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Procédé de fabrication de coules de fonderie, et moules réalisés sui- vaut ce procédé.
L'Invention concerne la fabrication de moules de fonderie, en particulier pour le Brûlage de .étaux.
Il est connu que l'OR peut réaliser des moules à l'aide d'une pâte d'une matière réfractaire à gros grains, par exemple de la silli- Bénite, du silicate de zirconium ou de la chamotte, et d'un liquide ou d'un mélange de liquides, par exemple de l'eau et/ou de l'alcool contenant un sol d'acide silicique. Par sol, il y a lieu d'entendre ici une solution colloidale,
apte à forger un gel La pâte est ap- pliquée sur un modèle et après la transformation du sol en gel et le fusionnement de la matière granuleuse en un ensemble, on enlevé le modèle. Le coule ainsi obtenu est finalement soumis à un traitement-
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thermique et se pr$te alors à la coulée de métal fondu.
Comme sol d'acide eiHciqu<, on utilise bien souvent un silt"i cate organique, par exemple du silicate d'éthyle, daponit1' à l'd.1 d'un acide fort tel que l'acide chlorhydrique. On peut égalassent
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utiliser cowane produit de saponification des polysilicates tels que le silicate de polyéthyle (condensed aethylsi11cate) obtenable dans le commerce, et le silicate de potasse dialyse.
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Un tel sol d'acide ellici4u# se conserve pendant très long- temps à la température ambiante normale lorsque 1') pH (degré doc1- @ dite) est d'environ 2 ou moins.
Pour la aise en oeuvre du procède, il est nécessaire que la sol soit d'abord liquide afin d'assurer une bonne application des graine sur le modèle et que la formation du gel se produise en un temps raisonnable afin de faire office de liant pour la matière gra- nuleuse.
Le temps de formation de gel de tels sole d'acide silicique dépend de la composition, de la concentration des composants, de la température et du pH On peut régir facilement les .trois facteurs Mentionnés et il suffit donc de régler le pH pour obtenir le temps
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de !'o.stlon de gel désiré. L'indication pH est utilisée ici pour la valeur potent1om{tr1que déterminée à l'aide d'une électrode de verre bien que, dans le cas de fortes concentrations d'alcool, il soit douteux que cette valeur puisse être interprétée comme pH.
Toutefois, mème dans ces conditions, la valeur considérée s'avère être un facteur déterminant pour le temps de formation du gel.
L'addition de solutions fortement alcalines n'est pas utilisable, car dans la gamme de valeurs de pH entrant en ligne de compte, de petites additions exercent déjà une grande influence sur le pH, de sorte qu'il est impossible de régler rigoureusement la valeur de et pH.
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Une technique fréquemment Utilisée à cet effet consiste à ajouter de la poudre de sagnésite à la masse appelée à former le moule,. Cette poudre réagit avec l'acide existant dans le sol
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et augmente alors lentement le pH, de sorte que la fortat4o de gel peut se produire, La grandeur des particules, la température de com buation et l'absorption d'humidité et d'acide carbonique de l'air
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influencent cependant fortement la vitesse de réaction de la ,\u.I.nél1. te avec l'acide. Il ne peut donc être question de régir,de cette
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manière le temps de formation de gel.
Il 8'y ajoute que par .on nú. gagement d'ions à la surface, la matière réfractaire granuleuse peut contribuer à influencer, d'une manière non contrôlable, le pH
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et donc le temps de formation du gel. De mime, lors d'un dosige rigoureux de tous les composants de la pâte, il peut se produire encore de notables différences dans le temps de formation de gel, i par suite de petits écarts dans la quantité et clans la composition.
Cet inconvénient entrave en général le degré de régularité désire pour la fabrication en grandes séries. Cela est vrai particulière-
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ment pour l'automatisation du processus, automatisation qui roquierti des temps de formation de gel reproductibles.
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L'invention permet de récir le tempe de formation de i gel de la Masse utilisée pour la fabrication de moule..
Selon l'invention, lors de la fabrication de moule ,
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en particulier de moules pour métaux,, on applique sur le ao:1èl. une p$te constituée par une matière réfractaire granuleuse et par vz liquide ou un wélange de liquides, contenant un sol d'acide 111101QV8,i
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ço enlevé le 804111- *près la formation de gel et l*<t lMin<tticn de 1 attire granuleuse en un ensemble, en souoet 1< %oU* obtenu à un tra1teJIent. thermique, et on règle le tomps de formation du g#!., à uèw. tmpérature déhnt1n6., par l'addition 4'une solution ta8.poDw De préférence, dans 1* ptte destiné* à tON'1" 1. ou- 1G, on Incorpore un sol dtacide s11101q obtenu par saponification d'un silicate organique tel que le silicat. d*éthyle avec Unacide forts tel que l'acide chlorhydrique.
