BE653220A - - Google Patents

Description

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  Masses à mouler de fonderie et procédé pour leur fabri- cation. 



   La. présente invention concerne un   procède   de fabrioation de masses à mouler résistant à   J'action   de l'eau, pour moules de fonderie, au moyen d'un ester sili oique, qu'on transforme en   aoide   silicique par saponifi- oation et qui sert de liant dans la masse a mouler. Cet- te invention oonoerne également à titre de produits industriels nouveaux les   masses .   mouler elles-mêmes obtenues par ce procédé ou. tout autre leur conférant les mêmes caractéristiques. 



   L'invention concerne en particulier la   fabrica-   tion de moules de fonderie à modèles perdus. Ce   procède   de coulée, dit de précision, consiste à détruire le modèle servant à former le moule, une fois formé le corps du moule, en y laissant subsister la cavité de moulage proprement dite, par exemple en faisant fondre ; 

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 la modelé en cire ou en têtière the:r:m.opJ..8t1que. et en faisant brûler éventuellement Ion résidus de modèle, par   aéohage   et   oaloination   ultérieures du moule.

   Mais 
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 une autre solution constate parfois k diseouoro le oorpe Au modèle par un solvant pour l'éliminer du corps for- malt le moule de fonderie, par exemple on dissout 1*a L.modèles en cire par des vapeurs de solvant organique, ou les modèles en urée par l'eau. 



   On forme généralement ce moule de fonderie en plongeant le modèle de la pièce de fonderie 4 fabriquer,      
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 dans la masse à mouler liquide de façon y faire adhérer une première couche de moule sous forme de revêtement mOI cet qu'on fait sécher avantageusement, oomplètement ou en partie, avant de reoommeneer l'opération d'immersion. 



  On obtient ainsi un corps de moule à plusieurs couohee en forme de coquille qui peut servir àirsatezent de moule de fonderie ou qu'on peut charger dans un ohllsa18 on y chargeant derrière lui une masse à mouler le plue souvent moins ootitauss, Les esters si1101quea sont d'un usage très ré<- pandu dans la fabrication des masses à mouler pour moules de fonderie par le procédé précité. Par exemple,  on   sapo   nifie   par l'eau le silicate d'éthyle en présence d'un acide et d'un diluant tel que l'alcool éthylique, pour   @   
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 amener' le silicate à l'état d'acide silioique (Si(OH)4)' et on le mélange sous cette forme à titre de liant, avec une matière réfraotaire en fines particules par exemple le   ziroon   finement broyé.

   Puis, on cuit générale- ment dans un faur le corps de moule obtenu avec cette masse à mouler.      
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  Un inconvénient qu'on observe dans la saponifica- tion de l'ester uilioîque consiste dans le fait que 1   ao. de si110ique obtenu présente des molécules relativement ' petites contenant pratiquement une grande quantité d'eau 

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 non combinée. L'acide silicique sous cette forme cet soluble dans l'eau et cette propriété a des   conséquences   très nuisibles dans les divers procédés de fabrication des moules.

   Lorsqu'on fabrique le corps de moule au moyen de modèles solubles dans l'eau, par exemple en   '   urée, l'eau qui sert ensuite à dissoudre   les   modelée attaque le liant contenu dans le corps du moule iL l'étant d'acide silicique, Il en résulte que le corps du moule se gonfle, se déforme et que la liaison s'affaiblit, ce qui rend impossible l'obtention de pièces   moulées   pré- cises. On a été obligé jusqu'à présent de choisir dans ce cas un autre solvant qui ne soit pas aqueux, mais   ceci   limite fâcheusement le choix des substances possi- bles pour le modèle, indépendamment du prix éventuelle  ment plus élevé des solvants organiques que celui des solvants aqueux. 



   Mais il n'a pas été possible jusqu'à présent d'employer, avec un modèle en une masse soluble dans l'eau, un des liants aqueux contenant un   silicate   pour   @        former la masse à mouler, tels que les liants qu'on   ob-   tient en saponifiant un ester silioique. L'eau contenue dans la masse à mouler peut ainsi dissoudre superficiel- lement le modèle soluble dans   l'eau   pendant qu'on forme le corps du moule, ce qui ne permet évidemment pas non plus d'obtenir des moules de fonderie de dimensions précises. 



