CH661221A5

CH661221A5 - METHOD OF MOLDING IN A METAL MOLD.

Info

Publication number: CH661221A5
Application number: CH368/85A
Authority: CH
Inventors: Cortina Felix Mazon
Original assignee: Acervo Sa
Priority date: 1984-06-22
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1987-07-15
Also published as: IT1202059B; FR2566301A1; GB2160456B; ZA849509B; PT79644A; BE901262A; GB8432826D0; FR2566301B1; IT8546802A0; GB2160456A; DE3506599A1; JPS619943A

Description

La présente invention concerne un procédé de moulage dans un moule métallique dans lequel est versé un métal fondu, une ou plusieurs zones du moule étant maintenues chaudes. The present invention relates to a molding process in a metal mold into which a molten metal is poured, one or more zones of the mold being kept hot.

Depuis de nombreuses années, l'on a essayé de fondre dans des moules métalliques divers types d'alliages non ferriques en vue d'éliminer les multiples problèmes surgissant dans le moulage avec des sables agglomérés par divers procédés. For many years, attempts have been made to melt various types of non-ferric alloys into metal molds in order to eliminate the multiple problems arising in molding with agglomerated sands by various processes.

Alors que des progrès remarquables ont été enregistrés dans le domaine des métaux et des alliages à bas point de fusion, en ce qui concerne les composants ferreux tels que le fer gris et allié, le fer nodulaire et en particulier l'acier, les progrès ont été moins importants. Les principales difficultés sont dues aux multiples problèmes qui se posent à l'heure de diriger la solidification d'un composé à point de fusion élevé coulé dans une coquille, et surtout, de résoudre en quelques secondes l'apport métallique nécessaire pour compenser la contraction volumétrique enregistrée au passage de l'état liquide à l'état solide de l'alliage en question, au contact avec un moyen de diffusi-bilité thermique plusieurs fois supérieur au sable,..parfois augmenté par un refroidissement additionnel. While remarkable progress has been made in the field of low-melting metals and alloys, with regard to ferrous components such as gray and alloyed iron, nodular iron and in particular steel, progress has been made. were less important. The main difficulties are due to the multiple problems which arise at the time of directing the solidification of a compound with high melting point poured into a shell, and above all, of solving in a few seconds the metallic contribution necessary to compensate for the contraction. volumetric recorded at the transition from the liquid state to the solid state of the alloy in question, in contact with a means of thermal diffusi-bility several times greater than sand, .. sometimes increased by additional cooling.

Il est plus que connu que, lors du passage de l'état liquide à l'état solide d'un métal fondu, en particulier dans le cas du fer allié, et surtout de l'acier, il se produit une diminution de volume. Pour compenser cette diminution de volume, un apport de coulée supplémentaire est nécessaire, précisément dans la zone où s'est produite la dernière solidification. C'est là la mission que remplissent généralement dans les moules des masses additionnelles de coulée appelées masselottes. It is more than known that, during the transition from the liquid state to the solid state of a molten metal, in particular in the case of alloyed iron, and especially of steel, there is a reduction in volume. To compensate for this reduction in volume, an additional addition of casting is necessary, precisely in the zone where the last solidification occurred. This is the mission generally fulfilled in molds by additional casting masses called flyweights.

Lorsqu'il s'agit de couler dans des moules métalliques, les difficultés augmentent, dans la mesure où la diffusibilitê thermique du moule est très supérieure à celle du sable et où la concentration de la pièce se produit très rapidement et se trouve parfois accélérée par le refroidissement forcé du moule avec de l'air ou de l'eau. When it comes to casting in metal molds, the difficulties increase, insofar as the thermal diffusibility of the mold is much higher than that of sand and where the concentration of the part occurs very quickly and is sometimes accelerated by forced cooling of the mold with air or water.

Dans des procédés de moulage conventionnels, l'on utilise des douilles isolantes et exothermiques destinées à maintenir liquide le plus longtemps possible le métal contenu dans les masselottes. In conventional molding processes, insulating and exothermic sleeves are used which are intended to keep the metal contained in the counterweights as long as possible.

L'emploi de ces douilles, dans le cas de la fusion en moule métallique, implique de sérieux inconvénients, surtout dans le cas de fabrications en série, dans la mesure où il s'agirait de mettre ces éléments dans des logements appropriés en les y fixant d'une façon ou d'une autre, ce qui ne serait pas toujours possible, et surtout de retirer les résidus'âvant la coulée suivante. D'autre part, la proportion en volume des masselottes par rapport au format de la pièce serait considérable compte tenu de la vitesse de refroidissement du métal du moule proprement dit. The use of these sockets, in the case of melting in a metal mold, involves serious drawbacks, especially in the case of mass production, insofar as it would be a question of putting these elements in appropriate housings by putting them there. fixing in one way or another, which would not always be possible, and above all removing the residue before the next pour. On the other hand, the proportion by volume of the weights relative to the format of the part would be considerable taking into account the rate of cooling of the metal of the mold itself.

