FR2822819A1 - Procede pour augmenter la resistance d'un noyau de ceramique poreux cuit et noyau ainsi obtenu - Google Patents

Procede pour augmenter la resistance d'un noyau de ceramique poreux cuit et noyau ainsi obtenu Download PDF

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Abstract

L'invention se rapporte à des noyaux de céramique cuits imprégnés de résine.Le procédé pour augmenter la résistance d'un noyau de céramique poreux cuit utilisable dans un moulage de précision, comprend les étapes sonsitant à imprégner le noyau à l'aide d'une émulsion aqueuse d'un polymère insoluble dans l'eau, et à sécher le noyau ainsi imprégné pour retirer l'eau. L'invention s'applique notamment aux aubes et pales creuses de moteurs à turbine à gaz.

Description

La présente invention se rapporte à des noyaux de céramique cuits
imprégnés de résine et prévus pour être utilisés dans le moulage de précision de matières métalliques ainsi qu'à un procédé pour augmenter la résistance mécanique de tels noyaux. Dans le moulage d'aubes et de pales (ailes) creuses de moteurs à turbine à gaz effectué en utilisant des techniques traditionnelles de solidifications équiaxes et directionnelles, un noyau de céramique cuit est mis en place dans un moule en carapace de précision pour former des passages de refroidissement interne dans l'aile. En cours d'utilisation dans un moteur à turUine à gaz, l'air de refroidissement est dirigé à travers les passages pour maintenir la température de l'aile dans une gamme
acceptable.
Les noyaux de céramique cuits utilisés dans le moulage de précision d'ailes creuses de moteurs à turtine ont de manière typique une forme d'aile présentant une
zone de bord arrière de section transversale très mince.
De tels noyaux de céramique peuvent être sujets à une distorsion et à une perte des tolérances dimensionnelles requises pendant la fabrication du noyau et durant les étapes ultérieures du processus de moulage de précision telles qu'une injection d'un motif de cire autour du noyau cuit et un passage du moule en carapace à l 'autoclave afin de retirer de manière sélective le motif
de cire.
Des noyaux de céramique crus (non cuits) sont de manière typique formés en présentant une configuration du noyau désiré à l 'aide d'un moulage par injection, d'un moulage par transfert ou d'une coulée d'une matière appropriée pour le noyau de céramique qui comprend une ou plusieurs poudres de céramique, un liant fugitif tel qu'une cire, un polypropylène, une polyoléfine, un silicate d'éthyle pré-hydraulisé, ainsi que d'autres additifs dans une matrice de noyaux conformés de manière appropriée. Après que le noyau cru est retiré de la matrice, il est soumis à une cuisson à température élevée (supérieure à la température ambiante) dans une ou plusieurs étapes pour retirer le liant fugitif ainsi que pour fritter et donner de la résistance au noyau en vue de son utilisation dans le moulage d'une matière métallique, telle qu'un superalliage à base de nickel ou de cobalt. Du fait du retrait du liant et de la matière fugitive de remplissage, si elle est présente, le corps
de céramique cuit est poreux.
Des tentatives ont été effectuées pour donner une résistance supplémentaire au noyau de céramique poreux cuit. Par exemple, le noyau de céramique poreux cuit peut être imprégné d'une solution aqueuse de résine de formaldéhyde du phénol soluble dans l'eau, ce qui est suivi par une cuisson au four à une température de 150 à
C pour faire prendre la résine phénolique.
L'utilisation d'une solution de résine de formaldéhyde du phénol soluble dans l'eau présente des inconvénients résultant de ce que l'effet de la résistance mécanique d'imprégnation qui est fournie par la résine soluble dans l'eau est réduit en présence de l'humidité atmosphérique, telle que celle de l'eau et de la vapeur d'eau, qui peut être présente lors de la fabrication du noyau et dans l'environnement de fonderie. Ainsi, l'effet de la résistance mécanique fournie par la résine soluble dans l'eau est dogradé en présence de l'humidité aLmosphérique. L'utilisation d'une solution de résine de formaldéhyde du phénol soluble dans l'eau en tant que milieu d'imprégnation présente également des inconvénients du fait de problèmes environnementaux et sanitaires relatifs aux réaines de formaldéhyde. En outre, des noyaux imprégnés de la solution de résine de formaldéhyde du phénol soluble dans l'eau peuvent présenter une distorsion dimensionnelle pendant
l'opération de cuisson au four.
