FR2628994A1

FR2628994A1 - Mfg. thixotropic metal jellies in casting moulds - by rotating permanent magnets

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Publication number: FR2628994A1
Application number: FR8804343A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1989-09-29
Anticipated expiration: 2008-03-28
Also published as: FR2628994B1

Abstract

A method is claimed for the prodn. of a thixotropic metal jelly during continuous casting and uses the properties of turning permanent magnets to create shearing forces, of a viscous origin, in an alloy with a temp. below that of its liquidus. A turning magnetic field is produced by a rotor driven in a rotating movement, around a vertical axis, by an electric motor. The rotor is formed from an annulus of soft ferromagnetic material in which is countersunk a number of pairs of grooves into which permanent magnets are introduced to produce the turning magnetic field on rotation of the rotor. USE/ADVANTAGE - The device is used for the prodn. of a thixotropic metal jelly during the casting of a metal in a mould or in a continuous casting machine, where the metal or alloy is at a temp. below the liquidus temp. Its major advantages over similar devices for inducing these metallic jellies are:- it is of simple and reliable design and construction; it operates without contact with the metal thus eliminating any pollution effects; the use of permanent magnets eliminates the absorption of active and reactive power giving low energy absorption. (14pp Dwg.no.1/3)

Description

PROCEDE DE PRODUCTION DE GELEES METALLIQUES THIXOTROPES PAR ROTATION
D'UN SYSTEME D'AIMANTS PERMANENTS DISPOSE AUTOUR DE LA LINGOTIèRE
La orésente invention est relative a l'application d'un champ magnétique tournant pendant la solidification des alliages métalliques, dans un intervalle de température compris entre le liquidus et le solidus, dans le but de produire des gelées métalliques thixotropes, en moules où en lingotière de coulée continue.PROCESS FOR PRODUCING THIXOTROPIC METAL JELLIES BY ROTATION
A SYSTEM OF PERMANENT MAGNETS AROUND THE LINGOTIERE
The present invention relates to the application of a rotating magnetic field during the solidification of metal alloys, in a temperature range between the liquidus and the solidus, with the aim of producing thixotropic metal jellies, in molds or in molds continuous casting.

La technique ancienne et répandue, consiste a conduire un métal liquide et surchauffé dans un moule, dans lequel il se solidifie. Alors que la structure du métal, coulé en continu (billettes, ou plaques), subit d'importantes transformations lors du formage ultérieur (laminage, par exemple), la structure des pièces moulées ne peut être modifiée, que dans une très faible mesure, dès que la solidification est terminée (traitement thermique). Les Dièces obtenues par ce procédé peuvent présenter de nombreux défauts : important.phénomène de retrait, porosité excessive, remplissage défectueux, structure cristalline grossière, etc... The old and widespread technique, consists in driving a liquid metal and overheated in a mold, in which it solidifies. While the structure of the metal, continuously cast (billets, or plates), undergoes significant transformations during subsequent forming (rolling, for example), the structure of the molded parts can only be modified, to a very small extent, as soon as solidification is completed (heat treatment). The pieces obtained by this process can have many defects: important shrinkage phenomenon, excessive porosity, defective filling, coarse crystal structure, etc ...

Une autre technique, très rarement adoptée, consiste en la préparation de gelées métalliques thixotropes. On apDelle thixotropes, les corps fluides, ou pateux, dont la viscosité apparente a tendance à décroitre rapidement et significativement dans le temps, quant on les soumet à une contrainte de cisaillement constante. Another technique, very rarely adopted, consists in the preparation of thixotropic metal jellies. Thixotropic, fluid or pasty bodies, whose apparent viscosity tends to decrease rapidly and significantly over time, are called thixotropic, when subjected to a constant shear stress.

