FR2614813A1 - Appareil et procede de coulee de metal a contre-gravite - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA COULEE A CONTRE-GRAVITE D'UN METAL FONDU DANS UN MOULE 20 PERMEABLE AUX GAZ COMPORTANT UN PASSAGE DE REMPLISSAGE 22 DONT L'EXTREMITE SUPERIEURE EST AU-DESSUS DE LA COMMUNICATION LATERALE DU PASSAGE AVEC D'AUTRES CAVITES DU MOULE. ONREMPLIT LE MOULE A BASSE PRESSION DANS UNE CHAMBRE SCELLEE 12 ENTOURANT LE MOULE, TANDIS QU'ON MET LE PASSAGE DE REMPLISSAGE DU MOULE EN COMMUNICATION AVEC LE METAL FONDU 32. ON PREVOIT DES MOYENS POUR MAINTENIR, PENDANT LE REMPLISSAGE, LA PARTIE SUPERIEURE DU PASSAGE DE REMPLISSAGE DU MOULE A UNE PRESSION PLUS BASSE QUE LA PRESSION ETABLIE DANS LA CHAMBRE A L'EXTERIEUR DU MOULE.

Description

Appareil et procédé de coulée de métal à contre-gravité La présente

invention se rapporte à des appareils et des procédés de coulée de métal fondu contre la gravité ou à contre-gravité (en anglais "countergravity casting" et elle concerne, plus particulièrement une telle coulée dans laquelle on fait en sorte que le métal fondu s'écoule dans les cavités de moules perméables aux gaz et les remplisse sous l'effet d'une basse pression

engendrée dans une chambre à vide fermée autour d'eux.

Des appareils et des procédés du type concerné, présentés dans les brevets US 3.900.064 et 4.589 466, ont permis de produire des articles coulés de haute qualité, supérieurs à bien des égards aux articles coulés produits par des procédés de coulée dépendant d'un écoulement engendré par gravité. On maintient en général la chambre à vide à une pression descendant au moins jusqu'à environ 1/3 (5 livres par pouce carré ou 0,34 bar) au-dessous de la pression atmosphérique, 2C tandis que le métal fondu est pratiquement à la pression atmosphérique et, pour remplir des cavités de moulage rétrécies, il faut souvent descendre à 13 livres par pouce carré (0,90 bar) au-dessous de la pression atmosphérique. De plus, une fois que le moule est rempli, la pression métallostatique dans la partie inférieure du moule s'ajoute à la pression correspondant au vide, de sorte que la pression totale du métal dans ce volume

atteint souvent 18 livres par pouce carré (1,25 bar).

Ces pressions de métal engendrent des contraintes dans les parois du moule, selon la forme de la cavité du moule et sa dimension. L'importance de ces contraintes augmente lorsque les dimensions globales des parties augmentent. Par exemple, une partie de 2 x 4 x 1/4 pouces (5 x 10 x 0,6 cm3) pourrait avoir à résister à une force de 144 livres (640 N), tandis qu'une partie de 6 x 4 x 1/4 pouces (15 x 10 x 0,6 cm3) aurait & résister à une force de 432 livres (1922 N). Des forces aussi élevées peuvent, combinées avec les températures élevées des aciers en particulier, provoquer un déplacement des parois du moule, la pénétration de métal dans la face du

moule et même la rupture complète du moule, en parti-

culier s'.il y a des défauts structuraux dans les moules.

L'effet pratique en est qu'il faut des mesures coûteuses pour éviter ces problèmes, et qu'on ne peut fabriquer

certaines formes plus grandes par les procédés ensei-

gnés. De plus, ces procédés nécessitent des moules de grande solidité et des faces intérieures de faible porosité, tels que des moules en forme de coquille en céramique agglomérée à haute température. Des moules de moindre résistance, tels que des moules à sable agglomérés à basse température, ont été remplis surtout par d'autres procédés, tels que l'immersion partielle du moule dans le métal fondu, le vide étant appliqué uniquement à la partie supérieure du moule, selon les

brevets US 4.340.108 et 4.532.976.

