BE445373A - - Google Patents

Description

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  Agglutinants 'pour noyaux et moules de fonderie et procédé de fabrication. 



   La confection   de:   noyaux très longs et de faible section est un des- problèmes les plus délicats qui   se-   posent en fonderie de moulage.   Ils;   doivent présenter une résistance suffisante pour ne pas céder sous la pression statique du métal en fusion lors de   la   coulée; ils doivent pouvoir être manipulés aisément sans risque de se briser pendant le   renmoulage;   comme il est généra- lement impossible de les armaturer, parce que T'extraction de l'armature après- coulée serait très onéreuse ou même imprati- cable, (on sait, par exemple que le décochage après coulée des noyaux de radiateurs est extrêmement difficile) il est nécessaire qu'après la coulée, les noyaux soient consumés et puissent ruis- seler hors des pièces.

   En dernier lieu, leur fabrication en grande série entraine la nécessité de stocker les noyaux pendant une   duréeparfois   assez grande et il faut donc qu'ils soient complètement inaltérables à l'air et à l'humidité. 

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   Il n'est pas étonnant dès lors que des agglutinants même excellents, utilisés pour la fabrication des noyaux de di- mensions courantes, se montrent défectueux pour la confection de noyaux longs et de très faible section. Il est évident en effet que pour avoir un noyau d'une résistance déterminée, l'agglutinant doit pouvoir être en mesure de donner à celui-ci, par centimètre carré de section, une résistance d'autant plus élevée que le noyau a une section plus faible et une portée plus longue.

   En fait, pour la confection de ces noyaux spéciaux, on n'utilise guère que l'huile de lin de bonne qualité et quelques huiles spéciales telles par exemple l'huile chinoise   "Tungnussn,   
La présente invention a pour objet la composition et la fabrication d'agglutinants pour noyaux et moules de sable pour fonderie, qui non seulement peuvent se substituer intégralement à l'huile de lin et aux huiles spéciales pour noyaux de faible section, mais qui en plus confèrent aux noyaux une résistance encore plus forte que celle obtenue avec ces huiles, tout en permettant une meilleure destruction du noyau après la coulée ; en outre la plasticité et la résistance à l'affaissement des noyaux à vert sont très élevées, ce qu'il était impossible d'ob- tenir avec ces huiles;

   enfin les matières premières nécessaires à la confection des nouveaux agglutinants suivant l'invention sont pratiquement obtenables dans n'importe quel pays et en quantités illimitées. 



   Un autre avantage particulier et caractéristique de l'agglutinant faisant l'objet de la présente invention est qu'il permet de fabriquer des noyaux durcissant à l'air, la vitesse du durcissement étant réglable; à cause de la grande dureté qu'ils acquièrent, la manipulation à vert des noyaux les plus compliquée et les plus délicats devient aisée.pour certaines variétés de noyaux, notamment pour ceux dont on peut tirer très facilement l'air, on peut supprimer totalement la cuisson; en effet la .dureté qu'ils ont acquise à l'air est suffisante pour les faire 

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 résister à la; pression statique du métal en fusion pendant la coulée. 



   Les agglutinants faisant l'objet de la présente inven- tion sont donc tout particulièrement indiqués- pour remplacer avantageusement les huiles utilisées dans la fabrication   dès-   noyaux de faibles sections et de longue portée; de même ils conviennent fort avantageusement pour la confection de n'importe   quels   noyaux. 



   Suivant la présente invention on utilise comme matière de base pour la fabrication d'agglutinants pour noyaux de fonde- rie, les produits résultant de la condensation des amides avec les aldéhydes, ces produits étant sous forme de solution mucila-        gineuse   de pré-résines'.   C'es   amides peuvent contenir de 1 à 4 groupes carbonyl et au moins 2 groupes amides. 



   Suivant l'invention on emploie en particulier les pro- duits résultant, de la condensation de la diamide de carbonyl, soit   awec   le méthanal, soit avec   l'éthanal,   soit avec leur mélan- ge en toutes proportions. 