La technique d'obtention de ces gelées consiste en la combinaison d'une opération de brassage de l'alliage métallique et d'un refroidissement lent, en la présence simultanée de phases solide et liquide (c'est-à-dire dans un intervalle de températures compris entre le liquidus et le solidus). On obtient ainsi un mortier visqueux, ou gelée, composé de particules sans dendrites, de forme sphérodales, en suspension. Cette gelée, lorsqu'elle est soumise à une intense agitation, est caractérisée par un comportement visqueux non newtonien. Lorsque la fraction solide fs est comprise entre O et 10 %, la vitesse caractéristique de brassage diminue, puis augmente considérablement, pour f5 > 10 %, à condition qu'un certain seuil de force de cisaillement soit atteint. Autrement dit, la viscosité apparente de l'alliage diminue fortement lorsque les forces de frictions visqueuses augmentent. Cette gelée, dont les propriétés visqueuses rappellent celles d'un sorbet en préparation, peut ensuite étre coulée, soit dans un moule, soit continûment sous forme de lingots. The technique for obtaining these jellies consists of the combination of a mixing operation of the metal alloy and slow cooling, in the simultaneous presence of solid and liquid phases (that is to say in an interval temperatures between the liquidus and the solidus). A viscous or frozen mortar is thus obtained, composed of particles without dendrites, of spherodal form, in suspension. This jelly, when subjected to intense agitation, is characterized by a viscous, non-Newtonian behavior. When the solid fraction fs is between 0 and 10%, the characteristic stirring speed decreases, then increases considerably, for f5> 10%, provided that a certain threshold of shear force is reached. In other words, the apparent viscosity of the alloy decreases sharply when the viscous friction forces increase. This jelly, whose viscous properties recall those of a sorbet in preparation, can then be poured, either in a mold, or continuously in the form of ingots.

La coulée de cette gel ce dans un moule de forme quelconque et selon une technique quelconque (par gravité, sous pression, etc...) se traduit par les avantages suivants
- diminution marquée de la surchauffe initiale de l'alliage entrainant une économie d'énergie et une diminution de l'oxydation ;
- meilleur remplissage des moules,
- disparition du phénomène de retirait,
- porosité tendant vers zéro,
- amélioration très marquée de la structure cristalline du métal solidifié dans le moule, qui est constituée par des particules globulaires sans dendrites, dont le diamètre moyen est compris entre 10 et 100 microns.Pouring this gel into a mold of any shape and using any technique (by gravity, under pressure, etc.) results in the following advantages
- marked reduction in the initial overheating of the alloy resulting in energy savings and a reduction in oxidation;
- better filling of molds,
- disappearance of the withdrawal phenomenon,
- porosity tending towards zero,
- very marked improvement in the crystal structure of the metal solidified in the mold, which consists of globular particles without dendrites, the average diameter of which is between 10 and 100 microns.

La production de ces gelées thixotrooes a jusqu'ici été obtenue par l'utilisation d'agitateur à palettes, ou de rotor du type Couette (rotation d'un des cylindres d'un creuset annulaire). Ces dispositifs d'entrainement mecanique présentent les inconvénients importants
- abrasion très rapide du rotor cylindrique, ou des palettes, qui doivent fréquemment etre remplacés
- pollution de l'alliage par le matériau constituant l'agitateur mécanique ;
- production d'un faible volume de gelée (nettement inférieur au litre).The production of these thixotrooes jellies has so far been obtained by the use of a paddle stirrer, or a rotor of the Couette type (rotation of one of the cylinders of an annular crucible). These mechanical drive devices have significant drawbacks
- very rapid abrasion of the cylindrical rotor, or of the vanes, which must be frequently replaced
- pollution of the alloy by the material constituting the mechanical stirrer;
- production of a small volume of jelly (significantly less than a liter).

Pour ces raisons, les avantages présentés par la production de telles gelées n'ont pu être exploités a l'échelle industrielle, ni pour les moules de grande capacité, ni pour les lingots de grandes tailles. For these reasons, the advantages presented by the production of such jellies could not be exploited on an industrial scale, neither for large capacity molds, nor for ingots of large sizes.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients énumérés ci-dessus, et à produire, a l'échelle industrielle, des qelées métalliques thixotropes, sans contact, ni avec l'alliage, ni avec le creuset. The present invention aims to remedy the drawbacks listed above, and to produce, on an industrial scale, thixotropic metallic qeleas, without contact, either with the alloy or with the crucible.

