BE560423A

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Publication number: BE560423A
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Description

Si l'on fabrique des moules ou des noyaux pour fonde- rie d'après le procédé de moulage par masquage, appelé en Amérique et en Angleterre " shell molding process " (procédé de moulage en coquilles), on doit avoir recours à des masses de moulage granulai res sèches, qui s'écoulent librement et qui, par chauffage, devien- nent d'abord humides et collantes, pour se durcir ensuite après.-,un chauffage plus intensif.

On obtient des masses de moulage ayant ces proprié- tés en mélangeant ou en entourant les matières granulaires inertes,

généralement du sable quartzeux, avec des agents liants thermodur- cissants.

Comme agents liants thermodurcissants, on utilisait, jusqu'à présent, des résines synthétiques thermodurcissantes, comme celles que l'on obtient par condensation de phénols avec des aldéhy. des, de même que les mélanges thermodurcissants de certains types de poix avec du soufre.

En outre, on a proposé des agents liants à base de polyisocyanates, de polyamines et de sels d'acides polybasiques à poids moléculaire élevé. Toutefois, jusqu'à présent, ces derniers n'ont pas été utilisés dans la pratique, eu égard à leur prix trop élevé, aux conditions de durcissement défavorables, à leur solidité trop faible et aux inconvénients que présentent les moules au point de vue métallurgique.

Les masses de moulage fabriquées avec les résines thermodurcissantes mentionnées en premier lieu, permettent d'obte- nir des moules très solides et irréprochables à tous points de vue; toutefois, le prix élevé des resines synthétiques thermodurcissan- tes constitue un inconvénient.

Les masses de moulage fabriquées avec les mélanges de poix et de soufre, cités en deuxième lieu, sont très coûteuses et permettent d'obtenir des moules, qui, au point de vue métallurgique sont irréprochables, mais dont la solidité n'est nullement compara- ble à celle des moules fabriqués avec des résines synthétiques ther modurcissantes.

Les masses de moulage suivant la présente invention permettent d'obtenir, à un prix modéré, des moules qui sont à la fois très solides et qui possèdent d'excellentes propriétés métal- lurgiques.

On sait que les huiles siccatives, en particulier l'huile de lin, peuvent être transformées à l'état solide par sé- paration chimique de l'oxygène, donc, par oxydation. Il est égale-

ment connu que ces huiles iccatives peuvent également lier chimi- quement le soufre en le renforçant. Si l'on examine à présent com- ment,ces deux types de réactions peuvent se succéder, on constate @ que les huiles siccatives peuvent encore séparer davantage le sou- fre par une oxydation plus poussée et que les produits solides d'ox dation sont thermoplastiques alors qu'ils sont transformés en sub- stances infusibles par séparation complémentaire du soufre.

Jusqu'à présent, ces séries de réactions caractéristiques aux huiles sicca- tives n'ont pas encore été appliquées en fonderie et elles consti- tuent la base des masses de moulage revendiquées dans la présente invention.

Plus simplement, ces séries de réactions permettent d'obtenir des mélanges de matières granulaires inertes, par exempl de sable quartzeux, avec du soufre en poudre et des produits d'oxy dation en poudre d'huiles siccatives. On obtient, de façon connue, un produit d'oxydation solide de l'huile de lin en insufflant de l'air dans l'huile chaude et en effectuant, après solidification, une oxydation ultérieure à l'acide nitrique.

Pour réduire les durées de durcissement, augmenter la solidité, améliorer. les propriétés de broyage ainsi que les pro priétés métallurgiques, de même que pour réduire le prix, on ajouta aux huiles siccatives, par fusion collective, avant ou après l'oxy- dation,'du bitume ou des substances bitumineuses. Les quantités pou' vant être ajoutées sent limitées. Si 1'on, dépasse ces limites, qui dépendent du type d'huile siccative et du type de chaque addition, les propriétés précitées s'altèrent. Les quantités optima d'addi- tion de bitume ou de substances bitumineuses doivent être détermi- nées par des essais préalables pour chaque matière brute.

