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Procédé de fabrication de coules de fonderie, et moules réalisés sui- vaut ce procédé.
L'Invention concerne la fabrication de moules de fonderie, en particulier pour le Brûlage de .étaux.
Il est connu que l'OR peut réaliser des moules à l'aide d'une pâte d'une matière réfractaire à gros grains, par exemple de la silli- Bénite, du silicate de zirconium ou de la chamotte, et d'un liquide ou d'un mélange de liquides, par exemple de l'eau et/ou de l'alcool contenant un sol d'acide silicique. Par sol, il y a lieu d'entendre ici une solution colloidale,
apte à forger un gel La pâte est ap- pliquée sur un modèle et après la transformation du sol en gel et le fusionnement de la matière granuleuse en un ensemble, on enlevé le modèle. Le coule ainsi obtenu est finalement soumis à un traitement-
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thermique et se pr$te alors à la coulée de métal fondu.
Comme sol d'acide eiHciqu<, on utilise bien souvent un silt"i cate organique, par exemple du silicate d'éthyle, daponit1' à l'd.1 d'un acide fort tel que l'acide chlorhydrique. On peut égalassent
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utiliser cowane produit de saponification des polysilicates tels que le silicate de polyéthyle (condensed aethylsi11cate) obtenable dans le commerce, et le silicate de potasse dialyse.
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Un tel sol d'acide ellici4u# se conserve pendant très long- temps à la température ambiante normale lorsque 1') pH (degré doc1- @ dite) est d'environ 2 ou moins.
Pour la aise en oeuvre du procède, il est nécessaire que la sol soit d'abord liquide afin d'assurer une bonne application des graine sur le modèle et que la formation du gel se produise en un temps raisonnable afin de faire office de liant pour la matière gra- nuleuse.
Le temps de formation de gel de tels sole d'acide silicique dépend de la composition, de la concentration des composants, de la température et du pH On peut régir facilement les .trois facteurs Mentionnés et il suffit donc de régler le pH pour obtenir le temps
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de !'o.stlon de gel désiré. L'indication pH est utilisée ici pour la valeur potent1om{tr1que déterminée à l'aide d'une électrode de verre bien que, dans le cas de fortes concentrations d'alcool, il soit douteux que cette valeur puisse être interprétée comme pH.
Toutefois, mème dans ces conditions, la valeur considérée s'avère être un facteur déterminant pour le temps de formation du gel.
L'addition de solutions fortement alcalines n'est pas utilisable, car dans la gamme de valeurs de pH entrant en ligne de compte, de petites additions exercent déjà une grande influence sur le pH, de sorte qu'il est impossible de régler rigoureusement la valeur de et pH.
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Une technique fréquemment Utilisée à cet effet consiste à ajouter de la poudre de sagnésite à la masse appelée à former le moule,. Cette poudre réagit avec l'acide existant dans le sol
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et augmente alors lentement le pH, de sorte que la fortat4o de gel peut se produire, La grandeur des particules, la température de com buation et l'absorption d'humidité et d'acide carbonique de l'air
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influencent cependant fortement la vitesse de réaction de la ,\u.I.nél1. te avec l'acide. Il ne peut donc être question de régir,de cette
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manière le temps de formation de gel.
Il 8'y ajoute que par .on nú. gagement d'ions à la surface, la matière réfractaire granuleuse peut contribuer à influencer, d'une manière non contrôlable, le pH
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et donc le temps de formation du gel. De mime, lors d'un dosige rigoureux de tous les composants de la pâte, il peut se produire encore de notables différences dans le temps de formation de gel, i par suite de petits écarts dans la quantité et clans la composition.
Cet inconvénient entrave en général le degré de régularité désire pour la fabrication en grandes séries. Cela est vrai particulière-
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ment pour l'automatisation du processus, automatisation qui roquierti des temps de formation de gel reproductibles.
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L'invention permet de récir le tempe de formation de i gel de la Masse utilisée pour la fabrication de moule..
