LU88246A1 - Method for manufacturing composite wearing parts and parts produced by this method - Google Patents

Method for manufacturing composite wearing parts and parts produced by this method Download PDF

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LU88246A1
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wear
composite
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LU88246A
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Norbert Guerard
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Magotteaux Int
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Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION DE PIECES D'USURE COMPOSITE ET PIECES RÉALISÉES PAR CE PROCÉDÉMETHOD FOR MANUFACTURING COMPOSITE WEAR PARTS AND PARTS MADE BY THIS METHOD

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce d'usure composite, en particulier d'une frette ou segment d'usure de broyeurs verticaux ou cylindriques comprenant des inserts et un corps, dans lequel on coule ledit corps autour des inserts disposés dans un moule ainsi que des pièces d'usure réalisées par ce procédé, notamment des frettes de broyeurs.The present invention relates to a method of manufacturing a composite wear part, in particular a hoop or wear segment of vertical or cylindrical mills comprising inserts and a body, in which said body is cast around the inserts arranged in a mold as well as wearing parts produced by this process, in particular grinder hoops.

De nombreuses pièces d'usure, par exemple dans le domaine des broyeurs, sont soumises à des sollicitations mécaniques élevées dans la masse et à une forte usure par abrasion à leur surface travaillante. Il est dès lors souhaitable que ces pièces présentent une forte résistance à l'abrasion et une certaine ductilité pour pouvoir résister aux sollicitations mécaniques telles que des chocs. De plus, une certaine ductilité est aussi requise si ces pièces doivent éventuellement être usinées. Or, il est bien connu que ces propriétés ne sont pas conciliables. Certes, il est possible de choisir un compromis entre ces deux propriétés opposées, mais ceci doit nécessairement se faire aux dépens de la résistance à l'usure ou de la ductilité.Many wearing parts, for example in the field of shredders, are subjected to high mechanical stresses in the mass and to high wear by abrasion on their working surface. It is therefore desirable that these parts have a high abrasion resistance and a certain ductility in order to be able to withstand mechanical stresses such as impacts. In addition, a certain ductility is also required if these parts must possibly be machined. However, it is well known that these properties cannot be reconciled. Admittedly, it is possible to choose a compromise between these two opposite properties, but this must necessarily be done at the expense of wear resistance or ductility.

Pour éviter un tel compromis, il est connu de réaliser des pièces bimétalliques dont la partie exposée à l'abrasion, constituée de fonte au chrome à forte résistance à l'abrasion, est supportée par un noyau en acier plus ductile. Ceci permet de réduire l'usure de la pièce, tout en évitant la casse du noyau.To avoid such a compromise, it is known to produce bimetallic parts, the part exposed to abrasion, consisting of chromium cast iron with high abrasion resistance, is supported by a more ductile steel core. This reduces wear on the part, while avoiding breakage of the core.

On connaît plusieurs procédés de fabrication de telles pièces composites ou bimétalliques.Several processes are known for manufacturing such composite or bimetallic parts.

Ainsi, il est connu de réaliser des pièces d'usure bimétalliques par assemblage soudé. Si, en théorie, l'assemblage soudé ne présente pas de limites au niveau de la morphologie des composantes à assembler, en pratique, de telles limites existent et elles dépendent du procédé de soudage utilisé. De plus, tous les procédés de soudage appliqués à des matériaux fragiles exigent une maîtrise parfaite de leur cycle d'échauffement et de refroidissement ainsi qu'un positionnement très précis des surfaces à assembler. Il en résulte que l'assemblage soudé est une technique difficile à mettre en oeuvre, onéreuse et peu polyvalente.Thus, it is known to produce bimetallic wear parts by welded assembly. If, in theory, the welded assembly does not present limits at the level of the morphology of the components to be assembled, in practice, such limits exist and they depend on the welding process used. In addition, all welding processes applied to fragile materials require perfect control of their heating and cooling cycle as well as very precise positioning of the surfaces to be assembled. As a result, the welded joint is a difficult technique to implement, expensive and not very versatile.