On peut appliquer le procédé le plus commode d'oxy- dation des huiles siccatives, c'est-à-dire insuffler de l'air en chauffant, lorsque les huiles siccatives sont sous forme finement divisée, avec une grande surface libre. On y parvient le plus oppor

uném,ent en mélangeant les matières granulaires avec les huiles sic catives, de sorte que chaque grain est enveloppé de minces couches 'd'huiles siccatives et que la structure granulaire de ce mélange fournit, une grande surface .libre* Si des siccatifs, par exemple environ 1 % de résinate de cobalt, sont préalablement dissous.

de façon connue, dans les huiles siccatives, les pellicules d'huile en- veloppant. les grains sont oxydées par l'air, le mélange se solidifie et, après avoir été broyé à la meule en ajoutant du soufre en poudre jusqu'à isolation des grains, il peut être utilisé. Avant l'oxyda- tion des huiles siccatives ou avant de les mélanger avec la matière granulaire, on peut également mélanger le soufre. De la sorte, il se fixe aux grains et la masse de moulage finie est complètement exemp-. te de poussière. C'est là un détail très utile pour assurer un tra- vail soigné et pour éviter les dégagements de poussière qui peuvent se produire par la présence de poussière libre de soufre.dans la masse de moulage, lorsque celle-ci entre en contact avec des moules surchauffés.

Dans le mode de travail décrit ci-avant pour la fabrication de masses de moulage suivant la présente invention, on peut réaliser des économies au point de vue des siccatifs relativement coûteux en les dissolvant non pas dans les huiles siccatives, mais dans un sol, vant très volatil et meilleur marché, par exemple dans de la tétra- line ou dans un mélange de tétraline et de décaline, puis en mélan- geant cette solution au tout après avoir recouvert les matières granulaires d'huiles siccatives. En procédant de la sorte, il suffit simplement d'humecter, avec la solution siccative, les surfaces des grains enveloppés par les huiles siccatives, ce qui favorise l'oxy- dation du côté extérieur de la pellicule d'huile entourant les grains.

Si l'on utilise l'air avec des siccatifs comme agent d' oxydation pour les huiles siccatives enveloppant les grains, il

faut alors étaler le produit de mélange à l'air. Pour réduire l'es- pace nécessaire dans ce cas, on peut également incorporer, dans les mélanges se composant des matières granulaires et des huiles sic- catives,.des agents d'oxydation liquides, qui agissent non seule- ment comme véhiculeurs d'oxygène, au même titre que les siccatifs, mais également comme agents cédant de l'oxygène. Comme agents d'oxy- dation de ce genre, les solutions aqueuses de permanganate de potas- sium se sont avérées particulièrement favorables, pour autant que l'on y ajoute un agent mouillant.

On peut également remplacer entiè- rement ou partiellement le permanganate de potassium par d'autres composés donnant de l'oxygéne, par exemple les bichromates, les per-composés, etc. On réalise une économie de temps particulière en dissolvant le permanganate de potassium dans de l'acétone.

Exemples de réalisation
1. On mélange 84 kg de sable quartzeux sec (30 % plus fin que 0,1 mm ; tout plus fin que 0,3 mm; teneur en inatiè- re pâteuse inférieure à 1 %) avec 3,35 kg. de soufre en poudre (le tout plus fin que 0,06 mm) A ce mélange, on ajoute, dans un broyeur à meules ou dans un mélangeur de sable à noyau, jusqu'à ho- mogénéité complète, un mélange chaud de 1,9 kg d'huile de lin sic- cative avec 2,88 kg de poix dure de goudron de lignite (point de ramollissement suivant Kramer-Sarnow : 90 à 100 C). Ensuite, dans un appareil de mélange en fonctionnement, on fait couler un mince filet d'une solution de 100 gr. de permanganate de potassium dans la quantité d'acétone nécessaire pour la solution ou dans 1,8 1. d'eau.

Si l'on utilise la solution aqueuse de permanganate de po- tassium, on ajoute encore au 1,8 1., 10 gr de Pril (agent mouillant de la " Bôhme-Fett-Chemie). Par suite de l'oxydation de l'huile de lin, le produit de mélange est complètement durci après un ou deux jours et il peut être alors moulu dans un broyeur à meules jusqu'à isolation des grains. Suivant l'épaisseur de la couche, ce produit de moulage durcit en 45 à 120 secondes et, pour autant que la mas-

se de moulage ait été dispersée uniquement par application de la pesanteur, le produit de moulage obtenu possède des résistances à la flexion de 35 à 45 kg/cm.

2. La solution de permanganate de potassium citée dans le premier exemple de réalisation, peut'être remplacée par 0,8 1. d'une solution de résinate de cobalt, que l'on trouve habi- tuellement dans le commerce.