Un objet de la présente invention est de crcer un noyau de céramique cuit imprégné de résine et un procédé pour fournir une résistance mécanique au noyau cuit tout
en surmontant les inconvénients mentionnés ci-dessus.
Un mode de réalisation de la présente invention créé un noyau de céramique poreux cuit imprégné de résine utilisable dans un moule en carapace de précision pour le moulage de métaux et d'alliages fondus o le noyau est imprégné d'une émulsion aqueuse d'un polymère insoluble dans l'eau, ce qui est suivi par un séchage pour éliminer l'eau. Le noyau poreux cuit imprégné de résine conforme à l' invention présente une augmentation de résistance mécanique supérieure à celle obtenue pour un noyau imprégné de résine de formaldéhyde du phénol soluble dans l'eau après cuisson au four, et l' augmentation de la résistance mécanique ainsi fournie résiste davantage à la
dégradation en présence de l'humidité aLmosphérique.
Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, le polymère insoluble dans l'eau est choisi dans le groupe se composant des polymères acryliques, des polymères de styrène-butadiène, des polymères d'acétate de polyvinyle, des polymères de
styrène-acryliques, des polymères d'acétate de vinyl-
acryliques, des polymères de chlorure de vinyl-
vinylidène, des polymères époxy, des polymères de polyvinyl-butyrol, des polymères de polyuréthane ainsi
que d'autres polymères insolubles dans l'eau.
Une émulsion aqueuse particulièrement préférée comprend environ 10 % à 50 % en poids d'un polymère acrylique, le reste se composant essentiellement d'eau, o le polymère acrylique est auto-réticulable. Une émuleion même davant age préférée comprend environ 15 % à % en poids du polymère acrylique, le reste se composant essentiellement d'eau. Le polymère acrylique présente de préférence une Tv (température de transition vitreuse) de 15 à 40 C. L'émuleion aqueuse peut incorporer l 'addition de quantités mineures de cosLiLuaLs pour rAduire le mouGGage, augmenLer le
mouillage eL/ou amliorer la rticulaLion du polymAre.
L'invenLion crde uo ncyau de c@ramique poreux cuiL uLilisable dans le moulage de pr6CisiOn eL qui comprend des maLi@res solides base de polymres insolubles danG 1'eau incorpores dans les pores du noyau, le polymAre LanL de prf@rence pr4GenL dans une gUanLiLA d'environ
0,2 environ 5 en poids du noyau.
Conformment 1'invenLio, le procd pour augmeLer la r6sisLance d'un ncyau de cAramique poreux cuiL uLilisable dans le moulage de prAcision, eGL caracL@ris en ce qu'il comprend les ALapes ConsisLanL imprgner le ncyau 1'aide d'une mulGion aqueuGe d'un polym@re insoluble daG 1'eau, eL scher le noyau ainsi
imprgnd pour reLirer 1'eau.
L'invenLion sera mieux comprise eL d'auLres buLs, caracL@risLiques, d<Lails eL avanLageG de celle-ci apparaiLroL pluG clairemenL au cours de la descripLion explicaLive qui va Guivre faiLe en rAfrence aux deGGins GchAmaLiques annex6s donnds uniquemenL LiLre d'exemple illuGLanL un mode de rdalisaLion de l'invenLion eL dans lesquels: La tigure unique esL une ue en perGpecLive d'un noyau de cAramique poreux cru pour une aile de Lurtine
ga gui peuL ALre rdaliG6e conformmenL 1'invenLion.
L'iveLio cre un noyau de cramique imprAgnA de rdsine parLiculi@remenL uLile dans le moulage d'aubes eL de pales (ailes) creuses de moLeurs LurEine gaz uLiliGanL des Lechniques LradiLionnelles de solidificaLions duiaxes eL direcLionelles. CependanL, 1'invenLion n'eGL pas limiL6e des noyaux de cramique uLilisables dans le moulage de prcision d'ailes car la rAGisLance d'auLres noyaux de cdramigue poreux crus peuL
aLre augnenL6e par la mise en praLiue de 1'ioenLion.
