FR2580965A1 - Procede de fabrication de moulages en fonte, machine a coquilles pour sa mise en oeuvre et moulages obtenus par ledit procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA FONDERIE. LE PROCEDE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPRENANT LA COULEE DU METAL DANS UNE COQUILLE, LE MAINTIEN EN SEJOUR DU METAL COULE JUSQU'A FORMATION DE LA PEAU DU MOULAGE, L'EXTRACTION DU MOULAGE DE LA COQUILLE ET LE REFROIDISSEMENT DU MOULAGE DANS UNE CHAMBRE 8 A SURFACES 13 CONSTITUANT DES ECRANS VIS-A-VIS DE LA CHALEUR RAYONNEE PAR LE MOULAGE, ET EST CARACTERISE EN CE QUE LA TEMPERATURE DES SURFACES-ECRANS 13 DE LA CHAMBRE DE REFROIDISSEMENT 8 EST MAINTENUE INFERIEURE DE 500 A 600C A CELLE DE LA SURFACE DU MOULAGE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA FABRICATION DE MOULAGES DE FONTE NON TREMPEE POUR LA FABRICATION DE PIECES IMPORTANTES, NOTAMMENT DU TYPE CHEMISE DE CYLINDRE, DEVANT REPONDRE A DES PRESCRIPTIONS PARTICULIERES: STRUCTURE DENSE A GRAINS FINS, BONNE USINABILITE, TENUE ACCRUE A L'USURE.

Description

La présente invention concerne le matériel utilisé en fonderie et à notamment pour objet un procédé de fabrication de moulages en fonte, les machines à coquilles pour sa mise en oeuvre et les moulages obtenus parledit procédé.

L'invention peut être appliquée avec une grande efficacite notamment à la production de moulages de fonte non trempée pour la fabrication de pièces importantes, notamment du type chemise de cylindre, devant répondre à des prescriptions particulières: structure dense à grains fins, bonne usinabilité, tenue accrue à l'usure.

On connaît un procédé de fabrication de moulages en fonte (cf., par exemple, certificat d'auteur URSS nO 495 147, Cl. Int. B22O 15/00j, comprenant la coulée du métal fondu dans une coquille, son maintien en séjour jusqu'à formation, sur le moulage, d'une peau solide assurant la conservation de la forme du moulage, l'ouverture des parties de la coquille afin de c-réer un écartement réglable entre le moulage et la coquille, et le refroidissement du moulage jusqu'à sa solidification. Ledit écartement joue le role d'une résistance thermique réglant la vitesse de refroidissement du moulage de façon à obtenir un moulage sans trempe. La création. d'un écartement a un effet favorable sur la tenue de la coquille, car elle réduit la durée de son contact direct avec le moulage chaud.

Toutefois, le refroidissement du moulage dans un écartement rempli d'air, formé par les parties de la coquille, jusqu'à la solidification complète, allonge la durée du cycle de production et, par conséquent, abaisse le rendement de tout le processus; de plus, il est la cause de l'obtention de propriétés irrégulières le long du périmètre du moulage.

Le certificat d'auteur URSS NO 1 107 957, 1984 (Cl; Int.

B22D 15/04) décrit un procédé de fabrication de moulages en fonte, comprenant la coulée du métal dans une coquille, le maintien en séjour du métal coulé jusqu'à formation d'une peau sur le moulage, l'extraction du moulage dee la coquille et le refroidissement du moulage ::dans une chambre ouvrante avec des surfaces constittuant des écrans pour la chaleur rayonnée par le moulage Dans la chambre de refroidissement, il se forme autour ddL moulage .um écartement uniforme rempli d'air, qui, avec les parois de la chambre, constitue une résistance thermique empêchant le refroidissement brusque du moulage. Ares séjour dru moulage jusqu'à solidification complète et ,recuit, le moulage est évacué de la chambre de refroidissement
Toutefois, la variation non contrôlée cde la tempé- rature dans la chambre ouvrante en fonction des variations de la cadence de coulée, entraîne des variations du régime d'échange thermique entre l;;e mouSlag3!s et la chambre. Quand la cadence de coulée augmente, la tempe- rature monte dans la chambre, ce qui diminue l'intensité de l'échange thermique, et le moulage se solidifie len- tement. La qualité d'un tel moulage est équivalente à celle d'un moulage coulé en sable, car il aa une structure à gros grains avec de basses propriétés de résistance mécaniques.Quand la cadence de coulée diminue, la température baisse dans la chambre; l'intensité de l'échange thermique entre elle et le moulage augmente, aussi le moulage se solidifie-t-il plus vite il s'ensuit um accroissement de la dureté de sa surfaces rendant difficile son usinage par enlèvement de matière, c-s qui résulte id la décomposition incomplète de la cémentite dans la couche extérieure du moulage.

