<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention a trait au moulage des métaux et plus parti- culièrement à des perfectionnements apportés à la préparation des surfaces @ de moulage réfractaires.
Une méthode de préparation de moules réfractaires consiste à entou- rer ou enrober un modèle d'une matière réfractaire en suspension dans un liant liquide approprié,puis à enlever le modèle,ce qui donne un moule dans lequel on coule le métal pour obtenir un article moulé.Le modèle est habitu- ellement fait de cire ou autre matire à faible point de fusion susceptible d'être éliminée et est alors retiré par fusion,dissolution dans un solvant approprié, ou par un moyen mécanique.Ce modèle peut contenir une pièce d'insertion en matière réfractaire qui, par exemple,peut être préparée de la façon décrite dans le brevet britannique Numéro 6780035 du 16 Mars 1951.
Préalablement à l'enrobage, on munit le modèle (ou un groupe de modèles mutuellement assemblés ) d'un revêtement réfractaire obtenu par projection d'une suspension d'une matière réfractaire finement divisée dans un liant liquide,ou -en plongeant le modèle dans ladite suspension, ou bien enoere en appliquant ladite suspension au pinceau sur le modèle.On saupoudre alors la surface des modèles ainsi revêtus d'une matière réfractaire composée de particules relativement grosses.Une fois le revêtement sec, on forme le moule en entourant le modèle d'une matière réfractaire en suspension dans un liant liquide approprié,
Un inconvénient de cette méthode réside dans le fait que le revête- ment réfractaire fin ne possède pas une résistance mécanique suffisante et se brise fréquemment sous l'effet de différences dans la dilation du revête- ment réfractaire fin et de la matière réfractaire utilisée pour enrober le modèle.On ne remédie pas à cet état de choses en appliquant de nouveau sur le modèle déjà revêtu seconde couche de la suspension de matière réfractaire finement divisée et en saupoudrant de nouveau cette couche d'unermatière réfractaire composée de particules relativement grosses.Un des résultats de la fragilité du revêtement réfractaire initial consiste en ce que la pièce coulée présente fréquemment une surface mamelonnée dont l'aspect rappelle "la peau d'orange".Il en résulte un pourcentage élevé de pièces moulées rebutées.
Conformément à l'invention il a été découvert qu'on peut obtenir un revtement présentant une meilleure résistance mécanique en revêtant le modèle d'une couche de matière réfractaire finement divisée en suspension dans un liant liquide, en appliquant ensuite par saupoudrage sur le modèle ainsi revêtu une matière réfractaire composée de particules relativement grosses, puis en recouvrant le modèle revêtu d'une solution soit de silicate de méthyle, soit de silicate d'éthyle hydrolysée par un acide et ne contenant pas de matière réfractaire en suspension,l'une et l'autre de ces deux soluti- ons ne contenant que de l'acide chlorhydrique à titre d'acide propre à fa- voriser l'hydrolyse,
et. en appliquant alors de nouveau par saupoudrage une matière réfractaire composée de particules relativement grosses sur le mo- dèle revêtu. Si on le désire,la série d'opérations décrites ci-dessus, à savoir l'application sur la surface du modèle revêtu d'une solution soit de silicate de méthyle, soit de silicate d'éthyle, hydrolysée à l'acide exclu- sivement à l'aide d'acide chlorhydrique à titre d'acide propre à favoriser l'hydrolyse et ne contenant pas de matière réfractaire en suspension,suivie d'un saupoudrage du modèle revêtu par une matière réfractaire composée de particules relativement grosses, peut être répétée une ou plusieurs fois.
Lorsque les revêtements sont secs, on enrobe le modèle revêtu d'une matière réfractaire à l'état finement divisé,qui peut être en suspension dans un liant liquide approprié.
