Brevet FR2098426A1 — publié le 19720310

La présente invention se rapporte à un système de coulée pour coulage par injectionsous pression avec insufflation d'oxygène. L'un des problèmes les plus importants que l'on ren-5 contre dans le procédé de coulage par injection classique vient de ce que de l'air présent dans la cavité du moule et dans le manchon d'injection est emprisonné dans le métal fondu injecté dans la cavité du moule, etctemeure dans l'article coulé sous forme de soufflures. 10 Pour pallier ce défaut du coulage par injection sous pression classique, on a proposé le procédé de coulage par injection sous pression avec insufflation d'oxygène. Dans ce procédé, on effectue le coulage par injection du métal fondu, de façon que l'air présent dans la cavité du 15 moule et dans le manchon d'injection réagisse sur le métal fondu qui se trouve dans la cavité du moule, pour donner de fines particules d'oxydes du métal pendant la solidification dudit métal, ce qui évite la présence de soufflures dans la pièce coulée. On n'obtient cependant pas toujours des pièces coulées 20 satisfaisantes en mettant en oeuvre ce procédé de coulage par * in jection sous pression avec insufflation d'oxygène, car la solidification du métal injecté progresse trop rapidement dans ledit procédé de coulage par injection sous pression, de sorte que la réaction entre le métal fondu et le gaz oxygène n'est pas 25 complète, et qu'il reste une quantité considérable de soufflures dans la pièce coulée, provenant de l'oxygène qui n'a pas réagi sur le métal fondu. Il résulte de nombreuses expériences effectuées par la demanderesse que l'on peut favoriser considérablement la réaction 30 entre le métal fondu et l'oxygène en améliorant le système de coulée dans le procédé de coulage avec insufflation d'oxygène. L'invention a, par conséquent, pour objet un système de coulée pour coulage par injection sous pression avec insufflation d'oxygène perfectionné, permettant d'obtenir une pièce coulée 35 presque entièrement dépourvue de soufflures dues à la présence d'occlusions d'oxygène n'ayant pas réagi. L'invention a également pour objet un système de coulée pour coulage par injection sous pression avec insufflation d'oxygène perfectionné favorisant la réaction du métal fondu injec-40 té sur l'oxygène qui y est emprisonné. 71 25869 2 2098426 D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en regard du dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple non limitatif et dans lequel : 5 La figure 1 est une coupe d'une machine de coulage par injection sous pression avec insufflation d'oxygène, comportant le système de coulée par coulage par injection selon l'invention, et La figure 2 est une coupe agrandie du système de coulée 10 selon l'invention. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une plaque de moule supportée de façon à être fixe, la référence 2 désigne un moule fixe, fixé à la plaque 1, la référence 3 désigne un moule mobile entrant en contact avec le moule fixe 2 pour constituer 15 un ensemble de moule lorsqu'on actionne un piston de serrage 5, de sorte qu'on forme entre eux une cavité de moule 5 comportant un système de coulée pour coulage sous pression 6 comprenant un chenal de coulée 7 et un entonnoir de coulée 8. La référence 9 désigne un manchon d"injection traversant la plaque de moule 1, 20 et l'on injecte un métal fondu M qui est introduit dans la cavité de moule 5 en actionnant un plongeur 10 animé d'un mouvement de va-et-vient. La référence 11 désigne une entrée de métal fondu se trouvant à la partie supérieure du manchon 9 et la référence 12 désigne une buse d'injection d'oxygène insérée dans l'entrée 25 de métal fondu 11. Comme le montre la coupe agrandie de la figure 2, un étranglement 13 est.formé dans le système de coulée selon l'invention dans la partie de liaison entre le chenal de coulée 7 et l'entonnoir de coulée* 8, et le chenal 7 comporte une paroi 30 convergente qui rétrécit vers l'intérieur, en direction de ladite partie de liaison, tandis que l'entonnoir 8 comporte une paroi divergente qui s'évase vers l'extérieur, en direction de son extrémité d'ouverture. En conséquence, lorsqu'on effectue le coulage par 35 injection du aétal fondu par le procédé de coulage par injection avec insufflation d'oxygène, en utilisant le système de coulée selon l'invention, l'air présent dans le manchon 9 et dans la cavité de moule 5 est d'abord déplacé par l'oxygène introduit dans le manchon 9 au moyen de la buse d'injection d'oxygène 12, 40 la vitesse du métal fondu M qui est introduit dans le manchon 9 par 71 25869 3 2098426 l'entrée 11 et repoussé dans le chenal de coulée 7 par l'action du plongeur 10 animé d'un mouvement alternatif augmente dans la partie de paroi convergente du chenal de coulée 7 où la section droite dudit diminue, peur constituer un écoulement turbulent violent 5 dans l'entonnoir 8, car l'entonnoir comporte une paroi divergente présentant un angle d'ouverture approprié, de sorte que le métal fondu est injecté à l'état dispersé dans la cavité de moule 5 par l'extrémité large de l'entonnoir 8, pour provoquer la réaction complète et rapide du métal fondu sur l'oxygène gazeux. 1D L'angle préféré d'ouverture de l'entonnoir, formé au niveau de l'étranglement par la paroi, est compris entre 5 et 18° ou, mieux, entre 7 et 14°, pour obtenir une turbulence et une dispersion efficaces du métal injecté dans le système de coulée selon l'invention, et , de plus il est préférable que l'entonnoir 15 présente une forr.e concave. On injecte le métal fondu dans la cavité du moule à l'état dispersé en utilisant ce système de coulée, et, de ce fait, l'oxyde métallique qui est le produit de réaction du métal fondu sur l'oxygène est réparti uniformément et demeure dans la pièce 20 coulée à l'état de fines particules. L'invention permet ainsi d'obtenir une pièce coulée presque entièrement dépourvue de soufflures. 71 25869 4 2098426 REVENDICATIONS 1°) Système de coulée faisant partie d'un appareil de coulée sous pression comportant un eisemble de moules formant une cavité de moule entre eux, un manchon relié audit système cfe coulée, un plongeur animé d'un mouvement de va-et-vient 5 pour injecter du métal fondu dudit manchon dans ladite cavité de moule par ledit système de coulée, et des moyens d'insufflation d'oxygène pour déplacer par l'oxygène l'air présent dans ladite cavité et dans ledit manchon, avant d'injecter le métal fondu, ledit système de coulée'étant caractérisée en ce qu'il 10 comprend un entonnoir à paroi divergente s'évasant dans la direction de son extrémité d'ouverture, un chenal de coulée comportant une paroi convergente rétrécissant vers sa partie de liaison avec ledit entonnoir et un étranglement au niveau de ladite partie de liaison. 15 2°) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'ouverture de la paroi divergente de l'entonnoir est compris entre 5/ét 18°, et de préférence entre 7 et 14°. 3°) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi divergente de l'entonnoir a une forme concave 4°) Système selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que la paroi divergente de l'entonnoir a une forme concave avec un angle d'ouverturçôe 5 à 18°.