Brevet FR2237706A1 — publié le 19750214

Dans l'industrie de la fonderie, un métal fondu est coulé dans des moules contenant des noyaux en sable formés de sable de fonderie et i'un liant. aves noyaux en sable sont communément liés au moven-de résines organiques qui, durant le durcisse- ment et durant la coulée du métal, sont décomposées, libérant des sous-produits tels que des fumées malodorantes gênantes qui peuvent être dangereuses. Les moules eux-mermes sont formés de sable de fonderie lié par des huiles, des argiles etZou des résines organiques. Ainsi, durant leur utilisation, on peut rencontrer des difficuités similaires. Une variante consiste à utiliser comme liant une solution de silicate de sodium en mélange avec des matières organiques telles que lu sucre. Cette variante a été utilise avec un certain succès, mais dans beaucoup de cas l'agglomération produite par le silicate reste trop forte après la coulée, de sorte que le noyau possède encore de la cohésion et doit être enlevé en utilisant une agitation mécanique violente ou en dissolvant le liant silicate au moyen d'un agent alcalin aqueux concentré chaud. Ainsi, il existe un besoin concernant un liant inorganique pour sable dans la fabrication de noyaux- et de moules pour la coulée de métaux comme l'aluminium, le bronze ou le fer, ce liant (levan- voir une haute résistance mécanique satisfaisante avant coules du métal conserver une résistance mécanique a chaud et une stabilité dimensionnelle suffisantes durant la coulée du métal chaud, mais avoir, une fois que le métal a été coulé et refroidi, une résistance mécanique Uelle.que le sable puisse entre facilement enlevé ou débourré des cavités formées par les noyaux.De plus, il existe un besoin croissant concernant un liant qui ne libérerait pas des quantités excessives de fumées gênantés, tant lors de la préparation des noyaux et des moules en sable qu'également lors de la coulée du métal. On a trouvé que des moules et des noyaux en sable d'une haute résistance mécanique initiale, mais n'ayant sensiblement pas de résistance mécanique après la coulée de métaux audessus de 70000, peuvent être préparés en liant le sable de fonderie avec un mélange de silicate de sodium, de potassium ou de lithium ou de mélanges de ceux-ci, et de silice amorphe tel que le rapport molaire global SiO2/oxyde de métal alcalin soit compris entre 3,5:1 et 10:1, de préférence entre 4:1 et 6::1, la fraction de la silice totale dans le mélange qui est présente sous la forme de silice amorphe étant comprise entre 2 et 50%, de préférence entre 10 et 5Qô', et la silice amorphe ayant une grosseur de particules comprise entre 2 et 500 nanometres environ. Les compositions pour moules et noyaux selon l'invention ont l'avantage supplémentaire de pouvoir eAtre rendues durcissables à froid, c'est-à-dire qu'un chauffage pour durcir le système liant n'est pas nécessaire. Ainsi, on peut les durcir avec C02 ou avec un durcisseur libérant un acide approprié. On préfère pour utilisation dans la présente invention les liants dans lesquels le silicate de métal alcalin est du silicate de sodium et la silice amorphe est obtenue à partir d'un sol de silice. Dans des modes de réalisation préférés des compositions se on l'invention, on utilise des matieres carbonées et/ou des adhésifs résineux iilmogènes. Ces. matières peuvent fournir des propriétés avantageuses en ce qui concerne le débourrage Çenlèvement) et la durée de oonservation. L'utilisation de ces matières facultatives, mais préférées, est décrite plus en détail dans les paragraphes suivants. Les compositions selon l'invention sont utiles pour la fabrication tant de moules en sable que de noyaux en sable. Toutefois, en raison de leurs propriétés de "débourrage", elles sont particulièrement utiles pour la fabrication de noyaux en sable, les compositions selon l'invention contiendront de 85 à 97 parties en poids de sable de fonderie, de préférence de 90 à 96 parties en poids. La quantité de liant utilisée est en relation avec le type du sable et la grosseur des particules en ce qu'avec de petites particules de sable et des surfaces plus anguleuses, une plus grande quantité de mélange liant sera nécessaire. Le type de sable de fonderie utilisé n'est pas critique et les sables de fonderie utiles comprennent tous ceux utilisés de manière classique dans l'industrie de la fonderie. La grosseur des particules du sable de fonderie n'est pas critique non plus et on peut utiliser des grosseurs de particules allant de 25 à 275, telles qu'exprimées en Grain Eineness Number (GEN) de l'American Foundrymen's Society (AFS). les sables utiles peuvent otre des sables lavés ou ce peuvent être des sables non lavés et contenant de petites quantités d'impuretés, à savoir d'argile. Si on utilise des sables recyclés, un ajustement peut être mécessaire en ce qui concerne le mélange liant pour tenir compte de tout silicate présent dans ces sables. Diverses substances minérales peuvent être utilisées comme additifs au sable en vue d'un comportement optimal des moules et des noyaux. Par exemple, on peut utiliser des poudres d'alumine ou d'argile pour améliorer la résistance mécanique à température élevée et les caractéristiques de débourrage des noyaux an sable. Des compositions selon l'invention contiennt de 3 à 15 parties en poids d'un système liant qui utilies un silicate de métal alcalin soluble dans l'eau e@ de la silice amorphe. L'essentiel est que l'on eit de très fines particulos de sil@@e amorphe de grasseur c@l@cïdale disperses dans La lieison ver@e de métal alcalin. Si la silica amerphe est subdivisée de manière collal@aie et dispersée dans le verre, alors dans 1 gramme de @e varre il peut y avoir des douzaines de nètres carrés de surfase de silice amorphe. L'impor@ance de la surzace spécifique de la silice amcrphe utilisée est montrée par des expériences dans lesquelles des noyaux en sable sont liés au moyen de mélanges de silicate de sodium contenant une quantité coustante de silice colloïdale, mais ayant des grosseurs de particules différentes. Plus les particules sont patites, plus rapide sera la perte de résistance mécanique des noyaux après chauffage à 700 C et refroidissement. les silicates utiles comprennent les silicates de sodium, de potassium ou de lithium disponibles dans le commerce et leurs mélanges. Ces silicates sont habituellement utilisés sous la forme de solutions ; toutefois, on peut utiliser leurs hydrates, du moment que de l'eau est mélangée dans le liant, avant ou pendant son application au sable, les silicates de sodium utiles ont un rapport en poids de la-silice à l'oxyde de sodium compris entre 1-,9:1 et 3,75:1 environ et une teneur en silice et en oxyde de sodium de 30 à 50% environ en poids. Les silicates ayant un rapport en poids de-la siiice à l'oxyde de sodium de plus de 3,25:1 sont couramment appeles polysilicates de sodium. Si on utilise un polysilicate de sodium ayant un rapport molaire de la silice a l'oxyde de métal alcalin compris entre 3,5 et 10, on obtiendra le même effet qu'avec le système silice amorphe-silicate de sodium. Un polysilicate de sodium aqueux contenant de 10 à 30% en poids de silice et d'oxyde de sodium et ayant un rapport en poids de la silice à l'oxyde de sodium compris entre 4,2:1 et 6,0:1 peut entre produit comme décrit dans le brevet des E.U.A. N 3.492.137. D?une manière similaire, les silicates de lithium i rappore aleve du brevet des E.U.A. N 2.688.149 ou les polysilicaten de potassium de la demande de brevet des E.U.A. C @18.926, @epesee le 14 Mai 1963 au nom de Woltersdorp et pusliee Le 7 @anvier 1969 sous la forme de la "Defensive Publication@ @@ 728.328 peuvent être utilisés comme liant du moment qu on respecte des exigences concernant le rapport mozaire, ma grosseur des particules et la quantité de silice amorphe. @@@ plus, on peur aussi utiliser des polysilicates de @@taux @@cai@@z @ta@@lises par des composés d'ammonium quater @@@@e @@@par @a guanidine ou ses sels. Des polysilicates sta@@lises de ce type sont décrits dans le brevet des E.U.A. @@@@@@@. @@@ @@ @eut aussi umliser des polysilicates de @@@au@ @@@alans @@aoilises par des lons de métaux complexés, @@@@e @@@ polyoillsate de scaium stacilisé à l'hydroxyde de m@vre-etny@enellamine cotenu en melangeant du cuivre-éthylène @@@@ @@@@ @@ la @@lice col@@f@als et ensuite avec le si@@@@@@@. @@ @@@@@@@cates @@@b@@@ses du brevet des E.U.A. N @.715. 