La machine à coquilles pour la mise etn oeuvre d procédé connu comprend des plaques porte-coquille avec les parties de la coquille et leurs mécanismes de dépla- cements, des semelles recevant les noyaux un dispositif d'amenée des semelles et une chambre de refroidissement des moulages, avec des surfaces faisant office d'écrans pour la chaleur rayonnée par le moulage. lia machine P coquilles peut avoir plusieurs chambres de refroidissement des moulages, chacune desquelles est ouvrante et montée sur le dispositif d'amenée des semelles, qui est constitué par un convoyeur en boucle disposée dans un plan horizontal, ou bien par une table rotative horizontale.Après formation,sur le moulage,d'une peau capable de conserver la forme du moulage, les parties moulantes de la coquille sont écartées et le moulage resté sur la semelle de la table est entouré des parties de la chambre de refroidissement et évacué de la zone de coulée avec la semelle.

Après séjour du moulage dans la chambre jusqu'à sa solidification complète et l'auto-recuit de la peau, les parties de la chambre sont écartées et le moulage est évacué.

Toutefois, les parties ouvrantes de la chambre de refroidissement n'y assurent pas le maintien d'une température constante. Quand la cadence de coulée augmente, les parois de la chambre s'échauffent plus fortement, et quand la cadence de coulée baisse, cas parois se refroidissent au-dessous de la température nécessaire au régime optimal d'échange thermique entre elles et le moulage, assurant l'obtention d'une structure de qualité dans le moulage. En outre, la présence d'une série de chambres ouvrantes avec des mécanismes pour leur déplacement, ainsi que de moyens pour enlever les moulages des semelles, complique notablement la conception de la table rotative ou du convoyeur horizontal et rend difficile son entretien. De plus, la surface occupée par la table rotative ou le convoyeur horizontal est assez grande.

On s'est donc proposé de créer un procédé de fabrication de moulages en fonte et une machine à coquilles pour sa mise en oeuvre, dans lesquels le refroidissement des moulages se ferait de manière à assurer l'obtention d'une fonte de structure prescrite, tout en simplifiant la conception de la machine à coquilles et en accroissant sa fiabilité.

Ce problème est resolu grace à un procédé de fabrication de moulages en fonte, comprenant la coulée du métal dans une coquille, le maintien en séjour du métal coulé jusqu'à formation de la peau du moulage, l'extraction du moulage de la coquille et le refroidissement du meulage dans une chambre avec des surfaces constituant des écrans pour la chaleur rayonnée par le moulage, caractérisé, d'après l'invention, en ce que la température des surfacesécrans de la chambre de refroidissement est maintenue inférieure de 500 à 6000C à la température de la surface du moulage, ce qui permet d'assurer la constance du coefficient d'échange thermique entre le moulage et la chambre, c'est-à-dire une vitesse optimale de solidification du moulage, et l'obtention d'un moulage ayant la structure et la dureté nécessaires.

