CH221357A - Moule de fonderie et procédé de fabrication de ce moule. - Google Patents

Description

  Moule de fonderie et procédé de fabrication de ce     moule.       Dans les brevet suisses au nom de Jean       Durand    no     14G312    du 21 septembre 1929,  no 151578 du 31 mars 1930, no 151579 du  31 mars 1930, no 151581 du 31 mars 1930,  no 15-1580 du 3,1 mars 1930, no 152,949 du  31 mars 1930, no 158005 du 26 novembre  1931, on a décrit des moules de fonderie et  des procédés de fabrication de ces moules.  



  Selon ces brevets, lesdits moules sont  composés d'un aggloméré     sous-hydraté    d'une  matière finement divisée et d'un     liant    hy  draulique; ladite matière est, suivant les cas,  du sable, une matière carbonée, du talc, de  l'amiante, de la baryte, un produit de  broyage d'anciens moules, une matière calci  née. On entend ici par aggloméré     sous-          hydraté,    un aggloméré obtenu d'un mélange  dans lequel la quantité d'eau de prise est de  beaucoup inférieure à celle qui est employée  dans les mélanges usuels d'une matière fine  ment divisée et d'un liant hydraulique, par  exemple de sable et de ciment.

   Cette quantité    d'eau est     limitée    de telle     manière    que, lors  qu'on prend dans la main le     mélange-de    ci  ment et le sable par exemple, il est tout  juste assez cohérent pour former une boule  très friable. Ce mélange peut être moulé ou  tassé pour former un moule ou un noyau  ayant une porosité relativement grande et  une bonne résistance mécanique. Les moules       Durand    ont été     appliqués    sur une grande  échelle et ils ont constitué un perfectionne  ment marqué dans la pratique de la fonderie.

    Dans certains cas, toutefois, ils ont occa  sionné des difficultés, particulièrement pour  fabriquer des pièces moulées en acier au man  ganèse ou en d'autres métaux coulés à de très  hautes températures, lorsque la pièce moulée  présente des angles rentrants derrière les  quels se trouve une masse de métal considé  rable,     exigeant    une partie saillante sur le  moule.

   La forte chaleur du métal et son accès  sur les deux faces de la partie saillante du  moule ont souvent pour résultat que le m6-           tal    pénètre dans le corps du moule, formant  ainsi au fond de l'angle rentrant de la pièce  coulée une masse poreuse constituée par un  conglomérat de métal et de la matière du  moule partiellement fondue, conglomérat  extrêmement résistant et difficile à enlever  par découpage, meulage ou an     burin.    Cette  action de fusion partielle du moule et la  formation de ce     conglomérat    semblent être  dues à une combinaison de     facteurs    physi  ques et chimiques.

   Lorsque la matière du  corps du moule, qui doit être poreuse pour  permettre aux gaz de s'échapper à     travers    le  corps du moule, est du sable et du ciment,  ce dernier étant généralement du ciment,  Portland et contenant par conséquent une  forte proportion de chaux, le ciment tend,  sous l'action de la forte chaleur du métal,  à attaquer le sable siliceux et à.     former    une  sorte de verre qui ne résiste pas à la péné  tration du métal et qui tend à former l'agglo  méré extrêmement dur de métal et de ma  tière fluidifiée et partiellement fondue pro  venant du moule.  



  On a trouvé que l'on peut remédier à ces  inconvénients en munissant les moules fai  sant l'objet des brevets     Durand    d'un revête  ment mince d'épaisseur sensible, constitué en  partie par un silicate d'aluminium à. forte te  neur en alumine, et qu'un tel revêtement;  peut aussi être     employé    avec avantage pour  d'autres moules dont le corps est poreux.  



  La présente invention comprend donc un  moule de fonderie du type comportant un  corps poreux et un procédé de fabrication (le  ce moule.  



