Moule de fonderie et procédé de préparation de ce moule. La présente invention comprend un moule de fonderie et un procédé de préparation de ce moule. On entend par l'expression "moule" non seulement la partie extérieure d'un moule, mais aussi les noyaux qu'elle con tient et des couches modéles.
I1. est connu d'utiliser, pour la confec tion des moules et noyaux de fonderie, des liants de natures diverses. C'est ainsi que l'on a proposé d'utiliser des celles, mais elles ne peuvent, en général, être utilisées seules. Les transformations qui se produisent lors de l'étuvage et de la coulée ont, en effet, pour résultat de donner au noyau une fria bilité excessive. Si, pour tenter de pallier à cet inconvénient, on ajoute une proportion très importante de colle, on se heurte alors à un dégagement de gaz trop important et à une insuffisance de perméabilité.
On a utilisé aussi des liants organiques, tells que la mélasse ou l'acétate de cellulose, mais la mélasse employée seule ne donne pas assez de. cohésion au noyau une fois étuvé; quant .à l'acétate de cellulose, -qui est inso luble dans l'eau, il doit être employé à l'état de solution dans l'acide acétique, ce qui a pour effet de produire -des -dégagements no cifs lors de :
l'étuvage. , D'autres liants organiques ont encore été proposés, mais il était absolument nécessaire d'avoir recours, lors de leur utilisation, à des solvants tels que les hydrocarbures aroma tiques, les solvants chlorés, etc., -ce qui don nait également lieu à des dégagements ga zeux. Les huiles, brais et résines, insolubles dans l'eau, rendent l'étuvage long et difficile et leur emploi est par ailleurs impossible à vert.
En pratique, les méllanges les plus utilisés jusqu'ici pour la confection des moules et noyaux délicats, étaient à base d'huile @de lin. Or, outre que ce produit est fort rare dans une période où règne l'économie de guerre, son emploi se heurte à des difficultés non négligeables: la. température d*étuvage doit notamment être surveillée de fort prés; si elle est trop haute, la transformation qui en résulte donne naissance à un produit inter médiaire trop friable et le noyau n'a pas la, consistance nécessaire;
si elle est trop basse, il se produit des d gagements de gaz lors de la coulée, entraînant. des soufflures dans le métal. De même, il faut. faire très attention à, l'allure de l'étuvage. On peut même dire que, tout en surveillant de façon très atten tive la température et l'allure de l'étuva(,-(-, on est parfois dans l'impossibilité d'obtenir des résultats parfaits avec un mélange à l'huile de lin, lorsqu'on veut couler des pièees compliquées.
En dehors de la. nécessité habituelle d'une bonne perméabilité, les difficultés à ré soudre sont. de trois ordres différents: a) Obtenir un mélange qui, d'une part, permette la manipulation facile du noyau avant l'étuvage et;, d'autre part, confère au moule ou noyau une cohésion suffisante lors de son utilisation; b) Choisir un liant. qui ne donne pas lieu à .des dégagements de gaz importants a l'étu vage et surtout à la coulée;
e) Aboutir â, un décoclia,ge et: à lui dé bourrage faciles.
La présente invention, faite par M. Fran çois, Noël Pensa, résout ces difficultés.
Le moule de fonderie qu'elle a pour ob jet est caractérisé en ce qu'il est, composé au moins en partie par du sable de fonderie dont: les grains sont liés entre eux par au moins un éther cellulosique soluble dans l'eau.
Le procédé de préparation de ce moule est caractérisé en ce que l'on prépare un mélange intime de sable de fonderie, d'au moins un éther cellulosique soluble dans l'eau et d'eau, et en ce que l'on forme le moule avec ce nié lange.
Comme éther cellulosique soluble dans l'eau, jouant le rôle de liant, conviennent: non seulement les éther-cellulosiques purs ou in dustriels tel, par exemple, que la mét:byl- cellulose, mais encore des produits de ce genre solubles dans l'eau dans lesquels le ou les éthers cellulosiques sont en proportion prépondérante. Des résultats excellents ont<B>,</B> été notamment obtenus en utilisant, comme produit à base: d'éther cellulosique, un pro duit industriel vendu dans %le commerce sous le nom de "Rlioiiiellose".
