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Matière première pour modèles de fonderie.
La présente invention a pour objet une matière première pour modèles de fonderie, contenant au moins une substance cristalline hydrosoluble.
Comparativement aux modèles constitues d'une cire, les modèles pour fonderie,constitués essentiellement d'une matière cristalline, se caractérisent principalement par une bonne résistance au fluage et par une bonne stabilité dimensionnelle. Ces propriétés sont attribuées, en parti- culier, à la structure cristalline à l'état solide de la matière première principale employée. Lorsqu'on emploie ces modèles pour la fabrication de moules pour fonderie, réalisés par fusion, combustion ou démoulage, l'emploi de substances cristallines hydrosolubles comme matières premières de modèles présente un autre avantage important, du fait que l'on peut employer de l'eau, qui est un
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solvant très économique.
On a essayé d'éviter la nature friable et, par conséquent, la tendance à la fragmentation des arêtes vives des modèles constitués d'une matière cristalline en ajoutant, à cette dernière, une matière à action plastifiante. Par exemple, pour les modèles comportant de l'urée comme matière cristalline, il est connu d'ajouter de l'alcool polyvinylique comme agent de plastification.
Dans le cas de modèles ayant une résistance au fluage et une stabilité dimensionnelle satisfaisantes lors d'une conservation courte et soigneuse, on a constaté que, dans le cas des durées de conservation plus longues, que l'on rencontre fréquemment dans les fonderies, la stabilité dimensionnelle subissait des influences néfastes par suite de l'humidité de l'air. Lorsque l'humidité exerce une forte influence sur les modèles, il peut même se produire des déformations et des tensions pouvant con- duire à des fissures ou à des cassures dans les modèles,
La matière première de modèles suivant la présente invention ne comporte pas ces inconvénients. Elle est caractérisée en ce qu'on y ajoute une matière hydrophobe.
Les modèles constitués essentiellement d'une matière cristalline et auxquels on ajoute une matière hydrophobe suivant l'invention, présentent une bonne résistance au fluage et une bonne résilience, tout en étant même prati- quement hydrophobes, c'est-à-dire que la stabilité dimen- sionnelle ne change pratiquement pas sous l'influence de l'humidité.
Parmi les matières cristallines hydrosolubles pouvant être employées comme matière première, en particu- ,lier pour les modèles enlevés du moule par démoulage, il y a, en particulier, l'urée, l'acide adipique, le caprolactame ou l'acide gluconique. Toutefois, il est
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entendu que ces matières ne sont pas limitées à ces produits, mais que l'on peut employer d'autres matières hydrosolubles et cristallines à l'état solide.
On obtient de très bons résultats lorsque, comme t matière hydrophobe, on emploie du pétrole, une huile de silicone ou des huiles ou des graisses végétales. Dans ce cas, on a constaté qu'il était particulièrement avantageux ! d'ajouter la matière hydrophobe en une quantité allant jusqu' à 10%, en particulier jusqu'à 5%, calculés sur la quantité totale de la matière première de modèles.
Par suite de la faible tension superficielle de la matière hydrophobe, on obtient une bonne répartition de cette dernière dans toute la masse pour modèles et @ ainsi, toute la matière première est pratiquement hydro- phobe.
Comme matière hydrophobe, on peut également employer une matière synthétique, de préférence un semi-polymère de polyéthylène ou un semi-polymère de composés de poly- styrène. On obtient de bons résultats lorsque la matière synthétique est présente en une quantité de 15%. calculés sur la quantité totale de la matière première pour modèles.
On peut également atteindre l'effet suivant l'in- vention avec un mélange d'au moins deux matières hydro- @ phobes.
La -présente invention sera décrite ci-après d'une j manière plus détaillée en se référant aux exemples sui- vants. Dans ces exemples, les pourcentages indiquée sont toujours des pourcentages en poids, calculés sur la quan- tité totale de la matière première pour modules.
Exemnle 1.
On mélange de l'urée en poudre en une quantité de 90% avec 5% d'alcool polyvinyliquo on poudre et, au mélange ainsi obtenu, comme matière hydrophobe, on ajoute de l'huile
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de lin en une quantité de 5%. On chauffe le mélange ainsi obtenu dans une machine de pulvérisation et, au moyen d'une coquille métallique, on le transforme en un modèle de la pièce de fonderie à réaliser. Après solidification, on retire le modèle de la coquille, Ce modèle se caracté- rise par une bonne résistance au fluage, même à des tempé- ratures élevées, Dans ce cas, les bonnes propriétés de résistance de la matière cristalline sont encore améliorées par la résinification de l'huile de lin ajoutée.