L'invention consiste à utiliser les propriétés d'un champ magnétique a repartion spatiale périodique, créé par des aimants permanents. The invention consists in using the properties of a magnetic field with periodic spatial distribution, created by permanent magnets.

Le dispositif selon l'invention consiste principalement en un rotor annulaire (ou inducteur) et un creuset, généralement cylindrique, contenant l'alliage. The device according to the invention mainly consists of an annular rotor (or inductor) and a crucible, generally cylindrical, containing the alloy.

Le rotor est formé par un anneau en matériau ferromagnétique doux, ou en acier inox, dans lequel a éte fraisé un nombre pair 2p de cannelures de largeur e, selon les génératrices du cylindre intérieur (c'est-à-dire, parallèlement à l'axe de révolution du rotor). Des aimants permanents, de largeur e et de longueur L, sont encastrés dans ces rainures selon l'arrangement suivant
- toutes les faces exterieures des aimants encastrés dans une rainure déterminée correspondent à des pôles de meme nom. L'ensemble k aimants contenus dans une rainure constitue un pôle magnétique (au sens large), de largeur e et de longueur kL ;
- les pâles sont disposés alternativement selon une répartition azimutale sud-nord, lorsque l'on passe d'une cannelure à la cannelure immédiatement voisine.The rotor is formed by a ring of soft ferromagnetic material, or stainless steel, in which has been milled an even number 2p of grooves of width e, according to the generatrices of the inner cylinder (that is to say, parallel to the 'axis of revolution of the rotor). Permanent magnets, of width e and of length L, are embedded in these grooves according to the following arrangement
- all the exterior faces of the magnets embedded in a determined groove correspond to poles of the same name. The assembly k magnets contained in a groove constitutes a magnetic pole (in the broad sense), of width e and of length kL;
- the blades are arranged alternately in an azimuthal south-north distribution, when passing from a groove to the immediately adjacent groove.

Le rotor comporte ainsi p paires de pâles. The rotor thus comprises p pairs of blades.

Chacun de ces pôles est surmonté par une armature métallique, fixée par des vis au rotor, Cette armature est princiDalement destinée à maintenir les aimants. Each of these poles is surmounted by a metal frame, fixed by screws to the rotor. This frame is mainly intended to hold the magnets.

Les aimants permanents qui composent ces pâles peuvent étre de formes variées (parallélépioédiques, incurvés, en forme d'arceaux, etc...) et de compositions diverses et adaptées aux températures de fonctionnement (Ferrites, Cobalt-Terres rares, Alnico, etc...). The permanent magnets which make up these blades can be of various forms (parallelepioedic, curved, in the form of arcs, etc.) and of various compositions and adapted to the operating temperatures (Ferrites, Cobalt-Rare Earths, Alnico, etc. ..).

La répartition spatiale périodique du champ magnétique est très grossièrement assimilable à une sinusoïde. Cette distribution correspond plus précisément a la composition de deux termes d'une série de Fourrier limitée aux harmoniques l (fondamental) et 3. The periodic spatial distribution of the magnetic field is very roughly comparable to a sinusoid. This distribution corresponds more precisely to the composition of two terms of a Fourrier series limited to the harmonics l (fundamental) and 3.

Les extrémités du rotor sont montées sur un système pallierroulements à billes. Cet inducteur est entrainé dans un mouvement de rotation, autour de l'axe de révolution vertical du dispositif rotor-creuset, par un moteur électrique à vitesse variable. La liaison entre l'axe du rotor et le moteur est obtenue, soit par accouplement direct, soit par un système courroies-poulies. The ends of the rotor are mounted on a ball bearing system. This inductor is driven in a rotational movement, around the vertical axis of revolution of the rotor-crucible device, by an electric motor with variable speed. The connection between the rotor axis and the motor is obtained either by direct coupling or by a belt-pulley system.

L'inducteur peut être refroidi, par exemple, par une arrivée d'air surpressé ; l'axe du rotor peut aussi être muni de pales, ou d'hélices, destinées au refroidissement par air. The inductor can be cooled, for example, by a supply of compressed air; the rotor axis can also be provided with blades, or propellers, intended for air cooling.

