EP1422004A1 - Masselotte utilisee pour la fonderie - Google Patents
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Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
- B22C9/088—Feeder heads
Definitions
- the present invention relates to an improvement in the design and the realization of the weights used in foundry.
- weights are small additional tanks fixed to the mold, in a desired number and whose purpose is to supply one or more hot spots in the part being solidified which could be "Compacted" under the effect of the contraction of the metal.
- the object of the invention is to provide a flyweight of good performance economical and simple to carry out compared to the known flyweights this day.
- the present invention relates to a flyweight used for the foundry, characterized in that it is composed of a peripheral wall comprising different thicknesses delimiting an internal cavity and at least one external cavity, said internal cavity being filled with an insulating material intended to trap the heat and to restore it during the cooling of the housed metal in the external cavity, with a cover closing the internal cavity and at least one orifice arranged on the cover which is capable of being obstructed by an air pin or an ejector to ensure the evacuation of the gas prevailing in the external cavity when the metal solidifies.
- the cavity external has a substantially frustoconical shape whose apex is truncated.
- the counterweight is produced by mechanical welding of a cylindrical tube constituting the external sides of the counterweight with the envelope forming the internal cavity and closing this cavity by a cover welded to said cylindrical tube, said cavity being previously filled with an insulating material.
- said flyweight has two external cavities.
- the cover is provided with two air exhaust ports.
- the insulating material is chosen from among the materials having exothermic properties with a thermal conductivity of around 0.4 W / m ° C.
- the wall device of the counterweight is made of refractory stainless steel.
- This flyweight 1 is advantageously composed of a wall peripheral 2 having different thicknesses delimiting an internal cavity 3 and an external cavity 4, said internal cavity 3 being filled with a material insulator 5 designed to trap heat and restore it during cooling of the metal housed in the external cavity 4, of a cover 6 making closing the internal cavity 3 and an orifice 7 arranged in the center of the counterweight which is obstructed by an air pin 8 in order to ensure the evacuation of the gas prevailing inside the external cavity 4 during the solidification of the metal.
- the external cavity 4 intended to receive the metal has a substantially frustoconical shape whose top is truncated, such a shape makes it possible to divide by half the setting with the mile compared to a counterweight classic cylindrical.
- flanks 4a of the external cavity are inclined at an angle between 80 and 95 degrees by relation to the base plane P of the truncated cone.
- this external cavity 4 also designated “Hood” advantageously have a thickness of approximately 2 mm in order to ensure good heat exchange and thus keep the module cooling required.
- the outer sides 2a of the counterweight according to the invention have a thickness of approximately 3 mm. This increase in thickness by compared to the wall of the "hood” allows to channel the direction of the exchange thermal between the insulating material 5 of the counterweight and the metal housed in the external cavity 4.
- the elements used in the composition of the wall of the weights which are determined according to the desired thermal gradient and of the thermal saturation and cooling curve of the elements can advantageously be made of sintered elements (copper, bronze having different densities) or an insulating product replacing asbestos (Kerlane®) or refractory stainless steel.
- the insulating material integrated in the counterweight has advantageously exothermic properties including thermal conductivity is very low, for example at 600 degrees Celsius the thermal conductivity is around 0.4 W / m ° C.
- the cover 6 of the counterweight is fixedly connected, in particular by a weld bead, to the peripheral wall in order to obstruct said internal cavity.
- the air pin 8 is movable inside the counterweight.
- the weights according to the invention are introduced into the mold of the part to be produced.
- the tanks thus created by the metal housed in the external cavity of the flyweight allow to ensure slow cooling compared to the rest of the part to be produced by the exothermic reaction due to the presence of the insulating material transferring its heat to the metal, to the particular shape of this cavity and to the material used for the realization of the wall of the counterweight. This ensures a good displacement of the shrinkage at the tank.
- the gas evacuation pin allows elimination progressive of the gases outside the mold, by displacement of the pin under the pressure of the gas prevailing in said external cavity while avoiding the formation of a solidified crust which would be in contact with the atmosphere resulting in a loss of material in the tank.
- FIG. 2 shows an alternative embodiment of a counterweight according to the invention intended to equip the mass production of parts by molds with ejectors.
- This flyweight is then provided with a cover 6 extended vertically by a cylindrical tube intended to receive a ejector.
