CH262667A - Procédé pour la fabrication d'un moule réfractaire. - Google Patents

Description

  
 



  Procédé pour la fabrication d'un moule réfractaire.



   Des moules réfractaires particulièrement appropriés pour la coulée des alliages dentaires peuvent être faits en mélangeant une matière hautement réfractaire sous forme de poudre, par exemple de la silice de formes variées et de l'alumine, avec un liant consistant en une solution d'un silicate organique, par exemple un ester silicique, en donnant au mélange la forme désirée et en assurant sa prise. Le liant agit en précipitant un gel de silice résultant de l'hydrolyse du silicate en solution, et cette hydrolyse est généralement accélérée par chauffage à basse température, quoique d'autres méthodes d'accélération, telles que l'incorporation de magnésie, peuvent être employées. Quand les moules sont pris, ils sont durcis par chauffage à une haute température.



   Un moyen de faire de tels moules est connu sous le nom de procédé    à    cire perdue .



  Dans celui-ci, le modèle utilisé pour donner au mélange la forme désirée est fait en cire    et il est fondu après que le moule e ait été    formé autour de lui, laissant ainsi une cavité de la forme désirée. Pour améliorer la surface de coulée, il est parfois désirable de revêtir de tels modèles de cire, par immersion ou par pulvérisation, d'un mélange approprié contenant une matière réfractaire finement divisée. Quand la cire est fondue, ce revêtement reste sur la surface du moule.



   On a dû faire la constatation que les moules faits de cette manière, avec ou sans revêtement superficiel, tendent à se fendre en séchant, particulièrement quand ils sont destinés au coulage d'objets plus grands que les coulages dentaires usuels. La présente invention permet d'empêcher entièrement cet inconvénient.



   L'invention comprend un procédé pour la fabrication d'un moule réfractaire, comprenant le mélange d'une matière hautement réfractaire sous forme de poudre avec un liant liquide constitué par une solution contenant au moins un silicate organique, réalisé de manière à produire une crème, le façonnage du mélange à la forme désirée, le mélange étant vibré au plus tard pendant le façonnage pour en éliminer l'excès de liquide, et un traitement de durcissement du moule résultant de ce façonnage. Ce procédé est caractérisé en ce que   l'on    utilise une poudre réfractaire composée de grains de différentes grosseurs, dans laquelle les grains passant à travers un tamis de 80 mailles au centimètre ne sont pas en proportion supérieure à   40%    en poids.



   En premier lieu, il est important que la grosseur des grains du matériel réfractaire en poudre soit soigneusement choisie.   I1    est nécessaire d'utiliser une poudre composée de grains de différentes grosseurs, pour que les grains les plus fins remplissent les vides entre les grains les plus gros et assurent une surface plus douce que celle qui peut être obtenue si tous les grains sont de la même grosseur. Le fendillement évoqué plus haut  est avant tout causé par la   présenee    d'une grande proportion de vides dans la matière, ces vides résultant eux-mêmes de l'emploi de particules de grosseur incorrecte. En choisissant la grosseur du grain, on peut obtenir la densité globale maximum lorsqu'on donne au mélange la forme désirée.

   Du fait que le mélange a la consistance d'une crème, le liquide en surplus doit être éliminé avant ou pendant le moulage du mélange par vibrations amenant sa séparation. Ainsi la matière réfractaire ne doit pas contenir trop de poudre fine (poudre ayant une grosseur de grain permettant son passage à travers un tamis de 80 mailles); la quantité de poudre fine présente ne doit pas excéder   40S    en poids de la matière réfractaire totale. Autrement, il est difficile d'éliminer une quantité suffisante de liquide.

   Une échelle très appropriée de grosseurs de poudre donnant une densité globale approchant du maximum pour un mélange de consistance crémeuse est:
 Grosseur de poudre Pourcentage
 Retenue au tamis de 12 mailles au cm   0- 5 %   
Passant au tamis de 12,         24       20-30   
       24,         48     20-25 %
       48,         80       15-25   
       80 mailles au   cm      2040%   
 La composition de la solution de silicate organique employée commue liant peut jouer un rôle important. Il est préférable que les silicates organiques employés contiennent dans l'ensemble au moins   35 %    de silice.

