FR3029908A1 - Composition comprenant un liant inorganique pour moulage - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une composition comprenant un liant inorganique pour moulage, comprenant : un verre soluble à raison de 40 à 70 parties en poids ; de la nano-silice à raison de 5 à 35 parties en poids ; un additif hydrorésistant à base de Li à raison de 0,1 to 10 parties en poids ; un composé de silicium organique à raison de 0,1 à 10 parties en poids ; et un additif anti-calcination du sable à raison de 1 à 10 parties en poids. En outre, l'invention concerne un noyau fabriqué en utilisant la composition comprenant un liant inorganique et un moulage fabriqué de manière à inclure le noyau.

Description

1 COMPOSITION COMPRENANT UN LIANT INORGANIQUE POUR MOULAGE La présente divulgation concerne une composition comprenant un liant inorganique pour moulage et, plus particulièrement, une composition comprenant un liant inorganique pour moulage qui est respectueuse de l'environnement, dont la résistance mécanique et la résistance à l'eau sont augmentées afin d'être adaptée à un climat où la température et l'humidité sont élevées, et qui est améliorée en termes de calcination du sable par l'inclusion de nano-silice, d'un additif hydrorésistant à base de Li, d'un composé de silicium organique et d'un additif anti-calcination du sable dans un verre soluble. L'industrie coréenne de la fonderie a grandement contribué à tous les types d'industries, notamment l'industrie navale, l'industrie des pièces automobiles, l'industrie des machines industrielles, l'industrie des machines de construction, entre autres. Bien que l'industrie de la fonderie soit une industrie de base importante et indispensable pour le développement de l'industrie nationale, le climat actuel autour de l'industrie de la fonderie, comme les problèmes environnementaux, la fluctuation des prix des matériaux auxiliaires, les politiques, le manque de main-d'oeuvre, entre autres, n'est pas très bon. Par-dessus tout, les problèmes environnementaux ont été fixés comme une priorité à résoudre. Actuellement, dans l'industrie du moulage, la pollution de l'environnement a été améliorée afin de bloquer le déversement des polluants environnementaux générés lors des procédés de dissolution de métal, des procédés de fabrication de noyau et des procédés de moulage. Cependant, comme le secteur de la fonderie a été réglementé en ce qui concerne les émissions de gaz à effet de serre par le Muskie Act, le Protocole de Kyoto, entre autres, il a été urgent de trouver une méthode pour se débarrasser des rejets de polluants de base et une méthode technique pour réduire la consommation d'énergie, pour améliorer l'environnement de travail et pour l'écologisation des sites de fabrication. Autrement dit, un liant organique a été largement utilisé pendant des années pour la production de masse de moulages de produits de petite taille et de noyaux multiformes, mais le liant organique génère une vapeur toxique pendant le moulage du noyau et produit également des COV, tels que le benzène et le dioxyde de carbone, 30 lors du désassemblage des moulages et, par conséquent, a une mauvaise influence sur 4 3029908 2 l'environnement. En outre, le liant organique nécessite une grande quantité d'énergie thermique pour le frittage, et il est difficile de récupérer le sable en raison des résidus de cendre ou de carbone à l'intérieur d'un objet moulé. Par conséquent, un liant inorganique respectueux de l'environnement a été développé dans le but de résoudre 5 le problème de l'environnement et d'améliorer la productivité des noyaux. Un liant inorganique permet de mettre en oeuvre un procédé de durcissement à basse température et ne génère pas de substances toxiques et, par conséquent, de bonnes conditions sont maintenues dans l'environnement de travail. En outre, seulement une petite quantité de gaz est générée lors du procédé de fabrication d'un 10 noyau et du procédé de moulage et, par conséquent, les défauts de moulage sont réduits, et il n'est pas nécessaire d'installer un système de lutte contre la pollution de l'environnement, donc les coûts de fabrication peuvent être réduits. A cet égard, la publication de brevet coréen mise à l'inspection publique No. 10-2011-0 106 372 décrit une technique consistant à utiliser un liant inorganique 15 pour fabriquer une pièce moulée au sable et un noyau par le mélange du sable avec de l'hydroxyde de sodium et du tétraéthylsilicate. En outre, le brevet coréen No. 10-1 027 030 décrit une technique consistant à utiliser une suspension contenant une solution d'hydroxyde de sodium, un silicate alcalin présentant une teneur en solide de 70 % et du dioxyde de silicium sphérique amorphe, et le brevet européen 20 No. 1 057 554 décrit une technique de production d'un moule de moulage et d'un noyau par l'utilisation d'un système de liant à deux composants contenant un silicate d'alkyle et un oligomère de silicate d'alkyle. Cependant, le liant inorganique décrit ci-dessus a été développé par l'ajout de divers additifs à un verre soluble, qui est le matériau principal, et il est respectueux 25 de l'environnement et amélioré en termes d'aptitude au moulage et de fluidité, mais sa résistance à l'eau est faible à cause de la propriété hygroscopique du verre soluble. Par conséquent, les problèmes du liant inorganique décrit ci-dessus sont un gonflement, une diminution de résistance mécanique et une élution provoquée par l'humidité, par conséquent il ne peut pas être utilisé sous les climats où la température et l'humidité sont élevées. En outre, le liant inorganique pour moulage est sous une forme liquide basée sur le verre soluble (xSiO2-yNa2O) et est dépourvu de propriété thermique et de 3029908 3 résistance thermique. Par conséquent, il se produit une calcination du sable à cause du sable restant sur une surface métallique lors du désassemblage des moulages. A cet égard, la publication de brevet coréen mise à l'inspection publique No. 10-2013-0 102 982 décrit une technique permettant d'éviter la calcination du 5 sable par l'ajout d'un oxyde de fer sphérique. En outre, le brevet coréen No. 10-1 027 030 décrit une technique permettant d'augmenter la résistance mécanique d'un noyau et d'éviter la calcination du sable par l'introduction séparée de SiO2 dispersé dans un liquide. Comme décrit ci-dessus, une technique permettant d'éviter la calcination du 10 sable par l'ajout d'un additif granulaire anti-calcination du sable a énormément contribué à la commercialisation des liants inorganiques respectueux de l'environnement, mais leur utilisation a été évitée sur les sites industriels à cause de l'ajout d'un procédé en vue de la productivité et de la sécurité de la gestion des additifs et du stockage des liants.

