[0001] Le domaine de l'invention est celui des traitements thermiques des pièces de fonderie
réalisées en alliage à base d'aluminium.
[0002] L'invention concerne un procédé de traitement thermique de pièces de fonderie de
type culasse dans lequel on met en oeuvre une trempe à l'air des pièces, et un système
pour la mise en oeuvre du procédé.
[0003] Le traitement thermique des alliages d'aluminium consiste en général en une succession
d'opérations.
[0004] On réalise tout d'abord une opération de mise en solution à haute température, typiquement
entre 490°C et 545°C pour les alliages de fonderie contenant du silicium (entre 5
et 9%), du cuivre (entre 0 et 3%) et du magnésium (entre 0 et 0,7%).
[0005] Cette opération est réalisée à la température la plus haute possible pour accélérer
la mise en solution des éléments durcissants de l'alliage, et en dissoudre la plus
grande quantité possible, tout en évitant de refondre même localement l'alliage (phénomène
dit de brûlure). On obtient par cette opération une solution solide d'éléments durcissants
dans la matrice de l'alliage.
[0006] On réalise ensuite une opération de trempe destinée à figer la solution solide des
éléments durcissants dans la matrice, en opérant un refroidissement rapide depuis
la température de mise en solution jusqu'à la température ambiante ou jusqu'à la température
de revenu.
[0007] On réalise enfin une opération de revenu sous la forme d'un séjour en four à une
température modérée, typiquement entre 150 et 245°C, qui amène les éléments durcissants
de l'alliage à se recombiner sous forme de fins précipités distribués au sein de la
matrice de l'alliage, et par ce fait accroît sa résistance.
[0008] Dans cette séquence d'opérations, l'opération de trempe s'avère délicate.
[0009] En effet, pour garder le potentiel durcissant le plus important possible, l'homme
de l'art tend à effectuer cette trempe dans un milieu de refroidissement efficace,
de l'eau en général, ce qui s'avère satisfaisant du point de vue des caractéristiques
mécaniques.
[0010] Toutefois, la trempe à l'eau introduit, surtout pour les pièces de géométrie complexe,
des contraintes résiduelles importantes dues au fait qu'en cours de trempe les différents
éléments de la pièce ne peuvent se refroidir à la même vitesse. Ce phénomène est encore
accentué par l'apparition de vapeur en bulles et en film à la surface de la pièce
pendant la trempe à l'eau, ce qui perturbe les échanges thermiques.
[0011] Ces contraintes résiduelles peuvent atteindre localement la valeur de la limite élastique
à froid de l'alliage, et peuvent être très néfastes à la tenue en service de la pièce,
surtout en sollicitation en fatigue, si leur signe fait qu'elles s'ajoutent aux sollicitations
extérieures appliquées à la pièce.
[0012] L'augmentation de la température de l'eau de trempe est une technique bien connue
de l'homme de l'art pour réduire les contraintes résiduelles de pièces complexes.
Cette technique a toutefois des effets limités du point de vue de la réduction des
contraintes résiduelles, tout en provoquant un abattement sensible de propriétés.
Cet abattement est d'autant plus important que la température de l'eau augmente et
s'approche de la température d'ébullition de l'eau.
[0013] L'utilisation d'additifs de trempe (eau glycolée par exemple) est également une technique
bien connue pour la réduction des contraintes résiduelles. Elle pose toutefois des
problèmes de rejets et de traitement de l'eau de trempe, ce qui génère des surcoûts.
[0014] Une technique alternative de trempe consiste à utiliser l'air ambiant plutôt que
l'eau comme milieu de refroidissement. Si la trempe à l'air est relativement facile
à appliquer à des charges de pièces unitaires ou de faible massivité, elle ne donne
toutefois pas de résultats satisfaisants dans le cas de traitement de charges de pièces
nombreuses et massives, par exemple des culasses pour moteurs à explosion, qui du
fait de leur compacité et de complexité de formes (notamment la présence de multiples
cavités internes) n'offrent pas une surface favorable à l'extraction des calories
par le flux d'air.
[0015] Cette insuffisance de la trempe à l'air est encore accentuée dans le cas de traitement
thermique de pièces dans le mode habituel dit « batch » de traitement d'un lot de
pièces de fonderie en alliage d'aluminium. Dans ce mode « batch », les pièces du lot
de pièces à traiter sont mises en paniers. Plusieurs paniers, généralement réalisés
en acier, sont empilés en une première couche sur un support de base, puis en une
deuxième couche de paniers placée sur la première, voire éventuellement même d'autres
couches de paniers. L'ensemble constitué du support de base, des couches successives
de paniers et des pièces contenues dans les paniers forme ce qu'on appelle la charge
de traitement thermique, ou plus simplement la charge.
[0016] Un espace vertical et horizontal entre les paniers est en général ménagé de manière
à favoriser les échanges thermiques lors de la trempe.
[0017] La charge est successivement introduite dans le four de mise en solution, extraite
de ce four pour être soumise à la trempe (par exemple plongée dans l'eau dans le cas
d'une trempe à l'eau, ou amenée sous un système de ventilation dans le cas de la trempe
à l'air), puis sortie du milieu de trempe et introduite dans le four de revenu, enfin
extraite de ce dernier pour être ramenée dans l'air ambiant de l'atelier à la fin
du traitement thermique.
[0018] Ce mode batch est particulièrement flexible, et s'avère par conséquent intéressant
pour l'exploitant. En particulier, chaque charge peut subir un traitement de mise
en solution ou de revenu différent de celui des autres charges. Les milieux de trempe
peuvent eux aussi être dédoublés, ce qui ajoute encore à la flexibilité (en utilisant
par exemple deux bacs de trempe à l'eau à des températures différentes).
[0019] Ce mode est également intéressant du point de vue énergétique. Les charges étant
placées dans des fours dont la porte est refermée après leur enfournement, les fuites
thermiques sont minimes et tout le traitement est réalisé dans un espace fermé et
bien isolé vis-à-vis de l'extérieur.
[0020] On connaît à cet égard du document
EP 1 531 185 un four de mise en solution et une unité de trempe à l'air. Ce document enseigne
que les pièces de fonderie sont disposées en plusieurs couches de pièces superposées
les unes aux autres, à la fois dans le four de mise en solution et dans l'unité de
trempe.
[0021] Cependant, dans la conception habituelle des traitements thermiques en mode batch,
une partie significative de l'énergie est utilisée pour chauffer les paniers en acier
dans les fours, puis à refroidir l'eau de trempe pour la part d'apport calorifique
lié à ces paniers, ce qui est sans intérêt pour la fonction principale du traitement
thermique des pièces en aluminium.