Selon l'invention, lors de la fabrication de moule ,
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en particulier de moules pour métaux,, on applique sur le ao:1èl. une p$te constituée par une matière réfractaire granuleuse et par vz liquide ou un wélange de liquides, contenant un sol d'acide 111101QV8,i
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ço enlevé le 804111- *près la formation de gel et l*<t lMin<tticn de 1 attire granuleuse en un ensemble, en souoet 1< %oU* obtenu à un tra1teJIent. thermique, et on règle le tomps de formation du g#!., à uèw. tmpérature déhnt1n6., par l'addition 4'une solution ta8.poDw De préférence, dans 1* ptte destiné* à tON'1" 1. ou- 1G, on Incorpore un sol dtacide s11101q obtenu par saponification d'un silicate organique tel que le silicat. d*éthyle avec Unacide forts tel que l'acide chlorhydrique.
On peut travailler sans 1* 801114r. inconvénient dans un milieu alcoolisé.
Pour la sise en oeuvre de l'invention* on peut ut4li;- .'1', en général, cessa* solution tampon toutes les combinai tons d#*cl-,
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des et de leurs sels qui présentent l'effet tampon connu dans la jp<Me' me de pH entrant ici en ligne de compte.
La préférence est cependant donnée à 1 emploi de solu- tions tampons contenant uniquement- des composes qui sont enlevés, lors du traitement thermique du moult, par vaporisation et/ou par décomposition et/ou qui se décomposent en substances qui n'entravent pas l'emploi de la matière réfractaire comme constituant d'une matiè- re destinée à fermer le moule,
C'est pourquoi des solutions tampons à base d'acétate sont préférables à celles à base de borate ou de phosphate.
Des solutions tampons particulièrement bien appropriées sont celles
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constituées par de l'acétate d'anmtoniua de l'acide acétique et de l'eau.
Les tableaux ci-après donr.nt une idée de l'influence d'un tampon acétate d'ammonium- acide acétique sur le temps de for- mation de gel d'un sol d'acide silicique dans un Milieu aqueux, res- pectivement fortement alcoolisé.
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te tableau 1 concerne l'influence des solutions taas- pons à pH différents sur le temps de formation de gel d'un sol d'a- cide silicique obtenu de la manière suivante.
On agite Violemment, pendant 20 Minutes, 100 carde si-
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licate d'éthyle, 147*5 cm3dleau et 2,5 en? de BC1 (1 normal). La température s'élève jusqu'à environ 40,oc. Le sol d'acide 8111è1q- obtenu, contient outre de l'eau., environ tâ% d'alcool, libéré pen- dant la saponification. le pH de la solution, mesuré à l'aide d'une
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électrode de verre, est d'environ ï, à 20*e.
Le tableau II donne les résultats obtenus à l'Aide d'un sol d'acide silicique, fortement alcoolisé, obtenu de la ma- mère suivante.
On agite violemment, pendant 20 minutes, 100 va? de si-
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licate de polyéthyle (condensed a.*hylsll1oate), 75 car J'alcool éthylique$ 7 var da, HCl (1 normal) et 18 car d'aau; la température s'élève jusqu'à environ 40*C. Le pK mesuré du sol d'acide ailiei- que, obtenu coatae produit de saponification* est d'environ 1,16 à 20 C.
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lits solutions tampons mentionnées au tableau sont ajoutées
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au sol d'acide s111clq.. environ 16 heures après la saponification.
TABLEAU
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m sol eux tampon composition du tampon pH du temps de
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<tb> par <SEP> litre <SEP> de <SEP> sol <SEP> sol <SEP> + <SEP> formation <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tampon <SEP> gel <SEP> et% <SEP> min.
<tb>
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#aoétafce oa" a01". 2Q*C 28''C ammontua ac<5t(98)
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<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 700 <SEP> 0 <SEP> 6,12 <SEP> 6 <SEP> 1 <SEP> 1/2
<tb>
<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 600 <SEP> 100 <SEP> 5,70 <SEP> 12 <SEP> 4
<tb>
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100 - 3 400 300 5,12 41 13 100 350 3$0 5,02 09 # 100 -0 560 4,30 415 66 100 HM 0 4,15 µ85 µ40 1 . t -ii-'u J-- '1 l' ri1 -i ¯nh- -m l'uin -iffi -ti"nrj r n ' i'-l 'ij't..