Au cas où l'on désirerait couler plusieurs pièces dans un même 5 moule, ce procédé conventionnel ne serait pas viable dans la mesure où les gaz provenant de la réaction métal enveloppe provoqueraient de grands problèmes. If it is desired to cast several parts in the same mold, this conventional method would not be viable since the gases from the metal shell reaction would cause great problems.

Pour tout ce qui précède, la présente invention a pour but de mettre au point un nouveau procédé permettant de se passer de tout io élément additionnel à l'intérieur du moule métallique et de pouvoir apporter la quantité de coulée nécessaire pour obtenir une totale compactibilité de la pièce coulée en partant du volume minimum possible de masselotte. For all of the above, the object of the present invention is to develop a new process which makes it possible to dispense with any additional element inside the metal mold and to be able to provide the quantity of casting necessary to obtain total compactibility. the casting starting from the minimum possible volume of the counterweight.

Ce but est atteint, selon l'invention, en réglant dans le temps la 15 température du métal coulé dans le moule, pour en retarder la solidification dans des zones prédéterminées, par un apport d'énergie calorifique fournie par courant électrique au travers d'électrodes ou par des courants électriques induits de basse fréquence ou haute fréquence. This object is achieved, according to the invention, by adjusting over time the temperature of the metal poured into the mold, in order to delay solidification in predetermined zones, by a supply of heat energy supplied by electric current through electrodes or by low frequency or high frequency induced electric currents.

20 Dans la mesure où il ne se produit ni combustion ni réaction chimique d'aucune sorte, le nouveau procédé peut garantir l'absence de gaz nocifs susceptibles d'être occlus dans la pièce fondue, tout en assurant l'inexistence de pollution de l'environnement. 20 Insofar as no combustion or chemical reaction of any kind takes place, the new process can guarantee the absence of harmful gases capable of being occluded in the molten part, while ensuring the absence of pollution of the 'environment.

Il permet en outre la coulée de plusieurs pièces dans un même 25 moule, alimentées successivement l'une à travers l'autre, dans la mesure où, pour la solidification, chacune d'entre elles peut disposer d'un mécanisme autonome de refroidissement. It also allows the casting of several pieces in the same mold, fed successively one through the other, insofar as, for solidification, each of them can have an autonomous cooling mechanism.

Un autre avantage qui peut être atteint en appliquant ce nouveau procédé est la réduction maximum de la section de communication 30 entre pièce et masselotte, ce qui implique une économie de matériel et une économie considérable en ce qui concerne les travaux de séparation masselotte/pièce et finition ultérieure de la pièce coulée. Another advantage which can be achieved by applying this new method is the maximum reduction of the communication section 30 between part and counterweight, which implies a saving of material and a considerable saving as regards the counterweight / part separation works and subsequent finishing of the casting.

Le procédé peut être utilisé pour le moulage et coulage de pièces fondues de fer gris, fer allié, fer nodulaire, fer de graphite compact, 35 acier ou alliage non ferrique. Dans chaque cas, l'apport d'énergie calorifique, dans les zones prédéterminées, peut être effectué de manière à assurer un apport de coulée supplémentaire pendant la solidification des pièces fondues, de sorte que celles-ci deviennent totalement compactes. The process can be used for the molding and casting of molten parts of gray iron, alloy iron, nodular iron, compact graphite iron, steel or non-ferric alloy. In each case, the supply of heat energy, in the predetermined zones, can be carried out so as to provide an additional supply of casting during the solidification of the molten pieces, so that they become completely compact.

40 Des modes de réalisation du procédé selon l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemple, en se référant aux dessins dans lesquels: 40 Embodiments of the method according to the invention will be described below, by way of example, with reference to the drawings in which:

les figures 1,2, 3 et 4 représentent chacune une vue schématique d'une moitié d'un moule métallique, et 45 les figures 1 A, 2A, 3 A et 4A représentent des sections horizontales à travers les moules des figures 1, 2, 3 et 4. Figures 1,2, 3 and 4 each show a schematic view of one half of a metal mold, and 45 Figures 1 A, 2A, 3 A and 4A show horizontal sections through the molds of Figures 1, 2 , 3 and 4.

Selon les dessins, on part dans chaque cas d'un moule métallique ou coquille présentant le nombre d'empreintes jugé opportun pour obtenir une ou diverses pièces fondues 4 à chaque coulée. 50 Ce moule comprend deux parties symétriques ou asymétriques 8 avec leur système correspondant de canaux de distribution, entrées, augets, évents pour l'évacuation des gaz et, s'il y a lieu, les masselottes correspondantes. According to the drawings, one starts in each case from a metal mold or shell having the number of imprints deemed opportune to obtain one or various molten pieces 4 at each casting. 50 This mold comprises two symmetrical or asymmetrical parts 8 with their corresponding system of distribution channels, inlets, buckets, vents for the evacuation of gases and, if necessary, the corresponding weights.