[0022] L'invention vise à pallier à ces inconvénients du traitement thermique en mode batch
de pièces de fonderie, notamment des pièces de fonderie en alliages d'aluminium, et
à permettre de garantir des propriétés élevées et homogènes quelque soit la pièce
dans la charge.
[0023] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de traitement
thermique d'un lot de pièces de fonderie, comprenant une opération de mise en solution
réalisée dans un four chargé avec les pièces du lot disposées en plusieurs couches
de pièces superposées les unes aux autres, caractérisé en ce que, suite à l'extraction
des pièces du four de mise en solution, on manoeuvre les pièces pour former une unique
couche de pièces constituée des pièces du lot, on amène l'unique couche dans une unité
de trempe à l'air disposant d'un système de ventilation et on applique une trempe
à l'air aux pièces du lot disposées selon la couche unique.
[0024] Certains aspects préférés, mais non limitatifs, de ce procédé sont les suivants :
- le système de ventilation délivre un flux d'air de débit supérieur à 1000 m3/h et par pièce, de préférence supérieur à 1700 m3/h et par pièce ;
- lors de l'opération de mise en solution, les pièces sont disposées dans des paniers
superposés les uns aux autres, et la manoeuvre des pièces consiste à désempiler les
paniers ;
- les pièces sont posées horizontalement dans les paniers et espacées de moins de 100mm,
de préférence de moins de 50 mm ;
- les paniers sont séparés par des cloisons et les pièces sont posées verticalement
dans les paniers ;
- les cloisons forment un ensemble d'alvéoles, les pièces sont disposées à raison d'une
pièce par alvéole de telle sorte que l'espace entre la pièce et l'alvéole soit inférieur
à 60 mm, et de préférence inférieur à 30 mm ;
- les pièces sont suspendues ou maintenues par des supports dans les paniers ;
- la manoeuvre des couches de pièces consiste à déposer successivement chaque couche
de pièces sur un chariot de réception adapté pour recevoir une couche unique de pièces
;
- le temps de transfert entre l'ouverture du four à l'issue de la mise en solution,
et la mise en route du refroidissement à l'air est inférieur à 6 minutes, de préférence
inférieur à 3 minutes 30 secondes ; et
- suite à la trempe, on manoeuvre les pièces pour les redisposer sur plusieurs couches,
et on réalise une opération de revenu des pièces réalisée dans un four chargé avec
les pièces du lot disposées sur plusieurs couches.
[0025] Selon un second aspect, l'invention concerne un système de traitement thermique d'un
lot de pièces de fonderie comprenant un four de mise en solution tel que les pièces
du lot sont disposées en plusieurs couches de pièces superposées les unes aux autres
lorsque le four est chargé, une unité de trempe à l'air disposant d'un système de
ventilation pour provoquer un flux d'air de refroidissement, caractérisé en ce qu'il
comporte des moyens pour extraire les pièces du four de mise en solution et pour les
disposer en une unique couche de pièces, et des moyens pour amener la couche unique
de pièces dans l'unité de trempe à l'air de manière à appliquer une trempe à l'air
aux pièces du lot disposées en une couche unique.
[0026] Avantageusement, mais facultativement, le système de traitement thermique d'un lot
de pièces de fonderie selon l'invention comprend en outre la caractéristique suivante
:
- le système de ventilation est configuré pour délivrer un flux d'air de débit supérieur
à 1000 m3/h et par pièce, de préférence supérieur à 1700 m3/h et par pièce.
[0027] D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à
la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées
de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins
annexés sur lesquels :
- les figures 1a-1c représentent la charge constituée du support de base, de couches
successives de paniers, et de pièces de fonderie contenues dans les paniers, selon
un premier mode de réalisation possible de l'invention ;
- les figures 2a-2g représentent la séquence d'opérations d'un premier mode de réalisation
possible du procédé selon l'invention ;
- les figures 3 et 4 représentent des moyens utilisés dans un premier mode de réalisation
possible de l'invention pour désempiler les paniers dans lesquels les pièces sont
disposées ;
- la figure 5 est un schéma d'une unité de trempe utilisée dans le cadre de l'invention
pour réaliser la trempe à l'air des pièces de fonderie ;
- les figures 6a-6b sont des schémas représentant des distributeurs d'air pouvant être
utilisés dans l'unité de trempe ;
- les figures 7 et 8 représentent une vue en perspective et une vue en coupe d'un support
de charge multicouches utilisé dans le cadre d'un second mode de réalisation possible
de l'invention ;
- les figures 9 et 10 illustrent un support de manutention sous la forme d'un râteau
multi-peignes utilisé dans le cadre du seconde mode de réalisation possible de l'invention
;
- les figures 11a-11e son des schémas d'une séquence d'opérations illustrant la manoeuvre
de la charge dans le cadre du seconde mode de réalisation possible de l'invention
;
- la figure 12 représente le principe d'un mode de réalisation possible du support de
manutention de type râteau multi-peignes ;
- la figure 13 est un schéma représentant les chariots de réception pouvant être utilisés
dans le cadre du seconde mode de réalisation possible de l'invention.
[0028] L'invention concerne selon premier aspect un procédé de traitement thermique d'un
lot de pièces de fonderie, dans lequel on met en oeuvre une trempe à l'air des pièces
du lot. L'invention concerne également un système de traitement thermique d'un lot
de pièces de fonderie comportant des moyens aptes à assurer la mise en oeuvre du procédé
selon le premier aspect de l'invention.
[0029] Comme on l'a vu précédemment, les pièces d'un lot sont généralement disposées dans
des paniers empilables, et les paniers sont empilés sur un support de base pour former
deux couches ou plus de paniers.
[0030] La figure 1a représente un support de charge 1 classiquement utilisée pour supporter
des couches successives de paniers, et les pièces contenues dans les paniers.
[0031] Le support de charge 1 comprend des logements 2 de pieds de paniers et est conformé
pour pouvoir être entraîné en translation, par exemple en roulant sur des convoyeurs
à rouleaux qui constituent la mécanisation habituelle des charges dans les fours batch.
[0032] La figure 1b est une vue en coupe transversale du support de charge 1 sur lequel
deux couches de paniers sont empilés : une couche supérieure P1 de paniers (par exemple
un ensemble supérieur de deux paniers) empilée sur une couche inférieure P2 de paniers
(par exemple un ensemble inférieur de deux paniers), cette dernière reposant sur le
support de charge 1. Des pièces de fonderie 3 sont disposées dans les paniers des
couches P1 et P2.
[0033] On a également représenté sur cette figure 1b, la motorisation M de l'installation
de traitement thermique. Il s'agit par exemple d'un chemin de roulement à galets motorisés.