Un procédé de fabrication selon l'invention d'un moule réfractaire consiste à revêtir un modèle fait de cire ou d'une autre matière à faible
<Desc/Clms Page number 2>
point de fusion susceptible d'être éliminée ou se prêtant de quelqu'au tre manière à son enlèvement, d'une charge réfractaire finement divisée en suspension dans un liant liquides à saupoudrer le modèle revêtu d'une ma- tière réfractaire composée de particules relativement grosses, à effectuer alors au moins une fois le traitement comprenant la série d'opérations con- sistant à recouvrir le modèle revêtu soit d'une solution de silicate de méthyle,soit d'une solution de silicate d'éthyle,
hydrolysés dans chaque cas exclusivement à 1 aide d'acide chlorhydrique à titre d'acide propre à fa- voriser l'hydrolyse et ne contenant dans chaque cas aucune matière réfrac- taire en suspension, à saupoudrer ensuite le modèle revêtu d'une matière réfractaire composée de particules relativement grosses, à laisser le revê- tement sécher, et à former le corps du moule en entourant le modèle revêtu d'une matière réfractaire pulvérulente, qui peut être appliquée en suspen- sion dans un liant liquide approprié, puis à retirer le modèle une fois que le moule a fait prise.
L'invention a également pour objet un corps de moule fait d'une matière réfractaire à l'état divisé en contact intime avec un revêtement qui forme la surface de moulage du moule, le dit revêtement étant obtenu en appliquant sur un modèle susceptible d'être rejeté une suspension d'une matiè- re réfractaire finement divisée dans un liant liquide,en recouvrant alors le modèle revêtu d'une solution soit de silicate de méthyle, soit de silica- te d'éthyle,hydrolysée dans chaque cas exclusivement à l'acide chlorhydri- que et ne contenant pas de matière réfractaire en suspension, et en saupou- drant de nouveau le modèle revêtu d'une matière réfractaire composée de particules relativement grosses.
Le modèle peut être revêtu de la charge de matière réfractaire fi- nement divisée en suspension dans un liant liquide, par projection à l'état divisé, par immersion ou par application à la brosse ou au pinceau.Une composition connue appropriée est composée de silex ou de silicate de zirco- nium, chacun sous forme de partielles passant au travers d'un tamis à maille de 76 microns, en suspension dans un liant liquide préparé à partir de silicate de sodium (ou de potassium), avec ou sans acide chlorhydrique, et d'un agent de mouillage, tel qu'une solution de savon.Si on le désire, on peut incorporer à cette composition un agent de formation de pellicule, tel que l'alginate d'ammonium ou de sodium ou l'acide alginique.Comme solution de silicate de sodium appropriée,
on mentionnera une solution aqueuse de sili- cate de sodium ayant un rapport Na2O/SiO2 compris entre 1:3,75 et 1:3,85 en poids, et une densité de 1,3 à 1,35.Comme solution de silicate de potassium appropriée, on mentionnera une solution aqueuse d'un silicate de potassium 'ayant un rapport K2O/SiO2 de 1:2 en poids, et une densité de 1,3.
Une autre composition satisfaisante peut être préparée comme suit:
On mélange 270 cc. d'une solution de silicate de potassium ayant une densité de 1,3 et un rapport K20/Si02 de 1 :2 enpoids,avec 1300 ce. d'une solution de sulfosuccinate de dioctyle sodique, préparée en diluant 650 co. d'une solution à 60% de sulfosuccinate de diotyle sodique à l'aide de 650 ce. d'eau.On ajoute au mélange 1@00 ce. d'un agent mouillant non ionique prépa- ré en faisant réagir de l'oxyde d'éthylène avec du crésol octylique (un tel agent étant vendu dans le commerce sous la marque de fabrique britannique en- registrée "Lissapol" et étant dénommé "Lissapol NDB"),puis 1800 cc.
d'une solution de savon préparée en mélangeant 56,5 go de paillettes de savon dur avec 1890 cas d'eau chaude.Il est nécessaire que les liquides soient ajoutés dans 1 ordre ci-dessus et mélangés par une agitation de 5 minutes.On ajoute alors 20 cc.
