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La présente invention est relative à un dispositif
int~ ~1A~re d'usure pour la mise en oeuvre d'un procédé
pour la coulée sous basse pression de pièces moulées.
Elle se rapporte plus particulièrement à un disposltif
5 int- llA~re d'usure pour la mise en oeuvre d'un procédé
pour la coulée sous basse pression de pièces moulées en
alliage métallique à haut point de fusion tel que fonte,
acier, superalliage à partir d ' un four de fusion ou d ' une
poche de coulée dans un moule en sable, sous la pression
10 motrice d ' un gaz, en alimentant le moule de bas en haut .
On connaît par le brevet français n 1 187 724 un tube
d ' alimentation de moule sous pression . L ' extrémité supérieure
du tube d'alimentation est fixée à un logement. Un mélange :
remplit les vides entre le logement et le tube
d'alimentation, assurant ainsi un joint. Une bague est montée
sur la partie supérieure du logement.
Le dispositif int~l ~iA~re réalisé selon le brevet
FR-A-1 187 724 n ' empêche pas ou ne réduit pas les contraintes
thermiques et mécaniques subies par le tube d ' alimentation .
En effet, ce dispositif bien que placé en partie haute
entoure le tube, qui monte aussi haut que le dispositif. Le
refroidissement du métal débute par le haut. Donc le tube
subit des chocs thermiques plus violents que le dispositif
qui est éloigné du métal de l ' épaisseur du tube
De plus au cours du refroidissement le métal se
solidifie dans le tube d'amenée. Le métal solidifié est
enlevé mécaniquement, ce qui entraîne des chocs mécaniques
dans le tube.
La conjugaison des chocs thermiques et mécaniques
entraîne une usure rapide du tube qui, dans un premier temps,
détruit l'état de surface, ce qui provoque des fuites et,
dans un deuxième temps oblige à remplacer le tube.
Cette réparation est onéreuse et demande beaucoup de
temps .
En effet, il faut arrêter le four puis le sécher, ce
qui ~ ~k; 1 i se ledit four de fusion ou la poche de coulée et
le moule.
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La présente invention vise à remédier à ces
inconvénients, et à apporter divers avantages consistant
essentiellement à ~l;m;n~l~r l'usure du tube d'amenée ou du
chenal de coulée alimentant le moule en métal liquide, en
5 supprimant les chocs mécaniques et thermiques dans le tube ou
dans le chenal.
Un autre but de 1 ' invention est de supprimer les
risques de fuite de métal liquide.
A cet effet, le dispositif int~ ire d'usure pour
10 la mise en oeuvre d ' un procédé pour la coulée sous basse
pression de pièces moulées, tel que défini ci-dessus, se
caractérise selon l ' invention en ce que, la partie supérieure
dudit dispositif est positionnée au contact de la partie
inférieure dudit moule, le disposltif étant centré par -~
rapport au puits de coulée ouvert vers le bas du moule, la
partie inférieure du dispositif venant au contact de la face
supérieure du nez de coulée.
Af in de supporter des températures très élevées et de
façon à appuyer de manière constante sur toute la face
supérieure du dispositif, ce dernier ~:~ e-~ les pièces
suivantes, une bague présentant une embase plate à sa face
inf érieure et une partie interne cylindrique creuse
r~holl~h~nt au niveau de sa face supérieure et au niveau de sa
face inférieure, un manchon cylindrique en matériau
réfractaire, son enveloppe extérieure s ' ajustant dans la
partie interne creuse de la bague par 1 ' interposition de
béton damé, les f aces supérieure et inf érieure du manchon
venant au niveau des faces supérieure et inférieure de la
bague .
Dans le but d'assurer l'étanchéité, un joint e2;t
interchangeable par rapport au moule et par rapport au
dispositif selon 1' invention formé par la bague et le
manchon .
Dans une variante de réalisation avantageuse qui
permet de répartir la pression provoquée par le poids du
moule, le dispositif int~ ; -e pour la mise en oeuvre
d ' un procédé pour la coulée ~ous basse pression de pièces
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moulées en alliage métallique à haut point de fusion tel que
fonte, acier, superalliage coulé dans un moule en sable
alimenté de bas en haut, se caractérise en ce qu' il présente
une face supérieure plane et une face inférieure plane, la
5 face supérieure étant comprise dans un plan parallèle à
ladite face inférieure.
