LU88549A1 - Procédé de fabrication d'un galet de broyage bimétallique et galet de broyage obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN GALET DE BROYAGE BIMETALLIQUE ET GALET DE BROYAGE OBTENU PAR LA MISE EN

OEUVRE DE CE PROCEDE

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un galet de broyage bimétallique de forme généralement tronconique ou cylindrique, comprenant un support coulé en fonte ductile usinable dans la surface extérieure duquel sont noyés, longitudinalement, dans le sens de la génératrice, des inserts d'usure en un matériau à haute résistance à l'usure, lesdits inserts étant retenus dans le support par une liaison mécanique. L'invention concerne également un galet de broyage obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé.

On connaît des galets de broyage constitués d'une couche d'usure extérieure qui est supportée par un noyau plus ductile. Ces galets sont réalisés par coulées successives de la couche d'usure et du noyau de support pour former une liaison métallurgique entre les deux matériaux. Étant donné que ce procédé de fabrication ne peut être mis en oeuvre que pour quelques couples de matériaux compatibles pour une liaison métallurgique, on est limité dans le choix des matériaux, tant pour la couche d'usure que pour le noyau de support. La réalisation de la liaison métallurgique exige, en outre, une synchronisation parfaite des coulées et une bonne maîtrise de la température de coulée.

Le document EP 0 476 496 Al préconise la technique des inserts pour la fabrication de galets de broyage par la mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit dans le préambule.

Selon ce document, les inserts sont coulés séparément dans des premiers moules et placés ensuite dans un moule en sable dans lequel on coule le noyau de support pour former une liaison mécanique entre les deux matériaux. Contrairement à la liaison métallurgique, la liaison mécanique n'implique pas de contraintes du point de vue choix des matériaux, si bien qu'il est possible de choisir des alliages plus durs pour les inserts, par exemple des fontes au chrome fortement alliées ou tout autre matériau très résistant à l'usure et des alliages plus appropriés pour le noyau, tels que de la fonte à graphite sphéroïdal.

Cette technique permet également un doublement de la capacité de coulée, étant donné que les inserts sont coulés séparément et peuvent être stockés en vue de la seconde coulée.

Cette technique se heurte toutefois souvent à d'autres difficultés. Lorsqu'on effectue la seconde coulée dans le moule en sable sur des inserts froids, ceux-ci sont exposés à des risques de fissuration engendrée par des chocs thermiques. Pour éviter ces risques ou, du moins, les diminuer, il faut effectuer un préchauffage des inserts jusqu'à des températures de l'ordre de 400 à 500°C. Or, ce préchauffage n'est pas facile à réaliser étant donné qu'il faut amener du matériel de chauffage encombrant près du moule en sable, et, de plus, la température nécessaire à atteindre provoque, en général, la destruction du liant utilisé pour le sable du moule.

Il faut également avoir recours à une fixation provisoire des inserts dans le moule en sable pour éviter leur déplacement lors de la coulée. A cet effet, on peut prévoir un support provisoire destructible ou, simplement, les caler les uns contre les autres pour les coincer par effet de voûte.

Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau procédé de fabrication de galets de broyage bimétalliques qui permet d'éliminer ou du moins d'atténuer les inconvénients liés au procédé connu, tout en sauvegardant leurs avantages.

Pour atteindre cet objectif, l'invention prévoit un procédé du genre décrit dans le préambule qui est caractérisé en ce que l'on utilise un moule constitué d'une coquille transportable réalisée en métal ou en tout autre matériau résistant à une température d'au moins 400°C, en ce que l'on dresse les inserts à la périphérie de la coquille, en ce que l'on préchauffe la coquille et les inserts dans un four, en ce que l'on défourne rapidement la coquille avec les inserts pour la placer sur une machine de coulée centrifuge qui est mise en rotation, en ce que l'on coule la fonte ductile et en ce que l'on procède au démoulage après refroidissement.

La fonte ductile est, de préférence, une fonte grise lamellaire ou nodulaire, tandis que les inserts sont, de préférence, en fonte au chrome ou en matériau très résistant à l'usure.

Avant la mise en place des inserts dans la coquille, celle-ci est munie d'un mince enduit réfractaire .

Le four peut être préchauffé à une température de l'ordre de 100 à 500eC.

La machine de coulée centrifuge est entraînée en rotation à une vitesse de l'ordre de 100 à 600 tours par minute.

Le démoulage du galet peut être effectué lorsque la température est descendue à une valeur de 11 ordre de 500°C.