On a découvert qu'on évite ou minimise les difficultés précitées, d'o il découle d'autres avantages, en prévoyant, dans le moule perméable aux gaz, un passage de remplissage qui communique avec d'autres cavités du moule et en maintenant la partie supérieure de ce passage à une pression inférieure à la pression régnant dans la chambre à vide entourant le moule. L'appareil selon l'invention comprend, comme dans l'art antérieur, un moule perméable aux gaz comportant un ensemble de cavités, comprenant un passage de remplissage communiquant latéralement avec un autre ensemble de cavités du moule, le passage de remplissage comportant une - extrémité inférieure ouverte et une extrémité supérieure au-dessus de sa communication latérale supérieure avec l'autre ensemble de cavités; une chambre de support de moule pouvant être fermée hermétiquement pour le moule; des moyens pour mettre en communication l'extrémité inférieure ouverte du passage de remplissage d'un moule enfermé dans la chambre avec une masse de métal fondu à couler; et des moyens de réduction de pression pour produire dans la chambre scellée une pression suffisamment inférieure à la pression présente sur le métal fondu pour faire s'écouler le métal fondu par les moyens de communication et le passage de remplissage de façon qu'il remplisse le second ensemble de cavités du moule. Cependant, selon l'invention, les moyens de réduction de pression comprennent des moyens de réduction de pression différentielle pour maintenir sélectivement, pendant le remplissage du moule, la partie supérieure du passage de remplissage à une pression réduite inférieure à la pression réduite régnant dans la chambre de support à

l'extérieur du moule.

Dans le procédé selon l'invention, les moyens de réduction de la pression différentielle sont utilisés pour produire, dans l'extrémité supérieure du passage de

remplissage, une première pression suffisamment infé-

rieure à la pression présente sur la charge de métal fondu pour faire remplir au métal fondu le passage et que celui-ci reste rempli; et en même temps pour produire dans la chambre à l'extérieur du moule une seconde pression, supérieure à la première pression, et suffisamment inférieure à la pression présente sur la charge de métal fondu pour garantir le remplissage de l'autre ensemble de cavités par le métal fondu qui s'y écoule à partir du passage de remplissage. De préférence, on augmente la seconde pression après le remplissage de l'ensemble de cavités, tandis qu'on maintient la première pression dans l'extrémité supérieure du passage de remplissage et que le métal fondu est toujours en état de s'écouler dans le passage

de remplissage et l'autre ensemble de cavités.

Dans un appareil préféré, les moyens de réduction de la pression différentielle comportent un conduit pourvu d'une extrémité ouverte dans la chambre, le moule comporte une fermeture perméable aux gaz pour l'extré- mité supérieure du passage de remplissage et des moyens sont prévus pour obturer l'extrémité ouverte du'conduit aboutissant au moule autour de l'extrémité supérieure du passage de remplissage; la fermeture est un bouchon inséré dans le sommet du passage de remplissage; et le sommet du passage de remplissage est au-dessus de l'autre ensemble de cavités du moule et/ou l'extrémité ouverte du conduit est obturée sur une plus grande étendue de la partie supérieure du moule comprenant le sommet du passage de remplissage, pour contribuer au remplissage de parties s'étendant vers le haut d'autres

cavités de moule qui se trouvent au-dessous.

Le double réglage indépendant de la basse pres-

sion à l'intérieur et à l'extérieur du moule préconisé par l'invention permet de remplir les cavités de coulée à des pressions de métal totales inférieures par rapport à l'intérieur des cavités de coulée, ce qui réduit les risques de rupture du moule et la pénétration du métal dans la paroi du moule, et aboutit à des pièces coulées

de finition et de précision dimensionnelle supérieures.

Lorsqu'on l'utilise avec des moules à sable agglomérés à basse température, il autorise des moules plus hauts avec davantage de cavités de coulée, qui peuvent être constitués par des sections empilées vissées ensemble, avec une économie de coût de production des moules considérable par rapport aux appareils et procédés de l'art antérieur. On peut utiliser des moules de grande section droite horizontale avec des masses fondues de

métal de plus petit diamètre qu'antérieurement.