On peut travailler sans 1* 801114r. inconvénient dans un milieu alcoolisé.
Pour la sise en oeuvre de l'invention* on peut ut4li;- .'1', en général, cessa* solution tampon toutes les combinai tons d#*cl-,
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des et de leurs sels qui présentent l'effet tampon connu dans la jp<Me' me de pH entrant ici en ligne de compte.
La préférence est cependant donnée à 1 emploi de solu- tions tampons contenant uniquement- des composes qui sont enlevés, lors du traitement thermique du moult, par vaporisation et/ou par décomposition et/ou qui se décomposent en substances qui n'entravent pas l'emploi de la matière réfractaire comme constituant d'une matiè- re destinée à fermer le moule,
C'est pourquoi des solutions tampons à base d'acétate sont préférables à celles à base de borate ou de phosphate.
Des solutions tampons particulièrement bien appropriées sont celles
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constituées par de l'acétate d'anmtoniua de l'acide acétique et de l'eau.
Les tableaux ci-après donr.nt une idée de l'influence d'un tampon acétate d'ammonium- acide acétique sur le temps de for- mation de gel d'un sol d'acide silicique dans un Milieu aqueux, res- pectivement fortement alcoolisé.
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te tableau 1 concerne l'influence des solutions taas- pons à pH différents sur le temps de formation de gel d'un sol d'a- cide silicique obtenu de la manière suivante.
On agite Violemment, pendant 20 Minutes, 100 carde si-
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licate d'éthyle, 147*5 cm3dleau et 2,5 en? de BC1 (1 normal). La température s'élève jusqu'à environ 40,oc. Le sol d'acide 8111è1q- obtenu, contient outre de l'eau., environ tâ% d'alcool, libéré pen- dant la saponification. le pH de la solution, mesuré à l'aide d'une
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électrode de verre, est d'environ ï, à 20*e.
Le tableau II donne les résultats obtenus à l'Aide d'un sol d'acide silicique, fortement alcoolisé, obtenu de la ma- mère suivante.
On agite violemment, pendant 20 minutes, 100 va? de si-
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licate de polyéthyle (condensed a.*hylsll1oate), 75 car J'alcool éthylique$ 7 var da, HCl (1 normal) et 18 car d'aau; la température s'élève jusqu'à environ 40*C. Le pK mesuré du sol d'acide ailiei- que, obtenu coatae produit de saponification* est d'environ 1,16 à 20 C.
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lits solutions tampons mentionnées au tableau sont ajoutées
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au sol d'acide s111clq.. environ 16 heures après la saponification.
TABLEAU
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m sol eux tampon composition du tampon pH du temps de
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<tb> par <SEP> litre <SEP> de <SEP> sol <SEP> sol <SEP> + <SEP> formation <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tampon <SEP> gel <SEP> et% <SEP> min.
<tb>
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#aoétafce oa" a01". 2Q*C 28''C ammontua ac<5t(98)
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<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 700 <SEP> 0 <SEP> 6,12 <SEP> 6 <SEP> 1 <SEP> 1/2
<tb>
<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 600 <SEP> 100 <SEP> 5,70 <SEP> 12 <SEP> 4
<tb>
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100 - 3 400 300 5,12 41 13 100 350 3$0 5,02 09 # 100 -0 560 4,30 415 66 100 HM 0 4,15 µ85 µ40 1 . t -ii-'u J-- '1 l' ri1 -i ¯nh- -m l'uin -iffi -ti"nrj r n ' i'-l 'ij't..
J.T .¯..t. -.- ir
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ÎABLEAU 1%
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<tb> car <SEP> sol <SEP> cm3 <SEP> tampon <SEP> composition <SEP> du <SEP> tampon <SEP> pH <SEP> du <SEP> temps <SEP> de
<tb>
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par litre de sol sol # formation de tampon gel en nin. g.acétate car acide 20 e ammonium acét(98) , t .,,.. ¯.,¯¯
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<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 180 <SEP> 520 <SEP> 5,28 <SEP> 26
<tb>
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100 3 125 575 5eo5 43
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<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 100 <SEP> 600 <SEP> 3,05 <SEP> 3600
<tb>
Voici encore quelques exemples de la fabrication de moules de fonderie.
