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" Procédé et appareil perfectionnes pour la coulée des lingots bimétalliques".
La présente invention est relative à la production de lingots bimétalliques dans les- quels la couche extérieure du lingot a une compo- sition différente du noyau de ce lingot.
Un procédé d'obtention d'un lingot de ce genre a été décrit dans le brevet belge n 34I.II9 délivré le 31 mai 1927 au nom de la So- ciété dite: " ALUMINIUM COMPANY OF AMERICA"
Dans ce brevet le lingot comporte un noyau en alliage à base d'aluminium, couvert par des couches d'aluminium ou d'un alliage d'alumi- nium résistant à la corrosion. La surface interne du moule dans lequel on doit couler le lingot est d'abord garnie de plaques de revêtement en métal
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résistant à la corrosion, et la coulée du métal du noyau dans le moule est réglée de telle façon que le métal du noyau, en se solidifiant, se lie. en surface aux plaques de revêtement, qui se fixent ainsi au noyau.
Lorsqu'on pratique la coulée d'articles de fonte du genre ci-dessus, on doit observer cer- trines précautions pour maintenir les plaques de revêtement dans le moule pendant l'opération de la coulée, et pour permettre une liberté de mouvement appropriée aux plaques, pendant la solidification du métal fondu.
On s'est -proposé principalement, con- formément à la présente invention, de prévoir un procédé et un appareil nouveaux grâce aux- quels les plaques de revêtement seront mainte- nues, et leur mouvement contrôlé dans le moule pendant la couléa des lingots 'bimétalliques.
D'autres objets et avantages de la présente invention seront exposés ci-dessues dans la. description annexée, et seront repré- sentés à titre d'exemple aux dessins annexés, qui montrent., d'une manière illustrative, ce que l'on considère comme le mode d'exécution le plus avantageux de l'invention.
La figure 1 est une élévation laté- rale du moule, partie en coupe, montrant les tuyauteries, ainsi que la manière dont le moule est soutenu.
La figure 2 est une vue de la figure 1 considérée de la gauche.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
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La figure 4 est une élévation, partie en coupe, vue dans le sena des flèches 4-4 de la figure 1 toute la tuyauterie ayant été supprimée au delà des raccords.
La figure 5 est une vue d'une plaque d'as- piration, suivant la ligne 5-5 de la figure 3.
La figure 6 est une coupe partielle, suivant la ligne 6-6, de la figure 3, montrant des parti- aularités de la plaque d'aspiration de la figure
5.
Les figures et 8 sont analogues respective- ment aux fignnes 5 & 6; elles montrent un mode d'exécution différent de la plaque d'aspiration, ainsi qu'une bague de garniture qui l'entoure.
Le moule comprend une moitié ou partie fixe 10, une moitié ou partie articulée 12, et un bloc de fond 14 ( fig. 1 & 3). La partie 12 est articulée sur la partie fixe 10 par l'intermédiai- re d'un axe 16 qui traverse des consoles appro- priées des deux parties. Lorsque le oule est fermé, ces deux parties sont serrées l'une contre l'autre par des boulons de verrouillage 18 ar- ticulés, grâce, à des pivots 20 sur la partie fice du moule. Ces boulons traversent des fentes 22 de la partie articulée du moule. Les extrémi- tés libres des boulons 18 sont filetées et sur les filetages sont vissés des écrous à ailettes 24.
Un ressort à boudin 26 est intercalé entre chaque écruu 24 et la partie articulée du moule,
La partie fixe 10 présente à l'un de ses angles une oreille 28 traversée par une tige ron- de 30. Les bouts de la tige 30 sont apportés par des piliers 32 qui reposent sur. le plancher. Cette disposition permet au moule tout entier de bascu-
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1er autour de la tige 30, ainsi qu'on peut le voir en particulier en figured.
A l'angle de la, partie fixe, qui est oppo- sé en diagonale à la tige 30, se trouve une au- tre oreille 34 à laquelle est attaché un câble vertical de levage 36, dont l'utilité sera ex- posée plus loin.
La surface interne de chacune des moitiés du moule présente neuf orifices 38(figures 3 & 6) disposés en trois rangées de trois orifices chau cune. Un mode d'exécution d'un orifice est re- présenté aux figures 5 et 6, dans lesquelles cet orifice 38 est une fenêtre circulaire ménagée dans une plaque circulaire 40 logée dans la paroi du moule de telle faucon que la face interne de la plaque 40 affleure la surface interne du moule.
