FR2748409A1 - NOVEL INSULATING COATING FOR METALLIC MOLD AND METHOD OF MAKING SUCH COATING - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un nouveau revêtement isolant pour moule métallique destiné à la coulée de métaux ferreux, notamment par coulée centrifuge, comprenant au moins un revêtement primaire appliqué sur la surface du moule et destiné à y demeurer de façon permanente et un revêtement secondaire, appliqué sur le revêtement primaire et renouvelé totalement ou partiellement à chaque opération de coulée. Ce revêtement est remarquable en ce qu'il comporte ou est constitué essentiellement par du métakoalin. L'invention concerne également le procédé de réalisation de ce revêtement. L'invention trouve son application dans l'industrie métallurgique, plus spécialement dans la fabrication de pièces métalliques destinées à l'industrie automobile.The invention relates to a novel insulating coating for a metal mold intended for the casting of ferrous metals, in particular by centrifugal casting, comprising at least one primary coating applied to the surface of the mold and intended to remain there permanently and a secondary coating applied. on the primary coating and completely or partially renewed at each casting operation. This coating is remarkable in that it comprises or consists essentially of metakoalin. The invention also relates to the process for producing this coating. The invention finds its application in the metallurgical industry, more especially in the manufacture of metal parts intended for the automobile industry.
Description
i 2748409 L'invention concerne un nouveau revêtement isolant pour mouleThe invention relates to a novel insulating coating for mold
métallique, destiné notamment à la coulée de métaux ferreux. L'invention trouve son application dans l'industrie métallurgique, plus spécialement dans la fabrication de pièces métalliques destinées à l'industrie automobile. Dans la technique de coulée en moule métallique, I'application d'un revêtement (appelé aussi poteyage) sur le moule est absolument indispensable. Il assure une double fonction: - isoler chimiquement le moule du métal liquide lors de la coulée, de manière à éviter toute adhérence et permettre la séparation ultérieure moule-pièce métallique; assurer une rupture thermique entre le moule et la pièce. Si cette fonction n'est pas remplie, le moule métallique va, au cours des coulées successives, subir des contraintes thermiques telles que sa destruction interviendra prématurément. La rupture thermique ne doit pas toutefois être telle que le refroidissement de la pièce soit compromis et qu'ainsi la solidification intervienne tardivement. Il y a donc un équilibre délicat à réaliser. Pour la fabrication de pièces métalliques, par exemple en fonte, on utilise plusieurs techniques de coulée, dont la coulée statique et la coulée centrifuge. En coulée statique, on cherche à assurer un refroidissement rapide de la partie de la pièce en contact avec le moule métallique, de manière à pouvoir démouler rapidement, même si la pièce n'est pas totalement solidifiée. On empêche ainsi un échauffement trop important du moule métallique. Dans ce cas, on fait appel à un poteyage qui, tout en permettant une séparation facile moule-pièce, est relativement conducteur. Le plus généralement utilisé est du noir de carbone issu de la combustion incomplète de l'acétylène. Il est déposé à chaque opération de coulée par metal, especially for the casting of ferrous metals. The invention finds application in the metallurgical industry, especially in the manufacture of metal parts for the automotive industry. In the technique of casting in a metal mold, the application of a coating (also called potting) on the mold is absolutely essential. It has a dual function: - Chemically isolate the mold from the liquid metal during casting, so as to avoid adhesion and allow subsequent separation mold-metal part; ensure a thermal break between the mold and the workpiece. If this function is not fulfilled, the metal mold will, during successive flows, undergo thermal stresses such that its destruction will occur prematurely. The thermal break must not, however, be such that the cooling of the room is compromised and thus the solidification occurs late. There is therefore a delicate balance to achieve. For the manufacture of metal parts, for example cast iron, several casting techniques are used, including static casting and centrifugal casting. In static casting, it is sought to ensure rapid cooling of the part of the part in contact with the metal mold, so as to demold quickly, even if the part is not fully solidified. This prevents excessive heating of the metal mold. In this case, it uses a poteyage which, while allowing easy mold-room separation, is relatively conductive. The most commonly used is carbon black from the incomplete combustion of acetylene. It is deposited at each casting operation by
un brûleur réglé en phase réductrice. a burner set in reducing phase.