224. Des silices emorpnes utiles sont celles ayant une grosseur de particules comprise entre 2 et 500 nanomètres environ. De telles silices peuvent être obtenues à partir de sols de silice colloïdale, de poudres de silice colloïdale ou de particules de silice de grosseur inférieure au micron. Les sols de silice colloïdale et es poudres de silice colloïdale, en particulier les sols, sont préférés en raison des propriétés de débourrage des liants formés à partir d'eux. Les silices amorphes colloïdales utiles dans la préparation des compositions de l'invention ont une surface spécifique supérieure à 5 m2/g et comprise généralement entre 50 et 800 m2/g, de préférence entre 50 et 250 m2/g. La surface spécifique est déterminée par adsorption d'azote par la méthode BED. La grosseur des particules ultimes de la silice utilisée est du domaine colloïdal et est comprise géneralement entre 2 et 500 nanomètres, de préférence entre 12 et 60 nanomètres. Certaines poudres de silice colloïdale très finement divisées comme celles préparées par le procédé des fumées obtenues en brûlant un mélange de tétrachlorure de silicium et de méthane ont une structure à particules suffisamment discrètes pour que ces poudres puissent être dispersées dans l'eau par passage au moulin colloïdal pour donner un sol utile dans la présente invention. I1 est évident aussi qu'une telle pondre peut aussi entre incorporée directement par le moulin colloïdal dans une solution de silicate. De très fines poudres de silice colloïdale peuvent aussi entre obtenues en traitant certains minéraux- silicates comme de l'argile ou du silicate de calcium avec un acide et en effectuant ensuite un traitement thermique approprie dans un milieu alcalin. De meAne, on peut produire des silices colloi- dales finement divisées en précipitant ia silice à partir d'une solution de silicate de sodium avec de l'anhydride carbonique. De telles silices précipitées sont couramment utilisées comme charges renforçantes pour des élastomères parce qu'elles sont divisées de manière extrêmement fine et que les-particules ultimes sont facilement séparées les unes des autres. On peut utiliser des aérogels de silice finement divisés comme ceux décrits dans les brevets des E.U.A. N 2.093.454 et 2.249.767. Les fines poudres de silice colloïdale utiles dans la composition de l'invention sont caractérisées en ce qu'elles ont des surfaces spécifiques, déterminées par adsorption d'azote par la méthode BET, comprises entre 5 et 800 m2/g, de préférence entre 50 et 250 m2/g, et sont caractérisées encore par le fait que les agrégats des particules ultimes de silice ont généralement moins de 10 microns de diamètre. les compositions selon l'invention auront de 2 à 50 de la silice totale présente dans le mélange liant à l'état de silice amorphe, de préférence de 10 à 50%. quand la surface spécifique de la silice-amorphe augmente, des quantités moins grandes de cette silice anorphe seront nécessaires dans le mélange liant. Le système liant doit avoir un rapport molaire de la silice à l'oxyde de métal alcalin compris entre 3,5 et 10, de préférence entre 3,5 et 7. Ce rapport est important parce que les rapports des silicates solubles de potassium, de lithium ou de sodium disponibles dans le commerce sous la forme de solutions sont compris dans un intervalle relativement étroit. La plupart des silicates de sodium ont un rapport Si02/Na20 compris entre 2:1 et 3,75:1 environ. Ainsi, les rapports globaux de compositions liantes obtenues par mélange avec de la silice colloïdale, comme des rapports de 4:1, 5:1, 7:1, sont principalement une indication de quelles proportions de silice colloïdale et de silicates solubles ont été mélangées. Toutefois, dans la.plage de rapports allant de 3,5:1 à 4,0:1 environ, des compositions d'un rapport spécifié ne sont pas nécessairement équivalentes. Ainsi, un silicate de potas sium ayant un rapport 3iO2/E20 z 0 de 3,9:1, dans lequel il y a une distribution d'ions polysilicate, mais une quantité relativement petite de silice colloïdale, diffère considérablement d'un mélange formé en mélangeant une solution de silicate de potassium d'un rapport SiO2/K20 de 2,0:4 avec de la silice colloïdale ayant une grosseur de particules de 14 nanomètres par exemple. Dans ce dernier cas, les particules colloïdales resteront telles quelles en solution pendant un laps de temps considérable.Une telle composition présente deux avantages par rapport à une composition plus homogène, à savoir le bas rapport du silicate a pour résultat un plus fort pouvoir liant qui donne une plus forte résistance mécanique initiale, tandis que la pius haute teneur en particules colloldales entrain une reduction plus forte de la résistance mécanique du noyau après la coulée du métal. Dans la coulée de certains métaux, par exemple du fer ou de l'acier, on a affaire à des températures de coulée très élevées, à savoir de 1317 à 159300. Si la masse du noyau est petite par rapport à la masse du' métal coulé durant cette coulée à température élevée, il peut y avoir une certaine vitrification du silicate, ce qui entrante des difficultés de débourrage ou enlèvement. Pour diminuer ces difficultés, on peut ajouter une matière carbonée à la composition pour noyaux. Ces matières carbonées viennent à l'aide du liant selon l'in vention pour permettre un excellent débourrage, en particulier après que le noyau ait été soumis à des températures très élevées. les matières carbonées utiles doivent avoir les caracté- ristiques suivantes (a) Elle ne doit pas gêner le système liant. (b) Elle doit avoir une grosseur de particules ou un diamètre équivalent des agrégats primaires suffisant pour laisser des discontinuités dans le verre formé par le liant à des températures très élevées, quand il brûle partiellement ou complètement. Elle doit aussi avoir une grosseur de partI- cules qui ne soit pas suffisants pour affaiblir le noyau en sable venant d'être fabriqué, et spécialement pas supérieure à la grosseur de particules du sable lui-mêms. Ainsi, la gresseur des particules cu le diamèvre équivelent des agrégava primaires doit être ocmpris entre 0,1 mieron et 75 mierens. de préférent enb@e 5 @@@rans @@ 30 @iereus. juand la gross@@@ des particules @@tites la la natière @aro@née est inférieurt à 0,1 micr@@@ o@@@e matière est généralement ocalessée ou tendance à se oralescer dans le mélenge le sable en agrégate primaires de grasseur supirieurs @@@@@ uicren. (@) Elle ne doit tes @tre @@op a@@de d'@au autrement afle en prendratt an @ystème liant, @@@sechant le sable et le rendant @@possiale @u difficile à maulse. @@@ @@@bres carbonées préférées pour l'utilisation son du brai, du gaudren, du brai de goudron ds houille, des mélanges à base de brei, des asphaltènes, du noir de carbone et de la houille; on préfère particulièrement le brai et le noir de carbone. La matière carbonée doit être présente dans la composition pour noyaux à raison de 0,5 à 4% en poids par rapport au sable de fonderie, de préférence à raison de 1 à 2% en poids. la quantité de matière carbonée, par exemple de brai. nécessaire dépend dans une certaine mesure de la nature réfractaire du liant utilisé, laquelle à son tour est fonction du rapport molaire silice/oxyde de métal alcalin, et de la température à laquelle le noyau sara soumis durant la coulée. quand un polysilicate de sodium à rapport SiO2/Na2O de 5:1 est utilisé comme liant, pn n'a pas besoin de brai si le noyau est utilisé pour des coulées de métaux non ferreux car dans ces cas la température du noyau ne dépassera pas 1200 C environ. Si le même liant est utilisé pour de petits noyaux dans de grosses