Moule de fonderie. 1-iii présente invention concerne la tech nique de la fonderie en général et, plus parti culièrement, du revêtement des surfaces de coulée de moules réfractaires.
Quoique la mise en oeuvre particulière de l'invention, décrite ci-après en regard du dessin, se rapporte au revêtement des sur faces de coulée de moules réfractaires pour la fabrication d'objets faits en métaux et alliages à point de fusion élevé, il est entendu que les moules peuvent servir à la fabrica tion d'autres objets.
Le moule de fonderie suivant l'invention, destiné notamment à la fabrication d'objets en métal à haut point de fusion, est eara.cté- risé en ce qu'il comporte un corps en matière réfractaire et un revêtement intérieur formé d'une couche mince de matière réfractaire à grains très fins, dont la surface libre est lisse et brillante, et d'une couche intermédiaire placée entre ledit corps du moule et ladite couche lisse, cette couche intermédiaire étant constituée par une matière réfractaire à grains grossiers,
les éléments constituants de ladite couche lisse formant un mélange eutec- tique propre à, réduire toute formation d'oxyde sur l'objet métallique coulé dans le moule.
L'invention vise également un procédé de fabrication du moule suivant la revendication I; ce procédé est caractérisé en ce qu'on trempe un noyau dans une pâte siliceuse pour le recouvrir d'une eouçhe mince et lisse de matière réfractaire, qu'on recouvre cette couche mince, alors que ladite pâte est encore plastique, d'une couche intermédiaire formée d'une matière réfractaire à grains grossiers, et qu'on enrobe le tout dans une matière ré fractaire destinée à former le corps du moule.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du moule objet de l'invention.
La. fig. 1 est une vue schématique mon trant le modèle simplifié d'un objet à couler. La fi-. 2 est une vue similaire à celle de la fig. 1, mais montre le modèle muni d'un noyau pour l'établissement d'un trou de cou lée et montre également le revêtement appli qué sur le modèle.
La fig. 3 est une vue similaire à celle de la fig. 2 et montre le modèle revêtu d'une matière destinée à assurer l'adhérence du re vêtement au corps du moule.
La fig. 4 est une vue en coupe schémati que montrant, à titre d'exemple, de quelle manière le moule réfractaire est formé autour du modèle.
La fig. 5 est une vue en coupe du moule réfractaire achevé, après l'élimination du modèle.
10 désigne le modèle d'un objet à couler. Ce modèle 10 se compose d'un corps cylindri que 11 muni d'une embase débordante 12, mais il est bien entendu que la forme du mo dèle peut varier suivant la forme de l'objet à couler et que le modèle représenté au dessin est. simplifié pour faciliter la ,description de l'invention. Par exemple, ce modèle petit être façonné pour la coulée d'aubes de turbines, mais il peut également être façonné pour la, fabrication de pièces de prothèse dentaire out d'autres objets quelconques.
Le modèle 10 est, de préférence, fait en une matière à. bas point de fusion, par exem ple en cire out une autre matière vaporisable, fusible, combustible on autrement destruet.i- ble. Ce modèle peut être coulé par refoule ment ou sous pression d'une manière connue, pour reproduire exactement l'objet désiré dans ses dimensions, son profil et, dans tous les détails.
Après la confection dit modèle 10 d'après la fig. 1, on fixe sur celui-ci un noyau 13 des tiné à former tin trou de coulée. Ce noyau 13 présente, à son extrémité, un renflement 14 pour le moulage d'une cuvette de coulée. Le noyau 13 et le renflement 14 sont faits en une matière vaporisable, fusible, combustible out autrement .destructible, similaire à la ma tière du modèle 10.
Le modèle 10, d'après la fig. 2, auquel sont fixés le noyau 13 et. le renflement 11, est ensuite revêtit d'une matière destinée à former la surface de coulée du moule réfrac taire. La matière de revêtement est, de pré férence, préparée par mélange d'une quan tité appropriée de matière réfractaire pulvé risée mélangée avec un agglomérant et une matière formant une pellicule durcissant par séchage à l'air.
On peut, -utiliser comme ma tière réfractaire le silicate de zirconium (.ZrSiOi, la zircone (ZrO2') ou -une matière similaire finement. broyée, par exemple à grains passant par le tamis à 24 mailles ait centimètre carré environ, ott plues fins, c'est à-dire à.
grains passant par le tamis à<B>50</B> mailles environ .dans certaines formes de mise en aeuvre de 1-'invention. Lorsqu'on emploie la zircone (oxyde de zirconium ZrO2 ), celle-ci est. de préférence fondue par voie électrique, mais elle petit, bien entendue, être préparée différemment.