Pour des buLs d'illuGLraLio eL non pas de limiLaLion, la figure unique monLre un ncyau de cAramique poreux cuiL 10 uLilisable dans le moulage de prciGion d'une pale creuse de turUine à gaz o le noyau présente une configuration de passages internes de refroidissement formée dans le moulage de l'aube ou de la pale. Le noyau 10 comprend une zone de base 10 et une zone d'aile 14. La zone d'aile 14 comprend un bord avant 16 et un bord arrière 18. Des ouvertures ou des fentes 20 de diverses configurations et de diverses dimensions peuvent être crées à travers le noyau 10 pour constituer des parois allongées, des supports arrondis, ainsi que d'autres caractéristiques à
l'intérieur de la pale moulée, comme cela est bien connu.
Le noyau de céramique 10 est formé en préparant un mélange d'une ou de plusieurs poudres ou farines d'une céramique appropriée, un liant fugitif ainsi que d'autres éléments constitutifs tels qu'une ou plusieurs matières fugitives de remplissage, des dispersants, des plastifiants, des lubrifiants ainsi que d'autres éléments constitutifs. Le liant peut être soit un liquide
organométallique, tel qu'un silicate d'éthyle pré-
hydraulisé, un liant à base de cire thermoplastique, ou une résine thermodurcissable mélangée avec la ou les poudres de céramique dans des proportions approprices pour constituer un mélange de poudres de céramique et de liant en vu d'un moulage en forme. Les poudres de céramique peuvent être mélangées en utilisant un mélangeur à cône en V de type traditionnel, un mélangeur pnenmatique, ou d'autres équipements de mélange de ce type. Il est possible d'ajouter le liant, à la température ambiante ou à haute température, en utilisant un équipement de mélange à cisaillage élevé. Les poudres de céramique peuvent comprendre de l'alumine, de la silice, de la zircone, du zircon, de l'yttria, ainsi que d'autres poudres et mélanges de celles-ci appropriés pour le moulage d'un métal ou d'un alliage particulier. Le brevet US 4 837 187 décrit un noyau de céramique à base d'alumine réalisé à partir de farines d'alumine et d'yttria. Les poudres de céramique particulières, le liant fugitif ainsi que les autres éléments constitutifs du mélange de poudres de céramique et de liant ne font pas directement partie de l 'invention car il est possible d'utiliser, pour constituer le noyau de céramique, des systèmes de type traditionnel de poudres de céramique et liant. Le noyau de céramique peut être constitué de manière traditionnelle à l' aide d'un moulage par injection, d'un moulage par transfert ou d'une coulée utilisée pour réaliser des noyaux de céramique crus. A titre d'exemple seulement, dans un moulage par injection dune forme de noyau de céramique, un mélange fluide de poudres de céramique et de liant est injecté dans une matrice de noyau en acier présentant une cavité de moulage ayant la configuration du noyau désiré. On utilise des pressions d' injection dans la gamme de 3450 x 10 Pa à 13790 x 10 Pa afin de mettre sous pression le mélange fluide de poudres de céramique et de
liant dans la cavité de moulage définie par les matrices.
Les matrices peuvent être refroidies, maintenues à la température ambiante, ou légèrement chauffées selon la complexité de la configuration désirce du noyau. Après que le mélange de céramique et de liant se solidifie dans la matrice, la matrice est ouverte, et le noyau de céramique cru est retiré en vu d'un traitement thermique pour éliminer le liant fugitif et fritter le noyau de céramique cru afin de former un noyau de céramique poreux cuit 10 devant être utilisé dans le processus de moulage de précision bien connu dit à cire perdue. Le frittage permet d'obtenir par chauffage une consolidation des particules de poudres de céramique afin de fournir au .,.., noyau une reslstance mecanlque approprlee a son utilisation dans le processus de moulage de précision. Le frittage du noyau de céramique cru est obtenu au moyen d'un traitement thermique à une température élevée sur la base des exigences des poudres de céramique employées. Le brevet US No. 4 337 187 ci-dessus décrit le traitement thermique d'un noyau de céramique à base d'alumine. La technique de formation particulière du noyau, telle qu'un moulage par injection, un moulage par transfert et une coulée, de même que la technique de traitement thermique particulière ne font pas directement partie de l 'invention car il est possible d'utiliser des techniques de type traditionnel de moulage du noyau et de traitement thermique de celuici afin de réaliser un noyau de céramique poreux cuit présentant une résistance mécanique
conforme à l'invention.
