Brevet FR2526341A1 — publié le 19831110

I La présente invention concerne le domaine de la fonderie et a notamment pour objet une machine à mouler par refoulage. La 'achine à mouler faisant l'objet de l'invention est préférablement appliquée à la production de moulages de grandes dimensions à parois minces, en alliages non ferreux. Il est connu que, lors de la coulée d'un métal dans un moule, le métal s'oxyde à sa surface Le moulage obtenu a une structure de basse qualité, résultant des inclusions d'oxydes qui s'y trouvent, ce qui abaisse les propriétés mécaniques du moulage, surtout sa charge de rupture En outre, dans certains cas, il est nécessaire de fabriquer des moulages en métaux hautement actifs, qui, au contact de l'atmosphère, peuvent s'enflammer spontané- ment et provoquer un incident defabrication sérieux L'em- ploi de fleur de soufre pour prévenir l'auto-inflammation du métal entraîne la pollution du moulage par les consti- tuants du flux, ce qui provoque aussi un abaissement des caractéristiques mécaniques. Outre la fleur de soufre, on emploie, pour la protection de la surface du métal contre l'oxydation, des gaz inertes: argon et autres, ou bien on met au préalable le moule sous vide Ce dernier procédé n'est applicable qu'à la coulée sous pression ou aux machines à mouler sous vide à arc. On connaît une machine à mouler sous pression (cf, par exemple, le certificat d'auteur URSS Ni 438496, classe B 22 D 17/14), qui comprend un socle, des demi-moules mobiles montés sur ce socle, un entonnoir de coulée et un sous-ensemble d'injection du métal, également montés sur le secla Pour obtenir le moulage, la cavité utile formée par les demi-moules est mise sous vide Ensuite on coule dans l'entonnoir de coulée la portion de métal nécessaire à l'élaboration du moulage, puis le sous-ensemble d'injec- tion injecte ce métal dans la cavité utile Le vide créé dans la cavité utile protège le métal contre la formation de paillettes d'oxydes. Toutefois, la machine qui vient d'être décrite ne peut mouler que des pièces de dimensions relativement réduites Le moulage de grosses pièces, requérant l'emploi de gros noyaux, s'avère impossible. On connaît aussi une machine à mouler sous pres- sion (cf, par exemple, brevet japonais Ne 52-26741, classe B 22 D 17/20), comprenant un socle sur lequel sont montés une plaque mobile et une plea flbe sur lesquelles sont fixés des demi-moules Le socle porte aussi un sous-ensemble d'injection du métal, un mécanisme d'éjection du moulage et un dispositif de soufflage de la cavité utile au moule. Cette machine convient pour la coulée sous pres- sion La cavité utile du moule est remplie de gaz inerte dans un espace clos La protection contre l'oxydation du métal est assurée par le gaz inerte admis dans la cavité utile Une telle machine, de mène que la précédente, ne peut fabriquer des moulages de grandes dimensions. On connaît une machine à mouler par refoulage, comprenant un socle, deux demi-moules montés mobiles sur ce socle, des joues d'étanchéité avec des ouvertures de coulée qui se ferment lors du rapprochement des demi-moules, et une broche de centrage fixée xlgidement au socle et sur laquelle se place une carcasse portant un bloc de noyaux, ce dernier formant conjointement avec le socle, les joues d'étanchéité et les parties des demi-moules adjacentes au socle une chambre de réception du métal (cf, par exem- ple, V N Vinogradov, " Les moules de fonderie pour les métaux non ferreux " Album de conceptions, Moscou, Mashi- nostroenie,1981 j planche 28). La machine indiquée peut