15 Par conséquent, d'après ce qui précède, les inventeurs de la présente divulgation ont développé une composition comprenant un liant inorganique pour moulage commercialisable et respectueuse de l'environnement, cette composition présentant une bonne fluidité, et sa résistance mécanique et sa résistance à l'eau sont augmentées afin d'être appropriée pour les climats où la température et l'humidité 20 sont élevées, et qui est améliorée en termes de calcination du sable par l'inclusion de nano-silice, d'un additif hydrorésistant à base de Li, d'un composé de silicium organique et d'un additif anti-calcination du sable dans un verre soluble, et les inventeurs ont terminé la présente divulgation. Par conséquent, un objet de la présente divulgation est de proposer une 25 composition comprenant un liant inorganique pour moulage. Un autre objet de la présente divulgation est de proposer un noyau fabriqué en utilisant la composition comprenant un liant inorganique pour moulage. Un autre objet de la présente divulgation est de proposer un moulage fabriqué de manière à inclure le noyau.

30 Selon un aspect pour atteindre un objet de la présente divulgation, il est proposé une composition comprenant un liant inorganique pour moulage, comprenant : un verre soluble à raison de 40 à 70 parties en poids ; de la nano-silice à raison de 5 à 35 parties en poids ; un additif hydrorésistant à base de Li à raison de 3029908 4 0,1 to 10 parties en poids ; un composé de silicium organique à raison de 0,1 à 10 parties en poids ; et un additif anti-calcination du sable à raison de 1 à 10 parties en poids. En outre, le verre soluble peut comprendre du SiO2 à raison de 25 % à 36 % 5 en poids et du Na2O à raison de 7 % à 15 % en poids. En outre, l'additif hydrorésistant à base de Li peut comprendre un ou plusieurs composés choisis parmi le carbonate de lithium, le silicate de lithium, l'hydroxyde de lithium, le sulfate de lithium, le bromure de lithium et l'acétate de lithium 10 En outre, le composé de silicium organique peut comprendre un ou plusieurs composés choisis parmi le méthyltriéthoxysilane, le méthylsiliconate de sodium, le méthyltriméthoxysilane, le méthylsiliconate de potassium, le butyltriméthoxysilane et le vinyltriméthoxysilane. En outre, l'additif anti-calcination du sable peut comprendre un ou plusieurs 15 composés choisis parmi les monosaccharides, les polysaccharides et les disaccharides. Selon un autre aspect pour atteindre un objet de la présente divulgation, il est proposé un noyau fabriqué en utilisant la composition comprenant un liant inorganique pour moulage.

20 Selon un autre aspect pour atteindre un objet de la présente divulgation, il est proposé un moulage fabriqué de manière à inclure le noyau. Selon la présente divulgation, la composition comprenant un liant inorganique pour moulage augmente la résistance mécanique et la résistance à l'eau par l'augmentation d'une quantité de Si, tout en conservant la fluidité du sable 25 mélangé quand une pièce moulée au sable et un noyau sont fabriqués et, par conséquent, l'efficacité du travail est améliorée et le liant organique peut être commercialisé. En outre, comme le liant inorganique est utilisé, la pièce moulée au sable et le noyau peuvent être fabriqués d'une manière respectueuse de l'environnement.

