METHODE D'ESSAI DE MATIERES ANALOGUES AUX MATIERES DE MOULAGE ET APPAREILPOUR L'APPLICATION DE CETTE METHODE.
La présente invention concerne les matières analogues à celles employées pour confectionner les moules .
Parmi ces matières, il en est dont les propriétés caractéristiques sont particulièrement malaisées à définir.
Les substances sableuses, par exemple, qui constituent une application intéressante de l'invention, contredisent souvent en pratique, les résultats fournis par les essais faits au laboratoire.
Dans un but de clarté et de simplification de l'exposé, on considérera plus spécialement et à titre d'exemple les matières qui sont utilisées en fonderie pour fabriquer les moules .
On sait qu'une méthode et des appareils standardisés pour l'étude des sables de moulage, existent depuis 1924.
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Association) comportait une série d'essais classiques tels que la mesure de l'humidité, de la granulométrie de la perméabilité, de la cohésion, etc.., ainsi que la détermination des conditions dans lesquelles ces essais devaient être réalisés.
Le but poursuivi était de définir des "propriétés d'utilisation" se rapprochant de celles utilisées dans la pratique, telles que la perméabilité et la cohésion..
Des perfectionnements ont été apportés aux moyens d'exécution des essais mais ceux-ci n'ont pas été fondamentalement modifiés.
Encore, actuellement, les essais mentionnés ci-dessus sont les plus courants. Ils sont faits "à vert" ou, plus rarement, " à chaud".
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il consiste à mesurer l'aptitude au serrage que les Américains appellent "lowability ".
Tous ces essais ont permis à la technique du moulage de faire
des progrès importants mais il faut reconnaître qu'il subsiste parfois un désaccord entre leur interprétation et les résultats pratiques obtenus par
le mouleur.
Les essais classiques de cohésion et de perméabilité à vert
sont des essais simples mesurant, avec suffisamment de précision, des propriétés particulières, ils se font dans des conditions déterminées; ils peuvent être répétés et les chiffres trouvés par le laboratoire ont une valeur incontestable
Il n'est pas moins vrai cependant que les observations faites
par le mouleur dans son travail quotidien sont elles aussi, exactes et que les contradictions relevées par le mouleur entre ses propres constatations
et les résultats du laboratoire sont réelles et facilement contrôlables.
Ainsi, par exemple, on a admis généralement jusqu'à présent qu'il suffit pour qu'un sable soit meilleur qu'un autre de réaliser les ' conditions suivantes relatives à deux propriétés
1) avoir une cohésion plus élevée
2) avoir une meilleure perméabilité
Un objet de l'invention consiste dans la découverte surprenante
1) que ces deux propriétés ne suffisent pas pour 10. caractériser le meilleur sable
2) que les deux conditions ne doivent pas être simultanées.
3) que les deux conditions ne doivent pas avoir nécessairement les valeurs les plus élevées (ou même maxima)
L'invention est donc basée sur la constatation inattendue, qu'une excellente cohésion et une bonne perméabilité sont insuffisantes pour caractériser une matière de moulage au point de vue de son", utilisation pratique
Un autre objet de l'invention consiste dans la 20. découverte
des conditions permettant de caractériser une matière de moulage.
Il a été observé que pour satisfaire le mouleur, il faut et il suffit que la matière de moulage réponde simultanément aux exigences suivantes:
1[deg.] pouvoir se serrer facilement et avec la dépense minimum de travail
2[deg.] avoir, après serrage, une cohésion suffisante.
a) pour vaincre l'effort de démoulage, le sable doit résister à l'effort exercé sur lui lors de !-'extraction du modèle Ce point qui, jusqu'à présent, a toujours été négligé est des plus importants. b) pour résister aux efforts au cours des diverses manutentions auxquelles le moule est soumis c) pour résister à la pression exercée sur lui par le métal cou- <EMI ID=3.1>
facile de Pair et des gaz dégagés par le moule lors de la coulée.
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mentaire permettant de compenser l'effet de sa dilatation lors de son échauffement pendant la coulée.
5[deg.] posséder une réfractairité suffisante pour empêcher la fusion de son agglomérant et sa vitrification à la surface des pièces.
On remarque que, contrairement à ce qui se faisait jusqu'à présent, les conditions imposées ne sont pas des conditions maxima (ou optima) mais seulement des conditions de suffisance.
Ceci signifie que les valeurs maxima-des propriétés ne cb ivent pas nécessairement coexister ou se conjuger, et que ces maxima ne sont même pas indispensables.
Une des caractéristiques principales de l'invention consiste
à définir la suffisance de la cohésion par l'introduction d'un essai nouveau: la mesure de l'effort de démoulage.
Cette mesure nouvelle est liée à l'essai standard de cohésion..
Rappelons brièvement comment se pratique l'essai standard de cohésion.
On pèse 150 grs. du sable à essayer; ce sable est versé dans un tube de 50 mm . de diamètre et de 120 mm. de haut.
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descendre sur le sable et on provoque le serrage en laissant tomber 3 fois un pilon de 6,350 Kgs d'une hauteur de 50 mm.
On mesure la hauteur de l'éprouvette et si cette hauteur n'est pas comprise entre 49 et 51 mm. on fait une nouvelle éprouvette avec un
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L'éprouvette obtenue est ensuite extraite du tube de métal sans l'abîmer et on la cisaille suivant un plan diamétral passant par l'axe, en mesurant l'effort de cisaillement.
Cet effort sera désigné ci-après par " C
On a vu ci-avant que dans les procédés connus, cette mesure est complétée par un essai de perméabilité.