- This ejector thus ensuring the function of the air pin during metal feed. Furthermore, said ejector is able to pass through said counterweight during the ejection phase of the mold part.
- said feeder has a double tank for feeding very bosses close to each other; each of these tanks being arranged so identical to that described above and being provided with an air exhaust as visible in figure 3.
- said flyweight can comprise, according to a alternative embodiment shown in Figure 4, a double exhaust air especially for making large bosses.
- the flyweight according to the invention is relatively simple to carry out and allows savings sensitive metal used. Furthermore, such a flyweight does not need to be completely covered with molding sand resulting in a reduction on working time and on the weight of molding sand. Furthermore, said weights according to the invention can be used in tilted casting and be used both at the top and at the bottom of the mold.
- this flyweight is suitable for all alloys without exception.
Landscapes
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Abstract
La présente invention concerne une masselotte, utilisée pour la fonderie, comportant une paroi périphérique délimitant une cavité interne (3) et au moins une cavité externe (4), ladite cavité interne (3) étant remplie d'une matière isolante (5) destinée à emprisonner la chaleur et à la restituer lors du refroidissement du métal logé dans la cavité externe (4), d'un couvercle (6) réalisant la fermeture de la cavité interne (3) et d'au moins un orifice (7) agencé sur le couvercle (6) qui est apte à être obstrué par une goupille d'air (8) ou un éjecteur afin d'assurer l'évacuation du gaz régnant dans la cavité externe (4) lors de la solidification du métal. Selon l'invention, ladite paroi périphérique comporte différentes épaisseurs (4a, 2a) pour permettre de canaliser le sens de l'échange thermique entre la matière isolante (5) et le métal logé dans la cavité externe (4). <IMAGE>
Description
La présente invention concerne un perfectionnement dans la conception et
la réalisation des masselottes utilisées en fonderie.
On rappelle que les masselottes sont des petits réservoirs supplémentaires
fixés au moule, en nombre voulu et dont le but est d'alimenter un ou plusieurs
points chauds de la pièce en cours de solidification qui risqueraient d'être
« retassés » sous l'effet de la contraction du métal.
L'effet de la masselotte ne consiste pas à supprimer une retassure, mais à
la déplacer hors de la pièce. Cependant les dimensions de la masselotte sont
difficiles à déterminer compte tenu du fait que la masselotte est un volume de
métal perdu en masselottage qui influe directement sur le prix de revient des
pièces fabriquées. Ainsi tout fondeur s'efforce de réduire cette perte, appelée
« mise au mille », dans les limites du possible.
Le but de l'invention est de proposer une masselotte d'un bon rendement
économique et qui soit simple à réaliser par rapport aux masselottes connues à
ce jour.
A cet effet, la présente invention a pour objet une masselotte utilisée pour
la fonderie, caractérisée en ce qu'elle est composée d'une paroi périphérique
comportant différentes épaisseurs délimitant une cavité interne et au moins une
cavité externe, ladite cavité interne étant remplie d'une matière isolante destinée
à emprisonner la chaleur et à la restituer lors du refroidissement du métal logé
dans la cavité externe, d'un couvercle réalisant la fermeture de la cavité interne
et d'au moins un orifice agencé sur le couvercle qui est apte à être obstrué par
une goupille d'air ou un éjecteur afin d'assurer l'évacuation du gaz régnant dans
la cavité externe lors de la solidification du métal.
Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, la cavité
externe présente une forme sensiblement tronconique dont le sommet est
tronqué.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la
masselotte est réalisée par mécano-soudure d'un tube cylindrique constituant les
flancs extérieurs de la masselotte avec l'enveloppe formant la cavité interne et
l'obturation de cette cavité par un couvercle soudé audit tube cylindrique, ladite
cavité étant préalablement remplie d'une matière isolante.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite masselotte
comporte deux cavités externes.
Selon une autre variante de réalisation, le couvercle est muni de deux
orifices d'évacuation de l'air.