   Mais même au cours de la   fabrication   du   oorpa   du moule par immersion à plusieurs   reprises   dans   uns   masse à mouler, qui contient à titre de liant de l'acide sili-   oique   obtenu par saponification d'un ester silicique, la solubilité dans l'eau des molécules d'acide silicique exerce une influence nuisible. Il est donc nécessaire pendant cette opération d'immersion de sécher jusqu'à un certain degré la oouohe antérieure avant d'appliquer la couche suivante. Lorsqu'on applique la couche suivan 

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 te contenant de   l'eau,   cette eau risque de faire gonfler, déformer et   gauchir   la couche antérieurement   appliquée..   



  Il en est de même évidemment lorsqu'on applique les cou- t ches successives par pulvérisation ou à la brosse. 



     L'invention   permet de remédier dans une large me-      sure aux inconvénients précités. Elle se caractérise en ce qu'on ajoute à l'acide   silioique   primaire obtenu un l'eau autre ester, en   utilisant/de 1'acide   silicique primaire à la saponification du second ester et en obtenant   ainsi   un acide   silicique   de poids moléculaire élevé, complexe,      sensiblement insoluble dans l'eau. 



   La masse à mouler fabriquée par le procédé de l'invention permet d'obtenir des corps ou couches de moules qui, même lorsqu'on ne les sèche que légèrement ne subissent pas de modifications nuisibles en venant en contact avec de l'eau ou des liquides en contenant. 



   En particulier, on peut dissoudre, sans conséquence      nuisible, des modèles solubles dans l'eau dans un bain aqueux, ou former un corps de moule en plongeant à plu- sieurs reprises se succédant relativement vite un   modèle .   dans une masse à mouler préparée suivant l'invention. 



   De plus, on peut sans aucun risque, charger dans un   châssis,   derrière un corps de moule en forme de couqil- le formé par une masse à mouler suivant l'invention,   par,,   exemple une masse de remplissage analogue à du   ciment.   



   Dans tous les cas, le corps de moule ainsi obtenu se   . caractérise   par une grande fidélité de reproduction, un état de surface satisfaisant de la cavité de coulée et une bonne résistance avant et après cuisson. 



   De   préférence,     la.proportion   du second ester ajouté suivant 1'invention peut être choisie de façon à consommer au moine l'eau non combinée de   l'acide   sili-   oique   primaire pour la saponification de ce second es      ter. Le second ester consiste de préférence en   silicate   de méthyle ou ester d'acide   titanique.   La réaction 

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 de   l'opération   de saponification du   second   enter est une réaction exothermique.

   Il convient à ce   propre   d'a- baisser à uns valeur de 5 à 12 C la temprature de la solution du liant obtenu après saponification du second   *star,     les     exemples   de réalisation donnés   ci-après     expliquent   plue en détail l'invention et en font ressor tir les   caractéristiques   et avantagea. 



    Exemple 1 -    
On mélange 6 litres de silicate d'éthyle (40% 
SiO2) avec 2 litres d'H2C, 50 cm3 d'acide chlorhydrique concentré   et 4   litres   d'alcool   éthylique et en   laissant   reposer le mélange pendant 15 heures, le silicate d'éthy- le se saponifie complètement à l'état d'acide silioique 
Si(OH)4. La proportion   d'eau   ajoutée est choisie de façon à provoquer la   saponification   avec un léger excès d'eau. l'acide silicique primaire obtenu est soluble dans   l'eau.   



   Suivant l'invention, on ajoute au mélange ou , solution précitée un second ester, par exemple du silioa- ta de méthyle, en proportion de 2 litres. Au cours de la réaction qui s'effectue alors entre l'acide silioique formé en premier lieu et le silicate de méthyle,   celui-   oi se saponifie et il se forme un acide slilicique com- plexe à grosses molécules. Cet acide silicique complexe est pratiquement insoluble dans   l'eau   et torme une solu- tion de liant, dont l'emploi n'a pas les   Inconvénients   de composés de silicate ordinaires.. 



   Puis, on mélange la solution ou dispersion obte nue par la réaction précitée avec   60   kgs de zircon en fines particules, de façon à former une masse à mouler finie. La grosseur des particules de zircon est de pré-   férence   inférieure à 60 microns. 



   On forme un moule de coulée en plongeant dans 

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 la masse à mouler par exemple un   modela   en urée corres pondant à la forme de la   pièce     coulée   qu'on désir* et on fait sécher à l'air, pendant environ deux   heur..,   la couche mince qui subsiste jour la surface du modèle.   On   répète environ 7 à   10     foia   cette opération d'immersion suivie d'un séchage. 