J.T .¯..t. -.- ir
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ÎABLEAU 1%
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<tb> car <SEP> sol <SEP> cm3 <SEP> tampon <SEP> composition <SEP> du <SEP> tampon <SEP> pH <SEP> du <SEP> temps <SEP> de
<tb>
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par litre de sol sol # formation de tampon gel en nin. g.acétate car acide 20 e ammonium acét(98) , t .,,.. ¯.,¯¯
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<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 180 <SEP> 520 <SEP> 5,28 <SEP> 26
<tb>
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100 3 125 575 5eo5 43
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<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 100 <SEP> 600 <SEP> 3,05 <SEP> 3600
<tb>
Voici encore quelques exemples de la fabrication de moules de fonderie.
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ample ..
On prépare un sol d'acide silicique par saponification d'un mélange de 35 litres de silicate de polyéthyle, de 1,4 1 de HOl (2 . normal), de b,3 litres d'alcool éthylique et de 7#3 litres d'eau.
Après 24 heures, on dilue avec 140 litres d'eau. Le pH Mesura de cette solution est de 1,85 environ.
On prépare un mélange tampon constitué par 21 litres d'aci-
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de acétique (9Q#), 13 k d'acétate d'ammonium et 16 litres d'éau.
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Lt pH est de 4,5 t 0,05.
Une masse, destinée à former des moules est préparée à par-
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tir d'un mélange de 70 kg de 81111..nlte (grandeur des grains com- prise entre 125 et 1200 /u)$ 24 kg de silicate de alrcon1ua (gran- deur des grains inférieure à 60 lû)t 18 litres de sol d'acide .111- cique et 540 car de liquide tampon.
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Un modèle en cire est placé dans un bue et entouré de la mani se mentionnée. La masse forme un gel en 7 1/2 heures. Le modèle de cire enrobé est ensuite placé dans un four et chauffé à un* tem-
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pérature de 150*C, ce qui entraîne l'élimination par fusion dut au- . ùé3r en cire. Ensuite, la température est portée à 8 30-900 C.
Après ce traitement, le moule est suffisamment robuste pour qu'on puisse y couler du métal fondu et qu'il puisse encore facilement être enle- vé de la pièce de fonderie obtenue.
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tPLE On prépare une matière appelée à former un moule constituer
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par un mélange de 71 kg de s1111manite, 24 kg de silicate de zirco- nium, 18 litres du sol d'acide silicique indiqué au tableau I et 540 cm3 d'un mélange tampon contenant par litre 600 g d'acétate d'ammonium et 100 cm3 d'acide acétique (98%).
On en réalise à l'aide de. plaques modèles un moule en plu- sieurs pièces. Le temps de formation de gel de la matière est, à
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28*cl de 4 minutes, Après l'enlèvement des modèles, les parties du moule sont cuites et assemblées' en un moule.
EXEMPLE ? -
Une matière appelée à former un moule, constituée par une matière granuleuse de composition telle que spécifiée dans l'exeat-
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pla 1, 18 litres du sol d'acide silicique mentionné au tableau Il et 540 car d'un mélange tampon contenant par litre 125 gr d'acétate d'ammonium et 575 car d'acide acétique (98%) est coulée sur une plaque modèle dans un châssis de moulage.
La matière de moulage fora:' un gel après 43 minutes; après enlèvement de la plaque-modèle
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on allume la matière et l'alcool que celle'-ci contient brûle fret rapidement; De ce fait, il se produit dans la matière des fissures
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microscopiques. Par un chauffage prolongé à OOOOC, on obtient Un moule suffisamment cohérent pour y couler du métal, que l'en peut facilement enlever par la suite.
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P S !t .