Ce modèle est essentiellement hydrophobe pour les applications pra- tiques de sorte que, même sous 1'J.nfluence prolongée de l'humidité, par exemple l'humidité de l'air, il possède toujours une stabilité dimensionnella satisfaisante.
Pour la formation du moule, on emploie une matière à mouler formée en mélangeant une solution de 0,5 1 de silicate d'éthyle (produit de marque), 2,5 1 d'alcool,
0,25 1,d'eau et 5 cm3 d'acide chlorhydrique avec 18 kg de sable de zirconium. On plonge plusieurs fois le modèle dans cette matière à mouler et ainsi, il se forme finale- ment, autour du moule, un revêtement hydrophobe en écaille ayant, par exemple, 3 à 4 mm d'épaisseur. Dans ce cas, il faut veiller à ce que la partie du modèle servant à former la pièce coulée soit libre vers l'extérieur. On sèche le corps moulé ainsi obtenu à l'air pendant plusieurs. heures, puis on le plonge dans un bain de solvant avec le modèle d'urée remplissant le compartiment creux du moule.
Le solvant est de l'eau, à laquelle on a ajouté 5% en poids d'acide nitrique. Le solvant réagit avec l'urée de sorte qu'il se forme de l'acide carbonique, de l'azote et de l'eau. Ce dégagement renforce le processus de dissolution en provoquant une rupture de la surface entrant en contact avec le solvant, de sorte que les particules d'urée intervenant dans la solution sont continuellement
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expulsées et permettent ainsi la pénétration du solvant dans les parties plus profondes du modèle.
Après le démoulage, on retire les moules du bain de solvant et on les sèche pendant quelques heures à l'air, pour les sou- mettre ensuite à une cuisson dans un four, par exemple, pendant 6 heures à une température de'500 0. De la sorte, les résidus du modèle non démoulé, par exemple les résidus de l'huile de lin, sont soumis à une combustion, Après extraction du four de combustion, on coule du métal liquide . dans le moule de fonderie obtenu. Les pièces coulées se ' caractérisent par une très bonne stabilité dimensionnelle et une excellente qualité superficielle. De la sorte, on parvient à obtenir une précision dimensionnelle de + 2 /..
Exemple 2. -
On mélange 90% d'acide gluconique avec 8% d'alcool polyvinylique et, à ce mélange, on ajoute 2% de pétrole comme matière hydophobe. Les modèles réalisés à partir de ce mélange sont pratiquement complètement hydrophobes.
Exemple 3.-
On mélange 90% d'acide adipique avec 8% d'alcool polyvinylique. A ce mélange, on ajoute 1.9% d'huile de lin et 0,1% d'huile de silicone. Les modèles réalisés à partir de ce mélange se caractérisent par une bonne résis- tance au fluage, cette dernière étant davantage améliorée par la résinification de l'huile de'lin ajoutée. De plus, ce modèle est complètement hydrophobe, cette propriété étant obtenue par l'addition de l'huile de silicone à l'huile de lin. Par contre, lorsqu'on ajoute uniquement de l'huile de lin, on obtient une action hydrophobe très souvent insuffisante.
Exemple 4.-
On mélance 84% d'urée avec 4% d'alcool polyvinylique.
A ce mélange, on ajoute 12% du semi-polymère de polystyrène
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comme matière hydrophobe. Les modèles réalisés à partir de ce mélange sont également pratiquement hydrophobes 'et ils possèdent une bonne résistance au fluage, ainsi qu'une bonne stabilité dimensionnelle.
REVENDICATIONS.
1.- Matière première pour modèles de fonderie, contenant au moins une substance cristalline hydrosoluble, caractérisée en ce qu'on ajoute une matière hydrophobe à la matière première pour modèles.
2.- Matière première pour modèles suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que la matière hydrophobe est le pétrole.
3.- Matière première. pour modèles suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que la matière hydrophobe est une huile de silicone.
4.- Matière première pour modèles suivant la reven- d.ication 1, caractérisée en ce que la matière hydrophobe est une huile ou une graisse végétale.
3.- Matière première pour modèles suivant les revendications 2 à -, caractérisée en ce que la matière hydrophobe est présente dans la matière première en une quantité allant jusqu'à 10%, en particulier jusqu'à 5%. calculés sur la quantité totale.
..- Matière première pour modèles suivant la reven. dication 1, caractérisée en ce que la matière hydrophobe est une matière synthétique.
7.- Matière première pour modèles suivant la reven- @ dication 6, caractérisée en ce que, comme matière synthé- tique, on ajoute un semi-polymère de polyéthylène.
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