FR2647381A1 - Filter for filtering aluminium alloys during operations of moulding by casting (pouring), as well as the method using this filter - Google Patents

Abstract

Filter for filtering aluminium alloys during operations of moulding by casting, this filter comprising a glass-fibre screen, which filter is characterised in that the glass-fibre screen 1 is inserted via its periphery into a sand-based frame 2.

Description

L'invention concerne un filtre pour le filtrage d'alliages d'aluminium lors d'opérations de moulage par coulée ainsi que le procédé mettant en oeuvre ce filtre. The invention relates to a filter for filtering aluminum alloys during casting molding operations and the method using this filter.

Lors des opérations de moulage par coulée d'un alliage d'aluminium, il est connu de disposer un filtre constitué par un tamis métallique ou en fibres de verre, ou en céramique, au travers de la zone supérieure de la descente de coulée. During the molding operations by casting of an aluminum alloy, it is known to have a filter constituted by a metallic screen or made of glass fibers, or ceramic, through the upper zone of the downpipe.

Ce filtre a pour but de retenir les particules solides d'oxyde en suspension dans le métal afin d'améliorer la qualité métallurgique de la pièce coulée. The purpose of this filter is to retain solid oxide particles in suspension in the metal in order to improve the metallurgical quality of the casting.

Ce filtre pose cependant de nombreux problèmes concernant sa mise en place avant l'opération de coulée, concernant son maintien en position pendant cette opération et concernant la qualité des pièces moulées obtenues. However, this filter poses numerous problems concerning its positioning before the casting operation, concerning its holding in position during this operation and concerning the quality of the molded parts obtained.

La pose des filtres est en effet délicate car il convient d'introduire ce filtre dans la zone supérieure du conduit sensiblement vertical constituant la descente de coulée qui est à une température élevée. Egalement, la mise en place de ce filtre doit être précise pour éviter qu'une partie du flux de métal contourne le filtre et puisse être introduit dans l'enceinte de moulage sans avoir été filtré. The installation of the filters is indeed delicate since it is advisable to introduce this filter into the upper zone of the substantially vertical duct constituting the downspout which is at a high temperature. Also, the placement of this filter must be precise to avoid that part of the metal flow bypasses the filter and can be introduced into the molding enclosure without having been filtered.

Egalement, lors de l'opération de coulage, il peut se produire que le tamis se déforme sous l'action de la pression du flux de métal ea fusion, ce qui permet également au métal de passer librement pardessus le bord du filtre déformé, sans etre filtré. Also, during the casting operation, it may happen that the sieve is deformed under the action of the pressure of the flow of molten metal, which also allows the metal to pass freely over the edge of the deformed filter, without to be filtered.

La disposition du filtre en partie haute du conduit de descente de coulée et la gravité aidant, a pour conséquence de diviser le flux de métal liquide en de nombreux jets favorisant ainsi une oxydation accrue par augmentation de la surface en contact avec l'air. The arrangement of the filter in the upper part of the downpipe and gravity helping, has the consequence of dividing the flow of liquid metal into numerous jets thus promoting increased oxidation by increasing the surface in contact with air.

La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un filtre pour le filtrage d'alliages d'aluminium lors d'opérations de moulage par coulée, ce filtre comprenant un tamis en fibres de verre, filtre caractérisé en ce que le tamis en fibres de verre est inséré par sa périphérie dans un cadre réalisé à base de sable. The object of the present invention is in particular to remedy these drawbacks and to this end relates to a filter for filtering aluminum alloys during casting molding operations, this filter comprising a glass fiber sieve, a filter characterized by that the glass fiber sieve is inserted through its periphery in a frame made from sand.

Celui-ci, selon une caractéristique de l'invention, est obtenu par un mélange de sable et de liant. This, according to a characteristic of the invention, is obtained by a mixture of sand and binder.

L'invention concerne aussi un procédé pour le filtrage d'alliages d'aluminium à l'aide de ce filtre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on dispose le filtre pourvu de son cadre à la base du conduit de descente de coulée à un niveau inférieur à celui de la pièce à mouler. The invention also relates to a method for filtering aluminum alloys using this filter, this method being characterized in that the filter provided with its frame is placed at the base of the downspout a level lower than that of the part to be molded.

L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels
- la figure 1 est une vue de face du filtre conforme à l'invention,
- la figure 2 est une coupe suivant A-A de la figure 1,
- la figure 3 est une vue de dessus de la figure 1,
- la figure 4 est une coupe suivant B-B de la figure 1,
- la figure 5 est une vue illustrant le procédé de moulage de l'invention.The invention is shown by way of non-limiting example in the accompanying drawings in which
FIG. 1 is a front view of the filter according to the invention,
FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1,
FIG. 3 is a top view of FIG. 1,
FIG. 4 is a section along BB of FIG. 1,
- Figure 5 is a view illustrating the molding method of the invention.