1 - Procédé de fabrication de moules de fonderie,, en particu- lier pour le roulage de ..taux, dans lequel une pite de matière
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granuleuse réfractaire et d'un liquide ou Il'lar.g8 de liquides conte.
nant un sol diacide silicique est appliquée sur un modele et, après la formation de gel par la solution et l'agglutination en un ensem- ble de la matière pulvérulente, on enlève le modèle après quoi le nota@ ainsi obtenu est soumis à un traitement thermique, caractérisé en ce que le temps de formation de gel du sol est réglée à une tempé- rature donnée, par 1'addition d'une solution tampon
2 - Le procédé spécifié sous 1 peut présenter en outre les particularités suivantes, prises isolément ou en combinaison;
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;. le sol d'acide s1l1c1que est obtenu par saponification d'un silicate organique tel que le silicate d'étnl1e ou de polydthy- le ires un acide fort tel que lucide chlorhydrique, éventuellement dans un Milieu alcoolisé}
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1. on ajoute une solution tampon qui ne coaprend que <te< composés qui, lors d'un traitement thermique du t'ouïe, sont éliminés . par vaporisation et/ou décomposition et/ou qui se décomposent en sub-
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stances qui n'entravent pas l'emploi ultérieur de la matière rétrac. taire 008M composant d'une gags pour le moule; ce la solution tampon est constituée par un f.c4tate d* ua#o- ' n1u., de Il'acide acétique et de Illeau.
3 - ]foules de tcndorte obtenus suivant les procédés pé1t14.. tout 1 et 2.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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A method of manufacturing foundry castings, and molds produced by this method.
The invention relates to the manufacture of foundry molds, in particular for the burning of .etaux.
It is known that OR can make molds using a paste of a coarse-grained refractory material, for example silli-benite, zirconium silicate or chamotte, and a liquid. or a mixture of liquids, for example water and / or alcohol containing a silicic acid sol. By sol, we mean here a colloidal solution,
able to forge a gel The paste is applied to a template and after the sol is transformed into a gel and the granular material is merged into a whole, the template is removed. The melt thus obtained is finally subjected to a treatment.
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thermal and then ready to pour molten metal.
As the acid sol, in many cases an organic silicate, for example ethyl silicate, daponite at d.1 of a strong acid such as hydrochloric acid is used.
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use cowane saponification product of polysilicates such as commercially obtainable polyethyl silicate (condensed aethylsi11cate), and dialyzed potassium silicate.
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Such an ellici4u # acid sol can be stored for a very long time at normal room temperature when the pH (degree of docility) is about 2 or less.
For ease of implementation of the process, it is necessary that the soil is first liquid in order to ensure a good application of the seeds on the model and that the formation of the gel occurs in a reasonable time in order to act as a binder for granular matter.
The gel formation time of such silicic acid hearths depends on the composition, the concentration of the components, the temperature and the pH. The three factors mentioned can be easily controlled and it is therefore sufficient to adjust the pH to obtain the time
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of! 'o.stlon of desired gel. The pH indication is used here for the potential value determined with a glass electrode, although in the case of high alcohol concentrations it is doubtful whether this value can be interpreted as pH.
However, even under these conditions, the value considered turns out to be a determining factor for the gel formation time.
The addition of strongly alkaline solutions cannot be used, since in the relevant range of pH values small additions already exert a large influence on the pH, so that it is impossible to rigorously regulate the pH. and pH value.
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A technique frequently used for this purpose consists in adding sagnesite powder to the mass required to form the mold. This powder reacts with the acid existing in the soil
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and then slowly increases the pH, so that the gel fortat4o can occur, The particle size, the com buation temperature and the absorption of moisture and carbonic acid from the air
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however strongly influence the reaction rate of, \ u.I.nel1. te with the acid. There can therefore be no question of governing this
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way the gel formation time.
He adds that by .on nú. ion release at the surface, the granular refractory can contribute to influence, in an uncontrollable way, the pH
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and therefore the gel formation time. Likewise, during rigorous dosing of all the components of the paste, there may still be noticeable differences in the gel formation time, owing to small variations in the quantity and in the composition.
