EP0616040B1 - Procédé de traitement d'une fonte à graphite lamellaire destinée à la fabrication des arbres à cames - Google Patents
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Classifications
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/08—Manufacture of cast-iron
Definitions
- the invention relates to a method for treating a graphite cast iron. lamellar intended for the manufacture of camshafts according to which brings the said melting temperature to the melting temperature before extracting after settling the oxides of the cast iron.
- the invention relates more particularly to the method of treatment of a such as lamellar graphite cast iron for the purpose of preparing the camshafts to a surface reflow treatment.
- the publication FR-A-2 292 043 describes a process for adding 15 to 50% by weight of magnesium particles to the molten metal preceding the casting operation.
- the addition of such an amount of magnesium in a lamellar graphite cast iron makes it possible to deoxidize the cast iron but transforms the lamellar graphite into nodular or spheroidal graphite.
- Publication DE-A-2 244 220 relates to a method for treating a lamellar graphite cast iron for the manufacture of a body intended to undergo a surface reflow treatment into which an element is introduced deoxidizer in the iron bath so as to limit the appearance of surface defects, however this process does not guarantee that camshafts with a small percentage of discarded parts.
- the subject of the invention is the production of cast iron camshafts at lamellar graphite whose machining is easier than the machining carried out on nodular or spheroidal cast iron camshafts.
- the invention also relates to the production of cast iron camshafts with lamellar graphite likely to undergo reflow treatment superficial giving said camshafts a much higher hardness important, without causing the creation of faults especially in the structure of finished parts.
- the object of the invention is thus to deoxidize lamellar graphite cast iron before casting, without modifying the lamellar structure of graphite, in the purpose of removing the faults generated during the reflow treatment superficial.
- the object of the invention is therefore to add an element deoxidizer in very low sulfur cast iron.
- the process consists of a first step of melting graphite cast iron lamellar which is brought to a melting temperature of approximately 1500 ° C.
- the bath metal obtained after fusion undergoes desulfurization.
- This desulfurization can be carried out, by way of example, by adding a desulfurizing agent introduced inside a fusible conduit with bubbling an inert gas, the temperature being maintained around 1420 ° C., so as to obtain at the end of this treatment a lower sulfur content at 0.035% by weight.
- the process continues with decantation lasting around twenty minutes which extracts the oxides present in the melt in the form of precipitates, such as MgO, MgS, etc.
- This deoxidation does not reach dissolved gases, such as dioxide oxygen or nitrogen.
- the decantation carried out is followed by a rise in temperature which allows the addition of a deoxidizing element consisting of magnesium in the form of an alloy containing from 5 to 30% by weight of magnesium.
- the deoxidizing element is consisting of cerium.
- the deoxidizing element consists of barium.
- the element deoxidizer consists of calcium.
- the process for which the deoxidizing element will be described by way of example consists of magnesium.
- the addition of magnesium is carried out for example by using a fuse leads.
- the magnesium thus introduced forms complexes with the oxides remaining in the cast iron, which are inert during reflow treatment superficial.
- Camshafts whose area occupied by faults is less than 1% of the area of the camshaft are considered to be "acceptable” defects. without adding Mg addition of Mg + desulfurization addition of Mg (S ⁇ 0.035%) % of parts without defects 10 69 75 % of "acceptable" parts 40 28 25 % of discarded parts 50 3 0
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Description
L'invention concerne un procédé de traitement d'une fonte à graphite
lamellaire destinée à la fabrication des arbres à cames selon lequel on
porte à la température de fusion ladite fonte avant d'extraire après
décantation les oxydes de la fonte.
L'invention concerne plus particulièrement le procédé de traitement d'une
telle fonte à graphite lamellaire dans le but de préparer les arbres à cames
à un traitement de refusion superficielle.
La publication FR-A-2 292 043 décrit un procédé d'addition de 15 à 50%
en poids de particules de magnésium au métal fondu précédent l'opération
de coulée.
L'addition d'une telle quantité de magnésium dans une fonte à graphite lamellaire permet de désoxyder la fonte mais transforme le graphite lamellaire en graphite nodulaire ou sphéroïdal.
L'addition d'une telle quantité de magnésium dans une fonte à graphite lamellaire permet de désoxyder la fonte mais transforme le graphite lamellaire en graphite nodulaire ou sphéroïdal.
La publication DE-A-2 244 220 a trait à un procédé de traitement d'une
fonte à graphite lamellaire pour la fabrication d'un corps destiné à subir un
traitement de refusion superficielle dans lequel on introduit un élément
désoxydant dans le bain de fonte de manière à limiter l'apparition de
défauts de surface, toutefois ce procédé ne garantit pas la réalisation
d'arbres à cames avec un faible pourcentage de pièces rebutées.
L'invention a pour objet la réalisation des arbres à cames en fonte à
graphite lamellaire dont l'usinage est plus aisé que l'usinage effectué sur
des arbres à cames en fonte à graphite nodulaire ou sphéroïdal.
L'invention a également pour objet la réalisation d'arbres à cames en fonte
à graphite lamellaire susceptibles de subir un traitement de refusion
superficielle conférant auxdits arbres à cames une dureté beaucoup plus
importante, sans engendrer la création de défauts notamment dans la
structure des pièces finies.
Ces défauts sont dûs à la présence de gaz dissous, tels que l'oxygène et
l'azote, présents dans les pièces brutes d'arbres à came lors du traitement
de refusion superficielle.