La machine à coquilles pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention, comprenant des plaques porte-coquille avec les parties de la coquille et leur mécanisme de déplacement, des semelles recevant les noyaux, un dispositif d'amenée des semelles et une chambre de refroidissement des moulages avec des surfaces constituant des écrans pour la chaleur rayonnée par le moulage, est caractérisée, d'après l'invention, en ce que la chambre de refroidissement des moulages est réalisée sous forme d'un passage, est équipée de moyens connus de chauffage et de maintien automatique de ia température dans une plage prédéterminée, et est montée fixe par rappor aux plaques porte-coquille au-dessus du dispositif d'amenée des semelles, lequel est réalisé sous la forme d'un convoyeurs pas-à-pas en boucle disposée dans un plan vertical, portant des brides rigidement fixées dans lesquelles les semelles sont disposées de façon qu'elles puissent se déplacer radialement, les parties de la coquille étant articuléoe aux plaques porte-coquilles.

L'emploi d'une chambre de refroidissement fixe, montée au-dessus du dispositif de déplacement des semelles, permet d'employer un convoyeur en boucle disposée dans un plan vertical, ne nécessitant pas un mécanisme d'enlèvement des moulages.

Le fait que la chambre soit équipéede moyens de chauffage et de correction de la température qui y règne permet d'y maintenir la température nécessaire, à une valeur située dans une plage de 500 à 6000C inférieure à la température de la surface du moulage. Ceci, à son tour, assure entre la chambre et le moulage le régime d'échange thermique requis. La possibilité qu'ont les semelles de se déplacer dans les brides dans un plan horizontal permet un assemblage plus précis des parties de la coquille et de la semelle, ce qui assure l'obtention d'une géométrie plus précise des moulages, prévient les écoulements de métal aux joints entre les parties de la coquille et la semelle.

L'articulation des parties de la coquille aux plaques porte-coquille assure un assemblage précis de la coquille, ce qui élève la précision géométrique du moulage et permet de réduire la surépaisseur d'usinage des moulages
I1 est avantageux que la machine à coquilles comporte deux paires de plaques porte-coquille, réunissant à tour de rôle les parties de la coquille sur la semelle dans la zone de coulée et montées de part et d'autre du convoyeur pas-à-pas en boucle disposée dans un plan vertical, sous un angle de 450 par rapport à son axe.Ceci permet d'accroître le rendement de la machine à coquilles et d'améliorer la qualité des moulages obtenus, car, dans le cas d'une seule paire de plaques porte-coquille constamment en service, les partiesde la coquille seraient surchauffées, l'accroisement de la cadence de coulée provoquerait la surchauffe des parties de la coquille, le régime d'échange thermique entre le moulage et la coquille serait perturbé, et le moulage arriverait dans la chambre de refroidissement à une température plus élevée, ce qui, à son tour, pertuberait le régime d'échange thermique entre le moulage et les surfaces de la chambre de refroidissement, d'où une altération de la qualité des moulages à cause de la structure du métal.L'emploi de deux paires de plaques porte-coquille avec des parties de coquille participant alternativement à la coulée, assure un régime optimal d'échange thermique entre le moulage et la coquille. Le moulage arrive dans la chambre de refroidissement à la température prescrite et, après échange thermique avec les surfaces de la chambre de refroidissement, sa structure et sa dureté correspondent à celles prescrites. En même temps, la tenue des parties de la coquille augmente elle aussi, car elles ne sont pas surchauffées, vu qu'elles participent à la coulée à tour de rôle.

La disposition des paires de plaques porte-coquille sous un angle de 450 permet de cheminement du moulage sur le convoyeur entre les parties latérales des coquilles mises en position neutre.

I1 est avantageux que le mécanisme de déplacement des plaques porte-coquille comprenne des parallélogrammes articulés, chacun desquels est lié à une plaque porte-coquille et au bâti, un vérin à double effet monté fixe et verticalement, deux paires de bras fixés symétriquement sur la tige du vérin, le long des axes d'ouverture des parties de la coquille de chaque paire, et articulés aux parallélogrammes articulés au moyen de tringles réglables en longueur, les paires de bras étant orientées dans un plan vertical et en sens mutuellement contraires.