[0034] La figure 1c représentent une vue en perspective d'un panier 4. Celui-ci présente
une structure alvéolée et est doté de parois externes 5 en tôle. La structure alvéolée
permet la disposition d'une pièce 3 par alvéole.
[0035] Le panier 4 dispose d'espaces 6 servant à l'empilage femelle/mâle des pieds de paniers.
[0036] Comme on l'a vu précédemment, la charge constituée du support 1, des paniers empilés
P1, P2 et des pièces disposées dans les paniers est classiquement chargée dans un
four batch conventionnel afin de réaliser la mise en solution, puis extraite de ce
four et amenée dans une unité de trempe pour être soumise à la trempe, puis sortie
de l'unité de trempe, chargée dans un four batch conventionnel afin de réaliser le
revenu. Ainsi, au cours du traitement thermique, et notamment au cours de l'opération
de trempe, les pièces du lot sont réparties sur différentes couches.
[0037] Dans le cadre de l'invention, on propose d'appliquer une trempe à l'air aux pièces
du lot disposées en une couche unique.
[0038] Préalablement à la trempe, c'est-à-dire typiquement à la sortie du four de mise en
solution, les pièces sont classiquement agencées sur plusieurs couches.
[0039] L'invention propose alors, suite à l'extraction de la charge du four de mise en solution,
de manoeuvrer les pièces pour former une couche unique de pièces constituées des pièces
du lot. On amène ensuite la couche unique sous un système de ventilation dans l'unité
de trempe, le système de ventilation brassant l'air ambiant pour provoquer un flux
d'air de refroidissement. On applique de la sorte une trempe à l'air à la couche unique
de pièces.
[0040] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on considère le cas classique
de pièces disposées dans des paniers empilables. Dans ce mode de réalisation, la manoeuvre
des pièces pour former la couche unique de pièces peut consister à désempiler les
paniers.
[0041] Selon un second mode de réalisation de l'invention qui sera décrit plus en détail
par la suite, un support de charge multicouches particulier est proposé qui présente
une pluralité de moyens de support d'une couche de pièces sous la forme de traverses
espacées les unes des autres. Dans ce mode de réalisation, la manoeuvre des pièces
pour former une couche unique de pièces peut consister à déposer successivement chaque
couche de pièces sur un chariot de réception.
[0042] Les systèmes de manoeuvre des pièces qui seront décrits par la suite en liaison avec
la présentation des premier et second modes de réalisation possible de l'invention
ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. L'homme du métier pourra en particulier
concevoir des variantes de réalisation respectant les principes de base exposées en
liaison avec la présentation des ces exemples de réalisation.
[0043] En référence aux figures 2a-2g, on a représenté une séquence d'opérations conforme
au premier mode de réalisation possible du procédé selon l'invention.
[0044] La figure 1a illustre la prise de la charge constituée du support 1, des couches
P1 et P2 de paniers empilés, et des pièces disposées dans les paniers. La référence
7 représente un chariot de transfert disposant de plusieurs emplacements pour piles
de paniers. Un premier emplacement comporte un chemin 8 de roulement à galets motorisé,
tandis qu'un second emplacement 9, adjacent au premier, ne dispose pas de chemin motorisé
mais est équipé de logements de pieds de paniers similaires aux logements 2 présents
sur le support 1 (cf. figure 1a).
[0045] Le chariot 7 présente de préférence une structure aérée, de manière à laisser passer
l'air.
[0046] La figure 2b représente le chargement de la charge sur le chariot de transfert. La
pile de paniers P1, P2 est disposée au premier emplacement du chariot 7 en installant
le support 1 sur le chemin 8.
[0047] La figure 2c illustre le mouvement, schématisé par la flèche 12, du chariot de transfert
7 vers un four de mise en solution 10.
[0048] Le four 10 est un four batch conventionnel comprenant un laboratoire (espace de travail
utile du four) essentiellement fermé, isolé thermiquement, doté d'un système de brassage
de l'air, muni de systèmes de chauffe et de régulation de la chauffe à partir de thermocouples
mesurant la température du four ou de l'air dans le four, le laboratoire du four étant
accessible par une porte 11 pour le chargement ou déchargement de la charge.
[0049] La figure 2d illustre le chargement du four de mise en solution 10, la charge étant
introduite dans le four selon la flèche 13a. Une fois la charge intégralement chargée,
la porte 11 est refermée, et on effectue la mise en solution.
[0050] La figure 2e illustre la sortie de la charge du four de mise en solution 10 (sortie
schématisée par la flèche 13b), et l'amenée de la charge (schématisée par le mouvement
du chariot transfert 7 selon la flèche 14) vers un système adapté pour désempiler
les paniers.
[0051] Comme représenté sur la figure 2f, le chariot 7 est transféré pour passer sous un
portique de désempilage 15 dont un mode de réalisation sera décrit plus en détail
par la suite en référence aux figures 3 et 4. Lorsque le premier emplacement 8 du
chariot est au droit du portique 15, les paniers de la couche supérieure P1 peuvent
être soulevés à l'aide d'un mécanisme de préhension 16 solidaire du portique 15.
[0052] Comme illustré sur la figure 2g, le chariot est ensuite avancé selon la flèche 14
jusqu'à ce que le second emplacement 9 du chariot 7 se trouve au droit du portique
15. Le mécanisme de préhension 16 est alors commandé pour venir déposer les paniers
de la couche supérieure P1 sur le second emplacement 9 du chariot 7, qui entre-temps
a été avancé de la distance nécessaire pour que la couche supérieure P1 puisse être
présentée à la verticale des logements de pieds 2 sur le chariot 7.
[0053] L'ensemble des paniers est alors disposé en une couche unique, les couches de paniers
P1 et P2 se retrouvant positionnés côte à côte au même niveau sur le chariot 7.
[0054] On a représenté sur les figures 3 et 4 un mode de réalisation possible du portique
15. Le portique 15 est ici une structure fixée au sol S, comprenant un mécanisme de
préhension 16 commandé par l'intermédiaire d'un vérin 17 pour soulever et déposer
une couche de paniers.
[0055] Le portique comporte une traverse 18 s'étendant à l'horizontal du sol, et dans laquelle
un cadre 19 (constitué par exemple de deux colonnes verticales, d'une poutre et d'un
plateau horizontaux) supportant le mécanisme de préhension 16 peut coulisser verticalement
sous l'action du vérin 17. Le mécanisme de préhension 16 comporte un plateau mobile
20 faisant partie du cadre 19, et est doté de griffes 21 aptes à être actionnées par
des actionneurs de griffes 22 pour venir en prise avec la couche supérieure de paniers
P1.
[0056] Une fois le désempilement des paniers réalisés à l'aide du portique 15, le chariot
de transfert 7 sur lequel les pièces sont désormais disposées en une couche unique
est amené vers l'unité de trempe à l'air.