pièces de fonte, une proportion de 2% de brai est utile pour aider à la fragmentation du verre de silicate formé. Dans le cas où on désire former des noyaux et les conserver pendant des périodes prolongées avant utilisation, on a découvert que l'addition d'un adhésif résineux filmogène sous la forme d'une solution aqueuse ou d'une dispersion aqueuse prolonge considérablement la durée de conservation des noyaux en sable de fonderie formés avec le liant selon, l'invention. Ainsi, l'utilisation de ces matières permet aux noyaux formés le conserver une résistance mécanique et une dureté suffisantes durant le stockage. Des adhesifs resineux filmogenes utiles comprennent ces esters et éthers polyvinyliques et leurs copolymères avec l'éthylène et avec des monomères vinyliques, des résines acry @@@tes et @@urs copolymères, de l'alcocl polyvinylique, des @@@@@ @@@@@ @que@ses de resines de polyoléfines, des copolymères de styrène tels que styrène-butadiène, des résines @@@@@@@@@, des dispersions de caoutchouc naturel et des hydra @@@ @@ @@@bone @aturels et modifiés (amidon ou carboxycellulose). @@ @@éfère particulièrement utiliser des dispersions aqueuses @@@@@@@@@ de po@@vinyle et des copolymères acétate de vinyle @thylène. @a resine polymère doit être dans un état de subdivision @@@ven@@@e pour une distribution uniforme sur les grains de @@@@@ @@@n de @@rmer dne ccuche @@nce d'adhésif et de maintenir les grairs de @able @orrement ensemble. On préfère que les dispersions de résine contiennent de 40 à 60% en poids de manlères solidas. Da teneur en matières solides est de préférence sussi forte que possible, car il y aura moins d'eau à éliminer; toutefois, avec des concentrations de plus de 60% en poids, il peut être difficile de mélanger la dispersion' dans le sable.Avec des solutions de résines, par exemple des solutions d'alcool polyvinylique, on préfère des concentrations en matières solides de 4 à 20%. Des dispersions d'acétate de polyvinyle utiles sont des dispersions d'un bianc laiteux, à haute teneur en matières solides d'homopolymère d'acétate de vinyle dans l'eau. Ces dispersions ont une excellente stabilité mécanique et chimique. Des propriétés typiques d'une dispersion d'acétate de polyvinyle préférée sont indiquées dans le tableau suivant. Des dispersions disponibles dans le commerce ayant des caractéristiques similaires sont celles dites S-55L de Monsanto, "Polyco" 11755 de Borden, "Vynac" XX-210 d'Air Products et "Seycorez" C-79 de Scydel Wooley. TABLEAU Propriétés typiques d'une dispersion aqueuse préférée d'homopolymère acétate de polyvinyle Teneur en matières solides, ,b 55 Viscosité Brooktield, Po 8,5-10 pH 4-6 Mas se moléculaire (moyenne en nombre) 30000-60000 (principalement réticulés Grosseur moyenne des particules, microns 1-2 (intervalle de 0,1 à 4) Densité, approximativement 1,09 Tension superficielle (25 C), dynes/cm, approx. 55 Température minimale de formation de pellicule## , C Monomères résiduel à l'état d'acétate de vinyle, %' maximal 1,0 Charge des particules Essentiellement non ionique *Viscosimètre Brookfield, modèle lVF, rotor N 2 à 6 tpm ou N 3 ASTM D2354 Les copolymères acétate de vinyle-éthylène utiles sont des dispersions d'un blanc @aiteux à 55% en poids de matières -solides dans l'eau ayant une viscosité comprise entre 12 et 45 poises. Le produit dit "Elvace" de Du Pont est une dispersion disponible dans le commerce ayant ces caractéristiques. L'alcool polyvinylique (PVA) utile est une résine synthétique soluble dans l'eau hydrolysée à raison de 85 à 99,8%. Les résines "Elvanol" de Du Pont et le Goshenol GL-05 (du PVA de faible viscosité hydrolysé à 85%) sont des exemples de matières disponibles dans le commerce appropriées. les résines "Elvanol" donnent des solutions aqueuses à 4% d'une viscosité comprise entre 3,5 et 65 cPo, à 200C, comme mesure par la méthode de la chute de bille d'Hoeppler. Des solutions aqueuses de PVA à de faibles concentrations (allant jusqu'à 10-15% environ en poids) ou des dispersions colloïdales aqueuses concentrées des résines polymères insolubles dans l'eau se mélangent uniformément avec le sable et donnent une bonne adhérence.Des solutions aqueuses très concentrées de PVA (concentration supérieure à 20% en poids) sont trop visqueuses et ne se mélangent pas bien avec le sable. Pour que l'on obtienne une adhérence optimale, la dispersion ou solution de résine filmogène doit être ajoutée de manière qu'elle ne gélifie pas ou ne coagule pas la silice ou le silicate de sodium avant leur addition au sable. Par exemple, les dispersions de résine polymère peuvent etre mélangées avec la silice avant l'addition au sable parce qu'elles sont compatibles entre elles et ne se gélifient pas quand elles sont mélangées ensemble. Après que la silice et la dispersion de résine polymère aient été mélangées avec le sable, la solution de silicate de sodium peut autre ajoutée au sable et bien qu'elle s'épaississe en contact avec la silice et la dispersion de résine polymère, elle le fera in situ, c'està-dire distribuée assez uniformément sur une couche mince formée à l'avance de silice et de résine polymère. Si avant addition au sable le silicate de sodium est mélangé avec la dispersion concentrée de polymère et la silice, il s'épaissit et se gélifie et il ne peut pas castre mélangé ensuite convenablement avec le sable. Au lieu d'etre distribué assez uniformément sur la surface des grains de sable, il aura tendance à former des grumeaux et à être distribué irré gulièrement dans le sable. les constituants silice colloïdale et résine, par exemple acétate de polyvinyle, du liant peuvent être utilisés sous la forme d'un mélange liquide stable, de la matière carbonée étant éventuellement présente. Ainsi, des mélanges uniformes contenant de la silice colloldale et de l'acétate de polyvinyle dans les quantités relatives spécifiées dans la présente invention, comme 1,94 partie en poids de silice colloïdale aqueuse à 40% et 2 parties en poids de dispersion aqueuse à 5 d'acétate de polyvinyle, peuvent être formés en mélangeant les deux constituants dans un bécher. Le mélange est stable et uniforme et peut être utilisé dans la journée. Le lendemain, le mélange a tendance à se séparer en deux couches et on peut l'agiter pour le rendre uniforme. Un procédé pour obtenir un mélange fluide stable de silice colloïdale-acétate de polyvinyle avec ou sans la matière carbonée, par exemple du brai, consiste à rendre la phase liquide légèrement thixotrope, mais pas visqueuse.En d'autres termes, onf ait en sorte qui elle prenne immédiatement une structure de gel peu consistant quand elle est abandonnée à elle-même (de manière que toutes les particules soient main- tenues en suspension uniforme), mais que quand on l'agite, ou même quand on l'incline pour la verser, le seuil d'écoulement soit si bas qu'il permette un transfert facile de la matière et un mélange facile avec le sable. On peut préparer des suspensions thixotropes ayant les caractéristiques décrites ci-dessus en utilisant un système d'agent de mise en suspension à trois constituants décrit dans la demande de brevet des E.U.R. N @31.861, déposée le 9 @anvier 1974. Ce système comprend (a) de la carboxyméthyl cellulese et (b) un polymère carbox, vinylique dans une quantité totale de 36 à 65% environ en poids, la quantité relative de (a) à (b) variant entre des rapports en poids de 1:4 et 4:1 environ, et (a) de l'argile montncrillonite au magnesivm dess uns proportion de 35 à 64% environ en poids. @es compositions utiles contiendront de 95 à 99,3% en poids des constituants du liant et de 0,5 à 5% en poids du système d'agent de mise en suspension. Dans une composition contenant seulement la silice colloïdale et la résine, une proportion ce @5 à 35% du liant sera constituée de particules solides de silice et une proportion de 15 à 35% du liant sere de la résine (matières solides). Dans un liant à trois constituants, -une proportion de 5 à 20% sera constituée de parti,cules solides ae silice, une proportion