BE772879Q - Melange liquide pour la confection de noyau et de moules et procede de fabrication de ceux-ci - Google Patents

Description

   <EMI ID=1.1> 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
1

  
L'invention est relative à des mélanges de sable pour 

  
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tion de noyaux et de moules en partant de ces mélanges. les 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
 <EMI ID=5.1>   <EMI ID=6.1> 

  
bottes à noyaux ou sur modèles.

  
Dans beaucoup de cas, ces opérations sont mécanisées,

  
 <EMI ID=7.1> 

  
*

  
ries, on fabrique les noyaux à la main ainsi que les moules dans certains ateliers.

  
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Le travail de confection des noyaux et des moules

  
 <EMI ID=9.1> 

  
lée des pièces.

  
On connaît, en outre, uh procédé de fabrication de moules et noyaux à partir d'un mélange liquide ayant comme liant le silicate d'éthyle. Les mélanges comportant un tel liant demendent une cuisson prolongée à la température de 800 à

  
 <EMI ID=10.1> 

  
utilisation. Le prix da ces mélanges et, surtout, de leur  constituant, le silicate d'éthyle, est, par ailleurs très élevé.

  
 <EMI ID=11.1> 

  
ges de sable jusqu'ici inconnues, lesquels mélanges, à humidi- 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
l'introduction comme additifs de matières génératrices d'écu-  me, passent à l'état liquide ce qui permet de les couler dans  des bottes à noyaux ou sur modèles.

  
L'introduction suivant l'invention d'un deuxième  additif capable de réagir physiquement et chimiquement avec un  des constituants du mélange assure la solidification à l'air  des noyaux et des moules. 

  
Afin de régler dans de larges limites la "vitalité"  du mélange et sa vitesse de solidification, on y ajoute des 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
 <EMI ID=14.1>  

  
 <EMI ID=15.1> 

  
ainsi que le procédé de fabrication de noyaux et de moules à'partir de ces mélanges. 

  
Pour transformer les mélanges en un état liquide,, en partant de leur état ordinaire, on incorpore aux compositions renfermant un sable d'emballage, un liant et un additif assurant la solidification des noyaux et des moules à l'air, des matières génératrices d'écume qui se rangent principalement dans la classe des substances tensio-actives, notamment

  
 <EMI ID=16.1> 

  
fonates tensio-actifs), etc, de préférence les sulfacides du pétrole résultant du traitement par l'anhydride sulfurique du distillât de gas-oil.

  
A la suite de l'introduction dans les mélanges mentionnés de la substance génératrice d'écume, neutralisée préalablement, en quantité allant de quelques centièmes jusqu'à quelques dixièmes pour-cent par rapport au poids du mélange,  le mélange devient liquide après quelques minutes de malaxage,

  
 <EMI ID=17.1> 

  
tes à noyaux ou sur modèles. 

  
Dans les mélanges contenant du sable d'emballage, du  verre soluble (solution aqueuse de silicate de sodium ou de potassium) et la substance génératrice d'écume, on introduit

  
un additif qui réagit physiquement et chimiquement avec la so-  lution aqueuse de silicate de sodium ou de potassium, en assurant la solidification complète des noyaux et des moules. 

  
Un tel additif assurant la solidification des noyaux 

  
et des moules à l'air sans employer d'agents extérieurs quel- 

  
 <EMI ID=18.1> 

  
être, par exemple, le silicate bicalcique. 

  
Ce dernier pourra être utilisé par exemple sous la forme de schlamm de néphéline, qui est un sous-produit de la fabrication de l'alumine à partir de minerais de néphéline,  <EMI ID=19.1> 

  
t ier sujet à émiettement) qui est un sous-produit de la [pound]abrication du ferrochrome ou d'autres produits métallurgiques, etc.

  
 <EMI ID=20.1>  et, par conséquent, des noyaux et des moules, résulte de l'hydratation du silicate bicalcique avec déshydratation simulta- 

  
née de la solution aqueuse de silicate de sodium ou de potas-  sium, ainsi que du déroulement de réactions d'échange entre 

  
le liant et l'additif.. 