[0057] En référence à la figure 5, les pièces disposées en une couche unique dans les paniers
P1 et P2 sont amenées au droit d'un système de ventilation 23 adapté pour provoquer
un flux d'air de refroidissement schématisé par les flèches 24 et globalement perpendiculaire
à la couche unique de pièces.
[0058] Afin que les propriétés mécaniques restent à un niveau élevé, les pièces sont soumises
pendant la trempe à un flux d'air dont le débit est de préférence supérieur à 1000m
3 par heure et par pièce, et de préférence encore supérieur à 1700 m
3 par heure et par pièce. A titre d'exemples, la vitesse de l'air est de l'ordre de
23 m/s pour un débit de 1000 m
3/h et par culasse, et de l'ordre de 45 m/s pour un débit de 1700 m
3/h et par culasse.
[0059] Le refroidissement sous air forcé peut être réalisé jusqu'à atteindre dans les pièces
la température ambiante, ou la température de revenu, si un revenu est pratiqué par
la suite.
[0060] L'unité de trempe peut être essentiellement fermée par une paroi 26 prévue pour récupérer
l'air après trempe, et assurer un rôle de barrière sonique en évacuant l'air au travers
d'un amortisseur sonore (les conduits d'échappement de l'air au travers des parois
et les amortisseurs sonores ne sont pas représentés sur la figure 5).
[0061] L'air traverse les alvéoles des paniers dans lesquelles sont disposées les pièces,
ainsi qu'une grille dotée de rails de roulement de chariot, pour pénétrer dans une
chambre 30.
[0062] Au cours de la trempe, le chariot 7 sur lequel est disposée la couche unique de pièces
se trouve dans une enceinte constituée de parois 27 permettant de confiner le flux
d'air sur la charge.
[0063] Des distributeurs d'air 28 sont disposés au dessus de la charge pour canaliser le
flux d'air en direction de chacune des pièces. Un exemple de distributeur d'air sous
la forme d'une grille à structure alvéolaire est représenté sur la figure 6a. Un autre
exemple est représenté sur la figure 6b, sur laquelle la grille présente une surface
inférieure fermée, dotée d'une fente de passage d'air dans chacune des alvéoles.
[0064] La couche unique de pièce est espacée de l'extrémité inférieure des distributeurs
d'air 28 d'une hauteur H.
[0065] L'unité de trempe peut par ailleurs comprendre une boîte à vent 25 disposée entre
le système de ventilation 23 et les distributeurs d'air 28 pour assurer les rapports
de section entre le système de ventilation 23 et les distributeurs d'air 28.
[0066] Dans le cadre de ce premier mode de réalisation, les pièces peuvent être posées horizontalement
dans les paniers, ce qui est la solution la plus satisfaisante du point de vue du
refroidissement. Les pièces peuvent également être posées verticalement dans les paniers
ce qui permet d'accroître la capacité du traitement thermique. On notera ici que «
horizontalement » ou « verticalement » s'entend par rapport à la plus grande surface
de la pièce.
[0067] De préférence, en position horizontale, les pièces seront espacées de moins de 100
mm et encore de préférence de moins de 50 mm.
[0068] En position verticale, les pièces peuvent être posées dans des paniers séparées par
des cloisons continues ou partielles de façon à les maintenir correctement proches
de la position verticale, ces cloisons permettant aussi de canaliser le flux d'air.
[0069] De préférence, en position verticale, ces cloisons seront en acier formant un ensemble
d'alvéoles juxtaposées, chacune jointive avec ses voisines les plus proches, dans
lesquelles les pièces peuvent être introduites à raison d'une pièce par alvéole.
[0070] L'espace entre la pièce et l'alvéole, appelé E, est défini de la manière suivante
pour chaque dimension de l'alvéole, par exemple la longueur et la largeur. Pour dimension
caractérisée, 2 X E est égal à la différence entre l'enveloppe de la pièce construite
en entourant la pièce d'une forme identique à la forme de l'alvéole et la taille réelle
de l'alvéole.
[0071] De préférence, on choisit la forme de l'alvéole de telle sorte que dans toutes les
dimensions E soit à peu près identique, à quelques mm près, c'est-à dire en adaptant
la forme du panier à la pièce à traiter.
[0072] E ainsi défini sera de préférence inférieur à 60 mm, et de préférence encore inférieur
à 30 mm, sa plus petite dimension étant à ajuster au cas par cas, selon la géométrie
réelle de la pièce pour pouvoir maintenir les débits d'air présentés précédemment.
On peut ainsi avoir une valeur de E proche de zéro, c'est-à-dire simplement l'espace
nécessaire pour charger la pièce dans l'alvéole, si de par sa géométrie intrinsèque
la pièce laisse le passage d'air requis.
[0073] Les pièces peuvent aussi être suspendues ou maintenues par des supports dans le panier.
Dans ce cas, l'alvéole préalablement décrite n'est pas forcément matérialisée, mais
on gardera les mêmes préférences de valeurs de E décrites ci-dessus par rapport à
l'espace alloué à chaque pièce (l'équivalent de l'alvéole).
[0074] Le procédé selon l'invention peut également s'étendre à la réalisation, en sus de
la trempe à l'air appliquée à la couche unique, à la réalisation de l'opération de
mise en solution préalable à la trempe et/ou à la réalisation de l'opération de revenu
postérieure à la trempe.
[0075] Dans de tels cas de figure, mise en solution et revenu sont effectués en enfournant
dans les fours correspondants de mise en solution et de revenu des charges constituées
de paniers empilés les uns sur les autres de manière à utiliser au mieux la capacité
du four batch conventionnel. En d'autres termes, la mise en solution et le revenu
sont réalisés conventionnellement en chargeant le lot de pièces réparti en plusieurs
couches de pièces dans le four.
[0076] Suite à la mise en solution, on réalise donc le désempilage des paniers tels que
décrits précédemment, et on amène la couche unique de pièces dans l'unité de trempe.
[0077] Le temps de transfert entre le four de mise en solution (temps décompté à l'ouverture
de la porte) et la mise en route du refroidissement à l'air ne doit pas dépasser 6
minutes, et de préférence se situer au dessous de 3 minutes 30 secondes. La Demanderesse
a observé de façon surprenante que malgré ces temps de transfert assez longs, nécessaires
pour permettre les opérations de désempilage de charge sur des gros fours, les propriétés
mécaniques des pièces restaient élevées, dans ces conditions, pratiquement sans abattement
de propriétés par rapport à une trempe immédiate après sortie de four.