   On plonge dans un bain d'eau le corps du moule en forme de coquille ainsi obtenu pour dissoudre le modè- le, puis on le sèche et on le cuit de la manière habituels le. On peut faire dissoudre le modèle complètement à l'aide du solvant ou en partie saulement, de façon à détruire les résidus du modèle par la   cuisson   ultérieure du corps du moule. Le moule de fonderie fini se caracté- rise par une bonne résistance mécanique et les pièces coulées obtenues dans ce   moule,   non seulement par une grande   préoiaion,     maïs   encore un état de surface d'ex- cellente qualité. 



   Dans certains oaa, on peut ne plonger le modèle   @   dans la masse   à   mouler que deux ou trois fois, le placer comme d'habitude dans un châssis et charger derrière   lui..        une seconde masse à mouler appropriée, par exemple ana-      logue au ciment. Le modèle se détruit alors au cours du ;      séchage et de la cuisson ultérieure par fusion ou combus- tion. 



  Exemple 2 - 
On mélange, comme dans l'exemple qui   précède,   
6 litres de silicate   d'éthyle, 2   litrea   d'eau,   50 cm3 d'acide chlorhydrique concentré et 4   litre.   d'alcool éthylique et on transforme le silicate d'éthyle en acide silicique par saponification totale. On mélange ensuite le mélange ou la solution obtenue avec 1 litre d'ester titanique, techniquement pur.

   Au cours de la réaction, l'ester d'acide titanique, en se saponifiant en présence de   l'acide   silicique primaire, forme une solution de 

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   liant   avec l'acide silioique plue complexe, insoluble dans l'eau, contenant dans la molécule du titane incor-   père.   On prépare la masse à mouler finie en mélangeant le liant avec une matière réfractaire à l'état de fine division, par exemple avec le ziroon en fines particules de l'exemple 1.

   On peut fabriquer le moule de fonderie par un des procédés de l'exemple 1 et les inconvénient  qui résultent de la solubilité dans l'eau du liant de   silicate   antérieur sont également éliminés à cause de l'insolubilité dans l'eau de l'acide silioique com- plxe. '   L'invention   n'est pas limitée aux exemples pré- cités. Le ziroon en poudre fine peut être remplacé par d'autres matières réfractaires ou leurs mélangea, par exemple, la   sillimanite   ou la   mullite.   De plus, on peut ohoisir d'autres diluants que l'aloool éthylique de   l'exemple   1.

   Le silicate d'éthyle des exemples 1 et 2 peut aussi être remplacé par un autre ester ailicique, par exemple le silicate de propyle ou   d'isopropyle.   Il convient alors dans ce cae en conservant les   mêmes   proportions d'eau et d'acide que dans les exemples 1 et 2, d'utiliser 7 litres de   silicate   de propyle ou d'iso- propyle et à titre de diluant, 3 litres d'alcool propy-   lique   ou   isopropylique.  

Claims (1)

1. RESUME --------------- A - Procédé de fabrication de masses à mouler résistant à l'action de l'eau pour moules de fonderie, en particulier pour coulée de précision au moyen d'un ester silioique qu'on transforme en acide silicique par j saponification et qui sert de liant dans la masse à mouler, ce procédé étant caractérisé par les points suivante, séparément ou en combinaisons t 1.

   On ajoute à l'acide ailioique primaire obtenu un autre ester, en utilisant l'eau de l'acide silicique primaire à la saponification du aecond ester <Desc/Clms Page number 8> et en obtenant ainsi un acide silicique de poids moléculaire élevé, complexe, sensiblement insoluble dans l'eau.

   2. La proportion du second ester est choisie j de façon à consommer au moine l'eau non combinée de l'acide silicique primaire obtenu, pour la saponifica- tion de ce second ester.

   3. Le second ester consiste en : a, silicate de méthyle, ou b. ester d'acide titanique.

   4. On abaisse à une valeur de 5 à 12 C la température de la solution du liant après saponifica- tion du second ester.

   B - A titre de produits industriel. nouveaux, les masses à mouler de fonderie., résistant à l'action de l'eau, fabriquées par le procédé précité ou par tout autre procédé leur conférant les mêmes caractéristiques.