  
On donne ci-après diverses compositions de mélange

  
liquides solidifiables à l'air (en parties en poids),  EXEMPLE 1 

  
1) sable d'emballage (sable quartzeux, magnésite, etc) 

  
de 90 à 93, 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
de 6 à 7, 

  
37.Schlamm de néphéline (poudre) 

  
de 7 à 10, 

  
 <EMI ID=22.1> 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
5) matière destructrice d'écume (alcool butylique) 

  
de 0 à 0,001, 

  
6) eau de 1,5 à 1,75  EXEMPLE 2 

  
 <EMI ID=24.1> 

  
 <EMI ID=25.1> 

  
2) liant : verre soluble (solution aqueuse de silicate de 

  
de sodium) M=2,5 à 2,9:poids spécifique 1,48 à 1,52  4 à 7 

  
3) additif assurant la solidification à l'air (laitier sujet. 

  
 <EMI ID=26.1> 

  
 <EMI ID=27.1> 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
 <EMI ID=29.1> 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
 <EMI ID=32.1> 

  
à titre de liant servira en même temps, si' on ajoute de l'eau  aux mélanges, comme additif assurant la solidification à 

  
 <EMI ID=33.1> 

  
langes liquide*, 

  
Comme exemple d'un tel additif on peut citer les 

  
divers types de ciments à prise rapide dont l'interaction  avec l'eau entraîne la solidification du mélange à l'air. 

  
Un tel mélange est constitué d'un sable d'emballage,  d'une matière génératrice d'écume, d'eau et d'un ciment à 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
cas les limites caractéristiques pour les compositions ordi-  naires de mélanges de sable. 

  
EXEMPLE 3 

  
1) sable d'emballage (sable quartzeux, chamotte, etc) 

  
85 à 93 

  
2) liant (ciment à prise rapide) 

  
7 à 15 

  
3) matière génératrice d'écume 

  
0,03 à 0,3 . 

  
4} eau 5 à 7 

  
Les mélanges liquides peuvent aussi être confection- 

  
nés à partir de sable d'emballage, d'une matière génératrice  d'écume et d'un liant organique. 

  
En tant que liants organiques, on peut utiliser notam- 

  
ment des résines synthétiques (résines furanniques, de phénol-  formol-furfurol, d'urée-formol-furfurol, etc).

  
Dans =e cas, on emploie comme additif assurant la  solidification du mélange à l'air des catalyseurs connus tels 

  
que l'acide oxalique, l'acide orthophosphorique et d'autres  acides. 

  
Suivant le type de résine, on peut choisir les catalyseurs requis.  EXEMPLE 4 

  
1) sable d'emballage (sable quartzeux, etc) 

  
100   <EMI ID=35.1> 

  
 <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1>  .. - _  <EMI ID=38.1> 

  
0,03 à 0,3 

  
 <EMI ID=39.1> 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
1,0 

  
5) eau 1,0 à 2,0 

  
La différence entre le mélange défini à l'exemple

  
 <EMI ID=41.1> 

  
thétiques à titre de liant, réside dans la possibilité de

  
confectionner les noyaux et les moules par coulée dans des

  
bottes à noyaux ou sur modèles.

  
Suivant les conditions de fabrication, on peut se 

  
trouver dans l'obligation de faire varier la période de temps

  
pendant laquelle le mélange est maintenu à l'état liquide.

  
L'augmentation de la période pendant laquelle le

  
mélange est à l'état liquide (augmentatior de la persistance  de l'écume) est obtenue par introduction dans la composition  du mélange renfermant le sable d'emballage, le liant, la ma- 

  
tière génératrice d'écume et l'additif/assurant la solidifica-  tion du mélange à l'air, d'un stabilisant d'écume, par exemple  0,01 à 0,2% de savon sodique des acides organiques insolubles 

  
dans l'eau que l'on extrait des produits résiduaires résultant

  
de l'épuration alcaline des distillats de pétrole : par exemple ' de pétrole lampant, de gas-oil et de mazout.