La présente invention augment e la résistance mécanique du noyau de céramique poreux cuit 10 par imprégnation du noyau avec une émulsion aqueuse d'une matière polymère insoluble dans l'eau, ce qui est suivi par un séchage (par exemple dans l'air ambiant à la température ambiante, ou en utilisant une amenée d'air forcée à une température plus élevée que la température ambiante, par exemple 90 C) afin d'éliminer l'eau. Le noyau poreux cuit imprégné conformément à l 'invention présente une augmentation plus élevée de la résistance mécanique que celle qui est obtenue pour le noyau décrit ci-dessus qui a été imprégné de résine de formaldéhyde du phénol soluble dans l'eau et cuit au four. En outre, l' augmentation de la résistance mécanique ainsi fournie par la mise en pratique de l' invention résiste davantage à la dégradation en présence de l'humidité atmosphérique,
comme cela apparaît de ce qui suit.
L'émulsion aqueuse du polymère insoluble dans l'eau est produite de manière typique par les fabricants à l' aide d'un procédé connu sous le nom de polymérisation par émuleion. Ce procédé implique de manière générale le fait de mélanger, sous une agitation à cisaillage élevé et à une température étroitement contrôlée, de l'eau, un monomère liquide, un stabilisant et un initiateur. Le résultat est une suspension stable de particules polymères liquides dans l'eau. L'émuleion aqueuse utile dans la mise en pratique de l 'invention peut comprendre une émulsion aqueuse disponible dans le commerce du type déairé de polymère, de teneurs en matières solides et de Tv (température de transition vitreuse). Dans un mode de réalisation de l'invention, il est possible d'utiliser l'émulsion aqueuse disponible dans le commerce telle qu'elle est reque, ou celle-ci peut être diluée avec de l'eau à la teneur en matières solides désirée, o la teneur en matières solides constitue une mesure de la teneur en polymère après que l'eau a été éliminée de l'émulsion. Le polymère insoluble dans l'eau peut être choisi dans le groupe se composant des polymères acryliques, des polymères de styrène-butadiène, des polymères d'acétate de polyvinyle, des polymères de styrène-acryliques, des polymères d'acétate de vinyl-acryliques, des polymères de chlorure de vinyl-vinylidène, des polymères époxy, des polymères de polyvinyl-butyrol, des polymères de polyuréthane ainsi que d'autres polymères insolubles dans l'eau. Lorsqu'elle est séchée pour éliminer toute l'eau, l'émuleion aqueuse utile dans la mise en pratique de l 'invention donne un polymère sec présentant une solubilité nulle ou proche de zéro (par exemple inférieure à 1 % en poids) dans l'eau à température ambiante (par exemple 20 C) pendant 1 heure et de moins
de 5 % en poids dans l'eau bouillante pendant 1 heure.
Par exemple, lorsqu'il est ainsi séché, le latex acrylique Rhoplex HA-16 indiqué ci-dessus donne un polymère sec qui présente une solubilité de 0, 16 % en poids sous agitation dans de l'eau à température ambiante (20 C) pendant 1 heure et une solubilité de 0,51 % en poids dans de l'eau bouillante pendant 1 heure, o le pourcentage en poids représente la quantité de polymère sec qui se dissout dans l'eau. Lorsqu'il est ainsi séché, le latex acrylique Rhoplex HA-12 indiqué ci-dessous donne un polymère sec qui présente une solubilité de 0,27 % en poids sous agitation dans de l'eau à température ambiante (20 C) pendant 1 heure et une solubilité de 0,77 % en poids dans de l'eau bouillante pendant 1 heure, o le pourcentage en poids représente la quantité de polymère sec qui se dissout dans l'eau. Lorsqu'il est ainsi séché, le latex de styrènebutadiène, disponible en tant que Tycac 68010-01 chez Reichold Chemicals Company, Research Triangle Park, Caroline du Nord, 27709-3582 USA, donne un polymère sec qui présente une solubilité de 0,15 % en poids sous agitation dans de l'eau à température ambiante (20 C) pendant 1 heure et une solubilité de 4,51 % en poids dans de l'eau bouillante pendant 1 heure, o le pourcentage en poids représente la quantité de polymère
sec qui se dissout dans l'eau.
