by a reinforcement nozzle 9 of generally frustoconical shape. The upper end of the tube 8 is contained in the same horizontal plane P as the planar upper face of the nozzle 9.

Un conduit 10 en communication avec l'intérieur du récipient 4 peut être relié, sous la commande d'un robinet 11, soit à une source de gaz comprimé, par exemple d'air comprimé, soit à la décharge. A conduit 10 in communication with the interior of the container 4 can be connected, under the control of a tap 11, either to a source of compressed gas, for example compressed air, or to the discharge.

Le bâti 2 comprend quatre montants télescopiques 12 munis de ressorts hélicoïdaux 13. Les montants 12 portent une table horizontale 14 repoussée en permanence vers le haut par les ressorts 13. The frame 2 comprises four telescopic uprights 12 provided with helical springs 13. The uprights 12 carry a horizontal table 14 permanently pushed up by the springs 13.

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Sous la table 14 sont fixés des dispositifs vibreurs 15, tandis qu'un élecro-aimant 16 en U comprenant deux branches ou bras parallèles Under the table 14 are fixed vibrating devices 15, while an electromagnet 16 in a U comprising two parallel arms or arms

17 reliés par une bobine 17a est positionné sur cette table. 17 connected by a coil 17a is positioned on this table.

La table 14 présente un orifice tronconique 18 conjugué à la surface extérieure de la buse 9. En position basse de la table, l'orifice The table 14 has a frustoconical orifice 18 conjugated to the external surface of the nozzle 9. In the low position of the table, the orifice

18 s'applique sur cette surface et la face supérieure de la table est contenue dans le plan P défini plus haut. 18 is applied to this surface and the upper face of the table is contained in the plane P defined above.

Le bâti comporte encore un vérin vertical escamotable 19 situé à un niveau nettement supérieur, à l'aplomb de la poche 1. The frame also includes a retractable vertical cylinder 19 situated at a clearly higher level, directly above the pocket 1.

Le moule 3 est constitué d'un châssis 20, d'une carapace ou masque de fonderie 21 et d'une masse de particules 22. Le châssis et la masse 22 sont communs à tous les moules, contrairement à la carapace 21. The mold 3 consists of a frame 20, a shell or foundry mask 21 and a mass of particles 22. The frame and the mass 22 are common to all the molds, unlike the shell 21.

Le châssis 20 est une boîte métallique parallélépipédique dont la longueur est légèrement plus petite que la distance séparant les deux branches 17 et l'électro-aimant 16. Le fond de cette boîte possède une ouverture 23 tronconique, convergente vers le bas, tandis que sa paroi supérieure constitue un couvercle ou plateau de charge amovible 24. L'ouverture 23 débouche vers l'extérieur dans une feuillure 25 de faible épaisseur. The chassis 20 is a rectangular metal box whose length is slightly smaller than the distance separating the two branches 17 and the electromagnet 16. The bottom of this box has a frustoconical opening 23, converging downwards, while its upper wall constitutes a removable cover or load plate 24. The opening 23 opens outwards into a rebate 25 of small thickness.

La carapace 21 est une enveloppe mince en mélange durci de sable et de résine thermodurcissable telle que par exemple une résine isocyanate ou une résine phénol formaldédhyde. Cette carapace, divisée en deux moitiés suivant un plan de joint horizontal Q, définit avec un noyau intérieur 26 une cavité de moulage 27 ayant la forme d'une pièce à mouler, qui est par exemple un corps de robinet-vanne. The shell 21 is a thin envelope made of a hardened mixture of sand and thermosetting resin such as for example an isocyanate resin or a phenol formaldehyde resin. This shell, divided into two halves along a horizontal joint plane Q, defines with an inner core 26 a mold cavity 27 having the shape of a part to be molded, which is for example a valve body.

La demi-carapace inférieure présente une saillie ou appendice tubulaire 28 qui définit un conduit ou attaque principale 29 de même diamètre que le tube 8. Extérieurement, cette saillie est tronconique et conjuguée à l'ouverture 23 du châssis. Lorsqu'elle est emboîtée dans cette ouverture, sa tranche d'extrémité affleure le fond de la feuillure 25. Le conduit 29 ne communique avec la cavité de moulage que par un petit conduit horizontal ou attaque secondaire 30. The lower half-shell has a protrusion or tubular appendage 28 which defines a main conduit or attack 29 of the same diameter as the tube 8. Externally, this protrusion is frustoconical and conjugate with the opening 23 of the chassis. When it is fitted into this opening, its end edge is flush with the bottom of the rebate 25. The duct 29 communicates with the molding cavity only by a small horizontal duct or secondary attack 30.

