Mélange exothermique L'invention a pour objet un mélange exo thermique permettant le contrôle simultané du point initial de la réaction exothermique et de la vitesse de celle-ci.
Le mélnage exothermique selon l'invention contient 1 à 15,0/o de chlorate ou de perchlo rate métallique, de l'aluminium et au moins un agent oxydant autre qu'un chlorate ou per chlorate.
Le mélange peut contenir en outre du sable avec ou sans addition d'argile. Le sable peut être sous forme naturelle (sable Fontenay) ou sous forme de bentonite ou kaolin, tandis que le chlorate ou le perchlorate est préférablement alcalin. De préférence, la quantité de sable n'excède pas 40 0/o du mélange.
L'argile colloïdale, si employée, facilite l'ab sorption des produits de décomposition du chlorate ou du perchlorate à basse température et favorise le commencement de la réaction et son uniformité. Les proportions d'argile et de chlorate sont modifiées suivant la durée d'at tente requise avant le commencement de la réaction. En tout cas, la vitesse de réaction après ignition est plus ou moins la même.
Le mélange peut être employé sous forme de manches moulées destinées à retarder la solidification en certains points où cela est dé sirable, soit, par exemple, aux têtes d'évents qui peuvent être considérablement réduites par cette méthode.
Le mélange selon l'invention peut être em ployé de deux manières différentes 1o En préfabriquant des formes qui peuvent être incluses dans le moule.
2o En plaçant une couche du mélange d'épais seur adéquate durant le moulage dans les différents points où un échauffement est nécessaire.
La seconde méthode supprime la nécessité de modifier les modèles, qui serait imposée par la première méthode.
En outre, en contrôlant les proportions d'aluminium par rapport aux agents oxydants et d'argile par rapport au chlorate, il est pos sible d'obtenir une ignition retardée à haute température, de sorte que le métal fondu puisse flotter sur la surface du mélange exothermique sans provoquer une ignition instantanée.
Le produit exothermique peut être mêlé et placé sur ou dans le sable de moulage, sans nécessiter un liant, et il peut être séché au séchoir de fonderie, ou être employé vert de la même manière que le sable de moulage.
L'existence de certains mélanges exother miques contenant de l'aluminium et un agent oxydant et un fluorure est déjà connue par le brevet anglais No 627678 ; suivant cette in vention, il est possible d'ajouter à ce mélange des proportions adéquates en argile colloïdale, et l'on a trouvé qu'en employant la quantité correcte de ce mélange, argile-chlorate, le fluorure peut être complètement éliminé.
Plusieurs mélanges ont été éprouvés et trouvés satisfaisants ; parmi ces mélanges, ceux à préférer se trouvent dans les limites suivan tes
EMI0002.0004
Aluminium <SEP> (particules <SEP> divisées). <SEP> . <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 20 <SEP> 0/0
<tb> Bioxyde <SEP> de <SEP> manganèse <SEP> ou <SEP> oxyde
<tb> ferrique <SEP> ou <SEP> mélanges <SEP> de <SEP> ceux-ci <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 30 <SEP> 0/0
<tb> Sable <SEP> argileux <SEP> (Fontenay <SEP> - <SEP> conte nant <SEP> 15 <SEP> 0/o <SEP> d'argile) <SEP> <B>-------</B> <SEP> .
<SEP> 5 <SEP> à <SEP> 40 <SEP> 0/0
<tb> Chlorate <SEP> ou <SEP> perchlorate <SEP> alcalins <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 150/o
<tb> Liant, <SEP> comme, <SEP> par <SEP> exemple, <SEP> dex trine <SEP> ou <SEP> colle <SEP> de <SEP> noyau <SEP> <B>......</B> <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 7 <SEP> 0/0
<tb> Alumine <SEP> granulée <SEP> ou <SEP> sable <SEP> sili ceux, <SEP> ou <SEP> une <SEP> matière <SEP> réfractaire <SEP> le <SEP> reste <I>Exemple 1</I> Dans ce cas, le mélange exothermique est employé à l'état de formes préfabriquées, pour têtes d'évents chauffantes de haute résistance à la traction pour usage avec alliages de cuivre ne nécessitant pas beaucoup de réchauffage, et où il est nécessaire de retarder la solidification aussi longtemps que possible.
EMI0002.0007
Poudre <SEP> d'aluminium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 15 <SEP> 0/0
<tb> Bioxyde <SEP> de <SEP> manganèse <SEP> ou <SEP> oxyde
<tb> ferrique <SEP> ou <SEP> mélanges <SEP> de <SEP> ceux-ci <SEP> 15 <SEP> 0/o
<tb> Sable <SEP> argileux <SEP> (15 <SEP> 0/o <SEP> argile) <SEP> <B>....</B> <SEP> 5 <SEP> 0/0
<tb> Chlorate <SEP> alcalin <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 8 <SEP> 0/o
<tb> Dextrine <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 7 <SEP> 0/0
<tb> Sable <SEP> silicieux <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 50-0/o <I>Exemple 2 :
</I> Dans ce second cas, le mélange est bourré à des points choisis et le moule est terminé avec du sable ordinaire de moulage.
EMI0002.0008
Poudre <SEP> d'aluminium <SEP> . <SEP> 100/o
<tb> Bioxyde <SEP> de <SEP> manganèse <SEP> ou <SEP> oxyde
<tb> ferrique <SEP> ou <SEP> mélanges <SEP> de <SEP> ceux-ci <SEP> 20%
<tb> Chlorate <SEP> alcalin <SEP> <B>......</B> <SEP> . <SEP> <B>.......</B> <SEP> 8 <SEP> 0/o
<tb> Sable <SEP> argileux <SEP> (15 <SEP> 0/o <SEP> argile) <SEP> <B>....</B> <SEP> 32%
<tb> Sable <SEP> de <SEP> moulage <SEP> <B>.... <SEP> .......</B> <SEP> 30% La teneur du mélange en argile chlorate varie ordinairement entre 8 0/o et 80 0/o du poids total du mélange exothermique. Le mé lange résultant peut être moulé ou appliqué au moment de préparer le moule.