Lors de 1a, mise en acuvre @du procédé, il est préférable de commencer par dissoudre dans de l'eau l'éther cellulosique soluble - géné ralement vendu sous forme solide - en pro portion suffisamment élevée pour obtenir taie solution coneetitrée. Les proportions respec tives d'eau et d'éther cellulosique sont va riables,
car il existe de nombreux types com- nic#reJaux d'éthers cellulosiques solubles dans l'eau, différant notamment les uns des autres par la- viscosité de leurs solutions pour de niénics proportions relatives d'éther et d'eau. On peul- aussi mélanger ensemble le sable, l'eau et: l'éther cellulosique en poudre.
Z' oici comment<B>l</B>e procédé . de l'invention peut, par exemple. être exécuté: Comme pour tout liant pour moule de fonderie, on choisit la viscosité -de la solu tion d'étber cellulosique en fonction de la na ture et de la granulation du sable rais en acuvre, de la difficulté des pièces à obtenir, de la nature dit métal que l'on coulera. de la température de coulée, etc.
Dans chaque cas particulier, pour déter- initier les proportions de sable, d'eau et d'éther ce'lliilosique, il suffit de quelques essais rapides: on dissout, par exemple, dans l'eau, l'éther cellulosique ,jusqu'à obtenir une (.;celée au maximum de concentration;
on mé lange à dit sable sec la gelée ainsi obtenue (1,11s zinc, lii-opo,i@tioii sensiblement égale à colle dont on ferait choix si on utilisait de l'huile de lin.
Puis, en conservant la même proportion volumétrique de gelée, on aug mente progressivement la ,dilution de celle-ci <B>ï</B> au cours d'essais successifs et l'on poursuit cc@s essais tant que le mélange obtenu conti nue si présenter les conditions indispensables la- réussite du procédé, à savoir: mélange plastique se laissant façonner à la main, hu mide au toucher, mais n'adhérant pas à la main.
On s'arrête lorsque le mélange ne pré- sente plus ces conditions et on a ainsi obtenu la limite mininuum de la proportion d'éther cellulosique; c'est généralement un peu nu- dessus de cette limite ,qu'on se tiendra dans la pratique, dans un but .d'économie. Dans la détermination de la proportion totale d'eau que devra finalement comporter le mélange, on tiendra compte de l'eau qui mouille le sable, dans le cas où le sable -est<B>déjà</B> humide par lui-même.
Le mélange ayant ainsi été préparé, la confection des moules se fait de 4a manière courante. Toutefois, le mélange ayant une excellente cohésion, on peut diminuer nota blement le nombre des armatures par rapport au même moule confectionné avec un mélange à 'l'huile de lin.
Le moule ainsi constitué peut être utilisé à vert: il y a généralement intérêt â le laisser sécher et durcir à l'air pendant 24 à 48 heures suivant l'importance de la pièce à couler.
On peut .aussi procédez à un étuvage, mais dans le cas, par exemple, où il s'agit de noyaux qui ne sont pas destinés à être enfer més, cela n'est pas nécessaire. En tout cas, il n'y a pas -de précautions spéciales à prendre concernant la surveillance de la tem pérature d'étuvage; de plus, la durée de l'étu vage peut être notablement réduite jusqu'à devenir très courte.
Le moule une fois séché et éventuellement étuvé, peut être utilisé sans enduit spécial: on .a pu obtenir d'excellents résultats en se servant de moules dépourvus de tout enduit. Si l'on veut cependant enduire le moule, on peut utiliser tout enduit usuel de fonderie.
On peut ajouter au mélange ci-dessus dé fini, toute autre substance<B>à</B> l'état solide ou liquide connue pour son influence favorable sur les mélanges de fonderie. C'est ainsi que l'on peut incorporer, par exemple, Ùà la masse de moulage, du graphite pulvérulent, de la fleur de :soufre, une solution d'acide borique. Si l'on ajoute un liquide aqueux, il y aura lieu .de tenir compte de la proportion d'eau ainsi introduite dans le mé'lange, lorsque l'on règlera la proportion totale -d'eau nécessaire pour la constitution du mélange.
Voici, à titre d'exemple, deux modes d'exécution du procédé selon l'invention. Exemple On prépare une masse de moulage en, ma laxant pendant 10 minutes: 80 litres de sable, 1 kg 200 de liant "Rhomellose" dissous dans 6,6 litres d'eau.
On constitue ensuite avec cette masse un noyau de carter de pompe à eau, que 'l'on sou met â l'étuvage pendant dix minutes @à 200 . On coule alors la pièce en fonte spéciale au nickel et on obtient une.pièce parfaitement saine n'ayant besoin .d'aucun usinage ulté rieur.