Extérieurement, la carapace 21 présente des saillies annulaires de raidissement ou de renforcement dont l'une, portant la référence 31, est espacée de l'appendice 28. Lorsque la carapace est disposée dans le châssis 20, ce qui laisse un jeu important de tous côtés, la saillie 31 s'appuie sur le fond de ce châssis, éventuellement par l'intermédiaire d'une cale 32, comme représenté. La carapace est ainsi parfaitement positionnée, de façon stable, sans que le sable ne subisse de contraintes excessives. L'espace restant libre dans le châssis 20 est rempli de la masse 22, constituée de grenaille de fer magnétisable tassée dont la granulométrie est par exemple 17/10 mm. Externally, the shell 21 has annular stiffening or reinforcement projections, one of which, bearing the reference 31, is spaced from the appendage 28. When the shell is disposed in the frame 20, this leaves a large clearance for all sides, the projection 31 is supported on the bottom of this chassis, possibly by means of a shim 32, as shown. The shell is thus perfectly positioned, stably, without the sand being subjected to excessive stresses. The space remaining free in the chassis 20 is filled with mass 22, consisting of compacted magnetizable iron shot whose particle size is for example 17/10 mm.

Le fonctionnement de cette installation est le suivant. The operation of this installation is as follows.

Au départ, la poche de coulée 1 contenant le métal liquide 5, par exemple de la fonte, est maintenue sous une pression d'air modérée, par exemple de l'ordre de 1 bar, par le conduit 10; sous l'effet de cette pression, la fonte se trouve dans le tube d'amenée 8 à un niveau N sensiblement inférieur à celui de l'ouverture de sortie de ce tube. La table 14 est en position haute sous l'action des ressorts 13, le vérin 19 étant escamoté ainsi que le couvercle 24. Ce dernier peut d'ailleurs être solidaire de la tige du piston du vérin 19. At the start, the ladle 1 containing the liquid metal 5, for example cast iron, is maintained under moderate air pressure, for example of the order of 1 bar, by the conduit 10; under the effect of this pressure, the cast iron is in the supply tube 8 at a level N substantially lower than that of the outlet opening of this tube. The table 14 is in the high position under the action of the springs 13, the jack 19 being retracted as well as the cover 24. The latter can moreover be secured to the piston rod of the jack 19.

Une rondelle d'étanchéité adhésive 33, par exemple du type décrit dans le brevet français précité N° 74.42713, est appliquée dans la feuillure 25 du châssis 20, qui est ensuite amené sur la table 14 entre les bras de l'électro-aimant 16 et positionné de façon que son orifice 23 soit centré sur l'orifice 18 de cette table. Un faible jeu, par exemple de 0,5 mm, non visible sur le dessin, subsiste alors entre chaque bras 17 et la face adjacente du châssis 20. Une carapace 21 contenant un noyau 26 est posée en position allongée sur le fond du châssis 7 de façon à être soutenue par sa saillie 31 et positionnée et soutenue par son appendice 28. An adhesive sealing washer 33, for example of the type described in the aforementioned French patent No. 74.42713, is applied in the rebate 25 of the chassis 20, which is then brought onto the table 14 between the arms of the electromagnet 16 and positioned so that its orifice 23 is centered on the orifice 18 of this table. A slight clearance, for example 0.5 mm, not visible in the drawing, then remains between each arm 17 and the adjacent face of the chassis 20. A shell 21 containing a core 26 is placed in the extended position on the bottom of the chassis 7 so as to be supported by its projection 31 and positioned and supported by its appendage 28.

Malgré le poids du moule et de l'electro-aimant, les ressorts 13 ne sont pas complètement écrasés et soulèvent encore légèrement la table 14, de sorte que la rondelle 33 n'est pas encore écrasée. Despite the weight of the mold and the electromagnet, the springs 13 are not completely crushed and still slightly raise the table 14, so that the washer 33 is not yet crushed.