Le mécanisme proposé de déplacement des plaques portecoquille est de fabrication et d'utilisation simples. la manoeuvre par un seul vérin assure le déplacement en synchronisme des deux paires de plaques porte-coquille et leur mise précise en position neutre, quand le moulage doit être transféré par le convoyeur du poste de coulée à la chambre de refroidissement.

De la sorte, le procédé et la machine faisant l'objet de l'invention assurent la production de moulages à géométrie correcte de la surface extérieure, ce qui diminue les surépaisseurs d'usinage par enlèvement de matière. La résistance mécanique des moulages est de 15 à 20 % plus grande que celle des moulages coulés en sable, et leur densité, de 0,2 à 0,3% plus élevée.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement une machine à coquilles avec une seule paire de plaques porte-coquille (vue de dessus);
- la figure 2 représente schématiquement une machine à coquilles avec deux paires de plaques porte-coquille, les plaques de l'une des paires étant réunies l'une à l'autre sur la semelle;
- la figure 3 représente une vue en co-upe suivant
III-III de la figure 1;
- la figure 4 représente une vue en coupe suivant
IV-IV de la figure 1;
- la figure 5 représente une vue en coupe suivant
V-V de la figure 2;;
- la figure 6 représente la position neutre des deux paires de plaques porte-coquille
- la figure 7 représente la position neutre des deux paires de plaques porte-coquille (vue de dessus)
- la figure 8 représente la position dans laquelle les plaques de l'une des paires de plaques porte-coquille sont réunies sur la semelle, tandis que les plaques de l'autre paire sont écartées;
- la figure 9 représente une vue en coupe suivant
IX-IX de la figure 8.

Le procédé de fabrication de moulages en fonte, faisant l'objet de l'invention, est mise en oeuvre comme suit.

Le métal fondu est coulé dans une coquille, maintenu en séjour jusqu'à formation d'une peau capable de préserver la forme du moulage, puis les parties de la coquille sont écartées, et lors de la formation de la peau, il se forme de la cémentite.

Ensuite le moulage est placé dans une chambre de refroidissment avec un écartement entre lui et les parois de la chambre, ce qui assure un effet d'écran vis-à-vis de la chaleur irradiée par le moulage.

La température de la surface du moulage au moment de l'ouverture de la coquille est de 960 à 9800C. La température des surfaces-écrans de la chambre est maintenue à une valeur de 500 à 6009C inférieure à celle de la surface du moulage, ce qui assure un régime d'échange thermique contribuant à l'obtention d'une structure perlitique et à l'absence de trempe.

En effet, quand la différence de température est inférieure à 5000C, la peau du moulage se réchauffe sous l'effet de la chaleur interne du moulage jusqu'à 11300C.

Ceci ralentit notablement la solidification des couches internes du moulage, en provoquant une augmentation du pourcentage de ferrite et la formation d'une structure à gros grains avec des inclusions grossières de graphite.

De plus, il apparaît un risque de déformation de la peau ainsi réchauffée, sous l'action de la charge métallostatique de la partie interne non solidifiée du moulage.

D'autre part, quand la différence de température est supérieure à 600 C, la décomposition de la cémentite se ralentit et la quantité de chaleur accumulée à l'intérieur du moulage s'avère insuffisante pour sa décomposition complète. La peau ne s'échauffe que jusqu'à 10100C. Dans de tels moulages, il reste 6 à 7 % de cémentite.

Après séjour jusqu'à sa solidification totale et son recuit, le moulage est évacué de la chambre de refroidis -sement.

La machine à coquilles pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention comprend un bâti 1 (figures 1 et 2), un sous-ensemble 2 de coulée, constitué par des plaques porte-coquille 3 avec un dispositif pour leur déplacement et avec les parties de la coquille 4, des semelles 5 (figure 3) recevant les noyaux 6, un dispositif d'amenée des semelles, réalisé sous la forme d'un convoyeur pas-à-pas 7 en boucle disposée dans un plan vertical, de conception connue en soi, et une chambre 8 (figures 1 et 2) de refroidissement, disposée audessus du convoyeur 7 et montée fixe par rapport aux plaques porte-coquille 3.

