BE647601A - - Google Patents

Description

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  Moule$ de fonderie et leur procédé de   fabrication.   



   L'invention concerne un procédé de   fabrication   de moules de fonderie, en particulier pour la coulée d'objets métalliques. 



   On sait que de tels moules peuvent être réalisés entre autre à l'aide de parois stratifiées par la mise en oeuvre d'un procédé dans lequel la première couche de revêtement est appli- quée sur un modèle par exemple par immersion, à l'aide d'une suspension gélatinifiable de poudre réfractaire à grains fins dans une solution d'un liante par exemple une solution d'un acide silicique ou une solution de   polysilioate   ou d'acide poly- - silicique, et on saupoudre la couche encore humide d'une poudre réfractaire à grains plus gros, on   gélatinifie   la couche appli- 

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 quée, puis sur la couche ainsi obtenue, on applique une seconde couche,

   par exemple en plongeant l'ensemble dans une suspension gélatinifiable dans une solution   d'acide     silicique   d'une poudre telle qu'utilisée dans la première couche, et on saupoudre la 
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 seconde couche encore humide d'une poudre réfractaire . grains plus gros, après quoi on lélat1n1t1e la seconde couche et on appliquée la même manière plusieurs couches d'une même   composi-   tion que la seconde couche jusqu'à formation d'une paroi   d'épais**   seur suffisante.

   Après   gélatinifioation   de la   dernière   couche et saupoudrage ou non de poudre réfractaire sur la couche encore 
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 humide, on sèche le moule et/ou on le soumet à un traitement thermique, après quoi, lorsque le modèle est enlevé dans un stade du   processus   tel que le moule soit   suffisamment   durci, on obtient un moule de fonderie prêt à l'emploi. 
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  Les couches & appliquer sur la première couche de rêvé"   tement   seront appelées ci-après couches de renforcement. 



   Par solution   d'acide     silicique,     il y   a lieu d'entendre ici une solution de   polysilicate   dont les molécules polymères peuvent comporter plus ou moins de restes d'alcoyle, par exemple 
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 de restes d'éthyle, ou une solution d'acides polyslliciques* Des solutions de   polysilicates   et d'acides   polysiliciques   peuvent être obtenues par saponification, par exemple à l'aide de l'acide 
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 chlorhydrique, de silicate organique, par exemple de t'tra.11iaat. d'éthyle ou de silicate d'éthyle-condensé en solution alcoolique* Une solution d'acide silicique peut également être obtenue par   di.   alyse d'une solution de silicate de potasse. 
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  On;a dé jà proposé plusieurs dispositions pour sélatini- fier la première couche de revêtement ou une couche de renfor- oanent. 



   Pour provoquer la   gélatinifioation   de couche de ma-   tière   acide du 'moule, on a proposé de les exposer à de la vapeur d'ammoniaque. Ce procédé qui   recourt 1   une vapeur nocive, requiert certaines précautions techniques et par exemple l'utilisation de dispositifs aspirateurs efficaces. De plus, dans ce procédé, peut-être par suite d'une   gélatinifioation   locale trop rapide à 
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 la eurfaee d'une couche, il se produit une ao1n. benne ' adhérence entre des oouches luccesiivei. 



  Des inconvénient! analogues à 409% mentionnai dans le paragraphe précédent pour la .'lat±n1tioation de oouchti oonatitudu par des mat1're..01de. de =cule. , léaid4 4'a=mon1aqu. Il renocnie trent également lors de la gdlgtiniti4âtÎon de couohe. de matière alcalines de mou1"1 lorsqu'on les expose à l'effet de dioxyde de oarbonts, La Demandoreont a trouvé1 un procédé pour II1.iin1t1... une première couche de revêtement ou une couche de renforcement qui ne présente pas lesdita inconvénients. Le précède conforme à l'invention permet de régir entièrement la gêlatinitication d'une couche# 0'18t ainsi que l'on peut facilement obtenir un temps de 
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 gelatinification constant.

   Ce fait est particulièrement Important 
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 pour la production industrielle et surtout dans le cas de procès* 
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 tue automatisé, De plue, le procède conforme à l'invention ne provoque pas@ de gélatinifioation locale trop 1Aten"f D'une façon 
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 générale, on obtient en outre une meilleure adhérence de couches 
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 successives que dans lea procédait connus  
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 L'invention concerne un procède de fabrication d'un 
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 moule constitué par une masse de matériau refraetaire pulse" rulent 1:1..., parois .trnt1ti'e., dans lequel on applique sur un Modèle une première couche de revêtement d'une JU.penl1on gela- tin1t1able d'une poudre r4traota:

  Lre gralm fins dans une aelu" tion d'un liant, et en particulier dans une solution d'acide aili- aiqua' et sur cette couche, au besoin encore humide, on applique une poudre réfractaire à grains plus gros# à l'aide d'une auapen- sion ,élat1n1t1able d'une poudre réfractaire dans une solution d'un liant de façon a constituer au moins une couche de renfor- cernent, les couchao appliquées étant gélatlnlfi4es en y faisant agir un agent de gélatinisation, et par séchage du moule obtenu, avant ou après l'enlèvement du modèle, jusqu#à ce que la moule aoit suffisamment durci, le procédé étant oarnot6ris' en .ce que l'agent de gelatinisation utilisé est une solution tampon. 

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  Le traitement d'une couche à à l'aide d'un  solution tampon peut t'effectuer de plusieurs aaaieret et de préférence en appliquant la solution tampon à un état finement dito visé, par exemple par projection ou pwdrages te temps quune couche peand pour 6<v'MMr solide par gélatînitloatïon (temps de gélatlnisation) et après lequel on peut appliquer une couche suivante dépend entra autres de la coapoii- tion et de la quantité de oolution tampon utUîo44 On peut par exemple régler le temps de i?ati3ni,eatiart Min, mais <g<ElMMis 
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 à des valeurs plue courtes ou plue longuet. 
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  L'agent de gélatinisation à utiliser dépend quelque peu de la composition de la suspension à utiliser pour l'applica- tion d'une couche, Lorsqu'on utilise Mme liant, dans cette oui-, pension, une solution doacide eilieique obtenue par hydrolyse par exemple de silicate d'éthylène, avec un aeide, par exemple de l,aaide ohlorhydrique, on utilisera eeaNae agent de grflatinisa- tien une solution tampon qui soit à même d'abaisser le degré d'a- cidité de la suspension.

   De préfrirenoe, dane le procédé conforme à 1' invention, on utilise une telle suspension* Lorsque, dans 
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 ladite suspension, on utilise comme liant une ablution d'acide 
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 11l101qu. obtenue par dialyse de silicate de potasse, on utilise- ra,t comme agent de slat1n1.at1on, une solution tampon 1 même d'augmenter le degr d'acidité de la suspension* On peut également acidifier* par addition d'acide, une solution diacide ,ll101qu. ainsi obtenue, auquel oas la disposition du premier oas est appli- * 
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 câble. 
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  Comme agent de s'latini.at1on, on utilisera surtout une solution tampon ne contenant que des composés qui se yapori- 
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 sent hors du moule lors d'un traitement thermique, éventuellement après décomposition. Des tampons appropria sont surtout ceux 
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 décrits d'un acide gaz constante de dissociation d'environ 10.', par exemple de l'acide acétique; de l'acide prop1onique, de 
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 l'acide butyrique et de l'ammoniaque. 
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 Dans le cas ou une couche A eGlat1n1t1er est formée 

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 par une suspension acide, on ciliée de préférence une solution d'acétate d'ammonium ou d'acétate d'ammonium et d'acide acétique. 



