FR2583320A1 - Procede de fabrication de moulages pleins en fonte, machine a coquille pour sa mise en oeuvre et moulages obtenus par ledit procede. - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA FONDERIE. LA MACHINE A COQUILLE POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE DE L'INVENTION EST CARACTERISEE NOTAMMENT EN CE QU'ELLE EST EQUIPEE D'AU MOINS UN DISPOSITIF D'ENLEVEMENT DU MOULAGE DE DESSUS LA SEMELLE 3, CE DISPOSITIF ETANT ADAPTE POUR FAIRE VARIER L'EXTRACTION DE CHALEUR DE LA SURFACE DE LA PEAU DE LA PARTIE INFERIEURE DU MOULAGE ET COMPRENANT UN SUPPORT 12 MOBILE VERTICALEMENT ET UN SUPPORT 13 MOBILE HORIZONTALEMENT, MONTES DE FACON QU'ILS PUISSENT ENTRER A TOUR DE ROLE EN CONTACT AVEC LA PARTIE INFERIEURE DU MOULAGE ET REALISES SOUS FORME DE LONGERONS SUR LESQUELS SONT FIXEES DES CONSOLES HORIZONTALES, AINSI QU'UN SUPPORT HORIZONTAL FIXE14 COMPORTANT DES ELEMENTS PORTEURS 15. L'INVENTION PEUT ETRE APPLIQUEE AVEC UNE TRES GRANDE EFFICACITE A LA FABRICATION EN COQUILLE DE MOULAGES PLEINS EN FONTE SANS TREMPE, DU TYPE SABOT DE FREIN DE WAGON OU DE LOCOMOTIVE.

Description

La présente invention concerne le matériel de fonderie et a notamment pour objet un procédé de fabri-cation de moulages pleins, une machine à coquille pour sa mise en oeuvre, ainsi que les moulages obtenus par ledit procédé.

L'invention peut être appliquée avec une très grande efficacité à la fabrication en coquille de moulages pleins en fonte sans trempe, du type sabot de frein de wagon ou de locomotive et d'autres pièces devant avoir une résistance accrue à l'usure, un coefficient de frottement élevé, une fragilité réduite.

On connaît un procédé de fabrication de moulages (cf., par exemple, certificat d'auteur d'invention URSS nO 495 147, Cl. Int B22D 15/00), comprenant la coulée du métal fondu dans une coquille, son maintien en séjour jusqu'à formation sur le moulage d'une pe-au capable de conserver sa forme, l'ouverture des parties de la coquille pour créer un espace d'air entre le moulage et la coquille, et le refroidissement du moulage jusqu'à sa solidification.

La machine à coquille pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend un bâti, les parties moulantes latérales d'une coquille, fixées sur des plaques porte coquille, des mécanismes de déplacement des plaques porte-coquille avec lesdites parties de coquille jusqu'à la zone de coulée, et une semelle. Dans cette machine, l'espace formé entre le moulage et les parties de la coquille, lorsqu'elles sont écartées l'une de l'autre, constitue une résistance thermique réglant la vitesse de refroidissement du moulage de telle façon que celui-ci soit obtenu sans trempe. La création de cet espace a aussi un effet favorable sur la tenue de la coquille, car elle réduit la durée du contact direct avec le moulage chaud.

Toutefois, ce procédé et cette machine ne permettent de fabriquer que des moulages creux, avec emploi de noyaux. Dans ce cas, quand les parties de la coquille sont écartées, le moulage reste suspendu au noyau, dont la partie saillante se trouve sur un support fixe, sa surface n'est pas en contact avec les parties de la coquille, ce qui assure un autorecuit de la peau sous l'effet de la chaleur de la partie interne (liquide) du moulage.La fabrication de moulages pleins en fonte, par exemple de sabots de freins, par le procédé connu, se heurte à une série de difficultés, car, la coulée étant exécutée sans noyau, lorsque les parties de la coquille sont écartées, le moulage doit porter sur une partie quelconque de la coquille, d'où des conditions de refroidissement irrégulières qui conduisent à l'apparition de zones trempées à la surface du moulage, à l'endroit où il est en contact avec la coquille. Les zones trempées ont, comme on le sait, d'autres caractéristiques de dureté, ce qui crée des difficultés supplémentaires lors de l'usinage et de l'utilisation des pièces réalisées à partir de tels moulages.

On s'est donc proposé de créer un procédé de fabrication de moulages pleins en fonte et une machine à coquille pour sa mise en oeuvre, dans lesquels le refroidissement des moulages se déroulerait de façon à assurer l'obtention, sans trempe, de moulages à structure prédéterminée uniforme de la fonte.