This disadvantage generally hampers the degree of consistency desired for mass production. This is particularly true-
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ment for the automation of the process, automation that roquierti reproducible gel formation times.
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The invention makes it possible to remove the gel forming temple from the mass used for the manufacture of molds.
According to the invention, during the manufacture of the mold,
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in particular of molds for metals ,, one applies on the ao: 1èl. a paste consisting of a granular refractory material and a liquid or a mixture of liquids, containing an acid sol 111101QV8, i
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This removed the 804111- * after gel formation and l * <t lMin <tticn of 1 attracts grainy as a whole, in suoet 1 <% or * obtained by treatment. thermal, and the tomps of formation of the g #!., to uèw. temperature dehnt1n6., by the addition of a solution ta8.poDw Preferably, in 1 * ptte * intended for tON'1 "1. or- 1G, there is incorporated a s11101q acid sol obtained by saponification of an organic silicate such as than ethyl silicate with a strong acid such as hydrochloric acid.
You can work without 1 * 801114r. disadvantage in an alcoholic environment.
For the implementation of the invention * one can use 4li; -. '1', in general, ceased * buffer solution all combinations of # * cl-,
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des and their salts which exhibit the known buffering effect in the pH range taken into account here.
Preference is however given to the use of buffer solutions containing only those compounds which are removed, during the heat treatment of the feed, by vaporization and / or by decomposition and / or which decompose into substances which do not interfere with the heat. use of the refractory material as a constituent of a material intended to close the mold,
Therefore, acetate-based buffers are preferable to borate or phosphate-based ones.
Particularly well suited buffer solutions are those
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consisting of acetate of antoniua acetic acid and water.
The tables below give an idea of the influence of an ammonium acetate-acetic acid buffer on the gel formation time of a silicic acid sol in an aqueous medium, respectively. strongly alcoholic.
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Table 1 relates to the influence of taaspon solutions at different pHs on the gel formation time of a silicic acid sol obtained in the following manner.
We shake violently, for 20 minutes, 100 cards if-
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ethyl licate, 147 * 5 cm3 of water and 2.5 in? of BC1 (1 normal). The temperature rises to about 40, oc. The resulting acid sol 8111e1q- contains in addition to water, about 1% alcohol, released during saponification. the pH of the solution, measured using a
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glass electrode, is about ï, to 20 * e.
Table II gives the results obtained using a highly alcoholic silicic acid sol obtained from the following mother.
We shake violently, for 20 minutes, 100 goes? of so-
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polyethyl licate (condensed a. * hylsll1oate), 75 because of ethyl alcohol $ 7 var da, HCl (1 normal) and 18 because of water; the temperature rises to about 40 ° C. The measured pK of the alic acid sol obtained as the saponification product * is about 1.16 at 20 C.
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buffer solution beds mentioned in the table are added
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s111clq acid sol about 16 hours after saponification.
BOARD
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m soil them buffer composition of the buffer pH of the
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<tb> per <SEP> liter <SEP> of <SEP> soil <SEP> soil <SEP> + <SEP> training <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> buffer <SEP> freeze <SEP> and% <SEP> min.
<tb>
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# aoétafce oa "a01". 2Q * C 28''C ammontua ac <5t (98)
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<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 700 <SEP> 0 <SEP> 6.12 <SEP> 6 <SEP> 1 <SEP> 1/2
<tb>
<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 600 <SEP> 100 <SEP> 5.70 <SEP> 12 <SEP> 4
<tb>
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100 - 3,400 300 5.12 41 13 100 350 $ 3 0 5.02 09 # 100 -0 560 4.30 415 66 100 HM 0 4.15 µ85 µ40 1. t -ii-'u J-- '1 l' ri1 -i ¯nh- -m l'uin -iffi -ti "nrj r n 'i'-l' ij't ..
