Brevet FR2302800A1 — publié le 19761001

La présente invention concerne le domaine de la fonderie et a notamment pour objet un procédé de préparation de moules en céramique pour la coulée de métaux. Pour fabriquer les moules en céramique on emploie des matériaux tels que la chamotte, la dunite, le corindon, etc., qui, étant alliés à des liants appropriés, sont doués d'une résistance à la chaleur suffisante et ne sont pas enclins à la fissuration aux hautes températures. Toutefois, le matériau le plus répandu et le moins cher pour la fabrication des moules en céramique eSt le quartz, mais celui-ci subit, lors du chauffage, des transformations polymorphiques donnant une augmentation notable du volume du matériau constituant les moules en céramique lors de leur traitement thermique -cuisson et préchauffage - ce qui provoque la déformation et la fissuration des moules. On peut aussi utiliser pour la fabrication des moules en céramique des enrobages poreux composés d'une ou de plusieurs couches obtenues à partir d'une suspension moussée de réfractaire ou d'une suspension de réfractaire mélange à des additions organiques qui brûlent lors de la cuisson ultérieure en formant ainsi des pores s'opposant à la microfissuration. On connaît un procédé de préparation de moules en céramique pour la coulée de métaux > (voir Sokol I.B. "'a cuisson et le remplissage des moules réfractaires fabriqués suivant des modèles fusibles", dans le recueil "Interaction du moule et du moulage", Moscou, AN SSLiR, t962, P. 326-331), dans lequel les moules en céramique sont cuits à une température de 850 à 9000C. La cuisson achevée, on noie le moule avec un matériau pulvérulent chauffé jusqu'à une température de 600 à 8500C et l'on serre ce matériau. Ceci termine la préparation des moules en céramique pour la coulée du métal. Dans ce procédé connu, lors de la cuisson des moules, divers défauts peuvent apparattre : fissuration, ruptures. Ces défauts sont surtout propres aux moules fabriqués avec un matériau quartzeux. Lors du noyage avec un matériau pulvérulent des moules en céramique portés à une température de 850 à 900cl, il est difficile de contr8ler leur qualité avant la coulée, d'éliminer les défauts et de mettre au rebut les moules endommagés ; il en résulte l'éventualité de coulée du métal dans des moules défectueux et des rebuts de moulages. Quand les moules sont noyés extérieurement avec un matériau pulvérulent et quand ce matériau est serré, il peut pénétrer dans le moule à travers les fissures et les ruptures des moules ; d'autre part, le métal liquide peut s'échapper du moule à travers les fissures. Ta fuite du métal rend possible la formation sur les moulages de bavures et de bourrelets dont l'élimination implique des opérations supplémentaires de nettoyage des moulages, ce quisaugnente leur-prix -de-irevient,. la -présence de fissures et ltéventualit de pollution de l'empreinte des moules conduit aussi à des rebuts de moulages et, par conséquent, à l'augmentation du prix de revient des produits L'objectif de l'invention est donc de créer un procédé de préparation de moules en céramique pour la coulée de métaux, prévoyant des opérations et une séquence d'exécution de ces opérations telles, quelles permettraient de préparer des moules de haute qualité, sans défauts, ce qui à son tour, améliorerait la qualité des moulages fabriqués dans ces moules et abaisserait le prix de revient de ces moulages. Ta solution consiste en un procédé de préparation de moules en céramique pour la coulée de métaux, dans lequel les moules sont cuits puis noyés extérieurement avec un matériau pulvérulent chauffé jusqu'à une température de 600 à 8500C qui est ensuite serré, procédé dans lequel, d après l'invention, avant leur noyage avec le matériau pulvérulent, on fait refroidir les moules cuits en céramique jusqu'à une température de 30 à 600C, et après serrage du matériau pulvérulent on y laisse séjourner les moules pendant 10 à 40 minutes. le refroidissement des moules jusqu'à une température de 30 à 600C après la cuisson permet d'effectuer l'examen visuel des moules cuits et d'éliminer les défauts constatés avant leur noyage. avec le matériau pulvérulent, en supprimant ainsi l'éventualité de rebuts de moulages. Ceci augmente le nombre de moulages de haute qualité et abaisse leur prix de revient comparativement à celui des moulages fabriqués dans des moules préparés par la méthode connue. Le séjour du moule refroidi pendant 10 à 40 minutes dans le matériau pulvérulent serré, qui est chauffé jusqu'à une température de 600 à 8500C, permet de réchauffer le moule jusqu'à la température nécessaire avant la coulée du métal. Ceci affaiblit le choc thermique lors