L'alliage est contenu dans un creuset, ou dans une lingotière, dont la position est fixe et dont l'axe de révolution est confondu avec celui du rotor. Les matériaux entrant dans la construction du creuset, ou ae la lingotière, peuvent être divers (graphite, acier inox, aluminium, etc.)
Le creuset, ou la lingotière, qui peuvent être cylindrique ou annulaire, sont logés dans la cavité cylindrique intérieure au rotor.The alloy is contained in a crucible, or in an ingot mold, whose position is fixed and whose axis of revolution coincides with that of the rotor. The materials used in the construction of the crucible, or the mold, can be various (graphite, stainless steel, aluminum, etc.)
The crucible, or the ingot mold, which can be cylindrical or annular, are housed in the cylindrical cavity inside the rotor.

Lorsque l'inducteur est en rotation, l'alliage fondu est soumis â un champ magnétique variable dans le temps, en chaque point d'une couche périphérique dont l'épaisseur est approximativement, celle de la peau électromagnétique 6 = J2/ aW ou W, a et p sont respectivement, la pulsation du champ magnétique, la conductivité électrique et la perméabilité magnétique de l'alliage) ; il en résulte la création de courants électriques induits. Des forces électromagnétiques de volume, dues a l'interaction du champs magnétique et des courants induits, entraÇnent alors le mélange diphasique constituant l'alliage dans le sens de la rotation de l'inducteur. When the inductor is in rotation, the molten alloy is subjected to a time-varying magnetic field, at each point of a peripheral layer whose thickness is approximately that of the electromagnetic skin 6 = J2 / aW or W , a and p are respectively, the pulsation of the magnetic field, the electrical conductivity and the magnetic permeability of the alloy); this results in the creation of induced electric currents. Electromagnetic volume forces, due to the interaction of the magnetic field and the induced currents, then cause the two-phase mixture constituting the alloy in the direction of rotation of the inductor.

Il est évident, qu'en raison de la disposition verticale des pièces polaires, l'amplitude de la composante azimutale de la vitesse est très nettement privilégiée.It is obvious that due to the vertical arrangement of the pole pieces, the amplitude of the azimuth component of the speed is very clearly favored.

Dans le cas de la coulée en moule, la gelée métallique est préparée selon le processus suivant : l'alliage fondu, surchauffé d'environ 50"C au dessus de la température du liquidus, est introduit dans le moule, dans lequel il se refroidi lentement. L'inducteur est d'abord mis en rotation avec une vitesse faible (de l'ordre de 100 T/mn) afin d'homogénéiser la température du bain, puis à pleine vitesse (entre 500 et 3000 T/mn, selon les alliages) lorsque la température est légèrement inférieure à celle du liquidus. In the case of mold casting, the metal jelly is prepared according to the following process: the molten alloy, superheated by about 50 "C above the liquidus temperature, is introduced into the mold, in which it cools The inductor is first rotated at a low speed (of the order of 100 rpm) in order to homogenize the bath temperature, then at full speed (between 500 and 3000 rpm, depending on alloys) when the temperature is slightly lower than that of the liquidus.

Dans le cas de la coulée continue, qui est bien connue de l'homme de l'art, le métal est amené d'un four de fusion par l'intermédiaire d'un système chenal-goulotte, à une température régulée et voisine de celle du liquidus. La encore, selon une technique bien connue de l'homme de l'art, l'extrémité inférieure de la lingotière est d'abord obturée par un fauxfond, jusqu'à l'apparition de la gelée thixotrope provoquée par la rotation adequate de l'inducteur. Le faux-fond soutenant le lingot amorce ensuite une descente à vitesse uniforme tandis que le lingot est refroidi au moyen d'une boite à eau, disposée au bas de la lingotière. In the case of continuous casting, which is well known to those skilled in the art, the metal is brought from a melting furnace by means of a channel-chute system, at a regulated temperature close to that of the liquidus. Again, according to a technique well known to those skilled in the art, the lower end of the mold is first closed by a false bottom, until the appearance of thixotropic jelly caused by the adequate rotation of the 'inductor. The false bottom supporting the ingot then begins a descent at uniform speed while the ingot is cooled by means of a water box, placed at the bottom of the ingot mold.

Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages
- il est de conception et de réalisation simple et fiable,
- il agit sans contact et donc sans risque de pollution du métal liquide ;
- contrairement au cas des inducteurs polyphasés, les aimants permanents n'absorbent pas de puissance active, ni réactive. Il en résulte que l'énergie absorbée est faible, de l'ordre du kilowat/heure pour une production d'une tonne d'alliage d'aluminium
- l'intensité de brassage peut étre modulée avec souplesse, par variation de la vitesse du moteur d'entraînement ;
- l'utilisation des gelées métalliques thixotropes permet d'améliorer la mise en forme et d'obtenir un meilleur remplissage des moules.The device according to the invention has many advantages
- it is simple and reliable in design and production,
- It acts without contact and therefore without risk of pollution of the liquid metal;
- unlike the case of polyphase inductors, permanent magnets do not absorb active or reactive power. As a result, the energy absorbed is low, of the order of kilowat / hour for the production of one tonne of aluminum alloy
the stirring intensity can be flexibly modulated by varying the speed of the drive motor;
- the use of thixotropic metal jellies makes it possible to improve shaping and obtain better filling of the molds.

Cette propriété est particulièrement intéressante dans le cas de la production de matériaux composites, constitués par l'alliage et une matrice en matériau organique, ou autre
- il évite une surchauffe excessive de l'alliage, avant la coulée, ce qui se traduit par une nouvelle économie d'énergie et, de plus, réduit l'oxydation de l'alliage
- une structure globulaire très fine et homogène remplace la structure grossière qui appariait dans les lingots obtenus à partir des coulées traditionnelles et dans lesquels on trouve, successivement, a partir de la surface extérieure, une zone corticale puis, une zone colonnaire et une zone équiaxe constituée par de gros cristaux
- il s'applique à la production de produits cylindriques, pleins ou creux, en moules ou en coulée continue
- il s'applique a tous les alliages.This property is particularly advantageous in the case of the production of composite materials, constituted by the alloy and a matrix of organic material, or other
- it avoids excessive overheating of the alloy, before casting, which results in a new energy saving and, moreover, reduces the oxidation of the alloy
- a very fine and homogeneous globular structure replaces the coarse structure which appeared in ingots obtained from traditional castings and in which one finds, successively, from the external surface, a cortical zone then, a columnar zone and an equiaxial zone formed by large crystals
- it applies to the production of cylindrical, solid or hollow products, in molds or in continuous casting
- it applies to all alloys.

Cependant, l'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins accompagnent la présente demande et qui représentent, sans caractère limistatif, des exemples de réalisations et de mise en oeuvre de dispositifs selon l'invention. However, the invention will be better understood using the drawings accompanying the present application and which represent, without limitation, examples of embodiments and implementation of devices according to the invention.

La figure 1 représente un exemple de coupe horizontale d'un ensemble rotor-moule cylindrique, ou rotor-lingotière de coulée continue. FIG. 1 represents an example of horizontal section of a rotor-cylindrical mold assembly, or rotor-ingot mold for continuous casting.

La figure 2 représente un exemple de coupe verticale d'un ensemble rotor-moule cylindrique. FIG. 2 represents an example of vertical section of a rotor-cylindrical mold assembly.

La figure 3 représente un exemple de coupe verticale d'un ensemble rotor-lingotière de coulée continue. FIG. 3 shows an example of vertical section of a rotor-ingot mold for continuous casting.

Sur la figure 1, on distingue, en coupe horizontale, les aimants permanents (1) disposés selon une répartition correspondant à une alternance répétitive sud-nord, encastrés dans une carcasse annulaire métallique (2). Ces aimants sont surmontés par une piece métallique (3), destinée à les maintenir. Le métal liquide (4) contenu dans le moule, ou la lingotière, est maintenu par les parois verticales cylindriques (5), et entrainé dans le sens de rotation du rotor. In FIG. 1, there are, in horizontal section, the permanent magnets (1) arranged in a distribution corresponding to a repetitive south-north alternation, embedded in a metallic annular carcass (2). These magnets are surmounted by a metal piece (3), intended to hold them. The liquid metal (4) contained in the mold, or the ingot mold, is held by the vertical cylindrical walls (5), and driven in the direction of rotation of the rotor.