30 En outre, comme la composition comprenant un liant inorganique pour moulage selon la présente divulgation est utilisée, l'énergie superficielle entre un métal fondu et un moulage diminue quand le moulage est fabriqué et la calcination 3029908 5 du sable est évitée par la carbonisation des saccharides provoquée par le métal fondu chaud. La figure 1 est une photographie d'un liant inorganique dissous dans une solution aqueuse préparée selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; 5 la figure 2 est un graphique illustrant la répartition de la température et de l'humidité selon les saisons à Ulsan en 2013 ; la figure 3 est une photographie d'un noyau fabriqué en utilisant un liant inorganique sans inclure un additif anti-calcination du sable selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; 10 la figure 4 est une photographie d'un noyau fabriqué en utilisant un liant inorganique contenant un additif anti-calcination du sable formé de monosaccharides selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; la figure 5 est une photographie d'un noyau fabriqué en utilisant un liant inorganique contenant un additif anti-calcination du sable formé de polysaccharides 15 selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; la figure 6 est un graphique illustrant la résistance mécanique des noyaux fabriqués avec des liants inorganiques dans lesquels un additif hydrorésistant à base de Li est mélangé selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; la figure 7 est un graphique illustrant la résistance mécanique des noyaux 20 fabriqués avec des liants inorganiques dans lesquels de la nano-silice est mélangée selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; la figure 8 est un graphique illustrant la résistance mécanique des noyaux fabriqués avec des liants inorganiques dans lesquels un composé de silicium organique est mélangé selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; 25 la figure 9 est un graphique illustrant la résistance mécanique des noyaux fabriqués avec des liants inorganiques dans lesquels un additif hydrorésistant à base de Li, de la nano-silice, un composé de silicium organique et un additif anti- calcination du sable sont tous mélangés selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; 30 la figure 10 est un graphique illustrant la résistance à l'eau de noyaux fabriqués avec des liants inorganiques dans lesquels un additif hydrorésistant à base de Li, de la nano-silice, un composé de silicium organique et un additif anti- 3029908 6 calcination du sable sont tous mélangés selon un mode de réalisation de la présente divulgation ; et la figure 11 est un graphique illustrant les propriétés d'un noyau fabriqué selon un mode de réalisation de la présente divulgation et d'un noyau fabriqué en 5 utilisant un liant inorganique commercial classique. La présente divulgation concerne une composition comprenant un liant inorganique pour moulage et, plus particulièrement, une composition comprenant un liant inorganique pour moulage qui est respectueuse de l'environnement, dont la résistance mécanique et la résistance à l'eau sont augmentées afin d'être adaptée à un 10 climat où la température et l'humidité sont élevées, et qui est améliorée en termes de calcination du sable par l'inclusion de nano-silice, d'un additif hydrorésistant à base de Li, d'un composé de silicium organique et d'un additif anti-calcination du sable dans un verre soluble. Ci-après, la présente divulgation va être décrite en détail.

15 Selon un aspect, la présente divulgation concerne une composition comprenant un liant inorganique pour moulage, comprenant : un verre soluble à raison de 40 à 70 parties en poids ; de la nano-silice à raison de 5 à 35 parties en poids ; un additif hydrorésistant à base de Li à raison de 0,1 to 10 parties en poids ; un composé de silicium organique à raison de 0,1 à 10 parties en poids ; et un additif 20 anti-calcination du sable à raison de 1 à 10 parties en poids. Plus précisément, le verre soluble compte comprend du SiO2 à raison de 25 % à 36 % poids et du Na2O à raison de 7 % à 15 % en poids. En outre, la nano-silice est une particule de dioxyde de silicium (SiO2) ayant une taille de 5 à 20 nanomètres, et des micropores sont formés de manière à être 25 parallèles à la surface de la particule ou les pores ont des directions irrégulières. Par conséquent, il est difficile pour une substance étrangère d'entrer à l'intérieur des pores. En outre, quand la nano-silice est synthétisée avec le verre soluble, la résistance mécanique peut être améliorée par l'augmentation de la quantité de Si, et la résistance à l'eau et le caractère hydrophobe d'une composition comprenant un 30 liant peuvent être améliorés grâce à une structure de la particule de nano-silice. Ici, si la nano-silice est incluse en une quantité de plus de 35 parties en poids, la fluidité du liant inorganique diminue et l'excès de particules de silice inhibe le processus de 3029908 7 durcissement. Par conséquent, de préférence, la nano-silice peut être incluse en une quantité de 5 à 35 parties en poids. Dans un mode de réalisation, l'additif hydrorésistant à base de Li comprend un ou plusieurs composés choisis parmi le carbonate de lithium, le silicate de lithium, 5 l'hydroxyde de lithium, le sulfate de lithium, le bromure de lithium et l'acétate de lithium. L'additif hydrorésistant à base de Li est stable à température ambiante et présente une viscosité basse même quand le SiO2 a une concentration aussi élevée que celle du verre soluble et qu'un rapport molaire est proche de 8. En outre, l'additif hydrorésistant à base de Li présente un effet alcalin mixte avec les ions Na dans le 10 verre soluble et, par conséquent, la durabilité chimique du liant inorganique fini peut être augmentée et la résistance à l'eau peut être améliorée. Ici, si l'additif hydrorésistant à base de Li est inclus en une quantité de plus de 10 parties en poids, une structure en réseau du liant inorganique se désagrège, ce qui aboutit à une diminution de la durabilité chimique et de la résistance à l'eau. Par conséquent, de 15 préférence, l'additif hydrorésistant à base de Li peut être inclus en une quantité de 0,1 à 10 parties en poids dans le liant inorganique de la présente divulgation. Dans un mode de réalisation, le composé de silicium organique comprend un groupe fonctionnel organique chimiquement lié à une substance organique et un groupe d'hydrolyse qui peut réagir avec une substance inorganique dans la même 20 molécule, de sorte que le composé de silicium organique peut combiner la substance organique avec la substance inorganique. Par conséquent, la résistance mécanique et la résistance à l'eau du liant inorganique de la présente divulgation peuvent être améliorées, de sorte que le composé de silicium inorganique confère une propriété hydrophobe. De préférence, le composé de silicium organique peut comprendre un 25 ou plusieurs composés choisis parmi le tétraéthoxysilane, le méthyltriéthoxysilane, le méthylsiliconate de sodium, le méthyltriméthoxysilane, le méthylsiliconate de potassium, le butyltrirnéthoxysilane et le vinyltriméthoxysilane. De manière davantage préférée, le composé de silicium organique peut être inclus en une quantité de 0,1 à 10 parties en poids dans le liant inorganique. Ceci s'explique par le fait que 30 si le composé de silicium organique est inclus en une quantité de plus de 10 parties en poids, le prix du liant inorganique peut augmenter et la propriété de la composition comprenant un liant inorganique finie peut se détériorer.

