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Moule$ de fonderie et leur procédé de fabrication.
L'invention concerne un procédé de fabrication de moules de fonderie, en particulier pour la coulée d'objets métalliques.
On sait que de tels moules peuvent être réalisés entre autre à l'aide de parois stratifiées par la mise en oeuvre d'un procédé dans lequel la première couche de revêtement est appli- quée sur un modèle par exemple par immersion, à l'aide d'une suspension gélatinifiable de poudre réfractaire à grains fins dans une solution d'un liante par exemple une solution d'un acide silicique ou une solution de polysilioate ou d'acide poly- - silicique, et on saupoudre la couche encore humide d'une poudre réfractaire à grains plus gros, on gélatinifie la couche appli-
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quée, puis sur la couche ainsi obtenue, on applique une seconde couche,
par exemple en plongeant l'ensemble dans une suspension gélatinifiable dans une solution d'acide silicique d'une poudre telle qu'utilisée dans la première couche, et on saupoudre la
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seconde couche encore humide d'une poudre réfractaire . grains plus gros, après quoi on lélat1n1t1e la seconde couche et on appliquée la même manière plusieurs couches d'une même composi- tion que la seconde couche jusqu'à formation d'une paroi d'épais** seur suffisante.
Après gélatinifioation de la dernière couche et saupoudrage ou non de poudre réfractaire sur la couche encore
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humide, on sèche le moule et/ou on le soumet à un traitement thermique, après quoi, lorsque le modèle est enlevé dans un stade du processus tel que le moule soit suffisamment durci, on obtient un moule de fonderie prêt à l'emploi.
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Les couches & appliquer sur la première couche de rêvé" tement seront appelées ci-après couches de renforcement.
Par solution d'acide silicique, il y a lieu d'entendre ici une solution de polysilicate dont les molécules polymères peuvent comporter plus ou moins de restes d'alcoyle, par exemple
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de restes d'éthyle, ou une solution d'acides polyslliciques* Des solutions de polysilicates et d'acides polysiliciques peuvent être obtenues par saponification, par exemple à l'aide de l'acide
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chlorhydrique, de silicate organique, par exemple de t'tra.11iaat. d'éthyle ou de silicate d'éthyle-condensé en solution alcoolique* Une solution d'acide silicique peut également être obtenue par di. alyse d'une solution de silicate de potasse.
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On;a dé jà proposé plusieurs dispositions pour sélatini- fier la première couche de revêtement ou une couche de renfor- oanent.
Pour provoquer la gélatinifioation de couche de ma- tière acide du 'moule, on a proposé de les exposer à de la vapeur d'ammoniaque. Ce procédé qui recourt 1 une vapeur nocive, requiert certaines précautions techniques et par exemple l'utilisation de dispositifs aspirateurs efficaces. De plus, dans ce procédé, peut-être par suite d'une gélatinifioation locale trop rapide à
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la eurfaee d'une couche, il se produit une ao1n. benne ' adhérence entre des oouches luccesiivei.
Des inconvénient! analogues à 409% mentionnai dans le paragraphe précédent pour la .'lat±n1tioation de oouchti oonatitudu par des mat1're..01de. de =cule. , léaid4 4'a=mon1aqu. Il renocnie trent également lors de la gdlgtiniti4âtÎon de couohe. de matière alcalines de mou1"1 lorsqu'on les expose à l'effet de dioxyde de oarbonts, La Demandoreont a trouvé1 un procédé pour II1.iin1t1... une première couche de revêtement ou une couche de renforcement qui ne présente pas lesdita inconvénients. Le précède conforme à l'invention permet de régir entièrement la gêlatinitication d'une couche# 0'18t ainsi que l'on peut facilement obtenir un temps de
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gelatinification constant.
Ce fait est particulièrement Important
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pour la production industrielle et surtout dans le cas de procès*
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tue automatisé, De plue, le procède conforme à l'invention ne provoque pas@ de gélatinifioation locale trop 1Aten"f D'une façon
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générale, on obtient en outre une meilleure adhérence de couches
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successives que dans lea procédait connus
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L'invention concerne un procède de fabrication d'un
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moule constitué par une masse de matériau refraetaire pulse" rulent 1:1..., parois .trnt1ti'e., dans lequel on applique sur un Modèle une première couche de revêtement d'une JU.penl1on gela- tin1t1able d'une poudre r4traota:
Lre gralm fins dans une aelu" tion d'un liant, et en particulier dans une solution d'acide aili- aiqua' et sur cette couche, au besoin encore humide, on applique une poudre réfractaire à grains plus gros# à l'aide d'une auapen- sion ,élat1n1t1able d'une poudre réfractaire dans une solution d'un liant de façon a constituer au moins une couche de renfor- cernent, les couchao appliquées étant gélatlnlfi4es en y faisant agir un agent de gélatinisation, et par séchage du moule obtenu, avant ou après l'enlèvement du modèle, jusqu#à ce que la moule aoit suffisamment durci, le procédé étant oarnot6ris' en .ce que l'agent de gelatinisation utilisé est une solution tampon.