L'emploi du silicate de zirconium ou zircon, (le la zircone ou d'une matière simi- laire finement broyée, perniel d'obtenir un revêtement très réfractaire et très dur et n'a.yaiit. qtAine l-cndanee relativenieüt faible, sinon titille, à la formation de erotîtes oxydées ott scorifiées sur les allia-es ou métaux à point. de fusion relativement, élevé, tels que l'acier inoxydable, la.
Stellite, les alliages eoba.lt-cliroine-iriolyl)clène précités, out d'autres alliages à. point de fusion élevé contenant du chrome. La composition de revêtement en zircon out zireone présente foutes ces proprié tés combinées avec une surface très lisse, ainsi qu'une résistance mécanique relativement élevée et une résistance appréciable t l'eau. Elle permet de reproduire le maximum des petits .détails du modèle.
Pour l'obtention d'un revêtement. suffi samment, flexible, on incorpore de préférence de la. glycérine au mélange réfractaire pour la préparation du revêtement de moulage pri maire. Etant donné que la glycérine est hygroscopique, elle empêche -le séchage rapide du revêtement et la. fissuration ainsi que l'écaillage ultérieurs dit revêtement sur le mo dèle.
La. proportion la plus favorable de gly- cérine est comprise entre 0 et 20% environ de la quantité de liquide que contient le mé lange.
On ajoute de préférence du silicate de so dium (verre soluble) ait mélange pour former l'agglomérant de la. matière réfractaire du revêtement. Cet. agglomérant est, de préfé rence, employé en \une proportion suffisante pour augmenter la: résistance mécanique du mélange réfractaire à l'état sec et. après la cuisson, avant la réception du métal ou de l'alliage en fusion.
Quoiqu'il ne soit pas très indiqué d'employer une proportion trop élevée de silicate de sodium dans le revête ment, ce constituant petit être prévu dans une proportion d'au moins 10 %, mais de préférence entre 10 et. 40 % environ de la partie liquide.
On petit également utiliser des agglomérants autres que le silicate de sodium dans le mélange réfractaire destiné à former le revêtement. de moulage primaire, ainsi qu'il ressortira de la suite de la des cription. On peut ajouter au mélange de l'acide chlorhydrique comme agent de durcissement ou (le gélification de l'agglomérant. Il réagit avec le silicate de sodium pour former un gel hydraté d'acide silicique.
On peut. utili ser d'autres acides, tels que les acides sulfu rique, phosphorique, lactique, et.c. Lorsqu'on utilise un acide, sa, proportion peut varier entre 0 et 25 % environ de la partie liquide du mélange réfractaire qui forme le revête ment de moulage primaire. On évite une te- zieur plus élevée en acide, parce qu'il. peut.
en résulter une gélification instantanée, don nant un mélange grumeleux au sein de la, composition réfractaire et conduisant à, la, formation d'un revêtement non satisfaisant.
On peut ajouter de l'alginate d'ammo nium au mélange réfractaire pour obtenir un effet d'a, -<B>0.</B>
supplémentaire, augmentant la résistance mécanique du revê tement, sa résistance à l'eau et même sa du reté dans une certaine proportion. La propor tion de ce dernier constituant peut varier dans des limites étendues en fonction des pro priétés particulières que doit présenter le re vêtement. de moulage primaire.
Cette teneur en alginate d'amm.onium peut varier entre 1 et 10 % environ du poids total du mélange. Lorsque ce constituant est utilisé, il sert à faciliter la formation de la pellicule à basse température et transmet à la composition de revêtement certaines de ses propriétés avan tageuses.
On peut employer des matières si milaires du groupe comprenant l'algine, algi nate de sodium et d'autres alginates solubles dans l'eau. L'algine et les alginates forment une pellicule dure et tenace après séchage de la solution. Les solutions de ces composés peu- eut être gélifiées par addition d'acides de sels et de solvants organiques.
Pour obtenir sur le modèle un revêtement lisse avec le mélange réfractaire, on incor pore à celui-ci un agent mouillant, tel que le Wetanol, qui est un sulfonate de sodium, par exemple. La proportion de ces produits peut varier entre 0,01 et 1,
0 % du poids total.. Une proportion plus grande d'agent mouillant risque de former des bulles au sein de la composition de revêtement et de donner des pièces coulées rugueuses. On doit donc l'éviter.
Pour réduire la formation de bulles dans le mélange et dans le revêtement du modèle, on incorpore de préférence au mélange un agent antimousse. Un agent approprié de ce genre est l'alcool octylique, mais on peut éga lement utiliser d'aatres agents antimousse. La proportion de cet agent peut varier entre 0,01 et 0,1% environ.