De la grenaille de fer magnétisable est alors versée ou soufflée à l'intérieur du châssis 20 de manière à bien remplir sa partie inférieure, entre la carapace 21 et le fond du châssis, ainsi que sa partie supérieure, jusqu'à recouvrir ainsi complètement la carapace. La forme extérieure de la carapace 21, constituée presque exclusivement d'arrondis, favorise l'introduction de grenaille sous la carapace. Magnetizable iron shot is then poured or blown inside the chassis 20 so as to fill its lower part well, between the shell 21 and the bottom of the chassis, as well as its upper part, until thus completely covering the shell. The external shape of the shell 21, consisting almost exclusively of roundings, favors the introduction of shot under the shell.

Puis les vibreurs 15 sont actionnés, de manière à faire vibrer la table 14 sur ses ressorts 13 et à tasser convenablement la masse de grenaille 22. Then the vibrators 15 are actuated, so as to vibrate the table 14 on its springs 13 and to properly compact the mass of shot 22.

Au cours de ce tassement, le niveau de grenaille baisse dans le châssis 20; on recharge donc ensuite ce dernier en grenaille, et l'on recommence le tassement et le rechargement jusqu'à ce que le niveau de la grenaille affleure la partie supérieure du châssis 20. Ainsi convenablement tassée, la masse de grenaille 22 présente le minimum d'interstices libres, notamment au voisinage de la carapace, et le maximum de densité. During this compaction, the level of shot drops in the frame 20; so the latter is then recharged with shot, and the compaction and recharging are repeated until the level of the shot is flush with the upper part of the chassis 20. Thus suitably packed, the mass of shot 22 has the minimum of 'free gaps, especially in the vicinity of the shell, and maximum density.

Après vibration et tassement, on excite l'électro-aimant 16, qui soumet la masse de grenaille 22 à un champ magnétique puissant qui rigidifie cette masse 22, les vibrations étant arrêtées immédiatement après le remplissage en grenaille et avant l'excitation de l'électro-aimant. After vibration and compaction, the electromagnet 16 is excited, which subjects the mass of shot 22 to a strong magnetic field which stiffens this mass 22, the vibrations being stopped immediately after filling with shot and before excitation of the electro magnet.

La masse 22 ainsi tassée et durcie offre à la carapace 21 un excellent support rigide, l'ensemble étant pratiquement équivalent, du point de vue mécanique, à la coquille métallique revêtue intérieurement de sable décrite dans le brevet français précité N° 77.08364. The mass 22 thus compacted and hardened offers the shell 21 an excellent rigid support, the assembly being practically equivalent, from the mechanical point of view, to the metal shell coated internally with sand described in the aforementioned French patent No. 77.08364.

Le plateau de charge 24 est alors amené et abaissé par le vérin 19 pour appliquer avec force le moule 3 sur la table vibrante 14. Cela écrase les ressorts 13 et applique l'ouverture 18 de la table sur la buse 9, et la rondelle d'étanchéité 33 est écrasée entre cette dernière et le fond de son logement. The load plate 24 is then brought in and lowered by the jack 19 to forcefully apply the mold 3 to the vibrating table 14. This crushes the springs 13 and applies the opening 18 of the table to the nozzle 9, and the washer d seal 33 is crushed between the latter and the bottom of its housing.

Pour des raisons de sécurité, au moins un serre-joint 34 peut être mis en place autour du moule 3 et de la table 14 pour parachever la solidarisation de ces deux parties de l'installation, qui est maintenant prête pour la coulée. For security reasons, at least one clamp 34 can be placed around the mold 3 and the table 14 to complete the joining of these two parts of the installation, which is now ready for casting.

Pour effectuer celle-ci, le robinet 11 est ouvert et de l'air, par exemple sous une pression de l'ordre de 1,2 bar, est introduit dans le récipient 4 au-dessus de la fonte liquide 5. La fonte monte, par le tube 8, l'attaque principale 29 et l'attaque secondaire 30, dans l'empreinte de moulage 27, qu'elle emplit entièrement. La poussée que le métal introduit sous pression exerce sur les parois de la carapace 21 est équilibrée par la résistance offerte par la masse de grenaille 22 tassée et rigidifiée et par le plateau de charge 24, qui empêche le soulèvement du moule 3 au-dessus de la table 14. To carry out this, the tap 11 is open and air, for example under a pressure of the order of 1.2 bar, is introduced into the container 4 above the liquid iron 5. The iron rises , by the tube 8, the main attack 29 and the secondary attack 30, in the molding cavity 27, which it completely fills. The thrust that the metal introduced under pressure exerts on the walls of the shell 21 is balanced by the resistance offered by the mass of compacted and stiffened shot 22 and by the load plate 24, which prevents the lifting of the mold 3 above table 14.