Exemple <I>2:</I> On prépare une masse de moulage avec: 2'1 litres de sable sec, 300 gr de liant "Rhomdllose" dissous dans 1,5 litre d'eau et 500 gr .de graphite pulvérulent.
On constitue avec cette masse des noyaux de petite turbine ià eau, que l'on met pendant dix minutes dans une étuve à 200 . Après quoi, sans utiliser d'enduit, on les remoule -et on procède à 'la coulée d'une fonte spéciale. Les pièces obtenues sont parfaitement saines: aucune n'est rebutée et très peu nécessitent un usinage, d'ailleurs très faible.
Les mêmes pièces réalisées avec un noyau à 'l'huile de lin donnaient beaucoup plus de difficultés (malgré un enduit là l'ocre) et ve naient beaucoup moins belles de fonderie.
Le moule objet de la présente invention offre de très nombreux avantages dont cer tains, pris séparément, appartiennent aussi à d'autres moules connus, mais que l'on ne trouvait pas jusqu'ici réunis dans un seul et même moule.
Le moule peut être utilisé à vert, séché ou étuvé; en cas d'étuvage, celui-ci n'exige au cune précaution spéciale et il peut être très court, d'où économie de combustible.
Le solvant utilisé pour le liant étant de l'eau, il n'est pas nécessaire de sécher les sables avant l'emploi; l'eau contenue dans le sable viendra. en déduction de la quantité d'eau totale nécessaire à la dissolution de l'éther cellulosique.
On peut préparer d'avance des mélanges intimes de sable, d'éther et d'eau. Les mé langes non utilisés peuvent être régénérés par simple addition d'eau.
Les anciens moules peuvent être récupé rés et, après broyage, servir ;à nouveau de matières premières pour la préparation de nouveaux moules.
Les moules possèdent une très bonne cohésion. Lors de leur confection, ils se prê tent à la retouche et sont aisément manipu- lables. Après séchage et après étuvage, ils présentent une forte cohésion, qui permet leur rectification. On peut souvent fabriquer des moules non armaturés ou dont l'armature est très réduite.
Lors du .décochage des pièces moulées. le débourrage est excessivement facile, le mélange tombant en poussière.
L'agglomérant utilisé étant un produit non toxique, il n'y a., à aucun moment, dé- gabement de vapeurs nocives ou malodo rantes; il n'est pas corrosif et n'attaque pas la peau.
Les moules étuvés ne dégagent pratique ment plus de gaz à la coulée, ce qui évite les soufflures dans le métal. La tendance à l'abreuvage à. la, coulée est, toutes choses égales par ailleurs, fortement réduites; on peut donc très souvent se dispenser d'enduire les moules.
<B>Il</B> ne se produit aucun changement de vo lume, ni au séchage, ni à. l'étuvagé, ni à la coulée.
De tout ce qui précède, il résulte qu'on obtient, grâce à la présente invention, des moulages rigoureux et parfaitement sains, ce qui supprime ou réduit considérablement les usinages ultérieurs.
Aucun apprentissage spécial n'est néces saire au mouleur pour l'utilisation du mé lange intime servant de masse de moulage.
En outre, les éthers cellulosiques peuvent être fabriqués industriellement en. tous temps. Leur emploi n'est., par ailleurs, pas plus coû teux que celui de l'huile de lin.
Il est possible de fabriquer, grâce au moule selon la présente invention, les pièces les plus délicates dans les conditions de réus site presque impossibles à réaliser avec 'les moules jusqu'ici connus et utilisés.
Enfin, le mélange servant ià la prépara tion des moules conformes<B>à</B> la présente in vention est très peu sensible à la chaleur, que ce soit lors de l'étuvage ou de la coulée. I1 peut donc être utilisé aussi bien pour con fectionner des moules destinés à des coulées basse température (aluminium, magnésium, bronze, laiton, etc.) que ceux destinés à des coulées à très haute température (aciers, aciers alliés et même métaux précieux, tels, par exemple, que le platine).
C'est ainsi qu'on a réalisé avec un moule semblable à celui de l'exemple 2, d'une part, des petites turbines .1 eau en bronze, des coudes en laiton pour appareils .(le laiterie, etc., et:, d'autre part, d'excellents moulages dentaires en acier inoxydable.