de 5 à 20% sera constituée de résine (matières solides) et me proportion de 5 à 40% sera de la matière carbonée. Le mélange liant selon l'invention peut être appliqué au sable de diverses manières. ainsi, si le mélange liant a une durée de conservation suffisante, il peut être préparé, conservé et appliqué au sable au moment du besoin. Le silicate et la silice amorphe peuvent e"tre conservés séparément et ensuite mélangés ensemble au moment du besoin et appliqués. Egalement, ils peuvent être appliqués séparément au sable. Sion opère de cette dernière manière, on préfère appliquer d'abord la silice amorphe, la mélanger dans le sable, puis appliquer le silicate-et mélanger de nouveau. Toutefois, le silicate peut être appliqué $d'abord. Si on utilise comme liant une solution de polysilicate de métal alcalin, elle doit eAtre mélangée directement avec le sable. Si au contraire de la silice colloïdale et une solution de silicate de sodium sont ajoutées séparément au sable, il est préférable d'ajouter d'abord le sol de silice et de le mélanger soigneusement avec le sable avant d'ajouter le silicate de sodium. Une fois le silicate de sodium ajouté, le mélange ne doit pas titre maintenu trop longtemps dans le mélangeur. Une période d'agitation de deux minutes ést généralement optimale pour le silicate de sodium. Quand la resine filmogène ou le brai sont incorporés dans la composition pour noyaux, si les constituants sont ajoutés séparément au sabte, la résine doit être ajoutée au sasse avant le silicate. la résine peut être ajoutée au sable avant ou après la silice colloïdale. L'ordre dans lequel on ajoute .e bra n' est pas critique en ce qui concerne la silice ou le silicate. truand des matières telles que des argiles ou des oxydes sont utilisées comme additifs en plus du liant, elles doivent entre mélangées soigneusement avec le sable dans le mélangeur à sable avant addition du liant. on peut suivre la pratique classique de la fonderie pour former et durcir le noyau en sable ou le moule. Le sable peut entre compacté en étant foulé, comprimé ou pressé dans la botte à noyaux à la main ou automatiquement, ou il peut être soufflé dans la botte à noyaux au moyen d'air comprimé. Le mélange de sable formé peut entre durci très rapidement à la température ambiante par traitement du sable avec du C 2 gazeux pendant quelques secondes. La durée optimale de ce traitement peut outre déterminée en mesurant la dureté ou la résistance mécanique du noyau ou en observant le changement de couleur du mélange de sable quand un indicateur comme de la phénolphtaléine a été ajouté antéri virement au sable. Un durcissement thermique peut etre utilisé pour des noyaux formés avec les compositions liantes de la présente invention au lieu du durcissement par C02. En général, plus la température est élevée, plus court sera le temps nécessaire pour que l'on atteigne un certain niveau de résistance mécanique. Par ailleurs, à une température déterminée, en général la résistance mécanique du noyau augmente avec la durée du chauffage. Toutefois, le durcissement thermique n'est pas une technique préférée de durcissement pour les compositions selon l'-invention parce que les noyaux formés de cette manière n'ont pas d'aussi bonnes caractéristiques de débourrage que ceux formés par durcissement par C02. Un autre procédé de durcissement rapide qui peut être utilisé est le traitement par CO gazeux dans une boite chaude (60 à 800C environ) ou le traitement par C02 gazeux chauffé. Quand un durcissement rapide n'est pas nécessaire, des noyaux avec les liants selon l'invention peuvent être durcis avec au autres durcisseurs usuels utilises pour les systèmes connus dans la technique sous le nom de "sans cuisson" pour silicates. Ces durcisseurs sont des matières organiques qui sont des acides latents comme l'acétate d'éthyle, le formamide et les aceines. la plupart de ces agents contiennent des mono-, di- ou tri-acétaves de glycérol ou une autre matière quelconque qui peut libérer une substance acide ou se décomposer en une telle substance qui à son tour produit le durcissement au du 511---- cate de métal alcalin.De plus, un tel procédé de durcissement peut produire des noyaux ayant une longue durée de conservation sans la nécessité d'un adhésif résineux filmogène, comme de l'acétate de polyvinyle. Des bains classiques de finition pour noyaux à base d'eau ou à base d'alcool peuvent être utilisés pour traiter la surface des noyaux. Ce type de traitement a pour but dans certains cas d'améliorer la surface de la pièce coulée ou d'augmenter la dureté et la durée de conservation du noyau. La durée de conservation est le laps de temps après sa fabrication pendant lequel le noyau en sable est utile Des homopolymères et copolymères d'acétate de vinyle peuvent être-utilisés comme bains de finition pour noyaux en sable sous la forme de dispersions aqueuses, en solution dans des solvants organiques ou en mélange avec du zircon ou du graphite dans des suspensions aqueuses ou alcooliques. De l'alcool polyvinylique ou un alcool polyvinylique partiellement hydrolysé eut entre utilisé sous la forme de solutions aqueuses, de dispersions dans un solvant organique ou en mélange avec du zircon ou du graphite. Les moules et noyaux en sable formés avec les compositions liantes selon l'invention peuvent être- utilisés pour couler la plupart des métaux, comme la fonte grise, ductile et malléable, l'acier, l'aluminium, des alliages à base de cuivre comme du laiton ou du bronze. L'acier est habituellement coulé à 159300 environ, le fer à 1454 C environ, le laiton et le bronze à 1149 C environ et l'aluminium à 704 C environ. Avec les moules ou noyaux de la présente invention, il est souhaitable que le noyau ait une résistance mécanique initiale telle qu'il puisse être manipulé sans précautions excessives et qu'il résiste durant la coulée du métal fondu, c'est-à-dire qu'il ne soit pas affouillé ou déformé. Dans des essais normalisés de laboratoire de l'Âmerican Foundrymen's Society, cela veut dire que le noyau doit avoir une résistance à la compression d'au moins 7 kg/cm2, de préférence de plus de 10,5 kg/cm~. Il est souhaitable que la dureté des noyaux fraîchement préparés 3olt supérieure à 5, de préférence supérieure à 10. La dureté est de préférence-aussi grande que possible, en particulier au moment de la adulée du métal où elle doit dépasser 10 et de préférence 20. Le noyau, après que le métal ait été coulé et refroidi, doit avoir une résistance mécanique subsistante telle que le débourrage puisse s'effectuer sans une consommation excessive dlnegie. Cela correspond à une résistance à la compression dans des essais de laboratoire de préférence inférieure à 3,5 kg/cm2. es exemples non limitatifs suivants illustrent divers modes de mise en oeuvre de l'invention. Toutes les parties et tous les pourcentages sont en poids, sauf spécification contraire. EXEMPLE 1 0?est un exemple de l'utilisation de polysilicate de sodium (rapport SiO2/Na2O 5:1) stabilisé à la guanidine préparé conformément à l'Exemple 1 de la demande de brevet des E.U.