FR2868346A1 - MOLD FOR CASTING LIQUID METAL AND CORRESPONDING METHOD - Google Patents

MOLD FOR CASTING LIQUID METAL AND CORRESPONDING METHOD Download PDF

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Abstract

Ce moule pour la coulée d'un métal liquide comprend une surface de forme (24) correspondant à la surface du produit (16) à fabriquer par coulée et destinée à entrer en contact avec le métal liquide. Le moule comprend une portion (10) d'évacuation de chaleur réalisée en une matière ayant une conductivité thermique supérieure à 150 W/mK.Application à la fabrication par coulée de tuyaux en fonte.The mold for casting a liquid metal comprises a shaped surface (24) corresponding to the surface of the product (16) to be made by casting and intended to come into contact with the liquid metal. The mold comprises a heat dissipating portion (10) made of a material having a thermal conductivity greater than 150 W / mK.Application to the casting of cast iron pipes.

Description

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La présente invention concerne un moule pour la coulée d'un métal liquide, du type comprenant une surface de forme correspondant à la surface du produit à fabriquer par coulée et destinée à entrer en contact avec le métal liquide.  The present invention relates to a mold for casting a liquid metal, of the type comprising a shaped surface corresponding to the surface of the product to be made by casting and intended to come into contact with the liquid metal.

Elle s'applique notamment aux installations de fabrication de tuyaux par coulée.  It applies in particular to installations for manufacturing pipes by casting.

On connaît des moules pour la fabrication de tuyaux en fonte par coulée. Ces moules ont une forme générale de cylindre creux autour d'un axe de rotation et comprennent une extrémité correspondant au bout uni du tuyau ainsi qu'une extrémité correspondant au bout à emboîtement du tuyau. La surface intérieure du moule forme la surface extérieure du tuyau fabriqué.  Molds are known for the manufacture of cast iron pipes by casting. These molds have a general hollow cylinder shape about an axis of rotation and comprise an end corresponding to the plain end of the pipe and an end corresponding to the interlocking end of the pipe. The inner surface of the mold forms the outer surface of the manufactured pipe.

Lors de la fabrication de tuyaux, le moule est entraîné en rotation autour de son axe, et un métal liquide est coulé sur la surface intérieure du moule. Le métal est coulé successivement de l'extrémité de bout à emboîtement au l'extrémité de bout uni.  In the manufacture of pipes, the mold is rotated about its axis, and a liquid metal is poured on the inner surface of the mold. The metal is successively cast from the end of the socket end to the end of the spigot end.

Les moules connus sont fabriqués en un acier faiblement allié en chrome, afin de supporter la température de l'acier liquide.  The known molds are made of chromium low alloy steel to withstand the temperature of the molten steel.

En raison de la température importante du métal liquide et de la variation de température du moule lors de la coulée successive de plusieurs tuyaux, des fissures apparaissent sur la surface intérieure du moule. Lors de la coulée du métal liquide pénètre dans ces fissures. Le métal se trouvant dans les fissures empêche l'extraction du tuyau hors du moule et conduit à des rayures sur la surface extérieure de celui-ci.  Due to the high temperature of the liquid metal and the temperature variation of the mold during the successive casting of several pipes, cracks appear on the inner surface of the mold. When pouring liquid metal enters these cracks. The metal in the cracks prevents the extraction of the pipe from the mold and leads to scratches on the outer surface thereof.

Lorsque les fissures dépassent une taille prédéterminée, le moule doit être réparé par usinage de la surface intérieure ou par remplissage des fissures par soudage. Toutefois, ces opérations modifient la surface 2868346 2 intérieure de telle sorte que les tuyaux fabriqués après réparation ne respectent éventuellement plus les tolérances requises.  When the cracks exceed a predetermined size, the mold must be repaired by machining the inner surface or by filling the cracks by welding. However, these operations modify the interior surface such that the pipes manufactured after repair may no longer meet the required tolerances.

La durée de vie des moules connus est donc limitée.  The life of known molds is therefore limited.