Ce procédé permet de sauvegarder tous les avantages obtenus par la technique des inserts, notamment ceux qui sont dus à la présence de la liaison mécanique entre les inserts. En outre, l'utilisation d'une coquille transportable comme moule élimine les problèmes de préchauffage des inserts étant donné que ce préchauffage peut maintenant être effectué dans un four dans lequel la coquille est placée avec les inserts préalablement mis en place. Ceci permet aussi une meilleure maîtrise de la température de préchauffage.

La coulée par centrifugation apporte, par ailleurs, un effet de complémentarité naturelle et bénéfique à la technologie des inserts. La force centrifuge engendrée par la rotation de la coquille assure un autoblocage des inserts contre la paroi de la coquille et contribue ainsi à une meilleure fixation des inserts et à une diminution des risques de déplacement lors de la coulée. En outre, sous l'effet de la force centrifuge, la fonte remplit complètement les espaces entre les inserts pour assurer un sertissage parfait de ceux-ci, sans risque de formation d'alvéoles due à la solidification de la fonte avant le remplissage de tous les interstices.

D'autres particularités et caractéristiques de 1'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode d'exécution avantageux, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence à la figure annexée, qui illustre une coupe axiale à travers un moule avant le démoulage d'un galet réalisé selon la présente invention.

Le moule montré sur la figure se présente sous la forme d'une coquille 10 transportable dont le volume correspond à un galet de broyage, en l'occurrence un tronc de cône de révolution. La coquille 10 comporte un couvercle de fermeture 12 avec un trou de coulée central 14.

La première étape consiste à enduire l'intérieur de la coquille d'une mince couche réfractaire pour protéger la coquille et faciliter le démoulage. On arrange ensuite, dans la coquille, des inserts 16 préalablement coulés dans un autre moule non montré. Ces inserts 16 peuvent être réalisés en tout matériau résistant à l'usure (ex. carbures, céramiques, etc...) ou en fonte au chrome, du genre décrit dans le document EP 0 476 496 auquel cas ils peuvent être calés les uns contre les autres et coincés par effet de voûte.

La coquille 10 avec les inserts 16 est ensuite placée dans un four préchauffé à une température de 100 à 500°C suivant la nature des matériaux utilisés afin de réchauffer les inserts à une température suffisante pour éviter des chocs thermiques.

Lorsque les inserts sont à la température voulue, la coquille 10 est défournée rapidement et placée sur le plateau rotatif d'une machine de coulée centrifuge connue en soi. Cette machine est entraînée à une vitesse pouvant varier entre 100 et 600 tours par minute pour faire tourner la coquille avec les inserts autour de son axe vertical (flèche A). Pendant la rotation de la coquille 10, on coule à travers le trou de coulée 14 la matière porteuse du galet, par exemple de la fonte grise lamellaire ou nodulaire. Sous l'effet de la force centrifuge, la fonte s'étale sous forme d'une nappe tronconique sur les inserts 16 et remplit tous les interstices entre ceux-ci. Après cette coulée, on laisse refroidir et l'on effectue le démoulage à une température de l'ordre de 500°C. Le galet ainsi réalisé comporte un alésage tronconique axial lui permettant d'être fixé par frettage sur un moyeu support après un usinage de finition éventuel.

Claims (8)

1. Procédé de fabrication d'un galet de broyage bimétallique de forme généralement tronconique ou cylindrique comprenant un support coulé en fonte ductile usinable dans la surface extérieure duquel sont noyés, longitudinalement, dans le sens de la génératrice, des inserts d'usure en un matériau à haute résistance à l'usure, les dits inserts étant retenus dans le support par une liaison mécanique, caractérisé en ce que l'on utilise un moule constitué d'une coquille transportable (10) réalisée en métal ou en tout autre matériau résistant à une température d'au moins 400eC, en ce que l'on dresse les inserts (16) à la périphérie de la coquille (10), en ce que l'on préchauffe la coquille (10) et les inserts (16) dans un four, en ce que l'on défourne rapidement la coquille (10) avec les inserts (16) pour la placer sur une machine de coulée centrifuge qui est mise en rotation, en ce que l'on coule la fonte ductile (18) et en ce que l'on procède au démoulage après refroidissement.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonte ductile est une fonte grise lamellaire ou nodulaire.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les inserts sont en fonte au chrome fortement alliée ou en tout autre matériau très résistant à l'usure.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on munit la coquille d'un mince enduit réfractaire avant la mise en place des inserts (16).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la coquille et les inserts sont préchauffés dans un four à une température de l'ordre de 100 à 500°C.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on fait tourner la machine de coulée centrifuge à une vitesse de l'ordre de 100 à 600 tours par minute.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on effectue le démoulage à une température de l'ordre de 500°C.

8. Galet de broyage bimétallique obtenu par la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.