Ce problème est résolu du fait que le procédé de fabrication de moulages pleins en fonte, du type comprenant la coulée du métal dans une coquille, le maintien en séjour du métal coulé dans la coquille jusqu'à formation d'une peau capable de conserver la forme du moulage, l'écartement des parties moulantes latérales de la coquille par rapport au moulage et le refroidissement du moulage, est caractérisé, d'après l'invention, en ce qu'au cours du refroidissement du moulage, la surface de la peau de sa partie inférieure est réchauffée en y diminuant l'extraction de chaleur pendant le temps nécessaire à la décomposition de 70 à 80% de la cémentite, puis la surface de la peau de cette partie du moulage est refroidie en y augmentant l'extraction de chaleur pendant le temps nécessaire à l'évacuation de la chaleur de surchauffe de la phase liquide, après quoi l'extraction de la chaleur de ladite surface est de nouveau diminuée pendant le temps nécessaire à l'évacuation de la chaleur de solidification du moulage.

Il est avantageux que l'extraction de chaleur de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage pendant le temps nécessaire à la décomposition de 70 à 80% de la cémentite qui s'y trouve et pendant le temps nécessaire à l'évacuation de la chaleur de solidification du moulage, soit réglée à une valeur de 1,1 à 1,2 fois plus grande que celle de l'extraction de chaleur des surfaces latérales du moulage, et que pendant le temps nécessaire à l'évacuation de la chaleur de surchauffe de la phase liquide du moulage elle soit réglée à une valeur de 2,5 à 3 fois plus grande que celle de l'extraction de la chaleur desdites surfaces latérales du moulage.

Les auteurs de la présente invention ont établi que l'accroissement initiale de l'extraction de la chaleur de la surface inférieure du moulage, de façon qu'elle soit de 1,1 à 1,2 fois plus grande que celle des surfaces latérales, permet de réchauffer la peau inférieure sous l'effet de la chaleur du coeur liquide du moulage.

L'élévation de sa température assure une décomposition rapide de la cémentite qu'elle contient. Toutefois, le réchauffage de la peau ne doit être continué que durant le temps nécessaire à la décomposition de 70 à 80%de la cémentite qu'elle contient, car, à ce moment, la température de la peau atteint la valeur limite au-dessus de laquelle la peau perd sa résistance mécanique et peut se déformer sous l'action de la pression métallostatique du coeur liquide du moulage.

L'accroissement de l'extraction de chaleur de la surface inférieure du moulage, de façon qu'elle soit de 2,5 à 3 fois plus grande que celle des surfaces latérales, assure l'évacuation complète de la chaleur de surchauffe restante du coeur liquide du moulage à travers la peau inférieure, ce qui exclut sa déformation, alors que la décomposition de la cémentite dans la peau inférieure continue, mais plus lentement du fait de l'abaissement de la température de la peau. La diminution subséquente de l'extraction de chaleur de le surface inférieure de la peau de 1,1 à 1,2 fois permet à la.

peau de se réchauffer quelque peu.sous l'effet de la chaleur de solidification du moulage, ce qui favorise la décomposition définitive de la cémentite qui s'y trouve.

La machine à coquille pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention, du type comprenant un bâti, les parties moulantes latérales d'une coquille, fixées sur des plaques porte-coquille, des mécanismes de déplacement des plaques porte-coquille avec lesdites parties de coquille jusqu'à la zone de coulée, et des semelles, est caractérisée, d'après l'invention, en ce qu'il est prévu au moins un dispositif servant à enlever le moulage de dessus la semelle, adapté pour faire varier l'extraction de chaleur de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage et comprenant un support mobile verticalement et un support mobile horizontalement, montés de façon qu'ils puissent contacter alternativement la partie inférieure du moulage et réalisés sous la forme de longerons avec des consoles horizontales, ainsi qu'un support horizontal fixe avec des éléments porteurs, les consoles du support mobile verticalement et les éléments porteurs du support horizontal fixe comportant des portées plus étroites que celles des consoles du support mobile horizontalement.

Conformément à une variante de réalisation de l'invention, le support mobile verticalement est monté sous la semelle, et le support mobile horizontalement est monté au même niveau que le support horizontal fixe et est équipé d'un actionneur de pivotement pour son déplacement du support mobile verticalement au support horizontal fixe.

Cdnformément à une autre variante de réalisation, la machine à coquille peut être équipée de deux dispositifs d'enlèvement des moulages de dessus la semelle, adaptés pour faire varier l'extraction de chaleur de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage et analogues au précédent, ces deux dispositifs étant disposés symétriquement par rapport à l'axe de la coquille, une plaque recevant deux semelles étant montée entre eux de façon qu'elle puisse exécuter un mouvement alternatif de translation, lesdites semelles venant se placer à tour de rôle dans la zone de coulée et au-dessus du support mobile verticalement du dispositif correspondant d'enlèvement du moulage lors des déplacements de la plaque, et les supports mobiles horizontalement desdits dispositifs étant montés sur l'une des plaques porte-coquille.

