Brevet FR2464766A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un moule ou noyau de fonderie en matériau granulaire et/ou fibreux, avec du silicate de sodium, ou du silicate de potassium comme agent liant. Le silicate de sodium ou de potassium, appelé ci-après silicate alcalin, a été utilisé pendant longtemps pour la fabrication des moules ou noyaux, par exemple en sable dans la fonderie. Les moules et les noyaux sont trempés à la température ambiante au moyen d'agents durcissants mélangés ou par soufflage de C020 Cependant, une telle fabrication nécessite une teneur relativement élevée en agents liants pour atteindre une résistance suffisante. En outre, l'utilisation d'un silicate alcalin comme agent liant amène plusieurs autres inconvénients, dont on peut particulièrement mentionner ceux qui suivent réduction de la nature réfractaire des moules et noyaux, mauvaise désintégration des moules et noyaux après coulée, faible pourcentage de récupération du matériau des moules et noyaux usés (sable de moulage). Ces inconvénients ont limité jusqu'à maintenant l'utilisation des silicates alcalins pour la fabrication des moules ou noyaux. Pour la fabrication des noyaux avec des agents liants organiques, habituellement des résines, un matériau (par exemple un acide) est mélangé pour servir d'agents durcissants et les boîtes à noyaux ou les noyaux sont chauffés à une température comprise entre 250 et 300 C. Les noyaux fabriqués de cette façon donnetlieu à une production sensible de gaz aussi bien pendant la fabrication du noyau que pendant la coulée subséquente, rendant ainsi l'environnement peu propice Par ailleurs, une telle fabrication des noyaux nécessite relativement beaucoup d'énergie. La présente invention a pour objet de réduire les inconvénients ci-dessus et se rapporte à un procédé de fabrication d'un moule ou noyau de fonderie en un matériau granulaire et/ou fibreux avec du silicate de sodium ou du silicate de potassium comme agents liants. Selon la présente invention, on ajoute une substance tensio-active lors du mélange du matériau, et le noyauwnnILe est chauffé à une température comprise entre 110 et 1800C. En ajoutant, selon l'invention, une substance tensioactive au matériau du moule et en chauffant le moule ou le noyau à une température comprise entre 110 et 1800C, il est possible de réduire la quantité ajoutée du silicate alcalin, en comparaison avec la quantité traditionnellement utilisée, sans diminuer ainsi la résistance à la dureté de surface du moule ou noyau. Cela implique que les moules et noyaux peuvent être encore manipulés et stockés sans difficulté , et que les moules et noyaux présentent également une résistance satisfaisante à la chaleur et aux contraintes mécaniques pendant la coulée. Du fait de la faible teneur en silicate alcalin, la désintégration après coulée est très bonne. La coulée, en outre, est protectrice vis-à-vis de l'environnement, parce que des gaz néfastes à la santé ne so produi quten faible quantité.La chaleur par rayonnement lors de la fabrication des noyaux est modérée, et la consommation d'énergie est faible. Grâce au processus rapide, le procédé permet la production en série, surtout, des noyaux. Au matériau du moule ou du noyau,àeroeajitun silicate alcalin liquide, au rapport (rapport molaire) SiO2/Na20- de 0,5 à 3,5 en une quantité relativement faible et une substance tensio-active sous forme d'un tenside, d'une huile de silicone, d'une émulsion de silicone oudkn siliconate. Afin de pouvoir maintenir au minimum la quantité de l'agent liant et d'obtenir une désintégration optimale après coulée, on utilise, par exemple, un silicate de sodium avec certains additifs qui sont a) des substance tensio-actives comme des tensides, de silicones (huiles, émulsions) ou des siliconates ( par exemple le Berol 305, marque déposée, rhodorsil E55,marque déposée1 et respectivement Tegosivine, marque déposée)0 b) des agents de désintégration et des agents formant la dureté de surface sous forme de dérivés de sucre qui sont habituellement traités afin de rester stables dans des solutions de silicate de sodium. La présente invention sera décrite ci-après en plus de détails en se référant aux exemples qui suivent.0n notera que la quantité traditionnelle jusqu'à maintenant du silicate alcalin en calculant sur la quantité de sable, est de 3 à 5% au plus. 1) On a préparé un mélange de sable de I ,5% de silicate de sodium (rapport 2,7) en calculant sur la quantité de sable et de 0,015 d'une émulsion de silicone (35%). De ce mélangei on a fabriqué des éprouvettesoylindriques d'une hauteur de 50 mm et d'un diamètre de 50 mm. Les éprouvettes ortété trempées à 1500C et testées sous pression après refroidissement. On a obtenu des résistances à la compression de 500-600 N/cm2. Un essai sans addition de silicone donna des résistances à la compression n'atteignant que 80-90 N/cm20 A une teneur en silicate de sodium de 2% et 0,02% de l'émulsion de silicone, on peut obtenir des résistances à la compression de l'ordre de 800 N/cm tandis que pour l'essai témoin, on obtient environ 550 N/cm2. 