Â. N 287.037, déposée le 7 septembre 1972, comme liant pour noyaux en sable de fonderie. Ces noyaux en sable sont utilisés pour la production de pièces coulées en aluminium dans une fondèrie de métaux non ferreux. L'échantillon de liant est préparé avec 1890 g de silicate de sodium de la qualité N 20 de Du Pont (rapport molaire SiO2/Na2O 3,25:1, 28,4% de SI02, 8,7% de Na20), 56 g d'eau, 539 g d'hydroxyde de guanidine 1,3 M- et 1015 g de ludox HS, un sol de silice colloïdale du commerce contenant 30% ae SiO2 d'une grosseur de particules de 14 nanomètres environ. On prépare le mélange de sable de la manière suivante On ajoute 90 grammes de kaolin et 2 grammes de phénolphtaléine à 4,53 kg dte sable tout en agitant dans un mélangeur Clearfield d'une capacité de 4,53 kg. On ajoute aussi 227 grammes de solution liante au sable tout en agitant et on mélange le sable pendant un total de deux minutes. Le sable utilisé est un mélange de 50 parties de sable de banc modérément anguleux de Houston, AFS Number 40-45, et de 50 parties de sable broyé N 1 de Milloreek, Oklahoma, AFS 90. Le sable quand il est utilisé est à la température ambiante (24 C). L'humidité de la pièce est de 80% environ. Le liant se mélange facilement avec le sable, présentant d'excellentes caractéristiques de mélange. La fluidité du mélange est également excellente. On place le mélange de sable dans un sac en polyéthylène que l'on ferme. le mélange de sable est utilisé le lendemain. pour former des noyaux en sable. On forme des noyaux en sable de 1,36 à 1,8 kg en remplissant des boites à noyaux en bois avec le mélange de sable, en compactant le sable à la main et en le traitant pendant 15-25 secondes environ avec du CO2 gazeux à une pression estimés de 1,4-2,1 kg/cm2. La couleur du sable est rose foncé en raison de la phénolphtaléine ajoutée. après le traitement par CO2 gazeux, les noyaux ont la couleur naturelle du sable initial. On observe un bon démoulage du noyau quand on ouvre la boîte à noyaux pour enlever le noyau. On plonge les noyaux dans un bain classique de finition pour noyaux à base de zircon et d'alcool et on les flambe avant utilisation. C'est une pratique courante avec les bains de finition pour noyaux en sable au silicate de- sodium. Les noyaux sont assemblés dans un: moule en sable et utilisés pour la production d'une pièce coulée: en aluminium. L'aluminium est coulé à une température de 7450C environ. Une fois la coulée terminée, on laisse refroidir le métal pendant 15 minutes environ dans le moule en sable. La pièce coulée en aluminium est enlevée du moule tandis qu'elle est encore chaude et on observe le noyau en sable avant débourrage. Le débourrage est très facile; le noyau se désagrège et s'écoule comme du sable non lié quand on le touche. On ne note aucune odeur désagréable durant la coulée et le refroidissement. les pièces coulées en aluminium ont un très bon fini de surface et sont utilisées en production normale. EXEMPLE 2 : C'est un exemple de l'utilisation de noyaux en sable formés avec la solution liante de l'exemple 1 pour la production de pièces coulées en fonte grise. On prépare deux lots de 4,53 kg de mélange de sable en ajoutant 227 grammes de la solution liante et 0,7 gramme de phénolphtaléine à A,53 kg de sable de banc modérément anguleux de Houston, AFS 45-50, tout en agitant dans un mélangeur Olearfield d'une capacité de 4,53 kg et en mélangeant pendant deux minutes. le liant se mélange très bien avec le sable et donne un mélange de sable uniforme contenant 5% en poids de liant par rapport au sable. le mélange de sable présente une excellente fluidité, Le mélange de sable est maintenu dans un sac en polyéthylène fermé pendant quatre heures avant utilisation On prépare deux autres lots de 4,53 kg de mélange de sable en joutant 23 g de poudre de kaolin "Nusheen" fournie par la Freeport Kaolin Co, 227 g de la solution liante et de g de phénolphtaléine à 4,53 kg du même sable de Rouston AFS 45-50, tout en agitant dans un mélangeur Clearfield de 4,53 kg et en mélangeant pendant; deux minutes.La poudre de kaolin et le liant se mélangent facilement avec le sable et on obtient de cette manière un mélange de sable d'une excellente fluidité contenant o" de liant et 0,% de kaolin, en poids par rapport au sable. Le mélange de sable est maintenu dans un sac en polyéthylène ferme pendant quatre heures avant utilisation. On forme des noyaux en sable en plaçant les mélanges de sable dans une boîte à noyaux en aluminium en forme de demibouteille sans agent isolant, en plaçant des barres de fer longitudinalement dans le mélanges, en tapotant le sable et en traitant le noyau avec du C 2 gazeux jusqu a ce que la surface du noyau ait une dureté suffisantte, mais que le sable ait encore une faible couleur rose. Le traitement par C02 gazeux est effectué en plaçant une sonde à CO2 dans differentes parties du noyau en sable jusqu'à ce qu'il soit uniformément durci On obtient de cette manière six demi-noyaux ayant la forme de demi-touteilles et ils sont tous séchés à 232 C pendant une minute.On n'applique aucune finition ou enduit sur la surface des noyaux. Deux éléments en forme de demibouteille formés avec le mélange de sable ne contenant pas de kaolin sont assemblés et collés ensemble avec une pave classique pour noyaux au silicate fournie par la M.A. Bell Co. de St Louis, Mo., sous la désignation "Fast-Dry", pour former un noyau en sable en forme de bouteille. Deux éléments en forme de demi-bouteille formes avec le mélange ae sable contenant 0,5% en poids de kaolin sont aussi assemblés et collés ensemble avec la même pâte pour noyaux de manière à former un deuxième noyaux en sable en- forme de bouteille. On formée un troisième noyau en sable en forme- de bou -teille en assemblant et en collant ensemble un élément en forme de demi-bouteille préparé avec le sable contenant 0,5% en poids de kaolin et un élément de noyau en forme de demi bouteille préparé avec le sable ne contenant pas de kaolin Trois noyaux en sable en forme de bouteille complète sont obtenus de cette manière et ils sont assemblés à l'intérieur d'wl moule en sable.De la fonte grise à 145400 environ est coule dans le moule et on la laisse refroidir pendant une heure environ avant de l'enlever du moule. le débourrage. des trois noyaux7 avec et sans kaolin, est très facile : le noyau en sable se désagrège et s'écoule à l'extérieur quand on le tapote avec une barre de fer. EXEMPLE 3 : C'est un exemple de l'utilisation d'une solution de silicate ae lithium comme liant pour des. noyaux en sable de fonderie. -Les noyaux en sable formés avec ce liant sont utilisés pour couler des pièces en laiton. La solution de polysilicate de lithium contient 20'% en poids de silice et 2,1% en poids d'oxyde de lithium; le rapport SiO2/Li2O est donc de 4,8:1. la densité de la solution est de 1,17, sa viscosité ait due 10 cPo, et son pH est de 11. On prépare le mélange de sable en ajoutant 45 g de poudre de kaolin "Nusheen", 2 g de poudre de phénolphtaléine et 454 g de solution d'agglomérant polysilicate de lithium à 4,53 kg d'un mélange de sable (50% en poids de sable de Houston AFS 50 et 50% en poids de sable NO 1 de Millcreek, Oklahoma, AFS 90) dans un mélangeur à sable Clearfield de 4,53 kg en agitant. On agite le mélange pendant une minute et demie et on ajoute, en agitant, 30 g d'un agent de démoulage classique disponible dans le commerce fourni par la M.A. Bell Co. de St Louis, Mo., sous la désignation Mabco Release Agent "". le mélange est agité pendant un temps total de 2 minutes. Durant l'opération, on observe que le liant se mélange facilement avec le sable. le mélange de sable obtenu a une très bonne fluidité et il est maintenu pendant toute une nuit dans un sac en polyéthylène fermé avant utilisation pour former des noyaux en sable. On forme des noyaux en compactant le mélange de sable à 11 aide d'un fouloir dans une boite à noyaux en bois peinte avec une peinture à l'aluminium. On injecte du C 2 gazeux pendant 5 à 10 secondes par chaque extrémité des noyaux en forme de U ou par un trou central dans le cas de noyaux du type cylincrique. Quand on ouvre les botes à noyaux, les noyaux en sable durs et résistants ont démoulés sans difficulté. On plonge les noyaux dans un bain classique de finition pour noyaux à base de zircon et d'alcool et on les flambe avant utilisation. On assemble les noyaux dans des moules en sable et on coule du laiton à 11490C environ. On laisse refroidir le métal au voisinage de la température ambiante. Le noyau en sable se désagrège très facilement et s'écoule sans difficulté de l'intérieur de la pièce coulée. EXEMPLE 4 C'est un exemple de l'utilisation du polysilicate de sodium stabilisé à la guanidine (rapport Sio2/Na2O 5:1) de l'exemple 1 pour former des noyaux en sable et les essayer conformément aux procédés normalisés de l'American Boundrymen's Society. On prépare le mélange de sable en ajoutant 30 g de -la solution de liant et 100 mg de poudre