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3esellschaft zur Foerderung der Forsohung tuf dem Gebiete der technischen Bhysik an der Eid- gentissischen Tecimischen Hochschule, : .PZurich.
Suisse
Pour fabriquer des moules de sable,, notamment aussi pour fabriquer des noyaux de moules permettant dobtenir des pièces en fonte à parois minces, on a l'habitude jusqu'à pré- sent d'ajouter au sable employé de petites quantités d'agents liants tels que. l'huile de lin, la dextrine, la mélasse, les lessives résiduaires de cellulose sulfitique, et(,,. puis de traiter les moules de sable, notamment les noyaux à des tempé-
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ratures su:f'fisa:
mr.1ent élevées poule que l'agent liant produise par séchage une solidification des mouleso
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, On a déjà aussi proposé d'ajouter comme agent liant des résines artificielles, par exemple des résines alkydes, des résines phénoliques ou des résines analogues. On n'a cependant pas encore réussi jusqu'à présent à obtenir avec ces produits de condensation des moules de sable utilisables industriellement. Ces moules n' ont pas donné de bons ré- sultats avant tout parée qu'il se produirait facilement à la surface des pièces fondues des croûtes qui donnaient un aspect mat et terne aux pièces obtenues.
En outre les noyaux obtenus avec les moules de sables contenant ces résines artificielles possèdent parfois des solidités insuffisantes.
La demanderesse a fait l'observation surprenante que, pour fabriquer des moules de sable, notamment des noyaux, les agents liants qui contiennent des produits de condensation al- débydiques d'aminotriazines sont particulièrement appropriée.
On ajoute avantageusement à ces agents liants d'autres substances qui augmentent l'élasticité; la plasticité et la solidité des moules, en particulier des noyaux, par exemple de la dextrine, de la lessive résiduaire de cellulose sulfi- tique, de la gomme de noyaux de cerises, de l'huile de pépins de raisins et des produits analogues.
Les substances additionnelles qui se sont montrées par- ticulièrement favorables sont celles qui contiennent des pro- duits de condensation aldébydiques de carbamides, en particu- lier de ]. 'urée Au lieu d'ajonter une résine carbamidique à la résine aminotriazinique, on peut aussi employer une résine mixte préparée soit en condensant séparément, soit en conden- sant ensemble les aminotriazines et les composés carbamidiques avec le formaldéhyde. @ On ajoutera, ces produits de condensation
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ou des agents liants contenant ces produits de condensation au sable de moulage en les mélangeant au sable sous forme de poudres Pour augmenter la plasticité du sable de moulage contenant l'agent liant, il peut être avantageux de le mé- lange? avec de faibles quantités d'eau.
Les quantités des produits de condensation aldéhydi- ques des aminotriazines qu'on ajoute au sable peuvent varier dans des limites assez larges. Dans bien des cas il suffit d'en ajouter des quantités de 1% du volume du sable. Dans d'autres cas il est avantageux d'élever cette quantité à quelques pourcents en volume du sable employé. Les quantités des autres substances à ajouter varient en général dans les mêmes limites que celles des produits de condensation des aminotriazines.
Les moules de sable qui contiennent les nouveaux agents liants et le oas échéant les autres substan- ces en quantités précitées, deviennent très solides par le traitement qu'ils subissent ensuite, soit à température ordi- naire, soit à chand, et peuvent être employés immédiatement pour le moulage sans traitement au four. La solidification du sable de moulage contenant les agents liants mentionnés est dû au durcissement des produits de condensation. Pour que ce durcissement s'effectue déjà à basse température et dans un court délai,il est avantageux d'ajouter à l'agent liant des acides ou des substances capables de former des acides, par exemple de l'acide formique, de l'acide phospho- rique, des sels d'ammonium d'acides forts, ou des produits analogues.
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Il s'est montré en outre avantageux d'éliminer des moules obtenus l'eau éventuellement ajoutée au sable pour le rendre plastique, ainsi que l'eau formée par le durcis- sement des produits de condensation ajoutées au sable,ou de lier cet eau, avant de couler les métaux fondus dans ces mouler.. A cet effet on ajoute des substances susceptibles de lier l'eau par voie chimique ou physique;, par exemple du pentoxyde de phosphore ou du silicagel.
Dans le premier cas cette addition a pour effet que par la fixation de l'eau il se forme un acide, ce qui provoque l'accélération voulue du durcissement dont on a parlé ci-dessus. On n'emploiera naturellement pas de substances basiques puisqu'il pourrait alors se produire à la température du coulage. entre certains constituants du moule de sable et ces adjuvants basiques.une réaction qui aurait pour effet une diminution de la résistan- ce du moule à la chaleur.
Les moules durcis peuvent enfin être enduits de noir de graphitée
Vis-à-vis des moules de sable connus, notamment de ceux prépares en employant de l'huile de lin comme agent liant,les moules obtenus suivant le procédé de la présente invention offrent les avantages suivants:
Il n'est pas nécessaire d'enduire les noyaux d'une couleur à l'eau de sorte que les moules peuvent être employés plus rapidement. On peut opérer avec du sable froid, ce qui protège les noyaux Le noyau ne devient pas mou au four et sa
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forme reste parfaitement constante, il conserve ses dimensions primitives même lorsqu'on chauffe le moule pendant longtemps à des températures élevées (par exemple 16 heures à 200 ).