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Le traitement d'une couche à à l'aide d'un solution tampon peut t'effectuer de plusieurs aaaieret et de préférence en appliquant la solution tampon à un état finement dito visé, par exemple par projection ou pwdrages te temps quune couche peand pour 6<v'MMr solide par gélatînitloatïon (temps de gélatlnisation) et après lequel on peut appliquer une couche suivante dépend entra autres de la coapoii- tion et de la quantité de oolution tampon utUîo44 On peut par exemple régler le temps de i?ati3ni,eatiart Min, mais <g<ElMMis
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à des valeurs plue courtes ou plue longuet.
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L'agent de gélatinisation à utiliser dépend quelque peu de la composition de la suspension à utiliser pour l'applica- tion d'une couche, Lorsqu'on utilise Mme liant, dans cette oui-, pension, une solution doacide eilieique obtenue par hydrolyse par exemple de silicate d'éthylène, avec un aeide, par exemple de l,aaide ohlorhydrique, on utilisera eeaNae agent de grflatinisa- tien une solution tampon qui soit à même d'abaisser le degré d'a- cidité de la suspension.
De préfrirenoe, dane le procédé conforme à 1' invention, on utilise une telle suspension* Lorsque, dans
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ladite suspension, on utilise comme liant une ablution d'acide
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11l101qu. obtenue par dialyse de silicate de potasse, on utilise- ra,t comme agent de slat1n1.at1on, une solution tampon 1 même d'augmenter le degr d'acidité de la suspension* On peut également acidifier* par addition d'acide, une solution diacide ,ll101qu. ainsi obtenue, auquel oas la disposition du premier oas est appli- *
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câble.
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Comme agent de s'latini.at1on, on utilisera surtout une solution tampon ne contenant que des composés qui se yapori-
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sent hors du moule lors d'un traitement thermique, éventuellement après décomposition. Des tampons appropria sont surtout ceux
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décrits d'un acide gaz constante de dissociation d'environ 10.', par exemple de l'acide acétique; de l'acide prop1onique, de
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l'acide butyrique et de l'ammoniaque.
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Dans le cas ou une couche A eGlat1n1t1er est formée
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par une suspension acide, on ciliée de préférence une solution d'acétate d'ammonium ou d'acétate d'ammonium et d'acide acétique.
De préférence, on utilisera comme agent de 'lat1ni... tion une solution tampon à concentration élevée, en particulier contenant plus de 500 gr d'électrolyte par litre. Des exemples de solutions tampons particulièrement appropriées sont des solutions
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aqueuses contenant par litre, environ 700 gr d'acétate d'ammonium ou 700 gr d'acétate d'ammonium et diacide acétique on 700 gr daa.1, tate d'ammonium et diacide acétique ensemble, et, par exemple, 400 gr d'acétate d'ammonium et 300 gr d'acide acétique ou bien 140 gr d'acétate d'ammonium et 560 gr d'acide acétique.
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Au besoin# on peut incorporer dans une solution tampon à utiliser comme agent de slatini'4tioft un liant, par exemple, de l'acide 111ioique colloïdal, de pOlys1110ate ou d'acide poly- silicique. Dans ce eae, on utilisera de préférence, comme liant la suspension ayant servi à la gélatinifioation de la couche,
Le procédé conforme à l'invention peut être utilisé pour la fabrication de moules pour divers procédés de réalisation. de pièces de fonderie. Le procédé entre surtout en ligne de compte pour la réalisation des moules utilisés pour les coulées de précision, par exemple, suivant la technique du modèle perdu.