En coulée centrifuge, destiné à obtenir des corps cylindriques creux, il est indispensable que la pièce soit complètement solidifiée avant le In centrifugal casting, intended to obtain hollow cylindrical bodies, it is essential that the part is completely solidified before the
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démoulage, ce qui suppose un temps de contact assez long entre moule demoulding, which assumes a long enough contact time between mold
métallique et pièce.metal and piece.
Dans ce cas, selon l'art antérieur, on revêt le moule métallique d'un poteyage isolant, à base de silice, sous la forme d'un revêtement à In this case, according to the prior art, the metal mold is coated with an insulating poteyage, based on silica, in the form of a coating.
couche unique ou multiple.single or multiple layer.
Ce dernier matériau, la silice, est utilisé dans l'art antérieur, comme constituant de base du poteyage, sous ses différentes formes 1) cristallisées: quartz, cristobolite, tridymite; The latter material, silica, is used in the prior art, as a basic constituent of the poteyage, in its various forms 1) crystallized: quartz, cristobolite, tridymite;
- amorphes: tripoli, kieselghur, diatomite, silice fondue. - amorphs: tripoli, kieselghur, diatomite, fused silica.
Pratiquement, en raison de leur conductibilité thermique faible, les produits de silice présentent un grand pouvoir isolant et sont largement utilisés de préférence, d'autant plus que leur coût est faible et leur Practically, because of their low thermal conductivity, the silica products have a high insulating power and are widely used preferably, especially since their cost is low and their
disponibilité importante.important availability.
Leur mise en oeuvre s'effectue très généralement par pulvérisation d'une barbotine céramique sur la coquille chaude du moule, mis en rotation. Cette barbotine est constituée par une suspension de farine de silice dans de l'eau préalablement additionnée de produits susceptibles d'en améliorer les propriétés rhéologiques, en général des agents gélifiants, Their implementation is carried out very generally by spraying a ceramic slip on the hot shell of the mold, rotated. This slip consists of a suspension of silica flour in water previously added with products likely to improve the rheological properties, generally gelling agents,
minéraux ou organiques.minerals or organic.
De la sorte, le moule métallique est revêtu d'une couche réfractaire uniforme. Cependant, selon l'art antérieur, lors des opérations de coulée centrifuge de métaux ferreux pour fabriquer des pièces métalliques, par exemple en fonte GL coulée par centrifugation à structures perlitiques brutes de coulée, il est apparu que la plus grande partie du matériau réfractaire restait adhérent à la pièce métallique et que l'on devait donc renouveler le revêtement, au moins partiellement, à chaque opération de coulée. In this way, the metal mold is coated with a uniform refractory layer. However, according to the prior art, during centrifugal casting operations of ferrous metals to manufacture metal parts, for example cast cast iron GL cast pearlitic structures casting, it appeared that most of the refractory material remained adhered to the metal part and that we had to renew the coating, at least partially, at each casting operation.
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Un perfectionnement connu de l'art antérieur a donc consisté à réaliser le revêtement en plusieurs couches, une première couche (ou revêtement primaire), appliquée directement sur la surface du moule et destinée à y demeurer de façon permanente, et une deuxième couche (ou revêtement secondaire), appliquée sur la couche précédente et A known improvement of the prior art has therefore consisted in producing the coating in several layers, a first layer (or primary coating) applied directly to the surface of the mold and intended to remain there permanently, and a second layer (or secondary coating), applied to the previous layer and
renouvelée totalement ou partiellement à chaque opération de coulée. renewed totally or partially at each casting operation.
Du fait même de la rotation du moule qui crée d'importants mouvements d'air, on ne peut éviter qu'une fraction du poteyage ne I( s'échappe vers le milieu extérieur, malgré la mise en oeuvre de dispositifs de captation. De la sorte, il se crée dans le milieu ambiant un danger potentiel important pour le personnel affecté aux postes de travail, y By the very fact of the rotation of the mold which creates large air movements, it can not be avoided that a fraction of the poteyage does not escape to the outside environment, despite the use of capturing devices. In this way, there is an important potential danger in the environment for staff assigned to workstations, including
compris lors des opérations de nettoyage et de finition des pièces. included during cleaning and finishing operations.