Pendant la coulée, la masse magnétique 22 reste relativment froide, notamment au voisinage de la carapace 21, où sa température ne dépasse guère 200° C du fait du caractère réfractaire de la carapace qui ne transmet pas la chaleur de la fonte coulée. A la partie supérieure du moule, la masse de grenaille est franchement froide. Cette masse reste donc magnétique et rigide, puisqu'elle est loin du point de Curie de 750° C auquel se perdent les propriétés magnétiques du fer. During casting, the magnetic mass 22 remains relatively cold, especially in the vicinity of the shell 21, where its temperature hardly exceeds 200 ° C due to the refractory nature of the shell which does not transmit the heat of the cast iron. At the upper part of the mold, the mass of shot is frankly cold. This mass therefore remains magnetic and rigid, since it is far from the Curie point of 750 ° C at which the magnetic properties of iron are lost.

On constate que pendant la coulée aucun gaz ne se dégage à l'extérieur du moule 3 (ce qui est très favorable), bien que les gaz produits puissent sortir de l'empreinte de moulage 27 à travers la carapace poreuse 21 et la masse de grenaille 22 perméable. On pense que, puisque le moule 3 est complètement rempli de grenaille à sa partie supérieure et que la masse 22 reste froide, les gaz se répandent dans cette masse avec une tendance à la condensation qui les empêche de monter jusqu'à l'extrémité supérieure du moule. It is noted that during the casting no gas is released outside the mold 3 (which is very favorable), although the gases produced can leave the mold cavity 27 through the porous shell 21 and the mass of permeable shot 22. It is believed that, since the mold 3 is completely filled with shot at its upper part and the mass 22 remains cold, the gases spread in this mass with a tendency to condensation which prevents them from going up to the upper end of the mold.

Après remplissage de l'empreinte 27 de fonte liquide, et après un temps relativement court de maintien de la pression, correspondant à la solidification de l'attaque secondaire 30 après alimentation suffisante de l'empreinte, comme décrit dans le brevet français N° 74.42713 précité, la pression est relâchée dans la poche 1 en fournissant au conduit 10 une pression inférieure à la pression de coulée mais suffisante pour ne ramener la fonte qu'à un niveau NI (représenté en trait interrompu), proche de la partie supérieure de la buse 9. After filling of the cavity 27 with liquid cast iron, and after a relatively short time of maintaining the pressure, corresponding to the solidification of the secondary attack 30 after sufficient supply of the cavity, as described in French patent No. 74.42713 aforementioned, the pressure is released in the pocket 1 by supplying to the conduit 10 a pressure lower than the casting pressure but sufficient to bring the cast iron only to a level NI (shown in dashed lines), close to the upper part of the nozzle 9.

L'alimentation en courant électrique de l'électro-aimant 16 est ensuite coupée. Le plateau de charge 24 est levé et escamoté avec le The electric current supply to the electromagnet 16 is then cut. The load plate 24 is lifted and retracted with the

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vérin 19, et le moule 3, qui vient ainsi d'être empli de fonte, est vidé (au moins en partie) de sa masse de grenaille 22. Cette opération s'effectue sous une hotte non représentée, car c'est à ce moment que se dégagent, probablement par évaporation, les gaz formés lors de la coulée et retenus jusqu'alors dans la partie supérieure de la masse de 5 grenaille 22, à l'extérieur de la carapace 21. Lorsque cette carapace est suffisamment dégagée de la masse de grenaille, elle est évacuée avec la pièce moulée, dont le décochage est alors effectué. cylinder 19, and the mold 3, which has thus just been filled with cast iron, is emptied (at least in part) of its mass of shot 22. This operation is carried out under a hood not shown, because it is at this the moment that the gases formed during the casting and retained until then in the upper part of the mass of shot 22, outside the shell 21, are released, probably by evaporation. When this shell is sufficiently released from the mass of shot, it is evacuated with the molded part, whose release is then carried out.