La présence, dans la machine à coquille, d'un ou deux dispositifs d'enlèvement des moulages pleins de dessus la semelle permet de maintenir le moulage au cours de son refroidissement, tout en modifiant l'extraction de chaleur de la portion de surface de la peau contactant ce dispositif, ce qui crée des conditions égales de refroidissement de toutes les portions du moulage et, par cela-même, assure l'obtention de moulages sans trempe, à structure prédéterminée de la fonte.Le support mobile verticalement et le support mobile horizontalement, contactant alternativement le moulage, sont des organes pour le maintien du moulage, son refroidissement et son évacuation de la zone de coulée; les portées étroites des consoles du support mobile verticalement assurent une intensité d'extraction de chaleur de la peau (dans la partie par laquelle le moulage prend appui sur les portées des consoles) de 1,1 à 1,2 fois plus grande que celle obtenue aux surfaces latérales du moulage, ce qui provoque une élévation de la température de la peau suffisante pour que la cémentite s'y décompose, la peau restant capable de conserver la forme qui lui a été donnée, c'est-à-dire sans qu'elle se déforme sous l'action de la pression métallostatique du coeur liquide du moulage.

Les larges portées des consoles du support mobile horizontalement assurent une intensité d'extraction de chaleur de la surface de la peau de 2,5 à 3 fois plus grande que celle obtenue aux surfaces latérales, ce qui provoque un abaissement de la température dans cette partie du moulage pendant l'évacuation complète de la chaleur de surchauffe de la phase liquide et, par cela-même, exclut l'éventualité de déformation de la peau du moulage.

Les portées étroites des éléments porteurs du support fixe assurent une intensité d'extraction de chaleur de la surface de la peau de 1,1 à 1,2 fois plus grande que celle obtenue aux surfaces latérales du moulage; il s'ensuit un réchauffage de la peau sous l'effet de la chaleur de solidification, ce qui assure la continuation de la décomposition de la cémentite dans la peau, laquelle a déjà une épaisseur suffisante excluant sa déformation.

D'après l'invention, la plaque portant deux semelles est articulée sur le bâti à l'aide de deux pieds parallèles et est équipée d'un actionneur pour l'animer d'un mouvement alternatif de translation, comprenant un vérin et un guide monté fixe sur le bâti, le cylindre du vérin étant fixé à la plaque, et sa tige étant munie de galets enserrant le guide. Ceci permet de résoudre le problème de la présentation des semelles dans la zone de coulée par un système simple et fiable.

Il est avantageux de placer sur le bâti, au-dessus du support horizontal fixe, une plaque refroidie par eau, pouvant effectuer des déplacements de réglage, de façon que cette plaque contribue à la formation de la peau à la face supérieure du moulage, c'est-à-dire à la formation de la peau sur tout le périmètre du moulage, ce qui prévient la déformation de la partie inférieure de la peau, même si celle-ci est quelque peu surchauffée.

Il est avantageux que le longeron du support mobile verticalement porte un écran refroidi par eau, monté de façon qu'il puisse effectuer des déplacements de réglage et contribue à la formation d'une structure prédéterminée de la fonte pendant le refroidissement du moulage.

Pour accroître le rendement de la machine, ainsi que pour élever la qualité du moulage, la machine à coquille peut être équipée d'un dispositif de coulée, constitué par un cône directeur d'alimentation, rigidement fixé à l'une des parties latérales de la coquille, et par un doseur fixé sur cette même partie latérale de façon qu'il puisse basculer, sa manoeuvre étant assurée par un actionneur individuel, réalisé sous la forme d'un vérin fixé verticalement à la plaque porte-coquille.

Une telle conception du dispositif de coulée permet d'accélérer la coulée du métal dans la coquille, ce qui diminue les différences d'épaisseur de la peau se formant aux parties inférieure et latérales du moulage.

De la sorte, le procédé de fabrication de moulages pleins, faisant l'objet de l'invention, et la machine à coquille pour sa mise en oeuvre, permettent d'obtenir des moulages pleins sans trempe, à structure prédéterminée de la fonte, sans surchauffe ni déformation de la peau du moulage pendant son refroidissement, ainsi que d'accélérer la décomposition de la cémentite.