1 5 Or, on connaît les effets silicogènes des produits de silice cristallisée, les particules les plus fines et, en particulier, celles de diamètre inférieur à cinq (5) microns, étant reconnues comme présentant However, the silicogenic effects of the crystallized silica products are known, the finest particles and, in particular, those with a diameter of less than five (5) microns being recognized as having
le degré de nocivité maximum.the degree of maximum harm.
L'utilisation de silice amorphe, réputée peu silicogène, ne permet pas de pallier cet inconvénient car l'usage qui en est fait a pour effet de les porter à haute température et donc à les transformer en silice The use of amorphous silica, known to have little silicosis, does not make it possible to overcome this disadvantage because the use made of it has the effect of bringing them to high temperature and thus to transforming them into silica.
cristallisée, avec les mêmes risques de nocivité. crystallized, with the same risks of harmfulness.
L'invention vise donc à supprimer toute utilisation de produits de silice comme revêtement isolant pour moule métallique, et à lui substituer un produit réfractaire non silicogène présentant un pouvoir isolant suffisant. 3(0 Selon la présente invention, un revêtement isolant pour moule métallique destinée à la coulée de métaux ferreux, notamment par coulée centrifuge, comprenant au moins un revêtement primaire appliqué sur la surface du moule et destiné à y demeurer de façon permanente et d'un revêtement secondaire, appliqué sur le revêtement primaire et renouvelé totalement ou partiellement à chaque opération de coulée, est remarquable en ce que ledit revêtement secondaire comporte du métakaolin. The invention therefore aims to eliminate any use of silica products as insulating coating for a metal mold, and to substitute a non-silicogenic refractory product with sufficient insulating power. According to the present invention, an insulating coating for a metal mold intended for the casting of ferrous metals, in particular by centrifugal casting, comprising at least one primary coating applied to the surface of the mold and intended to remain there permanently and to a secondary coating, applied to the primary coating and renewed totally or partially at each casting operation, is remarkable in that said secondary coating comprises metakaolin.
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Le revêtement secondaire est souvent appelé dans la littérature Secondary coating is often called in the literature
revêtement d'entretien.maintenance coating.
Par métakaolin, on entend dans la suite du présent mémoire, le matériau obtenu à partir du kaolin naturel, qui est préalablement purifié afin d'éliminer toute trace d'impuretés du type quartz ou mica et qui est calciné à une température comprise entre 750 et 950 C, de sorte à By metakaolin is meant hereinafter, the material obtained from natural kaolin, which is previously purified in order to remove any trace of impurities of the quartz or mica type and which is calcined at a temperature of between 750 and 950 C, so to
éliminer complètement l'eau de constitution. completely eliminate the water of constitution.
o Selon une réalisation de l'invention, les revêtements secondaire et According to one embodiment of the invention, the secondary coatings and
primaire sont constitués essentiellement par du métakaolin. primary consist mainly of metakaolin.
La description qui va suivre permettra de mieux comprendre les The following description will provide a better understanding of the
différentes variantes ou réalisations préférentielles de l'invention. different variants or preferred embodiments of the invention.
A partir de kaolin naturel, que l'on a purifié, puis calciné pendant environ 1 heure, on a obtenu une poudre présentant une répartition granulométrique comprise entre 0,5 et 20 microns avec un grain moyen From natural kaolin, which was purified and then calcined for about 1 hour, a powder having a particle size distribution between 0.5 and 20 microns with a medium grain was obtained.
centré sur 2 micron.centered on 2 microns.
Ce produit présente l'avantage d'être réfractaire, du fait de sa constitution chimique, d'être inerte, du fait d'absence d'eau de constitution, d'être isolant, du fait de sa répartition granulométrique et d'être médicalement neutre, du fait d'une teneur en silice libre inférieure à This product has the advantage of being refractory, because of its chemical constitution, to be inert, due to lack of water constitution, to be insulating, because of its particle size distribution and to be medically neutral, because of a free silica content of less than
0,5%.0.5%.