Le noir de graphite peut être appliqué immédiatement après qu'on a déballe le moule puisque le nouvel agent liant des noyaux n'est pas hydrofuge comme l'est l'huila de lin. Dès que le noir de graphite a séché on peu couler le métal fondu dans le moule, sans qu'il soit nécessaire de soumettre le mou- le à un traitement au four. La perméabilité aux gaz des noyaux préparée avec le nouvel agent liant est plus grande que celle des noyaux dont le sable est lié avec de l'huile de lin.
Les surfaces de la pièce moulée sont très propres et n' ont besoin que d'un nettoyage sommaire. Etant donné la chaleur dégagée par le métal en fusion, 1 a agent liant est détruit et le sable des moules peut être ensuite très facilement enlevé.
D'une manière générale on peut encore faire remarquer que l'emploi d'un agent liant à l'état de pondre permet de tra- vailler plus proprement que lorsqu'on opère avec l'huile de lin qui est plus ou moins collante. En outre les agents liants synthétiques q@'on emploie dans le procédé de la présente in- vention ont des propriétés plus homogènes que l'huile de lin dont les propriétés, étant donné que c'est un produit naturel dépendent en bonne partie des conditions climatériques de l'année de récolte; l'huile de lin peut aussi présenter des phases d'oxydation très différentes; sa manière de se compor- ter peut donc varier dans de larges limites.
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Parmi les produits de condensation aldéhydiques des aminotriazines particulièrement appropriés pour le procédé de la pré-
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sente in'>.'entiG=n# Cn peut -nn"eol,2.sr nctaz'ùieùli le :.ïl""C1;.j..wItiS de 1".. du fOJ'."!i1aldéhyde avec la né1alnine, par exeople les pro- duits de condensation encore solubles dans l'eau ou. hydrophiles décrits au brevet belge No,. 4220129 du 19 juill$'t 1937 de la deror'3.dere asa mais on peut naturellement aussi enpioyer d'autres produits de condensation aldéhydiques de la série des aminotri-
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azinesp par exemple les produits décrits aux brevets .b-aa." nô.417.292 d-a 3 septembre 1936 et No423",925 du 4 @@tore 1937 de la demani eresse.
Les exemples suivants illustrent la présente invention a- toutefois la limiter. Le mode opératoire peut suivant les cas varier dans d'assez larges limites. Les quantités indiquées dans les exemples s'entendent en volume
Exemple l
Dans une machine mélanger le sable à moules, on mélange
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100 parties de sable qilattzeux pur d'nne tenaux en eau de 2% en volâmes avec environ
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2p8 à 3,3 parties d'un produit de condensation du formaldéhyde avec la mél8lm.ine durcisaablep soluble dans l'eau,, à l'état d'une poudra sèche\) préparé suivent les in-
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dictions du premier alillaa de l'exemple 1 du brevet #e l1Tot42..:
r29 précitée ainsi quoavec environ 295 parties deun produit de condensation du fomaldêi2yde ayeo 11ruTéog duroissab-le, encore soluble dans l'eau, à l'état d'twee poudre sèche:, et environ OÍ!12 parties diacide fo>*iq.xe ià 85%o L'addition des produits de condensation a liou, dès
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le début, celle de l'acide formique seulement au bout de 7 mi- nutes. La durée totale pendant laquelle on effectue le mélan- ge est d'environ 9 à 10 minutes. La masse est alors prête pour fabriquer les moules. Le traitement ultérieur est le même que pour la préparation des moules avec de l'huile de lin comme agent liant Le durcissement des moules peut avoir lieu à température ordinaire.
Il est fortement accéléré lorsqu'on chauffe ces moules dans un four à 200-220 C.
Dans les exemples suivants on donne d'autres mélanges qu'on peut traiter ensuite comme on l'a indiqué à l'exemple 1.
Exemple 2
On mélange comme on l'a indiqué à l'exemple 1 100 parties de sable quartzeux,
4 " du produit de condensation du formaldéhyde avec la mélamine mentionné à l'exemple 1,
0,4 " d'acide acétique concentré et 1,4 " d'eau.
Le mélange est durci soit en le ohauffant peu de temps au four à 200 - 2200soit en l'abandonnant longtemps à l'air, à température ordinaire.
Exemple
On mélange comme on l'a indiqué à l'exemple 1 100 parties de sable quartzeux
1 " du produit de condensation de formaldéhyde avec la mélamine mentionné à l'exemple 1,
1 " de dextrine,
0,24 " d'aoide formique à 85%
1,2 " d'eauo
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On durcit le mélange en le chauffant à 200-220 au four.
Les exemples suivants illustrent l'emploi de pro- duits additionnels déshydratants:
Exemple 4
On traite comme on l'a indiqué à l'exemple 1 100 parties de sable quartzeux,
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lp5 11 du produit de condensation du forl1aJ.déhyde avec la mélamine employé à l'exemple 1,
1 " du produit de condensation du formaldéhyde avec l'urée employé à l'exemple 1 0,25 " de pentoxyde de phosphore, 1,3 " d'eau.
Le durcissement des moules a lieu à température ordinaire.
Exemple-1
On traite comme on 1'a indiqué à l'exemple 1 100 parties de sable quartzeux, 1,5 du ,produit de condensation du formaldéhyde avec la mélamine suivant l'exemple 1,
1 " du produit de condensation du formaldéhyde avec l'urée de l'exemple 1, 0,25 " d'acide formique à 85%,
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z25 Il de ailicagel et 1,2 " d'eau,, Le durcissement des moules a lieu à l'air, à température ordi- naire.
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