Les moules en acier connus ont un autre inconvénient. Lors de la coulée des premiers tuyaux, le moule en acier se déforme plastiquement de manière importante. En conséquence, le moule est fabriqué avec des dimensions qui tiennent compte de cette déformation initiale. Afin d'amener le moule à ses dimensions souhaitées, plusieurs tuyaux, par exemple six, sont coulés. Ces tuyaux ne respectent pas les tolérances requises et doivent être écartés. La nécessité de fabriquer ces tuyaux "perdus" conduit à une diminution du rendement de l'installation de coulée.  Known steel molds have another disadvantage. When casting the first pipes, the steel mold deforms plastically significantly. As a result, the mold is manufactured with dimensions that take into account this initial deformation. In order to bring the mold to its desired dimensions, several pipes, for example six, are cast. These pipes do not respect the required tolerances and must be discarded. The need to manufacture these "lost" pipes leads to a decrease in the efficiency of the casting installation.

La présente invention a pour but de proposer un moule pour la coulée de métal liquide qui ait une durée de vie importante tout en permettant la coulée de pièces de faibles tolérances.  The present invention aims to provide a mold for casting liquid metal which has a long life while allowing the casting of low tolerances parts.

A cet effet l'invention a pour objet un moule du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend une portion d'évacuation de chaleur réalisée en une matière ayant une conductivité thermique supérieure à 150 W/mK.  For this purpose the invention relates to a mold of the aforementioned type, characterized in that it comprises a heat removal portion made of a material having a thermal conductivity greater than 150 W / mK.

Selon des modes particuliers de réalisation, 25 l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la matière a une conductivité thermique supérieure à 300 W/mK; - la matière a une conductivité thermique supérieure 30 à 325 W/mK; - la portion d'évacuation de chaleur est en un alliage à base de cuivre, notamment comprenant plus de 50% en poids de cuivre; - l'alliage à base de cuivre comprend du chrome, notamment entre 0,25% et 2% en poids; - l'alliage comprend du zirconium, notamment entre 0,05% et 0,25% en poids; - la portion d'évacuation de chaleur forme au moins une partie d'une surface extérieure du moule; - la portion d'évacuation de chaleur forme au moins une partie de la surface de forme; - la portion d'évacuation de chaleur s'étend de 10 manière continue entre la surface de forme et la surface extérieure; - le moule comprend un revêtement formant au moins une partie de la surface de forme et s'étendant de la surface de forme à la portion d'évacuation de chaleur; - le revêtement et la portion d'évacuation de chaleur ont des coefficients de dilatation thermique telles que la dilatation thermique du revêtement est supérieure à la dilatation thermique de la portion d'évacuation de chaleur sous l'effet du métal coulé ; - le revêtement est en une matière ayant une dureté supérieure à la dureté de la portion d'évacuation de chaleur, notamment en chrome ou en nickel ou en un alliage à base de chrome et/ou de nickel; - la surface de forme est de symétrie de révolution 25 autour d'un axe; et - le moule est un moule d'un tuyau.  According to particular embodiments, the invention comprises one or more of the following features: the material has a thermal conductivity greater than 300 W / mK; the material has a thermal conductivity greater than 325 W / mK; the heat removal portion is made of a copper-based alloy, especially comprising more than 50% by weight of copper; the copper-based alloy comprises chromium, especially between 0.25% and 2% by weight; the alloy comprises zirconium, in particular between 0.05% and 0.25% by weight; the heat evacuation portion forms at least a portion of an outer surface of the mold; the heat evacuation portion forms at least a portion of the shaped surface; the heat dissipating portion extends continuously between the shaped surface and the outer surface; the mold comprises a coating forming at least a portion of the shaped surface and extending from the shaped surface to the heat removal portion; the coating and the heat removal portion have thermal expansion coefficients such that the thermal expansion of the coating is greater than the thermal expansion of the heat removal portion under the effect of the cast metal; - The coating is a material having a hardness greater than the hardness of the heat removal portion, in particular chromium or nickel or an alloy based on chromium and / or nickel; the shape surface is of symmetry of revolution around an axis; and - the mold is a mold of a pipe.