La présente invention a en conséquence pour but l'obtention de pièces en alliage d'aluminium moulées par coulée, qui soient de meilleure qualité métallurgique et, par exemple, des culasses et des collecteurs d'admission pour véhicules automobiles. The present invention therefore aims to obtain aluminum alloy parts molded by casting, which are of better metallurgical quality and, for example, cylinder heads and intake manifolds for motor vehicles.

La présente invention a également pour but d'améliorer les conditions de travail en facilitant la pose du filtre et en supprimant totalement les risques d'une mauvaise mise en place ou de déformation du filtre lors de la coulée du flux d'alliage d'aluminium en fusion. The present invention also aims to improve the working conditions by facilitating the installation of the filter and by completely eliminating the risks of improper positioning or deformation of the filter during the casting of the flow of aluminum alloy. in fusion.

Ce filtre se compose d'un tamis en fibres de verre 1 connu en lui-même, qui est fixé à l'intérieur d'un cadre 2 réalisé à base de sable et, de préférence, par un mélange de sable et d'un liant, de façon à obtenir un cadre d'une bonne précision géométrique et d'une bonne rigidité et solidité pour sa mise en place aisée dans le moule de fonderie. This filter consists of a glass fiber sieve 1 known in itself, which is fixed inside a frame 2 made from sand and, preferably, by a mixture of sand and a binder, so as to obtain a frame of good geometric precision and good rigidity and solidity for its easy installation in the foundry mold.

Ce cadre est réalisé de façon à ce que son bord intérieur 2 enserre la périphérie 1 du tamis afin que ce dernier soit maintenu rigoureusement plan et puisse subir la pression du flux d'alliage d'aluminium en fusion sans se déformer. This frame is made so that its inner edge 2 encloses the periphery 1 of the screen so that the latter is kept strictly flat and can undergo the pressure of the flow of molten aluminum alloy without deforming.

Ce cadre est destiné à se placer par sa périphérie dans un logement de forme et de dimensions correspondantes 3 prévu dans l'installation de moulage par coulée (figure 5). This frame is intended to be placed by its periphery in a housing of corresponding shape and dimensions 3 provided in the casting molding installation (Figure 5).

Des faces d'appui 27 sont aménagées sur la partie supérieure du cadre de façon à ce qu'au moment de la fermeture du moule, la chape 12 vienne par coiffage maintenir le cadre en position. Support faces 27 are arranged on the upper part of the frame so that when the mold is closed, the yoke 12 comes by capping to keep the frame in position.

Comme il est visible sur la figure 5, un départ d'air 14 est aménagé sous le cadre dans le moule. Ce dispositif est destiné à évacuer à l'extérieur les gaz éventuellement dégagés par le liant contenu dans le cadre au moment de la coulée de la pièce. As can be seen in FIG. 5, an air outlet 14 is arranged under the frame in the mold. This device is intended to evacuate outside the gases possibly released by the binder contained in the frame at the time of the casting of the part.

Comme on le remarque sur la figure 2, le tamis est disposé dans un plan qui est décalé du plan médian X-X (figure 2) du cadre, du côté de ce plan qui est opposé à celui qui comporte les bords latéraux 23 et 24. L'épaisseur du cadre côté amont du tamis, dans le sens de l'écoulement du flux de métal, est donc plus mince que l'épaisseur du cadre côté aval du tamis afin d'améliorer la résistance du cadre. As can be seen in FIG. 2, the screen is arranged in a plane which is offset from the median plane XX (FIG. 2) of the frame, on the side of this plane which is opposite to that which has the lateral edges 23 and 24. L he thickness of the frame upstream side of the screen, in the direction of flow of the metal flow, is therefore thinner than the thickness of the frame downstream side of the screen in order to improve the strength of the frame.

Conformément à l'invention, il est également prévu de disposer ce filtre 4 se composant du tamis 1 et du cadre 2 à la base du conduit 5 de descente de coulée dont l'extrémité supérieure forme l'entonnoir de coulée 6 du flux d'alliage d'aluminium en fusion. In accordance with the invention, provision is also made for placing this filter 4 consisting of the screen 1 and the frame 2 at the base of the conduit 5 for the descent of casting, the upper end of which forms the funnel 6 for the flow of molten aluminum alloy.

Plus précisément, ce filtre 4 est disposé après le coude 7 formé à la base de ce conduit de descente de coulée 5 au travers d'une chambre de section élargie 71 de façon que le plan médian X-X de ce filtre soit orienté sensiblement parallèlement à l'axe Y-Y du conduit de descente de coulée. More specifically, this filter 4 is disposed after the bend 7 formed at the base of this downspout 5 through a chamber of enlarged section 71 so that the median plane XX of this filter is oriented substantially parallel to the axis YY of the downpipe.