Une composition typique appropriée à la préparation d'un mélange réfractaire est, par exemple, la suivante:
EMI0003.0062
Eau <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>.....</B> <SEP> 290 <SEP> em3
<tb> Glycérine <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 45 <SEP> cm <SEP> s
<tb> Verre <SEP> soluble <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 90 <SEP> cm3
<tb> Acide <SEP> chlorhydrique <SEP> (4,42 <SEP> % <SEP> en
<tb> poids) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 65 <SEP> c0
<tb> Solution <SEP> d'alginate <SEP> d'ammonium <SEP> à
<tb> 6,/o <SEP> .
<SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 15 <SEP> cm3
<tb> Alcool <SEP> octylique <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,3 <SEP> cm'
<tb> Solution <SEP> de <SEP> Wetanol <SEP> à <SEP> 7,5 <SEP> 11/o <SEP> <B>7,5</B> <SEP> cm'
<tb> Zircon <SEP> (passant <SEP> par <SEP> le <SEP> tamis <SEP> à <SEP> 24
<tb> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,7 <SEP> kg Une autre composition possible est la sui vante:
EMI0003.0063
Eau <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 290 <SEP> em <SEP> 3
<tb> Glycérine <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 45 <SEP> em3
<tb> Verre <SEP> soluble <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 90 <SEP> cm3
<tb> Acide <SEP> chlorhydrique <SEP> (4,4\3 <SEP> % <SEP> en
<tb> poids) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 65 <SEP> cni3
<tb> Solution <SEP> d'alginate <SEP> d'ammonium <SEP> à
<tb> 6 <SEP> 0/0 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 15 <SEP> cm3
<tb> Alcool <SEP> octy <SEP> ligue <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,3 <SEP> cm33
<tb> Solution <SEP> de <SEP> Wetanol <SEP> à <SEP> 7,5 <SEP> % <SEP> . <SEP> 7,5 <SEP> em ,
<tb> Zircone <SEP> fondue <SEP> électriquement
<tb> (tamis <SEP> de <SEP> 50 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> 1,25 <SEP> kg Etant donné que le zircon a, une densité très élevée, il peut être indiqué, tout au moins dans certains cas, d'incorporer avec le zircon d'autres matières, d'une densité inférieure.
Une composition contenant une autre matière de densité inférieure, plus particulièrement de l'alumine fondue pulvérisée, et pouvant servir de mélange de revêtement réfractaire est la suivante:
EMI0004.0001
Eau <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 290 <SEP> emb
<tb> Glycérine <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 45 <SEP> cni@',
<tb> Verre <SEP> soluble <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 90 <SEP> cma
<tb> =lLelde <SEP> chlorllydrlque <SEP> (-1,q2 <SEP> % <SEP> en
<tb> poids) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 6.) <SEP> cni
<tb> Solution <SEP> d'a.lfinate <SEP> d'ammonium <SEP> à.
<tb> 6 <SEP> 0/0 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 15 <SEP> eni3
<tb> Alcool <SEP> octy <SEP> ligue <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,3 <SEP> ema
<tb> Solution <SEP> de <SEP> Wetanol <SEP> à <SEP> 7,5 <SEP> % <SEP> . <SEP> 7,5 <SEP> cm,*'
<tb> Zircon <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 50 <SEP> mailles <SEP> envi ron) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,681ig
<tb> Alumine <SEP> fondue <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 70
<tb> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 0,68 <SEP> k- Cette composition n'a qu'une faible ten dance à la formation. de croûtes oxydées ou scorifiées sur les alliages ou métaux à point de fusion relativement élevé, tels que l'acier inoxydable, la Stellite, les alliages coba,lt- chroitie-moly bdène précédemment indiqués, ou d'autres alliages à point de fusion élevé contenant du chrome.
Il peut se produire une très légère réac- tion entre ces alliages et les surfaces du moule réfractaire. Il n'adhère alors qu'une très faible proportion de la. matière réfrac taire à la. pièce coulée, ce qui permet le finis sage de cette pièce avec un minimum. de tra vail à la machine et un minimum d'opéra tions.
La composition de revêtement d'après les exemples qui précèdent peut être appelée re vêtement primaire . Après la réunion et le mélange des constituants, le modèle 10 est complètement revêtu de la manière indiquée à titre d'exemple en 15 à la fi g. 2. Le modèle est, de préférence, revêtu par trempage dans la solution de revêtement. Cette opération est. plus rapide que la. pulvérisation sur le mo dèle. Le trempage assure également -une plus grande uniformité et permet. d'obtenir un re vêtement plus lisse sur toutes les surfaces du modèle.