d'un mélange d'alcools aliphatiques liquides à haut poids molé- culaire (vendu sous la marque de fabrique britannique enregistrée "Alphanol" et dénommé "Alphanol 79") et l'on continue l'agitation 5 minutes de plus .On ajoute alors lentement 9,5 kg de farine de silice passant entièrement au tra-
<Desc/Clms Page number 3>
vers d'un tamis à ouverture de mailles de 76 microns, en agitant encore pen- dant 10 minutes,à l'expiration desquelles on ajoute une quantité supplémen- taire de 20 ce. d'Alphanol 79 conjointement avec 40 cc.
de tétrachlorure de carbone,On agite la composition pendant 5 minutes,après ces additions, avant de l'utiliser.Si on le désire, on peut remplacer l'Alphanol 79 par du
2 éthyl hexanolo
D'autres compositions propres à former le revêtement initial de matière réfractaire finement divisée du modèle sont connues et peuvent être appliquées ,telles que celle utilisant le silicate d'éthyle à titre de li- ante
Une autre composition ,qui permet de revêtir le modèle d'une façon satisfaisante d'une matière réfractaire finement divisée, comprend un ciment d'alumine composé de particules passant au travers d'un tamis à ouverture de maille de 76 microns en suspension dans de l'eau contenant un agent mouil- lant.Dans ce cas,
le liant liquide est l'eau.Un mélange qui s'est avéré comme particulièrement satisfaisant est le suivant;
Ciment d'alumine (passant au travers d'un tamis à maille de
76 microns ) 1000 grammes solution à 60% de sulfosuccinate de dioctyle sodique 50 cc. o eau 600 cc.
2 éthyl hexanol 5 ce. (ajoutés à titre d'antimousse)
Si on le désire, on peut remplacer le sulfosuccinate de dioctyle sodique par le sulfosuccinate de dinonyle sodique.Un aiment d'alumine ap- proprié est un ciment à haut pourcentage d'alumine.La matière réfractaire à particules relativement grosses utilisée pour le saupoudrage du modèle revêtu est de préférence un coulis d'argile réfractaire.La répartition par- ticulaire ou analyse de tamisage,d'un coulis auant une teneur en alumine de 44% est donnée dans le tableau I ci-dessous:
Tableau I ANALYSE de TAMISAGE d'UN COULIS d'ARGILE REFRACTAIRE CONVENANT au SAUPOU- DRAGE de MODELES REVETUS.
Pourcentage Ouverture de maille, en microns retenu
EMI3.1
<tb> 500 <SEP> 0,4
<tb>
<tb> 300 <SEP> 16,6
<tb>
<tb> 210 <SEP> 27,2
<tb>
<tb> 150 <SEP> 22,0
<tb>
<tb> 100 <SEP> 24,0
<tb>
<tb> 76 <SEP> 7,0
<tb>
<tb> Passe <SEP> 76 <SEP> 1,8
<tb>
Une autre matière réfractaire convenant pour le sauppudrage du modèle revêtu est le kaolin calciné, dont l'analyse de tamisage est donnée dans le tableau II ci-dessous:
Tableau II ANALYSE de TAMISAGE d'UN KAOLIN CALCINE CONVENANT au SAUPOUDRAGE de MODELES REVETUS.
<Desc/Clms Page number 4>
Pourcentage
EMI4.1
<tb> Ouverture <SEP> de <SEP> maille <SEP> ,en <SEP> microns <SEP> retenu
<tb>
<tb>
<tb> 500 <SEP> nul
<tb>
<tb>
<tb> 300 <SEP> @ <SEP> 33,4
<tb>
<tb>
<tb> 210 <SEP> @ <SEP> 41,2
<tb>
<tb> 150 <SEP> ' <SEP> 23,7
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 0,9
<tb>
<tb> 76 <SEP> 0,3
<tb>
<tb>
<tb> passe <SEP> 76 <SEP> 0,3
<tb>
Si la matière réfractaire finement divisée utilisée pour revêtir le modèle est le silicate de zirconium,la matière réfractaire utilisée pour saupoudrer lermodèle revêtu peut,aussi être le silicate de zirconium,
de préférence d'une grosseur de particule telle que la totâlité de la matiè- re au travers d'un tamis à maille de 150 microns et soit retenue sur un tamis à maille de 76 microns .Un autre silicate de zirconium composé de particules relativement grosses et convenant pour le saupoudrage des modèles revêtus d'un silicate de zirconium fin possède l'analyse de tamisage indi- quée dans le tableau III ci-dessous:
Tableau III ANALYSE de TAMISAGE d'UN SILICATE de ZIRCONIUM CONTENANT POUR le SAUPOUDRA- GE de MODELES REVETUS.
