EP4699720A2 - Foundry slip - Google Patents
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- EP4699720A2 EP4699720A2 EP26150333.8A EP26150333A EP4699720A2 EP 4699720 A2 EP4699720 A2 EP 4699720A2 EP 26150333 A EP26150333 A EP 26150333A EP 4699720 A2 EP4699720 A2 EP 4699720A2
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Abstract
Barbotine de fonderie pour la fabrication de moules carapaces, comprenant des particules de poudre et un liant, caractérisée en ce qu'elle comprend un tensioactif. Utilisation d'une telle barbotine de fonderie pour la fabrication d'un moule carapace.A foundry slip for the manufacture of shell molds, comprising powder particles and a binder, characterized in that it comprises a surfactant. Use of such a foundry slip for the manufacture of a shell mold.
Description
Le présent exposé concerne le domaine de la fonderie, notamment les procédés de fonderie du type à cire perdue, et plus particulièrement les barbotines utilisées dans de tels procédés, notamment pour la fabrication de moules carapaces de fonderie.This presentation concerns the field of foundry work, in particular lost-wax casting processes, and more specifically the slips used in such processes, especially for the manufacture of shell molds for foundry work.
Des procédés de fonderie dits à cire perdue ou à modèle perdu sont connus, en eux-mêmes, depuis l'Antiquité. Ils sont particulièrement adaptés pour la production de pièces métalliques avec des formes complexes. Ainsi, la fonderie à modèle perdu est notamment utilisée pour la production de pales de turbomachines ou de secteurs de roue aubagée. Dans la fonderie à modèle perdu, la première étape est normalement la fabrication d'un moule carapace, qui comprend généralement la réalisation d'un modèle en matériau à température de fusion comparativement peu élevée, comme par exemple une cire ou résine, autour duquel est ensuite réalisée une carapace en matériau réfractaire. Après destruction du modèle, le plus souvent par évacuation du matériau du modèle de l'intérieur du moule carapace, ce qui donne son nom à ces procédés, un métal en fusion est coulé dans ce moule, afin de remplir la cavité formée par le modèle dans le moule après son évacuation. Une fois que le métal se refroidit et solidifie, le moule peut être ouvert ou détruit afin de récupérer une pièce métallique conforme à la forme du modèle.Lost-wax casting, also known as lost-wax casting, has been known since antiquity. It is particularly well-suited for producing metal parts with complex shapes. For example, lost-wax casting is used to produce turbomachine blades and bladed wheel sectors. In lost-wax casting, the first step is typically the creation of a shell mold. This usually involves making a pattern from a relatively low-melting-point material, such as wax or resin, around which a shell of refractory material is then created. After the pattern is destroyed—most often by removing the pattern material from inside the shell mold, hence the name—molten metal is poured into the mold to fill the cavity formed by the removed pattern. Once the metal has cooled and solidified, the mold can be opened or destroyed to recover a metal part conforming to the shape of the pattern.
Pour réaliser le moule carapace, le modèle en cire est généralement trempé dans une barbotine de fonderie, puis enduit de sables et séché. Ces opérations peuvent être répétées afin de former plusieurs couches et d'obtenir l'épaisseur et la tenue mécanique souhaitées pour le moule carapace.To create the shell mold, the wax model is generally dipped in a foundry slip, then coated with sand and dried. These operations can be repeated to form several layers and obtain the desired thickness and mechanical strength for the shell mold.
En pratique, les barbotines de fonderie sont fabriquées en grandes quantités pour être utilisées sur plusieurs mois, mais leurs propriétés se dégradent dans le temps, ce qui impacte la qualité de fabrication des moules carapaces. Une méthode connue pour pallier cette dégradation consiste à régénérer la barbotine en diluant de la barbotine ancienne avec une barbotine fabriquée plus récemment, ce qui restaure en partie les propriétés de la barbotine. Cependant, cette méthode entraîne des fluctuations de propriétés importantes, ses effets sont de courte durée et une part importante de la barbotine ancienne est jetée.In practice, foundry slips are produced in large quantities for use over several months, but their properties degrade over time, impacting the quality of shell mold production. One known method to mitigate this degradation involves regenerating the slip by diluting older slip with more recently produced slip, which partially restores its properties. However, this method results in significant fluctuations in properties, its effects are short-lived, and a substantial portion of the older slip is discarded.