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 coquille à un seul dispositif d'enlèvement des moulages;
- la figure 2 représente une vue en plan de la machine de la figure 1;
- la figure 3 représente schématiquement une vue en plan d'une machine à coquille à deux dispositifs d'enlèvement des moulages, la plaque et la semelle occupant leur position de droite;
- la figure 4 représente la machine de la figure 3, les plaques porte-coquille étant écartées, la plaque et la semelle étant en leur position de gauche; ;
- la figure 5 représente une vue en coupe suivant
V-V de la figure 3;
- la figure 6 est une vue en coupe transversale du longeron du support mobile verticalement;
- la figure 7 représente une vue en coupe suivant
VII-ViI de la figure 4;
- la figure 8 représente une vue en coupe suivant
VIII-VIII de la figure 4;
- la figure 9 représente l'écran refroidi par eau sur le support mobile verticalement;
- la figure 10 représente une vue en plan de l'écran de la figure 9.

Le procédé de fabrication de moulages pleins en fonte, par exemple de sabots pour freins de wagons, par coulée en coquille, est mis en oeuvre de la façon suivante. Le métal liquide est coulé dans la coquille, dans laquelle il est maintenu en séjour jusqu'à formation (solidification) d'une peau capable de conserver la forme du moulage. Ensuite, les parties moulantes latérales de la coquille sont écartées du moulage, et le refroidissement est réalisé par un procédé connu quelconque.Etant donné que la formation du moulage plein s'effectue sans noyau, la création de conditions de refroidissement égales de tous les côtés du moulage, y compris du côté de la surface inférieure de la peau, par l'intermédiaire de laquelle le moulage prend appui sur la semelle ou sur la partie saillante de la partie latérale de la coquille, est obtenue en enlevant le moulage de la semelle au moyen d'un dispositif adapté pour modifier l'extraction de chaleur de cette surface de la peau du lingot, c'est-à-dire pour assurer, à l'étape initiale du refroidissement, le réchauffage de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage par diminution de l'extraction de chaleur de cette surface pendant le temps nécessaire à la décomposition de 70 à 80% de la cémentite se trouvant dans la peau, pour assurer ensuite le refroidissement par augmentation de l'extraction de chaleur de sa surface pendant le temps nécessaire à l'évacuation de la chaleur de surchauffe de
la phase liquide, et pour diminuer ensuite de nouveau
l'extraction de chaleur de ladite surface jusqu'à la solidification complète du moulage. Au cours du réchauffage de la peau, l'extraction de chaleur de sa surface est réglée à une valeur plus grande de 1,1 à 1,2 fois que celle de l'extraction aux surfaces latérales du moulage. La peau se réchauffe alors sous l'effet de la phase liquide du moulage, et jusqu'à 80% de la cémentite qui s'y trouve se décomposent.Ensuite, afin d'empêcher la continuation du réchauffage de la peau et sa déformation, qui devient alors possible, l'extraction de chaleur de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage est réglée à une valeur de 2,5 à 5 fois plus grande que celle de l'extraction à ses surfaces latérales.

Ceci prévient un réchauffage de la peau plus fort que celui prévu par la méthode et assure même un certain abaissement de la température. Le moulage est maintenu en cet état pendant le temps nécessaire à l'évacua- tion de la chaleur de surchauffe de la phase liquide, c'est-à-dire jusqu'à ce que la température de la partie interne du moulage atteigne le liquidus, temps durant lequel l'épaisseur de la peau augmente et la peau devient plus résistante.Après évacuation de la chaleur de surchauffe, la peau de la partie inférieure du moulage ne risque plus de se déformer, aussi l'extraction de chaleur est-elle de nouveau réglée à une valeur de 1,1 à 1,2 fois plus grande que celle de l'extraction à ses surfaces latérales, et est maintenue jusqu'à l'évacuation de la chaleur de solidification, c'est-à-dire jusqu'à ce que la température de la partie interne du moulage atteigne le solidus. La peau se réchauffe de nouveau, mais la quantité de chaleur est maintenant insuffisante pour entraîner la déformation de la peau formée, dont l'épaisseur est déjà suffisamment grande. L'élévation de la température provoque dans la peau la décomposition définitive de la cémentite et le moulage se refroidit progressivement, après quoi il est enlevé.

La machine à coquille destinée à la mise en oeuvre du procédé de fabrication de moulages pleins en fonte, faisant l'objet de l'invention, comprend un bâti 1 (figure 1), un ensemble formant coquille et se composant d'une semelle 3 fixée à demeure sur un montant central 2, de parties moulantes latérales 4 et 5 de la coquille fixées respectivement à des plaques porte-coquille 6 et 7 qui sont équipées de mécanismes individuels pour leur déplacement avec les parties de la coquille vers la zone de coulée, et un dispositif 8 (figure 2) pour l'enlèvement du moulage de dessus la semelle, adapté pour faire varier l'extraction de chaleur de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage.