   Afin d'obtenir un produit convenable pour la confection des noyaux, suivant l'invention on opère   la.   condensation à partir des matières premières susmentionnées, de préférence sans l'in- tervention d'un agent de condensation, par une ébullition peu prolongée pour soumettre ensuite le produit à l'évaporation jus- qu'à obtention d'un liquide sirupeux de pré-résines d'une concen- tration telle,qu'après refroidissement et repos de plusieurs jours dans une enceinte fermée, il ne se prenne pas sous forme d'une gelée consistante. 



   Les proportions mises en oeuvre pour effectuer la con- densation varient de 1 à 2,5 parties de méthanal, d'éthanal ou de leur mélange en toutes proportions, pour une partie de dia- mide de carbonyl, en présence de 1,5 à 8 parties d'eau. 



   Pour la condensation avec la diamide de carbonyl, on peut également utiliser les polymères du méthanal ou de l'éthanal 

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 ou de leur mélange en toutes proportions, ainsi par exemple le trioxyméthylène ou la paraldéhyde, la substitution pouvant être totale ou partielle. 



   Dans ce cas les condensations peuvent avantageusement se faire en présence d'agents de condensation et solubilisants tels que l'ammoniaque, l'hexaméthylène-tétramine, ou les sulfites. 



   Les liquides sirupeux contenant les produits de conden- sation décrits dans ce qui précède et ayant la constitution physique caractérisée par l'invention, peuvent être utilisés directement comme agglutinant pour la fabrication de noyaux en sable. 



   Si l'on introduit de cet agglutinant dans la sable, possédant son humidité de carrière, une quantité suffisante pour assurer une mélange facile à rendre homogène et de bonne plasticité, on obtient de cette manière un noyau qui présente à vert, une grande résistance à l'affaissement en même temps qu'une extraordinaire dureté après cuisson.

   Cependant en procédant de la sorte on s'impose une dépense inutile et exagérée de l'agglutinant, car on peut fabriquer des noyaux d'une très grande résistance avec une quantité beaucoup moindre de   celui-ci,.   Si   l'oneut   limiter l'introduction de l'agglutinant à sa quantité strictement néces- saire à l'obtention d'un noyau de bonne résistance, on se heurte à la difficulté d'obtenir une répartition homogène et facile de cette si faible quantité d'agglutinant dans le sable (car la quantité minimum d'agglutinant nécessaire pour l'obtention d'une bonne dureté de noyau est très faible); la plasticité s'en trouve fortement diminuée et il faut dès lors recourir à des additions assez fortes d'eau, de sorte que la résistance à l'affaissement du noyau vert devient nulle. 



   Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention pré- voit la dilution du liquide sirupeux des pré-résines, suivant l'invention, dans un liquide visqueux présentant lui-même des propriétés adhésives susceptibles de conférer une bonne   plastici-   

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 té   au   sable. De cette manière on obtient des mélanges de sable très plastique et qui donnent des noyaux de très grande dureté tout en ne consommant qu'une très faible quantité des dites pré-résines. 



   Somme tel liquide visqueux adéquat suivant l'invention   citons   la lessive de sulfite résiduaire, comme celle que   l'on   emploie couramment en fonderie. 



   Une petite ajoute de lessive de sulfite aux liqueurs   mucilgineuses   de pré-résines retarde sa prise en gelée consis- tante. 



   Après leur évaporation jusqu'à la consistance d'un li- quide sirupeux, les produits résultant de la condensation des amides avec les aldéhydes, sont mélangés à la lessive de sulfite dans une proportion pouvant varier de 5 à 95%. 



   Il convient de remarquer que, dans ce cas, le   liquide   sirupeux des pré-résines peut, mais ne doit pas obligatoirement, être concentré de manière telle qu'après refroidissement, il se prenne en gelée consistante. Dans ce cas on mélange la lessive de sulfite à la pré-résine concentrée avant sa prise en gelée par refroidissement. 



     La;   dilution des pré-résines   suivant   l'invention, dans la lessive de sulfite   aoncentrée   permet de constituer des aggluti- nants qui confèrent une bonne plasticité aux noyaux verts et une bonne dureté après leur cuisson. 