  
- Dans les mélanges liquides ou écumeux, obtenus par addition de substances génératrices d'écume à activité super-

  
pour

  
&#65533; ficielle, on peut/réduire la persistance de l'écume utiliser

  
des substances destructrices d'écume, par exemple certains alcools supérieurs, des bulles insolubles à l'eau et des acides

  
gras, tels que de l'alcool butylique introduit dans les mélan- 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
Le mélange constitué par le sable d'emballage, le  liant (par exemple, verre soluble), la substance génératrice   <EMI ID=43.1> 

  
destructrice d'écume (par exemple, l'alcool butylique), peut  servir d'exemple. 

  
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 <EMI ID=45.1> 

  
me du poids total de celui-ci. 

  
En cas de faible persistance de l'écume, on peut pro- ' céder, après sa destruction, au soufflage subséquent des noyaux et des moules au gaz carbonique. Toutefois, ce procédé est  dans la plupart des cas moins avantageux et plus compliqué du  point de vue technologique que la solidification des noyaux

  
et des moules à l'air.

  
On peut régler la durée de solidification des noyaux  et des moules confectionnés à partir des mélanges liquides en faisant varier la teneur en liant du mélange et le module du verre soluble, ainsi que la quantité et la structure granu-

  
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noyaux et des moules, après quoi les noyaux et les moules

  
peuvent être utilisés pour la coulée du métal (acier, fonte

  
ou métaux non ferreux).La durée de solidification des noyaux 

  
 <EMI ID=47.1> 

  
en règle générale, 40 à 50 minutes.

  
Afin de faciliter le décochage des mélanges contenant le sable d'emballage, le liant (solution acueuse de silicate de sodium), la matière génératrice d'écume et l'addi-

  
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 <EMI ID=49.1> 

  
"organiques" (par exemple, le graphite, le charbon, le coke,

  
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telles l'argile, la bauxite, etc). 

  
 <EMI ID=51.1> 

  
EXEMPLE 5

  
1) sable d'emballage (sable quartzeux et autres)

  
90 à 96

  
2) liant verre soluble (solution aqueuse de silicate de sodium) 

  
4 à 7 

  
3) additif assurant la solidification à l'air (laitier ou

  
schlamm)

  
3 à 8 . 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
neutralisé

  
0,03 à 0,3

  
 <EMI ID=53.1> 

  
poussier de coke, graphite, urée, etc)

  
1 à 2 

  
 <EMI ID=54.1> 

  
EXEMPLE 6 

  
Les constituants 1, 2, 3, 4 sont ceux donnés selon l'exemple 5. 

  
5) additif minéral facilitant le décochage (argile, 

  
bauxite, etc)  2 à 3 

  
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 <EMI ID=56.1> 

  
noyaux de différentes dimensions, ainsi que pour la fabrica-  tion de n'importe quels moules, y compris les grands nouiez  fabriqués en caissons. Le travail manuel pour le foulage du  sable de moulage devient superflu. 

  
Lors de la fabrication des noyaux et des moules par  le procédé de l'invention, le mélange liquide est coulé dans 

  
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malaxeur ou bien à partir des poches dans lesquelles le célan- 

  
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 <EMI ID=59.1> 

  
fabrication des noyaux et des moules par vibration des boites  à noyaux sur une table vibrante avec une fréquence d'oscillé-  tion de 6000 par minute et une amplitude d'oscillations de 

  
 <EMI ID=60.1> 

Claims (1)

1. des moules, assure leur configuration complexe et permet de fabriquer les divers noyaux.et mouler.

   Pour le serrage du sable dans des bottés à noyaux,

   outre la vibration, on-peut appliquer sur le mélange liquide une faible pression d'air comprimé ou d'un gaz. <EMI ID=61.1>

   <EMI ID=62.1>

   a) par coulée d'une portion entière au mélange préparé au malaxeur ou d'un contenu d'une poche dans une ou plusieurs boites à noyaux ou sur modèles; b)par coulée par portions successives dans une même botte ou sur un même modèle {dans le cas de grandes dimensions des noyaux et des moules)-, <EMI ID=63.1> ou sur modèles.