   On a trouvé qu'il convient le mieux de préparer le liant à partir d'un mélange d'esters siliciques tels que des silicates d'alcoyle condensés, contenant de préférence 40% de silice, et de le diluer avec de l'alcool éthylique ou un alcool méthylique industriel, également avec une petite quantité d'eau, afin d'obtenir un liant contenant entre 15 et 30   %    (de préférence   19)    de silicates organiques, 1,5 à   3,5 %    (de préférence 2%) d'eau et 60 à   83,5    (de préférence   79 %)    d'alcool éthylique ou d'alcools méthyliques industriels. La solution dans son ensemble est de préférence acide.

   Normalement, les solutions commerciales de silicates organiques telles que celles que   l'on    utilise ici pour fabriquer le liant contiennent suffisamment d'acide pour le but visé, mais le   PEX    de la solution liante après mélange doit de préférence être au-dessous de 3,0 et pour cela on ajoute suffisamment d'acide pour obtenir une valeur de PH d'environ   1,5-3,0.    Tout acide minéral, à l'exception de l'acide nitrique, peut être utilisé, mais on préfère employer l'acide chlorhydrique.

   Si la valeur du   pH    est inférieure à 1,5 ou si la composition de la solution liante est en dehors des limites spécifiées plus haut, on a trouvé que la solution tendait à être instable et à s'hydrolyser d'une manière incontrôlable, produisant un dépôt de silice sous une forme qui l'empêche d'agir comme   un    liant efficace et qui conduit à des fentes dans le moule.



   La crème obtenue par mélange de la matière réfractaire et de la solution liante est par exemple versée autour du modèle, lentement, avec une vibration continue qui rend les matières solides compactes et oblige le liquide en surplus à monter à la surface. Quand tout le mélange a été ajouté et le liquide en surplus enlevé, le moule peut être soumis à la chaleur qui produit l'hydrolyse de la solution de silicate restant dans le mélange et lie les solides ensemble. La durée de ce traitement thermique variera avec la température atteinte; par exemple, on peut soumettre le mélange à la température de 45 à 500 C pendant 10 à 12 heures. On a trouvé que l'emploi de la chaleur pour produire l'hydrolyse est préférable à d'autres moyens tels que l'addition de magnésie qui ne donne pas des résultats satisfaisants.



   Dans la réalisation du procédé de l'invention, sous forme de procédé  à cire perdue , on a trouvé que, lorsque des alliages à haute température de coulée sont coulés, ou que des  coulées de pièces de grandes dimensions sont faites, des sables siliceux du genre utilisé pour former les revêtements des modèles pour les moules dentaires ne sont pas suffisamment réfractaires et on préfère utiliser du sable sillimanite ou du carbure de silicium.

   Le sable sillimanite, assez fin pour que   99%    de celui-ci passe à travers un tamis de 80 mailles au centimètre, s'est révélé particulièrement approprié, et il peut être lié avec une solution liante plus diluée que celle décrite plus haut, les proportions suivantes étant satisfaisantes:
Silicate organique contenant   40    de silice   14%   
Eau   1%   
Alcool (alcool méthylé en prédominance) 85    %   
 Ce liant dilué peut être utilisé dans la proportion de 50 à 60 cm3 pour 100 g de sable sillimanite. Toute tendance du revêtement pulvérisé à se fendre au séchage peut être évitée en incorporant une petite quantité de gomme laque ou autre dans le liant.

   Ainsi, dans l'exemple précédent,   5 %    en poids de gomme laque peuvent être ajoutés à l'alcool avant d'ajouter ce dernier au silicate organique.



   L'exemple suivant montre comment le procédé selon l'invention peut être réalisé:
 Premièrement, un modèle de cire est revêtu par pulvérisation du mélange pour revêtement choisi, précédemment décrit. Le modèle revêtu est séché à l'air et immergé pendant trois minutes dans une solution d'ammoniaque diluée, car cette opération accélère l'hydrolyse du liant dans le revêtement. Il a été trouvé qu'une concentration de 2 à 5 cm3 d'ammoniaque (poids spécif. 0,88 g) dans 100   em3    d'eau convient le mieux.