Alternativement, certains additifs ont pu être utilisés, mais aucun de ces additifs n'a apporté satisfaction dans la mesure où l'amélioration d'un paramètre de la barbotine était compensée par la dégradation inacceptable d'un autre paramètre.Alternatively, some additives could be used, but none of these additives provided satisfaction since the improvement of one parameter of the slip was compensated by the unacceptable degradation of another parameter.
Il existe donc un besoin pour un nouveau type de barbotine de fonderie, présentant une stabilité accrue dans le temps.There is therefore a need for a new type of foundry slip, exhibiting increased stability over time.
A cet effet, le présent exposé concerne une barbotine de fonderie pour la fabrication de moules carapaces, comprenant des particules de poudre et un liant, caractérisée en ce qu'elle comprend un tensioactif de stabilisation du pouvoir couvrant.To this end, the present presentation concerns a foundry slip for the manufacture of shell molds, comprising powder particles and a binder, characterized in that it comprises a surfactant for stabilizing the covering power.
Une barbotine de fonderie est une barbotine apte à être utilisée pour la formation d'un moule carapace dans lequel sera coulé du métal en fusion. En particulier, par différence avec une suspension quelconque, une telle barbotine comprend un liant, c'est-à-dire un composé assurant une cohésion entre les particules de poudre et conférant au moule carapace sa tenue mécanique en cru et après frittage. Le liant peut être inorganique. Des exemples de liants seront donnés par la suite. De manière classique, les particules de poudre peuvent être des particules de sables (aussi connu sous le nom de « farine »), notamment des particules réfractaires, ayant généralement un diamètre compris entre 1 micromètre et 100 micromètres.A foundry slip is a slip suitable for forming a shell mold into which molten metal will be poured. In particular, unlike a simple slurry, such a slip contains a binder, that is, a compound that ensures cohesion between the powder particles and gives the shell mold its mechanical strength in the raw state and after sintering. The binder can be inorganic. Examples of binders will be given later. Typically, the powder particles can be sand particles (also known as "flour"), notably refractory particles, generally having a diameter between 1 micrometer and 100 micrometers.
Un tensioactif, aussi appelé agent de surface, est un composé modifiant la tension superficielle entre deux surfaces, par exemple entre deux composés d'un mélange. De manière surprenante, l'inventeur a constaté que l'ajout d'un tensioactif particulier, dans une barbotine de fonderie permettait de stabiliser significativement le pouvoir couvrant de la barbotine, c'est-à-dire sa capacité, mesurée en masse par unité de surface, à demeurer sur une surface donnée après un trempé et un égouttage. Inversement, le pouvoir couvrant d'une barbotine de l'état de la technique, sans tensioactif de stabilisation du pouvoir couvrant, a tendance à augmenter avec le temps, sans se stabiliser.A surfactant, also called a surface-active agent, is a compound that modifies the surface tension between two surfaces, for example, between two components of a mixture. Surprisingly, the inventor found that adding a particular surfactant to a foundry slip significantly stabilized the slip's covering power—that is, its ability, measured by mass per unit area, to remain on a given surface after quenching and draining. Conversely, the covering power of a prior art slip, without a covering power stabilizing surfactant, tends to increase over time without stabilizing.
Certains tensioactifs sont connus comme agents dispersants pour fluidifier certaines suspensions, mais pour ces suspensions, ils ne permettent pas de stabiliser le pouvoir couvrant en raison de l'absence de liant. A l'inverse, dans la barbotine du présent exposé, le tensioactif de stabilisation du pouvoir couvrant modifie l'interaction entre le liant et les particules de poudre pour stabiliser le pouvoir couvrant de la barbotine. De manière générale, les composés auparavant utilisés comme agents fluidifiants ou dispersants n'avaient pas d'effet sur le pouvoir couvrant.Some surfactants are known as dispersing agents to thin certain suspensions, but for these suspensions, they do not stabilize the covering power due to the absence of a binder. Conversely, in the slip described here, the covering power stabilizing surfactant modifies the interaction between the binder and the powder particles to stabilize the slip's covering power. Generally, compounds previously used as thinning or dispersing agents had no effect on covering power.
En outre, le tensioactif permet également de stabiliser la viscosité de la barbotine.In addition, the surfactant also helps to stabilize the viscosity of the slip.