Pour la coulée suivante, il suffit d'introduire dans la grenaille restante, dans le même châssis 20 disposé de nouveau sur la table 14, io une nouvelle carapace 21 munie de son noyau 26, puis de compléter le remplissage en grenaille en utilisant la grenaille qui vient d'être retirée du précédent moule 3, et d'effectuer le tassement et les autres opérations successives qui viennent d'être décrites. En pratique, il n'est pas nécessaire, après chaque coulée, de retirer toute la gre- is naille, car celle-ci garde dans une certaine mesure sa configuration lorsqu'on en extrait la carapace 21. For the next casting, it suffices to introduce into the remaining shot, in the same chassis 20 placed again on the table 14, io a new shell 21 provided with its core 26, then to complete the filling with shot using shot which has just been removed from the previous mold 3, and carrying out the compaction and the other successive operations which have just been described. In practice, it is not necessary, after each pouring, to remove all of the scum, because the latter retains its configuration to a certain extent when the shell 21 is extracted therefrom.

A titre d'exemple numérique, pour couler un corps de vanne en fonte de 60 kg ayant un diamètre tubulaire de 200 mm, le châssis 20 mesurant 850 x 950 x 500 mm, on soumet la masse 22 à un champ 20 magnétique de 4000 G, ce champ étant fonction de la section de grenaille à rigidifier et donc de la distance entre les bras 17 de l'électro-aimant. La granulométrie de la grenaille et choisie assez fine pour laisser le minimum d'interstices, car les interstices conduisent à une augmentation du champ magnétique nécessaire, sans toutefois 25 alourdir le moule de façon excessive. La pièce moulée obtenue offre une peau, c'est-à-dire un état de surface extérieur, de très bel aspect et présente des dimensions très précises. By way of digital example, to cast a 60 kg cast iron valve body having a tubular diameter of 200 mm, the frame 20 measuring 850 x 950 x 500 mm, the mass 22 is subjected to a magnetic field 20 of 4000 G , this field being a function of the section of shot to be stiffened and therefore of the distance between the arms 17 of the electromagnet. The granulometry of the shot and chosen to be fine enough to leave the minimum of interstices, since the interstices lead to an increase in the magnetic field required, without however weighing down the mold excessively. The molded part obtained offers a skin, that is to say an external surface condition, of very beautiful appearance and has very precise dimensions.

Comme on utilise un procédé de coulée sous basse pression, on introduit dans l'empreinte de moulage 27 du métal liquide toujours 30 chaud, et ce métal liquide n'est jamais apparent extérieurement, ce qui garantit le confort et la sécurité du personnel qui peut se trouver au voisinage de l'installation; en outre, la montée et la descente du métal liquide dans le tube 8 s'effectuent par simple manœuvre du robinet 11 et raccordement à une source de pression convenable ou à une décharge, ce qui se prête aisément à l'automatisation. Ainsi, l'alimentation du moule en métal liquide ne présente aucun caractère pénible ni dangereux. Grâce aux vibreurs 15, la densité de la masse 22 est suffisante pour garantir qu'il ne subsiste pas, au contact de la carapace, de vides locaux provoquant un soutien extérieur localement défectueux de celle-ci et, par suite, un risque de déformation et de rupture sous la poussée du métal liquide malgré la rigidification de la masse 22 par le champ magnétique. As a low-pressure casting process is used, liquid metal which is always hot is introduced into the mold cavity 27, and this liquid metal is never apparent externally, which guarantees the comfort and safety of the personnel who can be in the vicinity of the facility; in addition, the raising and lowering of the liquid metal in the tube 8 is effected by simple operation of the valve 11 and connection to a suitable pressure source or to a discharge, which lends itself easily to automation. Thus, the supply of liquid metal to the mold does not present any painful or dangerous character. Thanks to the vibrators 15, the density of the mass 22 is sufficient to guarantee that there are no local voids in contact with the shell, causing locally defective external support thereof and, consequently, a risk of deformation. and rupture under the thrust of the liquid metal despite the stiffening of the mass 22 by the magnetic field.

