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procédé de 12réiparation de ciments --oduts réf aetai e
Cette invention a poux objet la préparation de mélanges de moulage composés d'un aggrégat réfractaire et d'un liant à base d'un dérivé organique du silicium. Elle a également
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pour objet la fabrication de pr94iità'rÀfrac:aireà à partir de ces mélanges. Elle est plus particulièrement relative au choix du liant.
Une des applications les plus importantes de ces mélanges est la confection des moules et des noyaux pour la coulée des métaux.-Dans une demande de brevet revendiquant la priorité de la demande de brevet anglaise 12162/43 du 26 juillet 194", il est revendique et décrit un procédé pour réaliser des mou- les et des noyaux en employant comme liant un composé organique / du silicium, caractérisé plus spécialement par l'utilisation
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d'un mélange d'un ester silicié hydrolysé par une quantité d'eau plus qu'équimoléculaire et d'uri agent de prise.
Il a maintenant été trouvé que l'on peut confectionner des pièces moulées de la même façon;. mais en prenant comme liant un silicate de chloroalcoyle au lieu d'un silicate d'alcoyle.
Les pièces ainsi fabriquées ont une résistance plus grande que celles fabriquées avec le silicate d'éthyle par exemple.
Il en résulte que les moulages sont plus faciles à détacher et risquent moins d'endommager le moule et de mettre celui-ci hors service.
Les réfractaires fabriqués à partir de mélanges à mouler cohtenant un silicate de chloroalcoyle ont, après cuisson, une dureté superficielle plus grande que les réfractaires dans lesquels le liant est un silicate d'alcoyle.
Les silicates de chloroalcoyle se préparent facilement selon la méthode indiquée par TAURKE pour l'obtention du , silicate de tétrakis-2-chloroéthyle par réaction de la chlor- hydrine éthylénique avec le tétrachlorure de silicium (Ber. dtsch.chem.Ges.38, (1905), 1661).
Selon la présente invention, le liquide formant liant contient un silicate de chloroalcoyle comme, par exemple, du silicate de tétrakis-2-chloroéthyle. On peut avantageuse- ment ajouter à ce liquide un agent de prise favorisant la po- lymérisation; tel que la pipéridine ou un composé analogue.
Pour l'application de la présente invention en vue de la confection des moules et des noyaux pour la coulée des métaux, on suit la même technique que celle décrite dans la demande correspondant à la demande de brevet anglaise nQ12162/43 du
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26 juillet 1943 déjà citée.
Si le liquide formant liant ne contient pas d'eau, on y ajoute une quantité suffisante pour provoquer une hydrolyse partielle. La quantité d'eau à ajouter ne doit pas dépasser - quatre moléculespour une molécule de silicate de chloroalcoy- le; avantageusement, le rapport sera de deux molécules d'eau pour une molécule de composé organique.
Le liquide formant liant.est mélangé avec un aggrégat ré- fractaire convenable ou avec de la silice broyée.et on moule -la matière ainsi préparée en la tassant autour d'un modèle avant que le liant ne fasse prise. Quand la prise est faite, on enlève le modèle.
Le moule ainsi préparé peut, après séchage, encore être soumis à une cuisson. En ce cas, la température'doit être suffisante pour.durcir le liant, mais on'' peut:pousser davan- tage la température, par exemple jusqu'à 700 ou 100012 CI dans,le but de transformer le liant.en silice anhydre.
La technique de la confection des moules et des noyaux est exactement la même que celle pratiquée habituellement dans les fonderies, avec la seule différence qu'au lieu d'eau, on emploie Un liquide formant liant qui ne contient que l'eau nécessaire pour provoquer une hydrolyse partielle d'un compo- sé organique du silicium.
,Il est évident que lion péut fabriquer d'autres produits réfractaires diaprés le principe de la présente invention, l'aggrégat réfractaire variant selon l'utilisation envisagée.
On peut .ainsi fabriquer avec avantage des tubes, des creusets, des revêtements de fours et beaucoup d'autres pièces.