Sur le dessin annexé: - la figure 1 est une vue latérale en coupe schématique d'un appareil selon l'invention, dans une position relative des composants correspondant à l'application du vide pour remplir le moule; - la figure 2 est une vue analogue de l'appareil utilisant un moule différent; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'un appareil modifié utilisant un moule différent; - la figure 4 est une vue latérale en coupe schématique, en partie en élévation latérale, d'un creuset enfermé, convenant pour la coulée avec exclusion d'air. En se référant d'abord à la figure 1 du dessin annexé, on y présente une chambre de chargement 12 pouvant être fermée hermétiquement et divisée, montée sur un support 14 qui est mobile verticalement et peut aussi, de préférence, être mobile latéralement. La chambre de chargement 12 comporte, dans sa paroi supérieure, un raccord 16 de branchement sur un appareil

de production de pression différentielle (non repré-

senté) et, dans sa paroi inférieure supportant le moule, une ouverture centrale 18 pour supporter un moule perméable aux gaz, désigné par la référence générale 20, comportant un passage de remplissage vertical 22 pourvu d'une extrémité inférieure 24 pour introduire du métal fondu dans des cavités de moule 26 qui s'y trouvent. Sur la figure 1, le moule 20 est représenté sous la forme d'un moule de type aggloméré à "coquille" (en anglais

"shell"), à haute température.

On peut effectuer la coulée avec l'appareil et le procédé selon l'invention, que le métal de coulée réagisse ou non sur l'oxygène et/ou l'azote de l'air aux températures de coulée. Avec des métaux réactifs, on effectue la coulée avec exclusion d'air du métal de coulée pendant tous les instants o il est au-dessus d'une température à laquelle il réagit notablement sur

l'air, comme on l'expliquera plus loin.

Un creuset 30 de moulage de métal fondu, présentant une surface supérieure de métal fondu exposée 32, est placé au-dessous de la chambre 12. Il est clair que le creuset est entouré par l'enroulement de chauffage par induction courant (non représenté) incorporé dans une matière électriquement isolante (non représentée). Un tuyau de remplissage creux, désigné par la référence générale 40, descend de la chambre 12 vers le creuset 30. Ce tuyau de remplissage peut faire partie intégrante du moule, mais il est représenté sous la forme d'un tuyau séparé, comportant une bride supérieure 42 placée autour de l'ouverture inférieure 24 du moule et ajustée étroitement, à son col, sur l'ouverture 18 de la chambre 12. Un cylindre de déplacement hydraulique, représenté partiellement en 34, relié au.support mobile 14, est prévu pour faire effectuer au creuset 30 et à la chambre 12 avec le moule 20 un mouvement relatif de rapprochement et d'éloignement mutuel en faisant monter ou descendre sélectivement la chambre 12 avec le moule 20. (C'est ce qu'on préfère, mais le creuset peut être

mobile au lieu ou en plus de cela).

Au cours d'une opération de coulée, on fait passer la chambre 12 d'une position o le tuyau de remplissage 40 est au-dessus du creuset à une certaine distance de celui-ci à la position de remplissage, représentée sur les figures 1 à 3, dans laquelle l'extrémité inférieure ouverte de la portion inférieure 44 du tuyau de remplissage 40 est immergée dans le métal fondu se trouvant dans le creuset. Dans cette position de remplissage, l'appareil 16 devant engendrer des pressions différentielles peut être actionné pour appliquer une pression différentielle à la chambre 12 et à l'extérieur du moule 30, suffisamment au-dessous de la pression présente sur le métal fondu se trouvant dans le creuset 50 pour que du métal fondu pénètre, en passant par le tuyau de remplissage 40, dans le passage de remplissage 22 du moule, en remplissant les cavités de

moule communicantes 26.

Selon la description donnée jusqu'ici, l'appareil

de la figure 1 est pratiquement conforme à celui divulgué dans le brevet US 4 589 466, selon la forme préférée. Bien que ce ne soit pas représenté sur le dessin annexé, le dispositif représenté dans ce brevet, destiné à fermer par sertissage un tuyau de remplissage métallique correspondant au tuyau de remplissage 40 de la figure 1 de la présente invention, après le remplissage du moule, peut être utilisé en liaison avec

l'appareil selon l'invention, si on le désire.