La masse de grenaille 22 est interchangeable et réutilisable complètement, quelle que soit la forme de l'empreinte de moulage, et l'outillage complémentaire constitué par les vibreurs 15 et l'électro-aimant 16 ne comporte que des éléments aisément disponibles. Le procédé de l'invention est donc très économique. The mass of shot 22 is interchangeable and completely reusable, whatever the shape of the molding imprint, and the complementary tooling constituted by the vibrators 15 and the electromagnet 16 comprises only readily available elements. The process of the invention is therefore very economical.

Le procédé de moulage décrit se prête bien à l'obtention de pièces de formes compliquées. Les seules limitations en volume et en poids des pièces de fonderie susceptibles d'être ainsi coulées sont apportées par la puissance du champ magnétique réalisable au moyen de l'élecro-aimant 16. C'est ainsi qu'avec un champ magnétique de 4000 G, on peut aller jusqu'à des pièces coulées pesant 500 kg. The molding process described lends itself well to obtaining parts of complicated shapes. The only limitations in terms of volume and weight of the foundry parts capable of being cast in this way are brought about by the power of the magnetic field achievable by means of the electromagnet 16. Thus, with a magnetic field of 4000 G , we can go to castings weighing 500 kg.

En variante, le moule 3 pourrait être empli de grenaille et vibré à l'écart du poste de coulée, sur une autre table vibrante. Dans ce cas, la table 14, servant seulement à recevoir le moule au poste de coulée et à porter l'électro-aimant 16, ne serait plus munie des vibreurs 15. Alternatively, the mold 3 could be filled with shot and vibrated away from the casting station, on another vibrating table. In this case, the table 14, used only to receive the mold at the casting station and to carry the electromagnet 16, would no longer be provided with the vibrators 15.

Dans tous les cas, on s'efforce de donner à la carapace des formes extérieures facilitant la bonne répartition de la grenaille, même si la cavité de moulage ne possède pas des formes correspondantes. Il peut s'agir d'arrondis, comme dans l'exemple représenté, ou de toute autre forme déflectrice appropriée en fonction de la technique de remplissage du châssis. In all cases, an effort is made to give the shell external shapes which facilitate good distribution of the shot, even if the molding cavity does not have corresponding shapes. It can be rounded, as in the example shown, or any other appropriate deflector shape depending on the filling technique of the chassis.

R R

1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims

637,314

1. A method of low-pressure molding of metal parts in a mold comprising a thin-walled sand shell, characterized in that the shell is wedged within a mass of magnetizable particles in a chassis, which is cup and stiffen before pouring using a magnetic field.

2. Method according to claim 1, characterized in that as the magnetizable particles of iron shot.

2

3. Method according to claim 2, characterized in that the magnetizable mass is compacted by vibrating the mold support.

4. Low pressure casting installation for the implementation of a method according to one of claims 1 to 3, comprising a frame which surrounds a ladle connected to a source of compressed gas and provided with a tube '' brought about vertical out of this pocket, the frame comprising means for supporting successive molds and applying the pouring orifice against the upper end of the supply tube, characterized in that each mold (3) comprises a closed frame (20) provided, at its upper part, with a closable opening for filling with magnetizable particles (22) and, at its bottom, with a pouring orifice (23), the shell (21) having an orifice casting (29) and being adapted to rest on the bottom of the frame with its pouring orifice in communication with that of this frame, and in that the installation comprises an electromagnet (16) which can be placed around each mold during casting.

5. Installation according to claim 4, characterized in that the pouring orifice (29) of the shell (21) is formed in a tubular appendage (28) thereof fitting into the casting orifice (23 ) of the chassis (20).

6. Installation according to claim 5, characterized in that the lower part of the shell (21) has at least one support projection (31) spaced from said tubular appendage (28).

7. Installation according to claim 4, characterized in that the shell (21) is positioned in the frame (20) and has rounded outer surfaces.

8. Installation according to one of claims 4 to 7, characterized in that the electromagnet (16) is carried by the means (14) for supporting the molds (3).

9. Installation according to one of claims 4 to 8, characterized in that the means (14) for supporting the molds (3) consist of a table carried by springs (13), and in that it is provided a jack (19) for pushing down this table carrying a mold.

10. Installation according to claim 9, characterized in that the jack (19) acts on the cover (24) of the filling opening of the frame (20) of the molds (3).

11. Installation according to one of claims 9 or 10, characterized in that the table (14) is provided with vibrating devices (15).