Dans cette technique, on utilise un modèle destiné à tire fondu, généralement constitué par de la aire, une substance synthétique, du métal à bas point de fusion ou un alliage à bas point de fu- lion. On peut également utiliser avantageusement le procédé pour la fabrication de moules de fonderies pour la coulée suivant une technique à moules détachables, pour laquelle les moules uti- lises sont en plusieurs parties, généralement en deux parties, Le procédé est également utilisable dans le cas oû lion applique
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sur le modèle une seule couche et, après 141at1nit1oatSon de la couche, une masse de renforcement..
Pour la première couche de revêtement, on peut utiliser par exemple un mélange connu d'une poudre réfractaire à grains
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tînt et d'une solution dàaoïde siliaique gélatinittable pouvant tiré utilisée pour l'application d'une première couche de revê-
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tement sur un modèle lors de la fabrication de moules de fonderie* On tel mélange est essentiellement constitué par une poudre
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grains fins de matériau réfractaire, par exemple d'oxyde d'alum, sium, de .111tman1te, de chamotte, de silicate de .1roon1um ou de quartz, en suspension dans une solution 4'&o1d.
linéique, et pouvant être amené à 1$état solide par gelatinifieationt De plus, ce mélange peut contenir des substances auxiliaires, par exemple une ou plusieurs substances synthétiques, des substances tensio- actives, des émulsifiants et/ou des moyens éliminant l'écume.
On mélange (A), à utiliser pour l'application d'une pre- mière couche de revêtement, peut être obtenu par exemple en agi- tant à la température ambiante normale, pendant 20 min., un mélange
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de 1600 =3 à polyailioate d'éthyle (teneur en sion environ z en poids), 300 cm3 d'acide chlorhydrique ( 1 S) et 1800 =3 d'é- thanol et en ajoutant au mélange ainsi obtenu 70' trIA' d'une sou- tion à 20% en poids de dodécylnaphtylsulfonate de sodium, 10 car d'octanol, 3500 cm3 d'eau, 300 cm3 d'acide chlorhydrique (4 N)
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et 25 kg de poudre réfraotaire à grains fins,' par exemple du silicate de zirconium (grandeur des particules 10 .' 67u),
Le mélange à utiliser pour la première couche de rêve tement peut être appliqué de manière connue sur un modèle, par exemple par immersion, arrosage ou projection.
Dans le cas où. cela s'effectue pour la technique des .moules détachables, on peut avantageusement munir le modèle et la plique modèle d'une mince couche de détachant, par escompte de la vaseline, ou de l'huile de silicone.
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Pour la poudre réfractaire# qui est appliquée sur la première couche de revêtement encore humide, par exemple par sau- poudrage, on peut utiliser par exemple du silicate d'aluminium
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(grandeur des particules 250 - 6001Vi
Le procédé conforme à l'invention sera colique ci* . après à l'aide d'un exemple.
Un modale constitué par de la aire dure est plongé dans
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un mélange correspondant au mûaage (A) précité, et ensuite# à l'état encore humide, on le saupoudre de tilieate dâaluziniuul
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(grandeur des particules 2'0-600 lU).
La première couche de revête- ment ainsi appliquée peut être gélatinifiée par protection d'une solution contenant par litre 600 gr d'acétate d'ammonium et 100 gr d'acide acétique en une quantité correspondant à 0,3. g de solu- tion tampon par cm2 de surface de la couche à traiter. Apres la
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gélatinifioatlon, on applique la promue couche de renforcement par immersion dans uni suspension de 7 kg de silicate de z:l.1'oo- nium (grandeur des partfoull. 10 - 60 ai) dans une solution obtenue en agitant pendant 20 min , à la température ambiante normale, 2600 car* de polysilieate d'éthyle (teneur en 8i8 A0# en poids) 600 cm3 d'eau, 260 on3 d'acide chlorhydrique bzz et 280 om3 4"tbano3..
La couche encore humide est saupoudrée, cornât ci-doiou% de poudre de silicate d'aluminium et ensuite on y projette la solution tampon mentionnée. Apres la gelatinifieation, on applique
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Foundry molds and their manufacturing process.
The invention relates to a method of manufacturing foundry molds, in particular for casting metal objects.
It is known that such molds can be made, inter alia, with the aid of laminated walls by the implementation of a method in which the first coating layer is applied to a model, for example by immersion, using of a gelatinifiable suspension of fine-grained refractory powder in a solution of a binder, for example a solution of a silicic acid or a solution of polysilioate or polysilicic acid, and the still wet layer is sprinkled with a refractory powder with larger grains, the applied layer is gelatinized
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quée, then on the layer thus obtained, a second layer is applied,
for example by immersing the whole in a gelatinable suspension in a silicic acid solution of a powder as used in the first layer, and the
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second layer still wet with refractory powder. coarser grains, after which the second coat is loosened and several coats of the same composition as the second coat are applied in the same way until a wall of sufficient thickness is formed.