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Bien que lion puisse employer d'autres silicates de chloro- alcoyle, il est probable que seuls, les composés éthyliques sont économiquement intéressants; il est possible que les composés propyliques et butyliques le soient également.
Les exemples suivants, dans lesquels on se sért du silicate de tétrakis-2-chloroéthyle, ont pour but d'expliquer l'inven- tion et de montrer une des* macères de réalisation. Les parties sont indiquées en poids pour les solides et en volume pour les liquides.
Exemple I.- On-mélange:
18 parties de silicate de tétrakis-2-chloroéthyle contenant 2% de pipéridine:
100 parties de sillimanite,
11,6 parties d'alcool contenant 15% d'eau en poids
On coule la pâte ainsi obtenue dans un moule de manière à former une pièce réfractaire. On a une pièce solide mais pas' dure. '
Cette matière convient spécialement pour la confection des noyaux utilisés dans la coulée des métaux.
Exemple il* - On mélange:
19 parties d'ester' chloré contenant 0,5% do pipéridine,
100 parties de sillimanite calibrée,
4,4parties d'alcool contenant 30% d'eau
On coule ce mélange dans un 'moule. Le début de prise se produit après vingt minutes. On sèche la pièce à l'aire puis on la cuit à 1000 C.
On fabrique ainsi un moule réfractaire très dur ayant une résistance à l'écrasemont de 182 kg/cm2. Le rapport entre l'ester et l'eau dans le liant est égal à 100:7.
@ Exemple III. - On prend 13 parties d'ester chloré contenant
1% de pipéridine et gel parties d'alcool contenant 10% d'eau et on mélange ce liquide avec 100 parties de sillimanite calibrée. On coule dans une forme convenable. Après 37 mi- nutes, la matière est dure; par contre en employant un si-
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licate d'éthyle non chlorée on obtient une masse ayant la consistence du caoutchouc.
. On laisse sécher à l'air jusqu'au lendemain et on cuit à 1000 C. On obtient une pièce réfractaire ne se Payant pas,
Le rapport entre l'ester et l'eau dans le liant est égal à 100t8.
Exemple IV. - On prend 18 parties d'ester chlore contenant
1% de piperidine et 4,8 parties d'alcool contenant 30% d'eau et on mélange ce liquide avec 100 parties de sillimanite calibrée. On coule dans un moule; celui-ci peut être ouvert cinq minutes après la coulée. On sèche la pièce à l'air, et . on la cuit à 1000 C.
Ce mélange donne, après traitement identique, un réfrac- taire beaucoup plus dur que celui de l'exemple III. La sur- face ne se laisse pas rayer et.la dureté est accrue. Le rapport entre l'ester et l'eau dans le liant est égal à
100:7.
Il résulte des exemples précédents que le rapport ester: eau dans le liant permet de régler la durée de prisé. Les rapports 100:7 et 100;8 représentant le meilleur compromis entre la facilité de travail et la résistance mécanique la 'plus grande.
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cement repair process --oduts ref aetai e
This invention relates to the preparation of molding mixtures composed of a refractory aggregate and a binder based on an organic derivative of silicon. She also has
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for object the manufacture of pr94iità'rÀfrac: aireà from these mixtures. It relates more particularly to the choice of the binder.
One of the most important applications of these mixtures is the making of molds and cores for casting metals.-In a patent application claiming priority from British patent application 12162/43 of July 26, 194 ", it is claimed and discloses a process for making molds and cores employing as binder an organic compound / silicon, characterized more especially by the use
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of a mixture of a silicon ester hydrolyzed by a quantity of water more than equimolecular and of uri setting agent.
It has now been found that one can make molded parts in the same way. but taking as binder a chloroalkyl silicate instead of an alkyl silicate.
The parts thus manufactured have a greater resistance than those manufactured with ethyl silicate for example.
As a result, the castings are easier to peel and are less likely to damage the mold and put the mold out of service.
Refractories made from molding mixes cohisting with chloroalkyl silicate have, after firing, a greater surface hardness than refractories in which the binder is an alkyl silicate.