Ainsi, la barbotine selon le présent exposé présente une composition ayant des paramètres-clefs (viscosité, pH, densité etc.), notamment le pouvoir couvrant, stables dans le temps, ce qui permet d'améliorer la répétabilité du procédé de fabrication de moules carapaces et de limiter considérablement la quantité de déchets liés à la régénération traditionnelle des barbotines.Thus, the slip according to this presentation has a composition with key parameters (viscosity, pH, density etc.), including covering power, which are stable over time, which makes it possible to improve the repeatability of the manufacturing process of shell molds and to considerably limit the amount of waste related to the traditional regeneration of slips.
Dans certains modes de réalisation, le tensioactif a une chaîne carbonée comprenant au plus quatre mille huit cents atomes de carbones, de préférence au plus deux mille atomes de carbone, de préférence au plus mille atomes de carbone, de préférence encore au plus cinq cents atomes de carbone, de préférence encore au plus cent atomes de carbone. Cela permet d'éviter l'épaississement de la barbotine, dont les molécules de liant risqueraient d'être emmêlées dans une chaîne carbonée trop longue.In some embodiments, the surfactant has a carbon chain comprising at most four thousand eight hundred atoms of carbons, preferably no more than two thousand carbon atoms, preferably no more than one thousand carbon atoms, preferably again no more than five hundred carbon atoms, preferably again no more than one hundred carbon atoms. This prevents the slip from thickening, as the binder molecules could become entangled in an excessively long carbon chain.
Dans certains modes de réalisation, le tensioactif ne comprend pas d'ions ammoniacs. Les ions ammoniacs ayant tendance à faire gelifier le liant, l'emploi d'un tel tensioactif stabilise ainsi encore davantage la barbotine.In some embodiments, the surfactant does not contain ammonia ions. Since ammonia ions tend to cause the binder to gel, the use of such a surfactant further stabilizes the slip.
Dans certains modes de réalisation, le tensioactif laisse le pH de la barbotine inchangé à ± 5% près. En d'autres termes, la barbotine voit son pH modifié de moins de ± 5% avant et après ajout du tensioactif. Cela permet de conserver une barbotine compatible avec les autres spécifications du procédé de fabrication de moule carapace.In some embodiments, the surfactant leaves the pH of the slip unchanged to within ±5%. In other words, the slip's pH is modified by less than ±5% before and after the surfactant is added. This ensures that the slip remains compatible with the other specifications of the shell mold manufacturing process.
Dans certains modes de réalisation, le tensioactif comprend du Tiron C6H4Na2O8S2. De préférence, le tensioactif est le Tiron. Le Tiron, en plus de satisfaire les critères précédents, est une molécule relativement courante, généralement utilisé comme indicateur de complexométrie, en chimie analytique, pour révéler la présence de certains ions, ou comme dispersant.In some embodiments, the surfactant comprises Tiron C6H4Na2O8S2 . Preferably, the surfactant is Tiron. Tiron, in addition to satisfying the preceding criteria, is a relatively common molecule, generally used as a complexometric indicator in analytical chemistry to reveal the presence of certain ions, or as a dispersant.
Alternativement ou en complément, dans certains modes de réalisation, le tensioactif comprend du polyacrylate de sodium. Le polyacrylate de sodium a pour formule générique [-CH2-CH(COONa)-]n. De préférence, le tensioactif est du polyacrylate de sodium.Alternatively or in addition, in some embodiments, the surfactant comprises sodium polyacrylate. Sodium polyacrylate has the generic formula [-CH2-CH(COONa)-]n. Preferably, the surfactant is sodium polyacrylate.
Dans certains modes de réalisation, le liant est choisi parmi : le silicate d'éthyle, le silicate de soude ou les colloïdes parmi lesquels, notamment, la silice colloïdale, l'alumine colloïdale, l'yttrine colloïdale ou la zircone colloïdale.In some embodiments, the binder is chosen from: ethyl silicate, sodium silicate or colloids including, in particular, colloidal silica, colloidal alumina, colloidal yttria or colloidal zirconia.