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A partir de l'orifice 38, un alésace 4"1' vers eç oea oete surfaoeëxterne, présentant un filetage four la connexion avec un tuyau 44. A chaque tuyau fileté 44 sont reliés un raccord 46 et un robinet 48.
Le robinet 48 est de préférence du type à trois voies présentant une voie 50 ouverte à l'atmosphère, ainsi qu'une tige 52 qui permet de relier le robinet à une poignée de manoeuvre non représentée. Les neuf robinets sur chacone des moitiés de moule, sont reliés entre eux par des tuyauteries appropriées, comme on le voit particulièrement en figure 1. Une tubulure d'aspiration 54 peut être reliée à cha- cun des systèmes à neuf orifices par l'intermé- diaire d'un robinet 56, ainsi qu'on le voit en fiure 1. Li l'on désireobtenir une plus grande force d'aspiration, on peut relier une.tubulure à chaque système de trois orifices. Un vide par-
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tiel est maintenu dans la tubulure 54 par une pompe à vide appropriée.
Les figures 7 & 8 montrent un mode d'exé- cution préférable de la plaque d'aspiration.
L'orifice unique 38 est remplacé par un certain nombre d'orifices plus petits 58, et la bague de garniture 59 est logée dans la face interne du moule, afin que la surface d'aspiration soit lo- calisée à l'intérieur de la bague 59, et qu'elle ne puisse s'étendre jusqu'au bord de la plaque de revêtement et à la paroi du moule. @ 59
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Cet appareil ayant été décrit, le procédé pour conduire l'opération peut être aisément com- pris. Les plaques de revêtement;60 sont placées dans le moule, une plaque contre .chacune des pa- rois du moule. Afin de maintenir les plaques con- tre les surfaces internes du moule, on ouvre les robinets 56, ce qui relie les deux tubulures d'aspiration 54 à tous les orifices 38.
Tant que
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l'on maintient un viae Goiripfleb ou partiel aux orifices, les plaques 60 seront maintenues par aspiration bien serrées contre les parois inter- nes du moule.
Les plaques 60 étant maintenues comme on vient de le décrire, on soulève le moule au moyen du cable 36, jusqu'à ce que le moule occupe une position qui est environ oelle de la figure 1.
On verse alors par l'extrémité ouverte du moule, doucement le métal fondu, afin de former le noyau du lingot.
Pour que la coulée se fasse avec succès, il est nécessaire que les plaques de revête-ment demeurent en contact étroit avec la surface du
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moule jusqu'à ce que le métal se solidifie par- tiellement. Si le contact avec les surfaces du moule n'est pas maintenu pendant la coulée, la chaleur qui se transmet du métal fondu aux )la- ques de revêtement peut ne pas se dissiper assez rapidement par la masse du moule, et il en résul- te que les claques de revêtement peuvent fondre.
En outre si les plaques ne sont pas maintenues d'une manière rigide, elles peuvent s'amollir et se 'bomber ouse gauchir par suite de la cha- leur provenant du métal; il en résulte que le métal ira s'écouler entre .les claques de revê- tement et la surface du moule et qu'il pourra se produire aussi des surchauffes locales et la fasion des plaques de revêtement. Il est de plus nécessaire que, lorsque le métal se solidifie ou se contracte en se retirant de la surface du moule, les plaques de revêtement soient libres de suivre ge mouvement, de telle façon que la li- aison qui s'est déjà formée entre les plaques et le métal du noyau ne soit pas détruite.
Ces conditions sont complètement remplies grâce au présent appareil. Lorsque le fondu atteint le niveau de la lèvre de coulée, ce ni- veau étant indiqué par la ligne 62, on agit sur las robinets 48 de la rangée inférieure des ori- fices (rangée de droite), afin de les isoler de la tubulure d'aspiration 54, et de les ouvrir à l'atmosphère grâce aux voies 50, ce qui sup- prime'l'aspiration et ce qui permet aux plaques de suivre le noyau lorsqu'il se solidifie. La coulée continue, et l'on abaisse graduellement le moule grâce au câble 36, jusqu'à ce que le
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métal fondu atteigne approximativement la posi- tion représentée par la ligne 64, après quoi, une fois que le métal s'est suffisamment solidifié on ferme la seconde rangée de robinets, afin de supprimer l'aspiration sur la rangée médiane des orifices.