2) On a chauffé une boite à noyaux 1500C dans un moyen de formation de noyaux dans une fonderie pour matériel automobile. Un mélange pour noyaux fut préparé de sable (dimension moyenne du grain 0,25 mm) et de 2,5% d'un agent liant selon ce qui précède. Le mélange du noyau fut introduit dans la machine et le noyau fut soumis à un tir à une pression telle que l'on obtient un bon- degré de tassement, normalement 400-700 kPa (4-7 kg/cm). On fait durcir les noyaux à la chaleur dans la boite pendant 20 à 60 secondes selon l'épaisseur, (10-50 mm) ensuite ils étaient prêts pour la coulée. 3) Une fabrication de noyaux fut edmepise selon ce qui précède.Cependant, les noyaux étaient plus épais et par conséquent de l'air chaud (110-1500C) fut également soufflé dans la boite à noyaux. Il fut possible de cette façon de fabriquer des noyaux tout à fait satisfaisants en moins de 60 seconde; 4) La fabrication des noyaux fut effectuée selon 3. Cependant, l'air chaud fut remplacé par du gaz C02. De cette façon également on put fabriquer des noyaux très satisfaisants. Jusqu'à présent, cela n'était pas possible auxteneuen silicate alcalin ci-dessus décrites. 5) La fabrication des noyaux fut effectuée selon 3, mais en remplacant une partie de l'air chaud par CO2. On obtint des noyaux tout à fait satisfaisants. 6) La fabrication des noyaux fut effectuée selon 4. Cependant, dans ce cas liant se composait ae 3% (en poids)de silicate de sodium pur 49 Bé, à un rapport de 2,7 et de 1% en poids d'un dérivé de sucre, c'est-à-dire que la quantité totale de l'agent liant était de 4%. Les noyaux montraient une bonne dureté de surface. Cependant, la désintégration après coulée est quelque peu plus mauvaise que pour 2,3 et 4 ci-dessus. 7) La fabrication des noyaux fut effectuée selon 3, mais avec addition de 7 à 10% d'un agent durcissant d'ester d'un type habituel. Le noyau peut ainsi être séché totalement plus rapidement, ce qui est valable pour la fabrication de grands moules et/ ou noyaux. Les expériences ont montré que la teneur en substance tensio-active ne devait pas dépasser 0,1% en calculant sur la quantité pondérale du matériau, et que cette teneur devait de préférence se trouver entre 0,0001 et 0,1%. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés 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 cellesci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un moule ou noyau de fonderie en un matériau granulaire et/ ou fibreux avec du silicate de sodium ou du silicate de potassium comme agents liants, caractérisé en ce que le silicate de sodium ou de potassium est ajouté au mélange du matériau en une quantité de 1 à 3 % en calculant sur la quantité pondérale du matériau et en ce qu'une substance tensioactive est ajoutée en une quantité ne dépassant pas 0,1% en calculant sur la quantité pondérale du matériau et en ce que le noyau ou moule est chauffé à une température comprise entre 110 et 1800C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la subtance tensio-active précitée est un tenside de l'huile de silicone, une émulsion de silicone ou un siliconate; de préférence une émulsion de silicone. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise une boite à noyau qui est chauffée à 110-1800C. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait souffler de l'air chaud sur le noyau précité, à une-température de 110 à 800C. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on souffle sur le noyau, CO2 avec ou sans air chaud supplémentaire. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que le moule ou noyau précité est formé de la masse du noyau, respectivement, du moule ou est ajouté un agent durcissant d'ester. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le silicate de sodium ou de potassium à un rapport moafre compris entre 2 et 3