After gelatinization of the last layer and sprinkling or not of refractory powder on the layer again
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wet, the mold is dried and / or subjected to heat treatment, after which, when the model is removed at a stage of the process such that the mold is sufficiently hardened, a ready-made foundry mold is obtained.
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The layers to be applied over the first dream coat will hereinafter be referred to as reinforcing coats.
By silicic acid solution, it is meant here a polysilicate solution whose polymer molecules may contain more or less alkyl residues, for example
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ethyl residues, or a solution of polysilicic acids * Solutions of polysilicates and polysilicic acids can be obtained by saponification, for example with the aid of acid
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hydrochloric acid, organic silicate, for example t'tra.11iaat. ethyl or ethyl silicate condensed in alcoholic solution * A solution of silicic acid can also be obtained by di. alysis of a solution of silicate of potash.
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Several arrangements have already been proposed for selatinizing the first coating layer or a reinforcing layer.
To cause gelatinization of the acidic material layer of the mold, it has been proposed to expose them to ammonia vapor. This process, which uses harmful steam, requires certain technical precautions and for example the use of efficient vacuum devices. In addition, in this process, perhaps as a result of too rapid local gelatinification to
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the eurfaee of a layer, there occurs an ao1n. bucket 'adhesion between uccesiivei oouches.
Downside! analogues to 409% mentioned in the previous paragraph for the .'lat ± n1tioation of oouchti oonatitudu by mat1're..01de. de = cule. , léaid4 4'a = my1aqu. It was also renamed during the gdlgtiniti4âtÎon of couohe. of alkaline soft material when exposed to the carbon dioxide effect, La Demandoreont has found a method for II1.iin1t1 ... a first coating layer or a reinforcing layer which does not have the said disadvantages. The above in accordance with the invention makes it possible to fully control the gelatinization of a layer # 0'18t so that it is easily possible to obtain a cooling time.
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constant gelatinification.
This fact is particularly important
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for industrial production and especially in the case of trials *
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In addition, the process according to the invention does not cause too much local gelatinification.
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In general, a better adhesion of layers is also obtained
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successive steps that in the process were known
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The invention relates to a method of manufacturing a
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mold formed by a mass of pulsating material 1: 1 ..., trnt1ti'e walls., in which is applied on a Model a first coating layer of a gelatinable powder JU.penl1on. r4traota:
The fine gralm in an alu "tion of a binder, and in particular in a solution of ailic acid 'and on this layer, if necessary still wet, is applied a refractory powder with coarser grain # using of an auapension, elat1t1t1able of a refractory powder in a solution of a binder so as to constitute at least one reinforcing layer, the applied layers being gelatlnlfi4es by causing a gelatinizing agent to act therein, and by drying of the resulting mold, before or after removing the model, until the mold has sufficiently hardened, the process being carried out in that the gelatinizing agent used is a buffer solution.
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The treatment of a layer with the aid of a buffer solution can be carried out for several aaaieret and preferably by applying the buffer solution to a finely specified state, for example by spraying or pwdrages the time that a layer peand for 6 <v'MMr solid by gelation (gelation time) and after which one can apply a next layer depends among others on the coapoii- tion and the amount of buffer solution used.For example, we can adjust the time of i? Ati3ni, eatiart Min, but <g <ElMMis
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at shorter or longer values.
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The gelatinizing agent to be used depends somewhat on the composition of the suspension to be used for the application of a layer. When a binder is used, in this case, a solution of eilic acid obtained by hydrolysis is used. for example of ethylene silicate, with an aid, for example of hydrochloric acid, a buffering agent will be used as a buffer solution which is capable of lowering the degree of acidity of the suspension.
Preferably, in the process according to the invention, such a suspension is used * When, in
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said suspension, an acid ablution is used as binder
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11l101qu. obtained by dialysis of potassium silicate, we will use, t as slat1n1.at1on, a buffer solution 1 even to increase the degree of acidity of the suspension * It is also possible to acidify * by adding acid, a diacid solution, ll101qu. thus obtained, to which the arrangement of the first oas is applied *
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cable.
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As a separating agent, a buffer solution containing only compounds which vaporize therein will be used.