Il. a été constaté qu'on peut obtenir des revêtements satisfaisants en n'incorporant aucun acide ni alginate aux compositions de revêtement. L'invention n'est donc pas limi- tée à. l'emploi d'un acide ou d'un alginate dans la composition de revêtement.
Après l'application du revêtement. de mou lage primaire 15 sur le modèle 10, et alors (Aile ce revêtement. est. encore humide, on cou vre soigneusement la surface, par saupou drage par exemple, avec une matière réfrac taire à. grains relativement gros. On peut uti liser de la silice passant. par le tamis d'envi ron 3 à. 6 mailles. Pour couvrir le revête ment du modèle, on peut bien entendue titili- ser d'autres matières réfractaires.
La, co-iche des grains réfractaires gros siers, couvrant le revêtement 15, est indiquée en 16. Le saupoudage cltl modèle humide avec particules réfractaires sera appelé sa blage . Après le sablage convenable du mo dèle, l'excédent. des particules réfractaires grossières est éliminé par des chocs sur le modèle, et on laisse sécher .le modèle revêtu et sablé. Les particules réfractaires 16, appli quées sur la surface du revêtement 15, pénè trent dans celui-ci à des profondeurs varia bles et sont ainsi efficacement encastrées.
Après le durcissement à l'air du modèle revêtu et sablé, le revêtement primaire pré sente une surface extérieure rugueuse résul tant de l'adhérence et du séchage des parti cules réfractaires. Cette surface rugueuse s'accroche à la composition de moulage se condaire formant le corps du moule, de façon à ancrer le revêtement dans ce corps. De plus, l'opération de sablage favorise la fixation du revêteinerit. 15 en l'empêchant de couler le long de la surface du modèle, par exemple en partant du sommet de celui-ci.
Lorsqu'on désire obtenir un revêtement primaire plus épais, on peut .le préparer à une échelle. industrielle par trempage et sa blage du modèle destructible de la manière précédemment décrite, par séchage à l'air du modèle trempé et sablé et par une répétition ultérieure du trempame et du sablage jus qu'à obtention de l'épaisseur désirée du re- vêtement primaire.
lie revêtement (le sablage 16, composé (le ;rosses particules réfractaires, a également tendance à, empêcher la. fissuration du revê- terrent primaire au cours du durcissement ou du séchage, étant donné que la couche du revêtement primaire en contact avec le ino- dèle est sensiblement plus mince qu'après l'application initiale,
par suite de sa pénétra- tion entre les particules de la couche de sa blage 16.<B>Ce</B> fait offre é-alenrent l'avantage de contribuera '. éliminer ou < i réduire le; dif- férences (le dilatation entre le revêtement pri maire et la matière de moulage secondaire formant le corps du moule.
D'autres exemples de matières réfractaires pouvant être utilisées avec le revêtement- oui la composition de trempage 15, en renrphice- ment des matières réfractaires précédemrneiit décrites, sont donnés ci-dessous:
EMI0005.0020
I: <SEP> Alunduni <SEP> cristallisé <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 93 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 25 <SEP> "/o
<tb> Zircone <SEP> fondue <SEP> électriquement <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 50 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>750,0</B>
<tb> <B>Il:
</B> <SEP> Ahzndum. <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 93 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 10 <SEP> 0/0
<tb> Silex <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 31 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 90 <SEP> %
<tb> (Sablé <SEP> avec <SEP> du <SEP> zircon <SEP> à <SEP> 16-21- <SEP> mailles.)
<tb> III <SEP> :
<SEP> Alundnin <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 93 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 25 <SEP> 0/0
<tb> Silex <SEP> (tamis <SEP> (le <SEP> 31 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 751)à
<tb> (Sablé <SEP> avec <SEP> de <SEP> 1'alunduin <SEP> cristallisé, <SEP> tamis <SEP> de <SEP> 16-19 <SEP> mailles <SEP> env.)
<tb> IV:
<tb> fondue <SEP> électriquement <SEP> (34 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>7511/0</B>
<tb> Zircon <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 50 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 25 <SEP> %
<tb> (Sablé <SEP> avec <SEP> de <SEP> l'alundurn, <SEP> tamis <SEP> de <SEP> 16-19 <SEP> mailles <SEP> environ.)
<tb> V <SEP> :
<SEP> Ahinduinr <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 93 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 15 <SEP> %
<tb> Silex <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 31 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 85 <SEP> 0io
<tb> VI <SEP> :
<SEP> Alundunr <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 93 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>101/o</B>
<tb> Zircone <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 50 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 251/o
<tb> Silex <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 31 <SEP> mailles <SEP> environ.) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 65 <SEP> %
<tb> VII:
<SEP> Alundum <SEP> (tamis <SEP> :de <SEP> 93 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>101/0</B>
<tb> Silex <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 31 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 25 <SEP> %
<tb> Zircone <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 50 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 65 <SEP> 0/0
<tb> !<B>'III:
</B> <SEP> Zircone <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 31 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 100 <SEP> 0/0
<tb> (Sablée <SEP> avec <SEP> de <SEP> l'alundum, <SEP> tamis <SEP> de <SEP> l6-19 <SEP> mailles <SEP> environ.)