L'invention a en outre pour objet un procédé de fabrication d'un objet par coulée, du type comprenant l'étape de coulée du métal liquide dans un moule, caractérisé en ce que le moule est un moule tel que défini cidessus.  The invention further relates to a method of manufacturing an object by casting, of the type comprising the step of casting the liquid metal in a mold, characterized in that the mold is a mold as defined above.

Le procédé selon l'invention peut comporter les caractéristiques suivantes: 2868346 4 - le métal est une fonte, notamment de la fonte grise ou de la fonte à graphite sphéroïdal; et - le procédé est caractérisé en outre par une étape de recuit de l'objet fabriqué par coulée.  The process according to the invention may comprise the following characteristics: the metal is a cast iron, in particular gray cast iron or spheroidal graphite cast iron; and the method is further characterized by a step of annealing the object manufactured by casting.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique d'une installation de fabrication de tuyaux selon l'invention; - la Figure 2 est une vue de détail de l'installation de la Figure 1, montrant le moule à plus grande échelle, - la Figure 3 est une vue en coupe partielle du 15 moule selon l'invention prise suivant la ligne III-III de la Figure 2; et - la Figure 4 représente une variante du moule de la Figure 3.  The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic view of a manufacturing facility of pipes according to the invention; 2 is a detail view of the installation of FIG. 1, showing the mold on a larger scale, FIG. 3 is a partial sectional view of the mold according to the invention taken along line III-III. of Figure 2; and - Figure 4 shows a variant of the mold of Figure 3.

Sur la Figure 1 est représentée une installation de 20 fabrication de tuyaux en fonte selon l'invention, désignée par la référence générale 2.  In Figure 1 is shown a pipe-making plant of cast iron according to the invention, designated by the general reference 2.

L'installation 2 comprend un récipient 4, un dispositif verseur 6, un canal de coulée 8, un moule rotatif 10, un dispositif de refroidissement 12 et un dispositif 14 d'extraction d'un tuyau achevé. L'installation 2 sert à fabriquer des tuyaux 16.  The installation 2 comprises a receptacle 4, a pouring device 6, a pouring channel 8, a rotating mold 10, a cooling device 12 and a device 14 for extracting a completed pipe. The installation 2 is used to manufacture pipes 16.

Le récipient 4 est un creuset en matière réfractaire contenant du métal liquide, par exemple de la fonte.  The container 4 is a refractory crucible containing liquid metal, for example cast iron.

Le dispositif verseur 6 est une bascule ayant un volume correspondant à la quantité de métal liquide nécessaire pour un tuyau 16. La bascule peut être inclinée entre une position de réception de métal liquide du récipient et une position de versement du métal liquide dans le canal de coulée 8.  The pouring device 6 is a rocker having a volume corresponding to the amount of liquid metal required for a pipe 16. The rocker can be inclined between a liquid metal receiving position of the container and a pouring position of the liquid metal in the flow channel. casting 8.

Le canal de coulée 8 est une rigole qui conduit du dispositif verseur 6 au moule 10. I1 comprend une entrée 20 située à proximité du dispositif 6 et une sortie 22 s'étendant dans le moule 10. Le canal 8 est incliné par rapport à l'horizontale de telle sorte que la sortie 22 soit située plus bas que l'entrée 20, ainsi permettant à la fonte liquide de s'écouler par gravité.  The pouring channel 8 is a channel which leads from the pouring device 6 to the mold 10. It comprises an inlet 20 situated close to the device 6 and an outlet 22 extending into the mold 10. The channel 8 is inclined with respect to the horizontal so that the outlet 22 is located lower than the inlet 20, thus allowing the liquid iron to flow by gravity.