[0078] Dans le cas où une opération de revenu (de durcissement structural) est pratiquée
après la trempe, les paniers seront de préférence ré-empilés de façon à reconstituer
la charge. Le portique 15 décrit précédemment peut aussi être utilisé à cet effet.
[0079] Selon un deuxième mode de réalisation possible de l'invention, présenté en référence
aux figures 7 à 12, il est proposé d'utiliser un support de charge multicouches particulier
qui présente une pluralité de moyens, superposés les uns aux autres, de support d'une
couche de pièces. Chacun des moyens de support d'une couche de pièces comporte des
traverses espacées les unes des autres.
[0080] En règle générale pour des charges de culasses, le poids des paniers et des supports
en acier est de l'ordre de 0,5 tonnes pour 1 tonne d'aluminium effectivement traitée.
Ce second mode de réalisation s'avère avantageux en ce qu'il permet de ne chauffer
et de ne refroidir que les pièces, ce qui constitue une économie substantielle de
consommation énergétique.
[0081] Ce support de charge multicouches 30 est représenté sur les figures 7 et 8. Sur ces
figures, les références N1, N2 et N3 représentent les différents niveaux sur lesquels
les couches de pièces sont superposées. Le support multicouches 30 présente une pluralité
de moyens, superposés les uns aux autres, de support d'une couche de pièces sous la
forme de traverses 31 espacées les unes des autres.
[0082] Sur la figure 7, seul le niveau N1 est représenté par souci de clarté, tandis que
sur la figure 8, trois niveaux sont représentés, une couche de pièces 3 étant positionnée
sur chaque niveau N1-N3.
[0083] On a représenté sur les figures 9 et 10, un support de manutention 40S des pièces
sous la forme d'un râteau multi-peignes. Ce support présente un bras 40 depuis lequel
s'étend une pluralité de peignes 41, chaque peigne étant apte à soutenir une couche
de pièces. Les peignes 41 et les traverses 31 sont conformées de telle manière que
les dents d'un peigne peuvent être introduites dans l'espace inter-traverses d'un
moyens de support d'une couche de pièces du support de charge multicouches 30.
[0084] Ainsi, comme cela est schématisé par les flèches 47 sur les figures 8 et 9, le support
40S de manutention peut être avancé en direction du support de charge multicouches
30, les dents 42 de chacun des peignes 41 étant introduites entre les traverses 31
de chacun des moyens de support d'une couche de pièces. Puis, le support 40 peut être
remonté de manière à que chacun des peignes soulève légèrement une couche de pièces.
Enfin, le support 40 peut être éloigné du support 30 pour emporter les différentes
couches de pièces.
[0085] Une fois les couches de pièces présentes sur le support de manutention 40, les pièces
peuvent être transportées sur un support de charge similaire au support multicouches
30. On comprendra que les couches de pièces peuvent être déposées sur le support 30
depuis le support de manutention 40 en venant introduire les dents des peignes entre
les traverses.
[0086] En particulier, il est possible de déposer les pièces sur un support multicouches
30 apte à être introduit dans un four batch, ou sur un support multicouches 30 présent
dans un four batch. Le support de manutention 40S peut ainsi être utilisé en vue de
charger et décharger un four batch pour y réaliser une opération de mise en solution
ou une opération de revenu de couches de pièces en mode batch du lot de pièces.
[0087] En particulier après mise en solution, le support de manutention 40S est utilisé
pour décharger le four de telle manière que les différentes couches de pièces sont
disposées sur les différents peignes du support de manutention 40S.
[0088] Dans ce deuxième mode de réalisation, on manoeuvre ensuite les pièces pour former
une couche unique de pièces sur un chariot de transfert constitué de deux demi-chariots
(dans l'hypothèse où deux niveaux de pièces sont à manoeuvrer pour former la couche
unique), et de façon générale du nombre de chariots correspondants au nombre de couches
de pièces.
[0089] Cette manoeuvre est représentée sur les schémas des figures 11a-11e.
[0090] En référence à la figure 11a, le support de manutention 40S est avancé selon la flèche
43 en direction de demi-chariots 44a, 44b (également dénommés chariots de réception
par la suite). Chaque chariot de réception 44a, 44b est conformé pour recevoir une
couche de pièces, et présente en particulier (cf. figure 13) des moyens de support
d'une couche de pièces sous la forme d'un peigne présentant des dents 48 espacées
les unes des autres.
[0091] Une fois que le support de manutention 40S est positionné au droit d'un premier chariot
de réception 44b, ledit support 40S est abaissé de manière à ce que les dents du peigne
inférieur du support 40S pénètrent dans les espaces inter-dents des moyens de support
du chariot 44b. Les pièces 3 de la couche inférieure sont alors déposées sur le chariot
44b. On retire ensuite les dents du peigne inférieur du support 40S des espaces inter-dents
du chariot 44b, et on remonte le support de manutention 40S comme cela est représenté
sur la figure 11c.
[0092] Les chariots 44a, 44b sont alors avancés, par exemple le long d'un chemin motorisé,
et on répète la même séquence d'opérations pour venir déposer la couche de pièces
du peigne supérieur sur le chariot 44a.
[0093] Comme représenté sur la figure 11d, les pièces 3 du lot sont alors réparties sur
les différents chariots de réception 44a, 44b en une couche unique, et les chariots
sont alors amenés vers l'unité de trempe décrite précédemment en liaison avec le premier
mode de réalisation possible de l'invention, schématisée en traits pointillés sur
la figure 11e.
[0094] On notera ici qu'une opération de revenu peut être réalisée suite à la trempe. Le
support de manutention 40S est alors utilisé pour manoeuvrer les pièces après trempe
selon des opérations similaires à celles qui viennent décrites et reconstituer la
charge multicouches avant de l'enfourner dans le four batch de revenu.
[0095] On a représenté sur la figure 12, un schéma d'un mode de réalisation possible du
support de manutention 40S de type râteau multi-peignes utilisé dans ce second mode
de réalisation possible de l'invention.
[0096] Le support 40S peut comporter un premier chariot 45 roulant sur des rails pour assurer
un mouvement longitudinal du support 40S dans la direction indiquée par la flèche
F
45. Il peut également comporter un deuxième chariot roulant 46 apte à se déplacer latéralement
sur le premier chariot C1 dans la direction indiquée par la flèche F
46. Le support 40S peut en outre présenter un axe Δ permettant la rotation d'un bras
principal B, lui-même guidant un bras mobile B' solidaire des peignes.
Exemples
[0097] On décrit ci-après différents exemples de mise en oeuvre de l'invention. Dans tous
ces exemples, des culasses diesel quatre cylindres en ligne ont été moulées en gravité
statique en moule métallique, face feu vers le bas, avec une semelle en acier refroidie
de façon énergique de façon à obtenir une microstructure fine que l'on peut caractériser
par la mesure du SDAS (« Secondary Dendrite Arm Spacing »), avec des valeurs de l'ordre
de 30 microns dans la zone où sont prélevées les éprouvettes de traction servant à
caractériser le matériau.