Wroduire de gros moulages, mais à partir d'une série limitée de métaux A l'heure actuelle on n'utilise sur les machines de ce type que des alliages d'aluminium et de zinc L'absence de moyens de protection contre l'influence de l'atmosphère sur le métal en fusion entralne la présence de paillettes d'oxydes dans les moulages, ce qui abaisse les propriétés mécaniques des moulages Les prescriptions auxquelles, depuis un temps récent, doivent satisfaire les moulages en ce qui concerne l'abaissement de leur poids, l'élévation de leur résistan- ce mécanique, nécessitent l'utilisation d'alliages plus légers Or les alliages de métaux légers requièrent obli- gatoirement une protection contre l'influence de l'atmosph e On s'est donc proposé de créer une machine à mouler par refoulage, dans laquelle la protection contre la formation de paillettes d'oxydes dans les moulages per- mettrait d'éleverla qualité de ceux-ci. La solution consiste en une machine à mouler par r foulage, du type comprenant un socle, des demi-moules montés sur celui-ci de façon qu'ils puissent se déplacer sur lui et comportant des joues d' étanchéité pourvues d' ou- vertures de coulée qui se ferment lors du rapprochement des demi-moules, et une broche de centrage fixée rigidement sur ce socle et sur laquelle est engagée une carcasse por- tant un bloc de noyaux, ce dernier formant conjointement avec le socle, les joues d'étanchéité et les parties des demi-moules adjacentes au socle, une chambre de réception du métal, machine dans laquelle, d'après l'invention, est prévu un dispositif d'admission d'un gaz inerte, mis en communication avec la chambre de réception du métal. Il est avantageux que le dispositif d'admission du gaz inerte soit réalisé sous forme de tubulures en nombre égal au nombre d'ouvertures de coulée et montées sur les joues d'étanchéité de façon qu'elles puissent tourner autour d'un axe horizontal, ces tubulures étant disposées, lors de la coulée du métal à travers les ouver- tures de coulée, tangentiellement à la surface intérieure des demi-moules et de façon que leurs orifices de sortie soient orientés dans un mène sens. Il est préférableque le dispositif d'admission du gaz inerte soit réalisé sous forme de canaux ménagés dans les parois des demi-moules ad Jacentes au socle, et que les axes de ces canaux saadt orientés sous un certain angle par rapport à la surface intérieure des parois de la paroi de la chambre de réception du métal, afin que le courant de gaz inerte reçoive un mouvement giratoire au-dessus du nmétal. Il est utile que le dispositif d'admission du gaz inerte comporte des canaux supplémentaires, réalisés sur la face du socle, et que les axes de ces canaux supplé- mentalres soient orientés sous un angle par rapport à la surface de la chambre de réception du métal, symétriqueat par rapport aux axes des canaux cités en premier, ou canaux principaux. La machine à mouler par refoulage équipée, conformément à l'invention, d'un dispositif d'admis- sion de gaz inerte, permet d'4 élever notablemeat les carac- téristiques de résistance des moulages En outre, il devielt possible de couler des métaux légers hautement actifs dont les propriétés de résistance sont plus élevées que celles des métaux employés à l'heure actuelle. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumibre de la des-cription explicative qui va suivre de différents modes de réalisation données uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 représente une machine à mouler par refoulage conforme à l'invention (coupe longitudinale); la figure 2 représente la machine à mouler par refoulage de la figure 1, vue suivant la flbche A; la figure 3 représente urne machine à mouler par refoulage conforme à l'invention, illustrant un deuxib- me mode de réalisation du dispositif dtadmission du gaz inerte (coupe longitudinale); la figure 4 représente le socle de la machine à mouler par refoulage conforme à lnvention, pourvu de canaux pour l'admission du gaz inerte (vue isométrique avec arrachement). La machine à mouler par refoulage comprend un socle 1 (figure 1) sur lequel sont montés mobiles des demi- moules 2 Dans la terminologie adoptée dans la présente description, les parties constitutives du moule sont appe- lées udemi-moulos",quoique le nombre de ces demi-moules 2 puisse être supérieur à deux. Dans le cas décrit ici à titre d'exemple, on considère un moule comportant deux demi-moules 2. Le socle 1 comporte aussi des joues d'étanchéité 3, montées de façon qu'elles puissent se déplacer et compor- tant des ouvertures de coulée 4 qui sont fermées lorsque les demi-moules sont rapprochés Sur le socle 1 est fixé rigidement une broche de centrage 5 sur laquelle est enga- gée une carcasse 6 portant un bloc 7 de noyaux Le bloc 7 se compose,dans la variante considérée ici à titre d'exem- ple, d'un noyau principal 8 et d'un noyau 9 Le bloc 7 de noyaux met en forme la surface intérieure du moulage, tandis que les demi-moules 2 mettent en forme la surface extérieure du moulage. Le noyau 9, conjointement avec le socle 1, les Joues d'étanchéité 3 et les parties des demi-moules 2 adjacentes au socle 1, forment entre eux une chambre 10 de réception du métal Le socle 1 est rigidement fixé sur un bâti 11 Dans le socle 1 et le biti 11 est usiné un alésage 12 qui reçoit le bout de la broche de centrage 5. La machine comprend aussi un dispositif 13 d'admission d'un gaz inerte, mis en communication avec la chambre 10 de réception du métal. Dans le mode de réalisation considéré, le dispo- sitif 13 d'admission du gaz inerte est réalisé sous la forme de tubulures 14 en nombre égal au nombre d'ouvertures de coulée 4 Les tubulures 14 sont montées dans les joues 3 de façon qu'elles puissent tourner autour d'un axe horizontal. 9 Z semlnqn 4 sep ajjodmoo au Tqoum el gz sainoa-Tuop sel suap, aj 18 UT zeâ np uo Fss-çmp-T inod esuap z O op eqonoo lgç eun jagio inod 19 1949 m np snssep-nu ai To:kea TS;ueme A -non unip 94 jeu T zu 2 ap Imeanoo el jea Tue inod ai Tusseo -pu jse Toa D -leqgm np uotdeogi op OL oaqmuqo el op s Tojud sep aina Tiq 4 u T aoujans el -q 4 joddui jed 912 ue u Tulaeo un snos sq 4 ua Tjo q,=s g Z xnzuao sep sexe sel -eloos ne salueo Oç - e pe Z solnom-Toop sep s Toied sel suep ses Tlega i:uos( ai -n 2 Tj) g Z xneueo sep galjeu T zeâ apuo Tss Tmp Bp j T;Tsod -s Tp np uo T;es Tlaea op apom amq Txnop un lue A Tn S jg:em np uo T;de Qqi op O eaqmvqo Bl op aina Tiglu T soujans el q luemalla Tlue 2 uel sq:ue Tjo Ge 4 uos i 7-, saanlnqni 4 sep e T 4 jos op seo Tj Tao sel - q:Tqqo -uel gp seno sep aï 1 nou op sein 4 je Ano sel suep ij seanlnqnl. sep uo TI Tsods Tp op 94 us Tiv A eun alueseidea Z ain 2 Tj el IZ enb Tj 4 oole inouuo T Iou un jed pansas 199 lu"wejnos Bq el 4 uop 19 Z a 2 T 4 aun lq egx Ti 1 se Tnb ZZ aglnoo op oz aqood eun esj-C-çqn uo Telgo np, ap Tnoo el xnocl éOL oiq"qo VI a P 911 ffl X 9 I UOE Z SJTOUU Orua 801 'Z solnon-Tuap sep luezelqooaddui el;uu V elvlge np aglnoo BI op siol 1 sein;ao Ano sel suep 4 uebeld es Z aglnoo op sa Touuo 4 ue xnop, op iàîd Tnbg Tssne 4 se a Sa Ino-jea jed jolnom iq au Tqoeu ç 91 ' 9 ',',r 9 q Ou 8 l-î,P san OP SOP UOT:: 940 J op OZ jnsuuôj::ov un qx T; juemep T 2 Tj 4 ve Z solnom-Tuap sel m S -seanlnqnl sep uo T Ielojap LJnau -u OTI Oetl a P 6 k a 2 T 4 el 1 q 1 dnooze 4 se;noq puooas el:uop 9 L a 44 e Lle Tq aunip ai Tup Tios jsa q aanlnqnq el op 4 noq OL am 9 m ej -al Tqou q 4 uom 4 se t,- eanlnqn 4 el op qnoq el lenbel suap agesq Iv un -9 9 jjoddns el eseznlnqnl sep uo-ile 4 oz -el Jn Od U Jn Ouu OTI-0 e un axîJ 1-uem OPTBTJ;sa 9 L;joddns el in S g L s;joddns sep dix Tj;uos seno sel in S l'sues amom un suep sq:ua Tj O 4 ua Tos a T:jo 9 op seo Ti Tio sxnel anb ejiTu 9 m op ja sainom-Tmep sep ainalip 4 u T eoeians el iq;uemel -I 9 T 4 ue 2 ue: i 7 ag-, noz ap sajn:je Ano sel vuep sagsods Tp;uos tj seanlnqnl sel np ag Tnoo el op saoq 0 ú 9952 sep Z aglnoo op si Touuolue sel:Tezlxa uo 6 eg Aeqoi 3 aplnoo el -aaq Tl aoujms es op snssep-ne a:sej je qneq el sje A çç jul gm el jud gssaqo 199 vag el *-leqgm np uo-çldeopz op O ejqmeqo el susp, julgm el esje A uo 4 Z aglnoo op 9 j Tovuoi:ue sep je ZZ aglnoo op aqood el op op Te 4 l 1 loq Tnoua uo T 4 vp xol oi 4 uoo jv:q" el * 2 q:ojd Tnb ao Taloo 4 oid eqonoo eun emioj es IT gai Toilsi TS 4 ueme Anon Oç un.p, ga Tue e &noil es ze S op 4 ueinoo el 4 sues angu un susp i 7 seanlnqnl sep e T Izos op seo Tj Tao sep uo T Iv 4 u*Tjoèl 'f eoia 2 i 9,e op si Touao 4 ue sel eoe Td ue Feu uo s Tnd'1,L uoilloqoz op tneuuo T Iov 4 T op OPT'941 E 1 ' qq Tgqouelgp sono sep i 7 oglnoo op sainqje Ano sel sae Aea 4 lq ij sejnlnqn 4 sel efflue ú uo 19 julpu np uo TI, -doogi op ( ait-a Tj) u a-iqu*qo el ej:jnvlqopz uo &Z solnom -Tmop sel eqooaddia uo 6 pioqv&a 01 UVA Tns uobej il oz op auuo T Iouoj e Ss Inoiei jed jolnon il au Tqoeu el avie 2 gl xnelge ue no 2 elnon op uo T Ivioqvlpl inod si Tesseopu I.se Toe D -g Z xneueo op je t, sein Inqnj op sujoj il snos 8 J. JOUT ZIS op UOTSSTUPB P ç j TI Toodu Tp unp epd Tnby 199 ou -Tqoeu el ellenbel luv A Tns 4 (saim 2 Tj sel ans aqquespidoi uou) el.uia T is A eun zes TT 199 z op 9-lq Tssod -Fssnv ilsa TI eloos el Suvp e 2 suga inaloelloo un oe Aie uoçleoçuhvmoo ue s Tm Oç le 4 uoz Tioq luvlqonoqgp noz 4 un iq opzooovz es Tnb 6 Z 92 essed un 92 eilueo op aqooaq el susp au Tlegi uo 69 J Je UT Z 82 Ue UOTI U:Iuem Tlu T inod sg Z xned-rou Tid xneuvo sep O sexe xne jjoddea jud luemenb Tilgadu Ilelga np uo-ildeopz op O eaqueqo el op eovjjns el q; zoddui jed aj Sus un snos vq: -ua Tio duos SZ xneuso sep sexe sol *(il ain STZ) 9 Z sej T*:ue" -g Tddns xnouvo sep aloos np eouj el susp au-çlvpx uo Ilesuap snld ajooue ejjeu T ze S op eqonoo eun a Tuelqo inod -91 jeu T zv Z el 4 uess Tuinoj ( ain Z Ti el ans p-,uespidea uou) a To,&jasga un oe Au uo T 4 vo Tummoo ue s Ta duos 9 9 ern-lnqn: sep sr 4 noq sonne sel -Z solnou-Tuop sep s Toivd sel susp 9ST Iagi ZZ ana-4 oeiloo un suep luAnoil es sqnoq sol jmop ouvertures de coulée 4 Puis on coupe l'admission de gaz inerte, après quoi on dégage les tubulures 14 des ouvertures de coulée 4 à l'aide de l'actionneur de rotation 17 Ceci fait, on procède au rapprochement définitif des demi-moules 2 et la mise en forme du moulage Pendant la mise en forme du moulage, la couche de gaz inerte reste au-dessus du métal montant dans la cavité du moule. La machine selon le deuxième mode de réalisation fonctionne de la façon suivante. La chambre 10 de réception du métal étant réchauf- fée, on y engage les entonnoirs de coulée 21 (figure 3) à travers les ouvertures de coulée 4 Puis on admet le gaz inerte au collecteur 27 via les tubulures 26, et au collec- teur 31, via le trou débouchant 30 de la broche de centra- ge 5 En passant par les canaux 28 réalisés