EMI4.2
<tb>
Pourcentage
<tb>
<tb> Ouverture <SEP> de <SEP> maille, <SEP> en <SEP> microns <SEP> retenu
<tb>
<tb>
<tb> 210 <SEP> 1,2
<tb>
<tb> 150 <SEP> 8,1
<tb>
<tb>
<tb> 124 <SEP> 36,2
<tb>
<tb> 100 <SEP> 40,7
<tb>
<tb> 66 <SEP> 8,8
<tb>
<tb>
<tb> Passe <SEP> 66 <SEP> 5,0
<tb>
Après que la première couche du modèle a été appliquée, on recou- vre cette couche de la solution de silicate de méthyle (ou de silicate d' éthyle) hydrolysée à l'acide.
Il est préférable de faire usage de silicate d'éthyle,plutôt que de silicate de méthyle, en raison des propriétés toxius de ce dernier.Le tétra éthoxy silane (Si( OC2H5)4) est l'un des silicates d'éthyle appropriés, et il en est de même du produit qu'on obtient en faisant réagir le tétra- chlorure de silicium avec de l'alcool dénaturé industriel (alcool éthylque à 82%), qomme décrit dans le brevet britannique ? 290.717 du 8 Février 1927. Ce dernier produit contient approximativement 40% de silice'.et c'est pourquoi on le préfère au premier, dont la teneur en silice est approximati- vement de 28%.
Un autre silicate d'éthyle approprié est celui décrit dans le brevet britannique ? 674.137, du 11 Août 1950,Ce silicate d'éthyle possède une composition telle que,lorsqu'on le distille à la pression atmosphérique sans reflux appréciable, il s'en distille, en volume, 8 à 16% jusqu'à 180 C, et 39 à 55% au-dessus de 180 C.
Comme silicate de méthyle approprié, on citera le tétra méthoxy silane (Si(OCH3)4).
Il faut que le silicate de méthyle ( ou le silicate d'éthyle)soit hydrolysé dans des conditions acides en n'utilisant uniquement que l'acide chlorhydrique à titre d'acide favorisant l'hydrolyse.L'hydrolyse du sili- cate d'éthyle peut être effectuée de diverses manières dans ces conditions, et l'on attirera l'attemtion sur un article de Cogan et Setterstromparu.
<Desc/Clms Page number 5>
dans la revue "Industrial and Engineering Chemistry" 1947, volo39,page 1364.
Le silicate d'éthyle n'est normalement pas miscible à l'eau requi- se pour la réaction d'hydrolyse.Il est par conséquent préférable de réali- ser cette réaction dans un liquide qui est un solvant mutuel de l'eau et du silicate d'éthyle.Comme exemplesde solvants liquides appropriés, on citera l'acétone, l'alcool méthylique et l'alcool éthylique (alcools dénaturés), l'alcool éthylique étant préféré.On peut par exemple préparer une solution appropriée de silicate d'éthyle hydrolysée à l'acide en faisant usagà d'un silicate d'éthyle vendu sous la marque de fabrique britannique enregistrée "Silester", tel que le Silester "O", de la manière suivante:
On mélange 1600 cc. de Silester "O" avec 840 cc. d'alcool éthyli- que à 82% (sous forme d'alcool dénaturé industriel), 100 ce. d'eau et 600. d'une solution à N/1 d'acide chlorhydrique.Il est bon de faire reposer ce mélange d'un jour au suivant avant de l'utiliser.
