Brevet FR2168950A1 — publié le 19730907

La présente invention concerne des produits et procédés utilisables pour la préparation des moules et noyaux de fonderie. Un des procédés les plus répandus pour la confection des moules de fonderie consiste à utiliser un mélange de sable siliceux, d'argile et d'eau. Ce mélange convenablement préparé possède grace à la présence de l'argile une cohésion qui le rend plastique, c'est-à-dire apte à être mis en forme par compression au contact d'un modèle. Le modèle étant retiré du sable laisse dans celui-ci une empreinte dans laquelle on coule le métal fondu. Un moule en sable ne sert que pour une seule coulée et le sable est récupéré, on le débarrasse de ses impuretés et on le travaille pour le rendre à nouveau apte faire de nouveaux moules. Ces sables, qui sont nommés "sables de moulage à vert" sont souvent additionnés de divers produits, en dehors des constituants principaux sable, argile et eau. Parmi ces additifs, on utilise couramment, principalement pour le moulage des fontes, du charbon gras pulvérisé, appelé noir minéral, du brai de houille ou de pétrol-e, ou autre, sous forme de poudre ou de liquide. Ces additifs sont destinés à empêcher le sable de se coller sur le métal pendant et après la coulée, et facilitent donc le décapage des pièces. Cette propriété est due la gazéification de ces adjuvants de décapage par la chaleur du métal coulé. Mais les divers additifs utilisés présentent divers inconvénients qui sont dut soit à la nature de l'additif lui-meme,soit à la façon dont cet additif est employé. Les brais, en poudre ou liquides, sont des additifs particulièrement intéressant pendant, on constate que leur utilisation provoque, au moment de 19 coulée, la formation abondante de fumées nocives, ce qui implique la nécessité de ventiler abondamment les ateliers, ventilation qui provoque à son tour une pollution de l'atmosphère autour desdits ateliers. Or, on a remarqué, et cette remarque est à la base de la présente invention, que- les 4uantités- de.brai utilisées étaient en général beaucoup plus élevées que celles strictement néessairespour empêcher le collage du métal sur le sabRe du moule après la coulée. Cette utilisation de quantités très importantes de brai est d'ailleurs rendue nécessaire, dans l'état actuel de la technique, par le procédé même de réalisation des moules, procédé qui implique un mélange, en vue d'homogénéisation, des divers constituants du moule. Il a été trouvé que l'on pouvait en conséquence diminuer considérablement les quantités de brai employées en utilisant, à la place de brai pur, du sable enrobé de brai. L'invention concerne donc, en tant que matériau nouveau, un sable siliceux dont les grains sont enrobés de brai, la couche de brai représentant environ de 2 à 20 % en poids de l'ensemble. Le brai utilisable pour; réaliser le matériau nouveau peut être de qualité variable; on emploie de préférence des brais dont le point de fusion (mesuré selon la méthode Kramer-Sarnow) est compris entre environ 80 et 200"C. On notera que les brais de pétrole émettent en général moins de fumée que les brais de houille. Si l'on utilise des brais dont le point de fusion est élevé, on obtiendra des produits nouveaux qui se conservent bien au stockage mais il est alors plus difficile de réaliser, avec ces brais, un enrobage régulier des grains de sable. Si l'on utilise des brais dont le point de fusion est bas, on peut avoir certaines difficultés à stocker les produits nouveaux obtenus car lesdits produits sont légèrement collants. Dans ce cas, on peut ajouter pendant la fin du processus d'enrobage, une poudre active ou inactive qui > se collant sur les grains enrobés,fait office d'agent antimottant sans cependant être génératrice de poussière. On pourra utiliser de préférence le noir minéral ou du lignite sec pulvérisé ou encore de la poudre de bois. Ces deux derniers produits auront l'avantage de conférer au sable de moulage des propriétés d'élasticité souhaitables pour éviter certains défauts sur les pièces de fonderie, dus à la dilatation de la silice à la température de coulée. L'invention concerne donc salement, en tant que produit nouveau, un sable siliceux dont les grains sont enrobés de brai, la quantité de brai représentant environ de 3 à 20%en poids du mélange, ledit brai contenant un agent antimottant tel que le noir mineral,le le lignite sec pulvérisé et la poudre de bois. Les produits nouveaux selon l'invention sont utilisables pour la confection des moutes^^ R det fonderie. . Pour cela on mélange, selon les techniques connues, - du sable siliceux - de l'argile faisant office d'agent de liaison - et de 1 à 5%, en poids, par rapport au mélange de sable et d'argile, d'un produit nouveau selon l'invention. Bien évidemment, comme dans les techniques connues, le sable constituant les moules selon l'invention peut être récupéré et réutilisé. I1 suffira de s'assurer que les mélanges utilisés pour la constitution des moules contiennent bien de 1 5% environ en poids d'un produit nouveau selon l'invention. L'invention concerne également un procédé pour la préparation du produit nouveau selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'on introduit successivement, dans un malaxeur, du sable siliceux à enrober préalablement, chauffé à une température supérieure à la température de fusion du brai utilisé, et la quantité de brai convenable, on malaxe l'ensemble de façon à provoquer l'enrobage des grains de sable et on introduit dans le malaxeur un liquide réfrigerant, de préférence de liteau, qui provoque, par son evaporation, la solidification du brai. On notera qu'il est possible d'injecter dans le malaxeur, en meme temps que le liquide réfrigérant, un gaz quelconque, de préférence de l'air, qui accélérera la vaporisation du liquide réfrigérant, ce qui réduira la durée nécessaire de l'opération d'enrobage. REVENDICATIONS 1. Matériau nouveau utilisable dans la confection de moules et noyaux de fonderie caractérisé en ce qu'il est constitué de sable siliceux dont les grains sont enrobés de brai, ledit brai représentant environ 2 à 2D70, en poids, de l'ensemble. 2. Matériau nouveau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brai utilisé contient un agent antimottant tel que le noir minéral, le lignite sec pulvérisé et la poudre de bois. 3. Matériau nouveau selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le brai utilisé a un point de fusion compris entre environ 80 et 200 C. 4. MatériauKnouveaux que sont les mélanges utilisables pour la confection des moules et noyaux de fonderie, et les moules et noyaux de fonderie obtenus caractérisés en ce qu'ils contiennent - du sable siliceux - de l'argile faisant office de liant - et de 1 à 5% en poids, par rapport au mélange de sable et d'argile, d'un produit selon l'une des revendications 1 à 3. 5. Procédé pour la préparation d'un matériau nouveau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on introduit successivement dans un malaxeur du sable siliceux à enrober, chauffé à une température supérieure à la température de fusion du brai utilisé, et la quantité convenable *dudit brai, en ce que l'on malaxe-ces deux produits de façon à provoquer l'enrobage des grains de sable par le brai et en ce que l'on introduit dans ledit malaxeur un fluide réfrigérant, de préférence de l'eau, de façon à provoquer la solidification du brai.