Chaque mécanisme de déplacement d'une plaque porte-coquille comprend un vérin 9 (figure 1) et un parallélogramme articulé dont les éléments 10 sont articulés à la plaque porte-coquille et au bâti 1, la tige 11 du vérin 9 étant articulée à l'un des éléments 10 du parallélogramme articulé.

Le dispositif 8 d'enlèvement des moulages de dessus la semelle comprend un support 12 mobile verticalement et un support 13 mobile horizontalement, ainsi qu'un support horizontal fixe 14 avec des éléments porteurs 15.

Le support 12 mobile verticalement et le support 13 mobile horizontalement sont montés de façon qu'ils puissent entrer en contact à tour de rôle avec la partie inférieure du moulage.

Le support 12 mobile verticalement est disposé sous la semelle 3 et se compose d'une barre sur laquelle est fixé un longeron 16 portant des consoles horizontales 17 sur lesquelles le moulage prend appui lorsqu'il est enlevé de la semelle. Pour le déplacement vertical, la barre de ce support est fixée à la tige 18 d'un vérin 19, qui est monté verticalement sur le bâti 1. Sur le longeron 16 du support 12 mobile verticalement est monté un écran 20 refroidi par eau, d'une conception connue en soi.

Le support 13 mobile horizontalement est monté au même niveau que le support horizontal fixe 14 et est équipé d'un actionneur de pivotement, assurant son déplacement du support mobile verticalement 12 au support horizontal fixe 14. Le support 13 (figure 2) comporte un longeron 21 sur lequel sont fixées des consoles horizontales 22. Le longeron 21 est monté sur une douille verticale 23 engagée sur un axe fixé au bâti 1. A la douille 23 est rigidement fixé un bras horizontal articulé à la tige 24 d'un vérin 25 monté horizontalement sur le bâti 1. Quand la tige 24 se déplace, la douille 23 pivote avec le longeron 21 dans un plan horizontal, autour d'un axe vertical.

Le support horizontal fixe 14 est constitué par un châssis àl'intérieur duquel sont disposés les éléments porteurs 15 du type console ou rouleau. Sur le châssis du support 14 est fixé un vérin horizontal 26 dont la tige 27 porte une butée 28 à l'aide de laquelle le moulage est déplacé des consolles 22 du support 13 jusqu'aux éléments porteurs 15 du support 14.

Une plaque 29 (figure 1) refroidie par eau, d'une conception connue quelconque, est montée au-dessus du support horizontal 14 de façon qu'elle puisse exécuter des déplacements de réglage. La plaque 29 refroidie par eau est fixée à la tige d'un vérin 30, lequel est monté verticalement sur le bâti.

Pour accroître la vitesse de coulée et améliorer la qualité des moulages, la machine à coquille est dotée d'un dispositif de coulée, comprenant un cône directeur 31 d'alimentation, fixé sur l'une des parties latérales de la coquille, par exemple sur la partie 4, et un doseur 32 monté basculant sur cette même partie latérale 4 de la coquille et comportant un actionneur individuel sous la forme d'un vérin 33 monté verticalement sur la plaque porte-coquille 6. La tige de ce vérin 33 est articulée au doseur 32. L'orifice de sortie du cône 31 d'alimentation est disposé suivant l'axe de la coquille.

Conformément à une variante de réalisation, la machine à coquille est équipée de deux dispositifs 34 (figures 3, 4 et 5) d'enlèvement des moulages de la semelle, adaptés pour faire varier l'extraction de chaleur de la peau de la partie inférieure du moulage, analogues au dispositif 8 décrit et disposés symétriquement par rapport à l'axe de la coquille, ainsi que d'une plaque 35 montée entre ces dispositifs 34 de façon qu'elle puisse exécuter un mouvement alternatif de translation et portant deux semelles 3. Lors des déplacements des plaques 35, chacune des semelles 3 est amenée à tour de rôle dans la zone de coulée et au-dessus du support mobile verticalement du dispositif correspondant d'enlèvement du moulage.

Les supports 36 mobiles verticalement et les supports horizontaux fixes 37 des dispositifs 34 sont réalisés et montés de la même manière que les supports 12 et 14 du dispositif 8; les supports 38 mobiles horizontalement desdits dispositifs 34 sont de même conception que le support 13, mais ils sont montés sur l'une des plaques porte-coquille, par exemple sur la plaque porte-coquille 6, de part et d'autre de la coquille.

La plaque 35 est articulée au bâti 1 à l'aida de deux pieds parallèles 39 (figure 5) et comporte un actionneur l'animant d'un mouvement alternatif de translation et comprenant un vérin 40 dont le cylindre est fixé à la partie inférieure de la plaque 35, et un guide 41 solidaire du bâti 1. La tige du vérin 40 est munie de galets 42 qui enserrent le guide 41.