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ample ..
On prépare un sol d'acide silicique par saponification d'un mélange de 35 litres de silicate de polyéthyle, de 1,4 1 de HOl (2 . normal), de b,3 litres d'alcool éthylique et de 7#3 litres d'eau.
Après 24 heures, on dilue avec 140 litres d'eau. Le pH Mesura de cette solution est de 1,85 environ.
On prépare un mélange tampon constitué par 21 litres d'aci-
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de acétique (9Q#), 13 k d'acétate d'ammonium et 16 litres d'éau.
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Lt pH est de 4,5 t 0,05.
Une masse, destinée à former des moules est préparée à par-
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tir d'un mélange de 70 kg de 81111..nlte (grandeur des grains com- prise entre 125 et 1200 /u)$ 24 kg de silicate de alrcon1ua (gran- deur des grains inférieure à 60 lû)t 18 litres de sol d'acide .111- cique et 540 car de liquide tampon.
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Un modèle en cire est placé dans un bue et entouré de la mani se mentionnée. La masse forme un gel en 7 1/2 heures. Le modèle de cire enrobé est ensuite placé dans un four et chauffé à un* tem-
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pérature de 150*C, ce qui entraîne l'élimination par fusion dut au- . ùé3r en cire. Ensuite, la température est portée à 8 30-900 C.
Après ce traitement, le moule est suffisamment robuste pour qu'on puisse y couler du métal fondu et qu'il puisse encore facilement être enle- vé de la pièce de fonderie obtenue.
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tPLE On prépare une matière appelée à former un moule constituer
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par un mélange de 71 kg de s1111manite, 24 kg de silicate de zirco- nium, 18 litres du sol d'acide silicique indiqué au tableau I et 540 cm3 d'un mélange tampon contenant par litre 600 g d'acétate d'ammonium et 100 cm3 d'acide acétique (98%).
On en réalise à l'aide de. plaques modèles un moule en plu- sieurs pièces. Le temps de formation de gel de la matière est, à
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28*cl de 4 minutes, Après l'enlèvement des modèles, les parties du moule sont cuites et assemblées' en un moule.
EXEMPLE ? -
Une matière appelée à former un moule, constituée par une matière granuleuse de composition telle que spécifiée dans l'exeat-
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pla 1, 18 litres du sol d'acide silicique mentionné au tableau Il et 540 car d'un mélange tampon contenant par litre 125 gr d'acétate d'ammonium et 575 car d'acide acétique (98%) est coulée sur une plaque modèle dans un châssis de moulage.
La matière de moulage fora:' un gel après 43 minutes; après enlèvement de la plaque-modèle
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on allume la matière et l'alcool que celle'-ci contient brûle fret rapidement; De ce fait, il se produit dans la matière des fissures
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microscopiques. Par un chauffage prolongé à OOOOC, on obtient Un moule suffisamment cohérent pour y couler du métal, que l'en peut facilement enlever par la suite.
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P S !t .
1 - Procédé de fabrication de moules de fonderie,, en particu- lier pour le roulage de ..taux, dans lequel une pite de matière
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granuleuse réfractaire et d'un liquide ou Il'lar.g8 de liquides conte.
nant un sol diacide silicique est appliquée sur un modele et, après la formation de gel par la solution et l'agglutination en un ensem- ble de la matière pulvérulente, on enlève le modèle après quoi le nota@ ainsi obtenu est soumis à un traitement thermique, caractérisé en ce que le temps de formation de gel du sol est réglée à une tempé- rature donnée, par 1'addition d'une solution tampon
2 - Le procédé spécifié sous 1 peut présenter en outre les particularités suivantes, prises isolément ou en combinaison;
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;. le sol d'acide s1l1c1que est obtenu par saponification d'un silicate organique tel que le silicate d'étnl1e ou de polydthy- le ires un acide fort tel que lucide chlorhydrique, éventuellement dans un Milieu alcoolisé}
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1. on ajoute une solution tampon qui ne coaprend que <te< composés qui, lors d'un traitement thermique du t'ouïe, sont éliminés . par vaporisation et/ou décomposition et/ou qui se décomposent en sub-
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stances qui n'entravent pas l'emploi ultérieur de la matière rétrac. taire 008M composant d'une gags pour le moule; ce la solution tampon est constituée par un f.c4tate d* ua#o- ' n1u., de Il'acide acétique et de Illeau.
3 - ]foules de tcndorte obtenus suivant les procédés pé1t14.. tout 1 et 2.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.