   Cependant les recherches de l'inventeur ont montré qu'on obtient un agglutinant de qualité tout à fait exceptionnel- le si au lieu de mélanger simplement des pré-résines avec la les- sive de sulfite, on opère la condensation simultanée de la lessive de sulfite et de la diamide de carbonyl avec le méthanal ou avec l'éthanal ou avea leur mélange en toutes proportions. La lessive de sulfite résiduaire est en effet riche en sulfoacides de lignite et en acides combinés aux groupes aldéhydes d'hydrates de carbone complexes, et nous savons que déjà avec le méthanal seul elle subit des modifications profondes. 

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   Suivant l'invention, la condensation peut s'opérer sans agent de condensation, en dissolvant, à froid, la diamide de car- bonyl dans une solution de méthanal ou d'éthanal ou de leur mélan-   ge et en ajoutant ensuite la lessive de sulfite ; on porte à   l'ébullition pendant quelque temps et évapore jusqu'à consistance d'un sirop épais de pré-résines. 



   Les proportions mises en oeuvre peuvent varier de 1 à 8 parties d'aldéhydes pour une partie du mélange de diamide de car- bonyl et de lessive de sulfite résiduaire concentré de 26 à 47  Beaumé, en présence de 1,5 à 12 parties d'eau. Dans la somme des poids du diamide de carbonyl et de la lessive de sulfite, la proportion de diamide peut varier de 5 à 95%. 



   Suivant l'invention on peut également effectuer la con- densation simultanée de la lessive de sulfite résiduaire et de la diamide de carbonyl avec les aldéhydes caractérisés plus haut, en dissolvant à froid séparément la diamide et la lessive dans la dissolution des aldéhydes pour réunir ensuite les liqueurs, les porter à l'ébullition pendant quelque temps et les évaporer jusqu'à obtention d'un sirop épais. 



   Pour la condensation simultanée de la diamide de carbonyl et de la lessive de sulfite résiduaire avec les aldéhydes, la durée de l'ébullition peut (mais ne doit pas obligatoirement) être poussée jusqu'à ce que le liquide commence à devenir visiblement visqueux et   l'évaporation   peut être poussée jusqu'à l'obtention d'une pâte visqueuse. Cette pâte visqueuse des pré-résines formées par la condensation simultanée de la diamide de carbonyl, de la lessive de sulfite résiduaire et des aldéhydes peut être diluée ou dissoute dans de la lessive de sulfite de 25 à   47    Beaumé. 



   On peut également opérer la condensation simultanée de la diamide de carbonyl et de la lessive de sulfite en substituant au méthanal ou à l'éthanal ou à leur mélange, soit partiellement, soit complètement, leurs polymères correspondants; la condensation peut s'effectuer sans l'addition d'agents de condensation; on peut toutefois opérer aussi la condensation en ajoutant de l'hexamé- 

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 thylène-tétramine dans la proportion de 0,5% de la quantité de diamide mise en oeuvre. 



   Avec le produit de la.. condensation simultanée de la diamide de   carbonyl   et de la lessive de sulfite avec les aldéhydes on obtient un agglutinant qui communique aux noyaux une très: forte résistance à   l'affaissement et   des résistance et dureté particu- lièrement élevées après cuisson. En plus le noyau est moins sensible à une variation très grande de la température de cuisson que les noyaux préparés avec les pré-résines formées par la con- densation de la diamide avec les aldéhydes. 



   Les condensations ci-dessus décrites peuvent, suivant l'invention, être opérées en autoclave de manière à être plus rapidement terminées. 



   Pour activer l'élimination de l'excès des aldéhydes, après que les condensations ont été effectuées, on peut suivant l'invention, faire avantageusement barboter de l'air au travers des liquides mucilagineux des pré-résines. 



   D'autre part on peut également après terminaison des condensations, neutraliser l'excès des aldéhydes au moyen de sul- fure d'ammonium. Nous savons que cette neutralisation est en réa- lité une condensation qui s'opère entre le sulfure d'ammonium et les aldéhydes; les produits de cette condensation sont également de nature résineuse susceptibles   d'agit   comme agglutinant   5 ils   forment donc un apport intéressant aux agglutinants pour noyaux formés soit à partir des pré-résines résultant de la condensation des amides avec les aldéhydes, soit   avec   celles résultant de la condensation des amides, lessive de sulfite et aldéhydes suivant l'invention. 