Au contraire, lorsqu'une solution d'alcool de polyvinyle (APV) à 10 % en poids sans agent de réticulation est séchée pour retirer toute l'eau, l'APV sec non réticulé présente une solubilité de 62,17 % en poids sous agitation dans de l'eau à température ambiante (20 C) pendant 1 heure. Lorsqu'une solution d'alcool de polyvinyle (APV) à 10 % en poids avec un agent de réticulation au glyoxal est séché pour retirer toute l'eau, l'APV sec réticulé en utilisant du glyoxal présente une solubilité de 20, 34 % en poids dans de l'eau à température ambiante pendant 1 heure. L'APV sec réticulé et l'APV sec non réticulé avec du glyoxal présentent tous deux une solubilité de 100 % dans de
l'eau bouillante pendant 1 heure.
De manière avantageuse et de préférence, l 'invention peut être mise en pratique en utilisant une émuleion aqueuse se composant d'un ou de plusieurs polymères insolubles dans l'eau, le reste se composant essentiellement d'eau avec une faible quantité d'un agent de démoussage, d'un agent de mouillage facultatif (surfactant), et d'un agent antimicrobien également de préférence présent. Ainsi, il n'exi$te aucun besoin pour un agent de réticulation ni pour un élément constitutif d'APV dans l'émuleion aqueuse de manière à obtenir les
caractères utiles de la présente invention.
Une émulsion aqueuse du polymère insoluble dans l'eau prévu pour être utilisé dans la mise en pratique d'un mode de réalisation de l'invention pris à titre d'exemple peut comprendre environ 10 % à environ 60 % en poids d'un polymère insoluble dans l'eau le reste se
composant essentiellement d'eau.
Une émulsion aqueuse conforme à un mode de réalisation préféré de l' invention comprend environ 10 % à 50 % en poids d'un ou de plusieurs polymères acryliques le reste se composant essentiellement d'eau avec une faible quantité d' agent de démoussage (par exemple 50
parties par million (ppm) en poids) et d' agent anti-
microbien (par exemple 50 ppm en poids). Une émuleion aqueuse même davantage préférce comprend environ 15 % à 30 % en poids d'un ou de plusieurs polymères acryliques, le reste se composant essentiellement d'eau avec une faible quantité d'un agent de démoussage et d'un agent anti-microbien. Cependant, l'émulsion aqueuse peut de manière facultative contenir jusqu'à 10 % en poids d'alcool de polyvinyle soluble dans l'eau et un agent de réticulation pour le polymère insoluble dans l'eau et le polymère soluble dans l'eau. Un agent de réticulation préféré
comprend un dialdéhyde tel que le glyoxal (C2H2O2).
D'autres agents de réticulation peuvent être choisis parmi des aldéhydes comprenant, mais sans y être limités, un dialdéhyde, un glutéraldéhyde, un hydroxyadipaldéhyde, des résines thermodurcissantes telles que le formaldéhyde urce, le mélamineformaldéhyde, les résines de polyamide, et les sels d' anions multivalents. Il est possible de prévoir de manière facultative dans l'émulsion aqueuse des catalyseurs et ceux-ci peuvent comprendre, mais sans y être limités, le nitrate d' ammonium et l'acide oxalique pour accélérer la réaction de réticulation lorsqu' on
utilise un latex acrylique.
Dans la mise en pratique de l 'invention, un polymère préféré est constitué par un latex acrylique qui est autoréticulable. Un tel latex acrylique est disponible chez Rohm & Haas Company, 100 Independence Mall West, Philadelphia, PA 19106, USA en tant que latex acrylique Rhoplex HA16 qui présente une température de transition vitreuse Tv de 35 C et une teneur en produit acrylique solide de 45,5 % en poids. Ce latex acrylique peut être acheté sous la forme d'une émulsion aqueuse de latex acrylique. La température de transition vitreuse (Tv) du polymère acrylique particulier utilisé est de préférence dans la gamme de 15 à 40 C car Tv détermine la température à laquelle se ramollit la matière
d'imprégnation une fois sèche.
Un autre latex acrylique auto-réticulable qui peut être utilisé dans la mise en pratique de l 'invention est disponible chez Rohm & Haas Corporation en tant Rhoplex HA-12 et présente une Tv de 19 C et une teneur en produits acryliques solides de 45 % en poids. Ce latex acrylique peut être acheté sous la forme d'un bidon de
latex acrylique aqueux (émuleion).