Le moule rotatif 10, également appelé "coquille", a une forme à symétrie de révolution, dans l'exemple présent généralement cylindrique, d'axe X-X, incliné par rapport à l'horizontale de telle sorte qu'il soit parallèle au canal 8. Dans ce qui suit les expressions "axialement" et "radialement" seront utilisées en référence à cet axe X-X. Le moule 10 a une surface intérieure 24 de forme qui est la surface négative du tuyau 16, ainsi qu'une surface extérieure cylindrique 26 (voir Figure 2). La surface 26 n'entre pas en contact avec le métal liquide lors de la coulée. Comme indiqué sur la Figure 3, la surface intérieure 24 est pourvue de creux 27 d'entraînement du métal liquide.  The rotary mold 10, also called "shell", has a symmetrical shape of revolution, in the generally cylindrical example of axis XX, inclined relative to the horizontal so that it is parallel to the channel 8 In what follows, the terms "axially" and "radially" will be used with reference to this axis XX. The mold 10 has an inside surface 24 of shape which is the negative surface of the pipe 16, as well as a cylindrical outer surface 26 (see FIG. 2). The surface 26 does not come into contact with the liquid metal during casting. As shown in Figure 3, the inner surface 24 is provided with hollow 27 for driving the liquid metal.

Le moule 10 comprend une extrémité bout uni 28, tournée vers l'entrée 20, et une extrémité bout à emboîtement 30, qui est tournée à l'opposé de l'entrée 20. L'extrémité bout uni 28 forme le bout uni du tuyau 16, tandis que l'extrémité bout à emboîtement 30 forme le bout à emboîtement du tuyau 16.  The mold 10 includes a plain end 28 facing the inlet 20, and a plug end 30, which is turned away from the inlet 20. The plain end 28 forms the spigot end of the pipe 16, while the end plug-in end 30 forms the interlocking end of the pipe 16.

Le moule 10 peut être entraîné en rotation autour de l'axe X-X par un dispositif d'entraînement non représenté. Par ailleurs, le moule 10 peut être entraîné en translation le long de l'axe X-X entre une position de début de coulée, dans laquelle la sortie 22 est en face de l'extrémité bout à emboîtement 30, et une position de fin de coulée, dans laquelle la sortie 22 est en face de l'extrémité bout uni 28.  The mold 10 can be rotated about the X-X axis by a drive device not shown. Furthermore, the mold 10 can be driven in translation along the axis XX between a casting start position, in which the outlet 22 is in front of the end plug end 30, and a end of casting position , in which the outlet 22 is in front of the end end 28.

Le dispositif de refroidissement 12 est une pomme d'arrosage qui est adaptée pour projeter du liquide de refroidissement, par exemple de l'eau, sur la surface extérieure 26 du moule 10. En variante, ce dispositif 12 peut être constitué par un système de circulation d'eau à la manière connue.  The cooling device 12 is a watering head which is adapted to project cooling liquid, for example water, onto the outer surface 26 of the mold 10. In a variant, this device 12 can be constituted by a cooling system. circulation of water in the known manner.

Le dispositif d'extraction 14 est adapté pour extraire axialement le tuyau 16 coulé du moule 10.  The extraction device 14 is adapted to extract the cast pipe 16 axially from the mold 10.

Les dispositifs 6, 12 et 14, le récipient 4 ainsi que le canal de coulée 8 sont connus en soi et ne sont pas décrits plus en détail.  The devices 6, 12 and 14, the container 4 and the pouring channel 8 are known per se and are not described in more detail.

Le moule 10 selon l'invention est entièrement en CuCrZr qui est un alliage à base de cuivre. L'alliage comprend plus de 50% en poids de cuivre, de préférence plus de 60% en poids de cuivre, et en particulier plus de 75% en poids de cuivre.  The mold 10 according to the invention is entirely CuCrZr which is a copper-based alloy. The alloy comprises more than 50% by weight of copper, preferably more than 60% by weight of copper, and in particular more than 75% by weight of copper.

Dans le cas présent, il est en un alliage de cuivre, de chrome et de zirconium, notamment selon la norme DIN 17666. Un alliage particulièrement adapté comprend 1% en poids en chrome et 0,15% en poids en zirconium, le reste étant du cuivre et des impuretés inévitables. Cet alliage à une conductivité thermique moyenne à 220 C de 340 W/mK.  In the present case, it is made of an alloy of copper, chromium and zirconium, in particular according to DIN 17666. A particularly suitable alloy comprises 1% by weight of chromium and 0.15% by weight of zirconium, the remainder being copper and unavoidable impurities. This alloy has an average thermal conductivity at 220 C of 340 W / mK.