   <EMI ID=64.1>

   Le mélange suivant l'invention peut être utilisé pour la fabrication de noyaux à parois minces (moulage en carapace) et de,moules.

   Les creux dans les noyaux à parois minces peuvent être préparés à l'aide de clichés ou modèles par deux procédés:

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   mélange. Le mélange remplit 1'espace entre le modèle et les parois de la boite:

   <EMI ID=66.1>

   <EMI ID=67.1>

   <EMI ID=68.1>

   <EMI ID=69.1>

   <EMI ID=70.1>

   <EMI ID=71.1>

   substance génératrice d'écume, ainsi qu'un additif capable de <EMI ID=72.1>

   <EMI ID=73.1>

   la solidification des noyaux et des moules à l'air, ledit mé- lange pouvant en outre présenter les caractéristiques suivan- tes considérées séparément ou dans les diverses combinaisons possibles

   1) il contient, à titre de substance génératrice d'écume, des sulfacides ou des dodécylbenzène sulfonates (sulfonols), par exemple de l'acide sulfurique;

   2) il-contient des alcools supérieurs (par exemple de l'alcool butylique) ou des huiles insolubles à l'eau, ou bien des

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   lange;

   3) on utilise, à titre de liant, des substances minérales

   ou des substances organiques;

   4) on utilise, à titre de liant minéral, du verre soluble ou un ciment par exemple;

   5) on utilise, à titre de liant organique, ces résines synthétiques;

   6) dans le cas d'utilisation du verre soluble à titre de liant, on emploie à titre d'additif s assurant la solidification des noyaux et des moules à l'air, par exemple, le silicate bicalcique sous la forme de laitier (de préférence sujet à

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   me ou d'autres produits métallurgiques;

   <EMI ID=76.1>

   de liant, on emploie à titre d'additif assurant la solidifica- tion des moules et des noyaux à l'air, des catalyseurs connus, par exemple l'acide oxalique, l'acide phosphorique et d'autres acides ?

   8) dans les mélanges comportant des liants minéraux, on utili-

   <EMI ID=77.1>

   pièces moulées., aussi bien des matières dites organiques, par <EMI ID=78.1>

   exemple, le coke, le charbon ou le graphite, que des matières

   <EMI ID=79.1>

   9) pour augmenter la durée de maintien du mélange à l'état

   <EMI ID=80.1>

   d'écume, par exemple des savons sodiques d'acides organiques insolubles dans l'eau.; par exemple d'acides neutralisés du pétrole.

   II. Un procédé de fabrication de moules et noyaux à

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   procédé étant remarquable notamment par les caractéristiques suivantes considérées séparément ou&ns les diverses combinaisons possibles :

   10)-le noyau est un noyau à paroi mince et on met dans la botte à noyaux un modèle et on remplit de mélange liquide l'espace entre les parois de la boite et le modèle;

   2[deg.]) on met les modèles dans les bottes à noyaux remplies de mélange liquide;

   <EMI ID=82.1>

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   fait.vibrer le châssis et le modèle au moment du versement

   du mélange liquide.-

   5[deg.]) on remplit la botte à noyaux ou le moule du mélange liquide et on applique une pression d'air comprimé sur le mélange; 6[deg.]) le mélange liq uide contient une substance génératrice d'écume et on détruit l'écume dans le mélange remplissant la botte ou le châssis puis, ensuite, on souffle le mélange au

   gaz carbonique;

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   sur modèles est effectuée directement à partir du malaxeur;

   <EMI ID=85.1>

   quelles le mélange est transporté du malaxeur vers les postes de coulée; <EMI ID=86.1>

   préparé au malaxeur ou du contenu d 'une poche dans une ou

   <EMI ID=87.1>

   <EMI ID=88.1>

   ge dans une même botte ou sur un même modèle dans le cas de grandes dimensions des noyaux et des moules;

   <EMI ID=89.1>

   ou sur modèle.