3029908 8 Dans un mode de réalisation, l'additif anti-calcination du sable comprend un ou plusieurs composés choisis parmi les monosaccharides, les polysaccharides et les disaccharides. De préférence, les monosaccharides peuvent comprendre un ou plusieurs composés choisis parmi le dextrose, le fructose, le mannose, le galactose et 5 le ribose ; les polysaccharides peuvent comprendre un ou plusieurs composés choisis parmi l'amidon, le glycogène, la cellulose, la chitine et la pectine ; et les disaccharides peuvent comprendre un ou plusieurs composés choisis parmi le maltose, le sucre et le lactose. En outre, dans un mode de réalisation, la composition comprenant un liant inorganique peut comprendre en outre un additif inorganique ou 10 un agent de durcissement afin d'améliorer davantage la résistance mécanique, la flexibilité et la dureté du liant inorganique. Dans ce cas, de préférence, l'agent de durcissement peut comprendre un ou plusieurs composés choisis parmi l'hydroxyde de sodium, le carbonate de sodium, l'hydroxyde de potassium, le carbonate de potassium, le phosphate de sodium, le phosphate de disodium, le phosphate de 15 trisodium et le sulfate de sodium. En outre, la quantité de l'agent de durcissement ajouté est excessive, la propriété hydrophile du liant inorganique augmente, ce qui aboutit à une diminution de la résistance à l'eau du liant inorganique. Par conséquent, de manière davantage préférée, l'agent de durcissement peut être inclus en une quantité de 0,1 à 5,0 parties en poids par rapport au poids total de la composition 20 comprenant un liant inorganique. En tant que telle, comme la composition comprenant un liant inorganique de la présente divulgation comprend la nano-silice, l'additif hydrorésistant à base de Li, le composé de silicium organique et les saccharides comme additifs dans le verre soluble, la force de liaison de la composition comprenant un liant inorganique 25 augmente dans la composition comprenant un liant, ce qui améliore la résistance mécanique du liant et la résistance à l'eau et le caractère hydrophobe de la composition comprenant un liant, conjointement avec une augmentation de la force de liaison avec l'eau. Par conséquent, la composition comprenant un liant inorganique peut être complètement dissoute dans une solution aqueuse. A cet égard, 30 la figure 1 est une photographie d'un liant inorganique dissous dans une solution aqueuse préparée selon un mode de réalisation de la présente divulgation. En se référant à la figure 1, une excellente solubilité de la composition comprenant un liant de la présente divulgation peut être observée. Comme la composition comprenant un 3029908 9 liant inorganique se dissout totalement dans une solution aqueuse, quand un noyau est fabriqué en utilisant la composition comprenant un liant inorganique de la présente divulgation, la force de liaison avec le sable peut être améliorée quand le noyau est fabriqué et il est possible de fabriquer un noyau et un moulage présentant 5 une excellente résistance mécanique et une excellente résistance à l'eau, et dans lequel la calcination du sable est empêchée. En particulier, la présente divulgation satisfait la nécessité d'une résistance à l'eau et d'une résistance mécanique à température élevée et à humidité élevée. Par conséquent, la présente divulgation présente une résistance mécanique supérieure ou 10 égale à 60 % par rapport à la résistance mécanique initiale après une exposition à une température de 30 °C à 40 °C et à une humidité relative de 60 % à 70 % (humidité absolue de 20 g/m3 à 30 g/m3) pendant 3 heures. La figure 2 illustre la répartition de la température et de l'humidité selon les saisons à Ulsan (Corée du Sud) en 2013. En se référant à la figure 2, on peut voir 15 qu'un noyau et un moulage fabriqués avec le liant inorganique produit par une autre entreprise se brisent à une humidité absolue de 15 g/m3 ou plus, tandis qu'un noyau et un moulage fabriqués avec le liant inorganique de la présente divulgation conservent une résistance à la manipulation à une humidité absolue de 30 g/m3. Par conséquent, de manière davantage préférée, la présente divulgation peut 20 avoir une résistance mécanique supérieure ou égale à 60 % par rapport à une résistance mécanique initiale après une exposition à une température de 38 °C et à une humidité relative de 65 % (humidité absolue de 30 g/m3) pendant 3 heures. Selon un autre aspect, la présente divulgation propose un noyau fabriqué en utilisant la composition comprenant un liant inorganique pour moulage.

25 Selon un autre aspect, la présente divulgation propose un moulage fabriqué de manière à inclure le noyau. Comme la composition comprenant un liant inorganique pour moulage comprend à la fois l'additif hydrorésistant à base de Li, la nano-silice, le composé de silicium organique et l'additif anti-calcination du sable dans le verre soluble, le 30 noyau et le moulage fabriqué en utilisant la composition comprenant un liant inorganique sont améliorés en termes de résistance mécanique, de fluidité, de résistance à l'eau, d'élimination du sable et de calcination du sable.