Du brevet américain US-2,155,215, il est connu de fabriquer des pièces d'usure bimétalliques en coulant le support de la pièce autour d'inserts disposés dans le moule. La masse des inserts doit être calculée de manière à ce que ces derniers soient réchauffés au-dessus de leur température critique par le métal coulé. Les inserts sont maintenus à l'intérieur de leur logement dans la pièce du fait de la contraction thermique supérieure du métal formant le corps de la pièce. Cependant, lors de la coulée du métal formant le corps de la pièce, on risque de déplacer les inserts dans le moule. Ceci est particulièrement le cas lorsque les inserts sont de petite taille et/ou ont une base relativement petite par rapport à leur hauteur.From US patent US-2,155,215, it is known to manufacture bimetallic wear parts by casting the support of the part around inserts arranged in the mold. The mass of the inserts must be calculated in such a way that the latter are heated above their critical temperature by the cast metal. The inserts are kept inside their housing in the part due to the superior thermal contraction of the metal forming the body of the part. However, during the casting of the metal forming the body of the part, there is a risk of displacing the inserts in the mold. This is particularly the case when the inserts are small and / or have a relatively small base relative to their height.

La demande de brevet européen EP-0 476 496 décrit un procédé dans lequel des inserts longitudinaux, comportant au moins une nervure radiale saillante, sont disposés les uns contre les autres sur la circonférence d'un moule à symétrie axiale. Cette manière d'opérer garantit que les inserts ne sont pas déplacés par la coulée du deuxième métal. Cependant, ce procédé ne peut être utilisé que pour des inserts relativement volumineux dans un moule à symétrie axiale.European patent application EP-0 476 496 describes a method in which longitudinal inserts, comprising at least one projecting radial rib, are arranged against each other on the circumference of a mold with axial symmetry. This way of operating ensures that the inserts are not displaced by the casting of the second metal. However, this method can only be used for relatively large inserts in an axially symmetrical mold.

Le but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication de pièces d'usure composite permettant de maintenir les inserts dans leur position lors de la coulée du deuxième métal, sans que les inserts doivent être en contact direct avec les inserts voisins.The object of the present invention is to propose a method of manufacturing composite wearing parts making it possible to maintain the inserts in their position during the casting of the second metal, without the inserts having to be in direct contact with the neighboring inserts.

Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose un procédé de fabrication d'une pièce d'usure composite comprenant des inserts et un corps dans lequel on coule le corps autour des inserts disposés dans un moule et qui est caractérisé en ce que lesdits inserts disposés dans ledit moule sont fixés sur une surface d'un support, ladite surface constituant une surface faisant partie du moule.To achieve this objective, the present invention provides a method of manufacturing a composite wearing part comprising inserts and a body in which the body is poured around the inserts arranged in a mold and which is characterized in that said inserts arranged in said mold are fixed to a surface of a support, said surface constituting a surface forming part of the mold.

Les inserts peuvent être fixés sur cette surface par des moyens mécaniques, tels que des vis, des rivets ou des circlips, par des moyens adhésifs, tels que des colles céramiques à haute température, ou par soudure.The inserts can be fixed to this surface by mechanical means, such as screws, rivets or circlips, by adhesive means, such as high temperature ceramic glues, or by welding.

Afin de faciliter le positionnement et le fixage, le support peut être perforé aux endroits où seront placés les inserts.To facilitate positioning and fixing, the support can be perforated at the places where the inserts will be placed.

Le support, par exemple en tôle, peut être enduit d'un réfractaire avant que les inserts ne soient fixés.The support, for example in sheet metal, can be coated with a refractory before the inserts are fixed.

Après la solidification du métal coulé, le support peut être éliminé, par exemple par usinage, abrasion, fusion, etc, si les conditions de fonctionnement de la pièce l'exigent.After the solidification of the cast metal, the support can be removed, for example by machining, abrasion, fusion, etc., if the operating conditions of the part require it.

Si la pièce d'usure présente une surface d'usure composite, le support présente avantageusement une première surface qui, dans le moule, délimite au moins partiellement la surface d'usure, et les inserts sont fixés directement sur cette première surface du moule.If the wear part has a composite wear surface, the support advantageously has a first surface which, in the mold, at least partially delimits the wear surface, and the inserts are fixed directly to this first mold surface.

Les inserts peuvent avantageusement être soumis à un traitement thermique d'homogénéisation et/ou enduits d'un réfractaire avant d'être fixés sur le support.The inserts can advantageously be subjected to a homogenization heat treatment and / or coated with a refractory before being fixed to the support.

