EP0087354A1 - Procédé et appareillage pour le moulage d'alliages métalliques à l'état thixotropique - Google Patents
Procédé et appareillage pour le moulage d'alliages métalliques à l'état thixotropique Download PDFInfo
- Publication number
- EP0087354A1 EP0087354A1 EP83400296A EP83400296A EP0087354A1 EP 0087354 A1 EP0087354 A1 EP 0087354A1 EP 83400296 A EP83400296 A EP 83400296A EP 83400296 A EP83400296 A EP 83400296A EP 0087354 A1 EP0087354 A1 EP 0087354A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- crucible
- mold
- alloy
- stirring
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/06—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of solid or hollow bodies in moulds rotating around an axis arranged outside the mould
- B22D13/063—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of solid or hollow bodies in moulds rotating around an axis arranged outside the mould for dentistry or jewellery
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/12—Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S164/00—Metal founding
- Y10S164/90—Rheo-casting
Definitions
- the invention relates to the molding of metal alloys which have been placed during their preparation in the state of thixotropic suspension.
- a suspension of this kind is produced by heating a metal alloy to a temperature much higher than the liquidus temperature so that it is completely in the liquid state, then it is stirred while its temperature is left lower to an intermediate value between said liquidus temperature and the solidus temperature.
- the dendrites which tend to form during this cooling are transformed by agitation into globules of approximately spheroidal shape.
- the thixotropic metal alloy can be continuously cast in the form of an ingot, or that it can be die-cast in a metal mold under the 'effect of a piston pushed by a cylinder, or that it can be brought to a final desired shape by compression between the two parts of a stamping die.
- a preparation operation is combined in a new process in a crucible of an alloy in the thixotropic state using a stirring means of mechanical or other type; associated with the crucible is a mold having a cavity which represents the desired part; when the alloy is in the desired state, the mold-crucible assembly is rotated at a speed which causes the transfer of the alloy between the crucible and the mold under the effect of centrifugal force.
- the mold is heated to the temperature of the alloy using a removable oven which is removed before the rotation of the mold-crucible assembly.
- the invention also relates to an apparatus allowing the implementation of the process defined above.
- This apparatus is of the centrifugation type generally called a slingshot comprising a crucible mounted to be driven in rotation about a vertical axis, a mold attached to this crucible at least during rotation; according to the invention, this apparatus comprises a means for agitating the alloy contained in the crucible arranged with a possibility of quick release from the latter; preferably a mobile heating oven is arranged, in addition, to contain the mold and heat it before casting and to be removed from this mold before the rotational drive.
- Apparatus according to the invention comprises a centrifugal casting machine of the sling type, known per se, which will therefore not be described in detail.
- a centrifugal casting machine of the sling type, known per se, which will therefore not be described in detail.
- Such a machine comprises a shaft 1 with a vertical axis coupled in rotation to an electric motor 2.
- a horizontal plane rotating equipment 3 which has on one side of the shaft 1 a stirrup 4 between the branches of which a crucible 5 is supported by a horizontal transverse shaft 6.
- Two counterweights 7 rise from the shaft 6 opposite the crucible-5.
- a mold 8 arranged horizontally with its opening 10 facing the crucible 5.
- the rotating equipment 3 Opposite the stirrup 4, on the other side of the shaft 1, the rotating equipment 3 comprises a general counterweight 11.
- the crucible 5 and the mold 8 are arranged so that, when the equipment 3 is rotated by the motor 2, the counterweights 7 tilt outwards and gradually make the crucible 5 take a horizontal position with its opening 12, which was turned upwards, directed towards the mold 8 and being opposite the opening 10 of the latter. At this time, the content of the crucible 5 is transferred to the mold 8. With the crucible 5 is associated, below the rotating equipment 3, an inductor 13 which melts the content of this crucible and which can be retracted towards the down to allow rotation and centrifugal casting described above.
- thermocouple 14 made retractable relative to the crucible 5 thanks to a pneumatic cylinder 15.
- the conventional machine which has just been described is commonly used for the centrifugal casting of dental prosthesis parts, at a temperature higher than the liquidus TE temperature.
- the casting temperature is 1200 ° C. for a liquidus Tt temperature of this alloy of 985 ° C., ie with a difference of 215 ° C. above. of this temperature Tf.
- Such an alloy has a solidus temperature Ts of 780 ° C.
- This machine was used to cast this same alloy at a temperature of 930 ° C intermediate between T p and Ts. After melting this alloy at a temperature of 1200 ° C, it was allowed to cool to 930 ° C and, while it was in a pasty state, the centrifugal casting was caused by rotation.
- Figures 6a, 6b show the open mold 8.
- the latter's cavity represented the imprint of a dental prosthesis. We can see that it has not been filled. A small amount of metal 16 has come to fill the chimney 17 of the cavity 18, but most of the metal has remained in the crucible 5.
- the machine described above is equipped with a stirring means 19 comprising at least one stirring element capable of being engaged in the crucible 5 and of being released therefrom easily and quickly.
- This stirring means 19 comprises a motor 20 with vertical shaft directed downwards and terminated by a clamping mandrel 21 in which the upper end of a rod 22 is held securely.