Le Tableau I ci-dessous montre les éléments constitutifs de trois formules conformes à des modes de réalisation de l'invention, présentées pour des buts d' illustration mais sans limiter l'invention. Au Tableau I, les nombres pour les Exemples 1, 2 et 3 représentent des valeurs en grammes de chaque constituant.
Tableau I
Matières Exemple 1 Exemple 2 Exemole 3 Latex acrylique Rhoplex HA- 16 300 200 100 Eau 300 400 369 Airvol 203 PVA 30 Agent de réticulation au Glyoxal 1 Démoussant au GEO 8034 0,025 0,025 0,025 L'émulsion aqueuse est réalisée en ajoutant le latex acrylique indiqué (latex tel que requ) à de l'eau distillée. L'APV facultatif doit être ajouté à de l'eau sous la forme d'un solide et être amené à dissolution avant d'ajouter le latex. L'APV indiqué est disponible dans le commerce en tant que Airvol 203 PVA chez Air Products and Chemicals, Inc., 7201 Hamilton Boulevard, Allentown, PA 18195, USA. L' agent de réticulation facultatif peut être ajouté à l'eau sous une forme liquide et est disponible dans le commerce en tant que Glyoxal 40 disponible chez Clariet Corporation, 400 Monroe Road, Charlotte, NC 28205, USA. L' agent de démoussage peut être ajouté à l'eau sous une forme liquide et est disponible dans le commerce en tant que GEO 8034 chez GEO Specialty Chemicals Corporation, 701 Wissshickon Avenue, Cedartown, GA 30125, USA. Dans la mise en pratique de l'invention, l' agent anti-microbien est typiquement également présent et est ajouté à l'eau sous une forme liquide. Un tel agent anti-microbien est disponible dans le commerce en tant que Kathon LX chez
Rohm & Haas Company.
Les éléments constitutifs de la formule peuvent être mélangés à l' aide d'un mélangeur à hélice de type traditionnel pendant 30 minutes jusqu'à la consistance désirée. Le latex acrylique (ou un autre latex polymère) est mélangé avec une quantité appropriée d'eau pour obtenir le pourcentage en poids désiré du polymère insoluble dans l'eau dans la formule finale. Les noyaux poreux cuits peuvent être imprégnés par immersion dans l'émulsion aqueuse selon l 'invention pendant une durée
appropriée (par exemple 5 minutes).
L'exemple ci-après est donné pour davantage
illustrer l'invention.
EXEMPLE
Des barres d'essai formant un noyau poreux cuit à base de silice présentant des dimensions de 13 centimètres de long, 1,30 centimètres de large et 0,60 centimètre d'épaisseur ont été réalisoes par une technique traditionnelle de moulage par injection et de moulage par transfert et, après cuisson, elles ont été imprégnées avec diverses matières d'imprégnation conformes à l' invention et d'autres en dehors du cadre de l 'invention comme montré au Tableau II. Les barres d'essai formant noyau ont été imprégnces par immersion pendant 5 minutes dans le produit d'imprégnation sous la pression ambiante et soufflées à l'air avec de l'air comprimé (par exemple de l'air comprimé à 207 x 10 Pa) pour retirer l'excès de produit d'imprégnation avant la cuisson ou le séchage. Les barres d'essai formant noyau imprégné ont ensuite été essayées pour leur module de rupture à la température ambiante en utilisant une charge de flexion à quatre pointes conforme à la norme ASTM 674 77. Une barre d'essai non imprégnée formant un noyau poreux cuit à base de silice a été incorporée à titre de comparaison. Par exemple, des barres d'essai formant un noyau poreux cuit à base de silice (12 barres d'essai) ont été imprégnces à l' aide d'une solution aqueuse d'une résine de formaldéhyde du phénol soluble dans l'eau (25 % en poids de résine dans l'eau), en dehors du cadre de l 'invention, suivi par une cuisson au four à 200 C pendant 90 minutes pour faire prendre la résine phénolique. Au Tableau II, ces barres d'essai sont
désignées par "Résine Phénolique".
Douze barres d'essai semblables formant un noyau poreux cuit à base de silice ont été imprégnées à l' aide d'une solution aqueuse de Airvol 203 PVA soluble dans l'eau (10 % en poids d'APV dans l'eau), en dehors du cadre de l'invention, et séchées par convection à 90 C pendant 1 heure. Au Tableau II, ces barres d'essai sont
désignées par "APV à 10 %".