Les inserts peuvent être de forme variée, par exemple : cylindrique, tronconique, polygonale ou peuvent avoir la forme d'un tronc de pyramide. Ils peuvent également comporter au moins une gorge radiale rentrante et/ou au moins une nervure radiale saillante. Les inserts sont donc ancrés dans le corps de la pièce par leur forme géométrique particulière.The inserts can be of varied shape, for example: cylindrical, frustoconical, polygonal or can have the shape of a truncated pyramid. They can also include at least one re-entrant radial groove and / or at least one projecting radial rib. The inserts are therefore anchored in the body of the part by their particular geometric shape.

Les inserts sont avantageusement exécutés dans un alliage métallique ayant une haute résistance à l'usure, par exemple, en fonte au chrome contenant des carbures complexes au chrome (Cr), au niobium (Nb), au vanadium (V) et/ou au molybdène (Mo). Les inserts peuvent aussi être constitués en carbures de tungstène fondus et infiltrés par une brasure à base de nickel (Ni) ou de cuivre (Cu).The inserts are advantageously executed in a metal alloy having a high resistance to wear, for example, in chromium cast iron containing complex carbides in chromium (Cr), niobium (Nb), vanadium (V) and / or molybdenum (Mo). The inserts can also be made of molten tungsten carbides and infiltrated by brazing based on nickel (Ni) or copper (Cu).

Le corps de la pièce, quant à lui, est avantageusement constitué en alliage métallique alliant de bonnes propriétés mécaniques à une résistance moyenne à l'usure, par exemple en fonte au chrome à teneur en carbone (C) < 2,1%, en fonte Gs perlitique ou bainitique, en acier martensique ou en acier au manganèse (Mn).The body of the part, for its part, is advantageously made of a metal alloy combining good mechanical properties with an average resistance to wear, for example in chromium cast iron with carbon content (C) <2.1%, in Gs perlitic or bainitic cast iron, martensic steel or manganese steel (Mn).

La température moyenne des inserts étant inférieure à la température moyenne du matériau formant le corps de la pièce lors de la solidification de celui-ci, le matériau formant le corps se contracte plus que les inserts lors du refroidissement après coulée du corps de la pièce. De cette manière, les inserts sont maintenus en position par les forces de contraction exercées par le corps de la frette.The average temperature of the inserts being lower than the average temperature of the material forming the body of the part during its solidification, the material forming the body contracts more than the inserts during cooling after casting of the body of the part. In this way, the inserts are held in position by the contraction forces exerted by the body of the hoop.

Le rapport masse des inserts/masse totale de la pièce se situe avantageusement entre 5 et 40%.The mass ratio of the inserts / total mass of the part is advantageously between 5 and 40%.

Le moule, et donc la pièce fabriquée selon le procédé de la présente invention, peut, par exemple, être cylindrique ou tronconique. La forme cylindrique peut, soit être un cylindre complet, soit des segments rapportés.The mold, and therefore the part manufactured according to the method of the present invention, can, for example, be cylindrical or frustoconical. The cylindrical shape can either be a complete cylinder or added segments.

La pièce peut présenter un alésage qui peut être, soit cylindrique, soit conique. Dans le cas des segments rapportés de cylindre, la face de pose sur l'alésage peut être plane de sorte à permettre un usinage plus aisé de la pièce et, dans ce cas évidemment, l'arbre sur lequel les segments seront montés est polygonal.The part may have a bore which may be either cylindrical or conical. In the case of added cylinder segments, the mounting face on the bore can be flat so as to allow easier machining of the part and, in this case obviously, the shaft on which the segments will be mounted is polygonal.

Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, la distribution des inserts est régulière et forme un réseau dont la maille est un hexagone centré. La disposition et l'écart entre les inserts peuvent être choisis de sorte que la structure formée par le métal ductile confère à l'ensemble une résistance élevée aux sollicitations mécaniques. D'autres distributions des inserts sont également possibles, comme par exemple sous forme d'un réseau dont la maille est un carré ou un carré centré. Des essais ont montré que, pour des frettes pour broyeurs, le diamètre des inserts se situe avantageusement entre 10 et 100 mm et que l'écartement optimal entre les inserts se situe entre 2 et 40 mm.According to an advantageous embodiment of the present invention, the distribution of the inserts is regular and forms a network whose mesh is a centered hexagon. The arrangement and the distance between the inserts can be chosen so that the structure formed by the ductile metal gives the assembly a high resistance to mechanical stresses. Other distributions of the inserts are also possible, such as for example in the form of a network whose mesh is a square or a centered square. Tests have shown that, for hoops for mills, the diameter of the inserts is advantageously between 10 and 100 mm and that the optimal spacing between the inserts is between 2 and 40 mm.