- the latter is provided with several elements stirring in silicon nitride.
- the rod 22 is cast in 3 N 4 in a single piece with two opposite blades 25 which contain between them the lower end part of this rod 22.
- These blades 25 have a general profile which corresponds to the profile frustoconical interior of the crucible 5. They are traversed outside the rod 22 by numerous holes 26. Preferably, the holes 26 are staggered between one side and the other of the shaft 22; they come from molding with the rod.
- the motor 20 of the stirring means 19 is itself fixed to the end of the piston rod of an upper cylinder 27 and it is provided laterally with spaced sleeves 28 which surround slides 29. In this way it is possible to make lower the stirring elements 23 or 25 inside the crucible 5 or remove them, easily and quickly when this crucible 5 occupies a determined stop position.
- the stirring means 19 is supported by supports (not shown) which are external to the rotating equipment 3.
- a stirring means could be mounted on the latter, between the shaft 1 and the crucible 5 , for example on the upper face of the caliper 4. This would reduce the overall height of the machine but the mass to be driven in rotation would be greater.
- the rotating equipment 3 has a determined stop position in which an oven 30 can be advanced to almost completely contain the mold 8.
- the latter is carried between the branches of the stirrup 4 and it extends beyond their ends which are joined by a ring 31.
- the mold 8 is engaged in the ring 31 and extends beyond the latter.
- the oven 30 is hollow; it is arranged horizontally with its opening 32 facing the mold 8. It is mounted on a carriage 33 which is itself movable on rails 34 by means of a jack 35 to which it is coupled.
- the oven 30 is of the type with electrical heating resistances and it is provided with a thermocouple 36 for controlling its internal temperature. In this way, one can advance the oven 30 so that it contains and heats the mold 8 and make it move back to release the latter.
- the inductor 13 surrounds the crucible 5 to melt the alloy there.
- the centrifugal casting machine which has been described above with a crucible 8 tilting under the effect of centrifugal force can be produced according to a variant known per se illustrated by FIGS. 5a to 5c.
- the crucible 5 is not tiltable; it always remains in a vertical position but it has a lateral upper opening 37 at the point of its outer wall furthest from the shaft 1.
- the mold 8 is attached to the crucible 5 with its opening 10 touched up with the opening 37. During the rotation, the metal rises along the wall of the crucible 5 opposite the shaft 1 and it passes into the mold 8 using opening 37 and inlet 10.
- the motor 2 rotates the axis 1.
- the metal flows through the orifice 37 (FIG. 5c).
- the counterweights 7 tilt it horizontally by centrifugal force and the metal is projected directly from the orifice 12 of the crucible 5 through the inlet of the mold 8 into the chimney 17 of its cavity ( Figure 4c).
- the blades 25 of the agitator 19 were immersed in the crucible 5 and then rotated; the temperature of the crucible 5 was allowed to drop to the temperature of 930 ° C. while maintaining agitation.
- the cavity 18 was the imprint of a prosthesis.
- dental 38 the section of which is shown in FIG. 8. The latter shows that the desired part was complete, completely healthy, and that its structure was not dendritic but composed of numerous globules of approximately spheroidal shape.
- the invention makes it possible, from a conventional centrifugal molding machine, to provide an improvement which makes this machine suitable for producing cast parts in the thixotropic state, with all the benefits that flow from it.
- the casting temperature during the second test according to the invention was 270 ° C lower than the conventional casting temperature.
- the invention shows that, contrary to what was believed until now, the forming of an alloy in the thixotropic state does not require a considerable pressure nor powerful organs as in the die casting in mold closed or stamping in a die.
- the centrifugal force is sufficient to produce a healthy molded part in an open mold of an alloy in the thixotropic state, at the usual normal speed of rotation for this mode of molding.
- the stirring means is a mechanical means designed to be removed from the crucible.
- the invention provides for combining with a centrifugal molding machine an appropriate stirring means which is not necessarily mechanical. Under certain circumstances, heating and maintaining the melting of the alloy by means of the inductor 13 create in this alloy a stirring which is sufficient to put it in the thixotropic state. If necessary, a complementary electromagnetic circuit can be added to the inductor 13 to stir the metal in the semi-liquid semi-solid state and give rise to the thixotropic state.
- the invention also covers this non-mechanical stirring means.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
Abstract
Procédé et appareillage pour le moulage d'alliages métalliques à l'état thixotropique. A un équipement (3) de coulée centrifuge entre un creuset (5) et un moule (8) on a ajouté un moyen d'agitation (19) mobile par rapport au creuset (5) et un four de chauffage (30) mobile par rapport au moule (8) pour chauffer celui-ci avant la coulée à une température voisine de la température de l'alliage à l'état thixotropique.
Description
- Procédé et appareillage pour le moulage d'alliages métalliques à l'état thixotropique.
- L'invention se rapporte au moulage des alliages métalliques qui ont été mis au cours de leur élaboration à l'état de suspension thixotropique.