Douze barres d'essai formant un noyau poreux cuit à base de silice ont été imprégnées conformément à l 'invention à l' aide d'une émuleion aqueuse comprenant 22,5 % en poids de polymère acrylique, le reste étant
composé d'eau (en diluant le latex acrylique Rhoplex HA-
16 comme plus haut). Les barres d'essai imprégnées ont été séchées par convection à 90 C pendant 1 heure. Au Tableau II, ces barres d'essai sont désignées par "Latex
Acrylique à 23 %".
Douze barres d'essai semblables formant un noyau poreux cuit à base de silice ont été imprégnées conformément à l 'invention à l' aide d'une émulsion aqueuse comprenant 11,5 % en poids de polymère acrylique, % en poids de Airvol 203 PVA soluble dans l'eau, le reste étant constitué par de l'eau (en diluant le latex acrylique Rhoplex HA-16). Les barres d'essai imprégnées
ont été séchées par convection à 90 C pendant 90 minutes.
Au Tableau II, ces barres d'essai sont désignées par
"Latex à 11,5 % + APV à 5 %".
Le Tableau II énonce les résultats du module de
rupture indiqué en Pa.
Tableau II
Valeur du Module de RupLure pour des Barres d'Essai Formant Noyau Impréqné de Divers Produits d'Imprégnation Traitement d'Impréqnation Novau Moulé par Noyau Moulé par Inlection Transfert Aucun 1322 2400 Résine Phénolique 1881 2916 Latex à 12,5 % + APV à 5 % 3720 3852 Latex Acrylique à 23 % 3668 4339
APV à 10 % 3743 3904
On voit que l'imprégnation des barres d'essai formant un noyau poreux cuit conforme à l 'invention (voir la barre d'essai "Latex Acrylique à 23 %" et la barre d'essai "Latex à 11,5 % + APV à 5 i") permettait d'obtenir un meilleur module de rupLure par rapport au module de rupLure de la barre d'essai formant noyau non imprégné "AUCUN" et à la barre d'essai "Résine Phénolique". L' augmentation de résistance mécanique était comparable à celle obtenue en imprégnant la barre d'essai à l' aide d'une solution aqueuse d'APV soluble dans l'eau (voir "APV à 10 %"). Diverses barres d'essai formant noyau imprégné du type décrit ci-dessus ont été soumises à de la vapeur d'eau sous pression à 120 C dans une enceinte pendant minutes pour déterminer la résistance à la dogradation
du noyau imprégné en présence de vapeur d'eau.
Le Tableau III énonce les résultats d' exposition à la vapeur d'eau. Au Tableau III, la barre d'essai "APV à %" a été imprégnée à l' aide d'une solution à 10 % en poids d'APV et d'eau comme décrit ci-dessus. La barre d'essai "APV à 10 % + Agent de Réticulation" a été imprégnée à l' aide d'une solution aqueuse contenant 10 % en poids d'APV et 0,4 % en poids d' agent de réticulation (glyoxal) d'une manière semblable à la barre d'essai "APV à 10 %". La barre d'essai "Résine Phénolique" a été imprégnée à l'aide d'une solution dans l'eau de résine de formaldéhyde du phénol soluble dans l'eau à 25 % en poids telle que décrit ci-dessus. La barre d'essai "Latex Acrylique à 23 %" a été imprégnée à l 'aide d'une solution aqueuse incorporant 22,5 % en poids de polymère
acrylique, le reste étant composé d'eau comme décrit ci-
dessus conformément à l'invention.
Tableau III
Pourcentaqe de Réduction dans le Module de RupLure des Barres d'Essai Après Exposition à de la Vapeur d'Eau sous Pression Traitement d'Impréquation Pourcentaqe de Réduction
PVA à 10 % 48,2 %
PVA à 10 % + Agent de Réticulation 20,8 % Résine Phénolique 29,5 % Latex Acrylique à 23 % 1,6 %
282281 9
Le Tableau III indique que le module de rupture correspondant à la résistance mécanique de la barre d'essai formant noyau imprégné conformément à l 'invention ("Latex Acrylique à 23 %") présentait seulement une perte de 1,6 % du module de rupture après une exposition à la vapeur d'eau. Au contraire, les autres barres d'essai formant noyau imprégné à l' aide des produits d'imprégnation en dehors du cadre de l 'invention présentaient des diminutions notables dans le module de rupLure, à savoir une diminution de 20,8 % du module de rupture pour la barre d'essai "APV à 10 % + Agent de Réticulation", une diminution de 29, 5 % du module de rupture pour la barre d'essai "Résine Phénolique" et une diminution de 48,2 % du module de rupLure pour la barre
d'essai "APV à 10 %".