<tb> IX: <SEP> Silex <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 31 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>501/0</B>
<tb> Zircon <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 50 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 50%
<tb> X:
<SEP> Zircone <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 50 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 50 <SEP> 0io
<tb> Silex <SEP> (tamis <SEP> de <SEP> 31 <SEP> mailles <SEP> environ) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>50'3/9</B> On a constaté qu'avec les matières de l'exemple I, par exemple, saupoudrées avec un salle passant par le tamis à: 6 mailles environ, on obtient une reproduction par i'aite des détails avec une faible formation d'oxyde.
L'exemple II, avec le sable indiqué fournit une excellente reproduction des dé tails avec des surfaces brillantes. L'exemple <B>111,</B> sablé de ]a manière indiquée, fournit une surface brillante sans aucun oxyde. L'exem ple IV (le la matière réfractaire de revete- ment, sablée avec (le l'alundunr passant par le tamis de 16 à 19 mailles environ, assure une bonne reproduction des détails avec une faible formation d'oxyde. L'exemple V donne une excellente surface et ne forme aucun oxyde.
Les exemples VI et VII de revête ments réfractaires, saupoudrés de sable pas sant par le tamis de l.6 mailles environ, per mettent d'obtenir d'excellentes pièces coulées sans aucune formation d'oxyde. Les exem ples VIII, IX et X, prévoyant un saupou drage .avec du sable passant. par le tarais de 16 mailles environ, donnent d'excellentes pièces coulées avec une très faible formation d'oxyde.
On peut citer d'autres exemples de ma tières réfractaires à utiliser avec la composi tion de revêtement ou de trempage 15, et des tinées à. remplacer les matières réfractaires précédemment décrites:
EMI0006.0002
XI <SEP> : <SEP> Zircone <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 781/o
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> (calciné <SEP> i <SEP> 22 <SEP> /o
<tb> XII <SEP> :
<SEP> Oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>101/'</B>
<tb> Silex <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 90 <SEP> <I>"il</I> Pour l'exemple XI, le point de fusion est. situé à 1550 C environ. Pour l'exemple XII, ce point de fusion se situe à 1540 C environ.
Les compositions de trempage précitées for- ment un revêtement à. point de fusion relati vement bas. Avec un mélange de silex et d'alumine, par exemple, on obtient une com position etit.ectique à point de fusion plus bas. Ceci élimine ou réduit sensiblement la forma tion d'oxyde sur la pièce coulée.
.Aux températures élevées, ces mélanges présentent généralement une phase liquide. Il en est de même pour les compositions sui vantes:
EMI0006.0012
XIII: <SEP> Alundum <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 201/o
<tb> Silex <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 801/o
<tb> XIV:
<SEP> Alundum <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 10 <SEP> 0/0
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zirconium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 251/o
<tb> Silex <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 65 <SEP> % Il semble que la légère fusion :de ces re vêtements, au contact du métal chaud, pro duit une réaction avec l'oxyde du métal et ou'il en résulte une fusion avec celui-ci. Ceci peut. expliquer l'adhérence de l'oxyde au re- i êtement et non pas à la. pièce coulée, et l'ob tention d'une pièce brillante exempte de tout oxyde.
Il semble également qu'il y ait une action contrariant la formation (le l'oxyde grâce à l'utilisation de ces mélanges réfrac taires. Les points de fusion sont un peu abaissés par l'emploi d'un liant à base de si licate de sodium.
Après revêtement et sablage du modèle, et après le séchage du revêtement, on con fectionne un moule approprié cri matière ré fractaire autour du modèle et du noyait 13 prévu pour le trou de coulée. i#e noyau doit percer la paroi du moule réfractaire, en vue de permettre l'écoulement de la matière for mant le modèle et de ménager an trou de coulée pour le métal en fusion. Le moula ré fractaire peut. ëtre préparé sur le modèle d'une manière appropriée. Ce procédé ne sera donc pas décrit en détail.
Il sera simplement spécifié que la matière de moulage secon daire, formant le corps du moule, est indi quée en 25 à. la fig. 4, tandis due le moule réfractaire achevé est indiqué cri 26 à la fig. 5. La plaque de base<B>17</B> est recouverte d'une couche de cire ou d'une autre matière appropriée 1.5, sur laquelle le renflement 14, formant la cuvette clé coulée, est collé en 20 ou fixé d'iure autre manière appropriée.