Le sous-ensemble 2 de coulée peut comporter une seule paire de plaques porte-coquille 3, montées respectivement de part et d'autre du convoyeur 7, comme montré sur la figure 1, ou bien deux paires 9 et 10 (figure 2) de plaques porte-coquille 3, lesdites paires réunissant à tour de rôle les parties de la coquille 4 sur la semelle 5 dans la zone de coulée, les plaques de chaque paire étant disposées de part et d'autre, respectivement, du convoyeur 7 et sous un angle K = 450 par rapport à l'axe du convoyeur.

La chambre 8 (figures 1 et 2) de refroidissement est réalisée sous forme d'un passage. Elle est montée fixe sur le bâti 1, en aval du sous-ensemble 2 de coulée, au-dessus du brin horizontal supérieur du convoyeur 7.

La chambre comporte à ses extrémités des portes 11 à deux vantaux, ne s'ouvrant que dans le sens de mouvement du convoyeur 7 et revenant à leur position initiale sous l'action de ressorts 12. Les portes 11 diminuent les flux de convection à l'intérieur de la chambre. La chambre 8 est revêtue intérieurement de briques réfractaires qui constituent des surfaces 13 faisant office d'écrans visà-vis de la chaleur rayonnée par les moulages. La chambre 8 est equipée de moyens 14 et 15 connus, respectivement pour le chauffage et le maintien automatique de la température dans une plage prescrite, c'est-à-dire pour le chauffage et le maintien de la température des surfaces 13 à une valeur de 500 à 6000C inférieure à celle de la surface du moulage, ce qui assure un régime optimal d'échange thermique.

Le convoyeur pas-à-pas 7 en boucle disposée dans un plan vertical comprend des chariots 16 (figures 3, 4) sur lesquels sont rigidement fixées des brides 17. Les semelles 5 sont placées dans les brides 17 de façon qu'elles puissent y être déplacées radialement. Pour cela, le diamètre de la cavité 18 (figure 3) de la bride 17 recevant la semelle 5 est plus grand que le diamètre de la semelle. La bride 17 comporte un épaulement 19 empêchant l'échappement de la semelle hors de la cavité 18 quand la bride arrive sur le brin inférieur du convoyeur.

Au-dessus du brin inférieur du convoyeur 7, sur une plaque 20 (figure 4) articulée au bâti, est monté un vérin 21 d'actionnement du convoyeur. la tige 22 du vérin 21 porte un cliquet 23 qui entre en prise avec les chariots 16 du convoyeur. Quand la tige 22 rentre, le convoyeur se déplace d'un pas, puis la tige 22 sort et le cliquet 23 entre en prise avec le chariot 16 suivant. Pour la commodité des réparations, le vérin 21 peut pivoter solidairement avec la plaque 20 autour de l'axe vertical de l'articulation.

Les parties de la coquille 4 sont articulées aux plaques porte-coquille 3 de la paire unique (figure 1) ou sur celles de chacune des deux paires 9 et 10 (figure 2).

Pour cela, chaque plaque porte-coquille est munie d'un axe vertical 24 (figures 3; 5 à 9) et les parties de la coquille 4 comportent un trou supérieur et un trou inférieur coaxiaux, dans lesquels sont engagés les axes verticaux 24, ce qui rend possible l'orientation des parties de la coquille autour de cet axe par rapport aux plaques portecoquille dans un plan horizontal.

Dans le cas d'une machine à coquilles comportant une seule paire de plaques porte-coquille, comme montré sur la figure 1, le dispositif utilisé pour les déplacer peut être d'un type connu quelconque, par exemple du type articulé, assurant le rapprochement et l'éloignement en synchronisme des parties de la coquille pour les réunir ou les séparer sur la semelle dans la zone de coulée.

Dans une machine à coquilles comportant deux paires 9 et 10 de plaques porte-coquille 3, disposées comme montré sur la figure 2, le dispositif pour les déplacer comprend un parallélogramme articulé et un système de manoeuvre.