Selon un autre mode de réalisation préféré, la résistance à l'usure, le diamètre des inserts, la distribution des inserts et la densité des inserts peuvent être adaptés à l'intensité locale de l'abrasion pour éviter une usure irrégulière le long de la génératrice et par là, de supprimer de coûteuses opérations de rectifications périodiques.According to another preferred embodiment, the resistance to wear, the diameter of the inserts, the distribution of the inserts and the density of the inserts can be adapted to the local intensity of the abrasion to avoid irregular wear along the generator and thereby eliminate costly periodic rectification operations.

Selon encore un autre mode de réalisation, la disposition des inserts dans les frettes de broyeurs est adaptée de sorte que la dureté différente des métaux favorise l'apparition d'une macro-rugosité qui réduit le glissement entre la matière à broyer et la surface de broyage de sorte à augmenter le débit et à réduire l'usure des pièces.According to yet another embodiment, the arrangement of the inserts in the shredders of the grinders is adapted so that the different hardness of the metals promotes the appearance of macro-roughness which reduces the slip between the material to be ground and the surface of grinding so as to increase the throughput and reduce wear on the parts.

Il est évident que le procédé décrit dans cette invention peut aussi être utilisé pour d'autres types de pièces composites dont le corps de la pièce est coulé. D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description de quelques modes de réalisation avantageux, présentés ci-dessous, à titre d'illustration en référence aux dessins dans lesquels : - la Figure 1 représente schématiquement un broyeur cylindrique ; - la Figure 2 montre schématiquement un broyeur vertical ; - la Figure 3 montre les détails d'un broyeur au niveau du broyage ; - la Figure 4 représente une coupe radiale à travers une moitié d'un moule dans lequel sont placés des inserts ; - la Figure 5 illustre en coupe axiale une frette de broyage dans son moule ; - la Figure 6 montre une distribution des inserts dont la maille est un hexagone centré ; - la Figure 7 représente une distribution des inserts dont la maille est un carré centré ; - la Figure 8 illustre une distribution des inserts dont la maille est un carré ; - la Figure 9A montre un insert cylindrique ; - la Figure 9B représente une coupe selon la ligne IX-IX' de la Figure 9A ; - la Figure 10A représente un insert à base carrée ; - la Figure 1OB montre une coupe selon la ligne X-X' de la Figure 10A ; - la Figure 11A représente un insert à base hexagonale ; - la Figure 11B montre une coupe selon la ligne XI-XI' de la Figure 11A ; - la Figure 12 montre un exemple de distribution des inserts sur le pourtour d'une frette.It is obvious that the method described in this invention can also be used for other types of composite parts whose body of the part is cast. Other particularities and characteristics will emerge from the description of some advantageous embodiments, presented below, by way of illustration with reference to the drawings in which: - Figure 1 schematically represents a cylindrical crusher; - Figure 2 schematically shows a vertical mill; - Figure 3 shows the details of a grinder at the grinding level; - Figure 4 shows a radial section through one half of a mold in which are placed inserts; - Figure 5 illustrates in axial section a grinding hoop in its mold; - Figure 6 shows a distribution of the inserts whose mesh is a centered hexagon; - Figure 7 shows a distribution of the inserts whose mesh is a centered square; - Figure 8 illustrates a distribution of the inserts whose mesh is a square; - Figure 9A shows a cylindrical insert; - Figure 9B shows a section along line IX-IX 'of Figure 9A; - Figure 10A shows a square base insert; - Figure 1OB shows a section along line X-X 'of Figure 10A; - Figure 11A shows an insert with a hexagonal base; - Figure 11B shows a section along line XI-XI 'of Figure 11A; - Figure 12 shows an example of distribution of the inserts around the periphery of a hoop.

Une première application avantageuse pour la mise en oeuvre de pièces composites sera maintenant décrite en référence à un broyeur cylindrique tel que représenté schématiquement sur la Figure 1. De tels broyeurs sont, par exemple, utilisés pour broyer des minerais, du charbon ou clinker. Ils sont essentiellement constitués de deux rouleaux cylindriques 21, 22 qui tournent en sens opposé. La matière à broyer 23 est introduite par un canal d'alimentation (non représenté). Elle est saisie entre les deux cylindres 21, 22 et broyée sous pression élevée. La matière broyée 24 tombe ensuite sur une bande de transport qui l'évacue vers un endroit de stockage par exemple.A first advantageous application for the implementation of composite parts will now be described with reference to a cylindrical mill as shown diagrammatically in Figure 1. Such mills are, for example, used to grind ores, coal or clinker. They essentially consist of two cylindrical rollers 21, 22 which rotate in opposite directions. The material to be ground 23 is introduced through a feed channel (not shown). It is gripped between the two cylinders 21, 22 and ground under high pressure. The ground material 24 then falls on a conveyor belt which discharges it to a storage place for example.