de phénolphtaléine à 570 g de sable Portage 515. C'est un sable provenant de Portage, Wisconsin, E.U.A., ayant un Grain iEPineness Number de l'AFS (American Foundrymen's Society) comme défini aux pages 5-8 de la 7ème édition (1963) de 1'GS Foundry Sand Hand book, de 67-71. Dans le présent exemple, l'S Number est de 68. De la phénolphtaléine est ajoutée seulement comme indicateur pour la durée optimale de traitement par dù CO2 gazeux. L'addition du silicate de sodium au sable est effectuée progressivement tandis que le sable est agité au réglage de vitesse 2 dans un mélangeur "Kitchenaid" Hobart 45. Le sable est mélangé pendant un total de dU" minutes. Pour effectuer les essais, on utilise des échantillons standards AFS pour mélanges de sable de fonderie. Les echantillons sont de forme cylindrique, d'exactement 5,08 cm # 0,0025 cm de diamétre et 5,08 cm # 0,008 cm de hauteur, préparés dans un fouloir normalisé pour sable. Le fouloir normalisé pour sable et le procédé normalisé pour former les échantillons d'essai sont décrits dans les sections 4-5 et 4-9 respectivement du Foundry Sand Handbook mentionné ci-dessus. Dans le présent exemple, on utilise 170 g du mélange de sable pour avoir une hauteur d'échautillon AFS après compactage conforme aux spécifications. Les échantillons standards AFS préparés de cette manière sont assez résistants pour être manipulés et dans le cas présent ils ont une couleur rose en raison de l'indicateur phénolphtaléine ajouté au mélange alcalin. Un appareil pour traitement par C02 gazeux Dietert N5 655 fourni par la Harry W. Dietert Co. de Detroit, Michigan, E.U.A., est utilisé pour durcir-les échantillons de sable en faisant passer à travers eux un courant de CO2 gazeux à un débit réglé pendant un laps de temps optimal. Cet appareil comprend un détendeur et un débitmètre et des accessoires pour l'introduction du gaz dans le tube d'exactement 5,08 cm de diamètre dans lequel l'échantillon de sable est compacté. Le débitmètre est gradué en débit de gaz à la pression atmosphérique allant de O à 15 litres par minutes. On utilise un débit constant de 3 litres par minute et on détermine la durée optimale du traitement par C02 gazeux pour chaque mélange de sable en essayant un certain nombre de noyaux formés avec des durées de traitement différentes. Le changement de couleur de la phénolphtaléine dans le sable indique le degré de neutralisation atteint par le silicate alcalin et pourrait être utilisé comme guide préliminaire pour essayer d'évaluer le durcissement de l'échantillon. après le traitement par le C 2 gazeux, la résistance à la compression des échantillons normaux de sable est mesurée dans un appareil d'essai universel de la résistance de sable Dietert N5 400 équipé d'un accessoire N5 410 pour haute résistance à sec de manière à étendre la plage de résistances à la com- pression jusqu'à 19,7 kg/cm2. L'évaluation des caractéristiques de débourrage des noyaux en sable formés avec les compositions liantes est ffectuée conformément à l'essai AFS non normalisé dit @@@@@ired St@ength"@ Les @chantillons standards de sable @@@@ @@@ @@@ @@@8 cm durcis par traitement par CO2 gazeux sont chanffés dans un four électrique à moufle à 850 C pendant 12 @@@utes dans leur propre atmosphère, puis enlevés @@ @@@@@ ou les laisse refroidir juste au-dessus de la tempéra "r ambiante et on les essaie dans l'appareil d'essai Dictez Certains échantillons préparés avec des silicates du @@@@@@@ à titre de comparaison donnent quelquefois des @@@@@ces supérieures à 19,7 kg/cm2 et sont donc essayés dans @@ appareil @nstron. On indique dans le tableau les temps de traitement par @@@ gazevx et les résistances obtenues avec du sable Portage @@@, AFS 68, lié au moyen de polysilicate de sodium stabilisé à la guanidine. En utilisant les procédés de préparation du mélange de sable, de formation et de durcissement de l'échantillon de noyau en sable et de détermination de la résistance à la com pression Indiqués dans le présent Exemple 4, on utilise différentes compositions liantes selon l'invention pour former et essayer des noyaux en sable. les compositions liantes utilisées sont décrites ci-après. Les résultats d'essai obtenus sont inclus dans le Tableau. EXEMPLES A. Kaolin (2% en poids) mélangé avec le sable avant addition du polysilicate de sodium stabilisé par 5% de guanidine de l'Exemple 4 et mélange pendant 2 minutes. B. Polysilicate de sodium stabilisé par 5% de bromure de tétraméthylammonium (TMAH) préparé conformément aux enseignements du brevet des E.U.A. N 3.625.722. C. Kaolin (0,5% en poids) mélangé avec le sable avant addition du polysilicate de sodium stabilisé par le TMAH de l'Echantillon B et mélange pendant 2 minutes. D. 5% de polysilicate de sodium d'un rapport molaire SiO@/Na@o de 3,75+1 formé en dissolvant une poudre fine de silice colloïdale (HiSil 233) dans un silicate de sodium d'un rapport molaire SiO2/Na2O de 3,25:1. E. 5% de polysilicate de sodium d'un rapport molaire SiO2/Na2O de 6,5:1 stabilisé avec de l'hydroxyde de cuivreéthylènediamine. F. 10% de polysilicate de lithium d'un rapport molaire SiO2/Li2O de 4,8:1 préparé conformément aux enseignements du brevet des E.U.A. N5 2.668.149. G. 10% de polysilicate de potassium d'un rapport molaire SiO2/K2O de 5:1. TABLEAU liant Résistance à la compression, 2 Juste après le Conservée après 12 traitement par minutes à 8500C CO2 gazeux Polysilicate de sodium stabilisé par la guanidine 11,25 0,7 exemple k 1l,25 2,1 Exemple B 13,4 2,1 Exemple C 13,0 2,1 Exemple D 11,25 0,07 Exemple E 14,1 1,8 Exemple T"a 12,7 0,7 Exemple G 7,0 EXEMPLE 5 : Une composition liante silice amorphe-silicate de sodium d'un rapport molaire SiO2/Na2O de 5::1 peut être formée directement sur le sable par addition d'un sol de silice colloïdale d'un diamètre uniforme de particules de 14 nm environ au sable, par mélange et, ensuite, par addition de silicate de sodium d'un rapport molaire SiO2/Na20 de 3,25:1 et par mélange pendant deux minutes. On verse 14,96 g de Ludox HS-40 de Du Pont (4OVo en poids de SiO2) dans 745 g de sable Portage 515 dans un mélangeur Hobart E-45 tout en agitant au réglage de vitesse 2. On ajoute ensuite 40 g de silicate de sodium de la qualité N 20 de Du Pont rapport molaire SiO2/Na2O 3,25:1) et on mélange pendant encore 2 minutes. Des échantillons standards AFS de 5,08 cm x 5,08 cm formés par compactage, puis traitement par C02 gazeux pendant 30 secondes à un débit de 3 litres par minute ont une résistance à la compression de 14 kg/cm2 et une résistance à la 2 compression subsistante de 1,4 kg/cm apres chauffage dans un four à 8509C pendant 12 minutes et refroidissement. EXEMPLE 6 Composition liante silice amorphe-silicate de sodium d'un rapport molaire SiO2iNa20 de 5:1 formée directement sur le sable comme dans l'exemple 5, mais en utilisant un sol de silice colloIdale d'un diamètre uniforme de particules de 25 nm environ au lieu de 14 nm, avec le même silicate de sodium. 12 g de Ludox TM-50 de Du Pont (50% se SiO2) 40 g de silicate de sodium h 20 de Du Pont 748 g dessable Portage 515 emps de traitement par GOa gazeux: 30 secondes résistance à ia compression: 16,2 kg/cm Résistance conservée (850 C - 12 minutes) : 1,05 kg/cm2 Résistance conservée (1375 C - 12 minutes) : 2,5 kg/cm2. EXEMPLE 7 : Composition liante silice amorphe-silicate de sodium formée des mêmes constituants et en utilisant la m8me technique de formation directement sur le sable que celle utilisée dans l'exemple 5, à ceci près que les quantités relatives de sol de silice et de silicate de sodium sont calculées de manière à donner un rapport molaire final SiO2/Na2O de 8:1 dans le mélange. 