Lorsque le moule atteint finalement sa position verticale et est presque plein de métal, les autres robinets sont fermés et toute l'aspiration cesse sur les plaques.
L'opération de coulée, quipeut exiger de une et demie à trois minutes, -est alors achevée à l'exception de la confection de la tête du lingot, qui consiste à verser du métal avec cuillère à main d.ana le centre du linget, lors- que le métal opère son retrait, de façon à obte- nir un lingot bien sain, ne présentant pas de grandes cavités indésirables provenant du retrait.
L'élimination progressive de la force d'aspiration des divers xxxxx orifices permet aux plaques de se déplacer vers l'intérieur lorsque le Métal se solidifie.
Ce procédé de maintient des plaques de re- vêtement est simple et souple, contrairement à ce qu'on observe avec les: pinees, les vis, ou autres dispositifs mécaniques incommodes. Il permet des coulées rapides et élimine le long réglage des pinces ou dispositifs analogues. En outre les plaques de rev@tement ont leur positinn contrôlée de façon à supprimer le bombement et le gauchissement muisibles dûs à la pression et à la chaleur, si bien qua les lingots ainsi coulés présentent une constitution satisfaisante.
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"Improved Method and Apparatus for Casting Bimetallic Ingots".
The present invention relates to the production of bimetallic ingots in which the outer layer of the ingot has a composition different from the core of this ingot.
A process for obtaining an ingot of this type has been described in Belgian patent No. 34I.II9 issued on May 31, 1927 in the name of the Company known as: "ALUMINUM COMPANY OF AMERICA"
In this patent, the ingot has a core of an aluminum-based alloy, covered by layers of aluminum or a corrosion-resistant aluminum alloy. The internal surface of the mold in which the ingot is to be poured is first lined with metal coating plates
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corrosion resistant, and the casting of the core metal in the mold is regulated in such a way that the core metal, when solidifying, binds. on the surface to the lining plates, which thus attach to the core.
When practicing the casting of articles of the above kind, certain precautions should be observed to keep the facing plates in the mold during the casting operation, and to allow adequate freedom of movement for the castings. plates, during solidification of molten metal.
It has mainly been proposed, in accordance with the present invention, to provide a novel method and apparatus by which the coating plates will be maintained, and their movement controlled in the mold during the casting of the ingots. bimetallic.
Other objects and advantages of the present invention will be set out above in the. appended description, and will be shown by way of example in the appended drawings, which show, in an illustrative manner, what is considered to be the most advantageous embodiment of the invention.
Figure 1 is a side elevation of the mold, partly in section, showing the piping and the manner in which the mold is supported.
Figure 2 is a view of Figure 1 viewed from the left.
Figure 3 is a section taken on line 3-3 of Figure 1.
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Figure 4 is an elevation, partly in section, seen in the sena of arrows 4-4 of Figure 1 with all piping removed beyond the fittings.
Figure 5 is a view of a suction plate, taken along line 5-5 of Figure 3.
Figure 6 is a partial section, taken on line 6-6, of Figure 3, showing features of the suction plate of Figure
5.
Figures and 8 are respectively analogous to figures 5 &6; they show a different embodiment of the suction plate, as well as a packing ring which surrounds it.
The mold comprises a half or fixed part 10, a half or articulated part 12, and a bottom block 14 (Fig. 1 & 3). Part 12 is articulated on fixed part 10 by the intermediary of a pin 16 which passes through appropriate brackets of the two parts. When the socket is closed, these two parts are clamped against each other by locking bolts 18 articulated by means of pivots 20 on the butt part of the mold. These bolts pass through slots 22 in the articulated part of the mold. The free ends of the bolts 18 are threaded and to the threads are screwed wing nuts 24.
A coil spring 26 is interposed between each ecru 24 and the articulated part of the mold,
The fixed part 10 has at one of its angles an ear 28 crossed by a round rod 30. The ends of the rod 30 are provided by pillars 32 which rest on. floor. This arrangement allows the entire mold to tilt.
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1st around rod 30, as can be seen in particular in figured.
