Brevet FR2083450A1 — publié le 19711217

La présente invention concerne un procédé de fabrication de moules réfractaires pour la coulée de métaux, procédé dans lequel on utilise une forme en mousse de polyuréthanne. 5 Les formes utilisées actuellement pour fabriquer des moules réfractaires tels que des moules en coquilles qui sont formés de matières céramiques et qui sont destinés à la coulée de petits objets métalliques, sont souvent réalisées en des matières telles que des résines therrao-10 plastiques, des cires et des matières à base d'urée. Cependant, des formes réalisées en de telles matières deviennent, au delà d'une certaine taille, difficiles à manier par suite de leur poids, en particulier pour la fabrication de moules en coquille formés de matières céramiques, et l'industrie 15 de la fonderie a cherché à utiliser diverses mousses de matières plastiques comme matières pour les formes. Des formes réalisées en mousse de polyuréthanne sont à bien des points de vue satisfaisantes, mais il est nécessaire de les manipuler avec soin afin d'éviter d'en-20 dommager les surfaces. Si la surface de la forme en mousse est écrasée ou déchirée, le premier revêtement pénètre souvent dans la partie écrasée ou déchirée de la surface de la forme et cela provoque une augmentation des inclusions non-métalliques dans la pièce coulée. De plus il est prati-25 quement impossible d'obtenir une structure complètement lisse à cellules fermées sur toute la surface de la forme en mousse de polyuréthanne par une fabrication normale et cela tend à produire des imperfections correspondantes dans la pièce coulée finale. 30 Les inconvénients des formes en mousse de poly uréthanne ordinaire sont surmontés ou diminués grâce au procédé objet de la présente invention. Ce procédé est un perfectionnement du procédé connu de fabrication d'un moule en matière céramique par recouvrement d'une forme en mousse de 35 polyuréthanne avec une ou plusieurs couches d'une composition céramique, prise, séchage et cuisson du moule, perfectionnement selon lequel, avant de recouvrir la forme, on enduit la surface de celle-ci avec un polymère organique filmogène. 71 09500 2 2083450 Non seulement la qualité de la surface des pièces coulées obtenues en utilisant des formes en mousse de polyuréthanne est améliorée, mais l'on a trouvé que l'enduc-tion de la forme selon le procédé de l'invention confère 5 une meilleure stabilité dimensionnelle aux moules et par suite -une meilleure reproductibilité dimensionnelle aux pièces coulées. Normalement le polymère organique filmogène est appliqué sous forme d'une solution dans un solvant inerte, 10 de préférence par pulvérisation, mais éventuellement par end-action au pinceau ou par immersion. L'épaisseur de la pellicule de polymère organique appliquée peut varier et l'on peut appliquer plus d'un revêtement, mais en général l'épaisseur nécessaire pour atteindre l'objet de l'inven-15 tion est sans effet significatif sur les dimensions de la forme c'est-à-dire qu'elle est bien dans les limites usuelles de tolérance de + 0,005 cm par cm- Ainsi le revêtement peut avoir par exemple une épaisseur totale de 2,5 V- à 200 y-et a de préférence une épaisseur total de 5 H à 125 ^ • 20 Le polymère organique peut être appliqué sous la forme des composés qui l'engendrent, par exemple la composition ou la solution appliquée peut contenir des composés monomères qui se polymérisent quand, le revêtement sèche, ou bien elle peut contenir des composés polymères qui se ré-25 ticulent ou qui subissent une polymérisation ultérieure lors du séchage. Comme exemples de compositions de revêtement que l'on peut utiliser, on peut citer les polymères et copolymères de styrène, leurs esters et leurs produits d'addition, 30 des copolymères de styrène et de butadiène, des copolymères de styrène et d'anhydride maléique, des polymères et copolymères de l'acide acrylique et de l'acide méthacrylique, leurs esters tels que des copolymères acryliques de styrène, du polyméthacrylate de butyle, du polyacrylate de méthyle, 35 du polyméthacrylate de méthyle, du chlorure de polyvinyle, des polymères et copolymères de chlorure de vinylidène, des résines alkydes, des résines alkydes modifiées telles que des résines alkydes modifiées par du styrène, des résines alkydes modifiées par de l'anhydride maléique, des résines alkydes 40 modifiées par du cyclopentadiène, des polymères et copolymères 71 09500 2083450 d'esters vinyliques tels que des résines à base d'acétate de vinyle, des résines à base d'éthylène et d'acétate de vi-nyle, dos résines à base d'acétate de vinyle et d'anhydride maléique ; des acétals de polyvinyle tel que le polyvinyl 5 formai et le polyvinyl butyral, des époxydes et des résines époxydes modifiées, ainsi que des compositions de revêtement de surface en polyuréthanne telles que des compositions de prépolymère de polyuréthanne durcissant sous l'action de l'humidité. "10 Les compositions de revotement préférées com prennent une résine acrylique dans un ester de l'acide acétique tel que l'ester éthylique. On a trouvé que la composition vendue sous le nom de Nobecutane donne des résultats satisfaisants » 15 La forme destructible peut être réalisée à par tir de n'importe quel type de mousse de polyuréthanne normalement utilisée à cet effet et doit avoir le degré de rigidité normalement utilisé pour le type particulier de forme nécessaire. Les formes peuvent être réalisées dans des moules 20 par utilisation de tout ce que l'on utilise habituellement en ce qui concerne les matières de dép-rt, les agents de gonflement, les catalyseurs, les surfactifs, les mélangeurs, les agitateurs