- On réalise une suspension de ce genre en chauffant un alliage métallique jusqu'à une température nettement supérieure à la température du liquidus afin qu'il soit totalement à l'état liquide, puis on l'agite pendant qu'on laisse sa température s'abaisser à une valeur intermédiaire comprise entre ladite température du liquidus et la température du solidus. Les dendrites qui tendent à se former pendant ce refroidissement sont transformées par l'agitation en globules de forme approximativement sphéroîdale.
- Cet état de la technique est illustré par les brevets américains nOs 3 902 544 et 3 948 650.
- Dans le premier (n° 3 902 544) de ces brevets,il est indiqué que l'alliage métallique thixotropique peut être coulé en continu sous forme d'un lingot, ou qu'il peut être moulé sous pression dans un moule métallique sous l'effet d'un piston poussé par un vérin, ou encore qu'il peut être mis à une forme définitive désirée par compression entre les deux parties d'une matrice d'estampage.
- Dans le second de ces brevets, il est envisagé de couler l'alliage thixotropique dans des lingotières afin d'obtenir des lingots. Ces derniers peuvent, ensuite, être réchauffés à nouveau à une température intermédiaire comprise entre les températures du solidus et du liquidus puis mis à la forme des pièces désirées par un procédé tel que l'estampage ou le forgeage.
- Il est avantageux de mettre les alliages métalliques à leur forme définitive à partir d'une suspension thixotropique parce que le retrait entre la température intermédiaire à laquelle ils sont mis en forme et leur température finale à l'état solide est moins important, de sorte que l'on diminue considérablement le risque de retassure et de fissuration au cours du refroidissement.
- Le mérite de l'invention repose sur le fait d'avoir compris qu'il est possible de couler un alliage à l'état thixotropique directement dans un moule sous l'effet de la force centrifuge. On évite ainsi de passer par l'étape intermédiaire de la coulée d'un lingot qui a les inconvénients suivants :
- - consommation supplémentaire d'énergie pour réchauffer les lingots,
- - lenteur du processus qui s'opère en deux étapes,
- - mise en forme finale entrainant à nouveau une assez forte consommation d'énergie.
- On évite aussi l'emploi de moyens de mise en forme qui nécessitent un outillage encombrant et coûteux et qui sont consommateurs d'énergie, comme le moulage par injection sous pression et l'estampage.
- Conformément à l'invention, on combine dans un procédé nouveau une opération de préparation dans un creuset d'un alliage à l'état thixotropique à l'aide d'un moyen d'agitation de type mécanique ou autre; au creuset est associé un moule ayant une cavité qui représente la pièce désirée; quand l'alliage est à l'état voulu, on entraine l'ensemble moule-creuset en rotation à une vitesse qui provoque le transvasement de l'alliage entre le creuset et le moule sous l'effet de la force centrifuge.
- De préférence, on chauffe le moule à la température de l'alliage à l'aide d'un four amovible que l'on écarte avant la mise en rotation de l'ensemble moule-creuset.
- L'invention concerne aussi un appareillage permettant la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus.
- Cet appareillage est du type à centrifugation généralement appelé fronde comprenant un creuset monté pour être entrainé en rotation autour d'un axe vertical, un moule accolé à ce creuset au moins pendant la rotation; selon l'invention cet appareillage comprend un moyen d'agitation de l'alliage contenu dans le creuset disposé avec une possibilité de dégagement rapide hors de ce dernier; de préférence un four chauffant mobile est disposé, en outre, pour contenir le moule et le chauffer avant la coulée et pour être écarté de ce moule avant l'entraînement en rotation.
- On donnera maintenant une description d'un exemple de réalisation de l'invention et d'une variante qui peut lui être apportée. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- - la figure 1 est une vue générale d'un exemple préféré d'une installation conforme à l'invention ,
- - les figures 2 et 3 sont respectivement des vues agrandies de détail montrant deux modes de réalisation d'éléments d'agitation utilisables dans l'installation de la figure 1 ,
- - les figures 4a, 4b, 4c sont des vues de détail montrant à diverses positions pendant l'utilisation les pièces principales de l'appareillage de l'invention ,
- - les figures 5a, 5b, 5c sont des vues analogues à celles des figures 4a, 4b, 4c montrant une variante de réalisation,
- - les figures 6a, 6b sont des vues respectives des deux noitiês d'un moule montrant le résultat d'une coulée effectuée avec une machine de centrifugation classique sans application du procédé de l'invention ,
- - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6a d'une moitié d'un moule montrant le résultat d'une coulée effectuée avec la machine de centrifugation de la figure 1 avec application du procédé de l'invention ,
- - la figure 8 est une vue en coupe selon VIII-VIII de la pièce retirée du moule de la figure 7.