Le dispositif int~ ire d'usure présente une face
supérieure confondue dans le même plan horizontal que la face
inférieure du moule.
Le dispositif selon l'invention ~- Lt:l~d une partie
interne cylindrique creuse prolongeant le chenal de coulée en
une section régulière et connectée au puits d ' alimentation du
moule .
Afin de réparer rapidement en cas de fuite en
changeant uniquement le dispositif selon l ' invention, ce
dispositif est amovible, étant fixé de manière démontable par
rapport au nez de coulée.
En outre, ledit dispositif comprend une ~onction
étanche et réfractaire entre le manchon et le garnissage
réfractaire du chenal du nez de coulée obtenue par un
bourrelet de pisé écrasé par la mise en place du dispositif,
ledit bourrelet formant joint.
Dans le but de restreindre les chocs thermiques et
mécaniques au dispositif selon l ' invention sans atteindre le
chenal de coulée, il se caractérise en ce que sa partie
interne creuse après la coulée contient dans sa portion
supérieure tout le métal solidifié et toutes les crasses.
Le tube d ' amenée formant chenal de coulée sous basse
pression alimentant une empreinte d ' un moule en sable borgne
comprend au moins un puits de coulée ouvert vers le bas, le
métal étant amené à l ' empreinte par l ' int~ i re du puits
de coulée par la pression de gaz supérieure à la pression
ai ~srhPrique, sur la surface libre du métal liquide contenu
dans une enceinte étanche.
Les caractéristiques et avantages de l ' invention
ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre
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d ' exemple non limitatif et en regard des figures ;~nn~-rF.F.g,
sur lesquelles:
La Fig. 1 représente schématiquement, en coupe
verticale, un dispositif int~ ;re d'usure selon
5 l ' invention .
La Fig. 2 montre en perspective partiellement
arrachée, le dispositif selon l ' invention formé par
l ' assemblage du manchon et de la bague
L ' installation de coulée de la Fig. 1 comporte un
10 moule en sable 1 maintenu sur un plateau porte-moule 2, un
dispositif int~ ;re d'usure 3 termine un tube
d ' amenée 5, noyé dans un nez de coulée d ' un four .
La pièce in'co ~ ;re d'usure 3 est appliquée à la
coulée ascendante sous basse pression d'un super-alliage, cet
15 alliage étant identique à ceux décrits dans le brevet de la
Demanderesse n2 534 167. L'invention s'applique également à
la coulée ascendante sous basse pression de fonte (fonte
grise ou fonte ductile) ou d'acier.
Le tube d'amenée 5 en matériau réfractaire, conduisant
20 le métal liquide vers le moule, est noyé dans le nez 4 en
pisé .
La ~onction entre le tube d ' amenée 5 et le moule 1 est
effectuée à llaide du dispositif int~ ;re d'usure 3.
La face supérieure du nez de coulée 4 est plate et
25 horizontale. Elle porte le dispositif int~ -~iA;re 3.
Le dispositif int~ ; re 3 comprend une bague 7 à
embase dans sa partie inférieure placée sur le nez de
coulée 4, ladite embase recouvrant le nez de coulée 4; de
plus il r.~ ~,Le:l~d un manchon réfractaire 8 en pisé tel qu'un
30 alumineux magnésien basi~ue, de même diamètre intérieur et
extérieur que le tube 5 de manière à prolonger ce dernier. La
~onction entre le tube 5 et le manchon 8 est obtenue par un
bourrelet de ~oint 9 . Le dispositif int~ ; re 3 écrase le
joint 9 au cours de son posi~ nn~m~nt. Le joint 9 est fait
35 de pisé.
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En raison de son embase la bague 7 présente un
diamètre plus petit à sa partie supérieure qu ' à sa partie
inférieure .
La bague 7 est fabriquée en acier réfractaire coulé.
5 Puis le dispositif int~ '~;A1re est étuvé pour durcir le
pisé 18 entre la bague 7 et le manchon 8.
Un joint 10, plat, souple, AnnlllA;re et en matériau
réfractaire est placé à la partie supérieure du dispositif
intl~rmF-~l;A;re d'usure. Le joint 10, tel que décrit par
10 exemple dans le brevet n 2 295 808 au nom de la
Demanderesse, assure l ' étanchéité avec le moule 1 .