   D'ailleurs l'inventeur a constaté que la simple conden- sation du sulfure d'ammonium avec la   lessive   de sulfite résiduaire en présence des aldéhydes suivant L'invention fournit déjà, par elle-même, un   agglutinant   convenable susceptible d'être utilisé tel quel pour la confection des noyaux et moules de fonderie.

Claims (1)

1. R e v e n d i c a t ion s 1.- Agglutinant pour sable à noyaux de fonderie carac- térisé par le fait qu'il est constitué par une solution mucilagineu- ae de pré-résines résultant de la condensation des amides, contenant au moins 1 et au plus 4 groupes carbonyl et au moins 2 groupes ami- des, avec les aldéhydes.

   2.- Agglutinant pour sable à noyaux de fonderie suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué par les produits de la condensation de la diamide de carbonyl avec le méthanal ou avec l'éthanal ou avec leur mélange en toutes pro- portions.

   3. - Agglutinant pour sable à noyaux de fonderie suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le méthanal ou l'éthanal ou leur mélange en toutes proportions sont remplacés en tout ou en partie par leurs polymères ou le mélange de ceux-ci en toutes proportions.

   4.- Agglutinant pour sable à noyaux de fonderie suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les polymères du méthanal ou de l'éthanal sont le trioxyméthylène ou la paraldéhyde.

   5. - Agglutinant pour sable à noyaux de fonderie suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il est consti- tué par la dilution, au sein d'un liquide visqueux connu: ayant des propriétés adhésives et susceptible de conférer une bonne plastici- té au sable, d'une solution mucilagineuse de pré-résine résultant de la condensation des amides avec les aldéhydes, en particulier de la diamide de carbonyl avec le méthanal ou avec l'éthanal ou avec leur mélange en toutes proportions ou encore avec les polymères du méthanal, de l'éthanal ou de leur mélange en toutes proportions.

   6.- Agglutinant pour sable à noyaux de fonderie suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le liquide visqueux, au sein duquel est diluée la solution mucilagineuse, est de la lessive de sulfite résiduaire d'une concentration pouvant varier de 26 à 47 Beaumé, la proportion de solution mucilagineuse repré- sentant 5 à 95% en poids de la lessive de sulfite. <Desc/Clms Page number 9>

   7.- Agglutinant pour sable à noyaux de fonderie suivant les revendications 1. à 6, caractérisé par le fait qu'il est cons- titué par 1& condensation simultanée de la lessive de sulfite ré- siduaire, de la diamide de carbonyl et des aldéhydes, ou de leurs polymères.' suivant l'invention, les pré-résines formées et concen- trées à ]-'état d'un liquide épais ou d'une pâte visqueuse pouvant être éventuellement dissoutes ou diluées dans la lessive de sulfite résiduaire de 25 à 47 Heaume.

   8.- .agglutinant pour sable à noyaux de fonderie suivant les revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'en plus des pré-résines constituées par les produits de condensation soit des amides et aldéhydes ou leurs polymères, soit des amides, lessive de sulfite et aldéhydes ou leurs polymères:, il contient aussi les produits de la condensation du sulfure d'ammonium avec l'excès des aldéhydes' ou de leurs polymères mis en oeuvre pour les condensations' ) des pré-résines suivant l'invention.

   9.- procédé de fabrication de l'agglutinant des reven- dications à 4, caractérisé par le fait que l'on opère la condensa- tion des amides avec les aldéhydes, de la diamide de carbonyl avec le méthanal, l'éthanal ou leur mélange en toutes proportiona ou arec leurs polymères., par exemple le trioxyméthylène ou la paral- déhyde, de préférence sans l'intervention d'un agent de condensa- tion, par une ébullition peu prolongée suivie d'évaporation jusqu'à obtention d'un liquide sirupeux de pré-résines d'une concentration telle, qu'après refroidissement et repos de plusieurs jours dans une enceinte fermée, ce liquide ne se prenne pas sous forme d'une gelée consistante, 10.- procédé de fabrication de l'agglutinant suivant la revendication 9,

   caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre 1 à 2,5 parties de méthanal, d'éthanal, de leur mélange ou de leurs polymères ou de leur mélange avec ceux-ci, pour 1 partie de diamide de carbonyl, en présence de 1,5 à 8 parties d'eau.