  Ce moule est caractérisé en ce qu'il pré  sente, sur une partie au moins de sa surface  destinée à venir en contact avec le métal  fondu, un revêtement poreux constitué au  moins en partie par un mélange     sous-hydra,té     d'un liant hydraulique et d'un silicate d'alu  minium à l'état divisé, dont le rapport de  l'alumine à la silice est d'au moins 1.  



  Le silicate d'aluminium préféré est la       mullite        3@        A1-03    . 2     SiOg,    dans laquelle la pro  portion d'alumine par rapport à la silice est  de d : 2. D'autres silicates d'aluminium ré-    pondant: aux conditions (le l'invention sont       l'a,ndalousite,    la     sillimanite    et la     cyanite,     dans lesquelles le rapport de     A10;,    à     SiO2     est: de 1. En. général, les silicates d'alumi  nium ayant un rapport d'au moins 1 entre  l'alumine et la, silice conviennent bien.

   Le  silicate     d'aluminium    doit être<B>Î Ï,</B> divisé,  la grosseur (les particules pouvant être     gra-          iiulaire,    mais étant de préférence celle d'un  sable de moulage fin, ou même moindre. Le       silicate        d'aluminium    finement divisé donne  au moule     une    surface lisse, tout en assurant  la     porosité    voulue pour l'échappement des  gaz.  



  Le procédé de     fabrication    du moule est       caractérisé    en ce     (lice    l'on procède de manière       .i    établir un corps de moule     poreux,    revêtu       siir    une     partie    au moins de sa surface des  tinée     ii,        venir    en contact avec le métal fondu,  par un     iuélange        sous-hydraté    d'un liant       hy        (lraulique    et     d'uni    silicate d'aluminium à  l'état     divisé,    dont le rapport:

   de l'aluminium       iI    la,     silice    est d'au     moins    1,     puis    en ce que  l'on     laisse    ce mélange faire prise.  



  Pour préparer ledit mélange, on utilise  de préférence approximativement: 100 parties  en poids de silicate d'aluminium,<B>13</B> parties  en poids de ciment Portland et tout juste  assez d'eau pour     faire    un mélange     moulable.     Pour du silicate d'aluminium finement di  visé, la     quantité    d'eau ordinairement néces  saire est d'environ 9 ô en poids du silicate       d'aluminium    et du ciment combinés.

   Bien que  la teneur en eau puisse être un peu plus  grande que celle employée pour fabriquer les  moules     Durand,    il est préférable d'utiliser  une quantité d'eau sensiblement inférieure à. a  celle qui est employée pour faire des mé  langes usuels contenant du ciment, de ma  nière à obtenir un mélange qui peut être  moulé, mais (lui n'est pas assez humide pour       s'affaisser    en bouillie et qui possède une poco-     s     cité notable, bien qu'un peu inférieure à celle  (lui est ordinairement     nécessaire    pour la fa  brication du corps des moules     Durand.     



  Voici, à titre d'exemple, comment on peut  fabriquer un moule suivant la présente in  vention:      On tasse un mélange     moulable    de silicate  d'aluminium finement divisé, de ciment et  d'eau sur le modèle pour former une couche  de revêtement d'épaisseur appréciable, ayant  ordinairement environ 12 à 19 mm d'épais  seur, bien que cette couche puisse, dans cer  tains cas, être plus épaisse et aller jusqu'à       ?5    mm ou même davantage. Cette couche de       revêtement    peut être employée sur toute la  surface de la cavité du moule, ou bien seule  ment aux endroits où il se produirait, sans  cela, des dérangements dus à la pénétration  du métal fondu dans la matière du moule.