3. On chauffe un mélange de 3 parties en poids d'hui- le de lin, 2 parties en poids d'huile de bois et 5 parties en poids de poix de stéarine résistant aux fêlures à. la température ambiante jusqu'à ce qu'il se forme d'abord des petites bulles. On maintient cette température pendant plus de 3-5 heures. Pendant ce temps, on fait passer un courant continu d'air préchauffé à travers le mélan- ge et l'on dépose ensuite la masse refroidie dans de l'acide nitri- que, se composant d'une partie en volume d'acide nitrique fumant et de 2,5 à 3 parties en volume d'eau. On y fait cuire la masse jus- qu'à ce qu'un échantillon prélevé ait une consistance résistant aux fêlures à la température ambiante. Ensuite, on fait bouillir la masse dans une suspension aqueuse de craie jusqu'à ce que l'acide nitrique soit neutralisé.

La masse séchée à l'air est alors broyée avec 40 à 60 % en poids de soufre, calculés sur son propre poids.

Les grains du produit de broyage doivent être plus fins que 0,06 mm et l'on mélange le produit de broyage avec 10 à 20 fois la quanti- té de sable quartzeux sec.

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Claims

REVENDICATINS 1. Masses de moulage sèches et .s'écoulant librement, pour fonderie, ces masses se composant de matière granulaire, en particulier du sable quartzeux, et d'agents liants thermodurcissant? caractérisées en ce que l'on utilise, comme agent liant thermodur- cissant, des combinaisons de produits d'oxydation solides d'huiles <Desc/Clms Page number 7> siccatives, d'une part, et du soufre élémentaire, d'autre part.

2. Masses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant la revendication 1, caractérisées en ce que les produits d'oxydation d'huiles siccatives contiennent du bitume ou des sub- stances bitumineuses.

3. lusses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant la revendication 2, caractérisées en ce que les huiles sic- catives sont mélangées avec du bitume et/ou des substances bitumi- neuses, puis oxydées.

4. Masses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisées en ce que les produits d'oxydation des huiles siccatives ainsi que le soufre sont mélangés, sous forme de poudre, aux matières granu- laires.

5. Tuasses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisées en ce que les matières granulaires sont enveloppées des produits d'oxydation des huiles siccatives et mélangées avec du soufre en poudre.

6. Masses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant la revendication 5, caractérisées en ce que l'on enveloppe @ les matières granulaires avec les produits d'oxydation des huiles siccatives en les mélangeant d'abord avec les huiles siccatives, puis en oxydant ces dernières.

7. 1--lasses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant la revendication 5-ou 6, caractérisées en ce que, avant de les envelopper avec les produits d'oxydation des huiles siccatives, pn ajoute du soufre aux matières granulaires pour éviter les déga- gements de poussière libre de soufre dans la masse de moulage finie 8. Masses de moulage sèches et s'écoul ant librement suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'on effectue l'oxydation des huiles siccatives ajoutées aux matières granulaires en mélangeant ce mélange avec un agent d'oxydation liquide. <Desc/Clms Page number 8>

9. Masses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant la revendieation 8, caractérisées en ce que l'on utilise, comme agent d'oxydation liquide, des solutions de composés oxydants' dans des solvants très volatils, par exemple une solution de perman. ganate de potassium dans de l'acétone.

10. Masses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant la revendication 8, caractérisées en ce que l'on utilise, comme agent d'oxydation liquide, des solutions aqueuses, contenant un agent mouillant, de composés oxydants,' comme par exemple des permanganates, des bichromates, des per-composés, des acides oxy- dants.

11. Masses de moulage sèches et s'écoulant librement suivant la revendication 6, caractérisées en ce que l'on effectue 1'oxydation des huiles siccatives mélangées aux matières granulai- res en les exposant à l'air tout en utilisant des siccatifs, par exemple des solutions de résinate de cobalt ou de résinate de man- ganèse dans de la tétraline.

12. Masses de moulage sèches et s'écoulant libre- ment suivant la revendication 11, caractérisées en ce que, pour réa.,, liser une économie de siccatif, on ajoute ce dernier, non pas aux huiles siccatives, mais à tout le mélange, après avoir mélangé les matières granulaires aux huiles siccatives.

13. Masses de moulage sèches et s'écoulant librement, telles que décrites ci-avant.