Le parallélogramme articulé est constitué par deux tringles parallèles 25 (figures 5, 6), articulées par l'une de leurs extrémités au bâti 1, et par l'autre, aux plaques porte-coquille 3.

Le système de manoeuvre est constitué par un vérin à double effet 26 vertical, rigidement fixé au bâti 1 et sur la tige 27 duquel est calée une douille 28 avec deux paires 29, 30 de bras fixés symétriquement sur elle et disposés le long des axes d'ouverture des parties de la coquille de chaque paire. Les axes des deux paires 29 et 30 de bras sont perpendiculaires entre eux. Dans leurs plans verticaux respectifs, les paires de bras sont orientées, l'une par rapport à l'autre, en sens contraire , c'est-àdire qu'une paire de bras est orientée vers le haut à partir de la douille 28, et l'autre, vers le bas. Des tringles 31 réglables en longueur sont articulées par l'une de leurs extrémités aux extrémités des bras, leur seconde extrémité étant liéeà l'une des tringles 25,respectivement, des parallélogrammes articulés des plaques porte-coquille 3.L'orientation des paires de bras en sens contraires dans le plan vertical assure le déplacement à contresens des paires de plaques porte-coquille qui leur sont accouplées, lors du mouvement de la tige du vérin dans un sens ou dans l'autre. Quand l'une des paires de plaques portecoquille s'écarte, la seconde se rapproche obligatoirement.

Quand l'une des parties est en position extrême de réunion, la seconde est en position extrême d'écartement, et inversement. Quand la tige 27 est à mi-course, toutes les plaques porte-coquille 3 sont en position neutre, c'està-dire à égale distance de l'axe de la semelle, l'une des paires étant venue en position neutre à partir de sa position extrême de réunion, et l'autre, à partir de sa position extrême d'écartement. Dans cette position, le moulage est transféré du poste de coulée à la chambre de refroidissement 8 par le convoyeur 7.

La machine'à coquilles fonctionne de la façon suivante.

Avant la coulée, les parties de la coquille 4 (figure 2) fixées à la première paire 9 de plaques porte-coquille 3 sont réunies l'une à l'autre sur la semelle 5 montée dans la bride 17, laquelle est fixée à un chariot 16 du convoyeur 7. La seconde paire 10 de plaques porte-coquille 3 portant les parties de la coquille 4 qui leur sont fixées se trouve en position extrême d'écartement. La tige 27 (figure 5) du vérin vertical à double effet 26 est en position basse.

Le métal fondu est coulé dans l'empreinte de la coquille d'une manière connue en soi, à travers le noyau creux 6. Ensuite le métal est maintenu en séjour jusqu'à la formation, côté coquille, d'une peau capable de préserver la forme du moulage. Ceci fait, la tige 27 (figure 6) du vérin 26 exécute son premier mouvement de montée, d'une longueur égale à la moitié de sa course. La paire 9 de plaques porte-coquille sur lesquelles sont articulées les parties de la coquille est alors écartée du moulage jusqu'à la position neutre par les bras 29, 30 et les tringles 31, 25, tandis que la paire 10 est rapprochée de sa position écartée extrême à sa position neutre (figure 7).

A ce moment, la tige 22 (figure 4) du vérin horizontal 21 exécute sa course de rentrée en déplaçant le chariot 16 du convoyeur 7 d'un pas avec son cliquet 23, qui coopère avec un chariot 16 du brin inférieur du convoyeur 7.

Ensuite la tige 22 exécute sa course de sortie, et le cliquet 23 entre en prise avec le chariot suivant. Le chariot 16 portant le moulage s'engage alors dans la chambre 8 de refroidissement, en ouvrant lui-même les vantaux de la porte 11 de la chambre 8, lesquels sont ensuite rappelés en position initiale par les ressorts 12. Le chariot 16 suivant portant une semelle 5 et un noyau 6 arrive en même temps au poste de coulée.

