BE677474A - - Google Patents

Description

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  Moules et noyaux de fonderie perfectionnés. 



   La présente invention se rapporte à des   noules   et noyaux de fonderie et à leur procédé de préparation, Elle concerne plus particulièrenent des moules et noyaux de fonderie constitués principalement de sable et destinés à l'emploi dans le moulage des nétaux, ces noules et noyaux présentant une plasticité et une durée de durcissement contrôlées pour dos raisons expo- 

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 sées plus en détail ci-après. 



   De manière plus précise, la présente invention concerne des moules ou noyaux de fonderie constitués d'une matière réfractaire et d'au moins un liant huileux liquide, et caractérisés en ce que la dite   natière   réfractaire est liée dans une forme déterninée par le produit da réaction du dit liant et d'un isocyanate ou diisocyanate. 



   Conformément à l'invention, on prépare les   noules   et noyaux de fonderie définis ci-dessus par un procédé qui consiste à   mélanger   une matière réfractaire en particules destinée à forner le noule et le noyau avec au moins un liant huileux liquide, le procédé de l'invention étant caractérisé en ce qu'on ajoute ensuite au mélange obtenu un isocyanate ou un diisocyanate. 



   Dans le moulage des métaux, l'utilisation d'huiles siccatives et de résines   conne   liants du sable ou d'une autre matière réfractaire destinée à constituer le moule ou le noyau, est bien connue. On préparait jusqu'à maintenant des moules et noyaux à l'aide d'huiles siccatives qui nécessitent des périodes de cuisson prolongées avant emploi et, dans de nombreux cas, avant qu'on les retire du châssis de moulage ou de la boite à noyau. Cette pratique était et reste coûtense et denande du temps. On a souvent tenté de trouver des liants qui n'exigent pas ces durées de cuisson prolongées.

   On a déjà proposé certains liants qui répondent à cette   exigence.   Cependant, on recherche toujours un liant qui non seulement supprime pratiquement la 

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 nécessité d'une cuisson, nais confère également la résistance nécessaire à l'état cru et, simultanément, une   Plasticité   suffisante pour permettre la séparation du noyau ou du   noule   d'avec le châssis. 



   La demanderesse a découvert une   composi-   tion de noules et noyaux de fonderie et un procédé de préparation de cotte composition qui   résolvent   tous' ces problèmes. Les   noules   et noyaux de l'invention possèdent un degré contrôlé de plasticité à des   nonents   contrôlables après   fornage,   de sorte qu'on peut séparer   facilenent   le noyau ou   noule   du modèle et durcir   ensui-   te à l'état final dans lequel on peut mouler un   nétal   soit après cuisson du moule ou noyau, soit sans cuisson,

   Les   noules   et noyaux de l'invention peuvent être cuits sans dégradation ni perte de résistance sérieuse et ils peuvent être   égalenent   utilisés dans cuisson, ce qui supprine cette opération coûteuse. Lorsqu'on désire, cuire le   noule   ou noyau, on peut observer des cycles de cuisson plus courts et des   températures   do cuisson plus basses qu'avec un liant huileux. 



   Les moules et noyaux de l'invention sont préparés par incorporation dans du sable d'une quantité de liant liquide suffisante pour former le noyau. Ce liant peut être constitué d'une huile siccative ou semisiccative soufflée, d'huiles siccatives traitées à l'acide   naléique,   d'huiles siccatives traitées à   l'aci-   de funarique, de polymères dérivés d'hydrocarbures du pétrole ou du goudron de houille   corme   le polystyrène, le cyclopentadiène, le   vinyltoluène,   les homologues polynérisés du cyclopentadiène, le styrène et les   compo-   

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 ses apparentés, des composés hydroxylés, des résines   allcydes   contenant des proportions variées d'anhydride phtalique, d'acide isophtalique ou d'autres acides dibasiques,

   de pentaérythritol, de glycols, de glycérine, d'huiles siccatives dures conne l'huile de bois de Chine, l'huile d'sïticica, l'huile   d'isano,     etc..OU   de   nélanges   quelconques de ces huiles siccatives ou semi-siccatives. Le mélange peut être réglé à des compositions variées de ces différentes huiles selon les propriétés finales recherchées dans le noule-ou noyau ; on peut   égalenent   utiliser l'une quelconque de ces natières correctenent traitées. 