L'alliage peut comprendre entre 0,25% et 2% en poids de chrome, et de préférence entre 0,5% et 1,5% en poids.  The alloy may comprise between 0.25% and 2% by weight of chromium, and preferably between 0.5% and 1.5% by weight.

L'alliage peut comprendre entre 0,05% et 0,25% en poids de zirconium, et de préférence entre 0,10% et 0,20% en poids.  The alloy may comprise between 0.05% and 0.25% by weight of zirconium, and preferably between 0.10% and 0.20% by weight.

Selon l'invention, au moins une partie de la matière du moule 10 a une conductivité thermique supérieure à 150 W/mK, notamment supérieure à 300 W/mK, et en particulier supérieure à 325 W/mK.  According to the invention, at least a part of the material of the mold 10 has a thermal conductivity greater than 150 W / mK, especially greater than 300 W / mK, and in particular greater than 325 W / mK.

La fabrication d'un tuyau 16 moyennant l'installation 2 selon l'invention est effectuée comme suit.  The manufacture of a pipe 16 by means of the installation 2 according to the invention is carried out as follows.

De la fonte liquide, correspondant à la quantité de fonte nécessaire pour le tuyau 16, est introduite dans le dispositif de versement 6 par le creuset 4.  Liquid cast iron, corresponding to the amount of cast iron required for the pipe 16, is introduced into the pouring device 6 via the crucible 4.

Puis, le moule 10 est entraîné en rotation autour de l'axe X-X et il est amené dans sa position de début de coulée.  Then, the mold 10 is rotated about the X-X axis and is brought into its start casting position.

Ensuite, la fonte liquide est versée du dispositif 6 dans le canal 8, s'écoule le long de celui-ci et est versée dans le moule 10 à l'extrémité bout à emboîtement 30.  Then, the molten iron is poured from the device 6 into the channel 8, flows along it and is poured into the mold 10 at the end plug-in end 30.

Successivement, le moule 10 est amené vers sa position de fin de coulée.  Successively, the mold 10 is brought to its end of casting position.

La fonte liquide se trouvant dans le moule est 10 pressée contre la surface 24 par centrifugation, se solidifie et forme le tuyau 16.  The molten iron in the mold is pressed against the surface 24 by centrifugation, solidifies and forms the pipe 16.

Grâce à la conductivité thermique importante de la matière du moule 10, le gradient de température entre la surface intérieure 24 et la surface extérieure 26 est faible. En d'autres termes, la chaleur apportée par la fonte liquide est évacuée rapidement de la surface 24 vers la surface 26. En conséquence, il ne se produit que peu de contraintes thermiques dans le moule 10, ce qui réduit ou évite une apparition de fissures. Le moule 10 a donc une durée de vie importante.  Due to the high thermal conductivity of the mold material 10, the temperature gradient between the inner surface 24 and the outer surface 26 is small. In other words, the heat provided by the molten iron is rapidly removed from the surface 24 to the surface 26. As a result, there is little thermal stress in the mold 10, which reduces or avoids an appearance of cracks. The mold 10 therefore has a long life.

Par exemple, pour le moule 10 en CuCrZr ayant une épaisseur de paroi de 20mm et une fonte d'acier de 1400 C, la surface intérieure 24 atteint une température de 150 C, tandis que la surface extérieure 26 atteint une température de 100 C. Le gradient de température est donc de 50 . Des moules de l'état de la technique en acier conduisent, dans des conditions analogues, à un gradient de température d'environ 580 C.  For example, for the CuCrZr mold 10 having a wall thickness of 20 mm and a cast iron of 1400 C, the inner surface 24 reaches a temperature of 150 C, while the outer surface 26 reaches a temperature of 100 C. The temperature gradient is therefore 50. Molds of the state of the art steel lead, under similar conditions, to a temperature gradient of about 580 C.