At the corner of the fixed part, which is diagonally opposite to the rod 30, is another lug 34 to which is attached a vertical lifting cable 36, the usefulness of which will be explained in more detail. far.
The inner surface of each of the mold halves has nine holes 38 (Figures 3 & 6) arranged in three rows of three holes each. An embodiment of an orifice is shown in FIGS. 5 and 6, in which this orifice 38 is a circular window formed in a circular plate 40 housed in the wall of the mold such that the internal face of the plate 40 is flush with the internal surface of the mold.
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From orifice 38, a bore 4 "1" to the outer surface, having a thread for the connection with a pipe 44. To each threaded pipe 44 are connected a fitting 46 and a tap 48.
The tap 48 is preferably of the three-way type having a path 50 open to the atmosphere, as well as a rod 52 which enables the tap to be connected to an operating handle, not shown. The nine taps on each of the mold halves are interconnected by suitable piping, as can be seen particularly in Figure 1. A suction port 54 can be connected to each of the nine-port systems through the intermediate. - Diary of a tap 56, as seen in fiure 1. If we want to obtain a greater suction force, we can connect une.tubulure to each system of three orifices. A void per-
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tiel is held in the tubing 54 by a suitable vacuum pump.
Figures 7 & 8 show a preferred embodiment of the suction plate.
The single orifice 38 is replaced by a number of smaller orifices 58, and the packing ring 59 is housed in the internal face of the mold, so that the suction surface is located inside the mold. ring 59, and that it cannot extend to the edge of the covering plate and to the wall of the mold. @ 59
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This apparatus having been described, the method of carrying out the operation can be readily understood. The cover plates 60 are placed in the mold, one plate against each wall of the mold. In order to hold the plates against the internal surfaces of the mold, the valves 56 are opened, which connects the two suction pipes 54 to all the orifices 38.
As long as
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a Goiripfleb or partial viae is maintained at the orifices, the plates 60 will be held by suction tight against the internal walls of the mold.
The plates 60 being maintained as just described, the mold is lifted by means of the cable 36, until the mold occupies a position which is approximately that of FIG. 1.
The molten metal is then poured gently through the open end of the mold to form the core of the ingot.
For successful casting, it is necessary that the cover plates remain in close contact with the surface of the casting.
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mold until the metal partially solidifies. If contact with the surfaces of the mold is not maintained during casting, the heat which is transferred from the molten metal to the coating lacquers may not dissipate quickly enough by the mass of the mold, and as a result. te that the coating slaps can melt.
Further, if the plates are not held rigidly, they may soften and bulge or warp from heat from the metal; as a result, the metal will flow between the coating slabs and the mold surface and that local overheating and failure of the coating plates may also occur. It is further necessary that, as the metal solidifies or contracts as it withdraws from the surface of the mold, the cover plates are free to follow the movement, so that the bond which has already formed between the plates and the core metal is not destroyed.
These conditions are completely fulfilled with the present device. When the melt reaches the level of the pouring lip, this level being indicated by line 62, the taps 48 of the lower row of orifices (right row) are acted on in order to isolate them from the tubing. suction 54, and to open them to the atmosphere through the passages 50, which suppresses the suction and which allows the plates to follow the core as it solidifies. The casting continues, and the mold is gradually lowered using the cable 36, until the
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The molten metal approximately reaches the position shown by line 64, after which, once the metal has sufficiently solidified, the second row of valves is closed to remove suction on the middle row of ports.
When the mold finally reaches its upright position and is almost full of metal, the other taps are closed and all suction ceases on the plates.
The casting operation, which may require one and a half to three minutes, is then completed with the exception of the making of the head of the ingot, which consists of pouring metal with a hand spoon into the center of the ingot. , when the metal is withdrawing, so as to obtain a very sound ingot, not exhibiting large undesirable cavities resulting from the withdrawal.
The gradual elimination of the suction force from the various xxxxx ports allows the plates to move inward as the metal solidifies.
This method of maintaining cover plates is simple and flexible, unlike what is observed with pins, screws, or other inconvenient mechanical devices. It allows fast castings and eliminates the long adjustment of clamps or the like. Further, the facing plates have their position controlled so as to suppress the moldable bulge and warpage due to pressure and heat, so that the ingots thus cast have a satisfactory constitution.