  De préférence, on utilisera comme agent de 'lat1ni... tion une solution tampon à concentration   élevée,   en particulier contenant plus de 500   gr     d'électrolyte   par litre. Des exemples de solutions tampons particulièrement   appropriées   sont   des     solutions   
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 aqueuses contenant par litre, environ 700 gr d'acétate d'ammonium ou 700 gr d'acétate d'ammonium et diacide acétique on 700 gr daa.1, tate d'ammonium et   diacide   acétique ensemble, et, par exemple,   400 gr   d'acétate   d'ammonium   et 300 gr   d'acide   acétique ou bien 140 gr d'acétate   d'ammonium   et 560 gr d'acide acétique. 
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  Au besoin# on peut incorporer dans une solution tampon à utiliser comme agent de slatini'4tioft un liant, par exemple, de l'acide 111ioique colloïdal, de pOlys1110ate ou d'acide poly- silicique. Dans ce eae, on utilisera de préférence, comme liant la suspension ayant servi à la gélatinifioation de la couche, 
Le procédé conforme à l'invention peut être utilisé pour la   fabrication   de moules pour divers procédés de réalisation. de pièces de fonderie. Le procédé entre surtout en ligne de compte pour la réalisation des moules utilisés pour les coulées de précision, par exemple, suivant la technique du   modèle   perdu. 



  Dans   cette   technique, on utilise un modèle destiné à   tire   fondu,   généralement   constitué par de la aire, une substance synthétique, du métal à bas point de fusion ou un alliage à bas point de fu- lion. On peut   également   utiliser avantageusement le procédé pour la   fabrication   de moules de fonderies pour la coulée suivant une technique à moules détachables, pour laquelle les   moules   uti-   lises   sont en plusieurs parties, généralement en deux parties,      Le procédé est également   utilisable   dans le cas oû lion applique 
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 sur le modèle une seule couche et, après 141at1nit1oatSon de la couche, une masse de renforcement.. 



   Pour la   première   couche de revêtement, on peut utiliser par exemple un mélange connu d'une poudre réfractaire à grains 
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 tînt et d'une solution dàaoïde siliaique gélatinittable pouvant   tiré   utilisée pour   l'application   d'une première   couche   de revê- 

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 tement sur un modèle lors de la fabrication de moules   de     fonderie*   On tel mélange est   essentiellement   constitué par une poudre 
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 grains fins de matériau réfractaire, par exemple d'oxyde d'alum, sium, de .111tman1te, de chamotte, de silicate de .1roon1um ou de quartz, en suspension dans une solution 4'&o1d.

   linéique, et pouvant être amené à 1$état solide par gelatinifieationt De plus, ce mélange peut contenir des substances auxiliaires, par exemple une ou plusieurs substances synthétiques, des substances tensio- actives, des émulsifiants et/ou des moyens éliminant l'écume. 



   On mélange   (A), à   utiliser pour l'application d'une pre- mière couche de revêtement, peut être obtenu par exemple en agi- tant à la température ambiante normale, pendant 20 min., un mélange 
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 de 1600 =3 à polyailioate d'éthyle (teneur en sion environ z en poids), 300 cm3 d'acide chlorhydrique ( 1 S) et 1800 =3 d'é- thanol et en ajoutant au mélange ainsi obtenu 70' trIA' d'une sou- tion à 20% en poids de dodécylnaphtylsulfonate de sodium, 10 car d'octanol, 3500 cm3 d'eau, 300 cm3 d'acide chlorhydrique (4 N) 
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 et 25 kg de poudre réfraotaire à grains fins,' par exemple du silicate de zirconium (grandeur des particules 10 .' 67u), 
Le mélange à utiliser pour la première couche de rêve  tement peut être appliqué de manière connue sur un modèle, par exemple par   immersion,   arrosage ou projection. 



   Dans le cas   où.   cela   s'effectue   pour la technique des .moules détachables, on peut avantageusement munir le   modèle   et la plique modèle d'une mince couche de   détachant,   par   escompte   de la vaseline, ou de l'huile de silicone. 
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  Pour la poudre réfractaire# qui est appliquée sur la première couche de revêtement encore humide, par exemple par sau- poudrage, on peut utiliser par exemple   du   silicate   d'aluminium   
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 (grandeur des particules 250 - 6001Vi 
Le procédé conforme à   l'invention     sera     colique     ci* .   après à   l'aide     d'un   exemple. 