Dans certains modes de réalisation, la teneur massique du tensioactif dans la barbotine est inférieure à 0,1%, de préférence inférieure ou égale à 0,05%. Une faible quantité de tensioactif suffit donc à stabiliser la barbotine de fonderie, notamment son pouvoir couvrant. A l'inverse, une trop forte quantité du tensioactif de stabilisation du pouvoir couvrant peut faire varier trop fortement le pouvoir couvrant. Par suite, la composition de la barbotine est globalement inchangée. Cela permet de conserver une barbotine compatible avec les autres spécifications du procédé de fabrication de moule carapace.In some embodiments, the surfactant content by mass in the slip is less than 0.1%, preferably less than or equal to 0.05%. A small amount of surfactant is therefore sufficient to stabilize the foundry slip, particularly its covering power. Conversely, too high a quantity of the surfactant used to stabilize covering power can cause excessive variation in covering power. Consequently, the overall composition of the slip remains unchanged. This ensures that the slip remains compatible with the other specifications of the shell mold manufacturing process.
Dans certains modes de réalisation, la barbotine est une barbotine de contact configurée pour venir au contact d'un modèle de pièce en cire ou équivalent. On appelle barbotine de contact la première barbotine utilisée, qui recouvre directement ledit modèle, par opposition aux barbotines suivantes, appelées barbotines de renfort et recouvrant les couches précédentes de moule carapace en formation. Une barbotine de contact est configurée pour épouser la forme du modèle et ne pas l'altérer. Une barbotine de contact est souvent conservée pendant des durées plus longues qu'une barbotine de renfort qui est consommée plus rapidement, d'où un besoin accru en stabilité pour une barbotine de contact.In some embodiments, the slip is a contact slip configured to come into contact with a wax or equivalent part model. The first slip used, which directly covers the model, is called the contact slip, as opposed to subsequent slips, called reinforcing slips, which cover the preceding layers of the forming shell mold. A contact slip is configured to conform to the shape of the model and not alter it. A contact slip is often kept for longer periods than a reinforcing slip, which is consumed more quickly, hence the increased need for stability in a contact slip.
Dans certains modes de réalisation, les particules de poudre comprennent au moins un composé parmi l'alumine, la mullite, le zircon, la zircone, la silice, les composites mullite-zircone. La mullite désigne des matériaux à base de silico-alumineux.In some embodiments, the powder particles comprise at least one compound among alumina, mullite, zircon, zirconia, silica, and mullite-zirconia composites. Mullite refers to silico-aluminous materials.
Le présent exposé concerne également l'utilisation d'une barbotine de fonderie telle que précédemment décrite pour la fabrication d'un moule carapace.This presentation also concerns the use of a foundry slip as previously described for the manufacture of a shell mold.
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels la figure unique est un graphe illustrant l'évolution du pouvoir couvrant de différentes barbotines en fonction du temps.The invention and its advantages will be better understood upon reading the following detailed description of embodiments of The inventions given are non-limiting examples. This description refers to the accompanying drawings, in which the single figure is a graph illustrating the evolution of the covering power of different slips over time.
Afin d'apprécier l'ajout d'un tensioactif dans une barbotine de fonderie, l'inventeur a d'abord étudié une barbotine témoin, notée barbotine A, destinée à être utilisée comme barbotine de contact pour la fabrication d'un moule carapace. La barbotine A peut avoir la composition suivante, exprimée en pourcentages massiques :
- liant (silice colloïdale) : 29.8% ;
- particules de poudre (composite mullite-zircone) : 70,0% ;
- agent mouillant, anti-moussant et autres additifs : 0,2%.
- binder (colloidal silica): 29.8%;
- powder particles (mullite-zirconia composite): 70.0%;
- Wetting agent, antifoaming agent and other additives: 0.2%.