de la coulée du métal dans le moule, et prévient la macrofissuration, ainsi que la destruction des moules. Pour mieux expliquer l'essentiel de l'invention, on donne plus bas la description d'un exemple non limitatif de mise en oeuvre du procédé de préparation de moules en céramique pour la coulée de métaux. Le procédé faisant l'objet de l'invention est mis en oeuvre comme suit. Les moules séchés et débarrassés de la matière à modèle sont cuits par chauffage jusqu'à une température de 850 à 9000C et-Séjouine à cette température pendant t5 à 20 mn. Durant la cuisson des moules en céramique, les restes de matière à modèle et les additions organiques brûlent et des inactions à haute température se déroulent, en assurant la formation de la structure du matériau du moule. Les moules cuits sont lentement refroidis jusqu'à une température de 30 à 600C, Après refroidissement on examine les moules, on élimine leurs défauts et l'on met au rebut les moules ne pouvant être réparés. Les moules non endommagés et les moules réparés sont placés dans des chassies et noyés avec un matériau pulvérulent chauffé jusqu'à une température de 600 à 8500C, En tant que matériau pulvêrulent on emploie la chamotte, le quartz, la dunite, à granuliétrie de 0,5 à 10 mm. Après noyage des moules placés dans les châssis avec le matériau pulvérulent, on serre ce matériau à l'aide de vibrateurs pendant 10 à 40 secondes, afin de créer une couche d'appui compacte autour des moules. Les moules froids sont alors maintenus pendant 10 à 40 minutes dans le matériau pulvérulent serré, chauffé jusqu'à une température de 600 à 850OC. Ce séjour des moules refroidis pendant 10 à 40 minutes dans le matériau pulvérulent chaud permet d'assurer leur réchauffage jusqu'à la température nécessaire avant la coulée du métal, ce qui affaiblit le choc thermique lors de la coulée du métal, et d'éviter ainsi la rupture et la fissuration des moules. Plus bas sont décrits quelques exemples concrets mais non limitatifs illustrant le procédé faisant l'objet de l'invention. 3IEMPLE; 1. Matériau du moule : base = quartz, liant = silicate d'éthyle. Température du matériau pulvérulent, en qualité duquel on utilise le quartz : 600 C. Durée de séjour du moule refroidi dans le matériau pulvérulent chauffé jusqu'à 6000C : 10 minutes. Température atteinte par le moule au bout de 10 minutes: 4500C. EXEMPTE 2. Matériau du moule : base = quartz, liant = silicate d'éthyle. Dans cet exemple on peut aussi bien utiliser en tant que liant un verre soluble traité au chlorure d'aluminium. Température du matériau pulvérulent, en qualité duquel on utilise la dunite : 700OC. Durée de séjour du moule refroidi dans le matériau pulvérulent chauffé jusqu'à 7000C : 20 minutes. Température atteinte par le moule au bout de 20 minutes : 5500cl EXEXPIE 3. Matériau du moule : base = dunite, liant = silicate d'éthyle. Température du matériau pulvérulent, en qualité duquel on utilise la chamotte : 8000 C. Durée de séjour du moule refroidi dans le matériau pulvérulent chauffé jusqu'à 8000C : 20 minutes Température atteinte par le moule au bout de 20 minutes: 650 C. EXEMPIE 4. Matériau du moule : base = dunite, liant = silicate d'éthyle. Température du matériau pulvérulent, en qualité duquel on utilise le quartz : 8000C. Durée de séjour du moule refroidi dans le matériau pulvérulent chauffé jusqu'à 8000C : 40 minutes. Température atteinte par le moule au bout de 40 minutes : 500 C. Le procédé proposé permet d'effectuer l'examen visuel des moules avant de les noyer extérieurement avec le matériau pulvérulent et d'éliminer dès ce stade les défauts constatés, en supprimant ainsi l'éventualité de rebuts de moulages. Le procédé permet aussi d'accrortre la productiarJlle moulages de haute qualité, en abaissant ainsi leur prix de relient comparativement à celui des moulages fabriqués dans des moules préparés par le procédé connu. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et reFrésentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, Si célles-ci sont exécutées suivant son-esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de moules en céramique pour la coulée de métaux, du type dans lequel les moules sont cuits puis noyés extérieurement avec un matériau pulvérulent chauffé jusqu'à une température de 600 à 8500C qui est ensuite serré, caractérisé en ce que, avant leur noyage avec le matériau pulvérulent, on fait refroidir les moules en céramique jusqu'à une température de 30 à 6O0C, et, après serrage du matériau pulvérulent, on y laisse séjourner les moules pendant 10 à 40 minutes. 2. Moules en céramique, caractérisés en ce qu'ils sont préparés conformément au procédé faisant l'objet de la revendication le