Le châssis de moulage 21, fait de préférence en un alliage résistant à la chaleur, est muni, dans l'exemple représenté, d'un revêtement intérieur en amiante ''_', sur la face intérieure duquel est appliqué un autre revêtement 23 en papier. Le châssis est fixé à, la cire en 2-1 au revêtement 18.
La matière de moulage secondaire formant le corps du moule 26 peut être constituée, par exemple, par une matière a base de silice contenant un agglomérant en silicate tétra- éthyle. Mais on petit éga-lenient eniplo-,-er une autre matière appropriée de moulage secon daire.
Pour la matière de moulage secondaire \_'5, destinée à former le corps 26 du moule, on peut utiliser une composition de ciment au zircon et comportant 25 à 35 % environ d'argile réfractaire broyée et ealcinée,
ou environ 50 % d'un mélange de fragments eé- ra:
miques et d'argile, et 15 à. 25 % environ de sable (passant par le tamis de 16 maille environ).
On. peut également utiliser une compo- sition contenant 2.5 % environ de ciment à base (le zircon,
50 % environ de sable agglomérant (passant par le tairüs de 9 mailles environ) et 25 % environ de sable (passant. par le tamis de 16 mailles environ);
une composi- tion contenant ?5 % environ de ciment à. base clé zircon, le-) oi o environ de silice (passant par le tamis (le 12 mailles environ),
15 % clé sable (passant par le tamis de 16 mailles en- viron), 20 % environ de silice (passant par le tamis de 9 mailles environ)
et 25 % d'ar- gile réfractaire broyée et calcinée, ou d'un mélange (le fragnents céramiques et d'argile;
sine composition contenant 35 % environ de einient à bac de zircon, 15 % environ de sa- ble (passant par le tamis de 16 mailles)
et 50 "/o environ d'un mélange broyé de matières céramiques et d'argile; ou encore une com- position. contenant 35 % environ de ciment à base (le zircon,
10 % environ de silice (pas- sant par le tamis de 12 mailles environ) et > "/o environ d'un mélange de fragments cé- raniiques et d'argile (passant par le tamis (le '.3 mailles environ).
Avec cette dernière matière de moulage secondaire, la manière générale de procéder consiste à mélanger le ciment ou mélange ré- l ractaire avec une proportion déterminée d'eau et à le couler dans le moule en impri- inant une certaine vibration pendant la cou lée. On laisse ensuite durcir le moule. La du rée de durcissement peut être de l'ordre de trois minutes et plus. Les avantages d'une matière de ce genre sont manifestes.
Le pro cédé est extrêmement simple, n'exige aucun agglomérant, et il n'est également pas néces saire (le remplir les moules sur un vibrateur. La prise clti mélange réfractaire est similaire à celle du plâtre, mais ce mélange ne se dé compose pas comme le pâtre lorsqu'il est chauffé à la température -de coulée d'alliages à point de fusion élevé. La matière de mou lage n'est ni coûteuse, ni inflammable. Elle ne présente aucun risque d'incendie.
Après la solidification ou le durcissement suffisant. du moule réfractaire ?ti, celui-ci est exposé à une température à peu près égale ou lér;èreniciit supérieure au point de fusion du modèle. La matière fondue de ce modèle s'écoule par le trou de coulée 28 formé par le noyau 13.
Il en résulte une cavité de coulée 27, munie d'un revêtement lisse et brillant présentant les propriétés précédem ment, indiquées. Au cours de la préparation du moule 26 autour du modèle, la matière de inoula-e humide 25 coule et remplit les interstices de la surface extérieure rugueuse du revêtement. I1 en résulte que le revête ment adhère au corps du moule réfractaire 26.
Après l'achèvement du moule 26, on coule ou introduit d'une autre manière, dans la cavité 27, un métal possédant les propriétés désirées pour la fabrication de la pièce de fonderie. Cette pièce, qui peut être extrême ment dure et difficile à usiner, présente une surface très lisse et reproduit tous les petits détails. Elle n'exige qu'un finissage réduit, sinon nul, après la coulée. Après cette opé ration, le moule réfractaire 26 peut être brisé pour permettre le démoulage de la pièce.
Foundry mold. 1-iii The present invention relates to the technique of foundry in general and, more particularly, to the coating of the casting surfaces of refractory molds.
Although the particular implementation of the invention, described below with reference to the drawing, relates to the coating of the casting surfaces of refractory molds for the manufacture of articles made of metals and alloys with a high melting point, it it is understood that the molds can be used in the manufacture of other objects.