Ainsi, le filtre est disposé dans un plan sensiblement vertical et est traversé par un flux d'alliage d'aluminium en fusion qui est sensiblement horizontal, ce qui correspond à une disposition inverse des dispositions connues. Thus, the filter is arranged in a substantially vertical plane and is traversed by a flow of molten aluminum alloy which is substantially horizontal, which corresponds to a reverse arrangement of the known arrangements.

Le filtre 4 est disposé de façon que les deux bords latéraux opposés 23 soient dirigés vers le ou les canaux 8 de la semelle 9 comportant également les canaux d'attaque de coulée 10. Ces canaux débouchent à la base de l'enceinte de moulage 11 délimitée par la chape 12 qui est positionnée sur la semelle 9 par des piliers de centrage 13. The filter 4 is arranged so that the two opposite lateral edges 23 are directed towards the channel or channels 8 of the sole 9 also comprising the casting attack channels 10. These channels open out at the base of the molding enclosure 11 delimited by the yoke 12 which is positioned on the sole 9 by centering pillars 13.

Comme on le remarque sur cette figure 5, le filtre 4 est disposé à un niveau inférieur à celui de l'enceinte de moulage 11 et l'ensemble de ces dispositions fait que l'opération du filtrage à hauteur du filtre 4 s'effectue de façon que le flux de métal se reforme immédiatement après avoir été divisé par le tamis 1, ce qui rend pratiquement nul le risque d'oxydation du métal du à la présence du filtre. As can be seen in this FIG. 5, the filter 4 is arranged at a level lower than that of the molding enclosure 11 and all of these arrangements mean that the filtering operation at the height of the filter 4 is carried out so that the metal flow is reformed immediately after being divided by the screen 1, which makes the risk of metal oxidation due to the presence of the filter practically zero.

Un filtrage amélioré, un meilleur écoulement du flux de métal et sa pureté accrue permettent d'obtenir une amélioration de la qualité métallurgique de la pièce coulée. Improved filtering, better flow of metal flow and increased purity allow an improvement in the metallurgical quality of the casting.

Egalement, le filtre conforme à l'invention permet d'effectuer un recyclage sans pollution des chenaux de coulées se formant dans les canaux et enceintes 5, 7, 8 et 10. En effet, le sable qui constitue le cadre du filtre s'effrite de lui-même après démoulage ou est éliminé complètement sur des tables de vibration et de soufflage, de façon que les chenaux de coulées puissent être récupérés en vue de leur refonte sans modifier la pureté du bain.  Also, the filter in accordance with the invention allows recycling without pollution of the runners forming in the channels and enclosures 5, 7, 8 and 10. In fact, the sand which constitutes the frame of the filter crumbles by itself after removal from the mold or is completely eliminated on vibrating and blowing tables, so that the runners can be recovered for redesign without changing the purity of the bath.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1) Filtre pour le filtrage d'alliages d'aluminium lors d'opérations de moulage par coulée, ce filtre comprenant un tamis en fibres de verrue, filtre caractérisé en ce que le tamis (1) en fibres de verre est inséré par sa périphérie dans un cadre (2) réalisé à base de sable. 1) Filter for filtering aluminum alloys during casting molding operations, this filter comprising a wart fiber screen, filter characterized in that the glass fiber screen (1) is inserted at its periphery in a frame (2) made from sand. 2) Filtre conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre est réalisé par un mélange de sable et de liant. 2) Filter according to claim 1, characterized in that the frame is made by a mixture of sand and binder. 3) Filtre conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tamis est disposé au travers du cadre de façon à être décalé du plan médian du cadre. 3) Filter according to any one of the preceding claims, characterized in that the screen is arranged through the frame so as to be offset from the median plane of the frame. 4) Le procédé pour le filtrage d'alliages d'aluminium à l'aide d'un filtre conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dispose le filtre (4) pourvu de son cadre (2) à la base du conduit de descente de coulée (5) à un niveau inférieur à celui de la pièce à mouler. 4) The method for filtering aluminum alloys using a filter according to any one of the preceding claims, characterized in that the filter (4) is provided with its frame (2) at the base of the downspout (5) at a level lower than that of the part to be molded. 5) Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le filtre (4) est disposé dans un plan X-X sensiblement parallèle à celui de l'axe Y 5) Method according to claim 4, characterized in that the filter (4) is arranged in an X-X plane substantially parallel to that of the Y axis Y du conduit (5) de descente de coulée. Y of the downspout conduit (5).