Selon la présente invention, on prévoit dans un conduit 45 situé dans la paroi supérieure de la chambre 12 un second raccord 16a de branchement à un appareil d'application de pression différentielle (non représenté) qui peut être actionné sélectivement pour produire une pression inférieure à celle qui est produite simultanément dans la chambre 12 par le raccord 16. Les raccords 16a et 16 peuvent être branchés sur des systèmes de pompes à vide différents ou sur un seul système de ce genre pourvu de commandes de soupapes appropriées pour produire des pressions différentielles dans. les deux raccords de branchement. Un bouchon poreux 47, très perméable aux gaz mais pas au métal, comble une ouverture située à l'extrémité supérieure du passage de remplissage 22 du moule, et le raccord 16a est monté avec son embouchure exposée à la surface extérieure du bouchon 47. Un tel système ou de tels systèmes seront en général montés fixement avec des raccords flexibles branchés sur lui, permettant les mouvements de la chambre 12. Une garniture d'étancheité 46, qui peut être du type d'un joint torique, est prévue entre le raccord 16a et le sommet du moule, de façon que l'extrémité supérieure du passage de remplissage puisse être maintenue à une pression différente de celle régnant dans la chambre 12. Des garnitures 48 analogues sont prévues entre le raccord 16a et le conduit 45 pour

empêcher les fuites de la chambre 12.

L'ouverture pourvue du bouchon poreux 47 est la structure préférée, du fait que le moule au-dessus du passage de remplissage n'a pas à supporter le poids de métal se trouvant dans le moule rempli. On peut donc en général le rendre plus poreux qu'ont peut le faire pour

le reste du corps du moule.

En cours de fonctionnement, on insère d'abord la portion inférieure 44 du tuyau de remplissage 40 dans l'ouverture inférieure 18 de la chambre 12 ouverte, de sorte que sa portion supérieure bridée 42 est supportée par la paroi inférieure de la chambre 12 et que sa portion terminale inférieure 44 descend verticalement vers le creuset 30, à distance au- dessus de la surface

32 du métal fondu se trouvant dans le creuset 30.

Ensuite, on place le moule 20 sur la surface supérieure de la portion de tuyau de remplissage évasée 44, son 2C extrémité ouverte inférieure 24 étant concentrique par rapport au tuyau de remplissage 40, de sorte que le tuyau de remplissage 40 est branché de façon étanche et amovible entre l'extrémité ouverte inférieure 24 du passage de moule vertical 22 et la paroi inférieure de la chambre 12 entourant l'ouverture inférieure 18 de la chambre. On insère le bouchon poreux 47, et on fait communiquer avec lui de façon étanche le raccord 16a. On effectue ces opérations, de façon commode, en écartant

latéralement la chambre 12 du four à creuset.

Ensuite, la chambre 12 étant revenue dans sa position au-dessus du creuset, lorqu'on doit effectuer la coulée sans exclusion d'air, on fait descendre la chambre 12 avec le moule 20 et le tuyau de remplissage en actionnant le cylindre de déplacement hydraulique

34 pour amener l'extrémité inférieure du tuyau de rem-

plissage 40 dans la position de remplissage représentée sur les figures 1 à 3, dans laquelle l'extrémité libre inférieure du tuyau de remplissage est immergée dans le métal fondu se trouvant dans le creuset. On applique alors une pression différentielle réduite à l'intérieur du moule 20 par le passage vertical 22 en manoeuvrant le raccord 16a de façon que du métal fondu monte dans le tuyau de remplissage 40 et remplisse le passage vertical 22, la différence de pression métallostatique dans le passage vertical 22 provoquant également un écoulement latéral dans les cavités 20 du moule. En même temps, on applique une seconde pression, supérieure à la pression appliquée par le raccord 16a, mais inférieure à la pression présente sur le métal fondu contenu dans le creuset 30 à la chambre 12, de même qu'à l'extérieur du moule 20, par le raccord 16, pour garantir que les cavités 26 du moule se remplissent de métal fondu. La valeur de cette seconde pression convient juste pour provoquer le remplissage des cavités de moule 26. Une fois le remplissage achevé, on peut augmenter la pression entourant le moule 20, tout en maintenant la basse pression à l'intérieur du moule, pour améliorer la qualité des pièces et réduire les contraintes de tension

dans le moule.