Par ailleurs, comme indiqué précédemment, l'inventeur a étudié une barbotine C, qui a été préparée en reprenant la barbotine A et en y ajoutant un tensioactif de stabilisation du pouvoir couvrant, en l'occurrence du Tiron, à une teneur massique de 0,05%, préférentiellement 0,005%. La barbotine de fonderie C ainsi obtenue est donc également une barbotine de contact. La quantité de Tiron peut être ajustée par l'homme du métier en fonction du pouvoir couvrant initial et du pouvoir couvrant visé, de préférence sans toutefois dépasser 0,1% massique. Par exemple, la teneur massique en Tiron peut être inférieure ou égale à 0,08%, de préférence inférieure ou égale à 0,05%, de préférence inférieure ou égale à 0,02%, de préférence encore inférieure ou égale à 0,01%.Furthermore, as previously stated, the inventor studied a slip C, which was prepared by taking slip A and adding a surfactant to stabilize coverage, in this case Tiron, at a mass concentration of 0.05%, preferably 0.005%. The resulting foundry slip C is therefore also a contact slip. The amount of Tiron can be adjusted by a person skilled in the art according to the initial and target coverage, preferably without exceeding 0.1% by mass. For example, the mass concentration of Tiron can be less than or equal to 0.08%, preferably less than or equal to 0.05%, preferably less than or equal to 0.02%, and preferably even less than or equal to 0.01%.
L'inventeur a vérifié que l'ajout de Tiron dans la barbotine modifiait peu son pH, à savoir d'une valeur inférieure ou égale à plus ou moins 5%. De plus, le Tiron possède une chaîne carbonée courte, comprenant moins de cent atomes de carbone, en l'espèce six atomes de carbone. Le Tiron ne comprend pas d'ions ammoniacs dans la mesure où il ne comprend pas du tout d'azote. Le Tiron est également un bon complexant des éléments chimiques des oxydes présents dans la barbotine C et provenant des particules de poudre ; en effet, le Tiron possède des affinités avec ces oxydes et peut efficacement interagir avec eux. En outre, le Tiron sera éliminé au traitement thermique du moule carapace correspondant et ne présente pas d'effet nocif vis à vis du métal de la pièce qui sera coulé dans le moule carapace.The inventor verified that adding Tiron to the slip had little effect on its pH, specifically a change of ±5% or less. Furthermore, Tiron has a short carbon chain, comprising fewer than one hundred carbon atoms, in this case, six. Tiron does not contain ammonia ions, as it contains no nitrogen at all. Tiron is also a good complexing agent for the chemical elements of the oxides present in slip C and originating from the powder particles; indeed, Tiron has an affinity for these oxides and can interact effectively with them. Moreover, Tiron will be eliminated during the heat treatment of the corresponding shell mold and will not have any detrimental effect on the metal of the casting that will be poured into the shell mold.
Ainsi, par son interaction avec les oxydes et la silice colloïdale formant le liant, le tensioactif, que forme ici le Tiron, assure une bonne stabilité de la barbotine C, notamment de son pouvoir couvrant, comme on va le voir en référence à la figure unique.Thus, through its interaction with the oxides and colloidal silica forming the binder, the surfactant, which here is Tiron, ensures good stability of the slip C, in particular its covering power, as we will see with reference to the single figure.
Sur cette figure est représentée l'évolution du pouvoir couvrant PC de quatre barbotines en fonction du temps t. Le pouvoir couvrant peut être mesuré en grammes par centimètre carré (g/cm2) et le temps en jours. Pour mesurer le pouvoir couvrant d'une barbotine, on trempe un modèle de cire ou un objet ayant un état de surface équivalent ayant une forme prédéterminée pendant une première durée prédéterminée, typiquement 10 secondes, dans ladite barbotine, puis on l'égoutte pendant une deuxième durée prédéterminée, typiquement 120 secondes. Le pouvoir couvrant est alors calculé comme la différence de masse du modèle avant et après trempage, rapporté à la surface du modèle. Le pouvoir couvrant dépend fortement de la composition du modèle, de la composition de la barbotine et des temps utilisés dans la méthode de calcul, c'est pourquoi les valeurs exactes n'ont pas été indiquées sur la figure unique, seule l'évolution comparée étant représentative.This figure shows the evolution of the covering power (CP) of four slips as a function of time t. Covering power can be measured in grams per square centimeter (g/ cm² ) and time in days. To measure the covering power of a slip, a wax model or an object with an equivalent surface finish and a predetermined shape is dipped for a first predetermined time, typically 10 seconds, into the slip, and then drained for a second predetermined time, typically 120 seconds. The covering power is then calculated as the difference in mass of the model before and after dipping, divided by the surface area of the model. Covering power depends strongly on the composition of the model, the composition of the slip, and the times used in the calculation method; therefore, exact values have not been determined. shown in the single figure, only the comparative evolution being representative.