- Un appareillage conforme à l'invention comprend une machine de coulée centrifuge du type fronde, connue en soi, que l'on ne décrira donc pas en détail. Une telle machine comprend un arbre 1 à axe vertical accouplé en rotation à un moteur électrique 2. A l'extrémité supérieure de cet arbre 1 est calé en rotation dans un plan horizontal un équipement tournant 3 qui présente sur un côté de l'arbre 1 un étrier 4 entre les branches duquel un creuset 5 est supporté par un arbre transversal horizontal 6. Deux contrepoids 7 s'élèvent à partir de l'arbre 6 à l'opposé du creuset-5. A l'extrémité de l'étrier 4 est monté entre ses deux branches un moule 8 disposé horizontalement avec son ouverture 10 tournée vers le creuset 5. A l'opposé de l'étrier 4, de l'autre côté de l'arbre 1, l'équipement tournant 3 comprend un contrepoids général 11. Le creuset 5 et le moule 8 sont disposés de façon que, quand l'équipement 3 est entrainé en rotation par le moteur 2, les contrepoids 7 s'inclinent vers l'extérieur et font prendre progressivement au creuset 5 une position horizontale avec son ouverture 12, qui était tournée vers le haut, dirigée vers le moule 8 et se trouvant en face de l'ouverture 10 de ce dernier. A ce moment, le contenu du creuset 5 est transvasé dans le moule 8. Au creuset 5 est associé, en dessous de l'équipement tournant 3, un inducteur 13 qui met en fusion le contenu de ce creuset et qui peut être escamoté vers le bas pour permettre la rotation et la coulée centrifuge décrite ci-dessus.
- Pour mesurer la température de la masse en fusion à l'intérieur du creuset 5, on peut se servir d'un pyromètre optique ou, comme le montre la figure 1, d'un thermocouple 14 rendu escamotable par rapport au creuset 5 grâce à un vérin pneumatique 15.
- La machine classique que l'on vient de décrire sert couramment à la coulée par centrifugation de pièces de prothèse dentaire, à une température supérieure à la température du liquidus TE. Avec un alliage d'essai cuivre-étain à 11% d'étain, la température de coulée est de 1200°C pour une température du liquidus Tt de cet alliage de 985°C, soit avec un écart de 215°C au-dessus de cette température Tf. Un tel alliage a une température du solidus Ts de 780°C . On a utilisé cette machine pour couler ce même alliage à une température de 930°C intermédiaire entre Tp et Ts. Après avoir fondu cet alliage à une température de 1200°C on l'a laissé refroidir jusqu'à 930°C et, alors qu'il était à l'état pâteux, on a provoqué la coulée centrifuge par rotation.
- Le résultat est illustré par les figures 6a, 6b qui montrent le moule 8 ouvert. La cavité de ce dernier représentait l'empreinte d'une prothèse dentaire. On peut constater qu'elle n'a pas été remplie. Une faible quantité de métal 16 est venue remplir la cheminée 17 de la cavité 18 mais la plus grande partie du métal est restée dans le creuset 5.
- Selon l'invention, la machine décrite plus haut est équipée d'un moyen d'agitation 19 comprenant au moins un élément d'agitation susceptible d'être engagé dans le creuset 5 et d'en être dégagé facilement et rapidement. Ce moyen d'agitation 19 comprend un moteur 20 à arbre vertical dirigé vers le bas et terminé par un mandrin de serrage 21 dans lequel est tenue solidement l'extrémité supérieure d'une tige 22. Celle-ci est munie de plusieurs éléments d'agitation en nitrure de silicium. On peut monter sur la tige 22 (voir la figure 2) plusieurs plaquettes diamétrales 23, étagées sur une longueur sensiblement égale à la profondeur du creuset 5. Ces plaquettes traversent la tige 22 dans des trous prévus à cet effet et sont immobilisées par des chevilles transversales 24. La longueur de chaque plaquette 23 est fixée en fonction du profil et de la dimension transversale du creuset 5.
- En variante (fig. 3) la tige 22 est coulée en si3N4 en une seule pièce avec deux pales opposées 25 qui contiennent entre elles la partie extrême inférieure de cette tige 22. Ces pales 25 ont un profil général qui correspond au profil intérieur tronconique du creuset 5. Elles sont traversées en dehors de la tige 22 par de nombreux trous 26. De préférence, les trous 26 sont en quinconce entre un côté et l'autre de l'arbre 22; ils viennent de moulage avec la tige.
- Le moteur 20 du moyen d'agitation 19 est lui-même fixé à l'extrémité de la tige de piston d'un vérin supérieur 27 et il est pourvu latéralement de fourreaux espacés 28 qui entourent des glissières 29. De cette façon on peut faire descendre les éléments d'agitation 23 ou 25 à l'intérieur du creuset 5 ou les en retirer, facilement et rapidement quand ce creuset 5 occupe une position d'arrêt déterminée.
- Dans cet exemple, le moyen d'agitation 19 est supporté par des supports (non représentés) qui sont extérieurs à l'équipement tournant 3. On pourrait monter sur ce dernier un moyen d'agitation, entre l'arbre 1 et le creuset 5, par exemple sur la face supérieure de l'étrier 4. On réduirait ainsi l'encombrement en hauteur de la machine mais la masse à entraîner en rotation serait plus importante.
- Dans les deux cas, qui sont équivalents au point de vue de l'invention, la tige 22 et les éléments d'agitation 23, 25 doivent pouvoir être dégagés rapidement du creuset 5.