Ensuite la tige 27 (figure 8) du vérin vertical 26 monte jusqu'à sa position haute. Les plaques portecoquille de la paire 9 s'écartent alors de leur position neutre à leur position extrême, tandis que celles de la paire 10 se rapprochent jusqu'à leur position extrême de réunion (figures 8, 9). De la sorte, la seconde paire 10 de plaques porte-coquille est mise en service, tandis que la première paire 9 se refroidit. Ceci exclut la surchauffe des parties de la coquille et accroît le rendement de la machine.

Ensuite le métal est coulé dans la coquille, maintenu en séjour dans la coquille jusqu'à formation d'une peau capable de préserver la forme du moulage. Puis la tige 27 du vérin 26 descend jusqutà la moitié de sa course. Les plaques porte-coquille de la paire 10 s'écartent jusqu'à leur position neutre, tandis que celles de la paire 9 se rapprochent jusqu'à leur position neutre (comme montré sur la figure 7).

La tige 22 du vérin horizontal 21 exécute sa course de rentrée en déplaçant le convoyeur 7 d'un pas. Le chariot portant le moulage suivant s'engage dans la chambre 8 de refroidissement, ou le moulage se refroidit dans les conditions prévues par le procédé de l'invention.

Après être sorti de la chambre 8, dans la zone où le chariot 26 passe du brin supérieur du convoyeur à son brin inférieur, le moulage tombe dans un chenal et est évacué.

Au cours du rapprochement des parties de la coquille4, les semelles 5 ont la possibilité de se positionner automatiquement dans la bride 17 du chariot 16 sous l'action des parties de la coquille, ce qui assure un assemblage précis de la coquille.

Si l'installation ne comporte qu'une seule paire de plaques porte-coquille, comme montré sur la figure 1, elle fonctionne comme décrit plus haut pour l'une des paires.

On va maintenant examiner quelques exemples concrets mais non limitatifs de réalisation du procédé de l'invention.

Des moulages de chemises pour moteur de tracteur ent été coulés dans une coquille en fonte refroidie par eau, non revêtue de peinture, à une température initiale de 50 à 600C.

La température du métal fondu a été maintenue dans la plage de 1300 à 13100C. Le maintien en séjour du métal fondu dans la coquille à assuré la formation d'une peau de 2,5 mm d'épaisseur. Puis le moulage a été placé avec la semelle dans une chambre de refroidissement de conception conforme à l'invention. Au moment de l'ouverture de la coquille, la température de la couche superficielle du moulage était de 9700C, et la température de la phase liquide, de 11900C.

Tous les paramètres de régime du processus étaient maintenus constants, sauf la température des parois de la chambre.

Exemple 1.

La différence de température entre les surfaces du moulage et de la chambre a été maintenue égale à 4500C, c'est-à-dire que la température des surfaces de la chambre était de 5200C. A la sortie de la chambre, la température des surfaces du moulage était de 11300C.

La couche extérieure du moulage contenait 10% de ferrite, ce qui est un motif de mise au rebut suivant les normes auxquelles doivent se conformer de tels moulages.

Des températures plus élevées des surfaces-écrans de la chambre provoquaient des déformations des moulages.

Exemple 2.

La différence de température était de 5000C, c'està-dire que la température des parois de la chambre était de 4700C. A la sortie de la chambre, la température de la surface du moulage était de 10700C. La couche extérieure du moulage ainsi refroidi ne présentait pas de cémentite libre dans sa structure (c'est-à-dire qu'il n'y avait pas de traces de trempe). La dureté d'un tel moulage était de 210 à 215 unités HB.

Exemple 3.

La différence de température était de 6000C, c'està-dire que la température des parois de la chambre était de 3700C. A la sortie de la chambre, la température de la surface du moulage était de 105oOC. La couche extérieure du moulage ne présentait pas de cémentite. La dureté était de 227 à 229 unités HB.

Exemple 4.

La différence de température était de 6500C, c'està-dire que la température des parois de la chambre était de 3200C. La température de la surface du moulage à la sortie de la chambre était de 10100C. La couche extérieure du moulage contenait 6 à 7% de cémentite libre dans sa structure. La dureté de la surface intérieure du moulage était de 220 à 223 unités HB, et celle de sa surface extérieure,de 255 à 260 unités HB, ce qui rendait difficile l'usinage du moulage par enlèvement de matière.