De manière surprenante, la chaleur est évacuée de la surface intérieure 24 suffisamment vite pour que cette dernière n'atteigne pas la température de fusion (environ 1083 C) de la matière du moule. 1l est à noter que de manière générale la conductivité thermique de la matière du 2868346 8 moule est choisie suffisamment grande pour éviter la fusion du moule au niveau de la surface 24.  Surprisingly, the heat is removed from the inner surface 24 fast enough that the latter does not reach the melting temperature (about 1083 C) of the mold material. It should be noted that generally the thermal conductivity of the mold material is chosen to be large enough to prevent melting of the mold at the surface 24.

La fonte se solidifie rapidement dans le moule, avec une vitesse de solidification comprise entre 1,20mm/s et 0,80 mm/s. En raison de la solidification rapide, le carbone contenu dans la fonte se précipite sous forme de Fe3C (carbure de fer) dans une zone en contact avec la surface 24, tandis que dans une zone éloignée de la surface 24, le carbone se trouve essentiellement sous forme de graphite. La solidification rapide conduit donc à un gradient important de carbure de fer - graphite dans le tuyau 16. Lors du recuit, qui transforme le carbure de fer en graphite, la surface extérieure du tuyau 16 est chauffée plus rapidement que la surface intérieure de celui-ci. En conséquence, pour un taux de transformation exigé de carbure de fer en graphite, le tuyau 16 peut être recuit à une température faible ou pendant un temps faible. Le moule 10 selon l'invention est donc particulièrement adapté pour la coulée d'objets en fonte grise ou en fonte à graphite sphéroïdal.  The melt solidifies rapidly in the mold, with a solidification rate of between 1.20 mm / s and 0.80 mm / s. Due to the rapid solidification, the carbon contained in the cast iron precipitates as Fe3C (iron carbide) in a zone in contact with the surface 24, while in a zone remote from the surface 24, the carbon is essentially in the form of graphite. The rapid solidification thus leads to a large gradient of iron-graphite carbide in the pipe 16. During annealing, which transforms the iron carbide into graphite, the outer surface of the pipe 16 is heated faster than the inner surface of the pipe. this. Accordingly, for a required conversion rate of graphite iron carbide, the pipe 16 may be annealed at a low temperature or for a low time. The mold 10 according to the invention is therefore particularly suitable for casting objects of gray cast iron or spheroidal graphite cast iron.

De plus, après l'extraction d'un tuyau 16, le moule 10 atteint rapidement sa température initiale.  In addition, after the extraction of a pipe 16, the mold 10 quickly reaches its initial temperature.

Ainsi les tuyaux peuvent être fabriqués avec une cadence importante.  Thus the pipes can be manufactured with a high rate.

Le moule 10 selon l'invention conduit également à de faibles déformations locales de la surface extérieure du tuyau grâce à la solidification rapide. Le tuyau a donc un meilleur aspect.  The mold 10 according to the invention also leads to small local deformations of the outer surface of the pipe thanks to rapid solidification. The pipe has a better appearance.

Lors de la coulée des premiers tuyaux, la déformation plastique du moule 10 selon l'invention est faible. Même les premiers tuyaux produits respectent ainsi les dimensions requises et peuvent être utilisés. Ainsi, l'installation a un rendement important.  During the casting of the first pipes, the plastic deformation of the mold 10 according to the invention is low. Even the first pipes produced respect the dimensions required and can be used. Thus, the installation has a significant yield.

Sur la Figure 4 est montrée une variante du moule de la Figure 3. Dans ce qui suit, seules les différences par 2868346 9 rapport au moule de la Figure 3 seront décrites, les éléments identiques portant les mêmes références.  In Figure 4 is shown a variant of the mold of Figure 3. In the following, only the differences compared to the mold of Figure 3 will be described, the identical elements bearing the same references.