Les pièces d'usure composites peuvent aussi être avantageuse-ment mises en oeuvre dans un broyeur vertical à galets tel que représenté schématiquement sur la Figure 2. De tels broyeurs sont essentiellement constitués d'une piste rotative 30 sur laquelle évoluent des galets de broyage 32. La matière à broyer est introduite par un canal d'alimentation central 34 et tombe sur la piste 30 où elle est écrasée et broyée entre cette piste et les galets 32. Comme le montre plus en détail la Figure 3, la matière broyée est saisie, à la périphérie de la piste 30, par un courant ascendant d'air chaud et séparée en même temps sous l'effet de la gravité et d'un séparateur 36 suivant la granulométrie. Pour éviter des frictions entre les galets 32 et la piste 30, les galets 32 doivent avoir une forme tronconique comme représentée sur la Figure 2. Il est également possible de prévoir des galets 40, comme dans le mode de réalisation de la Figure 3, avec une surface de roulement convexe, la piste 38 ayant une surface annulaire concave correspondante.The composite wear parts can also be advantageously implemented in a vertical roller mill as shown diagrammatically in FIG. 2. Such shredders essentially consist of a rotary track 30 on which grinding rollers 32 operate. The material to be ground is introduced through a central feed channel 34 and falls on the track 30 where it is crushed and ground between this track and the rollers 32. As shown in more detail in Figure 3, the ground material is seized , at the periphery of the track 30, by an ascending current of hot air and separated at the same time under the effect of gravity and of a separator 36 according to the particle size. To avoid friction between the rollers 32 and the track 30, the rollers 32 must have a frustoconical shape as shown in Figure 2. It is also possible to provide rollers 40, as in the embodiment of Figure 3, with a convex running surface, the track 38 having a corresponding concave annular surface.

Les galets de broyage sont, en général, constitués par une frette annulaire tronconique ou cylindrique, montée sur un moyeu. Elles doivent, d'une part, avoir une résistance suffisante à l'usure occasionnée par le broyage et, en même temps, pouvoir être usinées pour être montées sur le moyeu. Les frettes connues sont en général coulées en fonte Ni-hard ou en fonte au chrome et ensuite usinées avec une grande précision avant d'être montées sur leur moyeu.The grinding rollers are, in general, constituted by a frustoconical or cylindrical annular hoop, mounted on a hub. On the one hand, they must have sufficient resistance to wear caused by grinding and, at the same time, be able to be machined to be mounted on the hub. The known hoops are generally cast in Ni-hard cast iron or in chromium cast iron and then machined with great precision before being mounted on their hub.

En service, l'usure d'une telle frette est uniforme sur la circonférence de la frette . En revanche, l'usure est généralement variable, le long d'une même génératrice, les extrémités, surtout les extrémités périphériques s'usant moins vite que la partie centrale. En plus, il se produit un polissage progressif de la surface de travail, avec comme conséquence un risque accru de patinage entre la frette et la matière à broyer. Il en résulte que le profil des surfaces travaillantes se modifie et le système de rattrapage des jeux ne permet plus de restaurer des conditions optimales de broyage. En outre, la surface extérieure se polissant, le glissement entre la matière à broyer et la surface de la frette accélère l'usure et réduit le débit, surtout si la matière à broyer est humide.In use, the wear of such a hoop is uniform over the circumference of the hoop. On the other hand, wear is generally variable, along the same generator, the ends, especially the peripheral ends, wear out less quickly than the central part. In addition, there is a gradual polishing of the work surface, with the consequence of an increased risk of slippage between the hoop and the material to be ground. As a result, the profile of the working surfaces changes and the backlash adjustment system no longer makes it possible to restore optimal grinding conditions. In addition, as the outer surface is polished, the sliding between the material to be ground and the surface of the hoop accelerates wear and reduces the flow rate, especially if the material to be ground is wet.