Les composition d'autres solutions appropriées de silicate d' éthyle hydrolysées exclusivement à l'acide chlorhydrique sont données dans le tableau IV ci-dessous.
Tableau IV PREPARATION de SOLUTIONS de SILICATE d'ETHYLE HYDROLYSEES EXCLUSIVEMENT à 1 ACIDE CHLORHYDRIQUE. Ordre de
EMI5.1
<tb> constituants <SEP> Quantités <SEP> mélange
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cc. <SEP> cc. <SEP> cc. <SEP> cc.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Alcool <SEP> dénaturé <SEP> industriel <SEP> 260400 <SEP> 330000 <SEP> 490500 <SEP> 660000 <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (alcool <SEP> éthylique <SEP> à <SEP> 84%)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ;au <SEP> 3.140 <SEP> 3.925 <SEP> 5.887 <SEP> 70850 <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Solution <SEP> d'acide <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> chlorhydrique <SEP> à <SEP> N/1 <SEP> 188 <SEP> 236 <SEP> 354 <SEP> 471 <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Silicate <SEP> d'éthyle
<tb>
<tb>
<tb> (Silester <SEP> 0) <SEP> 500400 <SEP> 63.000 <SEP> 95.500 <SEP> 126.000 <SEP> 4
<tb>
Pour préparer ces solutions on mélange l'alcool dénaturé, l'eau et la solution d'acide chlorhydrique à N/1, et ajoute au mélange le silicate d'éthyle (Silester 0)
.Il est essentiel d'agiter le mélange énergiquement pendant l'addition du silicate d'éthyle.Il est préférable que le silicate d'éthyle soit ajouté en une seule fois.Il est bon de laisser reposer les solutions d'un jour au suivant avant de les utiliser.Ces solutions sé con- servent pendant au moins quatre semaines, mais il est préférable d'utiliser des solutions dont la préparation ne remonte pas au-delà de deux semaines.
Une autre solution appropriée de silicate d'éthyle ayant été hydrolysée exclusivement à l'acide chlorhydrique, peut être préparée comme suit : On mélange 14 litres de silicate d'éthyle (Silester 0) avec 5,8 litres d'alcool dénaturé industriel (alcool éthylique à 84%) et 2,15 litres d'eau,,On ajoute 18 cc. d'une solution concentrée d'acide chlorhydrique (densité 1,18) au mélange, qu'il faut agiter énergiquement pendant une heure.A l'expiration de ce temps, on ajoute une nouvelle quantité ( 11 litres) de silicate d' éthyle (Silester 0), et l'on continue à agiter jusqu'à ce que la solution ait atteint la température normale.La solution est alors prête pour l'emploi.
En général, on peut faire usage de toute solution de silicate d' éthyle ayant été hydrolysée exclusivement à 1 aide d'acide chlorhydrique pourvu que la solution possède un temps de prise en gel minimum de 24 heures.
Dans le cas de solutions de silicate de méthyle correspondantes, le temps de prise en gel minimum doit aussi être de 24 heures.
<Desc/Clms Page number 6>
On peut recouvrir le modèle revêtu des solutions de silicate d' éthyle ou de silicate de méthyle :hydrolysées à 1 acide en plongeant ce mo- dèle dans la solution ,soit en pulvérisant cette solution sur le modèle revëtuEn vue des meilleurs résultats, il est préférable que le modèle re- vêtu soit recouvert de l'une desdites solutions moins de trois heures après l'application de ce revêtement initial de poudre réfractaire fine, et, de préférence,une heure après cette application;, lorsque ladite couche initiale de matière réfractaire fine est faite de silex
La matière réfractadre relativement grosse utilisée pour le sau- poudrage du modèle revêtu, après :
que le revêtement a été effectué à 1 aide dune solution de silicate d'éthyle ( ou de. méthyle ) hydrolysée à l'acide, peut être la même que celle utilisée dans l'opération de saupoudrage pré- cédente et peut posséder approximativement la même composition ou analyse particulaire.