Une fois le moulage achevé, on ramène la pression à l'intérieur et à l'extérieur du moule 20 à la valeur

de la pression atmosphérique. On ouvre alors le compar-

timent 12, et l'on retire le moule 20 rempli et le tuyau de remplissage 40, et on les sépare, en préparation d'un

autre cycle de moulage.

L'amplitude de la différence de pression maintenue entre la partie supérieure du passage de remplissage 22 du moule et l'intérieur de la chambre 12 est dans une certaine mesure une variable dépendant largement des caractéristiques du moule particulier utilisé. Cela veut dire qu'un moule à cavités faciles à

remplir à partir de la différence de pression métal-

lostatique dans le passage de remplissage 22 du moule permettrait de plus grandes différences que celles qui sont plus difficiles à remplir de cette façon, le second cas comprenant des moules comportant des portions de cavité de moulage très étroites, en particulier s'il faut les déposer en haut de leur communication de coulée avec le passage de remplissage 22 du moule. Même avec des moules aussi difficiles à remplir, on peut en général maintenir la chambre 12, pendant le remplissage, à une pression supérieure d'au moins 5 pouces (13 cm) de mercure à la pression maintenue à travers le raccord 16a des différences beaucoup plus importantes assureront

un remplissage approprié de moules faciles à remplir.

Les avantages de la réduction de la charge de pression relative interne sur les parois des cavités de moule ainsi obtenue sont notables, comme on l'a expliqué précédemment. Sur la figure 1, le moule 20 est un moule céramique aggloméré à haute température, tandis que sur la figure 2 le moule 20a est un moule à sable aggloméré à basse température, formé de sections horizontales fixées ensemble. Les parties du moule 20b correspondant à celles du moule 20 de la figure 1 sont désignées par les mêmes références numériques, avec l'indice a. En raison des avantages de l'invention, les moules de ces figures peuvent être plus hauts, avec une plus grande capacité de production, qu'antérieurement, ou bien ils peuvent avoir des qualités supérieures pour la même

capacité, ou les deux.. En fait, en raison de la fai-

blesse relative du moule 20a de la figure 2, l'invention rend la structure de moule de la figure possible, du fait que, sans la plus haute pression dans la chambre 12, la pression relative s'exerçant à l'intérieur du moule serait suffisamment élevée pour être susceptible

de briser le moule.

1 1

La figure 3 représente une variante de la structure représentée sur les figures 1 et 2, utilisée avec un moule 20b différent, du type à sable aggloméré à basse température, utilisé pour mouler une ou plusieurs grandes pièces. Sur la figure 3, les parties du moule sont désignées par l'indice b ajouté aux références numériques du moule 20 auxquelles elles correspondent, tandis que d'autres modifications sont indiquées par des "primes" ajoutés aux mêmes références numériques que sur

la figure 1.

Le moule 20b est d'une dimension et d'une complexité de remplissage extrêmement grandes pour un moule à sable aggloméré à basse température, étant constitué par deux moitiés superposées soudées entre elles. Le passage de remplissage 22b du moule pourrait former un conduit en une seule partie, ou bien les cavités ramifiées 26b pourraient former des parties

séparées. Ce moule est un exemple d'un moule parti-

culièrement difficile à remplir du fait que, non seulement les cavités ramifiées 26b sont en grande partie au-dessus de leur raccordement de coulée au passage de remplissage, mais elles comportent de petits

appendices 49 montant au-dessus de ce raccordement.

Dans des cas tels que celui présenté par le moule 22b, le raccord 16a' peut être modifié comme on l'a représenté en agrandissant le diamètre de son embouchure de façon qu'elle couvre non seulement le passage de remplissage 22b du moule, mais également les portions de cavité difficiles à remplir, son joint agrandi 46' étant au-delà de leurs extrémités. Dans ce cas, l'ouverture située au sommet du passage de remplissage 22 du moule de la figure 1, et son bouchon 47, peuvent être supprimés. Ainsi, la pression plus basse du raccord 16a' est transmise, par l'intermédiaire du sommet du moule, aux parties difficiles à remplir, ainsi qu'au sommet du passage de remplissage, et il n'y a pas à maintenir une pression différentielle anormalement basse dans la

chambre 12' pour garantir le remplissage.