La souplesse du joint 10 lui permet de tenir par - =
pression et sans enduit. Ce joint est serré sur sa face
supérieure par le moule 1 et sur sa face illférieure par la
bague 7 et le manchon 8.
Les faces supérieure et inférieure du dispositif
int~:L -~;A1re 3 sont chacune contenues dans un plan
parallèle, à la face inférieure du moule 1. Grâce à cette
géométrie, les risques de fuites sont F-l ;m;n~-s car le moule
appuie de manière uniforme et ne peut pas appuyer de manière
plus forte d ' un côté ce qui entraînerait une fuite.
L ' étanchéité est obtenue également par un bon état de surface
du dispositif int~ ;re qui, étant peu onéreux et
amovible, est changé fréquemment dès le premier risque de
2 5 f uite .
Le dispositif inteL ^l;A;re d'usure vient se loger à
l ' intérieur de l ' ouverture 11 du plateau porte-moule 2 qui
permet le centrage du moule 1 et l l arrivée du métal liquide
dans le puits 12 débouchant dans la partie inférieure du
moule borgne 1.
Le moule en sable 1 est maintenu au moyen d ' un
vérin 13 dirigé vers le bas et dont la tige de piston 14
porte articulée à son extrémité inférieure une plaque
d ' appui 15 .
Au cours du fonct;onn t de l~ins~AllAt;on le métal
liquide monte du tube 5 dans le dispositif intr - liAire 3,
puis dans le moule 1.
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A la fin de la coulée le métal dans le moule se
solidifie pour former les pièces, cette solidification
c~ ce par le haut et s ' arrête à un niveau inférieur au
moule 1, ce niveau est représenté par le trait mixte 6 , en
5 dessous de ce niveau le métal reste liquide après la coulée
et retourne dans le four.
Les crasses plus légères que le métal remontent toutes
au niveau du dispositif int~ iA1re 3.
De même, les traces de métal se~ f;é se retrouvent
10 toutes au niveau du dispositif 3 qui subit les premiers chocs
thermiques qui solidifient le métal. Donc le tube 5 qui ne
retient pas de métal après la coulée, n'a pas besoin d'être
décras sé .
En raison du décrassage et des chocs thermiques
15 provoqués par le refroidissement du moule 1, le dispositif
intermédiaire 3 s ' use vite et est amovible pour être changé à
une fréquence plus soutenue que le tube réfractaire 5. Ce
dispositif 3 est changé fréquemment. Le changement est rapide
car il n'est pas obligatoire de refroidir entièrement le
20 four. Toutefois, il est néc~ssA; re que le tube 5 soit froid.
Le ~oint 10, s ' usant encore plus vite que la bague 7
et le manchon 8, est changé encore plus souvent.
Comme le montre plus particulièrement la Fig. 2, le
manchon réfractaire 8 est d'une forme cylindrique creuse, la
25 paroi interne du cylindre étant d ' un diamètre constant sur la
hauteur. La paroi externe du manchon 8 coopère avec la paroi
interne cylindrique creuse de la bague 7 par l'int- - l;A;re
d ' un béton damé 18 .
La hauteur du manchon 8 est identique à la hauteur de
3 0 la bague 7 .
Des encoches 17 sont prévues dans l ' embase 16 de la
bague 7 pour permettre le passage des vis de fixation du
dispositif int~ ; re suivant l ' invention .
Le dispositif in~ ;A;re d'usure 3 peut être placé
35 sur la face supérieure d'un chenal de coulée comportant des
moyens de chauffage (voir le brevet FR-A 2 532 866 au nom de
la Demanderesse ) .
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Ledit dispositif 3 peut également être utilisé dans
une installation pour la coulée sous basse pression de plèces
moulées à partir d'une poche de coulée dans un moule, sous la
pression motrice d ' un gaz, en alimentant le moule de bas en
5 haut, la pression différentie}le étant soumise, du côté de la
poche, à une pression différente de celle qui règne du côté
du moule . Cette utilisation du dispositif selon l ' invention
réduit les coûts d'entretiens d'une telle installation déjà
brevetée par la Demanderesse sous le n2 556 996.