   11.- procédé de fabrication de l'agglutinant des revendi- cations 3 et 4, suivant la revendication 9, caractérisé par le fait <Desc/Clms Page number 10> que l'on opère la condensation avec les polymères du méthanal, de l'éthanal ou des mélanges de ceux-ci, par exemple du trioxyméthylène et de la paraldéhyde, en présence d'agents de condensation tels que l'ammoniaque, l'hexaméthylène-tétramine ou les sulfites.

   12.- Procédé de fabrication de l'agglutinant des revendi- cations 5 et 6, caractérisé par le fait qu'au sein d'un liquide visqueux connue par exemple la lessive de sulfite résiduaire d'une concentration pouvant varier de 26 - 47 Beaumé, ayant des proprié- tés adhésives et susceptible;'de conférer une bonne plasticité au sable, on dilue la solution mucilagineuse de pré-résine obtenue sui- vant les revendications 7, 8,9 et 10.

   13.- procédé de fabrication de l'agglutinant suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que l'on dilue la solu- tion muailagineuse dans la lessive de sulfite résiduaire, la, pro- portion de solution mucilagineuse étant de 5 à 95% en poids de la lessive de sulfite.

   14.- Procédé de fabrication de l'agglutinant suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que le liquide sirupeux des pré-résines est concentré par évaporation jusqu'à consistance telle, qu'après refroidissement, il se prenne en gelée consistante, son mélange avec la lessive de sulfite étant opéré dès lors avant qu'elle se prenne en gelée par refroidissement.

   15. - Procédé de fa,brication de l'agglutinant suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que, préalablement à la condensation, on mélange les diamides et les aldéhydes avec la lessive de sulfite puis que l'on opère la condensation simultanée de leur mélange par ébullition pendant quelque temps et évaporation subséquente jusqu'à consistance d'un sirop épais de pré-résines.

   16.- Procédé de fabrication de l'agglutinant suivant la revendication 15, caractérisé par le fait qu'avant condensation, on ajoute en poids à 1 à 8 parties d'aldéhydes, 1 partie du mélange de diamide de carbonyl et de lessive de sulfite résiduaire de 25 à 47 Beaumé, en présence de 1,5 à 12 parties d'eau, la proportion de diamide pouvant varier de 5 à 95% du dit mélange. <Desc/Clms Page number 11>

   17.- Procédé de fabrication de l'agglutinant suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que l'on diss'out à froid' séparément d'une part la diamide et d'autre part, la lessive de sulfite dans la dissolution des aldéhydes, que l'on réunit ensuite les deux liqueurs, les porte à l'ébullition pendant quelque temps, et les évapore ensuite jusqu'à obtention d'une pâte visqueuse.

   18.- Procédé de fabrication de l'agglutinant suivant la revendication 15, caractérisé par le fait qu'avant condensation on ajoute au mélange un agent de condensation tel que l'hexaméthylène- tétramine à raison de 0,5% de la, quantité de diamide mise en oeuvre.

   19.- Procédé de fabrication suivant les revendications 14 à 18 et 7, caractérisé par le fait qu'on peut substituer soit par- tiellement, soit sotalement au méthanal et à l'éthanal ou à leur mélange, leurs polymères correspondants.

   20.- Procédé de fabrication de l'agglutinant s-uivant les revendications 8 à 19, caractérisé par le fait que les condensa- tions sont pratiquées en autoclave.

   21.- Procédé de fabrication de l'agglutinant suivant les revendications 8 à 20, caractérisé par le fait que pour activer l'élimination de l'excès des aldéhydes, après terminaison des con- densations, on fait barboter de l'air au travers des liquides =ci- lagineux des pré-résines.

   22.- procédé de fabrication de l'agglutinant, suivant les revendications 8 à 19, caractérisé par le fait que pour neutraliser l'excès des aldéhydes après condensation, on ajoute du sulfure d'ammonium aux liquides mucilagineux des pré-résines.

   23.- Procédé de fabrication d'agglutinants en substance tel que décrit ci-dessus.