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La présente invention se rapporte à la fabrication d'articles façonnés plus particulièrement par moulage en uti lisant la technique de la cire perdue.
Un procédé de fabrication d'articles façonnés à partir de métaux par moulage consiste à confectionner un modela de l'article on cire, à former un moule à partir d'un matériau réfractaire à l'aide de ce modèle , à fondre la cire pour la faire sortir du moule et à utiliser ensuite ce moule pour la coulée des articles désires au moyen de métal fondu.
Les ci- res couramment utilisées à cet effet ne donnent toutefois pas entière satisfaction; en particulier elles sont diffici- les à enlever complètement du moule et les résidus se carboni- sont avec pour conséquence un manque de précision de la pièce
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coulée produite ultérieurement, avec souvent d'autres effets indésirables comme la formation de carbures ou d'alliacé-' - carbone dans les pièces coulées métalliques.
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Conformément à l'invention on utilise un polymère
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d'0éthylène'thermopla$t1que normalement solide pour la confection du modèle à l'aide duquel on confectionne un moule par la technique de la cire perdue. On a trouvé que l'utilisation de polymères d'oxyméthylène au lieu des subi- tances employées actuellement évite les difficultés rappe- lées plue haut et apporte des avantagea supplémentaires.
Avec ces polymères, le modèle peut être éliminé à des tem
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psratureo relativement bassu3, par exemple de 270 à 350"C, sans carbonisation appréciable, tandia que tout résidu lais- ci dans le moule se décompose avec dégagement de tonnuldé.. hyde pendant lu coulée, en créant, ainsi une atmosphère réduc- trice en contact avec le matait I, cause de la dureté et An la ténacité des polymères d'oxyméthylène, le modèle peut 8tre préparé, entreposé et déplacé avec pratiquement moin de chance de dorraees dûs aux brèches, éroflurea ou déct.,.
similaires auxquels les modèles fabriquas en une matière
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relativement molle corjue la cire sont sujets au cours d'ur", manipulation normal 9. En outre, les tempe de séchage pen- dant la confection du moulepeuvent être substantiellement réduits par l'emploi de températures de séchage élevées,
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étant donné les faibles coefficients'de dilatation dec pst mères d'oxyntéthylène comparativement aux cires ordinaires ont employées.
Le polymère d'oxyéthylène utilisé pour les buta de l'invention peut dre un homopolymère obtenu en polymérisant
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la formaldéhyde ou le trioxane ou les polymères de plus graz:.. de stabilité thermique contenant des groupes oxyalcoylènôa avec atomes de carbone adjacents, particulièrement des ,rca pes oxhylène, distribués au long des chaînes orrr.'thylètH.; ainsi qu'on peut les obtenir en copolymérisant le trioxane
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avec un autre monomère, par exemple de l'oxyde d'éthylène nu du dioxolane.
Le polymère peut titre /Soumis à dea traitement: de stabilisation thermique avant l'emploi,par exemple, pur
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protection des extrémités, ou, dans le cas de polymères contenant des groupes oxyalcoylène avec atomes de carbone adjacents, par un traitement de dégradation préliminaire pour éliminer les groupes oxméthylène terminaux des polymères du polymère. On peut incorporer dans le polymère des stabi- lisants chimiques, particulièrement des antioxydants phéno. liques et un composé monomère ou polymère contenant de l'a- zote trivalent pour inhiber la scission des chaînes.
Dans la mise en oeuvre du procédé de l'invention on prépare un moule à coquilles ou de précision conformément aux modes opératoires bien connus dans ce domaine en appli- quant sur le modèle de polymère d'oxyméthylène une composi- tion formatrice de moule appropriée. Dans un procédé de mou- lage en coquilles par exemple, la composition formatrice de moule peut être une suspension aqueuse d'un matériau réfrac- taire, par exemple du verre de silice, de la farine de jsili- ce, du plâtre, ou une argile réfractaries telle que du kaolin ou de- l'argile fiuline victoria, et d'un agent mouillant tel qu'un agent tansifitf anionique.
La composition for- matrice de moule peut aussi contenir d'autre. constituant$ tels que de la silice colloïdale comme liant, un agent liant @ organique, par exemple un épaississant colloïdal tel que la gomme arabique ou la méthyl-eelluloae, un conditionneur de la barbotine céramique comme l'acide tartrique, une petite quantité d'un solvant organique comme la méthyléthylcétone pour faciliter le séchage des enduits appliquas et un agent de désérafe comme le 2-éthlhexanol Dans la préparation d'un moule à coquilles, le modèle est plongé dans la compo. sition formatrice de moule un nombre suffisant de fois, avec séchage intermédiaire,
pour accumuler l'épaisseur de coquil- le nécessaire. Dans certains cas il est avantageux d'utili- ser un type de composition pour l'enduction initiale au trempé, par exemple une qui contient une quantité relati- vement petite d'argile et de silice colloïdale, et un autre
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type de composition pour les enduite subséquents au trempé, par exemple une contenant des quantités un peu plus omporan tes d'argile et de silice colloïdale. Sn outre, lorsqu'on utilise une coquille à base de verre de silice, il cet souvent intéressant de "stuquer" l'enduit avec de la poudre de verre de silice après un ou plusieurs enduits au trempé et avant séchage.