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smells out of the mold during heat treatment, possibly after decomposition. Appropriate tampons are especially those
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described of a constant gas dissociation gas of about 10 ', for example acetic acid; proponic acid,
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butyric acid and ammonia.
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In the event that an A eGlat1n1t1er layer is formed
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with an acid suspension, preferably a solution of ammonium acetate or ammonium acetate and acetic acid is ciliated.
Preferably, a high concentration buffer solution, in particular containing more than 500 g of electrolyte per liter, will be used as the latina ... tion agent. Examples of particularly suitable buffer solutions are solutions
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aqueous containing per liter, approximately 700 gr of ammonium acetate or 700 gr of ammonium acetate and diacetic acid on 700 gr daa. 1, ammonium tate and acetic diacid together, and, for example, 400 gr of 'ammonium acetate and 300 gr of acetic acid or else 140 gr of ammonium acetate and 560 gr of acetic acid.
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If necessary, a binder, for example, colloidal 111ioic acid, pOlys1110ate or polysilicic acid, can be incorporated into a buffer solution to be used as the slatini'4tioft agent. In this eae, use will preferably be made, as binder, of the suspension which served for the gelatinification of the layer,
The method according to the invention can be used for the manufacture of molds for various production methods. of foundry parts. The process is mainly taken into account for the production of molds used for precision casting, for example, according to the lost pattern technique.
In this technique, a melt pattern is used, generally consisting of area, a synthetic substance, a low melting point metal or a low melting point alloy. The process can also be used advantageously for the production of foundry molds for casting according to a releasable mold technique, for which the molds used are in several parts, generally in two parts. The process can also be used in the case where lion applique
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on the model a single layer and, after 141at1nit1oatSon of the layer, a reinforcing mass.
For the first coating layer, one can use for example a known mixture of a refractory grain powder
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tensile strength and a gelatinizable siliaic aeroid solution which can be drawn and used for the application of a first coat of coating.
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on a model during the manufacture of foundry molds * Such a mixture consists essentially of a powder
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fine grains of refractory material, for example aluminum oxide, sium, .111tman1te, chamotte, silicate of .1roon1um or quartz, suspended in a 4 '& o1d solution.
linear, and which can be brought to a solid state by gelatinification. In addition, this mixture may contain auxiliary substances, for example one or more synthetic substances, surfactants, emulsifiers and / or scum removing means.
The mixture (A), to be used for the application of a first coating layer, can be obtained, for example, by stirring at normal room temperature for 20 min., A mixture
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from 1600 = 3 to polyethylioate (content in sion about z by weight), 300 cm3 of hydrochloric acid (1 S) and 1800 = 3 of ethanol and adding to the mixture thus obtained 70 'trIA' d 'a 20% by weight solution of sodium dodecylnaphthylsulfonate, 10 car octanol, 3500 cm3 of water, 300 cm3 of hydrochloric acid (4 N)
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and 25 kg of fine-grained refractory powder, for example zirconium silicate (particle size 10. '67u),
The mixture to be used for the first dream coat can be applied in a known manner on a model, for example by immersion, spraying or spraying.
In the case where. this is done for the technique of detachable .moulds, it is advantageously possible to provide the model and the model plique with a thin layer of stain remover, by discounting petroleum jelly, or silicone oil.
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For the refractory powder # which is applied to the still wet first coating layer, for example by dusting, for example aluminum silicate can be used.
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(particle size 250 - 6001Vi
The method according to the invention will be colic ci *. after using an example.
A modal constituted by hard area is plunged into
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a mixture corresponding to the aforementioned ripening (A), and then # in the still wet state, it is sprinkled with dâaluziniuul tilieate
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(particle size 2'0-600 lU).
The first coating layer thus applied can be gelatinized by protecting a solution containing per liter 600 g of ammonium acetate and 100 g of acetic acid in an amount corresponding to 0.3. g of buffer solution per cm 2 of surface of the layer to be treated. After the
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gelatinifioatlon, the promoted reinforcing layer is applied by immersion in a suspension of 7 kg of z: 1.1'Onium silicate (size of partfoull. 10 - 60 ai) in a solution obtained by stirring for 20 min, at at normal room temperature, 2600 car * of ethyl polysilieate (content of 818 A0 # by weight) 600 cm3 of water, 260 on3 hydrochloric acid bzz and 280 om3 4 "tbano3.
The still wet layer is sprinkled with above-doiou% aluminum silicate powder and then the mentioned buffer solution is sprayed thereon. After gelatinification, we apply