Les quatre barbotines comparées sur la figure unique sont d'une part les barbotines A et C décrites précédemment et dont l'évolution est représentée respectivement par les courbes A et C, et d'autre part une barbotine B dont l'évolution est représentée par la courbe B et une barbotine D dont l'évolution est représentée par la courbe D. La barbotine B a une composition initiale identique à la barbotine A mais diffère de la barbotine A en ce qu'elle subit une régénération aux instants R. La régénération consiste à évacuer une partie de la barbotine B et à diluer la partie restante dans une barbotine fraîchement préparée. La barbotine peut être diluée dans une proportion comprise entre 10 et 50%, par exemple 20%. Une telle opération est connue en soi.The four slips compared in the single figure are, on the one hand, slips A and C described previously, whose evolution is represented respectively by curves A and C, and on the other hand, slip B, whose evolution is represented by curve B, and slip D, whose evolution is represented by curve D. Slip B has an initial composition identical to slip A but differs from slip A in that it undergoes regeneration at time points R. Regeneration consists of removing a portion of slip B and diluting the remaining portion in freshly prepared slip. The slip can be diluted in a proportion between 10 and 50%, for example, 20%. This operation is well-known.
La barbotine D a une composition initiale identique à la barbotine C, sauf la proportion massique de Tiron qui vaut 0,1%.Slip D has an initial composition identical to slip C, except for the mass proportion of Tiron which is 0.1%.
Les quatre barbotines de fonderie A, B, C, D ont été maintenues en agitation pendant toute la durée des mesures. Le pouvoir couvrant des barbotines doit rester entre une borne inférieure Min et une borne supérieure Max, illustrées sur la figure unique, pour répondre aux spécifications techniques souhaitées. L'amplitude de l'intervalle entre les bornes Min et Max peut valoir environ 5 à 10% du pouvoir couvrant visé.The four foundry slips A, B, C, and D were kept agitated throughout the measurements. The covering power of the slips must remain between a lower limit (Min) and an upper limit (Max), illustrated in the single figure, to meet the desired technical specifications. The range between the Min and Max limits can be approximately 5 to 10% of the target covering power.
Comme représenté par la courbe A en pointillés longs, la barbotine A voit son pouvoir couvrant augmenter de manière continue au cours du temps, jusqu'à dépasser la borne supérieure Max et ne pas jamais repasser en-dessous. Cette barbotine, dont le comportement est conforme à l'état de la technique, n'est pas satisfaisante du point de vue du pouvoir couvrant.As represented by the long dashed curve A, the covering power of slip A increases continuously over time, exceeding the upper limit Max and never falling below it. This slip, whose behavior conforms to the prior art, is unsatisfactory from the point of view of covering power.
Comme représenté par la courbe B en trait fort, la barbotine B, régulièrement régénérée, présente un pouvoir couvrant qui demeure majoritairement dans l'intervalle souhaité Min-Max. Toutefois, en dehors même des contraintes de traitement et de pollution que la régénération impose, son pouvoir couvrant présente des fluctuations importantes qui impactent les caractéristiques de la couche de contact du moule carapace, et, par suite, la qualité de surface de la pièce coulée dans ledit moule.As represented by the bold line on curve B, regularly regenerated slip B exhibits a covering power that remains mostly within the desired Min-Max range. However, outside Even with the treatment and pollution constraints that regeneration imposes, its covering power exhibits significant fluctuations that impact the characteristics of the contact layer of the shell mold, and, consequently, the surface quality of the part cast in said mold.
Comme représenté par la courbe C en pointillés courts, la barbotine C, comprenant un tensioactif comme indiqué précédemment, présente un pouvoir couvrant relativement stable, les petites variations observées étant dues à la déviation de la mesure et/ou à l'ajout d'eau pour compenser les pertes par évaporation progressive de l'eau contenue dans la silice colloïdale. Ni du Tiron ni d'autres agents n'ont été ajoutés au cours des tests, après l'ajout initial du Tiron dans la barbotine C.As represented by the short-dotted curve C, slip C, containing a surfactant as previously described, exhibits relatively stable coverage. The small variations observed are due to measurement deviation and/or the addition of water to compensate for losses through gradual evaporation of the water contained in the colloidal silica. Neither Tiron nor any other agents were added during the tests after the initial addition of Tiron to slip C.