[0098] La température métal à la coulée est de 720°C à l'arrivée dans le godet de coulée
du moule, d'où partent les chenaux d'alimentation pour remplir le moule au travers
des attaques situées au pied de la pièce.
[0099] La mise au mil, ratio entre le poids coulé (pièce plus système d'alimentation, plus
masselottes) et le poids de la pièce est de 1,7. La pièce moulée pèse 14,1 kg.
[0100] Tout le noyautage est réalisé en procédé de type « boite froide », pour la réalisation
des formes intérieures : conduits d'admission, d'échappement, de circulation d'eau,
d'huile et pour la réalisation du noyau contenant les masselottes, réserve de métal
située au dessus de la pièce elle-même et permettant l'alimentation en métal liquide
pendant la solidification et la contraction de la pièce.
[0101] Le temps de cycle de moulage est de l'ordre de 5 minutes de pièce à pièce.
[0102] L'alliage est de type AA 356, de première fusion, avec une composition chimique donnée
ci-après en pourcentage pondéraux :
Si |
Fe |
Mn |
Mg |
Ti |
Zn |
Al |
7,4 |
0,12 |
0,02 |
0,30 |
0,11 |
0,02 |
reste |
[0103] L'alliage a sa structure eutectique modifiée par ajout de strontium.
[0104] Après coulée, la pièce est extraite du moule et refroidie dans un tunnel à air forcé
de telle sorte qu'elle soit refroidie jusqu'à la température de 50 °C en un temps
de l'ordre de 120 minutes.
[0105] Les culasses sont ensuite soumises aux opérations habituelles de parachèvement (élimination
des systèmes de remplissage, débourrage, sciage des masselottes, ébavurage) puis aux
différents traitements thermiques suivants.
✔ Essai n°1 : Traitement thermique hors du champ de l'invention comprenant :
- Une mise en solution 6 h à 540°C dans un four conventionnel.
- Une trempe dans de l'eau chaude à 70°C.
- Un revenu de 6h à 200°C dans un four conventionnel.
✔ Essais N° 2 à 5 : Traitement thermique conforme à l'invention comprenant :
- Une mise en solution 6 h à 540°C dans un four conventionnel.
- Un positionnement des pièces verticalement dans des paniers à fond grillagé et à alvéoles
(reposant sur le fond) dont la hauteur dépasse de 150 mm la surface supérieure de
la culasse.
- Un transfert des pièces du four de mise en solution vers l'unité de refroidissement
à l'air pour la trempe, avec un support de manutention conforme à celui décrit en
relation ave l'exposé du seconde mode de réalisation possible de l'invention en 1
minute 30 secondes.
- Une trempe à l'air conforme à l'invention, avec les paramètres critiques de refroidissement
suivants :
∘ la surface supérieure des alvéoles est située à 50 mm de la surface inférieure du
distributeur d'air de la boite à vent. La distance H entre les pièces et la partie
inférieure de la distribution d'air située sous la boite à vent est donc de 200 mm.
∘ Essai N°2
▪ Débit d'air 1100 m3/h et pièce
▪ Espace pièce alvéole : 15 mm en largeur et en longueur.
∘ Essai N°3
▪ Débit d'air 3200 m3/h et pièce
▪ Espace pièce alvéole : 40 mm en largeur et en longueur.
∘ Essai N°4
▪ Débit d'air 3200 m3/h et pièce
▪ Espace pièce alvéole : 15 mm en largeur et en longueur.
∘ Essai N°5
▪ Débit d'air 1700 m3/h et pièce
▪ Espace pièce alvéole : 15 mm en largeur et en longueur.
✔ Essai N° 6 : Traitement thermique conforme à l'invention comprenant :
- Une mise en solution 6 h à 540°C dans un four conventionnel.
- Un positionnement des pièces verticalement dans des paniers à fond grillagé et à alvéoles
(reposant sur le fond) dont la hauteur dépasse de 150 mm la surface supérieure de
la culasse.
- Un transfert des pièces du four de mise en solution vers l'unité de refroidissement
à l'air pour la trempe, avec un support de manutention conforme à celui décrit en
relation avec l'exposé du seconde mode de réalisation possible de l'invention, en
3 minutes.
- Une trempe à l'air conforme à l'invention, avec les paramètres critiques de refroidissement
suivants :
∘ La surface supérieure des alvéoles est située à 50 mm de la surface inférieure du
distributeur d'air de la boite à vent. La distance H entre les pièces et la partie
inférieure de la distribution d'air située sous la boite à vent est donc de 200 mm.
∘ Débit d'air 3200 m3/h et pièce
∘ Espace pièce alvéole : 15 mm en largeur et en longueur.
✔ Essais N° 7 : Traitement thermique conforme à l'invention comprenant :
- Une mise en solution 6 h à 540°C dans un four conventionnel.
- Un positionnement des pièces horizontalement dans des paniers à fond grillagé.
- Un transfert des pièces du four de mise en solution vers l'unité de refroidissement
à l'air pour la trempe, avec un support de manutention permettant de remplir les fonctions
décrites dans la variante de réalisation de l'invention en 1 minute 30 secondes.
- Une trempe à l'air conforme à l'invention, avec les paramètres critiques de refroidissement
suivants :
∘ Les culasses sont placées face feu vers le haut
∘ La distance H entre le haut des culasses et la base du distributeur d'air situé
sous la boite à vent est de 150 mm.
∘ Débit d'air 3200 m3/h et pièce
∘ Espace inter-pièces: 40 mm environ (équivalent à E=20mm)
[0106] Dans tous les essais n°2 à 7 conformes à l'invention, les pièces sont refroidies
par l'opération de trempe jusqu'à la température ambiante, puis soumises au même revenu
que pour l'essai n°1, soit: 6 heures à 200°C dans un four conventionnel batch.
[0107] Il s'agit pour cet alliage et pour tous les exemples cités, d'un traitement thermique
de type T7, c'est-a-dire avec un sur-revenu au delà du pic de durcissement maximal
de l'alliage.
Caractérisation des culasses
[0108] Les culasses ont fait l'objet de caractérisation à l'ambiante en traction et en dureté.
[0109] Les propriétés de traction sont mesurées selon la norme AFNOR EN 10002-1 dans la
face feu, au niveau des pontets inter-soupapes par des éprouvettes de traction de
diamètre 6,18 mm et de longueur calibrée 36,2 mm. Chaque mesure est la moyenne de
4 éprouvettes par pièce, pour 3 pièces.