The foundry mold according to the invention, intended in particular for the manufacture of metal objects with a high melting point, is characterized in that it comprises a body of refractory material and an inner lining formed of a thin layer of very fine-grained refractory material, the free surface of which is smooth and shiny, and of an intermediate layer placed between said mold body and said smooth layer, this intermediate layer consisting of a coarse-grained refractory material,
the constituent elements of said smooth layer forming an eutectic mixture suitable for reducing any formation of oxide on the metallic object cast in the mold.
The invention also relates to a method of manufacturing the mold according to claim I; this process is characterized in that a core is dipped in a siliceous paste to cover it with a thin and smooth eouçhe of refractory material, that this thin layer is covered, while said paste is still plastic, with a layer intermediate formed of a coarse-grained refractory material, and that the whole is coated in a refractory material intended to form the body of the mold.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the mold which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a schematic view showing the simplified model of an object to be cast. The fi-. 2 is a view similar to that of FIG. 1, but shows the model provided with a core for establishing a neck hole and also shows the coating applied to the model.
Fig. 3 is a view similar to that of FIG. 2 and shows the model coated with a material intended to ensure the adhesion of the coating to the body of the mold.
Fig. 4 is a schematic sectional view showing, by way of example, how the refractory mold is formed around the model.
Fig. 5 is a sectional view of the completed refractory mold, after the model has been removed.
10 designates the model of an object to be cast. This model 10 consists of a cylindrical body 11 provided with a projecting base 12, but it is understood that the shape of the model may vary according to the shape of the object to be cast and that the model shown in the drawing is . simplified to facilitate the description of the invention. For example, this model can be shaped for the casting of turbine blades, but it can also be shaped for the manufacture of dental prosthesis parts or any other objects.
Pattern 10 is preferably made from one material. low melting point, eg wax or other vaporizable, fusible, combustible or otherwise destructible material. This model can be cast by upsetting or under pressure in a known manner, to exactly reproduce the desired object in its dimensions, its profile and, in all the details.
After making said model 10 according to FIG. 1, a core 13 of the tines to form a taphole is fixed thereon. This core 13 has, at its end, a bulge 14 for the molding of a pouring cup. Core 13 and bulge 14 are made of a vaporizable, meltable, combustible or otherwise destructible material, similar to the material of the Model 10.
The model 10, according to fig. 2, to which are attached the core 13 and. the bulge 11 is then coated with a material intended to form the casting surface of the refractory mold. The coating material is preferably prepared by mixing an appropriate amount of pulverized refractory material mixed with a binder and a film-forming material which cures by air drying.
One can, -use as refractory material zirconium silicate (.ZrSiOi, zirconia (ZrO2 ') or -a similar finely ground material, for example with grains passing through the sieve at 24 mesh or approximately square centimeter, ott more ends, that is, to.
grains passing through the sieve at approximately <B> 50 </B> mesh. In some embodiments of the invention. When zirconia (zirconium oxide ZrO2) is used, it is. preferably electrically melted, but it small, of course, be prepared differently.
The use of zirconium silicate or zircon, (zirconia or a similar finely ground material, results in a very refractory and very hard coating and does not have a relatively low level of influence, otherwise titillates, to the formation of oxidized or scorified erotites on alloys or relatively high melting point metals, such as stainless steel, la.
Stellite, the aforementioned eoba.lt-cliroine-iriolyl) clene alloys, as well as other alloys. high melting point containing chromium. The zircon or zireone coating composition exhibits all of these properties combined with a very smooth surface, as well as relatively high mechanical strength and appreciable water resistance. It allows to reproduce the maximum of the small details of the model.
For obtaining a coating. suffi ciently, flexible, is preferably incorporated. glycerin to the refractory mixture for the preparation of the primary mold coating. Since glycerin is hygroscopic, it prevents the rapid drying of the coating and the. cracking as well as subsequent peeling said coating on the model.
The most favorable proportion of glycerin is between about 0 and 20% of the amount of liquid in the mixture.
Sodium silicate (water glass) is preferably added to the mixture to form the binder of the. refractory material of the coating. This. binder is preferably employed in an amount sufficient to increase the mechanical strength of the refractory mixture in the dry state and. after firing, before receiving the molten metal or alloy.
Although it is not very advisable to use too high a proportion of sodium silicate in the coating, this constituent can be provided in a proportion of at least 10%, but preferably between 10 and. About 40% of the liquid part.
It is also possible to use binders other than sodium silicate in the refractory mixture intended to form the coating. primary molding, as will emerge from the following description. Hydrochloric acid can be added to the mixture as a curing agent or (gelation of the binder. It reacts with sodium silicate to form a hydrous gel of silicic acid.