Toujours selon l'invention, la matière isolante est choisie parmi les matières
présentant des propriétés exothermiques dont la conductivité thermique est de
l'ordre de 0,4 W/m°C.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la paroi
périphérique de la masselotte est réalisée en acier inoxydable réfractaire.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que
d'autres, apparaítront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un
exemple de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe d'une masselotte selon la présente invention,
- la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 illustrant une masselotte en conception série apte à être disposée à l'intérieur d'un moule équipé d'éjecteurs, et
- les figures 3 et 4 sont des vues similaires à la figure 2, illustrant respectivement une masselotte double pour l'alimentation de bossages très proches et une masselotte pourvue de deux orifices d'évacuation de l'air.
On peut voir sur la figure 1, la conception nouvelle suivant l'invention d'une
masselotte de forme ronde.
Cette masselotte 1 est composée de manière avantageuse d'une paroi
périphérique 2 comportant différentes épaisseurs délimitant une cavité interne 3
et une cavité externe 4, ladite cavité interne 3 étant remplie d'une matière
isolante 5 destinée à emprisonner la chaleur et à la restituer lors du
refroidissement du métal logé dans la cavité externe 4, d'un couvercle 6 réalisant
la fermeture de la cavité interne 3 et d'un orifice 7 agencé au centre de la
masselotte qui est obstrué par une goupille d'air 8 afin d'assurer l'évacuation du
gaz régnant à l'intérieur de la cavité externe 4 lors de la solidification du métal.
On notera que la cavité externe 4, destinée à recevoir le métal, présente
une forme sensiblement tronconique dont le sommet est tronqué, une telle forme
permet de diviser par deux la mise au mille par rapport à une masselotte
classique cylindrique.
Pour ce faire, on notera selon une coupe longitudinale que les flancs 4a de
la cavité externe sont inclinés d'un angle compris entre 80 et 95 degrés par
rapport au plan de base P du tronc de cône.
Par ailleurs, les flancs 4a de cette cavité externe 4 désignée également
« capote » présentent avantageusement une épaisseur d'environ 2 mm afin
d'assurer un bon échange thermique et conserver ainsi le module de
refroidissement nécessaire.
De même, les flancs extérieurs 2a de la masselotte selon l'invention
présentent une épaisseur d'environ 3 mm. Cette augmentation d'épaisseur par
rapport à la paroi de la «capote » permet de canaliser le sens de l'échange
thermique entre la matière isolante 5 de la masselotte et le métal logé dans la
cavité externe 4.
On notera que les éléments entrant dans la composition de la paroi de la
masselotte qui sont déterminés en fonction du gradient thermique recherché et
de la courbe de saturation thermique et de refroidissement des éléments peuvent
avantageusement être en éléments frittés (cuivre, bronze ayant différentes
densités) ou un produit isolant remplaçant l'amiante (Kerlane®) ou encore en
acier inoxydable réfractaire.
On constatera que la matière isolante intégrée dans la masselotte présente
avantageusement des propriétés exothermiques dont la conductivité thermique
est très faible, par exemple à 600 degrés Celsius la conductivité thermique est de
l'ordre de 0,4 W/m°C.
Le couvercle 6 de la masselotte est relié fixement, notamment par un
cordon de soudure, à la paroi périphérique afin d'obstruer ladite cavité interne.
On notera que la goupille d'air 8 est mobile à l'intérieur de la masselotte.
L'utilisation des masselottes selon l'invention, ressort déjà de la description
ci-dessus.
De manière identique aux masselottes classiques, les masselottes selon
l'invention sont introduites dans le moule de la pièce à réaliser. Les réservoirs
ainsi créés par le métal logé dans la cavité externe de la masselotte permettent
d'assurer un refroidissement ralenti par rapport au reste de la pièce à réaliser de
par la réaction exothermique due à la présence de la matière isolante transférant
sa chaleur au métal, à la forme particulière de cette cavité et à la matière utilisée
pour la réalisation de la paroi de la masselotte. On assure ainsi un bon
déplacement de la retassure au niveau du réservoir.
Par ailleurs, la goupille d'évacuation des gaz permet l'élimination
progressive des gaz à l'extérieur du moule, par déplacement de la goupille sous
la pression du gaz régnant dans ladite cavité externe tout en évitant la formation
d'une croûte solidifiée qui serait en contact avec l'atmosphère entraínant une
perte de matière dans le réservoir.