La figure 2 représente, schématiquement, une coupe verticale où on distingue le creuset cylindrique (6) contenant le métal fondu (7). Figure 2 shows, schematically, a vertical section where we distinguish the cylindrical crucible (6) containing the molten metal (7).

Le rotor (8) est mobile autour de son axe (9). Deux pièces polaires, composees ici de cinq aimants permanents (10), dont les faces apparentes sont des pôles nord, sont présentées. L'armature métallique supérieure (11), qui maintient les aimants, est fixée au rotor (8), par des vis (12).The rotor (8) is movable around its axis (9). Two pole pieces, here made up of five permanent magnets (10), the visible faces of which are north poles, are presented. The upper metal frame (11), which holds the magnets, is fixed to the rotor (8) by screws (12).

La figure 3 représente, schématiquement, la coupe verticale d'un dispositif de production continue de gelées thixotropes. Le métal fondu (13) est amené dans la lingotière (14) par un système chenal-goulotte (15). La gelée thixotrope (16) est d'abord formée par la rotation de l'inducteur (17), puis totalement solidifiée par l'eau de refroidissement (18) issue de la boite à eau (19). La partie solide du métal (20) repose sur le faux-fond (21), qui est animé d'un mouvement rectiligne descendant et uniforme. Figure 3 shows, schematically, the vertical section of a device for the continuous production of thixotropic jellies. The molten metal (13) is brought into the mold (14) by a channel-chute system (15). The thixotropic jelly (16) is first formed by the rotation of the inductor (17), then completely solidified by the cooling water (18) coming from the water box (19). The solid part of the metal (20) rests on the false bottom (21), which is driven in a straight downward and uniform movement.

L'invention peut etre illustrée à l'aide de l'exemple, non limitatif, qui suit. The invention can be illustrated by means of the nonlimiting example which follows.

Une expérience a été réalisée dans un creuset cylindrique en acier inox, dont les dimensions étaient les suivantes : diamètre intérieur 80 mm, diamètre extérieur 90 mm, hauteur 250 mn. Ce creuset contenait une hauteur de 18 cm d'un alliage plomb-étain, dont les caractéristiques étaient les suivantes : 85 % Pb, 15 ,0 Sn, liquidus 2880C, solidus 1830C, densité voiside de 10. Le rotor comportait trois paires de pâles de 24 mm de large et 192 mm de hauteur. Chaque pôle était composé par huit aimants permanents parallélépipédiques ALNICO 1500, de dimensions 24 x 24 x 30 mm. La valeur maximale du champ magnétique sur la paroi intérieure du creuset était de l'ordre de 0,1 T (ou 1000 gauss). An experiment was carried out in a cylindrical crucible in stainless steel, the dimensions of which were as follows: inside diameter 80 mm, outside diameter 90 mm, height 250 min. This crucible contained a height of 18 cm of a lead-tin alloy, the characteristics of which were as follows: 85% Pb, 15.0 Sn, liquidus 2880C, solidus 1830C, density close to 10. The rotor included three pairs of blades 24 mm wide and 192 mm high. Each pole was made up of eight ALNICO 1500 parallelepiped permanent magnets, 24 x 24 x 30 mm in size. The maximum value of the magnetic field on the interior wall of the crucible was of the order of 0.1 T (or 1000 gauss).

Le métal a été introduit dans le creuset, en état de surchauffe, puis s'est refroidi sous l'influence du milieu ambiant. The metal was introduced into the crucible, in a state of overheating, then cooled under the influence of the ambient environment.