The chloroalkyl silicates are easily prepared according to the method indicated by TAURKE for obtaining tetrakis-2-chloroethyl silicate by reaction of ethylenic hydrochloride with silicon tetrachloride (Ber. Dtsch.chem.Ges.38, (1905), 1661).
According to the present invention, the binder-forming liquid contains a chloroalkyl silicate such as, for example, tetrakis-2-chloroethyl silicate. A setting agent promoting polymerization can advantageously be added to this liquid; such as piperidine or the like.
For the application of the present invention with a view to making molds and cores for casting metals, the same technique is followed as that described in the application corresponding to the English patent application nQ12162 / 43 of
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July 26, 1943 already cited.
If the binder liquid does not contain water, a sufficient amount is added thereto to cause partial hydrolysis. The quantity of water to be added should not exceed - four molecules for one molecule of chloroalkyl silicate; advantageously, the ratio will be two molecules of water for one molecule of organic compound.
The binder liquid is mixed with a suitable refractory aggregate or with ground silica and the material thus prepared is molded by packing it around a pattern before the binder sets. When the setting is made, the model is removed.
The mold thus prepared can, after drying, still be subjected to baking. In this case, the temperature must be sufficient to harden the binder, but it is possible to: increase the temperature further, for example up to 700 or 100012 CI in order to convert the binder into anhydrous silica .
The technique of making molds and cores is exactly the same as that usually practiced in foundries, with the only difference that instead of water, a binder-forming liquid is used which contains only the water necessary to produce partial hydrolysis of an organic silicon compound.
It is obvious that lion can manufacture other refractory products according to the principle of the present invention, the refractory aggregate varying according to the intended use.
Tubes, crucibles, furnace linings and many other parts can thus be manufactured with advantage.
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Although other chloroalkyl silicates may be employed, it is probable that only the ethyl compounds are economically interesting; it is possible that propyl and butyl compounds are also.
The following examples, in which tetrakis-2-chloroethyl silicate is used, are intended to explain the invention and to show one of the embodiments. Parts are given by weight for solids and by volume for liquids.
Example I. - On-mixing:
18 parts of tetrakis-2-chloroethyl silicate containing 2% piperidine:
100 parts of sillimanite,
11.6 parts of alcohol containing 15% water by weight
The paste thus obtained is poured into a mold so as to form a refractory part. We have a solid piece but not 'hard. '
This material is especially suitable for making cores used in metal casting.
Example il * - We mix:
19 parts of chlorinated ester containing 0.5% piperidine,
100 parts of calibrated sillimanite,
4.4 parts of alcohol containing 30% water
This mixture is poured into a mold. The onset of setting occurs after twenty minutes. The piece is air dried and then baked at 1000 C.
This produces a very hard refractory mold having a crush strength of 182 kg / cm2. The ratio of ester to water in the binder is 100: 7.
@ Example III. - We take 13 parts of chlorinated ester containing
1% piperidine and gel parts alcohol containing 10% water and this liquid is mixed with 100 parts of calibrated sillimanite. We flow in a suitable form. After 37 minutes, the material is hard; on the other hand by using a si-
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Unchlorinated ethyl licate, a mass having the consistency of rubber is obtained.
. Allowed to air dry overnight and baked at 1000 C. We obtain a refractory piece that does not pay for itself,
The ratio between ester and water in the binder is equal to 100t8.
Example IV. - We take 18 parts of chlorine ester containing
1% piperidine and 4.8 parts alcohol containing 30% water and this liquid is mixed with 100 parts calibrated sillimanite. We pour into a mold; this can be opened five minutes after pouring. The part is air dried, and. it is cooked at 1000 C.
This mixture gives, after identical treatment, a much harder refractory than that of Example III. The surface is not scratched and the hardness is increased. The ratio of ester to water in the binder is equal to
100: 7.
It follows from the previous examples that the ester: water in the binder ratio makes it possible to adjust the duration of the prized. The ratios 100: 7 and 100; 8 represent the best compromise between the ease of work and the greatest mechanical resistance.