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On connaît les procédés de fabrication de moules et noyaux de fonderie qui consistent à mettre au contact d'une plaque modèle ou d'une boite à noyau chauffée un mélange de sable et d'un liant thermodurcissable.
La partie du mélange qui vient en contact du modèle chauffé durcit sur une cer- taine épaisseur. La partie du mélange qui-n'a pas été atteinte par le flux de chaleur émanant du modèle est alors éliminée. Il est possible ainsi de confection- ner des moules minces dénommés croûtes 'ou carapaces, ainsi que des noyaux creux.
Les liants thermodurcissables mis en oeuvre dans ces procédés sont en général: - des résines synthétiques ou naturelles se présentant sous forme de poudre, sous forme'de solutions ou d'émulsions; - des huiles extra-siccatives; - des solutions de sucres convenablement additionnées d'un composé inorganique. le principal inconvénient de ces procédés de moulage en moules et noyaux minces réside dans ce fait que, sauf dans le cas de fabrication de petites pièces, le moulage mince n'est pas assez résistant pour supporter la pression du métal liquide, Il est presque toujours nécessaire de renforcer les moules et noy- aux avec un matériau dense (grenaille, gravier, sable aggloméré ou non par un liant argileux, par exemple).
Ces opérations supplémentaires influencent défavo- rablement le prix de revient des pièces moulées avec ces procédés.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de moules et noyaux de fonderie suivant lequel on introduit dans une boite à noyau (réalisant un noyau ou une partie de moule) préalablement ohauffée, un mélange d'un sable et d'un liant thermodurcissable liquide; la boite, remplie de sable, fermée par un couvercle, lui-même préalablement chauffé, subit alors un chauffage complémentaire à la fin duquel le noyau ou la partie de moule est alors extrait de la boite.
A la différence des procédés rappelés ci-dessus, le noyau ou la motte constituant une partie de moulage sont pleins et massifs. Leur forme est telle qu'ils présentent une géométrie régulière permettant l'application des modes de crampage de la pratique ordinaire de la fonderie (par exemple la presse et les poids de charge).
Selon un des aspects de l'invention, un noyau ou une motte se présente comme une masse durcie sur toutes les faces, alors que l'intérieur de la masse reste quelconque: dure ou non durcie par la polymérisation du liant.
Il n'est d'ailleurs pas exclu que les moules et noyaux présentent des évidements effectués volontairement pour des raisons diverses (retraite tirage, d'air, constitution de nervures dures raidissant les moules ou les noyaux très massifs, économie du matériau de moulage, ou autres), mais ces évidements doivent provenir de masses faisant corps avec les boîtes servant de modèles, et non pas être obtenus par déversement d'une masse de sable non polymérisée.
Le dessin-annexé montre schématiquement, à titre d'exemple, deux formes de réalisation d'un même noyau.
La figure 1 représente une boite dont le contour 2 de la partie infé- rieure 1 constitue la partie utile du noyau. La partie supérieure ou couvercle 3 ménage avec le contour 2 l'intervalle qui sera rempli par le sable constituant un noyau 4 sans évidement.
La figure 2 représente une boite à noyau dont le contour 2 de la par- tie inférieure 1 est identique à celui de la figure 1 et constitue la partie utile du noyau.
La partie supérieure 5 comporte une partie en saillie 6 destinée à
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former un évidement dans le corps du noyau 7.
Dans le procédé conforme à l'invention, le liant liquide thermodurcis- sable est avantageusement une solution aqueuse de sucre comprenant également un complexe additionnel inorganiqueo
Ce liant sera de préférence un de ceux décrits dans les brevets français N 101160858 et 1.130.378 au nom de la Corn Products Refining Company, par exemple celui connu sous le nom commercial "Hydrocox". La présente invention en constitue une application nouvelle présentant des avantages exceptionnels qui sont énumérés plus loin.
Il avait déjà été constaté que ce type de liant était susceptible , de durcir très rapidement au contact d'un modèle chauf, à la façon d'une résine synthétique.
Il a été constaté, en outre, que le liant après polymérisation n'est plus hygroscopique, alors qu'il l'est de façon importante avant polymérisation.
Dans un noyau ou une motte constitué, ainsi qu'il a été dit, d'une partie extéri- 'eure dure et d'une partie intérieure qui peut ne pas être durcie et a, en con- séquence,conservé tout ou partie de l'eau constituant le solvant du sucre,il n'a en effet, été constaté aucune diminution de la dureté superficielle due à la migra tion vers l'extérieur de l'eau encore renfermée par la partie intérieure du noyau.
, En d'autres termes, la présente invention définit un procédé de fabri- 'cation de moules et de noyaux de fonderie dans lequel par la constatation de propriété particulière des liants conformes aux brevets ci-dessus désignés, il est inutile de procéder à la cuisson "à coeur" des moules et des noyaux, la cuisson sur une épaisseur de 8 à 10 millimètres se révélant suffisante en pratique.
La préparation du mélange du sable et de liant s'effectue dans un ma- ,laxeur de type usuel.