Pour remédier à ces inconvénients, on propose de réaliser les frettes de broyeur avec des inserts comme représentées sur la Figure 4.To overcome these drawbacks, it is proposed to produce the mill frets with inserts as shown in FIG. 4.

Un support sur lequel sont montés des inserts 6 moyennant des vis 8 épouse la forme extérieure d'un moule.A support on which inserts 6 are mounted by means of screws 8 follows the external shape of a mold.

Le moule est limité du côté intérieur par une paroi cylindrique 10 de sorte à définir un alésage cylindrique 12. Le métal à couler remplira le volume 1_4 pour former le corps de la frette de broyage.The mold is limited on the inside by a cylindrical wall 10 so as to define a cylindrical bore 12. The metal to be cast will fill the volume 1_4 to form the body of the grinding hoop.

La Figure 5 représente une coupe axiale d'une frette de broyage coulée dans le moule de la Figure 4. Les inserts 6 sont ancrés dans le corps 14 de la frette par une forme géométrique spécialement étudiée. De plus, la température moyenne des inserts étant inférieure à la température moyenne du matériau formant le corps de la pièce lors de la solidification de celui-ci, le matériau formant le corps se contracte plus que les inserts lors du refroidissement après coulée du corps de la pièce. De cette manière, les inserts sont aussi maintenus par les contraintes de pression qu'exerce le matériau formant le corps de la frette sur les inserts. Le moule est représenté en lignes pointillées.Figure 5 shows an axial section of a grinding hoop cast in the mold of Figure 4. The inserts 6 are anchored in the body 14 of the hoop by a geometric shape specially studied. In addition, the average temperature of the inserts being lower than the average temperature of the material forming the body of the part during the solidification of the latter, the material forming the body contracts more than the inserts during cooling after casting of the body of the room. In this way, the inserts are also held by the pressure stresses exerted by the material forming the body of the hoop on the inserts. The mold is shown in dotted lines.

Des exemples de différents modes de distribution des inserts sur la frette sont représentés sur les Figures 6, 7 et 8. Ainsi, sur la Figure 6, on voit une maille unitaire en forme d'hexagone centré. Les mailles unitaires représentées sur les Figures 7 et 8 ont la forme d'un carré centré, respectivement d'un carré. Il sera noté que, du fait de la fixation des inserts, l'écart entre ces derniers peut être important, ce qui permet de conférer à l'ensemble une résistance élevée aux sollicitations mécaniques.Examples of different modes of distribution of the inserts on the hoop are shown in Figures 6, 7 and 8. Thus, in Figure 6, we see a unitary mesh in the form of a centered hexagon. The unit cells shown in Figures 7 and 8 have the shape of a centered square, respectively a square. It will be noted that, due to the fixing of the inserts, the difference between the latter may be significant, which makes it possible to give the assembly a high resistance to mechanical stresses.

Les Figures 9A, 10A et 11A représentent différentes formes d'inserts. La forme géométrique des inserts 6 est importante pour la durée de vie de la frette et pour sa stabilité mécanique. Les inserts 6 représentés comportent, dans les cas illustrés, deux gorges radiales rentrantes qui renforcent l'ancrage des inserts dans le corps de la pièce.Figures 9A, 10A and 11A show different forms of inserts. The geometric shape of the inserts 6 is important for the life of the hoop and for its mechanical stability. The inserts 6 shown comprise, in the illustrated cases, two re-entrant radial grooves which reinforce the anchoring of the inserts in the body of the part.

Les Figures 9B, 1OB et 11B représentent trois formes de section préférées des inserts : circulaire, carrée ou hexagonale respectivement. La forme de la surface de base des inserts est importante car elle détermine, avec le diamètre des inserts et leur espacement, le pourcentage de la surface d'usure formé par le matériau des inserts, respectivement par le matériau du corps de frette.Figures 9B, 1OB and 11B show three preferred cross-sectional shapes of the inserts: circular, square or hexagonal respectively. The shape of the base surface of the inserts is important because it determines, with the diameter of the inserts and their spacing, the percentage of the wear surface formed by the material of the inserts, respectively by the material of the hoop body.

Par le travail de la frette, une usure préférentielle de l'alliage ductile est provoqué et des rainures entre les inserts se forment. Ces rainures agrippent la matière à broyer et augmentent le rendement de la frette. Le diamètre, la forme et l'espacement des inserts est choisi en fonction des caractéristiques de frottement du matériau employé, de sa granulométrie et de son angularité.By the work of the hoop, preferential wear of the ductile alloy is caused and grooves between the inserts are formed. These grooves grip the material to be ground and increase the yield of the hoop. The diameter, shape and spacing of the inserts is chosen according to the friction characteristics of the material used, its particle size and its angularity.

