Brevet FR2654655A1 — publié le 19910524

Ces ameliorations concernent l'utilisation de trois matériaux A, B et C en remplacement partiel ou total de matériaux traditionnels utilisés actuellement, sous la forme de poudre et/ou de grains calibrés dans la mise en oeuvre de barbotines coulables ou semi-coulables ainsi que pour le moulage en carapace dit "modèle perdu" et de tous autres procédés de moulage. Le matériau A est un matériau naturel expansé, isolant, ressemblant à du mica, utilisé sous la forme de poudre de 30 à 80 microns ou de grains de 0,1 à 8 millimètres aux caractéristiques suivantes : masse volumique apparente 100 kg environ au m3, point de fusion 13000. Le matériau B est une roche volcanique, siliceuse, de la famille des rhyolithes perlitiques, expansée, utilisée sous la forme de poudre de 30 à 80 microns ou de grains de 0,1 à 8 millimètres aux caractéristiques suivantes : masse volumique apparente 55 kg (+ 10) au m3, point de fusion 1100 . Le matériau C est un polystyrène utilisé sous forme de billes ou de perles de 0,5 à 6 millimètres aux caractéristiques suivantes : masse volumique apparente 25 kg environ au m3, matière gazélfiable à la chaleur. Par rapport aux matériaux silico-alumineux employés habituellement, les matériaux A, B, C se caractérisent par une augmentation de l'isolation thermique des moulages. Les matériaux A et B, très isolants de par leur nature, évitent la déperdition de chaleur lors de la coulée du métal. Le matériau C s'autodétruit à la chaleur en se gazéifiant, ce qui procure une structure alvéolaire du moulage apportant ainsi une isolation thermique. De ce fait, l'utilisation des matériaux A, B et C assure la venue de pieces de précision, ouvragées brutes de fonderie avec plus de securité. Sur le plan métallurgique, cet avantage thermique permet de couler un métal à sa juste température de fusion, c'est-à-dire sans surchauffe, ce qui limite les risques de formation d'oxydes, de modifications de structure du metal. Par ailleurs, un métal surchauffé provoque une érosion ou une métallisation du moule, ce qui affecte l'état de surface de la pièce. Cet avantage thermique donne au fondeur la possibilité de couler un métal dans un moule dont la temperature serait inférieure de 20 à 90 % par rapport à la normale. Ce qui caractérise aussi les matériaux A, B, C sont leurs faibles densités. En se référant aux minéraux utilisés habituellement, le rapport masse volumique apparente au mètre cube varie de 1 à 10. Les principaux types de moulage et procédés peuvent avantageuse ment utiliser les matériaux précités en moulage en carapace dit "modèle perdu", les matériaux A et B peuvent être ajoutés dans la composition des barbotines de contact et/ou de renfort sous la forme de poudre de 30 à 80 microns et/ou de grains calibrés dans une proportion de 1 à 100 %. Les pourcentages et le choix de A ou de B dépendent de l'alliage et de la massivité de la pièce à couler. Compte tenu de leur faible densité, les matériaux A, B, C sous forme de grains de 1 à 4 millimètres peuvent être employés en premier stuccage (saupoudrage) sur une barbotine de contact, ce qui ne peut être fait avec les matériaux usuels. Cette qualité physique élimine le risque de piquage de la cire, de plus elle assure un meilleur accrochage entre chaque opération d'enrobage.De ce fait, une carapace peut être réalisée entièrement avec des grains de même granulométrie, de 1 à 2 ou de 2 à 4 millimètres. Sur le plan fabrication, toutes les combinaisons de stuccage (saupoudrage) sont possibles. C'est ainsi que pour la coulée de certaines pièces en alliage ferreux, l'on peut conserver une ou plusieurs opérations de stuccage traditionnel avant d'utiliser les matériaux A, B ou C. En moulage monobloc, les matériaux A et B sous forme de poudre et/ou de grains calibrés peuvent être ajoutés dans la proportion pondérale de 1 à 50 % dans la composition de barbotines liees au silicate d'éthyle... Cette addition a pour but d'améliorer l'isolation thermique, l'allègement ainsi que les caractéristiques physiques et mécaniques du moulage : perméabilité, resilience, décochage. En moulage au plâtre, les matériaux A et/ou B sous forme de poudre et/ou de grains calibres peuvent être additionnés dans la composition des barbotines dans la proportion volumétrique de 10 à 80 %. A titre d'exemple Matériau A et/ou B - grains de 0,1 à 2 mm 30 à 60 % A et/ou B - poudre de 30 à 80 p 0 à 20 % Poudre silico-alumineuse