Par exemple, on peut mélanger dans un malaxeur planétaire: - 100 parties de sable silicieux exempt d'argile, d'indice de finesse A.F.S. 52, avec trois parties Eydrocor.
Après une période de cinq minutes de malaxage, le mélange est prêt à l'emploi. Il est alors versé dans la trémie d'une machine à souffler et soufflé dans une boite à noyau qui a été préalablement portée à une température supérieure à 200 , mais ne dépassant pas 300 .
Le soufflage ne constitue pas le moyen exclusif de serrage du sable dans la boite. Peuvent être également utilisés tous autres moyens tels que: ser- rage à la main ou par secousse, pression, projection, vibration.
Après remplissage, la boite est fermée complètement avec un couvercle .préalablement porté à la même température que la boite. Dans le cas de noyaux ou mottes réalisés par soufflage, le sable est soufflé directement dans la boite fermée, à travers des trous ménagés dans les parois de la boite.
@ La boite, remplie du mélange et munie de son couvercle, est alors réchauffée à nouveau pendant un certain temps qui peut varier de 30 secondes à 5 minutes suivant l'épaisseur de couche que l'on désire conférer à la motte ou au noyau. Au bout de ce délai, le noyau (ou la motte) est extrait de la boite, et il est considéré comme terminé.
'Le chauffage de la boite peut être assuré par des étuves utilisant ,par exemple le rayonnement ou la convection ou encore l'intermédiaire d'éléments chauffants électriques ou autres incorporés dans les différentes parties de la boîteo
Comme on le voit, la présente invention permet la fabrication de moules et noyaux de forme (et notamment d'épaisseur) quelconque dans des délais -extrêmement .rapides - ceci grâce à l'utilisation conjuguée de liants précédem-
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ment définis et de boites à noyaux entièrement fermées.
Les moules et noyaux présentent également les avantages suivants:
1) Ils sont rigoureusement aux dimensions de la boite dans laquelle ils ont été formés. Cette précision supprime toute opération de mise à la cote par rapage et grattage.
2) Ils sont économiques car les liants utilisés ont un excellent ren- dement agglomérant et sont incorporés au sable à des taux inférieurs à ceux habituellement pratiqués dans les procédés mettant en oeuvre des plaques modèles chauffées. Ils sont également de deux à huit fois moins chers que lesdits liants, ce qui permet d'utiliser le mélange de noyautage lui-même comme masse de bourrage.
3) De par leur forme massive, ils ne sont pas susceptibles de déforma- ion et de voilage, ainsi qu'il est souvent constaté dans les procédés de moulage en carapace.
4) Ils sont d'épaisseur suffisante pour pouvoir résister par eux-mêmes à la poussée du métal liquide sans nécessiter de bourrage ultérieur.
5) Les liants étant présents en faible quantité, ces moules et noyaux dégagent peu de gaz à la coulée, ce qui permet d'obtenir des moulages sains, notamment exempts de soufflures et de piqûres.
En définitive, les moulages obtenus en mettant en oeuvre l'invention ci-dessus décrite présentent une grande précision et un excellent fini de surface.
Ces qualités sont obtenues dans des conditions particulièrement économiques.
On signalera que le procédé est applicable non seulement avec les liants mentionnés ci-dessus, mais avec tous les produits agglomérants ayant des propriétés analogues en ce qui concerne l'aptitude à la fabrication des moules et noyaux exécutés selon le procédé décrit plus haut, c'est-à-dire la rapidité de durcissement sous l'action de la chaleur, l'absence de reprise d'humidité après durcissement, la conservation et l'utilisation de ces moules et noyaux pour la coulée de tous les métaux et alliages.
Par exemple, le liant peut être avantageusement mais non limitative- ment constitué par des résines phénoplastes ou urée formol ou mélamine formol en solution ou émulsion aqueuse, ou bien par des sillicates organiques ou miné- raux solubles traités ou additionnés de. produits empêchant la reprise d'humidité après durcissement.
Ces produits agglomérants peuvent aussi présenter sans inconvénient des propriétés supplémentaires différentes tant que ces dernières ne nuisent pas à la qualité ou à la réalisation des moules et noyaux exécutés par le procédé décrit plus haut. Par'exemple, un liant possédant les propriétés ci-dessus et conférant au sable du corps à vert pourra être utilisé bien que cette dernière propriété ne soit pas nécessaire à la réalisation du procédé.
La demanderesse a, de plus, constaté d'autres avantages résultant de l'application de ce procédé.
1) La fabrication des noyaux suivant le procédé peut utiliser des sables agglomérés n'ayant aucun corps à vert (cohésion).
2) Le noyau n'étant pas déboîté ou démoulé avant son durcissement superficiel complet, il ne risque aucune déformation après déboitage. L'emploi de 'coquilles de séchage ou de dispositifs de calage est donc complètement inutile et leur suppression réalise une économie considérable d'outillage et de main d'oeuvre de manutention.
REVENDICATIONS.
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