3029908 10 Ci-après, la présente divulgation va être décrite en détail en se référant à des exemples, mais la portée de la présente divulgation n'est pas limitée à ceux-ci. Exemple 1. Préparation d'un verre soluble constituant un liant inorganique 5 Si la quantité de Si dans un liant inorganique est augmentée, la dureté et la résistance mécanique augmenteront pendant un procédé de durcissement. Cependant, la viscosité et la flexibilité, en tant que propriété de résine, d'un liant inorganique solide, et l'aptitude au façonnage diminuent, de sorte que le liant inorganique peut avoir des propriétés similaires à celles d'un verre. Si la quantité de Na est augmentée, 10 la solubilité dans l'eau augmentera. Par conséquent, les propriétés du liant inorganique sont bonnes, mais pendant un procédé de séchage, ses propriétés physiques, telles que la résistance à l'eau, la résistance mécanique et la dureté, se détériorent. Par conséquent, dans le présent exemple, le verre soluble a été préparé en 15 prenant en compte les propriétés décrites ci-dessus, et ses composants ont été analysés par XRF, comme indiqué dans le tableau 1 suivant. Tableau 1 Composant Exemple 1 Si 79,8 Na 19,7 Al 0,24 K 0,17 Fe 0,08 20 Exemple 2. Changement de propriété hygroscopique du liant inorganique par mélange avec un additif Exemple 2-1. Mélange avec un additif hydrorésistant à base de Li Un additif hydrorésistant à base de Li a été ajouté au verre soluble préparé 25 dans l'exemple 1 afin de synthétiser un liant inorganique. Ensuite, la propriété hygroscopique a été évaluée. Après le séchage d'une quantité prédéterminée (0,05 g) d'échantillon, le poids a été mesuré. Ensuite, 20 ml d'eau distillée ont été ajoutés et 3029908 11 le dépôt de l'échantillon a été effectué. Après 48 heures, la quantité (%) de liant inorganique restant a été observée pour vérifier un changement de la propriété hygroscopique du liant inorganique. Les résultats sont présentés dans le tableau 2 suivant.

5 Tableau 2 Nom du composant Echantillon 1 Echantillon 2 Echantillon 3 Echantillon 4 Verre soluble 95 90 85 80 Additif hydrorésistant à base de Li 5 10 15 20 Taux résiduel de liant (%) 8,23 91,16 98,83 98,47 Viscosité (cps) 32 42 456 1460 Exemple 2-2. Mélange avec de la nano-silice De la nano-silice a été ajoutée au verre soluble préparé dans l'exemple 1 afin de synthétiser un liant inorganique. Ensuite, la propriété hygroscopique a été évaluée 10 par le même procédé que dans l'exemple 2-1. Les résultats sont présentés dans le tableau 3 suivant. Tableau 3 Nom du composant Echantillon 5 Echantillon 6 Echantillon 7 Echantillon 8 Verre soluble 90 80 70 60 Nano-silice 10 20 30 40 Taux résiduel de liant (%) 3,63 8,23 98,27 99,64 Viscosité (cps) 22 42 234 1840 15 Exemple 2-3. Mélange avec un composé de silicium organique Un composé de silicium organique a été ajouté au verre soluble préparé dans l'exemple 1 afin de synthétiser un liant inorganique. Ensuite, la propriété hygroscopique a été évaluée par le même procédé que dans l'exemple 2-1. Les résultats sont présentés dans le tableau 4 suivant.

3029908 12 Tableau 4 Nom du composant Echantillon Echantillon Echantillon Echantillon 9 10 11 12 Verre soluble 95 90 85 80 Composé de silicium organique 5 10 15 20 Taux résiduel de liant 8,23 4,56 10,7 10,76 (%) Viscosité (cps) 62 42 32 16 Dans l'exemple 2, la propriété hygroscopique du liant inorganique en mélange avec un additif a été évaluée.

5 Dans l'exemple 2-1, le liant inorganique été synthétisé en ajoutant l'additif hydrorésistant à base de Li au verre soluble. En se référant au tableau 2, on peut voir que quand la quantité d'additif hydrorésistant à base de Li augmente, le taux résiduel de liant et la viscosité augmentent. Par conséquent, on peut voir que pour la quantité d'additif hydrorésistant à base de Li augmente, la résistance à l'eau et la viscosité 10 augmentent. En outre, dans l'exemple 2-2, le liant inorganique a été synthétisé en ajoutant de la nano-silice au verre soluble. En se référant au tableau 3, on peut voir que quand la quantité de silicium constituant le liant organique augmente, le taux résiduel de liant et la viscosité augmentent. Par conséquent, on peut voir que quand la quantité 15 de nano-silice augmente, la résistance à l'eau et la viscosité augmentent. En outre, dans l'exemple 2-3, le liant inorganique a été synthétisé en ajoutant le composé de silicium organique au verre soluble. En se référant au tableau 4, on peut voir que le changement de taux résiduel de liant en fonction du changement de la quantité du composé de silicium organique est petit, le composé de silicium 20 organique ne contribuant pas énormément à l'amélioration de la résistance à l'eau du liant inorganique, mais quand la quantité de composé de silicium organique augmente, la viscosité diminue.