Contrairement aux moules à fond creux de l'art antérieur, avec l'appareil et le procédé selon l'invention, les moules peuvent être plus grands que le creuset, s'étendant au-delà des limites de la surface exposée du métal se trouvant dans le creuset, comme le moule 20b de la figure 3. Ainsi, la possibilité de mettre en oeuvre des moules anormalement grands par l'invention n'est pas entravée par un besoin de fours anormalement grands pour assurer une exposition au métal

fondu corrélativement accrue.

De nombreux métaux de moulage réagissent à des températures convenant pour la coulée sur l'oxygène et/ou l'azote de l'air en formant des sousproduits nocifs pour la coulée. Par suite, on coule couramment de tels métaux avec exclusion de l'air du métal de coulée

fondu, lorsqu'il est à la température de réactivité.

La figure 4 de la présente demande représente un appareil de coulée à exclusion d'air, associé à l'appareil de la figure 1 (qui pourrait également être celui de la figure 2 ou de la figure 3). La seule variante par rapport à la figure 1, dont on conserve les références numériques, est l'adjonction d'un raccord 50 de branchement sur une source de gaz inerte (non représentée) pour envoyer sélectivement un tel gaz dans

la chambre 12, à l'extérieur du moule 20.

L'appareil de la figure 4 présente, en outre, une enceinte en forme générale de boite, désignée par la référence générale 60, pour le creuset, désigné ici par la référence 62, de métal fondu, présentant une surface supérieure 64. L'enceinte 60 peut reposer sur le plancher et sa paroi supérieure 66 peut être placée de façon amovible sur les sommets des parois latérales au moyen d'un joint torique 68 (pour accéder complètement à l'intérieur). La face intérieure des parois de l'enceinte 60 peut comporter un serpentin ou plusieurs serpentins (non représentés) pour la circulation de fluide de refroidissement, tel que l'eau, ou bien l'on peut prévoir des doubles parois, séparées pour permettre la circulation d'agent de refroidissement entre elles. Le creuset 62 est incorporé dans un bloc de matière électriquement isolante réfractaire 70, contenant un enroulement de chauffage par induction 72 entourant le creuset, qui peut reposer sur un moyen de support (non

représenté).

Une ouverture 74 est prévue dans la paroi supérieure 66 de l'enceinte 60, au centre de la surface de métal fondu 64 du creuset 62, cette ouverture étant d'une dimension lui permettant de recevoir librement à travers elle l'extrémité inférieure 44 du tuyau de remplissage 40 de l'appareil des autres figures. Une ouverture analogue 76 est prévue dans l'écran thermique usuel 78 en matière isolante qui est supporté au-dessus du creuset sur le haut du bloc 70. Un couvercle amovible 80 pour l'ouverture 74 est en contact étanche avec la paroi supérieure 66 de l'enceinte autour de l'ouverture 74 grâce à un joint torique 82. Une petite ouverture 84 peut être prévue au centre du couvercle 82, ouverture par laquelle on peut insérer un thermocouple dans la masse fondue pour mesurer sa température. L'enceinte 60 comporte un raccord 86 de branchement sur un appareil de production de pressions différentielles susceptible de produire un vide poussé dans l'enceinte 60 du creuset lorsque l'enceinte est fermée hermétiquement. Un raccord 88 est également prévu pour le branchement sur une

source de gaz inerte (non représentée).

Au cours de l'utilisation de l'appareil de la figure 4, une charge de métal fondu placée dans le

creuset 62 sous une atmosphère de gaz inerte pratique-

ment dépourvue d'air (d'une façon que l'on décrira plus loin). On retire le couvercle 84 avant le début de l'opération de coulée, en empêchant l'entrée d'air dans l'enceinte du creuset par l'ouverture 74 en maintenant un courant du gaz inerte au-dessus de la pression atmosphérique. Avec un gaz inerte tel que l'argon, plusieurs fois plus dense que l'air, ou l'azote, d'une densité seulement légèrement inférieure à celle de l'air, on peut facilement règler le courant gazeux pour empêcher l'entrée d'air dans l'enceinte 60 par

l'ouverture 74.