J.T .¯..t. -.- ir
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TABLE 1%
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<tb> char <SEP> soil <SEP> cm3 <SEP> buffer <SEP> composition <SEP> of <SEP> buffer <SEP> pH <SEP> of <SEP> time <SEP> of
<tb>
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per liter of soil sol # formation of gel buffer in nin. g. acetate because 20 th ammonium acid acetate (98), t. ,, .. ¯., ¯¯
EMI5.10
<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 180 <SEP> 520 <SEP> 5.28 <SEP> 26
<tb>
EMI5.11
100 3 125 575 5eo5 43
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<tb> 100 <SEP> 3 <SEP> 100 <SEP> 600 <SEP> 3.05 <SEP> 3600
<tb>
Here are some more examples of foundry mold making.
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ample ..
A silicic acid sol is prepared by saponifying a mixture of 35 liters of polyethyl silicate, 1.4 liters of HOl (2. Normal), b, 3 liters of ethyl alcohol and 7 # 3 liters. of water.
After 24 hours, diluted with 140 liters of water. The measured pH of this solution is approximately 1.85.
A buffer mixture consisting of 21 liters of acid is prepared.
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of acetic acid (9Q #), 13 k of ammonium acetate and 16 liters of water.
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Lt pH is 4.5 t 0.05.
A mass, intended to form molds is prepared from
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shot of a 70 kg mixture of 81111..nlte (grain size between 125 and 1200 / u) $ 24 kg of alrcon1ua silicate (grain size less than 60 lû) t 18 liters of soil of .111- cic acid and 540 char of buffer liquid.
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A wax model is placed in a bue and surrounded by the mentioned mani. The mass forms a gel in 7 1/2 hours. The coated wax model is then placed in an oven and heated to a * time.
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temperature of 150 ° C, resulting in the removal by melting due to. ùé3r in wax. Then the temperature is raised to 8 30-900 C.
After this treatment, the mold is strong enough so that molten metal can be poured into it and that it can still be easily removed from the resulting casting.
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tPLE A material called to form a mold is prepared to constitute
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by a mixture of 71 kg of s1111manite, 24 kg of zirconium silicate, 18 liters of the silicic acid sol indicated in Table I and 540 cm3 of a buffer mixture containing per liter 600 g of ammonium acetate and 100 cm3 of acetic acid (98%).
We make it using. model plates a mold in several parts. The gel formation time of the material is, at
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28 * cl of 4 minutes. After removing the models, the mold parts are baked and assembled into a mold.
EXAMPLE? -
A material called to form a mold, constituted by a granular material of composition as specified in the exeat-
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pla 1, 18 liters of the silicic acid sol mentioned in Table II and 540 because of a buffer mixture containing per liter 125 g of ammonium acetate and 575 because of acetic acid (98%) is poured onto a plate model in a mold frame.
The molding material will form: a gel after 43 minutes; after removal of the model plate
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we light the material and the alcohol it contains burns freight quickly; As a result, cracks occur in the material
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microscopic. By prolonged heating at OOOOC, a sufficiently cohesive mold is obtained to flow metal into it, which can be easily removed thereafter.
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P S! T.
1 - Process for the manufacture of foundry molds, in particular for the rolling of ... rates, in which a small amount of material
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grainy refractory and liquid or Il'lar.g8 of liquid tale.
nant a silicic acid sol is applied to a model and, after gel formation by the solution and agglutination into a whole of the powder material, the model is removed after which the note thus obtained is subjected to a treatment. thermal, characterized in that the gel formation time of the sol is regulated at a given temperature by the addition of a buffer solution
2 - The process specified under 1 may also have the following peculiarities, taken individually or in combination;
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;. the sol of acid s1l1c1que is obtained by saponification of an organic silicate such as ethyl or polydthyl silicate, a strong acid such as hydrochloric lucide, optionally in an alcoholic medium}
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1. a buffer solution is added which only coaprend <te <compounds which, during a heat treatment of the hearing, are removed. by vaporization and / or decomposition and / or which decompose into sub-
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stances which do not interfere with the subsequent use of the backing material. silence 008M component of a gags for the mold; this buffer solution consists of a f.c4tate of ua # o- 'n1u., of acetic acid and of Illeau.
3 -] crowds of tcndorte obtained by the p1t14 processes .. all 1 and 2.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.