Par ailleurs, le brassage électromagnétique, correspondant à une vitesse de rotation de 1500 T/mn, a été établi lorsque la température du liquidus a été atteinte. En raison de l'augmentation de la viscosité apparente du système diphasique solide-liquide, la vitesse moyenne qui était initialement de l'ordre de 200 cm.s-' a diminué, pour atteindre 70 cm.s -1, vers 278"C. A partir de cette température, la vitesse de l'alliage a brusquement augmentée, pour atteindre un maximum d'environ 100 cm.s-', indiquant ainsi un changement des propriétés visqueuses de l'alliage. La vitesse d'écoulement a ensuite recommencé à décroitre avec la température, tandis que le milieu diphasique prenait la consistance d'une gelée métallique thixotrope, caractérisée par la présence de petits cristaux sphériques, sans dendrites, en suspension. In addition, electromagnetic stirring, corresponding to a rotation speed of 1500 rpm, was established when the liquidus temperature was reached. Due to the increase in the apparent viscosity of the solid-liquid two-phase system, the average speed which was initially of the order of 200 cm.s- 'decreased, to reach 70 cm.s -1, around 278 "C From this temperature, the speed of the alloy suddenly increased, reaching a maximum of about 100 cm.s- ', thus indicating a change in the viscous properties of the alloy. started to decrease again with temperature, while the two-phase medium took the consistency of a thixotropic metallic jelly, characterized by the presence of small spherical crystals, without dendrites, in suspension.

L'examen d'échantillons extraits de cette gelée a montré que le phénomène de retrait classique n'était pas perceptible et que les zones colonnaires et équiaxes, forméespar de gros cristaux, obtenus dans le cas des solidifications classiques, disparaissaient complètement et étaient remplacées par une structure unique constituée par des cristaux globulaires, dont le diamètre était compris entre 10 et 100 microns. The examination of samples extracted from this jelly showed that the phenomenon of classical shrinkage was not perceptible and that the columnar and equiaxial zones, formed by large crystals, obtained in the case of classical solidifications, disappeared completely and were replaced by a unique structure consisting of globular crystals, the diameter of which was between 10 and 100 microns.

Des expériences semblables ont permis d'observer des résultats analogues pour un alliage d'aluminium 2024. Similar experiments made it possible to observe similar results for an aluminum alloy 2024.

L'invention trouve son application dans tous les cas où on veut utiliser les propriétés des gelées métalliques thixotropes, pour améliorer la mise en forme ainsi que la structure des lingots, ou des pièces moulées, et aussi pour obtenir des matériaux composites a hautes performances. The invention finds its application in all cases where it is desired to use the properties of thixotropic metal jellies, to improve the shaping as well as the structure of the ingots, or molded parts, and also to obtain high performance composite materials.

Claims

1. A method of producing thixotropic metal jellies in a crucible, characterized in that the magnetic properties of the permanent magnets are used to create intense shear forces, of viscous origin, in an alloy whose temperature is lower than that of the liquidus. .

2. Method according to claim 1, characterized in that the thixotropic metallic ge ge is produced in a crucible, or in a continuous, cylindrical or annular casting mold.

3. Method according to claim 1, characterized in that a rotating magnetic field is produced by a rotor driven in a rotational movement, around a vertical axis, by an electric motor.

4. Method according to claim 3, characterized in that the rotor comprises p pairs of blades, p being at least equal to one.

5. Method according to claims 1, 3 and 4, characterized in that each pole is formed by an association of permanent magnets embedded in vertical grooves, formed on the inner cylindrical face of an annular metal carcass.

6. Method according to claim 5, characterized in that the outer faces of the permanent magnets embedded in the same groove correspond to magnetic blades of the same name.

7. Method according to claims 4 and 5, characterized in that the grooves are cut parallel to the axis of revolution of the rotor, in order to favor a rotary flow, that is to say the azimuthal component of the speed of movement of the alloy.

8. Method according to claim 4, characterized in that the pole pieces of the rotor are arranged alternately in a south-north distribution, when passing from a groove to another immediately adjacent.

9. Method according to claims 1 and 2, characterized in that the crucible (or the mold for continuous casting) is housed coaxially in the cylindrical cavity inside the rotor.

10. Method according to claim 1, characterized in that the active phase of the production of a thixotropic metallic jelly, during which the rotating magnetic field is applied, corresponds to the case where the temperature of the alloy is between those of the liquidus and solidus.

11. Method according to claim 1, characterized in that it applies to all alloys.