3029908 13 Exemple 3. Evaluation de l'amélioration de la calcination du sable du liant inorganique Exemple 3-1. Liant organique sans additif anti-calcination du sable 5 Un liant inorganique a été préparé en ajoutant un additif hydrorésistant à base de Li, de la nano-silice et un composé de silicium organique au verre soluble préparé dans l'exemple 1 et en le synthétisant. Un noyau a été fabriqué en utilisant le liant inorganique préparé et du sable AFS 55 du Vietnam, et un échantillon de noyau ayant une forme rectangulaire de 175 x 22,4 x 22,4 mm (L x 1 x H) a été fabriqué en 10 mélangeant le liant à raison de 1 % à 4 % par rapport au sable. Ensuite, un procédé de moulage à basse pression a été réalisé pour vérifier s'il se produisait ou non la calcination du sable. Les résultats sont présentés sur la figure 3. En se référant à la figure 3, on peut voir que le liant est sous une forme 15 liquide basée sur le verre soluble et est dépourvu de propriété thermique et de résistance thermique. Par conséquent, il se produit une calcination du sable, le sable restant sur une surface métallique. Exemple 3-2. Liant inorganique contenant un additif anti-calcination du sable 20 Le liant préparé dans l'exemple 3-1 a été synthétisé avec des monosaccharides ou des polysaccharides à raison de 1 % à 10 % en tant qu'additif anti-calcination du sable, et ensuite un échantillon a été préparé par le même procédé que celui de l'exemple 3-1 et un procédé de moulage à basse pression a été réalisé pour tester la calcination du sable.

25 Les résultats sont présentés sur la figure 4 et la figure 5. La figure 4 illustre le cas où des monosaccharides sont ajoutés et la figure 5 illustre le cas où des polysaccharides sont ajoutés. En se référant à la figure 4 et à la figure 5, on peut voir qu'il ne se produit aucune calcination du sable dans les liants inorganiques, respectivement, contenant les monosaccharides et les polysaccharides en tant 30 qu'additif anti-calcination du sable. On pense que les polysaccharides et les monosaccharides ajoutés sont carbonisés au moment où ils entrent en contact avec le métal fondu, ce qui réduit l'énergie superficielle sur la surface du moulage et donc empêche la survenue de la calcination du sable.

3029908 14 Exemple 4. Changement de la résistance mécanique d'un noyau fabriqué en utilisant un liant inorganique Après la fabrication de noyaux en utilisant les liants inorganiques préparés dans les exemples 2-1 à 2-3, le changement de résistance mécanique de chaque 5 noyau a été mesuré. C'est-à-dire que les noyaux ont été fabriqués par rapport aux échantillons 1 à 12 fabriqués en utilisant les liants inorganiques préparés en ajoutant l'additif hydrorésistant à base de Li, la nano-silice et le composé de silicium organique dans les exemples 2-1 à 2-3. En outre, les liants inorganiques ont été préparés de manière à contenir à la 10 fois l'additif hydrorésistant à base de Li, la nano-silice, le composé de silicium organique et l'additif anti-calcination du sable, par l'ajout de l'additif hydrorésistant à base de Li, de la nano-silice et du composé de silicium organique aux échantillons 1 à 12 préparés dans les exemples 2-1 à 2-3, et en les mélangeant avec l'additif anticalcination du sable. Ensuite, les noyaux ont été fabriqués en utilisant les liants 15 inorganiques et le changement de résistance mécanique a été mesuré. Pour la fabrication des noyaux et la mesure du changement de résistance mécanique, du sable mélangé a été préparé en mélangeant chacun des liants inorganiques à raison de 1 % à 4 % par rapport au sable AFS 55 du Vietnam dans un mélangeur de sable de moulage (YOUNGJIN MACHINERY CO., LTD), et le sable 20 mélangé préparé a été mis sous la forme d'un noyau ayant une forme rectangulaire de 175 x 22,4 x 22,4 (L x I x H) en utilisant une machine de fabrication de noyau (YOUNGJIN MACHINERY CO., LTD) pour moulage. Ensuite, un test de résistance à la compression a été mené selon la norme KS A 5304.

25 Exemple 4-1. Mesure de la résistance mécanique du noyau en fonction de la quantité d'additif hydrorésistant à base de Li Les noyaux ont été fabriqués en utilisant les échantillons de liant inorganique 1 à 4 synthétisés en faisant varier la quantité de l'additif hydrorésistant à base de Li de l'exemple 2-1. Les noyaux fabriqués en utilisant les échantillons ont été appelés 30 noyau 1 à noyau 4, respectivement. La résistance mécanique de chacun des noyaux a été mesurée et les résultats sont présentés sur la figure 6. En se référant à la figure 6, comme la résistance mécanique du noyau augmente en raison de l'additif hydrorésistant à base de Li, on peut voir que la 3029908 15 résistance mécanique du noyau 2 est trois fois plus élevée que la résistance mécanique du noyau 1. Par ailleurs, on peut voir que, bien que le noyau 3 contienne une plus grande quantité d'additif hydrorésistant à base de Li que le noyau 2, sa résistance mécanique est plus basse que celles du noyau 2. Il est estimé que, comme 5 le montre l'exemple 2-1, quand la quantité d'additif hydrorésistant à base de Li augmente, la viscosité du liant inorganique augmente et, par conséquent, la fluidité du sable diminue, ce qui aboutit à la diminution de la capacité de remplissage du noyau.