    Le terme "revêtement" tel qu'il est employé  ici     comprend    un revêtement pouvant couvrir  une partie ou la totalité de la cavité du  moule. La surface du revêtement qui est  éloignée du modèle est de préférence laissée  rugueuse ou rendue rugueuse pour assurer  une forte liaison avec un mélange de ciment  et de sable qui est appliqué ensuite. On tasse  ensuite un mélange     "sous-hydraté"    de sable  et de ciment dans le châssis ou la boîte de  moulage jusqu'à ce qu'il soit plein. Le moule  est renforcé de préférence par des tiges de  fer noyées dans le mélange de ciment et de  sable constituant le corps du moule. On re  tire le moule de la boîte de moulage et on  le laisse faire prise comme dans les procédés       Durand,    après quoi il est prêt à servir.

    



  Le moule terminé ainsi obtenu est consti  tué par un support poreux formé par un  mélange relativement sec ou     "sous-hydraté"     de sable et de ciment, et par un revêtement  opposant une grande résistance à la pénétra  tion du métal fondu, et dont la porosité peut  être inférieure à celle du support et qui  fait corps avec celui-ci.. Le liant à base de  ciment du revêtement et du support réunit  les deux parties entre elles et le revêtement  ne présente que peu ou pas de tendance à se  séparer du support.

   La couche de revêtement  contenant le silicate d'aluminium empêche  la pénétration de l'acier ou autre métal forte  ; ment chauffé dans la matière du moule, et le  support, qui est constitué comme indiqué au  brevet     Durand    no 146312, possède la porosité  voulue pour permettre aux gaz de s'échapper    hors du moule, ainsi que la résistance méca  nique requise.  



  Les ciments Portland ordinairement em  ployés pour faire les moules     Durand    sont des  ciments basiques     contenant    généralement en  viron<B>60%</B> de chaux ou davantage, avec de  petites quantités des oxydes de silicium,  d'aluminium, de fer et de magnésium. Le  ciment fortement basique tend à fluidifier le  sable siliceux acide sous l'action de la forte  chaleur du métal fondu dans le mélange  usuel employé pour préparer le corps du  moule. Ce facteur est encore aggravé par la  nature basique des oxydes de fer et de man  ganèse qui se forment à la surface du métal  fondu.

   Lorsque le sable siliceux est rem  placé par du silicate d'aluminium sur celles  des surfaces du moule qui sont soumises à la  forte chaleur de l'acier fondu, on évite les  tendances du ciment basique et des oxydes  basiques de fer et de manganèse à provoquer  la     fluidification    avec le sable siliceux acide  du mélange usuel sable-ciment, parce que la  présence de l'alumine, qui a un rapport mo  léculaire égal ou sensiblement égal à 1 : 1  vis-à-vis de la silice dans     l'andalousite,    la       sillimanite    et la     cyanite,    et à 3 :

   2 dans la       mullite,    diminue les tendances du ciment ba  sique et de l'oxyde basique de fer et de man  ganèse à provoquer la     fluidification.    Les  silicates d'aluminium, en particulier ceux qui  ont les rapports les plus élevés entre l'alu  mine et la silice, ont un point de fusion  élevé.    Les conditions exigées par la matière de  revêtement réfractaire lorsqu'elle est liée avec  le ciment basique et soumise à l'action des  produits basiques de l'oxydation du métal,  pour résister à la fusion et à la     fluidification     aux hautes températures, sont en partie phy  siques et en partie chimiques.

   Les propriétés  physiques requises sont un point de fusion  élevé et la capacité de donner une surface  lisse à la pièce moulée, tout en     permettant     aux gaz de s'échapper. Les propriétés chi  miques sont la résistance à la     fluidification     avec le ciment et les produits de l'oxydation      du métal fondu.

   Toutefois, de nombreux  essais ont montré que l'on ne peut pas dire  d'avance, d'après leurs propriétés réfrac  taires et leur basicité, quelles sont les     maï          tières    qui, utilisées dans un revêtement lié  par du ciment pour un moule du type     Du-          rand,    résisteront à cette     fluidification    pro  duite par l'acier fortement chauffé. La ma  gnésie, par exemple, qui a un point de fusion  très élevé et qui est basique, a été reconnue  virtuellement sans valeur pour cette applica  tion. Il en est de même pour la plupart des       matières    réfractaires.