Exothermic mixing The subject of the invention is an exothermic mixing allowing simultaneous control of the initial point of the exothermic reaction and of the speed thereof.
The exothermic mixture according to the invention contains 1 to 15.0 / o of chlorate or of metallic perchlorate, aluminum and at least one oxidizing agent other than a chlorate or per chlorate.
The mixture may further contain sand with or without the addition of clay. The sand can be in natural form (Fontenay sand) or in the form of bentonite or kaolin, while the chlorate or perchlorate is preferably alkaline. Preferably, the amount of sand does not exceed 40 0 / o of the mixture.
Colloidal clay, if employed, facilitates the absorption of the decomposition products of chlorate or perchlorate at low temperature and promotes the initiation of the reaction and its uniformity. The proportions of clay and chlorate are varied according to the waiting time required before the start of the reaction. In any case, the reaction rate after ignition is more or less the same.
The mixture can be used in the form of molded sleeves intended to delay solidification at certain points where it is desirable, ie, for example, at the vent heads which can be considerably reduced by this method.
The mixture according to the invention can be employed in two different ways 1o By prefabricating shapes which can be included in the mold.
2o By placing a layer of the mixture of adequate thickness during molding in the various points where heating is necessary.
The second method eliminates the need to modify the models, which would be imposed by the first method.
In addition, by controlling the proportions of aluminum to oxidizing agents and clay to chlorate, it is possible to achieve delayed ignition at high temperature, so that the molten metal can float on the surface of the gas. exothermic mixture without causing instant ignition.
The exothermic product can be mixed and placed on or in the molding sand, without requiring a binder, and it can be dried in the foundry dryer, or be used green in the same way as the molding sand.
The existence of certain exothermic mixtures containing aluminum and an oxidizing agent and a fluoride is already known from British Patent No. 627678; according to this invention, it is possible to add to this mixture adequate proportions of colloidal clay, and it has been found that by employing the correct amount of this mixture, clay-chlorate, the fluoride can be completely removed.
Several mixtures have been tested and found to be satisfactory; among these mixtures, those to be preferred are within the following limits
EMI0002.0004
Aluminum <SEP> (divided particles <SEP>). <SEP>. <SEP> 5 <SEP> to <SEP> 20 <SEP> 0/0
<tb> Manganese <SEP> <SEP> or <SEP> oxide
<tb> ferric <SEP> or <SEP> mixtures <SEP> of <SEP> these <SEP> 10 <SEP> to <SEP> 30 <SEP> 0/0
<tb> Sand <SEP> clayey <SEP> (Fontenay <SEP> - <SEP> containing <SEP> 15 <SEP> 0 / o <SEP> of clay) <SEP> <B> ----- - </B> <SEP>.
<SEP> 5 <SEP> to <SEP> 40 <SEP> 0/0
<tb> Chlorate <SEP> or <SEP> perchlorate <SEP> alkaline <SEP> 3 <SEP> to <SEP> 150 / o
<tb> Binder, <SEP> like, <SEP> by <SEP> example, <SEP> dex trine <SEP> or <SEP> glue <SEP> from <SEP> kernel <SEP> <B> .... .. </B> <SEP> 2 <SEP> to <SEP> 7 <SEP> 0/0
<tb> Alumina <SEP> granulated <SEP> or <SEP> sand <SEP> if those, <SEP> or <SEP> a <SEP> material <SEP> refractory <SEP> the <SEP> remains <I> Example 1 </I> In this case, the exothermic mixture is used in the state of prefabricated forms, for heating vent heads of high tensile strength for use with copper alloys which do not require much reheating, and where it is necessary to delay solidification as long as possible.
EMI0002.0007
Aluminum <SEP> powder <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 15 <SEP> 0/0
<tb> Manganese <SEP> <SEP> or <SEP> oxide
<tb> ferric <SEP> or <SEP> mixtures <SEP> of <SEP> these <SEP> 15 <SEP> 0 / o
<tb> Sand <SEP> clayey <SEP> (15 <SEP> 0 / o <SEP> clay) <SEP> <B> .... </B> <SEP> 5 <SEP> 0/0
<tb> Alkaline <SEP> Chlorate <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 8 <SEP> 0 / o
<tb> Dextrin <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 7 <SEP> 0/0
<tb> Silicon <SEP> sand <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 50-0 / o <I> Example 2:
</I> In this second case, the mixture is stuffed at selected points and the mold is finished with ordinary molding sand.
EMI0002.0008
Aluminum <SEP> powder <SEP>. <SEP> 100 / o
<tb> Manganese <SEP> <SEP> or <SEP> oxide <SEP>
<tb> ferric <SEP> or <SEP> mixtures <SEP> of <SEP> these <SEP> 20%
<tb> Chlorate <SEP> alkaline <SEP> <B> ...... </B> <SEP>. <SEP> <B> ....... </B> <SEP> 8 <SEP> 0 / o
<tb> Sand <SEP> clayey <SEP> (15 <SEP> 0 / o <SEP> clay) <SEP> <B> .... </B> <SEP> 32%
<tb> Sand <SEP> from <SEP> casting <SEP> <B> .... <SEP> ....... </B> <SEP> 30% The content of the chlorate clay mixture usually varies between 8 0 / o and 80 0 / o of the total weight of the exothermic mixture. The resulting mixture can be molded or applied when preparing the mold.