L'invention a ainsi pour objet de désoxyder la fonte à graphite lamellaire
avant sa coulée, sans modifier la structure lamellaire du graphite, dans le
but de supprimer les défauts générés lors du traitement de refusion
superficielle.
Néanmoins lorsque la fonte possède une forte teneur en soufre, l'élément
désoxydant, introduit en faible quantité, réagit seulement avec le soufre.
L'invention a donc pour objet de réaliser une addition d'un élément
désoxydant dans une fonte à très faible teneur en soufre.
Le procédé de l'invention est défini à la revendication 1.
Ce procédé s'applique en particulier à la fonte de composition :
| C % | Si % | P % | Mn % | Cr % | Cu % | Sn % | V % | Mo % | Autres % |
| 2,6-3,5 | 1,6-2,8 | 0-0,15 | 0-1 | 0-0,6 | 0-1 | 0-0,2 | 0-0,2 | 0-0,6 | 0-0,3 |
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la
lecture de la description d'un exemple de réalisation du procédé.
Le procédé consiste en une première étape de fusion de la fonte à graphite
lamellaire qui est portée à une température de fusion d'environ 1500°C.
Selon une variante du procédé, lorsque la teneur en soufre de la fonte à
graphite lamellaire initiale est supérieure à 0.035% en poids, le bain
métallique obtenu après fusion subit une désulfuration.
Cette désulfuration peut être réalisée, à titre d'exemple, par addition d'un
agent désulfurant introduit à l'intérieur d'un conduit fusible avec barbotage
d'un gaz inerte, la température étant maintenue aux environs de 1420°C,
de sorte à obtenir à l'issue de ce traitement une teneur en soufre inférieure
à 0.035 % en poids.
Le procédé se poursuit par une décantation d'une durée d'une vingtaine de
minutes qui permet d'extraire les oxydes présents dans le bain de fonte
sous forme de précipités, tels que MgO, MgS, etc...
Cette désoxydation n'atteint pas les gaz dissous, tels que le dioxyde
d'oxygène ou d'azote.
La décantation effectuée est suivie d'une montée de température qui
permet l'addition d'un élément désoxydant constitué par du magnésium
sous forme d'un alliage contenant de 5 à 30% en poids de magnésium.
Selon une variante de réalisation du procédé, l'élément désoxydant est
constitué par du cérium.
Selon une autre variante de réalisation du procédé, l'élément désoxydant
est constitué par du baryum.
Selon une troisième variante de réalisation du procédé, l'élément
désoxydant est constitué par du calcium.
On décrira à titre d'exemple le procédé pour lequel l'élément désoxydant
est constitué par du magnésium.
L'addition de magnésium est effectuée par exemple par utilisation d'un
conduit fusible.
Le magnésium ainsi introduit forme des complexes avec les oxydes
restants dans la fonte, qui sont inertes lors d'un traitement de refusion
superficielle.
Ainsi lors de la refusion superficielle à l'arc, l'oxygène et l'azote ne sont
en surface que dans une très faible proportion qui ne provoque pas de
création de défauts.
Le nombre d'arbres à cames fabriqués sans défauts, avec une teneur en
défauts "acceptable" ou rebutés à l'issue du traitement de refusion
superficielle réalisé par une refusion à l'arc permet de mettre en évidence
les performances obtenues à l'aide de ce procédé.
Sont considérées comme teneur de défauts "acceptables" les arbres à came
dont la surface occupée par les défauts est inférieure à 1% de la surface de
l'arbre à came.
| sans ajout de Mg | ajout de Mg + désulfuration | ajout de Mg (S<0.035%) | |
| % de pièces sans défauts | 10 | 69 | 75 |
| % de pièces "acceptables" | 40 | 28 | 25 |
| % de pièces rebutées | 50 | 3 | 0 |
Il apparaít clairement que la quantité de défauts sur les arbres à cames
diminue visiblement lors de l'ajout de magnésium et que la fonte à
graphite lamellaire, qui possède initialement une faible teneur en soufre,
engendre moins de défauts que la fonte à graphite lamellaire ayant subi
une désulfuration pour aboutir à cette faible teneur en soufre.
Claims (8)
- Procédé de fabrication d'arbres à cames en fonte à graphite lamellaire durcie par refusion superficielle selon lequel on porte la fonte à la température de fusion, on effectue une décantation du bain de fonte et l'on introduit avant la coulée un élément désoxydant dans ledit bain dans le but d'obtenir une fonte à graphite lamellaire à basse teneur d'oxygène et d'azote, caractérisé par le fait qu'on utilise une fonte dont la teneur en soufre est inférieure à 0.035% en poids, ledit désoxydant étant introduit dans une proportion de 0.001% à 0.02% en poids.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonte à traiter possède la composition :
C % Si % P % Mn % Cr % Cu % Sn % V % Mo % Autres % 2,6-3,5 1,6-2,8 0-0,15 0-1 0-0,6 0-1 0-0,2 0-0,2 0-0,6 0-0,3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément désoxydant est additionné sous forme d'un alliage dont la teneur en cedit élément est comprise entre 5 et 30% en poids.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'addition d'un élément désoxydant dans le bain de fonte est précédée d'une opération de désulfuration du bain de fonte lorsque la fonte à graphite lamellaire initiale a une teneur en soufre supérieure à 0.035% en poids.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément désoxydant est constitué par du magnésium.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément désoxydant est constitué par du calcium.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément désoxydant est constitué par du baryum.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément désoxydant est constitué par du cérium.
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