   Pour obtenir les vitesses de durcissenent ou les propriétés de durcissement recherchées on peut ajouter à l'un quelconque des liants huileux   nentionnés   ci-dessus des agents siccatifs métalliques ; cependant, cette addition n'est pas essentielle, en particulier si l'on désire que 10 noule ou le noyau reste en contact avec le chassis ou la boite pendant une durée prolongée avant séparation. Lorsqu'on utilise des siccatifs nétalliques on préfère faire appel à des solutions de composés de   nétaux   tels que le cobalt, le plonb, l'étain, le   lithium,   le nanganèse, par exemple les naphténates, les sels de tall-oil et les octanoates nais on peut également utiliser d'autres siccatifs classiques de l'industrie des huiles siccatives. 



  Les quantités et proportions de siccatifs utilisés dépendent des propriétés   finalos   recherchées. On peut également indiquer que dans certains cas il peut suffire d'un seul siccatif métallique. Lorsqu'on utilise des 

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 siccatifs aétalliques on peut opérer de doux nanièrcs : on peut mélanger la solution de siccatif netalliquo avec la composition de liant ou utiliser la solution de siccatif métallique dans une addition sépara à l'huile en mélangeant avec l'huile juste avant addition du liant au sable au malaxeur. Ce dernier mode opératoire est le node préféré à présent car il permet d'ajouter des quantités importantes de siccatifs métalliques et d'obtenir des duretés extrême du moule ou du noyau en une courte durée.

   Cependant, lorsqu'on   ne   recherche pas une forte dureté du moule ou noyau en une courte durée, on peut mélanger les solutions de sicca- 
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 tif màtalliqua avec le liant. La quantité de solution de siccatif   métallique   ajoutée dans les deux cas cidessus peut varier de 0,0 % à 20% on poids par rapport au liant. 



   Le liant, accompagné ou non do siccatifs 
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 nétl..iques est disperse dans le sable : on ajoute ensuite un isocyanate ou un diisocyanato. De préférence, ces isocyanates ou dlisocyanates sont choisis dans le groupe des diisoeyanatos de phenyla à faible tension de vapeur conne le diisocyanate de méthylène diphénylc, lo diisocyanate do parabronodiphénylo, le diisocyanate do butyle, les prépo1ynères de diisocyanato de glycol, ou paroi les autres isocyanates ou diisooyanate3 à faible tension do vapeur corne l'isooyanatc de butyle, le diisocyanate de toluène et ses isonères.

   La proportion d'isocyanate ou de diisocynnate ajoutée pout repré- sonter de 5 à 35 % du poids du liant selon le degré de réticulation recherché dans le copolynère   forné.   Pour 

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 dos questions de réactivité on préfère que les radicaux NCO se trouvant en position para lorsque le composé de base cyclique cet un diisocyanate.   On   doit contrôler   l'addition   du   diisooyanate   ou de l'isocyanate et l'indice d'hydroxyle du liant de   manière   à assurer dos propriétés correctes de durcissement et de manipulation, c'est-à-dire que le liant doit contenir des quantités suffisantes de groupes hydroxyles libres pour réagir avec l'isocyanate ajoutée. 



   Les exemplessuivants illustrent l'in-   vention   sans toutefois la limiter. Dans ces exenples, les   in@cations   de parties et de % s'entendent en poids, sauf indications contraires. 



    EXEMPLE   I
A 45,3 kg de sable on ajoute 560 g du liant de composition   ci-après :   - 50 parties d'une résine   alkydo   d'huile do lin conte- nant 25   %   d'anhydride phtalique et 16 % do pontaéry- thritol et   d'éthylène   Glycol ; - 30 parties de polymères dérives du pétrole   (CTLA,   homologues polymérisés du   cyclopentadièno,  du sty- rène, du vinyltoluène et de composés apparentés) ;
10 parties   d'huile   de ricin   brute  et   @   10 parties d'huile soufflée (lin, soya ou poisson). 



   Avant addition du   linnt   au sable au malaxeur  on ajoute   112 g   de siccatifs métalliques consistant en une solution de 50 parties de   naphténate,   sel de tall-oil et octanoate de cobalt à 6   %   de cobalt et 50 parties de siccatif   à   24 % de plomb. Ces deux siccatifs sont   nélangés   au préalable puis ajoutés   à   

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 la pâte de sable et dispersés dans le sable pendant 3 mn. On ajoute ensuite 224 g d'un   dilsocyanato   de méthylène diphényle à faible tension de vapeur ot on poursuit   l'onpâtage   pendant encore deux mn.