   Un   modale     constitué   par de la aire   dure   est plongé   dans   
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 un mélange correspondant au mûaage (A) précité, et ensuite# à l'état encore humide, on le saupoudre de tilieate dâaluziniuul 

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 (grandeur des particules 2'0-600 lU).

   La première couche de revête- ment ainsi appliquée peut être gélatinifiée par protection d'une solution contenant par litre 600 gr d'acétate d'ammonium et   100   gr d'acide acétique en une quantité correspondant à 0,3. g de solu- tion tampon par cm2 de surface de la couche à traiter.   Apres   la 
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 gélatinifioatlon, on applique la promue couche de renforcement par immersion dans uni suspension de 7 kg de silicate de z:l.1'oo- nium (grandeur des partfoull. 10 - 60 ai) dans une solution obtenue en agitant pendant 20 min  , à la température ambiante normale, 2600 car* de polysilieate d'éthyle (teneur en 8i8 A0# en poids) 600 cm3 d'eau, 260 on3 d'acide chlorhydrique bzz et 280 om3 4"tbano3..

   La couche encore humide est saupoudrée, cornât ci-doiou% de poudre de silicate d'aluminium et ensuite on y projette la solution tampon mentionnée. Apres la gelatinifieation, on applique

Claims (1)

1. la couche suivante. De la manière Indiquée$ on applique encore 5 couches de renforcement de même composition que la première. La gélatinisation de la couche appliquée est toujours assurée par poudrage avec la solution tampon mentionnée après que la couche encore humide a été saupoudrée d'une poudre de silicate d'alu- minium (comme ci-dessus). Le moule ainsi obtenu est finalement séché. Le moule étant suffisamment durci, on enlève par fusion le modèle et le moule est ensuite soumis à un traitement thermique ultérieur, R E S U M E .

   1.- Procédé de fabrication d'un moule constitué par une masse de matériau réfractaire pulvérulent lié, i. parois strati- fiées, dans lequel on applique sur un modèle une première couche EMI7.3 de revêtement d'une suspension élat1n:1.tiable d'une poudre ré fractaire à grains fins dans une solution d'un liant, et en par- EMI7.4 ticulier dans une solution d'aoide oilïcique# et sur cette couche, au besoin encore humide, on applique une poudre réfractaire à @ grains plus gros, à l'aide d'une suspension gélatinifiable, d'une poudre réfractaire dans une solution d'un liant de façon à consti- tuer au moins une couche de renforcement, les couches appliquées <Desc/Clms Page number 8> étant gélatinifiées en y faisant agir un agent de gélatinisation,

   et par séchage du moule obtenu, avant ou après l'enlèvement du modèle, jusque ce que ce moule soit suffisamment durci, caracté- risé en ce que l'agent de gélatinisation utilisé est une solution tampon..

   2. - Le procédé spécifié ci-dessus peut présenter en outre les particularités suivantes, prises isolément ou en combi- naison; a) la solution tampon est appliquée à l'état très finement divisé sur une couche à gélatinifier) b) la solution tampon contient uniquement des composés pouvant être éliminés du moule par un traitesent thermique;

   c) la solution tampon est obtenu* par l'utilisation d'un acide à constante de dissociation d'environ 10-5, d) coma solution tampon, on utilise une solution d'acétate d'ammonium ou d'acétate d'ammonium et d'acide acétique) e) on utilise une solution tampon contenant au moins 500 gr d'électrolyte par litre.

   3.- Moule obtenu par la mise en oeuvre d'un procédé tel que .spécifié ci-dessus.

   4.- Pièce de fonderie ' obtenue à l'aide d'un moule tel que spécifié sous 3.