Procédé de fabrication de noyaux et moules de fonderie. La fabrication des moules. et plus parti- culièrement,des noyaux ,de fonderie présente entre autres un double problème à résoudre;
il faut, ,'une part, que les masses utilisées pour cette fabrication présentent une cohésion suffisante pour se prêter au moulage; il est, d'autre part, nécessaire qu'une fois le moule ou noyau formé, elles soient assez poreuses pour permettre, .lors de la coulée -du métal, l'évacuation des gaz dégagés par le métal en fusion et par les liants employés dans le noyau.
Ce double problème offre -des diffi cultés encore plus grandes pour ce qui con- cerne les noyaux de fonderie ,que pour les moules, en raison de la position que ceux-ci sont appelés à occuper au sein du métal.
Les sables silico-argileux ordinairement utilisés comme sables de fonderie possèdent par eux-mêmes une faculté d'agglomération qui leur permettrait de se prêter à la fabri cation de noyaux de fonderie, sans le secours d'aucun liant, Mais l'expérience a montré que les noyaux ainsi constitués présentaient une porosité insuffisante.
Aussi est-il d'usage d'ajouter au sable ide fonderie, pour cette fabrication, une quantité importante de silice destinée à accroître la porosité et pouvant atteindre 70 à<B>85%</B> du mélange.
Cette addi tion massive ide silice nécessite, pour l'agglo mération, l'intervention de liants, habituelle ment constitués par des matières organiques comme par exemple la mélasse, les lessives résiduaires de cellulose sulfitée, et auxquels il est généralement nécessaire d'ajouter une proportion notable d'huile de lin, qui, par oxydation, donne la consistance voulue à l'agglomérat.
La présente invention a principalement pour objet un procédé de fabrication de noyaux et moules de fonderie, qui permet notamment de supprimer la nécessité de re courir à l'huile de lin ou à d'autres liants or ganiques, tout en assurant une cohésion et une porosité convenables des noyaux. L'in- vention comprend également un moule ou noyau fabriqué par ce procédé.
Le procédé de fabrication - dû à la col laboration de _I. Georges Passelec.q et de M. Alexis Semenoff dans les Services de la Compagnie Nationale de Matières Co lorantes et Manufactures de Produits Chi miques du Nord Réunies, Etablissements Iiuhlmann - de noyaux et moules de fon derie suivant l'invention est caractérisé en ce que l'on mélange intimement, par bras sage au contact de l'air, du sable de fonderie, de l'eau et un agent mouillant-moussant, c'est-à-dire un agent ayant la,
propriété de rendre mouillantes les substances avec les quelles il est en contact, de favoriser la for mation des émulsions ondes suspensions des substances liquides et/ou solides en présence et de donner de la mousse lors d'un bras sage suffisamment énergique en présence de l'air, un liant de nature inorganique étant présent, et le brassage étant fait avec une énergie suffisamment grande :pour que de l'air se trouve occlus dans la masse de mou lage obtenue, après quoi l'on forme les moules ou les noyaux, par exemple par passage à la filière ou par moulage ou coulée dans des moules ou boîtes à noyaux, selon l'état de plus ou moins brande fluidité de la pâte ob tenue.
Grâce à l'agent mouillant-moussant incor noré au sable, celui-ci se trouve parfaitement :rouillé et l'air occlus, grâce à l'action de mélange, reste à l'intérieur .de la masse pro- luisant ainsi des pores multiples.
On peut -itiliser à cet effet l'un des nombreux pro luits moussants connus dans l'industrie pour leurs propriétés mouillantes et émulsion nantes, comme par exemple: l'isopropyl- (ou butyl)-naphtalène sulfonate de soude (connu clans le commerce sous le nom de "Brécolane") ou encore les alcools lauriques sulfonés ou les dérivés du formol condensés avec les naphtalènes sulfonés ou même des produits naturels.
La présence de l'agent mouillant-mous- @ant permet de diminuer, dans une certaine mesure, la proportion d'eau propre à donner au mélange la fluidité ou 11 plasticité néces saires pour la formation des noyaux ou des moules.
Le procédé, objet de l'invention, peut être appliqué, en particulier, à la constitution. de noyaux de fonderie à partir de sables ordi naires de fonderie silico-argileux. Dans ce cas, le sable contenant par lui-même son liant, qui est l'argile, il suffit de lui confé rer la porosité voulue en le mélangeant éner giquement avec une solution ou suspension aqueuse de l'agent mouillant-mo Lissant, par exemple de l'agent dit "Brécolane" en pré sence d'air.
On peut, par exemple, ajouter au sable une solution aqueuse, saturée à 1f> de ce mouillant, dans la proportion de 10 à ô de cette solution par rapport au poids du sable. Après passage dans un mélangeur, on obtient une pâte que l'on peut passer à la filière ou qui peut servir à remplir des moules à noyaux plus ou moins compliqués. Les cylindres ou noyaux ainsi formés sont de préférence séchés à l'étuve à une tempé rature d'au moins 120 C.
On obtient finale ment des noyaux argileux de bonne résistance pour l'usage auquel ils sont destinés, dont la densité apparente peut varier entre 1,20 et 1,75 et qui présentent par conséquent un degré élevé de porosité.