La Figure 12 montre un exemple d'une distribution particulière sur la surface de travail de la frette. Des inserts 6'' d'un diamètre plus grand sont placés au milieu de la surface de travail tandis, que des inserts 6' d'un diamètre plus faible se situent aux extrémités périphériques. Cette distribution particulière des inserts est avantageuse car l'usure d'une frette n'est, en général, pas régulière. En effet, l'usure d'une frette est circonféren-tiellement uniforme. En revanche, l'usure est généralement variable le long d'une même génératrice. En effet, les extrémités périphériques s'usent moins vite que la partie centrale. Il en résulte que le profil des surfaces travaillantes se modifie et que finalement, le système de rattrapage des jeux ne permet plus de travailler dans des conditions optimales. Les frettes doivent alors être démontées et rectifiées.Figure 12 shows an example of a particular distribution on the working surface of the hoop. Larger diameter 6 '' inserts are placed in the middle of the work surface while smaller diameter 6 'inserts are located at the peripheral ends. This particular distribution of the inserts is advantageous because the wear of a hoop is, in general, not regular. In fact, the wear of a hoop is circumferentially uniform. However, wear is generally variable along the same generator. Indeed, the peripheral ends wear less quickly than the central part. It follows that the profile of the working surfaces changes and that ultimately, the backlash system no longer allows to work in optimal conditions. The frets must then be dismantled and rectified.

Le choix judicieux de la forme , des dimensions, de la dureté et de la distribution des inserts permet d'obtenir une usure totale (en gr/τ de matière broyée) minimale, de générer une surface d'usure ayant un profil favorable au processus de broyage et de réduire la fréquence des interventions pour rectifier la génératrice.The judicious choice of shape, dimensions, hardness and distribution of the inserts makes it possible to obtain minimum total wear (in gr / τ of ground material), to generate a wear surface having a profile favorable to the process and reduce the frequency of interventions to rectify the generator.

Claims (19)

1. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite comprenant des inserts (6) et un corps (14) dans lequel on coule ledit corps (14) autour des inserts dans un moule, caractérisé en ce que lesdits inserts (6) disposés dans le moule sont fixés sur une surface d'un support (4), ladite surface constituant une surface faisant une partie dudit moule.1. A method of manufacturing a composite wear part (2) comprising inserts (6) and a body (14) in which said body (14) is poured around the inserts in a mold, characterized in that said inserts (6) arranged in the mold are fixed on a surface of a support (4), said surface constituting a surface forming a part of said mold. 2. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon la revendication 1 caractérisé en ce que les inserts (6) sont fixés sur la surface du support (4) par des moyens mécaniques, par des moyens adhésifs, ou bien par soudure.2. A method of manufacturing a composite wear part (2) according to claim 1 characterized in that the inserts (6) are fixed to the surface of the support (4) by mechanical means, by adhesive means, or well by welding. 3. Procédé de fabrication d'une pièce d'usure composite selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite surface du support (4) est munie d'un réfractaire.3. A method of manufacturing a composite wear part according to claim 2 characterized in that said surface of the support (4) is provided with a refractory. 4. Procédé de fabrication d'une pièce d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le support (4) est éliminé après solidification du métal coulé.4. A method of manufacturing a composite wear part according to any one of claims 1 to 3 characterized in that the support (4) is removed after solidification of the cast metal. 5. Procédé de fabrication d'une pièce d'usure composite selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que le support (4) est muni de trous de positionnement pour les inserts (6).5. A method of manufacturing a composite wear part according to claims 1, 2 or 3 characterized in that the support (4) is provided with positioning holes for the inserts (6). 6. Procédé de fabrication d'une pièce d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les inserts (6) sont soumis à un traitement thermique d'homogénéisation et/ou muni d'un réfractaire.6. A method of manufacturing a composite wearing part according to any one of claims 1 to 5 characterized in that the inserts (6) are subjected to a homogenization heat treatment and / or provided with a refractory. 7. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les inserts (6) ont une forme cylindrique, tronconique, polygonale ou la forme d'un tronc de pyramide.7. A method of manufacturing a composite wear part (2) according to any one of claims 1 to 6 characterized in that the inserts (6) have a cylindrical, frustoconical, polygonal shape or the shape of a trunk pyramid. 8. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les inserts (6) comportent au moins une gorge (16) radiale rentrante et/ou au moins une nervure radiale saillante.8. A method of manufacturing a part (2) of composite wear according to any one of claims 1 to 7 characterized in that the inserts (6) comprise at least one recessed radial groove (16) and / or at least a protruding radial rib. 9. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les inserts (6) sont constitués d'un alliage métallique ayant une haute résistance à l'usure, par exemple, en fonte au chrome contenant des carbures complexes au chrome, niobium, vanadium et/ou molybdène.9. A method of manufacturing a composite wear part (2) according to any one of claims 1 to 8 characterized in that the inserts (6) are made of a metal alloy having a high wear resistance , for example, in chromium cast iron containing complex chromium carbides, niobium, vanadium and / or molybdenum. 10. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les inserts (6) sont constitués de carbures de tungstène fondus infiltrés par une brasure à base de nickel ou de cuivre.10. A method of manufacturing a composite wear part (2) according to any one of claims 1 to 8 characterized in that the inserts (6) consist of molten tungsten carbides infiltrated by a nickel-based solder or copper. 11. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le corps (14) est constitué en un alliage métallique alliant de bonnes propriétés mécaniques à une résistance moyenne à l'usure, par exemple, en fonte au chrome à teneur en C < 2,1%, en fonte Gs perlitique ou bainitique, en acier martensique ou en acier au manganèse.11. A method of manufacturing a composite wear part (2) according to any one of claims 1 to 10 characterized in that the body (14) is made of a metal alloy combining good mechanical properties with average resistance for wear, for example, in chromium cast iron with C content <2.1%, in pearlitic or bainitic Gs cast iron, in martensic steel or in manganese steel. 12. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le rapport masse des inserts/masse totale de la pièce se situe entre 5 et 40%.12. A method of manufacturing a part (2) of composite wear according to any one of claims 1 to 11 characterized in that the mass ratio of the inserts / total mass of the part is between 5 and 40%. 13. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que le moule est cylindrique, tronconique ou bien formé de segments rapportés de cylindre.13. A method of manufacturing a composite wear part (2) according to any one of claims 1 to 12 characterized in that the mold is cylindrical, frustoconical or else formed from added cylinder segments. 14. Procédé de fabrication d'une pièce (2) d'usure composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que la distribution des inserts (6) sur la bande d'usure est régulière, par exemple sous forme d'un réseau dont la maille unitaire est un hexagone centré, un carré centré ou un carré.14. A method of manufacturing a composite wear part (2) according to any one of claims 1 to 13 characterized in that the distribution of the inserts (6) on the wear strip is regular, for example in the form of a network whose unit cell is a centered hexagon, a centered square or a square. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que la pièce d'usure est un galet de broyage.15. Method according to any one of claims 1 to 14 characterized in that the wear part is a grinding roller. 16. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que le diamètre des inserts (6) se situe entre 10 et 100 mm.16. The method of claim 15 characterized in that the diameter of the inserts (6) is between 10 and 100 mm. 17. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que l'écartement des inserts (6) se situe entre 2 et 40 mm.17. The method of claim 15 characterized in that the spacing of the inserts (6) is between 2 and 40 mm. 18. Procédé la revendication 15 caractérisé en ce que la résistance des inserts (6) à l'usure, leur diamètre, leur distribution et la densité d'inserts, exprimés en inserts/m^, sont adaptés en fonction de l'intensité de l'abrasion le long de la génératrice.18. The method of claim 15 characterized in that the resistance of the inserts (6) to wear, their diameter, their distribution and the density of inserts, expressed in inserts / m ^, are adapted as a function of the intensity of abrasion along the generator. 19. Galet de broyage cylindrique ou conique comprenant des inserts (6) intégrés radialement dans la pièce caractérisé en ce que les inserts (6) sont entourés complètement par le corps et sont maintenus en place par leur forme géométrique étudiée et par les pressions de contraction exercées par le corps (14) sur les inserts (6) qui ne sont pas en contact les uns avec les autres.19. Cylindrical or conical grinding roller comprising inserts (6) integrated radially into the part, characterized in that the inserts (6) are completely surrounded by the body and are held in place by their studied geometric shape and by the contraction pressures exerted by the body (14) on the inserts (6) which are not in contact with each other.
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