[0110] La dureté Brinell est mesurée selon les normes AFNOR EN ISO 6506 - 1 et ASTM E10-06
dans la face feu également. Une mesure est réalisée par pièce, pour cinq pièces.
[0111] De plus des thermocouples ont été placés dans les culasses, à coeur de la tablature
vers la face feu de la culasse pour mesurer la vitesse de refroidissement, que l'on
a caractérisée par le temps nécessaire pour amener la culasse de 430°C à 70°C.
[0112] Les résultats sont reproduits dans le tableau suivant.
Essais |
Vitesse de refroidissement: de la culasse dans la plage de 430°C à 70°C |
Propriétés mécaniques de la culasse |
Traction |
Dureté HB |
Limite à la rupture Rm (MPa) |
Limite élastique R0.2 (MPa) |
Allongement A (%) |
n°1 Référence (trempe eau) |
> 200°C/min |
287 |
245 |
5,4 |
106 |
n°2 Culasse verticale 1100 m3 /h E 15mm H 200mm |
21°C/min |
243 |
201 |
5,8 |
90 |
n°3 Culasse verticale 3200 m3/h E 40mm H 200mm |
47°C/min |
- |
- |
- |
- |
n°4 Culasse verticale 3200 m3/h E 15mm H 200mm |
56°C/min |
263 |
211 |
6,5 |
91 |
n°5 Culasse verticale 1700 m3 /h E 15mm H 200mm |
34°C/min |
265 |
210 |
5,8 |
88 |
n°6 Culasse verticale 3200 m3/h E 15mm H 200mm Transfert long entre mise en solution et trempe |
56°C/min |
259 |
209 |
5,7 |
90 |
n°7 Culasse horizontale 3200 m3/h E 20mm H 150mm |
61°C/min |
265 |
212 |
5,7 |
88 |
[0113] L'ensemble de ces résultats montre qu'il est possible d'approcher les caractéristiques
mécaniques des culasses trempées à l'eau (essai n° 1) avec des traitements thermiques
selon l'invention mettant en oeuvre une trempe à l'air (essais N° 2 à 7) appliquée
à une couche unique de pièces constituée des pièces du lot.
[0114] Cette trempe à l'air a de plus l'avantage de ne pas générer de contraintes résiduelles
dans les pièces, ce qui est de façon général très bénéfique à la durée de vie des
culasses en service. Ceci élargit aussi les possibilités de choix de revenu, le sur-revenu
étant souvent imposé pour essayer de réduire les contraintes résiduelles générées
à la trempe à l'eau.
[0115] De plus le procédé selon l'invention procure des plages de fonctionnement larges
du point de vue de l'opération industrielle.
[0116] On constate par exemple que pour des valeurs de E de l'ordre de 15mm, dès que l'on
dépasse un débit d'air de 1700 m
3/h et par pièce, les caractéristiques mécaniques de la pièce atteignent une asymptote,
cela bien que la vitesse de refroidissement continue de croître (essais n° 4 et 5).
[0117] Il apparaît également qu'il est souhaitable de ne pas descendre au dessous de 1700
m
3/h et par pièce (voir essai n°2) si on veut rester proche du niveau de résistance
maximal accessible par ces méthodes de trempe à l'air, ce qui justifie les plages
de débit préférentielles selon l'invention.
[0118] On voit aussi l'intérêt de maintenir E à un niveau aussi petit que possible (cf.
essais n° 3 et 4).
[0119] Il est par ailleurs possible de tremper les pièces horizontalement ou verticalement.
[0120] Le fait que 1mn 30 de transfert (c'est-à-dire le temps s'écoulant entre l'ouverture
de la porte du four de mise en solution et le début du refroidissement forcé à l'air)
donne pratiquement le même résultat que 3 minutes de transfert laisse la possibilité
de réaliser dans de bonnes conditions mécaniques de vitesses et d'accélérations notamment,
les opérations de manoeuvre de la charge pour former la couche unique de pièces (essais
n° 4 et 6). Ce résultat fort surprenant par rapport aux pratiques usuelles de la trempe
qui imposent pour les alliages de moulage des temps de transferts très courts, de
l'ordre de 15 secondes maximum en général, a fait l'objet de multiples confirmations
par la Demanderesse. A cette occasion, il a été mis en évidence qu'au delà de 6 minutes
30 secondes de temps de transfert, les abattements de propriétés mécaniques deviennent
significatifs.
1. Procédé de traitement thermique d'un lot de pièces de fonderie, comprenant une opération
de mise en solution réalisée dans un four chargé avec les pièces du lot disposées
en plusieurs couches de pièces superposées les unes aux autres, caractérisé en ce que, suite à l'extraction des pièces du four de mise en solution, on manoeuvre les pièces
pour former une unique couche de pièces constituée des pièces du lot, on amène l'unique
couche dans une unité de trempe à l'air disposant d'un système de ventilation et on
applique une trempe à l'air aux pièces du lot disposées selon la couche unique.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le système de ventilation délivre un
flux d'air de débit supérieur à 1000 m3/h et par pièce, de préférence supérieur à 1700 m3/h et par pièce.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel lors de l'opération de mise
en solution, les pièces sont disposées dans des paniers superposés les uns aux autres,
et la manoeuvre des pièces consiste à désempiler les paniers.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les pièces sont posées horizontalement
dans les paniers et espacées de moins de 100mm, de préférence de moins de 50 mm.
5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les paniers sont séparés par des cloisons
et dans lequel les pièces sont posées verticalement dans les paniers.
6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les cloisons forment un ensemble d'alvéoles,
les pièces étant disposées à raison d'une pièce par alvéole de telle sorte que l'espace
entre la pièce et l'alvéole soit inférieur à 60 mm, et de préférence inférieur à 30
mm.
7. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les pièces sont suspendues ou maintenues
par des supports dans les paniers.
8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la manoeuvre des couches de pièces consiste
à déposer successivement chaque couche de pièces sur un chariot de réception adapté
pour recevoir une unique couche de pièces.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le temps de transfert entre
l'ouverture du four à l'issue de la mise en solution, et la mise en route du refroidissement
à l'air est inférieur à 6 minutes, de préférence inférieur à 3 minutes 30 secondes.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel suite à la trempe, on manoeuvre
les pièces pour les redisposer sur plusieurs couches, et on réalise une opération
de revenu des pièces réalisée dans un four chargé avec les pièces du lot disposées
sur plusieurs couches.