De la sorte, dans le premier exemple, il se produisait fréquemment des déformations de la peau du moulage, ce qui provoquait des pannes de l'installation de coulée en coquille (déversements de métal liquide sur l'installation), et dans le quatrième exemple, l'usinage des moulages par enlèvement de matière était rendu difficile par la dureté accrue.

La dureté de la couche superficielle des moulages produits par la machine conforme à l'invention se situe d'une manière stable dans la plage de 210 à 240 unités
HB, prescrite pour les ébauches de chemises pour moteurs à combustion interne et leur conférant une usinabilité satisfaisante.

Les moulages n'ont pas de contraintes internes, car ils se solidifient en retrait libre. La structure des moulages est constituée de 95 à 97% de perlite, et la cémentite libre y est absente. La surface extérieure des chemises n'est pratiquement pas sujette à la cavitation, car la couche extérieure des moulages a une structure de recuit à graphite punctiforme.

La cassure des moulages fabriqués par le procédé conforme à l'invention a une couleur gris clair dans la partie principale du corps du moulage, et un liséré superficiel sombre de la couche superficielle recuite.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication de moulages en fonte, comprenant la coulée du métal dans une coquille, le maintien en séjour du métal coulé jusqu'à formation de la peau du moulage, l'extraction du moulage de la coquille et le refroidissement du moulage dans une chambre (8) à surfaces (13) constituant des écrans vis-à-vis de la chaleur rayonnée par le moulage, caractérisé en ce que la température des surfaces-écrans (13) de la chambre de refroidissement (8) est maintenue inférieure de 500 à 6000C à celle de la surface du moulage.

2. Machine à coquilles pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de la revendication 1, comprenant un bâti (1), des plaques porte-coquille (3) portant les parties de la coquille (4) et leurs dispositifs de déplacement,d es semelles (5) recevant les noyaux (6), un dispositif d'amenée des semelles (5) et une chambre (8) de refroidissement des moulages, comportant des surfaces (13) constituant des écrans vis-à-vis de la chaleur rayonnée

par le moulage, caractérisée en ce que la chambre (8) de refroidissement des moulages est réalisée sous forme d'un passage, est équipée de moyens connus (14,15) respectivement de chauffage et de maintien automatique de la température dans une plage prédéterminée, et est montée fixe par rapport aux plaques porte-coquille (3), au-dessus du dispositif d'amenée des semelles, lequel est réalisé sous la forme d'un convoyeur pas-à-pas (7) en boucle disposée dans un plan vertical, portant des brides (17) rigidement fixées sur lui et dans lesquelles les semelles (5) sont disposées de façon qu'elles puissent se déplacer radialement.

3. Machine à coquilles selon la revendication 2, caractérisée en ce que les parties de la coquille (4) sont articulées aux plaques porte-coquille (3).

4. Machine à coquilles selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle comporte deux paires (9 et lO)de plaques porte-coquille (3), ces paires de plaques réunissant à tour de rôle les parties de la coquille (4) sur la semelle (5) dans la zone de coulée, les plaques de chaque paire étant montées de part et d'autre du convoyeur pas-à-pas (7) et sous un angle de 450 par rapport à son axe.

5. Machine à coquilles selon l'une des revendications 2, 3 et 4, caractérisée en ce que le dispositif de déplacement des plaques porte-coquille comprend des parallélogrammes articulés, chacun desquels est lié à une plaque porte-coquille (3) et au bâti (1), un vérin à double effet fixe vertical (26) et deux paires (29 et 30) de bras fixés symétriquement à la tige (27) du vérin (26), le long des axes d'ouverture des parties de la coquille de chaque paire, et articulés aux parallélogrammes articulés par l'intermédiaire de tringles (31) réglables en longueur, les paires (29 et 30) de bras étant,dans leurs plans verticaux respectifs, orientées en sens contraire l'une de l'autre.

6. Moulages caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé suivant la revendication 1.