et les techniques, dont beaucoup sont décrits dans "Rigid Plastics Foams" de T.H. îPerrigno, publié par 25 Reinhold Publishing Corp., 2ème édition, p 1-206. Le procédé de fabrication du moule réfractaire autour de la forme en mousse de polyuréthanne est bien connu et l'on peut utiliser n'importe quelle technique habituelle. Le moule peut êtru par exemple un moule à pièce ou à bloc 30 en coquille, mais le procédé est particulièrement intéressant pour la fabrication de moules en coquille constitués par des matières céramiques. L'exemple suivant illustre la présente invention. EXEMPLE : 35 Deux formes identiques en polyuréthanne présen tant pratiquement le même état de surface sont choisies. Chacune a des pores ouverts le long de la ligno de séparation des demi-joules originaux dans lesquels sont réalisées les formes. L'une des formes est enduite, par pulvérisation 40 à l'aide d'une bombe aérosol, avec une solution d'une résine 71 09500 4 2083450 acrylique dans des esters de l'acide acétique vendue sous le nom de Nobecutane. On réalise ensuite un moule en coquille constitué par une matière céramique sur chaque forme en utili-5 sant six revêtements, un stuc de première qualité étant appliqué aux trois premiers. Le liant utilisé est un sol de silice pour le premier revêtement et du silicate d'éthyle pour les autres revêtements. On soumet ensuite les deux moules à une cuisson brutale à 1050°C pour éliminer les formes 10 moins de trois minutes sont nécessaires. On coule dans les deux moules du H.B.C. MAX qui contient 0,19 % de carbone, 0,73 % de manganèse, 1,33 % de silicium, 11,98 % de nickel, 22,3 % de chrome, 3,15 % de tungstène et 60,32 % de fer, un remplissage convenable étant obtenu par addition d'un 15 composé exothermique Kalmex à la tête èt de baguettes. Après refroidissement des pièces coulées, on enlève les moules en coquille et l'on examine les pièces coulées. La pièce coulée provenant de la forme en mousse de polyuréthanne non-enduite présente des inclusions non-20 métalliques aux endroits où la peau de la forme en polyuréthanne avait des pores ouverts, le long de la ligne de séparation, et aux endroits où des écrasements se sont produits à la suite d'un mauvais traitement. La pièce coulée provenant de la forme en mousse 25 de polyuréthanne avec le revêtement ne présente pas d'inclusions métalliques, pas de défauts le long de la ligne de partage et reproduit parfaitement les surfaces lisses et bosselées de la forme sans défauts. Les tableaux 1 et 2 donnent en détail les di-30 mensions des formes et des pièces coulées respectivement pour la forme non-enduite et pour la forme enduite, la dimension 1A de la forme non enduite qui était égale à 25,40 mm ayant été prise comme unité arbitraire. (Voir tableaux page suivante ) 71 09500 5 2083450 TABLEAU 1 Code Forme non-enduite Pièce coulée Différence Forme/pièce coulée Contraction % 1A 1,000 0,980 -0,020 2,0 1B 1,000 0,988 -0,012 1,2 2A 1,655 1,620 -0,035 2,26 2B 1,665 1,625 -0,040 2,40 3 2,190 2,153 -0,037 1,69 4A 1,440 1,408 -0,032 2,22 4B 1,448 1,418 -0,030 2,08 5A 0,687 0,663 -0,022 3,20 5B 0,727 0,703 -0,024 3,30 6 1,172 1,137 -0,035 2,99 TABLEAU 2 15 Gode Forme Pièce Différence Contrac- Forme enduite coulée, Forme/pmè- tion enduite ce coulée % Différence Forme enduite Forme non enduite A1 1,007 - - - 1,005 +0,002 A2 1,006 - - - 1,005 +0,001 B1 1,442 1,412 -0,030 2,08 1,4-37 +0,005 B2 1,448 1,416 -0,032 2,22 1,444 +0,004 C1 0,742 0,726 -0,016 2,16 0,736 +0,006 C2 0,723 0,702 -0,021 2,90 0,715 +0,008 D 1,268 1,144 -0,024 2,06 1,162 +0,006 E1 1,187 1,157 -0,030 2,53 1,183 +0,006 E2 1,186 1,153 -0,031 2,62 1,183 +0,003 F 2,262 2,208 -0,054 2,38 2 $256 +0,006 G 2,105 - - _ 2,103 +0,002 20 25 30 Leé doux dernières colonnes du tableau 2 donne .t les dimensions de la forme non—induite correspondant aux dimensions de la forme enduite indiquées dans la deuxième colonne et la différence entre ces deux dimensions. La dernière S 71 09500 6 2083450 colonne indique l'épaisseur de deux revêtements disposés de chaque côté de la forme. Il est à noter que ces résultats font apparaître une dispersion de la contraction nettement plus faible pour la forme enduite que pour la forme non-enduite, ce qui signifie que le revêtement de la forme a pour conséquence une reproàuctibilité dimensionnelle accrue. 71 09500 7 2083450 REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de moules en matières céramiques par recouvrement d'une forme en mousse de polyuréthanne avec une ou plusieurs couches d'une composition 5 céramique, prise , séchage et auisson de moule, procédé caractérisé en ce que, avant do recouvrir la forme, on enduit sa surface ave un polymère organique filmogène. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1-3 polymère organique filmogène est appliqué à la 10 surface de la forme en solution dans un solvant inerte. 3»- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le polymère organique filmogène est appliqué par pulvérisation. 4-.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-15 tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement est de 5 à 125 l-1 . 5«- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le polymère organique filmogène est un polymère d'un ester de l'acide acrylique, 20 un polymère d'un ester de l'acide méthacrylique, un copoly-mère de deux ou plusieurs esters de ce type ou un copolymère d'un ester de ce type avec un autre monomère mono-éthylénique. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le solvant inerte est un ester de l'acide acétique. 25 7.- Moule en matière céramique fabriqué par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.