32 g de Ludox TM-50 de Du Pont 40 g de silicate de sodium N 20 de Du Pont 728 g de sable Portage 515 Durée du traitement par CO2 gazeux : 30 secondes Résistance à la compression : 14,8 kg/cm2 Résistance conservée (850 C - 12 minutes) : 1,4 kg/cm2 EXEMPLE 8 : C'est un exemple de l'utilisation d'une composition silice amorphe-silicate de sodium d'un rapport SiO2/Na20 de 5:1 comme liant pour noyaux en sable de fonderie, d'une dis -persion aqueuse d'acétate de polyvinyle comme liant auxiliaire et additif de durabilité, et de brai comme adjuvant pour amé- liorer le débourrage et le fini de surface de la pièce coulée, Une composition liante silice amorphe-silicate de sodium d'un rapport SiO2/Na2O de 5::1 est formée directement sur le sable par addition au sable d'un sol de silice colloïdale d'un diamètre uniforme de particules de 15 nm environ, par mélange et, ensuite, par addition de silicate de sodium d'un rapport molaire SiO2/Na2O de 3,25:1 et par @élange pendant un certain laps de temps supplémentaire. Le mélange de sable est preparé de la ranière suivante 16 grammes de brai "O" vendu par l'ashland Chamical Compan@ de Columbus@ Chio. E.U.A., sont ajoutés à 300 grammes de sable Portage 515 fourni par Martin mariette Aggregates de Rukter Illinois, M.@.A., dans un mélangeur "Kitchen-Aid" Hobart K-4" tandis qu'on agite au réglage de vitesse 2 et qu'on mélange soigneusement avec le sable. Dans un bécher en matière plastique, on mélange 14,70 grammes de silice colloïdale Ludox HS-40, vendue par E.I. du Pont de Nemours and Company, et 16 grammes de dispersion aqueuse d'acétate de polyvinyle Gelva S-55, vendus par Monsanto Chemical Company, on ajoute ce mélange au mélange sable-brai et on mélange l'ensemble dans le mélangeur Hobart pendant 2 minutes Finalement, on ajoute 4Q grammes de silicate de sodium de la qualité N 9 de Du Pont (rapport molaire SiO2/Na2O de 3,25 : 1) et on mélange pendant 2 minutes encore. Des échantillons standards AFS (American Foundrymen's Society) pour sable de fonderie sont préparés immédiatement après la fin de l'opération de mélange, comme décrit dans exemple 4. On durcit les échantillons par traitement avec de l'anhydride carbonique gazeux en utilisant l'équipement et le mode opératoire de l'Exemple '4. La durée optimale du traitement par CO2 gazeux pour la composition du présent exemple est de 20 secondes. Les noyaux traités par le GO2 gazeux sont séparés en deux groupes : un groupe de noyaux est laissé non traité, le deuxième groupe de noyaux est revêtu par immersion dans diverees compositions de finition pour noyaux indiquées dans le Tableau 2. Les noyaux revêtus de compositions de finition pour @@yaux à base d'eau et à base de méthanol sont séchés à l'air, tandis que les noyaux revêtus de compositions de finition à base d'éthanol sont enflanmés immédiatement après leur enlèvement du bain de finition des noyaux et on laisse- la fluasse s'éteindre. La résistance à la compression des échantillons standards de sable est mesurée comme décrit dans l'Exemple 4. On déter nine la résistance à la traction en formant des briquettes standards ia, en les traitant par du C02 gazeux pendant, 20 secondes et en soumettant les briquettes à des essais confermément à la méthode normalisée AFS (Méthode des briquettes). la dureté superficielle (et au-dessous de la surface) des noyaux est -esurée avec un appareil d'essai de la dureté de noyaux Dietert-Detroit N 674. On évalue la durée de conservation des noyaux en mesurant la dureté sclérométrique, la résistance à la compression et dans certains cas la résistance à la traction de noyaux conservés dans des conditions normalisées de température et d'humidité en fonction de la durée de stockage. La résistance à la compression, la résistance à la traction et-la dureté sclérométrique obtenues sont indiquées nam s Tableaux 1 et 2. L'évaluation des caractéristiques de débourrage des moyaux en sable préparés avec les compositions liantes est effectuée conformément à l'essai AFS non normalisé dit "Retained Strength" (résistance censervée). Les échantillons standards ae sable de 5,08 cm x 5,08 ce durcis par traitement par du CO2 gazeux sont chauffés dans un four électrique à moufle à 850 C au à 1375 C pendant 12 minutes dans leur propre atmosphère, pus 'ehievés du f-our et on les laisse refroidir juste au-dessus de la température ambiante et on les soumet à des essais dans l'appareil d'essai universel Dietert N 400. Pour tous les noyaux préparés comme décrit dans le présent exemple, les résistances conservées tant à 850 C qu'à 1375 C sont inférieures à 1,75 kg/cm2. Des échantillons préparés avec des silicates du commerce pour comparaison donnent quelquefois des valeurs de résistance conservée de plus de 19,7 kg/cm2 et sont donc essayés sur un appareil rnstron. EXEMPLE 8 - Tableau 1 Propriétés mécaniques en fonction du temps écoulé lors d'un stockage à 22,8 C # 1,1 C et à 50% d'humidité relative de noyaux en sable Portage 515 formés avec 5% de silicate de sodium*, 1,94% de sol de silice**, 2% de dispersion aqueuse d'acétate de polyvinyle*** et 2% de brai**** Propriétés mécaniques Propriétés du Temps écoulé depuis la formation du noyau noyau venant d'être formé 1 jour 2 jours 3 jours 1 semaine 1 mois Résistance à la compression, kg/cm2 11,6 12,7 14,1 18,3 18,3 19,3 Dureté sclérométrique 30 40 45 45 45 45 Résistance à la traction, kg/cm2 1,8 1,8 2,8 3,2 3,2 3,2 *Silicate de sodium N 9 de Du Poht 29% en poids de SiO2, 8,9% en poids de Na2O **Ludox HS-40 de Du Pont : 40% en poide de SiO2 ***Gelva S-55L de Monsanto : 55% en poide d'acétate de polyvinyle ****Poudre de brai "0" d'Asbland Chemical EXEMPLE 7 Tableau@ Résistance à la compression et dureté do noy@nr cu fonction du temps écoulé lors d'un stockage à 22,8 C + 1,1 C et à 50% d'humidité relative de noyaux en sable Portage 515 formés avec 5% de silicate de sodium, 1,94% de sol de silice, 2% de dispersion aqueuse d'acétate de polyvinyle, 2% de brai, sans finition ou après revêtement avec diverses compositions de finition pour noyaux (constituants du liant des qualités indquées dans le Tableua 1) Composition de Propriétés du Durée du stockage finition pour noyaux novan venant d'être formé 1 jour 2 jours 3 jours 1 semaine 1 mois Pas de finition R.C.* 11,6 12,7 14,1 18,3 18,3 19,3 Dureté** 30 40 45 45 45 45 Composition de fini- R.C. 10,6 19,7 tion à base d'acétate Dureté 90 90 90 90 90 90 de polyvinyle et d'eau 75% de Gelva S-55L de Monsanto dans l'eau) Composition de finition R.C. 12,0 > 19,7 23,6 à base de zircon du Dureté @@ 65 60 commerce (dispersion éthanolique à 50% de "Lite-Off" A)*** Composition de finition R.C. 12,0 > 19,7 à base de graphite du Dureté 55 75 75 commerce (dispersion éthanolique à 50% de Pyrokote)**** Tableau 2 (suite) Composition de Prepriétés du Durée du stockage finition pour noyaux noyau venant d'être formé 1 jour 2 jours 3 jurs 1 semaine 1 mois Composition de finition R.C. 12,0 > 19,7 > 23,6 à base d'acétate de Dureté > 100 > 100 > 100 Polyeinyle et d'alcool. (75% de Gelva V7-M50 de Monsanto dans du méthanol) Composition de finition R.C. 9,1 19,7 à base d'acétate de Dureté 30 100 polyvinyle-zircon et d'eau (1 partie de Gelva S-55, 1 partie de Lite Off A, 1 partie d'eau) *R.C. : Résistance à la compression, kg/cm2, méthade normalisée de l'American Foundrymen's Society pour noyaux gonflés. **Dureté sclérométrique ***Lite-Off A est un produit de M.Am Bell Co., St Louis, Mo., E.U.A. ****Pyrokote Supreme 114-6X fourni par Penna. Foundry Supply and Sand Co., Philadelphie, Pennsylvanie, E.U.A. EXEMPLE 9 Cet exemple décrit la préparation de noyaux en sable liés avec de la silice amorphe, du silicate de sodium et de l'acétate de polyvinyle et leur utilisation dans la coulée de raccords en T de 6,35 cm en fonte grise et en laiton. Le mélange de sable est préparé dans un mélangeur Carver "S" en ajoutant à 181,4 kg de sable (sable "E" de Whitehead Brothers ayant un AFS Number de 92,2), un mélange constitué de 4,76 kg de "ludox" HS-40 de Du Pont et de 4,.08 kg de dispersion aqueuse d'acétate de polyvinyle Gelva S-55L de Monsanto et 4,08 kg de brai (qualité "O" d'Ashland Chemicals). Après 5 minutes, on ajoute 12,25 kg de silicate de sodium N 9 de Du Pont et on continue l'opération de mélange pendant' encore 5 minutes. le mélange uniformément brun sous la forme d 'une poudre qui roule est ensuite déchargé dans une benne de stockage. On forme