- Selon l'invention, il est extrêmement souhaitable, bien que ce ne soit pas strictement nécessaire en toutes circonstances, de chauffer le moule 8 à une température voisine de la température intermédiaire de l'état thixotropique de l'alliage à mouler et de-préférence égale à cette température. L'équipement tournant 3 a une position d'arrêt déterminée dans laquelle un four 30 peut être avancé pour contenir presque totalement le moule 8. Ce dernier est porté entre les branches de l'étrier 4 et il s'étend au-delà de leurs extrémités qui sont réunies par un anneau 31. Le moule 8 est engagé dans l'anneau 31 et s'étend au-delà de ce dernier. Le four 30 est creux; il est disposé horizontalement avec son ouverture 32 tournée vers le moule 8. Il est monté sur un chariot 33 qui est lui-même déplaçable sur des rails 34 au moyen d'un vérin 35 auquel il est attelé. De préférence, le four 30 est du type à résistances électriques de chauffage et il est muni d'un thermocouple 36 de contrôle de sa température intérieure. De cette façon, on peut faire avancer le four 30 pour qu'il contienne et chauffe le moule 8 et le faire reculer pour dégager ce dernier.
- Dans cette même position déterminée d'arrêt, l'inducteur 13 entoure le creuset 5 pour y faire fondre l'alliage.
- La machine de coulée centrifuge que l'on a décrite plus haut avec un creuset 8 basculant sous l'effet de la force centrifuge peut être réalisée selon une variante connue en soi illustrée par les figures 5a à 5c. Dans ce cas, le creuset 5 n'est pas basculant; il reste toujours en position verticale mais il a une ouverture supérieure latérale 37 au point de sa paroi extérieure le plus éloigné de l'arbre 1.
- Le moule 8 est accolé au creuset 5 avec son ouverture 10 abouchée avec l'ouverture 37. Pendant la rotation, le métal s'élève le long de la paroi du creuset 5 à l'opposé de l'arbre 1 et il passe dans le moule 8 en empruntant l'ouverture 37 et l'entrée 10.
- Cette variante ne modifie en rien par ailleurs l'appareillage de l'invention qui comprend toujours le moyen d'agitation 19 suggéré par la tige 22 et les pales 25 sur la figure 5a et le four 30 représenté seul par simplification sur la même figure 5a.
- . On notera que d'autres variantes pourraient être apportées à la machine à mouler sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention.
- Le fonctionnement de l'appareillage pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend les opérations successives suivantes :
- 1°/ (Figures 4a et 5a) - a) chauffage du moule 8 à une température Tm intermédiaire comprise entre la température du liquidus Tℓ et la température du solidus TA de l'alliage métallique. T< Tm < Tℓ. Le moule 8 peut être éventuellement préchauffé dans un four extérieur à l'appareillage avant d'être maintenu à la température Tm par le four 30 ;
- - b) fusion de l'alliage métallique à une température Tc1 supérieure à la température du liquidus Tc1 > Tℓ.
- 2°/ (Figures 4b et 5b) - a) descente de l'agitateur et mise en rotation des pales 25 pour brasser le métal à la température Tc1;
- - b) refroidissement du creuset 5 à une température Tc2 tel que Tp < Tc2 < Tℓ, intermédiaire entre TA et Tℓ.
- 3°/ (Figures 4c et 5c) - Ensuite simultanément les opérations suivantes sont enclenchées :
- a) arrêt de l'agitateur,
- b) remontée des pales 25,
- c) escamotage du four 30 pour libérer le moule 8,
- d) escamotage du moyen de chauffage par induction 13 vers le bas pour libérer le creuset 5,
- e) escamotage vers le haut du thermocouple 14.
- Aussitôt que les opérations a à e ont été exécutées, le moteur 2 entraîne en rotation l'axe 1.
- S'il s'agit d'un creuset 5 du type non basculant, le métal s'écoule par l'orifice 37 (figure 5c).
- S'il s'agit d'un creuset 5 du type basculant, les contrepoids 7 l'inclinent horizontalement grâce à la force centrifuge et le métal est projeté directement de l'orifice 12 du creuset 5 à travers l'entrée du moule 8 dans la cheminée 17 de sa cavité (figure 4c).
- Un essai a été effectué avec l'appareillage de l'invention pour couler le même alliage cuivre-étain à 11% d'étain, mentionné.plus haut, dans un moule ayant la même empreinte 18 mais en appliquant le procédé de l'invention, à titre de comparaison avec l'essai de coulée classique décrit plus haut illustré par les figures 6a, 6b.
- Pour ce deuxième essai, conforme à l'invention, le moule 8 a été chauffé et maintenu à la température T = 930°C par le four 30. L'alliage a tout d'abord été fondu à la température Tf = 1200°C.
- Les pales 25 de l'agitateur 19 ont été plongées dans le creuset 5 puis mises en rotation; on a laissé la température du creuset 5 s'abaisser à la température de 930°C tout en maintenant l'agitation.
- Après brassage de quelques minutes, le four 30, l'agitateur 19, le thermocouple 14, l'inducteur 13 ont été escamotés et la coulée centrifuge par rotation de l'axe 1 a été exécutée aussitôt, à la vitesse de 400 t/mn.
- Après démoulage il a été constaté que la cavité 18 du moule 8 était parfaitement remplie comme le montre la figure 7.