Le moule 10 est un moule composite. 1l comporte une couche 40 d'évacuation de chaleur extérieure qui forme la surface extérieure 26 et une couche de protection intérieure 42 qui forme la surface intérieure 24 de forme.  The mold 10 is a composite mold. 11 includes an outer heat-removal layer 40 which forms the outer surface 26 and an inner protective layer 42 which forms the inner surface 24 of shape.

La couche 40 est fabriquée en la même matière que le moule 10 décrit cidessus.  The layer 40 is made of the same material as the mold 10 described above.

La couche 42 est constituée d'une matière qui a une dureté supérieure à la dureté de la couche 40. Elle est par exemple constituée de chrome ou de nickel, ou d'un alliage à base de ces métaux. La couche 42 protège la couche 40 contre des rayures générées lors de l'extraction du tuyau 16.  The layer 42 is made of a material that has a hardness greater than the hardness of the layer 40. It is for example made of chromium or nickel, or an alloy based on these metals. The layer 42 protects the layer 40 against scratches generated during the extraction of the pipe 16.

De plus, les coefficients de dilatation thermique des matières des couches 40 et 42 sont choisis de telle sorte que la dilatation thermique, due à l'échauffement par la fonte, de la couche intérieure 42 est supérieure à la dilatation de la couche extérieure 40. Ainsi, lors de la coulée, la couche intérieure 42 est pressée contre la couche extérieure 40, et ne se détache pas de celle-ci.  In addition, the coefficients of thermal expansion of the materials of the layers 40 and 42 are chosen such that the thermal expansion, due to the heating by melting, of the inner layer 42 is greater than the expansion of the outer layer 40. Thus, during casting, the inner layer 42 is pressed against the outer layer 40, and does not detach from it.

De manière générale, au moins une portion du moule qui sert à évacuer la chaleur de la fonte de la surface de forme est en une matière ayant une conductivité thermique importante telle que l'alliage à base de cuivre.  In general, at least a portion of the mold which serves to evacuate the heat of the cast iron from the shaped surface is of a material having a high thermal conductivity such as the copper-based alloy.

En variante, l'alliage du moule 10 ou de la portion d'évacuation de chaleur est à base de cuivre comprenant de faibles quantités de tellure ou de faibles quantités d'argent et de phosphore.  Alternatively, the alloy of the mold 10 or the heat removal portion is copper-based comprising small amounts of tellurium or small amounts of silver and phosphorus.

En variante non représentée, le moule 10 comporte une couche d'évacuation thermique intérieure à conductivité thermique importante qui forme au moins une partie de la surface intérieure 24 et une couche extérieure en une matière différente, telle que du chrome ou du nickel ou du chrome et du nickel pour augmenter la dureté ou bien du chrome et du zinc pour éviter la formation de tartre.  In a variant that is not shown, the mold 10 comprises an inner thermal discharge layer of high thermal conductivity which forms at least a portion of the inner surface 24 and an outer layer of a different material, such as chromium or nickel or chromium. and nickel to increase hardness or chromium and zinc to prevent scale formation.

Bien que le moule selon l'invention soit particulièrement adapté pour la coulée de tuyaux en fonte, il peut être utilisé pour la coulée d'autres objets en d'autres métaux.  Although the mold according to the invention is particularly suitable for cast iron pipes, it can be used for casting other objects of other metals.

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Claims (17)