Les consoles des supports 12, 36 et 13, 38 ont une rainure 43 (figure 6) dans laquelle est placé un
plat 44 fixé au longeron de chacun des supports d'une manière appropriée quelconque et maintenant les consoles dans la position prescrite. Les consoles comportent des portées surlesquelles le moulage prend appui lors de son déplacement et de son refroidissement. Les portées
A des consoles 17 des supports 12 et 36 mobiles verticalement et des éléments porteurs 15 des supports 14 et 37 sont réalisées étroites, comme montré sur la figure 7, la surface totale des portées A de chaque support étant de 2 à 5 % de la surface inférieure (d'appui) du moulage.

Les portées B (figure 8) des consoles 22 des supports 13 et 38 mobiles horizontalement sont réalisées larges, la surface totale des portées B de chaque support étant de 15 à 20% de la surface inférieure (d'appui) du moulage.

l'écran 20 (figures 9 et 10) refroidi par eau, monté sur les longerons des supports mobiles verticalement, a une forme correspondant à la configuration du moulage, comme repré senté sur la figure 10. I1 est fixé au longeron par des vis 45, ce qui permet des déplacements de réglage de l'écran par rapport au moulage.

La machine à coquille faisant l'objet de l'invention fonctionne de la façon suivante.

Le métal liquide est coulé dans le doseur 32 (figure 1). La tige du vérin 33 agissant sur le bras fait basculer le doseur 32, lequel déverse le métal dans le cône directeur 31 d'alimentation, qui l'introduit dans la cavité de la coquille. Après maintien en séjour du métal coulé dans la coquille pendant le temps nécessaire à la formation d'une peau, les parties moulantes latérales 4 et 5 de la coquille sont écartées, bien entendu en écartant aussi le dispositif de coulée.

Le moulage 46 reste partiellement en contact (30 à 50% de sa surface inférieure) avec la semelle 3, sur laquelle il est retenu grâce à la configuration de la ligne de joint entre la semelle et les parties latérales de la coquille. La tige du vérin 19 fait remonter le support 12 mobile verticalement, dont les consoles 17 entrent en contact avec la partie restant suspendue en l'air de la surface inférieure du moulage, et soulèvent le moulage au-dessus de la semelle.Etant donné que la surface de contact des portées A des consoles 17 du support 12 avec la surface inférieure du moulage est égale à 2-5% de sa surface, l'extraction de chaleur de la surface inférieure du moulage est quelque peu supérieure à l'extraction de chaleur assurée par l'air.aux surfaces latérales et supérieures du moulage, mais il se produit néanmoins un réchauffage de la peau de la partie inférieure du moulage, grâce à la chaleur interne du moulage, ce qui provoque la décomposition de 70 à 80% de la cémentite.L'écran 20 refroidi par eau et se trouvant sur le support 12 sert de régulateur d'extraction de la chaleur de la surface intérieure (active) du moulage, ce qui assure l'obtention de la structure nécessaire sur sa partie utile., le moulage étant en l'occurrence un sabot pour frein de wagon travaillant à l'usure par l'un de ses côtés.

Quand la surface de la peau de la partie inférieure du moulage atteint une température à laquelle elle pourrait se déformer, le moulage est transféré aux consoles 22 du support 13. La tige du vérin 25 sort alors du cylindre et fait pivoter le longeron 21 du support 13 de 900 à l'aida du bras de la douille 23. Les consolles 22 du support 13 viennent se placer au-dessous et entre les consoles 17 du support 12 portant le moulage.~Le support 12 descend en laissant le moulage sur les consoles 22 du support 13, dont les portées B contactent la partie inférieure du moulage sur 15 à 20% de sa surface. L'extraction de chaleur de la surface inférieure augmente notablement.Le moulage reste sur le support 13 jusqu'à ce que (y compris la durée du retour du support à sa position initiale lors de la rentrée de la tige du vérin 25) la température de sa phase liquide atteigne le liquidus (c'est-à-dire jusqu'à disparition de la surchauffe), la température de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage n'augmentant pas étant donné l'extraction accrue de chaleur par les consoles du support 13, de sorte que le moulage ne se déforma pas.

Après évacuation de la chaleur de surchauffe, le moulage est transféré des consoles 22 du support 13 aux éléments porteurs 15 du support horizontal fixe 14 par la butée 28 du vérin 26. L'aire de contact des éléments porteurs 15 avec la surface inférieure du moulage constitue 2 à 5% de l'aire de ce dernier. Le moulage est serré sur les éléments porteurs 15 du support fixe 14 par la plaque 29 refroidie par eau, agissant sur sa partie supérieure. La formation accélérée de la peau supérieure, résultant du refroidissement par la plaque, crée sur le moulage une carcasse fermée, ce qui prévient le gauchissement du moulage lors de son réchauffage par la chaleur de solidification. Dans la partie inférieure du moulage, la cémentite se décompose définitivement.