- La cavité 18 était l'empreinte d'une prothèse. dentaire 38 dont la coupe est représentée sur la figure 8. Cette dernière montre que la pièce désirée était complète, totalement saine, et que sa structure n'était pas dendritique mais composée de nombreux globules de forme approximativement sphéroldale.
- L'invention permet, à partir d'une machine classique de moulage par centrifugation, d'apporter un perfectionnement qui rend cette machine apte à la réalisation de pièces coulées à l'état thixotropique, avec tous les avantages qui en découlent. En outre, on peut remarquer que la température de coulée pendant le deuxième essai conforme à l'invention était inférieure de 270°C à la température de coulée classique.
- L'invention démontre que, contrairement à ce que l'on croyait jusqu'à présent, la mise en forme d'un alliage à l'état thixotropique ne nécessite pas une pression considérable ni des organes puissants comme dans le moulage sous pression en moule fermé ou l'estampage dans une matrice. La force centrifuge suffit à réaliser une pièce moulée saine dans un moule ouvert d'un alliage à l'état thixotropique, à la vitesse normale habituelle de rotation pour ce mode de moulage.
- Dans l'exemple décrit ci-dessus, le moyen d'agitation est un moyen mécanique conçu pour être retiré du creuset. Sous son aspect le plus général, l'invention prévoit de combiner à une machine à mouler par centrifugation un moyen d'agitation approprié qui n'est pas nécessairement mécanique. Dans certaines circonstances, le chauffage et le maintien en fusion de l'alliage à l'aide de l'inducteur 13 créent dans cet alliage une agitation qui suffit à le mettre à l'état thixotropique. Au besoin, un circuit électromagnétique complémentaire peut être adjoint à l'inducteur 13 pour brasser le métal à l'état mi-liquide mi-solide et donner naissance à l'état thixotropique. L'invention couvre également ce moyen d'agitation non mécanique.
Claims (11)
1. Procédé de moulage d'un alliage métallique à l'état thixotropique caractérisé en ce qu'on transfère cet alliage à l'état thixotropique entre un creuset dans lequel il a été préparé et un moule sous l'effet de la force centrifuge produite par la rotation du creuset et du moule.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on chauffe le moule avant la coulée à une température voisine de la température de l'alliage à l'état thixotropique.
3. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant une machine à mouler par centrifugation ayant un creuset (5) et un moule (8) accolé à ce creuset pendant la rotation pour le transfert de l'alliage, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'agitation du contenu en fusion du creuset (5), ce moyen d'agitation étant d'un type quelconque approprié mécanique ou non mécanique.
4. Appareillage selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen d'agitation (19) comprend au moins un élément d'agitation mobile apte à être engagé dans le creuset (5) et à être dégagé de ce dernier facilement et rapidement.
5. Appareillage selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen d'agitation est constitué par un circuit électromagnétique associé au creuset et apte à brasser l'alliage à l'état mi-liquide mi-solide.
6. Appareillage selon la revendication 4 caractérisé en ce que les éléments d'agitation comprennent une tige (22) à laquelle sont fixées des plaquettes diamétrales étagées (23.
7. Appareillage selon la revendication 4 caractérisé en ce que les éléments d'agitation comprennent une tige (22) moulée en Si3N4 qui fait corps avec deux pales opposées (25) traversées par des trous (26).
8. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 6, 7 caractérisé en ce que le profil général des éléments d'agitation (23, 25) correspond au profil intérieur du creuset (5).
9. Appareillage selon la revendication 5 caractérisé en ce que le moyen d'agitation (19) est monté déplaçable dans son ensemble en sens vertical au-dessus du creuset (5) occupant une position d'arrêt déterminée.
10. Appareillage selon la revendication 5 caractérisé en ce que le moyen d'agitation (19) comprend un moteur (20) ayant un arbre vertical dirigé vers le bas et muni d'un mandrin de serrage (21) dans lequel on peut faire tenir une tige (22) munie d'éléments d'agitation (23, 25).