Après que le moule est entièrement formé et que le polymère d'oxyméthylène est élimine, on verse du métal fondu dans le moule pour former une pièce coulée ayant un degré élevé de précision. Le moule est détaché de la pièce coulée après qu'elle s'est solidifiée complètement et refroidie, par exemple en tapant légèrement avec un marteau dans le es de moules à coquilles à base de verre ou par détachement du châssis avec un marteau pneumatique dans le cas d'un mou- le de précision*
Le procédé de la présente invention peut être utili- à é pour la préparation de pièces coulées de forme relative.
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ment oomp11q"8 rabrt"1 . partir do métaux Qaneto le ti- tante, le sélénium, le bronze, l'Ott iaaïumlrtlt le niefcil, et la fonte binai qu'à partir d'allias".
Au moyen 49 pro- cédé on peut préparer des moulages par txsmplt des artioles suivants !noyaux, incrustations,aubes de turbine, chaisses de turbine, engrenages* L'exemple suivant illustre l'invention.
Exemple
Un copolymère de trioxane et de 2% en poids d'oxy- de d'éthylène par rapport au poids du mélange de monomères est traité à chaud pour éliminer les groupes oxyméthylène terminaux des chaînes polymères, jusqu'à ce que le polymère ait perdu 5 à 10% do son poids et il est alors mélangé avec des stabilisants thermiques et moulé par injection sous for- me d'un engrenage.
On nettoie le moulage et on le plonge ensuite dans une composition formatrice de moule agitée pré- parée à partir d'une poudre consistant en 97,5% en poids de verre de silice à 325 mesh ( tamis à 0,043 mm d'ouverture )
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et dtargils figuline Victoria de 65 mesh (0,200 ma d'ouver- ture de tamis ) et en les matières additionnelles suivantes par 100 g de cette poudre :
15 cm3 d'une solution $queues de 10 g de gomme arabique par 100 on) de solution$ 15 cm3 d'une
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solution aqueuse de 10 g de gomme arabique par 100 en) de d,1lt,t,l ll3 <!m3 d'une solution Aqueuse à 00% en poids dfam aide tartrique, 5 c<a3 d'une suspension aqueuee contenant )00 en poids de ailles colloïdale, 0,1 om) tUft...ut 10ft aqueuse à 75JÊ en poids d'aeent tensioactif anionique lu1t.c.in.t. de dioctyle et sodium, et 0,5 am3 d'eau.
Après 2,5 a 39 mai- nutes, temps durant lequel un gel se fonce dans l'enduit, on stuque le modèle avec des grains de verre de silice de 35 à dE?
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meeh (0,417 à 0,175 mm d'ouverture de tamis) en faisant pleu- voir les grains sur le modèle à travers un tamia de 30 mesh (0,59 mm d'ouverture de tamia), et l'enduit graine est aban- donné au séchage à la température ordinaire, à savoir à 20-30 C On plonge alors le modèle pendant 4 à 5 secondes dans une composition de "fond" fabriquée à partir d'une pou- dre consistant en 94% en poiùs de silice à 325 meah (0,043 mm d'ouverture de tamis)
et en 6% en poids de kaolin et des ma- tières additionnelles suivantes par 100 g de poudre :0,1cm2 d'une solution aqueuse à 75% en poids de sulfosuccinate de dioctyle et sodium, 27,2 cm3 d'une suspension aqueuse à 35% en poids de silice colloïdale, 8,15 cm3 de méthyléthylcétone, 8,15 cm3 d'eau et 0,08 cm3 de 2-éthylhexanol. Après séchage partiel, le modèle est stuqué avec des grains de verre de si- lice à 35 - 50 mesh (0,417 - 0,297 mm d'ouverture de tamis*)* Ce procédé d'enduction et atuquage est répété 2 à 6 fois, saut que les stades suivants de stuquage sont effectués avec des graina de verre de silice de 10 à 35 mesh (1,651 à 0,417 mm d'ouverture de tamis).
On place ensuite le moule dans un tour en position
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rtnvtrsét, a'eet-à-dire tvee le trOU de eoulee m eaet On '.'1 chaude pour éliminer lé polymère dioiditytl1 4% th 1 cuit pendant 20 à 30 minutes à 1000*0.
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Le moule résultant, après préchauffage à 800-900 C Cet utilisé pour fabriquer une pièce coulée précise de "Stellite 21", alliage commercial à base de cobalt résistant à l'abrasion contenant 25,5% à 29% de chrome, 5 à 6% de molyb- den 0,2 à CI)% de carbone, un maximum de 1% de manganèse), un maximum de 2% de fart un maximum de 1% de silicum un maxi nutr. de 0,007% de bore, le restant étant du cabale Après re froidssemet on retire la pièce coulée du moule en la frap pant légèrement avec un marteau,
REVENDICATIONS*
1 Procédé de fabrication par la technique de la cire perdue d'un moule pour la coulée d'articles façonnés, dans lequel un modèle de l'article façonné est recouvert d'une composition réfractaire de laquelle, après durcissement, le modèle est éliminé par l'action de la chaleur, caractérisé en ce que le modèle est fabriqué à partir d'un polymère d'oxyméthylène thermoplastique normalement solide.