Quand la température de la partie interne du moulage atteint le solidus, le moulage est transféré du support fixe.14 à un stockeur ou un convoyeur d'une manière connue quelconque.

De la sorte, la machine à coquille ainsi conçue accroît le rendement grâce à l'évacuation du moulage de la position de coulée avant sa solidification complète la coquille étant ainsi libérée plus vite pour la coulée suivante, et améliore la qualité du moulage, car celui-ci est obtenu sans trempa, avec la structure uniforme voulue de la fonte.

La machine à coquille à deux dispositifs d'enlèvement des moulages de la semelle fonctionne de la façon suivante.

Après coulée du métal et formation d'une peau assurant la conservation de la forme du moulage, les parties latérales 4 et 5 de la coquille s'écartent en laissant le moulage, par exemple, sur la semelle 3 (figure 4) de gauche. Ensuite, la plaque 35 se déplace à gauche, et la semelle de droite vient se placer dans la zone de coulée, dans l'axe de la coquille Grâce à ce déplacement de la plaque 35, la semelle de gauche vient se placer avec le moulage au-dessus du support 36, mobile verticalement, du dispositif d'enlèvement 34 de gauche.

Le déplacement de la plaque 35 à gauche est obtenu par sortie de la tige du vérin 40 (figure 5) et coopération du galet 42 supérieur, fixé à la tige, avec le guide 41.

La plaque 35 se déplace alors en translation vers la gauche, car elle est articulée au bâti à l'aida des deux pieds 39.

Le galet 42 inférieur sert à ramener la plaque 33 à sa position inférieure quand la tige du vérin 40 exécute sa course inverse.

Dès que la semelle 3 de gauche portant le moulage s'arrête au-dessus du support 36, mobile verticalement, du dispositif d'enlèvement 34 de gauche, le vérin de ce dispositif est mis en action; il fait remonter le support et les consoles de celui-ci entrent en contact avec le moulage et le soulèvent.

Ensuite, les parties latérales 4 et 5 de la coquille sont fermées sur la semelle 3 de droite. Le support 38 mobile horizontalement du dispositif gauche d'enlèvement du moulage, fixé à la plaque porte-coquille 6, se place alors au-dessous du support 36 portant le moulage, après quoi le support 36 descend et ses consoles passent à travers les consoles du support 38, en laissant le moulage sur elles. Ceci fait, le métal est coulé dans la coquille assemblée sur la semelle 3, une peau se forme sur le moulage et les parties latérales de la coquille sont écartées.

Quand les parties latérales de la coquille s'écartent, le moulage se trouvant sur les consoles du support 38 est éloigné avec la partie latérale de la coquille pour son traitement thermique subséquent, c'est-à-dire qu'il est transféré au support horizontal fixe 37 du dispositif d'enlèvement 34 de gauche. Ensuite la plaque 35 se déplace et la semelle 3 de droite vient se palcer avec le moulage au-dessus du support 36, mobile verticalement, du dispositif d'enlèvemént 34 dé droite. Lors de ce déplacement, la semelle 3 libre de gauche vient se placer dans la zone de coulée.

Ensuite le moulage est enlevé de la. semelle de droite par les consoles du support 36 mobile verticalement du dispositif 34 de droite et est transféré aux consoles du support 38 mobile horizontalement, puis aux éléments porteurs du support horizontal fixe 37 de ce même dispositif (droit), d'une manière analogue au transfert du moulage dans le dispositif d'enlèvement 34 de gauche. Ceci fait, la machine exécute la coulée de métal suivante dans la coquille assemblée sur la semelle 3 de. gauche, une peau se forme sur le moulage et les parties latérales de la coquille sont écartées, c'est-à-dire que le cycle opératoire de la machine se répète.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication de moulages pleins en fonte, du type comprenant la coulée du métal dans une coquille, le maintien en séjour du métal coulé dans la coquille jusqu'à formation d'une peau capable de préserver la configuration du moulage, le retrait des parties moulantes latérales de la coquille par rapport au moulage, et le refroidissement du moulage, caractérisé en ce que, au cours du refroidissement du moulage, la surface de la peau de sa partie inférieure est réchauffée par diminution de l'extraction de chaleur de sa surface pendant le temps nécessaire à la décomposition de 70 à 80% de la cémentite, puis la surface de la peau de cette partie du moulage est refroidie par augmentation de l'extraction de chaleur de sa surface pendant le temps nécessaire à l'évaucation de la chaleur de surchauffe de la phase liquide, après quoi l'extraction de la chaleur de ladite surface est de nouveau diminuée pendant le temps nécessaire à l'évacuation de la chaleur de solidification du moulage.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ceque l'extraction de chaleur de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage pendant le temps nécessaire à la décomposition. de 70 à 80% de la cémentite qui s'y trouve et pendant le temps nécessaire à l'évacuation de la chaleur de solidification du moulage est réglée à une valeur de 1,1 à 1,2 fois plus élevée que celle de l'extraction de chaleur des surfaces latérales du moulage, et que, pendant le temps nécessaire à l'évacuation de la chaleur de surchauffe de la phase liquide du moulage, elle est réglée à une valeur de 2,5 à 3 fois plus grande que celle de l'extraction de chaleur aux surfaces latérales du moulage.