Toutefois,un coulis en argile réfractaire possédant l'ana- lyse de tamisage indiquée dans lé tableau I convient particulièrement pour le saupoudrage du modèle revêtu, à ce stadeoBien que la série d'opérations consistant à recouvrir le modèle revêtu d'une soluton de silicate d'éthyle (o de méthyle) hydrolysée à l'acide, puis à le saupoudrer d'une matière réfractaire relativement grosse puisse être répétée plusieurs fois, il est préférable de ne procéder qu'une seule fois à chacune des dites opérations.
Les revêtements des modèles une fois secs, ce qui exige habi- tuellement de 16 à 24 heures, on forme le corps du moule en entourant le mo- dèle revêtu d'une matière réfractaire pulvérulente, qui peut être en sus- pension dans un liant liquide approprié,Comme exemples de matières réfrac- taires convenant à cet égard, on citera le coulis d'argile réfractaire,la sillimanite, la mullite, le kaolin calcinée le silicate de zirconium'1 oxyde de zirconium, la silice et l'alumine,,Bien entendu, d'autres matières réfractaires peuvent être utilisées indépendamment de celles ci-dessus mantionnées.Comme exemples de liants appropriés pour la formation du corps du moule,
on mentionnera des solutions hydrolysées de silicate d'éthyle ayant été préparées en hydrolysant le silicate d'éthyle en présence d'aci- de chlorhydrique ou d'ammoniaque, et les produits de réaction.acides obtenus en faisant réagir une solution de silicate de sodium avec un acide minéral dilué,tel que l'acide nitrique dilué.Lorsque le liant liquide est une solu- tion de silicate de sodium acide:préparée en ajoutant de l'acide nitrique dilué à une solution de silicate:
de sodium, comme décrit dans le brevet bri- tannique N 6500532, du 31 Janvier 19470 une matière réfractaire appropriée' en vue de la formation du corps du moule est un coulis d'argile réfractaire contenant au moins 40% d'alumine et de composition particulaire telle que la propprtion retenue par un tamis à ouverture de maille de 76 microns soit d'au moins 26% et de 30% au plus en poids. On peut aussi former un corps de moule à partir d'un. mélange d'une matière réfractaire pulvérulenteet d'un ci- ment, tel que le ciment Portland ou un ciment d'alumine à haute teneur en-- alumine .Dans ce cas, le liant liquide est l'eau.Le mélange peut posséder soit la consistance d'un coulis, soit une consistance telle qu'on puisse le pi- lonner autour du modèle revêtu.
Un mélange qui s'est avéré comme convenant particulièrement pour la formation du corps du moule est le suivant: coulis d'argile réfractaire riche en alumine 56 kg ciment de Portland 16 kg eau 23,7 litres
Un autre mélange trouvé satisfaisant pour la formation du corps du moule en particulier lorsqu'on désire un moule plus faible,est le sui:- vant :
<Desc/Clms Page number 7>
Coulis d'argile réfrataire riche en alumine 56 kg
Ciment de Portland 5 kg eau 25 litres
Le coulis d'argile réfractaire utilisé dans ces mélanges con- tiendra de préférence au mbins 40% d'alumine, et sa composition particulaire sera de préférence telle que la proportion de particules passant au travers d'un tamis à ouverture de maille de 76 microns n'excède pas 20%.
Une analyse de tamisage typique d'un coulis convenant pour l'un ou l'autre de ces mélanges est donnée dans le tableau V ci-dessous:
Tableau V.
ANALYSE de TAMISAGE d'UN COULIS d'ARGILE REFRACTAIRE CONVENANT POUR la FORMATION du CORPS du MOULE. Pourcentage
EMI7.1
<tb> Ouverture <SEP> de <SEP> maille, <SEP> en <SEP> microns <SEP> retenu
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1000 <SEP> 1,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 500 <SEP> 28,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 300 <SEP> 22,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 210 <SEP> la,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 150 <SEP> 7,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> 7,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 76 <SEP> 3,8 <SEP> . <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Passe <SEP> 76 <SEP> 18,0
<tb>
On a constaté que ce coulis contenait 44% d'alumine.
