Brevet FR2362686A1 — publié le 19780324

La présente invention concerne la fabrication des moules et noyaux de fonderie à base de sable constitués par un sable aggloméré avec un agglomérant d'un type quelconque. Ces noyaux doivent présenter différentes caractéristiques mais ils doivent essentielle ment, au moins après coulée du métal, comporter des vides qui facilitent l'échappement des gaz engendrés par la combustion du liant et l'évaporation de l'eau constitutive non évacuée pendant le séchage du moule ou noyau, qui assurent aux noyaux, après coulée du métal, une certaine compressibilité afin d'autoriser, sans apparition de tensions internes dans la pièce coulée, le retrait du métal au refroidissement et qui enfin facilitent le décochage, c'est-à-dire la destruction du moule et du noyau pour leur séparation de la pièce moulée après refroidissement complet. Jusqu'ici on a, pour atteindre ce but, introduit dans les mélanges de sables destinés à la fabrication des moules et noyaux des matières organiques naturelies ou synthétiques qui sont détruites ou brulées sous l'action des fortes températures auxquelles est portée la masse du moule ou du noyau, lors de la coulée, sous l'influence de la haute température du moule. Ces matières organiques étaient par exemple constituées par de la sciure ou de la farine de bois, des billes de polystyrène expansé ou non, des produits amylacés, du brai, etc. Ces additifs présentent l'inconvénient, tout d'abord, de ne créer les vides permettant l'évacuation des gaz que lorsque la température au point où se trouvent les éléments individuels a atteint leur température de combustion ou de destruction. Or le mélangé de sable pour moules et noyaux présente d'assez bonnes caractéxistiques d'isolation thermique et le gradientde température décrort relativement rapidement de la surface en contact avec le métal vers l'intérieur et, au moins dans la phase initiale de la coulée, il risque de subsister des couches compactes susceptibles de former barrières l'échappement des gaz.De plusrla combustion de ces matières organiques nécessite un certain volume d'oxygène et elle est d'autant plus difficile qu'il nly a pas de pores ou cavités et d'air occlus à l'intérieur de la masse du moule ou noyau. En outre celles des matières qui sont compactes comme la sciure de bois et analogues dégagent à la combustion un volume de gaz relativement important par rapport au volume de la cavité qui va être créée, on peut dire que leur rapport capacité à la format m d'un vide à volume de gaz dégagé est faible, ceci d'autant plus que la mise en oeuvre de ces matières organiques nécessite en général un surplus de liant qui conduit lui-même à un dégagement accru de gaz.En outre, les gaz dégagés par certaines matières organiques de synthèse sont très nocifs et les produits résiduels de la combustion, qui sont d'autant plus importants que la matière organique est plus massive, s'accumulent dans le sable et empêchent sa réutilisation. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et elle a pour objet l'utilisation nouvelle comme agent de décrochage, c'est-à-dire comme matière organique de charge dans les mélanges de sable pour moules et noyaux de fonderie, des fibres de bois défibré granulées par un procédé connu. Ces fibres sont obtenues en défibrant mécaniquement le bois, en présence de vapeur d'eau, l'aide d'un défibreur à disques, puis en faisant passer la pâte obtenue-dans un séparateur pour séparer les fibres de la vapeur. Elles ont quelques microns de diamètre et une longueur de 2 à 6 mm. Ces fibres sont ensuite soumises à une granulation dans un granulateur ,ce qui donne des pelotes de fibres ayant une granulométrie allant du millimètre à quelques millimètres présentant une très faible densité en vrac de 50 à 80 kg/m3 et un taux de compressibilité en vrac très élevé pouvant atteindre 70% sous une pression de 6 bars. Du fait de leurs caractéristiques physiques et mécaniques ces fibres se comportent comme un granulé et elles se dispersent tres facilement à sec dans le sable. la sciure de bois et les billes de polystyrène constituent des masses ne comportant pas d'air occlus et elles ne sont pas par elles-mêmes perméables à l'air. Le liant assure la liaison entre ces masses et les grains de sable mais, notamment avant combustion ou décomposition, la porosité et la compressibilité du moule ou du noyau restent sensiblement celles du sable. Les matières amylacées et le brai donnent des couches d'enrobage plus ou moins continues qui lors du tassage des moules et noyaux tendent à s'amasser dans les vides entre grains. La perméabilité et la compressibilité après combustion restent de ce fait sensiblement égales à celles d'un sable simplement aggloméré.Par contre, du fait de leurs caractéristiques physiques, les fibres granulées se dispersent entre les grains du sable d'une manière sensiblement analogue à la sciure de bois et aux billes de polystyrène de granulométrie correspondante mais,à la différence des matières antérieurement utilisées dans le même but,les vides granulométriques existant entre les grains de sable et occupés par les fibres granulées maintiennent entre les fibres entremêlées un fort pourcentage d'air Il existe donc un volume d'air occlus important qui facilite la combustion des fibres. Du fait de leur très faible densité, le pourcentage en poids des fibres de bois défibré granulées peut être compris entre 0,3-et 2% du poids du sable. Selon une autre caractéristique et pour rendre les fibres hydrophobes de façon à réduire la reprise d'humidité lors du stockage des moules et noyaux,celles-ci sont soumises à une imprégnation avec des matériaux hydrophobes. A titre d'exemple, la composition d'un mélange de sable pour fonderie peut être la suivante, en poids, Sable 96,5% Fibres de bois défibré granulées 0,52 Silicate de soude 3,0% Lors de sa mise en oeuvre le mélange de sable et de fibres de bois granulées est tout d'abord mélangé à sec puis il est malaxe avec le silicate de soude et mis en place et tassé dans les boItes à noyaux ou formes pour moule, après quoi on injecte dans la masse du gaz carbonique pour provoquer le durcissement du liant. Ce processus de mise en oeuvre peut être modifie en fonction du liant utilisé. REVENDICATIONS -1. - Un agent de decochage pour moules et noyaux de fonderie du type constitué par une matière organique de charge ajoutée au sable caractérisé en ce qu'il est constitué par des fibres de bois défibré granulées. 2.- Un agent de décochage pour moules et noyaux de fonderie selon la revendication 1 caractérisé en ce que les fibres sont imprégnées au préalable avec un matériau hydrophobe. 3,- Un sable pour moules et noyaux de fonderie caractérisé en ce qu'il contient 0,3 à 2% en poids de fibres de bois défibré granulées.