les noyaux en insufflant le mélange dans un modèle en acier comprenant deux tés de 6,35 cm et en le traitant avec du CO2 gazeux à 4,57 kg/cm2 pendant 3,5 secondes. les noyaux sont enlevés immédiatement du modèle et placés sur des plateaux de stockage. On forme 150 noyau en 18 minutes, pesant chacun 1020 grammes environ. On ne détecte pas du tout de fumées ni d'odeurs durant l'opération de mélange ou la préparation des noyaux et les noyaux ont une résistance mécanique suffisante pour manutention normale dans la fonderie. Ils ont une surface très lisse avec une dureté ZwS de 20 environ. On place les noyaux dans des moules en sable liés au moyen d'huile, enfermés dans des boites en acier et on coule de la fonte grise à- 148200 environ. On utilise 90 noyaux en quelques heures de préparation et on én conserve 58 pendant trois jours à une humidité relative de 25% environ et à 1800 environ. Les noyaux qui sont conservés pendant trois jours sont à la fois plus résistants et plus durs qu'immédiatement après leur formation. après la coulée, les noyaux sont refroidis presque à la température ambiante. On ne détecte pas d'odeurs désagréables durant la coulée du métal ou le refroidissement. Les noyaux sorct alors très peu résistants et le débourrage est facile, le sable se détachant parfaitement de la surface du métal. après nettoyage final par passage au tonneau à l'état humide et par grenaillage, les raccords en T ont une surface intérieure bien plus lisse que ceux obtenus dans la production normale en utilisant un liant silicate qui est une spécialité qu'on trouve dans le commerce. En plus du fait qu'ils ont une surface plus rugueuse, certains des tés formés en utilisant les noyaux préparés avec le liant du commerce ont encore du sable adhérant à la surface intérieure après le nettoyage. Deux des noyaux préparés comme décrit ci-dessus sont enduits par application au pinceau d'une bouillie constituée de 50% de zircon, de 20% de dispersion méthanolique d'acétate de polyvinyle (Gelva T7-E50 de Konsanto) et de 30% de méthanol. On laisse sécher l'alcool à l'air, laissant un enduit dur de zircon lié par l'acétate de polyvinyle. La-dureté mesurée est de 90 AFS et ne présente pas de changement après conservation pendant 3 jours à 25% environ d'humidité relative et à 180C environ. On place les noyaux dans des moules et on coule du laiton à 116000. Après refroidissement à la température ambiante, les noyaux s'affaissent facilement et le débourrage s'effectue facilement, le sable se détachant parfaitement de la surface du métal. On ne détecte pas du tout de fumées désagréables durant la coulée du métal et le refroidissement. La surface intérieure des tés en laiton est très propre et lisse. EXEMPLE 10 : Un liant silice amorphe-silicate de sodium-acétate de polyvinyle d'un rapport molaire SiO2/Na2O de 5:1 est formé directement sur le sable par addition d'un mélange uniforme stable de sol aqueux de silice d'un diamètre uniforme de par- ticules d'environ 12 nanomètres au sable, par mélange et, ensuite, par addition de silicate de sodium d'un rapport molaire SiO2/Na20 de 3,25:1 et par mélange pendant 2 minutes. On mélange 14,96 grammes de "Ludox" HS-40 de Du Pont (40,0 en poids de Si02) dans un bécher avec 16 g de dispersion aqueuse d'acétate de polyvinyle Gelva S-55L-de Monsanto (55% en poids d'acétate de polyvinyle) et on verse le mélange dans 740 g de sable Portage 515 dans un mélangeur Hobart "Kitchen-Aid" S45, qu'on fait -tourner au réglage de vitesse 2 pendant 2 minutes. On ajoute ensuite 40 g de silicate de sodium de la qualité N 9 de Du Pont (29% en poids de SiO2, 879/o en poids de Na20)'et on mélange pendant 2 minutes encore. Des échantillons standards ÂFS de 5,08 cm x 5,08 cm formés par- compactage, punis par traitement par du CO2 gazeux pendant -20 secondes à un débit de 5 litres par minute, sont mis à vieillir à environ 230C et 50% d'humidité, d'autres sont plongés dans des bains aqueux de finition à base d'acétate te de polyvi-nyle ou à base d-'acétate de polyvinyle-zircon et on les laisse sécher à l'air. Les échantillons traités avec les bains de finition sont mis à vieillir dans les mêmes conditions que les échantillons non traités. On détermine la résistance à la compresslon, la dureté scléronétrique et, dans certains cas, la résistance à la traction le jour de formation-des noyaux et après divers laps de temps. Les résultats sont présentés dans le tableau. TABLEAU - Exemple 10 Propriétés mécaniques en fonction du temps écoulé lors du stockage à 22,8 C # 1,1 C et à 50% d'humidité relative de noyaux en sable Portage 515 formés avec 5% de silicate de sodium, 1,94% de sol de silice, 2% de dispersion aqueuse d'acétate de polyvinyle, sans finition ou après revêtement avec diverses compositions de finition pour noyaux Composition de Propriétés mécaniques Durée du stockage finition pour juste après la fornoyaux mation 1 jour 2 jours 3 jours 1 2 1 semaine semaines mois Résistance à la compression, kg/cm2 12,0 12,0 5,6 14,1 18,3 21,1 Pas d'enduit Résistance à la 2,1 2,8 3,5 3,9 4,2 traction, kg/cm2 Dureté sclérométrique 35 50 50 50 50 Composition R.C. 10,6 20,4 30,9 aqueuse de fi Dureté 25 95 95 95 nition pourt noyaux à base d'acétate de polyvinyle-zircon (1 partie de Gelva S-55L de Monsanto; 1 partie de "Lite Off" A; 1 partie d'eau) Composition alcoo- R.C. 12,0 29,9 31,6 lique de finition Dureté 100 100 pour noyaux à base d'acétate de polyvinyle-ziroon (1 partie de Gelva V7-50 dilué avec du méthanol à 20% d'acétate de polyvinyle; 1 partie de "Lite-Off"A) TABLEAU - suite Composition de Propriétés mécaniques Durée du stockage finition pour noyaux juste après la for mation 1 jour 2 jours 3 jours 1 2 1 semaine semaines mois Composition aqueuse R.C. 12,0 19,3 22,2 de finition pour Traction 1,8 4,2 9,8 noyaux à base d'asétate de polyvinyle Dureté 100 100 100 (75% de Gelva S-55L dans H2O) Composition alcooli- R.C. 22,5 27,8 que de finition pour Dureté 100 100 noyaux à base d'acé tate de polyvinyle (75% de Gelva V7-M50 dans du méthanol) REVENDICA2IONS ~ 10 Une composition pour noyaux ou moules en sable comprenant de 85 à 97 parties en poids de sable de fonderie et de 3 à 15 parties en poids d'un mélange liant de silicate de sodium, de potassium ou de lithium ou de mélanges de ceux-ci avec de la silice amorphe, caractérisée en ce que le mélange liant contient un rapport molaire de la silice à l'oxyde de métal alcalin compris entre 3,5:1 et 10:1, la fraction de la silice totale qui est présente sous la forme de silice amorphe est comprise entre 2 et 50'%, et la silice amorphe a une grosseur de particules comprise entre 2 et 500 nanomètres environ. 2. Une composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau ou le moule contient, en outre, de 0,5 à 10n/o en poids d'argile ou d'alumine par rapport au sable. 3. Une composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau ou le moule contient de 0,5 à 4% en poids, par rapport au sable de fonderie, d'une matière carbonée. 4, Une composition selon la revendication 3, caractérisée en ce que la matière carbonée est du brai ou du noir de carbone. 5. Une composition selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle contient, en outre, de 1 à 6% en poids, par rapport au sable de fonderie, d'une solution-ou dispersion aqueuse d'un adhésif résineux filmogène. 6. Une composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'adhésif résineux filmogène est une dispersion aqueuse d'acétate de polyvinyle. 7. Une comp9sition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau ou le moule contient, en outre, de 1 à 6% en poids, par rapport au sable de fonderie, d'une solution ou dispersion aqueuse d'un adhésif résineux filmogène. 8. Une composition selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'adhésif résineux filmogène est une dispersion aqueuse d' acétate de polyvinyle. 9. Une composition selon la revendication 7, caractéri sée en ce que l'adhésif résineux filmogène est une dispersion aqueuse de copolymère acétate de vinyle-éthylène.