   On retire le sable du nalaxeur et on le place dans une boîte à noyau ou dans un   moule.   Le sable durcit en 15 à 30 minutes. Lorsqu'on retire de la boite à noyau, le noyau peut être placé   immédiatement   dans un four où on le cuit ; on peut également le laisser durcir à tonpérature anbiante pendant huit heures avant de couler du   nétal.   Dans les deux cas, avec le noyau cuit ou non cuit, les articles de   nétal   coulé obtenus sont do bonne qualité. 



  EXEMPLE II
A 45,3 kg de sable on ajoute 560 g du liant de composition ci-après : - 50 parties d'uno résine alkyde d'huile do lin à 35 % d'anhydride phtalique et 16,5 % de glycérine, solde : huile de lin ;   - 25   parties d'huile de lin traitée à l'anhydride na- léique; et - 25 parties d'huile de lin traitée- à   l'acide   fumarique,
Avant addition du liant au sable au   nalaxeur,   on ajoute 56 g do siccatifs   métalliques   consistant on 75 parties de siccatif à 6 % de cobalt et 25 parties de siccatif à 24 % de plomb. Cos doux produits sont mélangés au préalable puis ajoutes dans le malaxeur et disperses dans le sable pendant 3   minutes..   



  On ajoute alors 168 g d'isocyanate de butyle et on poursuit le malaxage pendant 2   minutes.   On retire le 

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 sable du malaxeur et on le place dans une boite à noyaux ou dans un moule. Le sable durcit en 15 à 30 minutes. Lorsqu'on retire do la botte à noyaux, le noyau peut être placé immédiatement dans un four pour   '8tre     cuit ;  on peut également laisser durcir à température ambiante pendant 8 heures avant d'effectuer une coulée de métal. Dans les deux cas, avec un noyau cuit ou non cuit, on obtient des articles de métal coulé de bonne qualité. 



    EXEMPLE   III
A 45,3 kg de sable on ajoute 560 g du liant de composition ci-après : - 75 parties d'une résine alkyde d'huile de lin conte- nant 14 % d'anhydride phtalique, 7,5 % de   pentaéry-   thritol, solde : huile de lin ; - 20 parties de polymère dérivé du pétrole
5 parties d'huile de lin cuite au chaudron. 



   Avant addition du liant au sable au malaxeur, on lui ajoute 5,6 g de dilaurate d'êtain-   dibutyle à   chaîne droite. On mélange les deux substances et on les introduits dans le malaxeur où on les disperse dans le sable pendant 3   ninutos.   On ajoute alors 28 g de diisocyanate de méthylène diphényle et on poursuit le   malaxage   pondant encore 2 minutes.   On   retire le sable du malaxeur et on le place dans une boite   à   noyau   ou   un moule. Le sable durcit en 15 à 30 minutes. 



  Lorsqu'on retire do la boite à noyau, celui-ci peut être   immédiatement   placé dans un four où on le cuit ; on peut également le laisser durcir à   l'air à   température ambiante pendant huit heures avant de procéder à 

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 une coulée de métal.

   Le   nétal   coulé dans les deux cas, cuit et non-cuit, donne des articles   coules'   de bonne qualité, EXEMPLE IV
On prépare 560 g d'un liant constitué de : 70 parties d'une résine alkyde de soya contenant
35 % d'anhydride phtalique et   18   % de pentaérythritol, solde : huile de soya ; - 20 parties de   polynèro   dérivé du pétrole ;
10 parties d'un polyol à haut poids   noléculairo ;   - 3 parties de siccatif contenant 6 % do cobalt métal- liques, et - 3 parties de siccatifs contenant 24 % de plonb   né-   tallique. 



   On ajoute ce liant à 45,3 kg de sable et on disperse dans le malaxeur pendant 3 minutes. On ajoute ensuite 112 g de diisocyanato de   polynéthylène     polyphényle.   On poursuit le malaxage pendant encore deux ninutes. On retire le sable et on le place dans une boite à noyau. On démoule le noyau le jour suivant ; une coulée de métal donne un moulage de bonne qualité. 



  EXEMPLE V
On prépare 560 g d'un liant constitué de : - 100 parties d'une résine alkyde d'huile de lin con- tenant 32   %   d'anhydride phtalique et 17   %   de pentaé- rythritol ;solde : huile de lin ;on ajoute ce liant à 45,3 kg de sable et on disperse au malaxeur pen- dant 3   ninutes.   On ajoute ensuite 168 g de   diisocyana-   

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 te de parabromodiphényle et on poursuit le malaxage pendant 2 minutes. On décharge le sable et on le place dans une boite à noyau. On démoule le noyau le jour suivant ; une coulée de notai donne des   moulages   do bonne qualité. 



