Brevet FR2305254A1 — publié le 19761022

L'invention a pour objet un sable de moulage et à noyaux ainsi qu'un procédé pour son durcissement rapide On connait un sable de moulage et à noyaux ainsi qu'un procédé de durcissement de ce sable, entre autres, d'après la demande de brevet française NO 72 20 141. Ce sable comprend, dans se composition, outre du sable siliceux et du naphte ajouté, un liant qui est une solution concentrée de polystyrène et d'adsorbants. Le procédé de durcissement du sable de moulage suivant la demande mentionnée ci-dessus consiste à souffler un gaz nontoxique dans le sable. Des essais ultérieurs ont montré que du sable de moulage ou à noyaux ayant une nouvelle composition et durci suivant un nouveau procédé présente de meilleurs effets techniques et écognomiques. Selon l'invention, le sable de moulage ou à noyaux à base de sable de fonderie, qui est arbitrairement choisi, et est par exemple, à base de sable siliceux, comporte comme liant des adhésifs tels que : le poly(acétate de vinyle), le poly(méthacrylate de méthyle), le polyéthylène, la cellulose, éventuellement leurs dérivés ou leurs mélanges, et un solvant organique tel qu'un hydrocarbure aliphatique ou aromatique, un alcool, un dérivé halogéné d'un hydrocarbure, un ester, une cétone et les produits similaire s. On peut introduire l'adhésif et le solvant soit séparément soit à l'état dissous. Le liant est ajouté au sable de moulage à une concentration de 10 à 90 %. En dehors des adhésifs et du solvant, on introduit dans le sable selon l'invention, des adsorbants, par exemple des zéolithes ou/et des absorbants, par exemple, le glycol, des alcools aliphatiques supérieurs en quantité inférieure à 10 parties en poids par rapport au sable de fonderie arbitrairement choisi, et de préférence en quantité au maximum égale à 1 partie en poids de matières pulvérulentes de grande surface spécifique, telles que : de la poussière de charbon, des oxydes de métaux, de la poussière d'aluminium et les produits similaires et/ou le verre soluble. On ajoute au sable le liant à raison de 1 à 10 parties en poids pour 100 parties en poids du sable de fonderie. Suivant l'invention, le procédé de durcissement du sable consiste à éliminer le solvant volatile de ce sable en produisant une différence de pression, par exemple en soufflant sur le sable un gaz non-toxique arbitrairement choisi, de préférence l'air ou de ses composantes, sous une pression de 0,2 à 6 atmosphères, à la température ambiante, pendant plus de 5 secondes, ou en évacuant ce solvant sous vide, ou bien en appliquant simultanément le soufflage de gaz et l'élimination sous vide. Le temps d'élimination de ce solvant volatile contenu dans le sable, ce qui est nécessaire pour sa solidification complète, dépend de la taille du noyau ou du moule et du degré de complexité de la forme. Le sable de l'invention possède d'excellentes propriétés techniques. Le sable et son procédé de durcissement peuvent être appliqués à la production de moulages unitaires ainsi que dans la production en série. L'invention trouve son application dans la fabrication de moules et des noyaux pour le moulage des matières plastiques et du métal avec utilisation d'un outillage de bois. Suivant le procédé de l'invention, on peut fabriquer des noyaux remplis ou creux (noyaux carapacés) et le sable non durci de l'intérieur du noyau peut être utilisé dans la production de noyaux ultérieurs. Les noyaux réalisés selon l'invention subissent, après la coulée de fonte, la brûlure y compris les portées; le sable des noyaux débourrés ne nécessite alors aucun traitement de récupération. On a démontré que le sable des noyaux débourrés fabriqués suivant l'invention possède une influence favorable et rafra- chissante sur le sable de moulage synthétique, bentonitique. A titre d'exemple, le sable selon l'invention peut être préparé de la façon suivante : Exemple I On ajoute à 100 parties en poids de sable olivineux, mélangé avec 1 partie en poids de zéolithe, 2 parties en poids de polystyrène et 0,5 partie en poids de poly(acétate de vinyle) à ltétat pulvérulent. Après avoir agité, on introduit 5 parties