Comme représenté par la courbe D en trait fin, la barbotine D, comprenant un tensioactif de stabilisation du pouvoir couvrant en quantité supérieure ou égale à 0,1% massique, présente un pouvoir couvrant inférieur à la borne minimale Min, donc trop faible par rapport aux spécifications de la barbotine.As represented by the thin line curve D, slip D, comprising a covering power stabilizing surfactant in a quantity greater than or equal to 0.1% by mass, has a covering power lower than the minimum limit Min, therefore too low compared to the slip specifications.
Au surplus, il a été constaté que le Tiron avait aussi une influence en tant qu'agent dispersant, en fluidifiant la barbotine et en améliorant le trempé des modèles lors de la fabrication des moules. Cela permet d'améliorer la couverture en barbotine de zones renfermées ou moins accessibles.Furthermore, it was observed that Tiron also acted as a dispersing agent, thinning the slip and improving the tempering of the models during mold making. This allows for better slip coverage of enclosed or less accessible areas.
Comme il ressort de la figure unique, la barbotine C, comprenant un tensioactif et plus particulièrement du Tiron, présente une durée de vie considérablement accrue grâce à la stabilisation de son pouvoir couvrant. L'ajout d'un tensioactif dans une barbotine de fonderie est peu onéreux et simple à mettre en œuvre. Une telle barbotine de fonderie permet donc, à moindre coût, de mieux maîtriser les paramètres de fabrication des moules carapaces, les coûts des procédés, de diminuer les rejets industriels et de simplifier l'utilisation des barbotines.As shown in the single figure, slip C, containing a surfactant, specifically Tiron, exhibits a significantly increased lifespan thanks to the stabilization of its covering power. Adding a surfactant to a foundry slip is inexpensive and easy to implement. Such a foundry slip therefore allows, at a lower cost, for better control of the manufacturing parameters of shell molds, reduced process costs, decreased industrial waste, and simplified slip use.
D'autres tensioactifs que le Tiron pourraient être utilisés pour stabiliser une barbotine de fonderie, par exemple le polyacrylate de sodium, de formule générique [-CH2-CH(COONa)-]n.Other surfactants besides Tiron could be used to stabilize a foundry slip, for example sodium polyacrylate, with the generic formula [-CH2-CH(COONa)-]n.
A la place de la silice colloïdale, la barbotine pourrait comprendre un autre liant, par exemple choisi parmi : le silicate d'éthyle, le silicate de soude ou les colloïdes parmi lesquels, notamment, l'alumine colloïdale, l'yttrine colloïdale ou la zircone colloïdale.Instead of colloidal silica, the slip could include another binder, for example chosen from: ethyl silicate, sodium silicate or colloids including, in particular, colloidal alumina, colloidal yttria or colloidal zirconia.
A la place ou en plus du composite mullite-zircone, la barbotine pourrait comprendre d'autres particules de poudre, notamment choisies parmi l'alumine, la mullite, la silice, le zircon, la zircone, tous matériaux à base de silico-alumineux et leurs mélanges.Instead of or in addition to the mullite-zircone composite, the slip could include other powder particles, notably chosen from alumina, mullite, silica, zircon, zirconia, all silico-aluminous based materials and their mixtures.
Selon une variante, au lieu de prévoir le Tiron dans la composition initiale de la barbotine C, il est possible de l'ajouter en cours d'utilisation de la barbotine.According to one variant, instead of including Tiron in the initial composition of slip C, it is possible to add it during the use of the slip.
La barbotine de fonderie C peut être utilisée pour la fabrication d'un moule carapace. A cet effet, il est possible de tremper un modèle de pièce, typiquement en cire, dans la barbotine C, puis de procéder à l'égouttage, au sablage et au séchage du modèle. Ces opérations peuvent être répétées ensuite, de préférence avec une autre barbotine faisant office de barbotine de renfort.Foundry slip C can be used to make a shell mold. For this purpose, a pattern, typically made of wax, can be dipped into slip C, then drained, sandblasted, and dried. These operations can then be repeated, preferably with another slip acting as a reinforcing slip.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, modifications may be made to these examples without departing from the general scope of the invention as defined by the claims. In particular, individual features of the various embodiments illustrated/mentioned may be combined in additional embodiments. Therefore, the description and drawings should be considered illustrative rather than restrictive.
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