ou minéraux divers (30 à 80 Ci j 15 à 35 % Agents tensio actifs 0,10 à 0,30 % Plâtre ti et/ou ss 15 à 30 % Le matériau C sous forme de perles de 0,5 à 6 millimètres peut être additionné dans la composition des barbotines dites de renfort. Cette addition a pour but principal d'augmenter l'isolation thermique du moulage et d'en réduire son poids. En moulage sur forme prefabriquée, stabilisée, utilisée dans le moulage de précision. Il consiste à couler une barbotine, type céramique, liée au silicate d'éthyle entre le modèle et un moulage tiré d'épaisseur, préfabriqué, séché ou fritté. Cette préforme sera réalisez avec les matériaux A, B, C en remplacement des minéraux (silico-alumineux) dans leur totalité ou partiellement. Le but principal recherche est d'alleger le moulage de ces préfabriqués dans un rapport minimum de 1 à 5. A titre d'exemple, formulation volumétrique Matériau A ou/et B grains de 1 à 8 millimètres 40 à 90 % Poudre silico alumineuse ou autres mineraux (30à80 V ) 0 à 35 % Silicate de soude 10 à 25 % En moulage classique, ce type de moulage à base de sable siliceux ou de minéraux divers, agglomérés avec des liants synthetiques dits de prise à froid ou prise à chaud, peut être conçu en additionnant les matériaux A et/ou B sous la forme de poudre ou de grains dans la proportion volumétrique de 5 à 80 %, ladite addition a pour but d'améliorer l'isolation thermique du moulage, de réduire la dilatation du sable siliceux qui se manifeste vers 570"C, évitant ou limitant ainsi des fissurations du moulage. L'utilisation de ces matériaux A, B, C n'est pas limitative aux exemples précités, mais concerne également tous les procédés de moulage. REVENDICATIONS 1) Procéde permettant l'amélioration (notamment l'allêgement et l'isolation) du moulage en fonderie pour l'obtention de pièces de précision, ouvragées, brutes de fonderie, caractérisé par le remplacement partiel ou total des matériaux traditionnels, silico-alumineux par trois matériaux A, B, C. A-Matériau naturel expansé, isolant, ressemblant à du mica B-Roche volcanique, siliceuse expansée de la famille des rhyolithes. C-Polystyrène 2) Procède selon la revendication 1, caractérisé par la présentation des matériaux précités, A et B sous forme de poudre de 30 à 80 microns ou de grains de 0,10 à 8 millimètres. En fonction du procédé de moulage choisi, ces matériaux seront utilisés dans une proportion volumetrique de 1 à 100 %. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau C se présente sous forme de perles de 0,5 à 6 millimètres et utilisé dans une proportion volumétrique de 1 à 100 %. 4) Procédé selon les revendications 1 et 2, permettant une augmentation de l'isolation thermique, caractérisé par l'addition volumétrique de 1 à 80 % des matériaux A et/ou B et/ou C dans la composition des moulages de fonderie et en particulier la mise en oeuvre des barbotines coulables ou semi-coulables. 5) Procédé selon les revendications 1 et 2, permettant l'allègement des moules dans un rapport de 1 à 10, caractérisé par l'addition volumetrique de 1 à 80 % des matériaux A et/ou B et/ou C dans la composition concernant la confection des moules de fonderie et en particulier la mise en oeuvre des barbotines coulables ou semi-coulables. 6) Procédé selon l'ensemble des revendications 1, 2, 3, 4, carac tersé par l'utilisation partielle ou totale des matériaux A et/ou B et/ou C pour l'obtention de carapaces dans le moulage dit à "modèle perdu". 7) Procéde selon l'ensemble des revendications 1, 2, 3, 4, carac térisé par le fait que l'on procède à une addition pondérale de 1 à 50 % des matériaux A et/ou B dans la composition des barbotines liées au silicate d'ethyle. 8) Mise en oeuvre du procédé décrit dans l'ensemble des revendications 1 à 6, pour la realisation d'une barbotine à base de plâtre, caractérisée par la composition volumetrique suivante Materiau A et/ou B grains de Q,1 à 2-mm 30 à 60 % Matériau A et/ou B poudre de 30 à 80 V O à 20 % Poudre silico-alumineuse ou minéraux divers de 30 à 80 S 15 à 35 % Agents tensio-actifs 0,10 à 0,30 % Plâtre &alpha; et/ou ss 15 à 30 % 9) Mise en oeuvre du procédé décrit dans l'ensemble des revendications 1 à 6 pour la fabrication de formes prefabriquées stabilisées utilisées dans le moulage de précision, caractérisée par la composition suivante : : Matériau A et/ou B grains de 0,1 à 8 mm 40 à 90 % Poudre silico-alumineuse ou autres minéraux (30 à 80 ) 0 à 35 % Silicate de soude 10 à 25 %