Les barres d'essai imprégnées formant un noyau poreux cuit conforme à l 'invention présentaient une augmentation notable du module de rupture avec une augmentation de la résistance mécanique fournie au noyau qui est sensiblement plus résistant à la dégradation en présence de vapeur d'eau atmosphérique que les autres barres d'essai imprégnées en dehors du cadre de l'invention. L'invention crée ainsi un noyau de céramique poreux cuit utilisable dans un moulage de précision comprenant des matières polymère solides insolubles dans l'eau dans les pores du noyau. La quantité de matières polymères solides dans les pores du noyau dépend de la densité (porosité) du noyau. Les matières polymères solides sont de préférence présentes dans une quantité d' environ 0,2 % jusqu'à environ 5 % en poids du noyau de céramique. Par exemple, lorsqu'on utilise un latex acrylique comme décrit ci-dessus, le noyau comprendra des matières polymère acryliques dans une quantité de 0,2 à 5 % en
poids du noyau.

Claims (15)

REVEND I CAT I ONS
1. Procédé pour augmenter la résistance d'un noyau de céramique poreux cuit utilisable dans un moulage de précision, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: imprégner le noyau à l' aide d'une émuleion aqueuse d'un polymère insoluble dans l'eau, et
sécher le noyau ainsi imprégné pour retirer l'eau.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère insoluble dans l'eau est choisi dans le groupe se composant des polymères acryliques, des polymères de styrène-butadiène, des polymères d'acétate de polyvinyle, des polymères de styrène-acryliques, des polymères d'acétate de vinyl-acryliques, des polymères de chlorure de vinyl- vinylidène, des polymères époxy, des polymères de polyvinyl-butyrol et des polymères de polyuréthanne.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émuleion aqueuse comprend environ 10 % à environ % dudit polymère soluble dans l'eau, le reste étant
constitué essentiellement d'eau.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émulsion aqueuse comprend environ 10 % à 50 % en poids d'un polymère acrylique, le reste étant constitué
essentiellement d'eau.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère acrylique présente une température de
transition vitreuse de 15 à 40 C.
6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'émulsion aqueuse comprend environ 15 % à 30 % en poids d'un polymère acrylique, le reste se composant
essentiellement d'eau.
7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en
ce que le polymère acrylique est autoréticulable.
8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'émulsion aqueuse comprend un agent de
réticulation pour le polymère insoluble dans l'eau.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'imprégnation du noyau poreux cuit est obtenue
par immersion du noyau dans l'émulsion aqueuse.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le séchage du noyau imprégné est obtenu par convection à une température supérieure à la température
ambiante.
11. Procédé pour augmenter la résistance d'un noyau de céramique poreux cuit utilisable dans un moulage de précision, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à imprégner le noyau à l' aide d'une émuleion aqueuse d'un polymère acrylique insoluble dans l'eau et à
sécher le noyau ainsi imprégné pour retirer l'eau.
12. Noyau de céramique poreux cuit utilisable dans un moulage de précision comprenant un polymère insoluble
dans l'eau dans les pores dudit noyau.
13. Noyau selon la revendication 12, caractérisé en ce que le polymère insoluble dans l'eau est choisi dans le groupe se composant des polymères acryliques, des polymères de styrène-butadiène, des polymères d'acétate de polyvinyle, des polymères de styrène-acryliques, des polymères d'acétate de vinyl-acryliques, des polymères de chlorure de vinyl- vinylidène, des polymères époxy, des polymères de polyvinyl-butyrol et des polymères de polyuréthanne.
14. Noyau selon la revendication 13, caractérisé en
ce que le noyau comprend un polymère acrylique réticulé.
15. Noyau selon la revendication 12, caractérisé en ce que le noyau comprend environ 0,2 % à environ 5 % en
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