Le remplissage du moule peut être effectué par le procédé que 55 l'on juge le plus approprié en partant d'une coulée par gravité, soit: en cascade, par des canaux 6 selon les figures 1 et 3, en siphon, par des canaux 5 selon les figures 2 et 4, etc., en combinant cette modalité avec un chauffage dans les zones critiques 2 entre les pièces fondues 4 et les masselottes 3. Ce chauffage est réalisé par un courant 60 électrique au travers d'électrodes 1 (figures 1 et 2), ou par des courants induits à l'aide de bobines 7 (figures 3 et 4). The filling of the mold can be carried out by the process which 55 is deemed most appropriate, starting from gravity casting, either: in cascade, by channels 6 according to FIGS. 1 and 3, in siphon, by channels 5 according to FIGS. 2 and 4, etc., by combining this modality with heating in the critical zones 2 between the molten parts 4 and the counterweights 3. This heating is carried out by an electric current 60 through electrodes 1 (figures 1 and 2), or by induced currents using coils 7 (Figures 3 and 4).

Selon le procédé préconisé, l'on met donc dans chaque partie 8 de la coquille les éléments suivants : According to the recommended method, the following elements are therefore placed in each part 8 of the shell:

— Une ou plusieurs électrodes 1 de graphite ou d'un autre maté-65 riau, face à leurs homologues de la coquille opposée, isolées du moule par une gaine en céramique ne dépassant pas. Ces électrodes 1 sont introduites par l'arrière de la coquille de sorte que l'extrémité extérieure puisse être raccordée à la source génératrice d'énergie. - One or more electrodes 1 of graphite or another maté-65 riau, opposite their counterparts of the opposite shell, isolated from the mold by a ceramic sheath not exceeding. These electrodes 1 are introduced from the rear of the shell so that the outer end can be connected to the energy generating source.

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661 221 661,221

— Une ou plusieurs demi-bobines 7 dont deux extrémités affleurent à la surface de chaque demi-coquille, de sorte qu'enjoignant les deux parties 8 il puisse se former des anneaux. - One or more half-coils 7, two ends of which are flush with the surface of each half-shell, so that by joining the two parts 8, rings can form.

Les bobines 7 peuvent se trouver ou non selon chaque cas en contact direct avec la coulée. Ces demi-bobines seront également in- 5 troduites par l'arrière des coquilles et raccordées à une source génératrice de courant électrique induit par des champs de fréquence normale ou haute fréquence. The coils 7 may or may not be in each case in direct contact with the casting. These half-coils will also be introduced through the rear of the shells and connected to a source generating electric current induced by normal or high frequency fields.

Au moment de terminer et en fonction du matériel coulé, du type de pièce, du volume de celle-ci, des dimensions de la masselotte, de m la réfrigération employée, du système de coulée, etc., l'on raccordera le dispositif correspondant fournissant dans le temps minimum requis l'énergie nécessaire pour produire dans chaque cas le chauffage approprié en vue de retarder la solidification dans la zone 2 destinée à apporter cette coulée au creux produit dans la pièce 4, avant que celle-ci passe dans sa totalité à l'état solide. When finished and depending on the material cast, the type of part, the volume thereof, the dimensions of the counterweight, the refrigeration used, the casting system, etc., the corresponding device will be connected providing in the minimum time required the energy necessary to produce in each case the appropriate heating in order to delay solidification in zone 2 intended to bring this flow to the hollow produced in part 4, before it passes in its entirety in the solid state.

Une fois produit l'effet désiré, on débranchera le dispositif en réduisant ainsi au minimum la consommation énergétique; on ouvrira la coquille et l'on procédera à l'extraction des pièces. Once the desired effect has been achieved, the device will be disconnected, thereby reducing energy consumption to a minimum; we will open the shell and we will extract the parts.

R R

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims

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1. Method of molding in a metal mold into which a molten metal is poured, one or more zones of the mold being kept hot, characterized in that the temperature of the metal poured into the mold is adjusted over time, to delay solidification in predetermined areas, by a supply of heat energy supplied by electric current through electrodes.

2. Molding process in a metal mold into which a molten metal is poured, one or more zones of the mold being kept hot, characterized in that the temperature of the metal poured into the mold is adjusted over time, to delay its solidification in predetermined areas, by a supply of heat energy supplied by induced electric currents of low frequency or high frequency.

2

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the cast metal is gray iron, alloyed iron, nodular iron, compact graphite iron, a steel or a non-ferric alloy and in that the energy input calorific, in the predetermined areas, is carried out so as to provide an additional supply of casting during the solidification of the molten parts, so that they are completely compact.