Après que le moule a fait prise ,on enlève le modèle,que ce soit en le fondante en le dissolvant dans un solvant approprié ou en ayant re- cours à quelque moyen mécanique .On sèche alors le moule en le chauffant quelque temps à une température n'excédant pas 100 C.Il est bon de le sou- mettre,ensuite à une cuisson à environ 1000 C si l'on envisage de l'utili- ser pour la coulée de métaux ou d'alliages à haut point de fusion,tels que ceux fondant à environ 1400 Co
Le modèle peut contenir initialement une ou plusieurs pièces d'insertion en matière réfractaire qui feront partie du corps du moule une fois le modèle éliminé,
Le fait de renforcer la couche réfractaire finement divisée ini- tiale de la manière décrite tend à éliminer l'effet de "peau d'orange" ou mamelonné à la surface des pièces moulées , surtout lorsque celles-ci sont faites d'un métal ou alliage à haut point de fusion, et à améliorer l' aspect superficiel général desdites pièces
On donnera ci-après quelques exemples de la préparation de mou- les conformes à l'invention,, Exemple I -
On dispose un modèle en cire (ou on assemble plusieurs modèles en cire,) sur un jet de coulée destiné à constituer une cavité par l'intermédi- aire de laquelle le métal fondu peut être introduit dans le moule.On revêt alors le modèle ( ou groupe de modèles);
d'une silice finement divisée pas- sant entièrement à travers un tamis à ouverture de maille de 76 microns, en le plongeant dans une suspension de silicate de potassium et de silex, pré- parée de la façon précédemment décrite.Immédiatement après cette immersion, on saupoudre le modèle revêtu d'un coulis d'argile réfractaire contenant au moins 40% d'alumine et possédant la composition particulaire indiquée dans le tableau I.
<Desc/Clms Page number 8>
Une heure après l'application de la première couche,on immerge le modèle revêtu dans l'une quelconque des solutions de silicate d'éthyle hydrolysées à l'acide conformes au tableau IV, et on le saupoudre aussitôt dun coulis d'argile réfractaire possédant la même composition particulaire et le même pourcentage d'alumine.que ceux du coulis utilisé dans l'opération de saupoudrage précédente.Il est@bon de laisser maintenant reposer le mo- dèle pendant au moins 16 heures pour permettre le sèchage des couches,,'
Une fois les couches sèches, on monte le modèle (ou groupe de modèles) revêtu sur une plaque de base et,conformément à une pratique courante, on assujettit à la plaque de base, à l'acide de cire,
un récipient d'enrobage.On forme alors le corps du moule en versant dans ce récipient une suspension ou bouillie d'enrobage faite d'unermatière réfractaire pul vérulente en suspension dans un liant liquide., puis en soumettant la bouil- lie à des vibrations, avant qu'elle ait fait prise, afin de tasser la matiè- re réfractaire autour du modèle revêtu et d'affermir le corps du moule.
Dans le cas d'un modèle revêtu de la façon décrite ci-dessus,on peut préparer le corps du moule à partir d'un coulis d'argile réfractaire contenant au moins 40% d'alumine et ayant une composition particulaire telle que la porportion retenue par un tamis à ouverture de maille de 76 microns ne soit pas inférieure à 26%, ni'supérieure à30% en-poids, en utilisant comme liant liquide une solution,de silicate de sodium acide ayant été pré- parée en ajoutant de l'acide nitrique à du silicate de sodium,de la façon décrite dans le brevet britannique N 650532 précité et contenant, à titre d'accélérateur de formation en gel, 3,1 % en volume d'une solution d'hexamine préparée en dissolvant 53,5 kg dhexamine dans 150 litres d'eau,
On prépare la bouillie d'enrobage en mélangeant 200 kg du coulis d'argile réfractaire avec 75 litres du liant liquide
Après que la matière réfractaire a été tassée autour du modèle revêtu, on arase le sommet du moule pour en éliminer la matière fine sus- ceptible de le recouvrir et on permet du moule faisant reposer d'un jour@au,suivant.