    EXEMPLE VI   
A 45,3 kg de sable on ajoute 560 g d'un liant de conposition   ci-après :   - 60 parties d'huile de lin cuite au four ; - 15 parties d'huile de bois de Chine ; - 15 parties d'un polymère dérivé du pétrole ; - 10 parties d'huile de ricin. 



   Avant   addit.-     @r   en ajoute au liant 42 g de siccatifs métalliques   cons@tant   on 80 parties de siccatif au cobalt et 10 parties de dilaurate d'étaindibutyle. Ces deux substances sont mélangées au préalable puis introduites dans le malaxeur et dispersées dans le sable pendant 3 ninutes. On ajoute alors 224 g d'un diiosocyanate de méthylène diphényle à faible tension de vapeur et on poursuit le   malaxage   pendant encore deux   ninutes.   On retire le sable du malaxeur et on le place dans une boîte à noyau ou un noule. Le sable durcit en 15 à 30 minutes. Lorsqu'on retire do la boite à noyau on peut placer immédiatement le noyau dans un four où on le cuit, ou bien le laisser durcir à l'air à température ambiante pendant huit heures, avant d'effectuer une coulée.

   Dans les deux cas, sur noyau cuit ou non-cuit, une coulée de métal donne des moulages de bonne qualité. 

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    EXEMPLE  VII
A 45,3 kg de sable on ajoute 560 g d'un liant de couposition ci-après : 50 parties d'huile de lin traitée à l'anhydride ma-   léique ;    - 20 parties d'huile   d'oïticica ;   - 5   parties,.d'huile   d'isano ; - 20 parties d'un polymère dériva du pétrole et ; - 5 parties d'éthylène glycol à haut poids moléculaire. 



   Avant l'addition on ajouta 56 g de siccatifs nétalliques en solution consistant on - 85 pitiés d'un siccatif au cobalt ; - 10 parties du   dilourato   d'étain-dibutyle   et ;   - 5 parties d'un siccatif au manganèse. 



   Les deux substances sont mélangées au préalable puis introduites dans lo malaxeur et   disper-   sées dans le sable pendant 3 minutes, On ajoute ensuite 224 g d'un   diisocyanatu   de méthylène diphényle à faible tension de vapeur et on poursuit le malaxage pendant encore 2   ninutes.   On retire le sabla du malaxeur et on le place dans une boite à noyau ou un noule. Le sable durcit en 15 à 30 minutes. Lorsqu'on retire de la boita à noyau, on peut placer le noyau immédiatement dans un four où on le cuit ou le laisser durcir à l'air à température anbiante .pendant 8 heures avant d'effectuer une coulée de   ntal   Dans los deux cas, sur noyau cuit ou non cuit, une coulée de métal donne des   coulages   de bonne qualité. 



  EXEMPLE VIII
A   45,3   kg do sable on ajoute 560 g d'un 

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 liant do composition ci-après ;   @   - 50 parties d'huile de lin traitée à l'acide fumari- qua ; - 20 parties d'huile d'olticica ; - 5 parties d'huile d'isano ; - 20 parties d'un polymère de pétrole - 5 parties d'éthylène glycol à haut poids moléculaire. 



   Avant l'addition on ajoute 56 g de sic- catifs   nétalliques   on solution consistant en : - 85 parties de   sic@atif   au   cobalt ;   - 10 parties de dilaurate   d'étain-dibutylu   et ; - 5 parties de siccatif au   manganèse   
Los deux substances sont mélangées au préalable puis introduites dans   le   malaxeur et   disper-   sées dans le sable pendant 3 uinutes. On ajoute ensuite 224 g d'un diisocyanate de méthyène diphényle à faible tension de vapeur et on poursuit le   nalaxage   pendant 2   ninutes.   On retire le sable du malaxeur et on le place dans une boite à noyau ou un   noulc.   Le sable dur- cit on 15 à 30 minutes.

   Lorsqu'on retire de la botte à noyau, le noyau peut   ''être   immédiatement placé dans un four où on le cuit ou abandonné à l'air pour durcisse- ment à température ambiante pendant une durée do huit heures avant de procéder à une coulée de notai. Dans les doux cas, sur noyau cuit ou non cuit, on obtient des   noulages   métalliques de bonne qualité. 