A partir de ce produit, on a réalisé un mélange à base de métakaolin et de silicate de soude, utilisée comme liant minéral, que l'on a pulvérisé sur la coquille métallique nue d'un moule, préalablement chauffé entre 300 et 400 C, pour constituer un revêtement primaire adéquat, d'une From this product, a mixture based on metakaolin and sodium silicate, used as inorganic binder, was prepared and sprayed on the bare metal shell of a mold, previously heated to between 300 and 400 ° C, to provide an adequate primary coating, a
épaisseur comprise entre environ 50 et 100 microns. thickness between about 50 and 100 microns.
A partir de ce même produit, on a réalisé également une suspension de poudre de métakoalin dans l'eau, avec une concentration en poids comprise entre 25 et 35 %. Pour améliorer les propriétés rhéologiques de cette suspension, on peut rajouter un faible apport de bentonite sodique, From this same product, a suspension of meta-kolin powder in water, with a concentration in weight of between 25 and 35%, was also produced. To improve the rheological properties of this suspension, it is possible to add a small amount of sodium bentonite,
avec une concentration en poids comprise entre 0,1 et 1 %. with a concentration by weight of between 0.1 and 1%.
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Après application par pulvérisation, sur le revêtement primaire obtenu antérieurement, on réalise ainsi un revêtement secondaire After application by spraying, on the primary coating obtained previously, a secondary coating is thus produced
adéquat, d'une épaisseur comprise entre environ 50 et 100 microns. suitable, with a thickness between about 50 and 100 microns.
Le moule, ainsi revêtu, a été utilisé à plusieurs reprises, pour la coulée de fonte, en vue d'obtenir des pièces métalliques, notamment pour The mold, thus coated, has been used several times, for the casting of cast iron, to obtain metal parts, especially for
l'industrie automobile.automobile industry.
Le revêtement secondaire, après démoulage de la pièce métallique, in reste adhérent en majorité à ladite pièce, alors qu'une fraction minoritaire demeure adhérente au revêtement primaire. Entre chaque opération de coulée, on a appliqué par pulvérisation une nouvelle couche pour The secondary coating, after demolding of the metal part, remains largely adherent to said part, while a minority fraction remains adherent to the primary coating. Between each casting operation, a new coat was applied by spraying.
reconstituer le revêtement secondaire. reconstitute the secondary coating.
Le revêtement primaire, adhérant fortement à la coquille, est demeuré en place de façon permanente, après plus de cent (100) The primary coating, strongly adhering to the shell, remained permanently in place after more than one hundred (100)
opérations de coulée.casting operations.
L'examen de la pièce métallique ainsi réalisé (chemises de cylindres de moteur thermique) en fonte grise lamellaire à montré une structure perlitique à l'état brut de coulée, entièrement exempte de cémentite. La présence de cémentite aurait été déduite par l'apparition d'un liseré trempé sur la partie de la pièce au contact du moule métallique. Un tel Examination of the metallic part thus produced (thermal engine cylinder liners) in gray cast iron showed a pearlitic structure in the raw state of casting, entirely free of cementite. The presence of cementite would have been deduced by the appearance of a rim soaked on the part of the piece in contact with the metal mold. Such
défaut aurait été jugé rédhibitoire, et conduit au rebut une telle pièce. defect would have been deemed unacceptable, and led to the rejection of such a piece.
Il est bien évident pour l'Homme de l'Art que de nombreuses variantes de l'invention pourront être imaginées, à partir de ce qui est décrit cidessus sans faire pour cela oeuvre créatrice, et donc sans sortir It is obvious to those skilled in the art that many variants of the invention can be imagined, from what is described above without doing creative work, and therefore without leaving
du cadre de l'invention tel que défini par les revendications ci-après of the scope of the invention as defined by the claims below
3o annexées.3o appended.
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US4600437A (en) * | 1984-03-29 | 1986-07-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Inorganic material, a process for producing same and a solidifying method thereof |
JPH07215772A (en) * | 1994-02-04 | 1995-08-15 | Towa Taika Kogyo Kk | Composition of monolithic refractory |
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