3. Machine à coquille pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'une des revendications 1 et 2, comprenant un bâti (1), les parties moulantes latérales (4 et 5) d'une coquille, fixées sur des plaques porte-coquille (6 et 7), des mécanismes de déplacement des plaques porte-coquille (6 et 7), des mécanismes de déplacement des plaques porte-coquille avec lesdites parties de coquille vers la zone de coulée, et des semelles (3r, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'au moins un dispositif (8) d'enlèvement du moulage de dessus la semelle (3), ce dispositif étant adapté pour faire varier l'extraction de chaleur de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage et comprenant un support (12) mobile verticalement et un support (13) mobile horizontalement, montés de façon qu'ils puissent entrer à tour de rôle en contact avec la partie inférieure du moulage et réalisés sous forme de longerons sur lesquels sont fixées des consoles horizontales, ainsi qu'un support horizontal fixe (14) comportant des éléments porteurs (15), les consoles (17) du support (12) mobile verticalement et les éléments porteurs (15) du support horizontal fixe (14) comportant des portées (A) plus étroites que les portées (B) des consoles (22) du support (13) mobile horizontalement.

4. Machine à coquille suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le support (12) mobile verticalement est monté au-dessous de la semelle (3), et que le support (13) mobile horizontalement est monté au même niveau que le support horizontal fixe (14) et est équipé d'un actionneur de pivotement servant à déplacer le support (13) depuis le support (12) mobile verticalement vers le support horizontal fixe (14).

5. Machine à coquille suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle est équipée de deux dispositifs (34) d'enlèvement du moulage de dessus la semelle, ces dispositifs étant adaptés pour faire varier l'extraction de chaleur de la surface de la peau de la partie inférieure du moulage, et étant de conception analogue à celle du dispositif (8), ces deux dispositifs (34) étant disposés symétriquement par rapport à l'axe de la coquille et une plaque (35) portant deux semelles (3) étant montée entre eux de façon qu'elle puisse exécuter un mouvement alternatif de tanslation, chacune desdites semelles (3) venant se placer à tour de rôle, lors du déplacement de la plaque (35), dans la zone de coulée et au-dessus du support (36) mobile verticalement du dispositif (34) correspondant d'enlèvement du moulage, et les supports (38) mobiles horizontalement desdits dispositifs (34) étant montés sur l'une desdites plaques porte-coquille.

6. Machine à coquille selon la revendication 5, caractérisée en ce que la plaque (35) portant les deux semelles (3) est articulée au bâti (1) par l'intermédiaire de deux pieds parallèles (39) et est équipée d'un actionneur pour l'animer d'un mouvement alternatif de translation, cet actionneur comprenant un vérin (40) et un guide (41) monté à demeure sur le bâti (1), le cylindre dudit vérin (40) étant fixé à la plaque (35) et sa tige étant munie de galets (42) enserrant le guide (41).

7. Machine à coquille suivant l'une des revendications 3, 4 et 5,caractérisée en ce qu'elle comporte une plaque (29) refroidie par eau, montée sur le bâti, au-dessus du support horizontal fixe, et susceptible de déplacements de .réglage.

8. Machine à coquille suivant l'une des revendications 3, 4 et 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un écran (20) refroidi par eau, monté sur le longeron du support mobile verticalement, et susceptible de déplacements de réglage.

9. Machine à coquille suivant l'une des revendications 3, 4 et 5, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un dispositif de coulée constitué d'un cône directeur d'alimentation (31, rigidement fixé à l'une des parties latérales dé la coquille, et d'un doseur (32) fixé sur cette même partie latérale et susceptible de basculements sous l'action d'un actionneur individuel sous la forme d'un vérin (33) fixé verticalement à la plaque porte-coquille.

10. Moulages en fonte, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé faisant l'objet de l'une des revendications 1 et 2.