REVENDICATIONS 1. Moule pour la coulée d'un métal liquide, du type comprenant une surface de forme (24) correspondant à la surface du produit (16) à fabriquer par coulée et destinée à entrer en contact avec le métal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend une portion (10, 40) d'évacuation de chaleur réalisée en une matière ayant une conductivité thermique supérieure à 150 W/mK.  A mold for casting liquid metal, of the type comprising a shaped surface (24) corresponding to the surface of the product (16) to be produced by casting and intended to come into contact with the liquid metal, characterized in that it comprises a heat removal portion (10, 40) made of a material having a thermal conductivity greater than 150 W / mK. 2. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 que la matière a une conductivité thermique supérieure à 300 W/mK.  2. Mold according to claim 1, characterized in that the material has a thermal conductivity greater than 300 W / mK. 3. Moule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière a une conductivité thermique supérieure à 325 W/mK.  3. Mold according to claim 2, characterized in that the material has a thermal conductivity greater than 325 W / mK. 4. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion d'évacuation de chaleur est en un alliage à base de cuivre, notamment comprenant plus de 50% en poids de cuivre.  4. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat removal portion is a copper-based alloy, especially comprising more than 50% by weight of copper. 5. Moule selon la revendication 4, caractérisé en ce 20 que l'alliage à base de cuivre comprend du chrome, notamment entre 0,25% et 2% en poids.  5. Mold according to claim 4, characterized in that the copper-based alloy comprises chromium, especially between 0.25% and 2% by weight. 6. Moule selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'alliage comprend du zirconium, notamment entre 0,05% et 0,25% en poids.  6. Mold according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the alloy comprises zirconium, especially between 0.05% and 0.25% by weight. 7. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion d'évacuation de chaleur forme au moins une partie d'une surface extérieure (26) du moule.  7. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat removal portion forms at least a portion of an outer surface (26) of the mold. 8. Moule selon l'une quelconque des revendications  8. Mold according to any one of the claims précédentes, caractérisé en ce que la portion d'évacuation de chaleur forme au moins une partie de la surface de forme (24).  previous, characterized in that the heat dissipating portion forms at least a portion of the shaped surface (24). 9. Moule selon les revendications 7 et 8 prises ensemble, caractérisé en ce que la portion d'évacuation de 2868346 12 chaleur s'étend de manière continue entre la surface de forme (24) et la surface extérieure (26).  Mold according to claims 7 and 8 taken together, characterized in that the heat discharge portion extends continuously between the shaped surface (24) and the outer surface (26). 10. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un revêtement (42) formant au moins une partie de la surface de forme (24) et s'étendant de la surface de forme (24) à la portion d'évacuation de chaleur.  Mold according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises a coating (42) forming at least a part of the shape surface (24) and extending from the shape surface (24). ) to the heat removal portion. 11. Moule selon la revendication 10, caractérisé en ce que le revêtement (42) et la portion d'évacuation de chaleur (40) ont des coefficients de dilatation thermique telles que la dilatation thermique du revêtement (42) est supérieure à la dilatation thermique de la portion d'évacuation de chaleur (40) sous l'effet du métal coulé.  11. Mold according to claim 10, characterized in that the coating (42) and the heat removal portion (40) have thermal expansion coefficients such that the thermal expansion of the coating (42) is greater than the thermal expansion the heat removal portion (40) under the effect of the cast metal. 12. Moule selon la revendication 10 ou il, caractérisé en ce que le revêtement (42) est en une matière ayant une dureté supérieure à la dureté de la portion d'évacuation de chaleur (40), notamment en chrome ou en nickel ou en un alliage à base de chrome et/ou de nickel.  12. Mold according to claim 10 or il, characterized in that the coating (42) is a material having a hardness greater than the hardness of the heat removal portion (40), in particular chromium or nickel or an alloy based on chromium and / or nickel. 13. Moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de forme (24) est de symétrie de révolution autour d'un axe (X-X).  13. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that the shape surface (24) is of symmetry of revolution about an axis (X-X). 14. Moule selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est un moule d'un tuyau.  14. Mold according to claim 13, characterized in that it is a mold of a pipe. 15. Procédé de fabrication d'un objet par coulée, du type comprenant l'étape de coulée du métal liquide dans un moule, caractérisé en ce que le moule est un moule (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.  15. A method of manufacturing an object by casting, of the type comprising the step of casting the liquid metal in a mold, characterized in that the mold is a mold (10) according to any one of the preceding claims. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le métal est une fonte, notamment de la fonte grise ou de la fonte à graphite sphéroïdal.  16. The method of claim 15, characterized in that the metal is a cast iron, including gray cast iron or spheroidal graphite cast iron. 17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en outre par une étape de recuit de l'objet fabriqué par coulée.  17. The method of claim 15 or 16, further characterized by a step of annealing the manufactured object by casting.
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