10 Exemple 4-2. Mesure de la résistance mécanique du noyau en fonction de la quantité de nano-silice Les noyaux ont été fabriqués en utilisant les échantillons de liant inorganique 5 à 8 synthétisés en faisant varier la quantité de nano-silice de l'exemple 2-2. Les noyaux fabriqués en utilisant les échantillons ont été appelés noyau 5 à noyau 8, 15 respectivement. La résistance mécanique de chacun des noyaux a été mesurée et les résultats sont présentés sur la figure 7. En se référant à la figure 7, on peut voir que l'augmentation de la quantité de nano-silice améliore la résistance mécanique du noyau, mais si la quantité de nanosilice est supérieure à une quantité prédéterminée, la résistance mécanique diminue.

20 Il est estimé que, comme le montre l'exemple 2-2, quand la quantité de nano-silice augmente, la viscosité augmente et une quantité excessive de particules de silice est présente, par conséquent le processus de durcissement du liant inorganique est inhibé. En outre, il est estimé que la nano-silice en excès ne réagit pas suffisamment lors du procédé de synthèse du liant inorganique.

25 Exemple 4-3. Mesure de la résistance mécanique du noyau en fonction de la quantité de composé de silicium organique Les noyaux ont été fabriqués en utilisant les échantillons de liant inorganique 9 à 12 synthétisés en faisant varier la quantité de composé de silicium organique de 30 l'exemple 2-3. Les noyaux fabriqués en utilisant les échantillons ont été appelés noyau 9 à noyau 12, respectivement. La résistance mécanique de chacun des noyaux a été mesurée et les résultats sont présentés sur la figure 8.

3029908 16 En se référant à la figure 8, on peut voir que la quantité du composé de silicium organique n'affecte pas énormément la résistance mécanique du noyau. Cependant, comme on peut le voir dans le tableau 4 de l'exemple 2-3, quand la quantité de composé de silicium organique augmente, la viscosité diminue. Par conséquent, il est estimé qu'il est nécessaire de mélanger une quantité appropriée du composé de silicium organique afin de fabriquer un noyau ayant la fluidité requise pour le moulage du noyau. Exemple 4-4. Mesure de la résistance mécanique du noyau en fonction de l'inclusion 10 de l'additif hydrorésistant à base de Li, dé la nano-silice, du composé de silicium organique et de l'additif anti-calcination du sable Les liants inorganiques contenant à la fois l'additif hydrorésistant à base de Li, la nano-silice, le composé de silicium organique et l'additif anti-calcination du sable ont été obtenus par l'ajout de l'additif hydrorésistant à base de Li, de la nano-silice et 15 du composé de silicium organique aux échantillons 1 à 12 préparés dans les exemples 2-1 à 2-3, et en les mélangeant avec l'additif anti-calcination du sable, et ensuite les noyaux ont été fabriqués en utilisant les liants inorganiques. Les noyaux fabriqués ont été appelés noyau 13 à noyau 16, respectivement, et les résultats de la mesure de la composition et de la résistance mécanique de chaque 20 noyau sont présentés dans le tableau 5 suivant et sur la figure 9. Tableau 5 Nom du Noyau 13 Noyau 14 Noyau 15 Noyau 16 noyau Liant Echantillon 1+ Echantillon 1+ Echantillon 2+ Echantillon 1+ inorganique ajouté échantillon 5+ échantillon 6+ échantillon 6+ échantillon 6+ échantillon 9+ échantillon 9+ échantillon 10+ échantillon 10+ additif anti- additif anti- additif anti- additif anti- calcination du calcination du calcination du calcination du sable sable sable sable En se référant au tableau 5 et à la figure 9, le liant inorganique fabriqué en 25 ajoutant l'additif présente une résistance mécanique que le liant inorganique 3029908 17 classiquement utilisé (entreprise allemande A). Il est estimé que ceci s'explique par le fait que les additifs se complètent mutuellement afin d'améliorer la résistance mécanique du noyau.

5 Exemple 5. Changement de la résistance à l'eau d'un noyau fabriqué en utilisant un liant inorganique Les noyaux 13 à 16, en tant que noyaux fabriqués dans l'exemple 4-4, ont été laissés pendant 3 heures dans un thermohygrostat avec une humidité absolue de 30 g/m3, à une température de 38 °C et à une humidité de 65 %. Ensuite, la résistance 10 mécanique de chaque noyau a été mesurée pour vérifier la résistance à l'eau du noyau. Les résultats sont présentés sur la figure 10. En se référant à la figure 10, on peut voir que le liant inorganique classiquement utilisé (entreprise allemande A) présente une résistance médiocre à 15 l'eau et, quand il est laissé pendant 3 heures à une humidité absolue de 30 g/m3, il se brise sous son propre poids et sa résistance mécanique diminue et, par conséquent, il ne peut pas être utilisé. Par ailleurs, le noyau fabriqué avec le liant inorganique contenant à la fois l'additif hydrorésistant à base de Li, la nano-silice, le composé de silicium organique et l'additif anti-calcination du sable présente une résistance 20 mécanique plus élevée que celle du liant inorganique classiquement utilisé (entreprise allemande A) dans le test d'absorption d'humidité et ne se brise pas sous son propre poids. En particulier, le noyau 14 et le noyau 16 présentent une excellente résistance à l'eau.

25 Exemple 6. Evaluation des propriétés d'un noyau fabriqué en utilisant un liant inorganique Les propriétés du noyau 16, en tant que noyau fabriqué dans l'exemple 4-4, et du noyau fabriqué en utilisant le produit classique de l'entreprise allemande A ont été 30 comparées, les résultats étant présentés dans le tableau 6 et sur la figure 11.