Pour l'opération de coulée avec l'appareil de la figure 4, au lieu d'insérer le tuyau de remplissage 40 directement au-dessous de la surface de la masse fondue, puis de faire le vide dans la chambre 12,. on déplace la chambre 12 par une opération à deux stades. Le premier stade fait pénétrer l'extrémité 44 du tuyau de remplissage par l'ouverture 74 et arrête le mouvement relatif lorsque l'extrémité du tuyau est immergée dans l'atmosphère de gaz inerte située au-dessus de la

surface 64 de métal fondu se trouvant dans le creuset.

Au cours d'un arrêt dans cette position, on fait régner dans la chambre 12 juste le vide léger requis pour provoquer l'écoulement du gaz inerte se trouvant dans l'enceinte 60 du creuset par le tuyau de remplissage 40,

le moule 20 et la chambre 12, ce qui les purge d'air.

Pendant ce stade, on agit de préférence sur le raccord dans la chambre 12 de façon à admettre du gaz inerte supplémentaire pour faciliter la purge de la chambre. De plus, on agit de préférence sur le raccord 16a pour fournir au moule une pression un peu inférieure à celle qui est produite dans le raccordd 16 de branchement de

la chambre 12.

Après un court arrêt dans le but indiqué, qui peut ne demander qu'environ 15 secondes, le mouvement de la chambre 12 reprend pour immerger l'extrémité du tuyau de remplissage dans le métal fondu au-dessous de sa surface, ce qui définit la position de remplissage. Dans cette position, on fait dans la chambre 12 et le moule un vide plus poussé, dans la mesure nécessaire pour remplir le moule, le raccord 16a étant souvent manoeuvré pour fournir au moule une pression plus basse que la pression produite dans la chambre 12 par le raccord 16,

selon la description donnée en regard des figures I à 3.

Dès que le métal a durci suffisamment dans le moule, on déplace la chambre 12 en sens inverse pour retirer le tuyau 40 par les ouvertures 76 et 74, de sorte qu'on peut remettre le couvercle 80 sur l'ouverture 74. On augmente la pression dans la chambre par admission de gaz inerte par le raccord 50, tant que le métal de coulée reste à des températures de réactivité. Les

autres opérations peuvent être conformes à la descrip-

tion donnée en regard des figures 1 à 3.

Pour envoyer initialement du métal au creuset sous une atmosphère de gaz inerte dépourvue d'air, ce qui n'a à être fait qu'occasionnelement, on prévoit un couvercle de remplacement (non représenté) pour le couvercle80, qui est imperméable, plus grand et plus résistant que le couvercle 80 et capable de résister à l'évacuation de l'enceinte 60 du creuset à un vide poussé. Le couvercle 80 étant retiré, on met du métal à fondre dans le creuset par l'ouverture 74, et l'on met de façon amovible ce couvercle de remplacement en contact hermétique avec la paroi supérieure 66 comportant l'ouverture 74j recevant le couvercle, de l'enceinte. On évacue l'enceinte par le raccord 86 jusqu'à obtention d'un état pratiquement dépourvu d'air, et l'on active l'enroulement d'induction 72 pour fondre le métal. Lorsque le métal a atteint la température désirée, on admet le gaz inerte à la presssion désirée dans l'enceinte par le raccord 88 et l'on retire le

couvercle de remplacement et l'on remet le couvercle 80.

La purge par du gaz inerte, produite par application d'une basse pression à la fois à l'extérieur et à l'intérieur du moule, s'est avérée plus efficace que les procédés classiques consistant à ne purger le

moule que de l'extérieur de celui-ci.