On a représenté à la figure 2, une variante de réalisation d'une masselotte
selon l'invention destinée à équiper la fabrication de pièces en grande série par
des moules pourvus d'éjecteurs. Cette masselotte est alors pourvue d'un
couvercle 6 prolongé verticalement par un tube cylindrique destiné à recevoir un
éjecteur. Cet éjecteur assurant ainsi la fonction de la goupille d'air lors de
l'alimentation en métal. En outre ledit éjecteur est apte à traverser ladite
masselotte lors de la phase d'éjection de la pièce du moule.
On notera qu'afin de simplifier la fabrication d'une telle masselotte celle-ci
est réalisée par mécano-soudure consistant ainsi à assembler respectivement un
tube cylindrique constituant les flancs extérieurs de la masselotte avec
l'enveloppe formant la cavité interne 3. L'assemblage de ces deux pièces permet
avantageusement l'introduction d'une matière isolante 5 dans la cavité interne 3
avant l'obturation de cette cavité par le couvercle 6 soudé au tube cylindrique.
Selon une variante de réalisation représentée à la figure 3, ladite
masselotte comporte un double réservoir pour l'alimentation de bossages très
proches les uns des autres ; chacun de ces réservoirs étant agencé de manière
identique à celle décrite ci-dessus et étant pourvu d'une évacuation d'air comme
visible sur la figure 3.
On notera également que ladite masselotte peut comporter, selon une
variante de réalisation représentée à la figure 4, une double évacuation de l'air
notamment pour la réalisation de bossage de grande dimension.
On comprend à la lecture de la description ci-dessus que la masselotte
selon l'invention est relativement simple à réaliser et permet une économie
sensible de métal utilisé. En outre, une telle masselotte n'a pas besoin d'être
entièrement recouverte de sable de moulage entraínant de ce fait une réduction
sur le temps de travail et sur le poids de sable de moulage. De plus, lesdites
masselottes selon l'invention peuvent être utilisées en coulée basculée et être
employées aussi bien dans le haut que dans le bas du moule.
Ainsi, il est envisageable par une telle conception de masselotte de
masselotter un bossage par-dessous, ce qui simplifie la mise en oeuvre des
pièces très complexes.
De plus cette masselotte convient pour tous les alliages sans exception.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation
particulier elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits.
Claims (8)
- Masselotte utilisée pour la fonderie comportant une paroi périphérique délimitant une cavité interne (3) et au moins une cavité externe (4), ladite cavité interne (3) étant remplie d'une matière isolante (5) destinée à emprisonner la chaleur et à la restituer lors du refroidissement du métal logé dans la cavité externe (4), d'un couvercle (6) réalisant la fermeture de la cavité interne (3) et d'au moins un orifice (7) agencé sur le couvercle (6) qui est apte à être obstrué par une goupille d'air (8) ou un éjecteur afin d'assurer l'évacuation du gaz régnant dans la cavité externe (4) lors de la solidification du métal caractérisé en ce que ladite paroi périphérique comporte différentes épaisseurs (4a, 2a) pour permettre de canaliser le sens de l'échange thermique entre la matière isolante (5) et le métal logé dans la cavité externe (4).
- Masselotte selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites différences d'épaisseur du flanc (4a) de la cavité externe (4) par rapport au flanc extérieur (2a) de la masselotte est de rapport deux tiers.
- Masselotte selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la cavité externe (4) présente une forme sensiblement tronconique dont le sommet est tronqué.
- Masselotte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est réalisée par mécano-soudure d'un tube cylindrique constituant le flanc extérieur (2a) de la masselotte avec l'enveloppe formant la cavité interne (3) et l'obturation de cette cavité (3) par un couvercle (6) soudé audit tube cylindrique, ladite cavité (3) étant préalablement remplie d'une matière isolante (5).
- Masselotte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte deux cavités externes (4).
- Masselotte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le couvercle (6) est muni de deux orifices d'évacuation de l'air.
- Masselotte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la matière isolante (5) est choisie parmi les matières présentant des propriétés exothermiques dont la conductivité thermique est de l'ordre de 0,4 W/m°C.
- Masselotte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi périphérique de la masselotte est réalisée en acier inoxydable réfractaire.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0214614A FR2847496B1 (fr) | 2002-11-22 | 2002-11-22 | Masselotte utilisee pour la fonderie |
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Publications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (2)
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| FR (1) | FR2847496B1 (fr) |
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