11. Appareillage selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'un four de chauffage (30) conçu pour recevoir et contenir une partie substantielle du moule (8) est monté mobile par rapport à ce dernier occupant une position d'arrêt déterminée.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8202344 | 1982-02-12 | ||
FR8202344A FR2521465A1 (fr) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | Procede et appareillage pour le moulage d'alliages metalliques a l'etat thixotropique |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0087354A1 true EP0087354A1 (fr) | 1983-08-31 |
Family
ID=9270944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP83400296A Withdrawn EP0087354A1 (fr) | 1982-02-12 | 1983-02-11 | Procédé et appareillage pour le moulage d'alliages métalliques à l'état thixotropique |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4510987A (fr) |
EP (1) | EP0087354A1 (fr) |
FR (1) | FR2521465A1 (fr) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0185287A1 (fr) * | 1984-12-13 | 1986-06-25 | Rudi Körner | Installation pour couler des matériaux pour prothèses dentaires |
EP0195313A1 (fr) * | 1985-03-18 | 1986-09-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Dispositif pour remplir des cavités évacuées dans des matériaux ou des objets |
EP0254437A3 (en) * | 1986-07-23 | 1988-06-08 | Alumax, Inc. | Method of producing shaped metal parts |
FR2658745A1 (fr) * | 1990-02-28 | 1991-08-30 | Armines | Procede et dispositif de moulage d'un alliage metallique. |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8408975D0 (en) * | 1984-04-06 | 1984-05-16 | Wood J V | Titanium alloys |
US4687044A (en) * | 1985-05-03 | 1987-08-18 | Tam Ceramics, Inc. | Injection method and apparatus |
DE4105080C1 (en) * | 1991-01-26 | 1992-10-08 | Cerox Technische Keramik Gmbh, 8443 Bogen, De | Centrifugal casting device with reduced alloy loss - has inductively heated crucible at an acute angle with horizontal centrifuging plane |
GB9201364D0 (en) * | 1992-01-22 | 1992-03-11 | British Steel Plc | Liquid metal processing |
DE4242110C2 (de) * | 1992-12-14 | 1998-03-26 | Herbst Bremer Goldschlaegerei | Schmelztiegel für insbesondere eine Schleudergußvorrichtung |
US5968292A (en) * | 1995-04-14 | 1999-10-19 | Northwest Aluminum | Casting thermal transforming and semi-solid forming aluminum alloys |
US5571346A (en) * | 1995-04-14 | 1996-11-05 | Northwest Aluminum Company | Casting, thermal transforming and semi-solid forming aluminum alloys |
US5911843A (en) * | 1995-04-14 | 1999-06-15 | Northwest Aluminum Company | Casting, thermal transforming and semi-solid forming aluminum alloys |
JP3817786B2 (ja) | 1995-09-01 | 2006-09-06 | Tkj株式会社 | 合金製品の製造方法及び装置 |
US5832982A (en) * | 1997-01-29 | 1998-11-10 | Williams International Co., L.L.C. | Metal forming process |
US5983976A (en) * | 1998-03-31 | 1999-11-16 | Takata Corporation | Method and apparatus for manufacturing metallic parts by fine die casting |
US6135196A (en) * | 1998-03-31 | 2000-10-24 | Takata Corporation | Method and apparatus for manufacturing metallic parts by injection molding from the semi-solid state |
US6474399B2 (en) | 1998-03-31 | 2002-11-05 | Takata Corporation | Injection molding method and apparatus with reduced piston leakage |
US6540006B2 (en) | 1998-03-31 | 2003-04-01 | Takata Corporation | Method and apparatus for manufacturing metallic parts by fine die casting |
US6502624B1 (en) | 2000-04-18 | 2003-01-07 | Williams International Co., L.L.C. | Multiproperty metal forming process |
US6666258B1 (en) | 2000-06-30 | 2003-12-23 | Takata Corporation | Method and apparatus for supplying melted material for injection molding |
US6796362B2 (en) * | 2000-06-01 | 2004-09-28 | Brunswick Corporation | Apparatus for producing a metallic slurry material for use in semi-solid forming of shaped parts |
US6399017B1 (en) * | 2000-06-01 | 2002-06-04 | Aemp Corporation | Method and apparatus for containing and ejecting a thixotropic metal slurry |
US6432160B1 (en) * | 2000-06-01 | 2002-08-13 | Aemp Corporation | Method and apparatus for making a thixotropic metal slurry |
US6742570B2 (en) | 2002-05-01 | 2004-06-01 | Takata Corporation | Injection molding method and apparatus with base mounted feeder |
US6945310B2 (en) * | 2003-05-19 | 2005-09-20 | Takata Corporation | Method and apparatus for manufacturing metallic parts by die casting |
US6880614B2 (en) * | 2003-05-19 | 2005-04-19 | Takata Corporation | Vertical injection machine using three chambers |
US6951238B2 (en) * | 2003-05-19 | 2005-10-04 | Takata Corporation | Vertical injection machine using gravity feed |
WO2008049452A1 (fr) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Manfred Renkel | Appareil de coulée par centrifugation |
US8245759B2 (en) * | 2008-06-06 | 2012-08-21 | GM Global Technology Operations LLC | Ladle for molten metal |
TWI483763B (zh) * | 2013-12-31 | 2015-05-11 | Fusheng Prec Co Ltd | 高強度鋼類高爾夫球木桿頭的製造方法 |
TWI483764B (zh) * | 2013-12-31 | 2015-05-11 | Fusheng Prec Co Ltd | 低密度鋼類高爾夫球木桿頭的製造方法 |
TWI483765B (zh) * | 2014-01-03 | 2015-05-11 | Fusheng Prec Co Ltd | 鑄包異材的高爾夫球桿頭製造方法及其殼模 |
CN115430819B (zh) * | 2022-09-13 | 2023-09-26 | 青岛北船管业有限责任公司 | 一种船用管件提高内壁光滑度的等壁厚离心铸造装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1330525A (fr) * | 1962-08-03 | 1963-06-21 | Four centrifuge pour fusion et moulage sous vide | |