Claims (11)

REVENDICATIONS:

1. Appareil de coulée de métal fondu à contre-gravité, comprenant: un moule en matière perméable aux gaz comportant un ensemble de cavités en son intérieur comprenant un passage de remplissage communiquant latéralement avec un autre ensemble de cavités dudit moule, ledit passage de remplissage comportant une extrémité ouverte inférieure

et une extrémité supérieure au-dessus de sa communica-

tion la plus haute avec ledit autre ensemble de cavités; une chambre de support du moule pouvant être fermée hermétiquement pour ledit moule; des moyens pour faire communiquer l'extrémité inférieure ouverte du passage de remplissage d'un tel moule enfermé dans ladite chambre avec une mase de métal fondu à couler; et des moyens de réduction de pression pour produire dans ladite chambre fermée hermétiquement une pression suffisamment inférieure à la pression présente 2C sur le métal fondu pour faire s'écouler ledit métal fondu par lesdits moyens de communication et ledit passage de remplissage pour remplir ledit autre ensemble de cavités du moule; caractérisé en ce que lesdits moyens de réduction de pression comprennent des moyens de réduction de pression différentielle pour maintenir sélectivement,

pendant le remplissage dudit moule, la partie supérieure-

du passage de remplissage dudit moule à une pression réduite inférieure à la pression réduite produite dans

ladite chambre de support à l'extérieur du moule. -

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de réduction de la pression différentielle comprennent un conduit s'étendant desdits moyens de réduction de pression à une extrémité ouverte dudit conduit dans ladite chambre, et des moyens pour sceller de façon amovible ladite extrémité ouverte dudit

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conduit sur la surface dudit moule au-dessus de l'extré-

mité supérieure dudit passage de remplissage.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moule comporte une ouverture le traversant au-dessus dudit passage de remplissage qui est fermée par un bouchon qui est perméable aux gaz, mais non au métal fondu, et en ce que l'extrémité ouverte dudit conduit est scellée autour du sommet dudit bouchon.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bouchon est plus perméable aux gaz que

le corps du moule qui l'entoure.

5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité ouverte dudit conduit est plus grande que l'extrémité supérieure dudit passage de remplissage, de sorte que, lorsqu'elle est scellée au-dessus d'elle, elle surplombe aussi des portions de l'ensemble des cavités autres que ledit passage de remplissage.

6. Appareil selon l'une quelconque des revendi-

cations précédentes, caractérisé en ce que le sommet dudit passage de remplissage est au-dessus dudit autre

ensemble de cavités du moule.

7. Appareil selon l'une quelconque des revendi-

cations précédentes, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour envoyer dans ladite chambre, à l'extérieur dudit moule, du gaz autre que de l'air, sur

lequel le métal fondu ne réagit pas.

8. Procédé de coulée à contre-gravité de métal fondu dans un moule de matière perméable aux gaz contenu dans une chambre fermée hermétiquement et comportant un passage de remplissage communiquant latéralement audessous de son extrémité supérieure avec un ensemble de cavités dudit moule autre que ledit passage de remplissage, caractérisé en ce qu'il comprend les stades suivants: on fait communiquer une portion inférieure dudit passage de remplissage avec une charge de métal fondu à couler; on établit dans l'extrémité supérieure dudit passage de remplissage une première pression suffisam- ment inférieure à la pression présente sur ladite charge de métal fondu pour que le métal fondu remplisse ledit passage et le maintienne rempli, et on établit simultanément dans ladite chambre, à l'extérieur dudit moule, une seconde pression supérieure à la première pression et suffisamment inférieure à la pression présente sur ladite charge de métal fondu pour garantir le remplissage dudit autre ensemble de cavités par du métal fondu qui s'y écoule à partir dudit passage

de remplissage.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par l'autre stade consistant à élever ladite seconde pression après remplissage dudit ensemble de cavités par le métal fondu, alors que ladite première pression est maintenue dans l'extrémité supérieure dudit passage de remplissage et que du métal fondu reste.susceptible de couler dans ledit passage de remplissage et l'autre

ensemble de cavités.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 8 et 9, caractérisé en ce que l'on établit la première pression en raccordant la surface extérieure du moule au-dessus de l'extrémité supérieure du passage de

remplissage à une source d'une telle pression.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 8 à 10, caractérisé en ce que la première pres-

sion et la seconde pression sont des pressions d'un gaz autre que l'air, sur lequel le métal fondu ne réagit pas.