  EXEMPLE IX 
A 45,3 kg de sable on ajoute 560 g d'un liant de composition ci-après : - 60 parties d'huile do lin soufflée ; 

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 - 25 parties d'huile d'oïticica; - 10 parties de   polynèro   de pétrole ; - 5 parties d'huile do ricin. 



   Avant addition du liant au sable au malaxeur, on y ajoute 112 g de siccatifs métalliques consistant en une solution do : - 75 parties de siccatif au cobalt ; - 10 parties de dilaurate d'étain-dibutyle; - 10 parties de siccatif au   lithiuu ;   et - 5 parties de   siccatif, au   manganèse. 



   Les deux substances sont mélangées au préalable et introduites dans le malaxeur où on les disperse dans le sable pendant 3 minutes. On ajoute ensuite 224 g d'un   diisocyanat   de méthylène diphényle à faible tension de vapeur et on poursuit le malaxage pendant 2 minutes On retire le sable du malaxeur et on le place dans une boîte à noyau ou un   noule.   Le sabla durcit en 15 à 30 minutes, Lorsqu'on retire de la boite à noyau:, le noyau peut être placé immédiatemont dans un four où on le cuit, ou abandonné à   l'air   pour durcissement à température   anbiante   pendant une durée de huit heures avant une coulée de métal. Dans les deux cas, sur noyau cuit ou non, une coulée do   nétal   donne des noulages de bonne qualité.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1) Un moule ou noyau de fonderie constitué d'une matière réfractaire en particules) et d'au moins un liant huileux liquide, caractérisé on ce que la dite matière réfractaire est liée en une forme déter- minée par le produit de réaction du dit liant et d'un isoanate ou d'un diisocyanate, 2) Un moule ou noyau de fonderie selon la revendication 1), caractérisé en ce que le dit isocyanat ou diisocyanate présente une faible tension de vapeur.

   3) Un moule ou noyau de fonderie selon la revendication 1) ou la revendication 2), caractérisé en ce que la matière réfractaire est liée en une forme déterminée par le produit do réaction du dit liant, du dit isocyanate ou diisocyanate, et d'un siccatif métallique.

   4) Un moule ou noyau de fonderie selon @ l'une quelconque des revendications 1 à 3), caractéri- sé en ce que le dit liant contient dos groupes hydroxyles libres et le dit isocyanate ou diisocyanate est utilisé en proportions telles que le rapport des groupes hydroxyles aux groupes isocyanates est compris entre 1 : 5 et 5:1.

   5) Un procédé de préparation de moules et noyaux qui consiste à mélanger une matière réfractaire en particules servant à former le moule ou le noyau avec au moins un liant liquide huileux, carac- <Desc/Clms Page number 15> térisé en ce que; l'on ajoute au mélange un isocyanato ou un diisocyanate.

   6) Un procéda selon la revendication 5, caractérisé on ce que le dit liant ost choisi paroi les constituants du groupe forné par les huiles siccatives, les huiles semi-siccatives, les huiles siccatives traitées à l'anhydride maléique, les huiles sicca- tives traitées à l'acide fumarique, les résines alky- dès d'acides dibasiques, le pent'iérythritol, les glycols, la glycérine, lee polymères de pétrole ot do goudron de houille et les composés et huiles contenant dos groupes hydroxyles.

   7) Un procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6), caractérisé en ce que l'on utilise un isocyanate à faible tension do vapeur ou un diisocyanate à faible tension de vapeur.

   8) Un procédé selon l'une quelconque dos revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le dit isocyanate ou diisocyante est ajouté en quantités repré- sentant d'environ 5 à 35 du poids du dit liant.

   9) Un procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8), caractérisé en ce que l'on ajoute un siccatif métallique au mélange de la matière ré- fractaire on particules et du liant avant addition de l'isocyanate ou du diisocyanate.

   10) Un procédé selon le revendication 9), caractérisé en ce que l'on ajoute le siccatif nétallique en proportions représentant jusqu'à 20 % du poida du liant. <Desc/Clms Page number 16>

   11) Un procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10), caractérise on ce que le liant contient au moins une substance liante présentent des groupes hydroxyles, et un ce que l'isocyanate ou diisocyanate est ajouta en proportions telles que le rapport due groupes hydroxyles ou groupes isocyanates est comprus entre 1:5 et 5 : 1,ce qui permet do contrôler le degré de durcie atteint par l'article foras en une durée déterminée.