3029908 18 Tableau 6 Classification Entreprise allemande A Noyau 16 Résistance mécanique 172,9 233,3 [résistance à la flexion N/cm2] Fluidité Bonne Bonne Résistance à l'eau 1 heure 3 heures [humidité absolue de 30 g/m3] Calcination du sable Bonne Bonne Elimination du sable Bon Excellent En se référant au tableau 6 et à la figure 11, on peut voir que le noyau 16, en tant que noyau fabriqué en utilisant le liant organique contenant à la fois l'additif 5 hydrorésistant à base de Li, la nano-silice, le composé de silicium organique et l'additif anti-calcination du sable, présente les propriétés physiques généralement améliorées par rapport au noyau de l'entreprise allemande A. En effet, on peut voir que le noyau 16, en tant que noyau fabriqué en utilisant le liant inorganique d'un mode de réalisation, présente une excellente résistance 10 mécanique de 233,3 N/cm2, qui est supérieure de 60,4 N/cm2 par rapport à celle du noyau de l'entreprise allemande A, et ses propriétés physiques sont améliorées en termes de fluidité, de calcination du sable et d'élimination du sable. En particulier, on peut voir que, en ce qui concerne la résistance à l'eau, le noyau 16 en tant que noyau fabriqué en utilisant le liant inorganique de la présente 15 divulgation présente une excellente résistance mécanique même après avoir passé 3 heures à une humidité absolue de 30 g/m3 et ne se brise pas sous son propre poids, tandis que le noyau de l'entreprise allemande A présente une excellente résistance mécanique après avoir passé seulement 1 heure dans les mêmes conditions. Par conséquent, on peut voir que la résistance à l'eau du noyau fabriqué en utilisant le 20 liant inorganique de la présente divulgation est remarquablement améliorée par rapport à celle du noyau classique de l'entreprise allemande A. En se référant aux résultats susmentionnés, il est estimé que, comme le liant inorganique pour moulage selon la présente divulgation contient à la fois l'additif hydrorésistant à base de Li, la nano-silice, le composé de silicium organique et 25 l'additif anti-calcination du sable dans le verre soluble, la résistance mécanique et la 3029908 19 résistance à l'eau peuvent être améliorées tout en conservant la fluidité, et le sable peut être facilement éliminé en empêchant la survenue de la calcination du sable et, par conséquent, l'efficacité du travail peut être améliorée et le liant inorganique peut être commercialisé.

5 En outre, il est estimé que, avec l'utilisation du liant inorganique de la présente divulgation, il peut être fabriqué un moulage et un noyau respectueux de l'environnement et dont la résistance mécanique, la fluidité, la résistance à l'eau, l'élimination du sable et la calcination du sable sont généralement améliorées. Selon la présente divulgation, la composition comprenant un liant 10 inorganique pour moulage augmente la résistance mécanique et la résistance à l'eau en augmentant la quantité de Si tout en maintenant la fluidité du sable mélangé quand une pièce moulée au sable et un noyau sont fabriqués et, par conséquent, l'efficacité du travail est améliorée et le liant inorganique peut être commercialisé. En outre, avec l'utilisation du liant inorganique, une pièce moulée au sable et 15 un noyau peuvent être fabriqués d'une manière respectueuse de l'environnement. En outre, avec l'utilisation de la composition comprenant un liant inorganique pour moulage selon la présente divulgation, l'énergie superficielle entre un métal fondu et un moulage diminue quand le moulage est fabriqué et la calcination du sable est empêchée par la carbonisation des saccharides provoquée par le métal fondu 20 chaud. Bien que la présente divulgation ait été décrite par rapport à des modes de réalisation spécifiques, il sera apparent à l'homme du métier que divers changements et diverses modifications peuvent être apportés sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention telle que définie dans les revendications suivantes.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Composition comprenant un liant inorganique pour moulage, comprenant : un verre soluble à raison de 40 à 70 parties en poids ; de la nano-silice à raison de 5 à 35 parties en poids ; un additif hydrorésistant à base de Li à raison de 0,1 to 10 parties en poids ; un composé de silicium organique à raison de 0,1 à 10 parties en poids ; et un additif anti-calcination du sable à raison de 1 à 10 parties en poids.
2. 2. Composition comprenant un liant inorganique pour moulage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le verre soluble comprend du Si02 à raison de 25 % à 36 % en poids et du Na2O à raison de 7 % à 15 % en poids.
3. 3. Composition comprenant un liant inorganique pour moulage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'additif hydrorésistant à base de Li comprend un ou plusieurs composés choisis parmi le carbonate de lithium, le silicate de lithium, l'hydroxyde de lithium, le sulfate de lithium, le bromure de lithium et l'acétate de lithium.
4. 4. Composition comprenant un liant inorganique pour moulage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé de silicium organique comprend un ou plusieurs composés choisis parmi le méthyltriéthoxysilane, le méthylsiliconate de sodium, le méthyltriméthoxysilane, le méthylsiliconate de potassium, le butyltriméthoxysilane et le vinyltriméthoxysilane.
5. 5. Composition comprenant un liant inorganique pour moulage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'additif anti-calcination du sable comprend un ou plusieurs composés choisis parmi les monosaccharides, les polysaccharides et les 30 disaccharides. 3029908 21 6 Noyau fabriqué en utilisant une composition comprenant un liant inorganique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Moulage fabriqué de manière à inclure un noyau selon la revendication6.