FR2141979A1 (fr) * | 1971-06-16 | 1973-01-26 | Massachusetts Inst Technology | |
FR2222157A1 (fr) * | 1973-03-23 | 1974-10-18 | Elphiac Sa | Installation de fusion et de coulee par centrifugation |
FR2277638A1 (fr) * | 1974-07-10 | 1976-02-06 | Massachusetts Inst Technology | Procede de preparation en continu d'un melange homogene d'une composition metallique en phases liquide et solide |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3948650A (en) * | 1972-05-31 | 1976-04-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Composition and methods for preparing liquid-solid alloys for casting and casting methods employing the liquid-solid alloys |
-
1982
- 1982-02-12 FR FR8202344A patent/FR2521465A1/fr active Granted
-
1983
- 1983-02-07 US US06/464,403 patent/US4510987A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-02-11 EP EP83400296A patent/EP0087354A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1330525A (fr) * | 1962-08-03 | 1963-06-21 | Four centrifuge pour fusion et moulage sous vide | |
FR2141979A1 (fr) * | 1971-06-16 | 1973-01-26 | Massachusetts Inst Technology | |
FR2222157A1 (fr) * | 1973-03-23 | 1974-10-18 | Elphiac Sa | Installation de fusion et de coulee par centrifugation |
FR2277638A1 (fr) * | 1974-07-10 | 1976-02-06 | Massachusetts Inst Technology | Procede de preparation en continu d'un melange homogene d'une composition metallique en phases liquide et solide |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ABSTRACT OF NEW TECHNOLOGY FROM THE AIR FORCE SYSTEMS COMMAND, PB 81-970567 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0185287A1 (fr) * | 1984-12-13 | 1986-06-25 | Rudi Körner | Installation pour couler des matériaux pour prothèses dentaires |
EP0195313A1 (fr) * | 1985-03-18 | 1986-09-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Dispositif pour remplir des cavités évacuées dans des matériaux ou des objets |
EP0254437A3 (en) * | 1986-07-23 | 1988-06-08 | Alumax, Inc. | Method of producing shaped metal parts |
FR2658745A1 (fr) * | 1990-02-28 | 1991-08-30 | Armines | Procede et dispositif de moulage d'un alliage metallique. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4510987A (en) | 1985-04-16 |
FR2521465B1 (fr) | 1985-02-08 |
FR2521465A1 (fr) | 1983-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0087354A1 (fr) | Procédé et appareillage pour le moulage d'alliages métalliques à l'état thixotropique | |
EP2900403B1 (fr) | Moule carapace a ecran thermique | |
FR2519275A1 (fr) | Procede et equipement pour fabriquer des pieces telles que des douilles de cartouches en cupro-alliage forge sous conditions thixotropes et piece ainsi obtenue | |
CA2909031C (fr) | Moule de fonderie monocristalline | |
EP0569511B1 (fr) | Procede de moulage d'un lingot d'alliage a structure dendritique fine et machine de moulage suivant ce procede | |
EP0699112B1 (fr) | Dispositif d'alimentation en metal en fusion, notamment en fonte, d'une machine de coulee, et installation de coulee integrant ce dispositif d'alimentation | |
EP3475012B1 (fr) | Four de refroidissement par solidification dirigée et procédé de refroidissement utilisant un tel four | |
FR2874340A1 (fr) | Procede de fonderie de pieces en carapace, grappe et carapace pour sa mise en oeuvre, aube de turboreacteur obtenue par un tel procede, et moteur d'aeronef comportant de telles aubes | |
FR2574328A1 (fr) | Dispositif d'alimentation rotative en fonte liquide d'une installation de coulee continue verticale d'un tuyau en fonte a graphite speroidal | |
EP0131025B1 (fr) | Procede et dispositif de moulage de lingotins en ferro-alliages par coulee en coquille en cuivre refroidi | |
EP0100272B1 (fr) | Procédé de fabrication de pièces moulées, dispositif comportant application de ce procédé et pièces moulées ainsi obtenues | |
FR2658745A1 (fr) | Procede et dispositif de moulage d'un alliage metallique. | |
FR2534167A1 (fr) | Procede de fabrication en fonderie de pieces moulees en alliages metalliques oxydables | |
BE519656A (fr) | ||
BE366574A (fr) | ||
FR3142366A1 (fr) | Procédé de formation d’une pièce par insertion d’un alliage métallique à l’état solide dans une grappe | |
FR2530512A1 (fr) | Fabrication de pieces moulees maintenues en temperature par chauffage pour traitement thermique ulterieur | |
BE832949A (fr) | Dispositif pour l'elaboration de produits monocristallins | |
FR2516825A1 (fr) | Dispositif de coulee centrifuge et machines a couler multipostes du type carrousel et a navette utilisant ce dispositif | |
EP0938450A1 (fr) | Procede de fabrication de diamant synthetique et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede | |
BE403164A (fr) | ||
BE397358A (fr) | ||
BE559889A (fr) | ||
BE536861A (fr) | ||
FR2505217A1 (fr) | Moule de fonderie combine pour la fabrication de cylindres de laminage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19830218 |
|
AK | Designated contracting states |
Designated state(s): CH DE GB IT LI |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 19890721 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |
|
RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: COLLOT, JEAN |