   La présente invention  est basée sur la découverte empirique faite  à. la suite de nombreux essais et sur les résul  tats donnés dans le moulage de l'acier et sui  vant lesquels le silicate d'aluminium à forte  teneur en alumine satisfait aux conditions  rigoureuses exigées et permet d'obtenir un  revêtement pouvant être utilisé. pour les  moules du type     Durand    et résistant à la       fluidification    que l'on constate lorsque les  moules sont revêtus de sables ordinaires.  



  Bien qu'il soit préférable que la couche  de revêtement soit liée à, et supportée par un  corps en une matière poreuse qui soit     prépa-          rée    comme indiqué dans les brevets     Durand     précités, on peut utiliser des corps     constitués     en d'autres     matières.    Il en est ainsi notam  ment dans la. fabrication des noyaux, pour  lesquels on désire obtenir une faible résis  tance à. l'affaissement. En pareils cas, le mé  lange ordinaire de ciment et de sable peut  être remplacé en partie ou en totalité par du  sable vert ou du sable sec, des cendres ou  autres.

   La, couche de revêtement, qui est  constituée principalement par du silicate  d'aluminium à forte teneur en alumine et un  liant hydraulique, peut contenir, si on le     de-          sire,    de petites quantités d'autres sables, ces  quantités n'étant toutefois pas suffisantes  pour affecter notablement les propriétés du  mélange en ce qui concerne la résistance à la  pénétration de l'acier ou à la     fluidification     produite par l'acier aux hautes températures.  La matière utilisée pour le liant est de pré  férence un ciment Portland à haute résis  tance et à, prise rapide, bien que l'on puisse    utiliser du ciment Portland ordinaire ou des  ciments à base d'alumine.  



  Le terme "moules de fonderie" employé  ici s'applique aux noyaux aussi bien qu'aux  moules proprement dits.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS - I. Moule de fonderie, comportant un corps poreux, caractérisé en ce qu'il présente, sur une partie au moins de sa surface desti née à. venir en contact avec le métal fondu, nu revêtement poreux constitué au moins en partie par un mélange sous-hydraté d'un liant hydraulique et d'un silicate d'alumi nium à l'état divisé, dont le rapport de l'alu mine à la silice est d'au moins 1. II.

   Procédé de fabrication du moule se lon la revendication I, caractérisé en ce que l'on procède de manière à établir un corps de moule poreux, revêtu sur une partie au moins de sa surface destinée à venir en con tact avec le métal fondu, par un mélange sous-hydraté d'un liant hydraulique et d'un silicate d'aluminium à. l'état divisé, dont le rapport de l'aluminium à la silice est d'au moins 1, puis en ce qu'on laisse ce mélange faire prise. SOUS-REVENDICATIONS 1. Moule selon la revendication I, ca ractérisé en ce que son corps est composé d'un aggloméré sous-hydraté de sable et de ciment. 2. Moule selon la revendication I, carac térisé en ce que l'épaisseur du. revêtement est supérieure à 12 mm. 3.

   Moule selon la revendication I, carac térisé en ce que ledit silicate d'aluminium est de la mullite. 4. Moule selon la revendication I, carac térisé en ce que ledit silicate d'aluminium est de l'andalousite. Moulé selon la revendication I, carac térisé en ce que ledit silicate d'aluminium est de la sillimanite. 6. Moule selon la revendication I, carac térisé en ce que ledit silicate d'aluminium est de la cyanite. 7.

   Procédé selon la revendication II, ca ractérisé en ce que l'on tasse le mélange sous- hydraté d'un liant hydraulique et dudit sili cate d'alumine sur la surface du modèle à reproduire, que l'on tasse ensuite un mélange sous-hydraté de sable et d'un liant hydrau lique dans le reste de la cavité de moulage, et qu'enfin on laisse faire prise aux deux mélanges.