   On a, d'autre part, préparé une solution liante en procédant comme suit:
 On ajoute 42 volumes d'une solution   alcools    lique commerciale concentrée d'esters siliciques d'une teneur de   40 %    en silice peu à peu, en remuant, à 7 volumes d'eau dissous dans 18 volumes d'alcool méthylique industriel. Deux couches se forment tout d'abord, et on continue à remuer le mélange jusqu'à ce qu'elles disparaissent. A la solution ainsi obtenue, on ajoute 35 nouveaux volumes de la même solution commerciale d'esters siliciques et une quantité suffisante d'acide chlorhydrique pour porter le PH du mélange dans le domaine de 1,5 à 3,0. Cette solution est entièrement stable et peut être gardée dans un flacon bouché pendant une période indéfinie sans altération.

   Au moment de l'emploi, un volume de cette solution est dilué avec 3 volumes d'alcool méthylique industriel, de sorte que la solution diluée contient environ 19% de silicates et un total de   79%    d'alcool.



  1200 cm3 de cette solution sont mélangés à 4500 g d'un mélange de poudres de sable sillimanite consistant en un mélange de grains de diverses grosseurs dans les proportions suivantes:
 Grosseur de poudre Pourcentage
 Retenue au tamis de 12 mailles 2%
Passant au tamis de 12,         24   22%
         24,         48      21%   
         48,         80      19%   
         80 mailles   36 %   
 On verse le mélange obtenu lentement autour du modèle de cire dans une boîte formant mou] e, qui vibre continuellement et, après avoir enlevé le liquide en surplus, on chauffe le moule à   45-500C    pendant 12 heures. Ensuite, on chauffe encore pendant 4 heures entre 250 et 3500 C et le moule est ensuite prêt pour l'emploi; par exemple il peut être ensuite chauffé à la température de coulée.

   Il a été trouvé qu'approximativement  un tiers du volume de la solution liante utilisée était enlevé par vibration, et cette solution qui peut contenir en suspension un peu du sable le plus fin peut être utilisée de nouveau.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé pour la fabrication d'un moule réfractaire, comprenant le mélange d'une matière hautement réfractaire sous forme de poudre avec un liant liquide constitué par une solution contenant au moins un silicate organique, réalisé de manière à produire une crème, le façonnage du mélange à la forme désirée, le mélange étant vibré au plus tard pendant le façonnage pour en éliminer l'excès de liquide, et un traitement de durcissement du moule résultant de ce façonnage, caractérisé en ce que l'on utilise une poudre réfractaire composée de grains de différentes grosseurs, dans laquelle les grains passant à travers un tamis de 80 mailles au centimètre ne sont pas en proportion supérieure à 4041; en poids.

   SOUS-REVENDTUBTIONS : 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on utilise une poudre contenant des grains retenus par un tamis de 12 mailles au centimètre, en proportion non supérieure à 5, de 20 à 30 % de grains passant à travers un tamis de 12 mailles an centimètre et retenus par un tamis de 24 mailles, de 20 à 25 % de grains passant à travers lin tamis de 24 mailles et retenus par un tamis de 48 mailles, de 15 à 25% de grains passant à travers un tamis de 48 mailles et retenus par un tamis de 80 mailles, et de 20 à 40% de grains passant à travers un tamis de 80 mailles au centimètre.

   2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que ladite poudre est formée de sable sillimanite.

   3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que ladite poudre est du carbure de silicium.

   4. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la teneur en silice du ou des silicates organiques contenus dans ladite solution est au moins de 35% et en ce que le PH de la solution formant le liant est compris entre 1,5 et 3,0.

   5. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 4, caractérisé en ce que ladite solution contient entre 15 et 30 % de sili cates organiques, 1,5 à 3,5 5% d'eau et 60 à 83, 5% d'un alcool aliphatique ou d'un mé- lange de tels alcools.

   6. Procédé selon la revendication et les sous-revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite solution contient 60 à 83, 5% d'al- cool éthylique.

   7. Procédé selon la revendication et les sous-revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite solution contient 60 à 83, 5% d'un alcool méthylique industriel.

   8. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on façonne ledit mélange à la forme désirée dans un moule autour d'un modèle de cire que l'on a préalablement revêtu de sable sillimanite lié par une solution de silicate organique.

   9. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 8, caractérisé en ce que ledit sable sillimanite est constitué de grains d'une finesse telle que 99% en poids dudit sable passent à travers un tamis de 80 mailles au centimètre.

   10. Procédé selon la revendication et la sous-revendieation 8, caractérisé en ce que la solution de silicate organique contient de la gomme laque pour empêcher le revêtement formé de sable de sillimanite de se fendre au séchage.