11. Système de traitement thermique d'un lot de pièces de fonderie comprenant
un four de mise en solution tel que les pièces du lot sont disposées en plusieurs
couches de pièces superposées les unes aux autres lorsque le four est chargé,
une unité de trempe à l'air disposant d'un système de ventilation pour provoquer un
flux d'air de refroidissement,
caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour extraire les pièces du four de mise en solution et pour
les disposer en une unique couche de pièces, et des moyens pour amener la couche unique
de pièces dans l'unité de trempe à l'air de manière à appliquer une trempe à l'air
aux pièces du lot disposées en une couche unique.
12. Système selon la revendication 11, dans lequel le système de ventilation est configuré
pour délivrer un flux d'air de débit supérieur à 1000 m3/h et par pièce, de préférence supérieur à 1700 m3/h et par pièce.
1. Verfahren zur Wärmebehandlung einer Anzahl von Gussteilen, umfassend einen Vorgang
des Lösungsglühens, der in einem Ofen durchgeführt wird, der mit den Teilen der Anzahl
beladen ist, die in mehreren Schichten von übereinander gelegten Teilen angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, dass, nach dem Herausnehmen der Teile aus dem Lösungsglühofen, die Teile gehandhabt werden,
um eine einzige Schicht von Teilen zu bilden, die aus den Teilen der Anzahl besteht,
die einzige Schicht in eine Luftabschreckungseinheit geführt wird, die über ein Belüftungssystem
verfügt, und eine Luftabschreckung auf die Teile der Anzahl angewendet wird, die entlang
der einzigen Schicht angeordnet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Belüftungsystem einen Luftstrom mit einem Durchsatz
von mehr als 1000 m3/h und pro Teil, vorzugsweise von mehr als 1700 m3/h und pro Teil liefert.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei beim Vorgang des Lösungsglühens
die Teile in übereinandergelegten Körben angeordnet sind und die Handhabung der Teile
darin besteht, die Körbe zu entstapeln.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Teile horizontal in die Körbe gestellt und weniger
als 100 mm, vorzugsweise weniger als 50 mm beabstandet sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Körbe durch Wände getrennt sind, und wobei die
Teile vertikal in die Körbe gestellt sind.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Wände eine Wabeneinheit bilden, wobei die Teile
in einer Menge von einem Teil pro Wabe angeordnet sind, so dass der Raum zwischen
dem Teil und der Wabe kleiner als 60 mm und vorzugsweise kleiner als 30 mm ist.
7. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Teile von Trägern in den Körben hängen oder gehalten
werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Handhabung der Schichten von Teilen darin besteht,
aufeinanderfolgend jede Schicht von Teilen auf einem Aufnahmewagen abzulegen, der
ausgelegt ist, um eine einzige Schicht von Teilen aufzunehmen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Übertragungszeit zwischen der
Öffnung des Ofens am Ausgang des Lösungsglühens und der Inbetriebnahme der Luftkühlung
weniger als 6 Minuten, vorzugsweise weniger als 3 Minuten 30 Sekunden beträgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei nach dem Abschrecken die Teile gehandhabt
werden, um sie erneut auf mehreren Schichten anzuordnen, und ein Vorgang des Zurückführens
der Teile durchgeführt wird, der in einem Ofen durchgeführt wird, der mit den Teilen
der Anzahl beladen ist, die auf mehreren Schichten abgelegt sind.
11. System zur Wärmebehandlung einer Anzahl von Gussteilen, umfassend
einen Lösungsglühofen, so dass die Teile der Anzahl in mehreren Schichten von übereinander
gelegten Teilen angeordnet sind, wenn der Ofen beladen ist,
wobei eine Luftabschreckungseinheit über ein Belüftungssystem verfügt, um einen Kühlluftstrom
zu verursachen,
dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel umfasst, um die Teile aus dem Lösungsglühofen herauszunehmen, und um sie
in einer einzigen Schicht von Teilen anzuordnen, und Mittel, um die einzige Schicht
von Teilen in die Luftabschreckungseinheit zu führen, um eine Luftabschreckung auf
die Teile der Anzahl anzuwenden, die in einer einzigen Schicht angeordnet sind.
12. System nach Anspruch 11, wobei das Belüftungssystem konfiguriert ist, um einen Luftstrom
mit einem Durchsatz von mehr als 1000 m3/h und pro Teil, vorzugsweise von mehr als 1700 m3/h und pro Teil zu liefern.
1. A method for heat treatment of a batch of castings, comprising a solutionization operation
performed in an oven loaded with the parts of the batch positioned on several layers
of parts superposed onto each other, characterized in that, following extraction of the parts from the solution heat treatment oven, the layers
of parts are maneuvered in order to form a single layer of parts consisting of the
parts of the batch, the single layer is brought into an air quenching unit having
a ventilation system and quenching is applied to parts of the batch arranged in the
single layer.
2. The method according to claim 1, wherein the ventilation system delivers an air flow
rate greater than 1,000 m3/h and per part, preferably greater than 1,700 m3/h and per part.
3. The method according to any of claims 1 to 2, wherein during the solutionization operation,
the parts are positioned into baskets superposed onto each other, and the maneuvering
of the layers of parts consists of unstacking baskets.
4. The method according to claim 3, wherein the parts are laid horizontally in the baskets
and spaced apart by at least 100 mm, preferably at least 50 mm.
5. The method according to claim 3, wherein the baskets are separated by partitions and
wherein the parts are laid vertically in the baskets.
6. The method according to claim 4, wherein the partitions form a set of cells, the parts
being positioned in an amount of one part per cell so that the space between the part
and the cell is less than 60 mm, and preferably less than 30 mm.
7. The method according to claim 3, wherein the parts are suspended or maintained by
supports in the baskets.
8. The method according to claim 1, wherein the maneuvering of the layers of parts consists
of successively depositing each layer of parts on a receiving carriage adapted for
receiving a single layer of parts.
9. The method according to any of claims 1 to 8, wherein the transfer time between the
opening of the oven upon completion of the solutionization, and the starting of air
cooling, is less than 6 minutes, preferably less than 3 minutes 30 seconds.
10. The method according to any of claims 1 to 8, wherein following quenching, the parts
are maneuvered in order to re-position them on several layers, and an operation for
tempering the parts is performed in an oven loaded with the parts of the batch positioned
on several layers is performed.
11. A system for heat treatment of a batch of castings comprising a solutionization oven
such that the parts of the batch are positioned on several layers of parts superposed
onto each other when the oven is loaded, an air quenching unit having a ventilation
system in order to cause a cooling air flow, characterized in that it includes means for extracting the parts from the solutionization oven and for
positioning them in a single layer of parts, and means for bringing the single layer
of parts into the air quenching unit so as to apply air quenching to the parts of
the batch positioned in a single layer.
12. The system according to claim 11, wherein the ventilation system is configured to
deliver an air flow rate greater than 1,000 m3/h and per part, preferably greater than 1,700 m3/h and per part.