On peut également appliquer le procédé suivant l'invention à la fabrication de noyaux à partir de sables n'ayant: par eux mêmes pratiquement aucune faculté d'agglo- mération, tels que des sables constitués par de la silice plus ou moins pure. Dans ce cas, outre l'agent mouillant-moussant, on ajoute au sable siliceux un liant.
On peut recourir, en particulier, à cet effet, au silicate de soude, en ayant alors soin d'incorporer au mélange un catalyseur provoquant la prise du silicate de soude, tel par exemple, que du fluosilicate de soude, fluotitanate de soude, fluotungstate de soude, fluozirconate de soude. La propor tion de liant incorporée au mélange peut va rier suivant l'état de plasticité ou -de fluidité (pie l'on veut obtenir, mais, grâce à la pré- enee de l'agent mouillant-moussant, elle sera.
toujours très faible. Si l'on utilise, par exem- ple, une solution -de silicate de soude -du com merce à 66 Bé, cette proportion peut descen dre jusqu'à 5 % en poids du mélange des autres -éléments et même au-dessous. La quantité de catalyseur .de prise peut varier suivant que l'on désire une prise plus ou moins rapide: en général, on utilisera une proportion de fluosilieate de soude de 2 à 15 % par rapport au poids de silicate,de soude utilisé, obtenant ainsi une durée de prise va riant de 40 à 60 minutes.
La quantité d'agent mouillant-moussant peut enfin varier suivant l'état de porosité plus ou moins grand que l'on veut obtenir pour l'agglomérat final, mais elle sera, elle ;aussi, toujours très ré duite. Si l'on utilise par exemple .le mouil lant dit "Brécolane" ou celui connu dans .le commerce sous le nom de "Primatex", la pro portion de cette substance peut être choisie entre 2 et 5 % par rapport au poids -du silicate de soude.
De préférence, dans la réalisation prati que de l'invention, on effectue un mélange intime du catalyseur et du mouillant avec environ leur poids. de .sable et on mélange ensuite avec le sable restant. Après addition de silicate -de soude et passage dans le mé langeur, on obtient une masse propre à la fabrication des noyaux, soit par .la méthode usuelle, soit par vibration, pendant un court instant. Si la proportion de solution,de sili cate de soude est suffisamment élevée, on obtient une masse assez fluide pour pouvoir être coulée, notamment dans -des moules fer més,
ce qui permet la fabrication de noyaux même très compliqués, la prise se faisant grâce à l'action de catalyse du fluosilicate incorporé. Les noyaux ainsi obtenus présen tent une bonne résistance -et sont très poreux, leur densité apparente pouvant varier, par exemple, de 1,20 .à 1,60.
Ainsi qu'il a été dit, le procédé suivant l'invention peut également être appliqué à lia constitution de moules, cette application se réalisant pratiquement dans les mêmes conditions que la fabrication -des noyaux.
En particulier, dans le cas où la masse de mou lage est constituée par un mélange de sable, de silicate -de soude, de fluosilieate et d'agent mouillant-moussant, on peut former les moules par les méthodes usuelles, par vibra tion ou par coulée de ce mélange sur le mo dèle, ce qui permet de supprimer un grand nombre -des opérations délicates habituelle ment nécessaires dans le moulage des pièces de fonderie:
en particulier, on réalise une économie -de main-d'eeuvre spécialisée et de temps et .l'on élimine les opérations d'étuvage et de cuisson.
D'autre part, il est intéressant de signaler que, par suite de l'absence de liants orga niques, le dégagement gazeux propre au noyau ou -au moule est pratiquement -éliminé, ce qui présente un perfectionnement notable au point de vue des manipulations (facilité, propreté, hygiène -des ateliers).
Afin de diminuer les risques de collage éventuel de la masse de moulage (noyaux ou moules) sur les modèles ou les boîtes à noyau, il y a avantage à .appliquer sur ces modèles ou boîtes une des peintures caout choutées que l'on trouve dans le commerce.
Voici trois exemples de réalisation de l'invention <I>Exemple 1:</I> On a pris 200 parties -de .sable .argileux de fonderie; on a ajouté 25 parties d'une solu tion aqueuse saturée (à 10 %) de mouillant- moussant dit "Brécolane"; on a mélangé intimement et énergiquement le tout dans un appareil émulsionneur, puis on a moulé et séché à 120 , en .élevant progressivement la température, la masse ainsi formée. On a obtenu de cette manière .des noyaux de très bonne qualité.
<I>Exemple 2:</I> On a mélangé intimement: 1 partie de sable siliceux de fonderie, 1 partie -de fluosilicate de soude et 1 partie de mouillant-moussant dit "PrimatexNLW".
On a ajouté ce mélange à 200 parties de sable siliceux de fonderie, puis on y a incor poré intimement et énergiquement 20 parties de silicate de soude. On a moulé, puis on a laissé s'effectuer la prise. Le moule obtenu_@ a fait preuve d'une très bonne tenue et s'est révélé très poreux.
r>_ Exerytple <I>3: .</I> On a. mélangé intimement: 1 partie de sable siliceux de fonderie, 1 partie de fluozirconate de soude et 1 partie de saponine.
On a. ajouté ce mélange à 200 parties de sable siliceux de fonderie et on a incorporé intimement 20 parties de silicate de soude. On a. moulé puis on a laissé s'effectuer la prise. Ile résultat obtenu a. été du même ordre que ceux réalisés dans le cas des exemples précédents.