dans lance du socle 1 et par les canaux 25, le gaz des collecteurs 27 et 31 arrive dans la chambre 10 de réception du métal. Grâce à la disposition des canaux sous un angle par rapport à la surface de la chambre de réception 10, le courant de gaz inerte reçoit un mouvement giratoire On obtient ainsi l'effet indiqué dans le premier mode de réalisation de l'intention Après remplissage de la chambre de réception du métal 10 par le gaz, on coule le métal-à travers les enton- noirs 21, à l'aide de la poche 22 de coulée La coulée ache- vée, on extrait les entonnoirs 21 de la chambre 10 On coupe l'admission de gaz inerte et on effectue le déplace- ment définitif des demi-moules 2 Le gaz chassé de la chambre 10 de réception du métal monte dans la cavité du moule tout en restant audessus de la surface libre du métal et en protégeant le métal contre l'action des oxydants de l'atmosphère C' est ainsi que s'effectue la protection du métal coulé contre l'auto- inflammsation et l'oxydation. La seconde variante de réalisation du dispositif 13 d'admission de gaz inerte est avantageuse si la couche de métal se trouvant dans la chambre de réception 10 est plus basse que la face du socle 1 Si la couche de métal atteint un niveau plus élevé que la face du socle 1, il est avantageux d'utiliser la première variante de réalisa- tion du dispositif 13 d'admission de gaz inerte. op uoîes Tmpiap (ç) j-ri -rsods-ip al enb ao ue UCT:e OTPUG Aai el u O les Ou Tqoejd i 7 np snssap-ne ai To 4 ea T 2 Imame Anom un e A Tobea 95, jeu T ze S op lueinoo el anb u Tje llegm np uo T Ideogi op ( O ) oiqueqo O el op s Toied sep ajne T 4 q:u T ao Bjans el iq;joddea jed algue un snos sglua Tio 4 uos (g Z) xneuleo sep sexe sel eûb Ze aloos ne salueoe pe (Z) solnou-Tuop sep s Toied sel suep spgeugm ( Z) xneuao op amioj anos gs Tlagi 199 ejjeu T ze S epuo-,Iss Tmpep ( );T Tsods Tp el onb ao ue çz 4 Z 19 k SUOT 4 ez Tpue Aej sep eunl uoles au Tqoelq ç -sues emm un suep sg-%ua Tio lue Tos seanl -nqn: se;Tpsep a T;-*os op seo Tj Tao sel onb uobej op (Zy sainom -Imap sep aina Tiqqu T aoujans si lq 4 uewalla Tueiuel soqsods Tp ( I) oglnoo op sem;j 9 ano sel suep le 4 ga np aglnoz el op siol OZ Ill uvl 9 (ij) sein Tnqnl, seo 'Teluoz-rzoq axe unp inolne zeuinol. l.ueus Tnd i 3 e T Tainb uobe T op ( ) qq Tglqoui BIî>&p seno sel: ans saq:uow 11 (j 7) aglnoo op sajnijo Anop oiquou nu legg ejqmou ue 4 (i 7 ) sejnlnqnl, op amioi el snos pa Tlugi 1-se ejjeu T ze S op uo Tos Tmpu#p ( ) îT 4 Tsods Tp el anb eo ue it UOTIIBOTP Ug Agi el u O les Ou Tqoeli *Z - np uo T;deogi op (OL) aiqumqa el ze Au uolleo Tunamoo ue e Tz Iajeu T ze 2 unp uo Tss Twpep ( ) iii-Tuods Tp un puaidmoo ellenb ao np uo T 4 daogx op ( O ) azqmeqoO eun (L) se 4 uaoe pe (Z) sainou-Tmap sep sa Tflaud sel Ia (ç) 91.1 qou 7 al-9,P sono sel 4 (k) aloos el oa Ae -luemioj xnie Kou op (L) oo T q -an luel xod ( 9) asseojeo aun ag 2 ia 2 ue:se el Tonbie T ans ja () aloos ne 4 uazep Tg Tj egx Te (g) a 2 eilmao op aqooaq aun jaesqoojdd Ba juos (Z) solnom-Tmop sel puenb:usau 9 es /il) ag Inoo op seanje Anop sen Ainod ( ) fi Tgqouelgip sanor sep 4 ueijodmo- :o (L) aloos el ans aeoeldgp es;ues -s Tnd 91 Tnb uobej op sg;uom (Z) selnou-Tmap sep '() aloos un:ueuajdmoo '92 wlnojea jed jejnom î au Tqoe Di -L S N O I 1 y D I a à a A a H gaz inerte comprend des oenax supplémentaires ( 28) réalisés dans la face du socle ( 1), les axes de ces canaux ( 28) étant orientés sous un angle par rapport à la surface de la cham- bre ( 10) de réception du métal, symétriquement par rapport aux axes des canaux principaux ( 25).