Celui-ci se pratique sur l'éprouvette avan� son extraction du tube, en mesurant le temps de passage à travers l'éprouvette d'une certaine quantité d'air.
Selon l'invention avec ces deux essais classiques on en combine
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Il s'exécute sur la même éprouvette que pour les essais précédents mais en mesurant l'effort nécessaire pour faire glisser l'éprouvette
(2) dans le tube (1)
L'appareil utilisé à cet effet selon l'invention fonctionne -en principe comme suit ;
En se référant à la fig (1) on voit qu'après avoir formé dans un tube (1), un cylindre de matière (2) suivant les règles standard rappelées ci-dessus, le tube est avec l'éprouvette qu'il contient, posé sur un plateau (3) de l'appareil.
Un pilon (4) fixé à une tige (5) est amené doucement au contact de l'éprouvette (2).
La tige (5) est guidée par des manchons (6) et (7) .
Sur l'autre extrémité de la tige (5) on produit un effort croissant F mesurable par tout moyen approprié connu (piston hydraulique,pneumatique etc .. )
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l'effort de démoulage F.
Sur le cylindre (2) extrait du tube (1) sans l'abîmer, on mesure l'effort (C) par les moyens standards.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée à l'appareil décrit mais qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisation en application des techniques connues, c'est-à-dire à tout appareil permettant de mesurer l'effort de démoulage selon les principes énoncés.
Il est évident que l'appareil simple et rudimentaire décrit pourra sans nul doute être amélioré et perfectionné par les constructeurs, comme l'ont été, au cours des années les appareils de mesure de cohésion et de perméabilité, de façon à le rendre plus précis et à faciliter la lecture de l'effort déployé.
Une autre caractéristique importante de l'invention consiste
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ce rapport en fonction de la teneur en humidité de la matière
On a constaté selon l'invention que ce qui importe au point
de vue pratique.9 ce n'est pas de rechercher- la cohésion la plus élevée mais
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F
Il ne servirait à rien d'avoir une cohésion très élevée, si, en même temps, l'effort de démoulage est lui-même élevé parce qu'il pourrait arriver que malgré la bonne cohésion, on ne sache pas démouler
Pour que le démoulage soit facilité au maximum, il faut selon l'invention, que le rapport soit le plus grand possibleo
F
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de la comparaison des efforts de cohésion et de démoulage.
Envisageons le cas particulier du démoulage du modèle représenté à la fig. (2) dans lequel est découpé un demi cylindre de 50 mm. de diamètre
Le modèle est placé sur un marbre au milieu du châssis et le sable est serré tout autour jusqu'au niveau de la face supérieure du modèle; on obtient ainsi un demi cylindre de sable en relief sur la paroi du moule ce demi cylindre est, d'une part, en contact avec le modèle et, d'autre part, il est relié à l'ensemble du moule par une section passant par le plan
AB B'A'
Si par l'imagination nous isolons ce demi cylindre de sable et que nous considérons les forces qui agissent sur lui nous voyons que nous avons, d'une part, l'adhérence du demi cylindre au modèle suivant la surface
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du restant du moule suivant le plan ABB'A' et, d'autre part, la résistance du sable à ce cisaillement.
L'adhérence du sable au modèle, pour ce demi cylindre considéré, est dans ce cas particulier précisément égale à la moitié de l'effort de
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me que celle que nous mesurons dans l'essai de cohésion.
Nous connaissons donc par ces mesures les deux efforts auxquels notre demi cylindre est soumis
Pour qu'il résiste à l'effort de démoulage (1/2 de l'effort mesuré sur l'éprouvette) il faut que celui-ci soit plus petit que la résistance à la cohésion en gr. par cm2 x par la section qui est ici de 25 cm2.
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Ce coéfficient D a l'avantage d'exprimer d'une façon simple l'aptitude au démoulage d'une matière ou de comparer les aptitudes au démoulage de plusieurs matières La fig (3) montre la variation en fonction de la teneur en humidité d'un coéfficient de démoulage pour une matière et pour différents
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au coéfficient D = 1), est la zone d'impossibilité de démoulage, l'adhérence du sable au modèle étant supérieure à sa résistance au cisaillement.
2[deg.] Le serrage intense diminue la sécurité du démoulage et peut même rendre celui-ci impossible.
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rité de démoulage a) pour de très faibles humidités quel que soit le degré de <EMI ID=17.1> b) la sécurité de démoulage va en augmentant avec l'accroissement de l'humidité du sable c) la teneur idéale en eau à ce point de vue est généralement supérieure à celle correspondante au maximum de cohésion que l'on avait tendance à considérer comme idéale précédemment.
La figo (4) montre la comparaison des coefficients de démoulage
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En conclusion, l'invention permet d'expliquer le désaccord qui peut exister entre le laboratoire et le mouleur.
L'essai de démoulage proposé complète utilement l'essai classique de cohésion; il permet de choisir rationnellement la valeur à donner à cette dernière et de fixer le pourcentage d'humidité le plus indiqué.
Le problème est ainsi posé sous un jour permettant de donner
au fondeur les éléments qui lui sont nécessaires pour résoudre ses problèmes journaliers du choix et de la préparation d'un bon sable de moulage.
REVENDICATIONS.
1- Méthode d'essai de matières analogues aux matières de moulage, caractérisée en ce que l'on mesure l'effort de démoulage, ainsi que la variation de cet effort en fonction des différents facteurs, tels que le serrage la teneur en humidité etc....
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