On peut maintenant retirer le modèle du moule par fusion et, en même temps, effectuer le sèchage du moule, en le chauffant pendant 12 heures, à 98 C.Si le moule est utilisé pour le moulage de métaux ou allia- ges à haut point de fusion,par exemple fondant à environ 1400 C,il est bon de chauffer le moule, avant la coulée, à une température comprise entre 1000 C et 1100 C,pendant une période de 10 heures, puis de le.
maintenir à cette température pendant deux heures,Il est souvent avantageux de couler le métal dans le moule pendant que celui-ci est encore chaude
Si on le désire, on peut remplacer le coulis'd'argile réfractai- re utilisé pour revêtir le, modèle par du kaolin calciné possédant la même composition particulaire que celle du tableau II.On peut remplacer les so- lutions de silicate d'éthyle hydrolysées du tableau IV par la solution de silicate déthyle hydrolysée à l'acide,,,également décrite précédemment, dans laquelle le silicate d'éthyle est ajouté en deux fois au mélange de réaction.
Exemple II-
On revêt un modèle en cire, monté de la façon décrite dans 1: exemple I, d'un ciment d'alumine en l'immergeant dans une bouillie de ce ciment, préparée de la façon précédemment décrite.Immédiatement après cette immersion, on saupoudre le modèle revêtu d'un coulis d'argile réfractaire contenant au moins 40% d'alumine et possédant la composition particulaire du tableau I.
Avant l'expiration d'une période de 3 heures, et au moins une heure après que le premier revêtement a été terminé, on plonge le modèle
<Desc/Clms Page number 9>
revêtu dans l'une quelconque des solutions de silicate d'éthyle hydrolysées à l'acide qui sont conformes au tableau IV, puis on le saupoudre aussitôt d'un coulis d'argile réfractaire contenant au moins 40% d'alumine et de mê- me composition particulaire que celui utilisé pour le saupoudrage précé- dent.Après avoir laissé reposer le modèle pendant au moins 16 heures pour permettre le séchage des couches, on le monte sur une plaque de base à la- quelle on fixe un récipient d'enrobage, conformément à la pratique courante.
On peut préparer le' corps du moule en faisant usage du coulis d' argile réfractaire et du liant au silicate de sodium acide de la façon décrite dans l'exemple I.On traite le moule obtenu de la façon décrite dans cet exemple et on le cuit de la même manière avant la coulée.
Exemple III -
On revêt un modèle de cire d'une silice finement divisée,on le saupoudre alors d'un coulis d'argile réfractaire, puis on le plonge dans une solution de silicate d'éthyle hydrolysée à l'acide,après quoi on effec- tue un nouveau; saupoudrage à l'aide dudit coulis, en appliquant la méthode détaillée de l'exemple I.Une fois les revêtements secs, on monte le modèle sur une plaque de base à laquelle est fixé un récipient d'enrobage.On forme alors le corps du moule à l'aide d'une bouillie préparée à partir d'un coulis d'argile réfractaire contenant au moins 40% d'alumine et possédant la composition particulaire indiquée dans le tableau V, conjointement avec du ciment Portland et de l'eau,dans les proportions précédemment indiquées, qui varient selon qu'on désire obtenir un moule faible ou robuste.
On soumet la bouillie d'enrobage à un traitement vibratoire pour tasser la matière réfractaire autour du modèle revêtu et affermir-le corps du moule.On laisse le moule reposer 24 heures, pendant que le ciment fait prise, puis on enlève le modèle du moule en le fondant et on sèche le moule par un chauffage de 12 heures à 98 C.Si l'on envisage de l'utiliser pour la coulée de métaux ou alliages à haut point de fusion, il est bon, avant, 11 opération de coulée, de porter le!moule à une température comprise entre 1000 et 1100 C, au cours d'une période de 10 heures, et de le maintenir à cette température pendant deux heures.Il est souvent avantageux de cou- ler le métal dans le moule pendant que celui-ci est encore chaud.