d'acétate d'éthyle et on agite de nouveau dans un mélangeur pendant environ 2 minutes. Â partir du sable ainsi préparé, on réalise un noyau ou un moule qui subit ensuite un durcissement par évacuation du solvant volatile sous vide. Le solvant ainsi récupéré (dans ce cas, il s'agit de l'acétate d'éthyle), peut être de nouveau utilisé, après condensation, dans la production ultérieure. Exemple Il On ajoute à 100 parties en poids de sable siliceux, réchauffé jusqu'à une température d'environ de 1000C, au maximum 3 parties en poids de poly(acétate de vinyle) pulvérisé en agitant fortement dans un mélangeur dans le but d'enrober les grains de sable de poly(acétate de vinyle) fondu. Ensuite, on mélange ce sable enrobé refroidi, dans un mélangeur, avec au maximum 8 parties en poids de trichloroéthylène pendant environ 2 ninutes. A partir du sable ainsi préparé, on réalise un noyau que l'on durcit ensuite par évacuation du solvant volatile, en utilisant, dans ce but, un soufflage de gaz sous pression qui entre à une extrémité du noyau, l'autre extrémité de ce noyau étant raccordée au vide. On donne ci-après des exemples de composition de sable selon l'invention t Exemple III sable zirconeux - 100 parties en poids naphte - 0,5 partie en poids solution de poly(méthscry- late de méthyle) dans le trichloréthylène (concentration de 15 %) - 5 parties en poids Exemple IV sable siliceux - 100 parties en poids poly(acétate de vinyle) - 1,5 partie en poids acétate de vinyle - 5 parties en poids Exemple V sable siliceux - 100 parties en poids oxyde de magnésium - 1 partie en poids solution de polystyrène et de poly(acétate de vinyle) (3 :: 1) dans l'acétate d'éthyle (concentration de 25 %) - 4 parties en poids Exemple VI sable siliceux enrobé de poly(acétate de polyvinyle) pulvérisé - 100 parties en poids zéolithe x - 0,5 partie en poids benzène - 8 parties en poids Exemple VII sable olivines - 100 parties en poids solution de polystyrène et d'éthylcellulose (5:1) dans le trichloroéthylène (concen tration de 20 %) - 4 parties en poids Exemple VIII sable zircones - 100 parties en poids silic agel - 3 parties en poids solution de polystyrène et de polyéthylène (10: :1) dans l'acétone (concentration de 22*) - 5 parties en poids Exemple IX sable siliceux - 100 parties en poids verre soluble - 1 partie en poids solution de polystyrène dans le trichloroéthylène (concentration de 30 %) - 5 parties en poids r R E V z N D I C A ? I O N S 1.- Sable de moulage et à noyaux réalisé à base d'un sable de fonderie arbitrairement choisi, caractérisé en ce qu'il ren ferme, dans sa composition, un liant formé, d'une part, d'un adhésif tel que le poly(acétate de vinyle) ou/et le poly(méthacrylate de méthyle) ou/et le polyéthylène ou/et la cellulose, ou/et éventuellement leurs dérivés et, d'autre part, d'un solvant organique choisi parmi les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques, les dérivés halogénés des hydrocarbures, les esters, les cétones et les produits similaires à une concentration de 10 à 90 g. 2o- Sable de moulage et à noyaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte dans sa composition, en plus d'un adhésif ajouté à raison de 0,1 à 10 parties en poids, des adsorbants et/ou des absorbants en quantité inférieure à 10 parties en poids et une matière pulvérulente ayant une grande surface spécifique telle que la poussière de charbon, les oxydes de métaux, la poussière d'aluminium et les produits similaires à raison au maximum, de 1 partie en poids pour 100 parties en poids de sable, et/ou de verre soluble en quantité inférieure à 7 parties en poids pour 100 parties en poids de sable 30- Procédé de durcissement du sable de moulage et à noyaux selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on élimine d'un moule ou d'un noyau moulé le solvant volatile en lui appliquant une différence de pression. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la différence de pression est obtenue en évacuant le solvant volatile sous vide. 5.- Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la différence de pression est obtenue en soufflant un gaz non-toxique arbitrairement choisi.