We can. use other acids, such as sulfuric, phosphoric, lactic, etc. When an acid is used, its proportion can vary between about 0 and 25% of the liquid part of the refractory mixture which forms the primary molding coating. A higher acid content is avoided, because it. can.
instantaneous gelation results, giving a lumpy mixture within the refractory composition and leading to the formation of an unsatisfactory coating.
Ammonium alginate can be added to the refractory mixture to achieve an a, - <B> 0. </B> effect.
additional, increasing the mechanical resistance of the coating, its resistance to water and even its retention in a certain proportion. The proportion of the latter constituent may vary within wide limits depending on the particular properties which the coating must exhibit. primary molding.
This ammonium alginate content can vary between 1 and 10% approximately of the total weight of the mixture. When this component is used, it serves to facilitate the formation of the film at low temperature and impart to the coating composition some of its advantageous properties.
Such materials may be employed from the group comprising algin, sodium alginate and other water soluble alginates. Algin and alginates form a tough, tenacious film after the solution dries. Solutions of these compounds can be gelled by the addition of acids, salts and organic solvents.
In order to obtain a smooth coating on the model with the refractory mixture, a wetting agent, such as wetanol, which is a sodium sulphonate, for example, is incorporated therein. The proportion of these products can vary between 0.01 and 1,
0% of total weight. A greater proportion of wetting agent may form bubbles within the coating composition and result in rough castings. We must therefore avoid it.
To reduce the formation of bubbles in the mixture and in the coating of the model, a defoamer is preferably incorporated into the mixture. A suitable such agent is octyl alcohol, but other antifoaming agents can also be used. The proportion of this agent can vary between 0.01 and 0.1% approximately.
A typical composition suitable for the preparation of a refractory mixture is, for example, as follows:
EMI0003.0062
Water <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> ..... </B> <SEP> 290 <SEP> em3
<tb> Glycerin <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 45 <SEP> cm <SEP> s
<tb> Soluble glass <SEP> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 90 <SEP> cm3
<tb> Hydrochloric acid <SEP> <SEP> (4.42 <SEP>% <SEP> in
<tb> weight) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 65 <SEP> c0
<tb> Solution <SEP> of ammonium alginate <SEP> <SEP> to
<tb> 6, / o <SEP>.
<SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 15 <SEP> cm3
<tb> Octyl alcohol <SEP> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0.3 <SEP> cm '
<tb> Solution <SEP> of <SEP> Wetanol <SEP> to <SEP> 7,5 <SEP> 11 / o <SEP> <B> 7,5 </B> <SEP> cm '
<tb> Zircon <SEP> (passing <SEP> through <SEP> the <SEP> sieve <SEP> to <SEP> 24
<tb> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1.7 <SEP> kg Another possible composition is as follows:
EMI0003.0063
Water <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 290 <SEP> em <SEP> 3
<tb> Glycerin <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 45 <SEP> em3
<tb> Soluble glass <SEP> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 90 <SEP> cm3
<tb> Hydrochloric acid <SEP> <SEP> (4.4 \ 3 <SEP>% <SEP> en
<tb> weight) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 65 <SEP> cni3
<tb> Solution <SEP> of ammonium alginate <SEP> <SEP> to
<tb> 6 <SEP> 0/0 <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 15 <SEP> cm3
<tb> Alcohol <SEP> octy <SEP> league <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0.3 <SEP> cm33
<tb> Solution <SEP> of <SEP> Wetanol <SEP> to <SEP> 7.5 <SEP>% <SEP>. <SEP> 7.5 <SEP> em,
<tb> Zirconia <SEP> electrically melted <SEP>
<tb> (sieve <SEP> of <SEP> 50 <SEP> mesh <SEP> approximately) <SEP> 1,25 <SEP> kg Since zircon has a very high density, it can be indicated that any at least in some cases, to incorporate with the zircon other materials of lower density.
A composition containing another lower density material, more particularly pulverized molten alumina, and suitable for use as a refractory lining mixture is as follows:
EMI0004.0001
Water <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 290 <SEP> emb
<tb> Glycerin <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 45 <SEP> cni @ ',
<tb> Soluble glass <SEP> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 90 <SEP> cma
<tb> = lLelde <SEP> chlorllydrlque <SEP> (-1, q2 <SEP>% <SEP> en
<tb> weight) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 6.) <SEP> cni
<tb> Solution <SEP> of a.lfinate <SEP> of ammonium <SEP> to.
<tb> 6 <SEP> 0/0 <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 15 <SEP> eni3
<tb> Alcohol <SEP> octy <SEP> league <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0.3 <SEP> ema
<tb> Solution <SEP> of <SEP> Wetanol <SEP> to <SEP> 7.5 <SEP>% <SEP>. <SEP> 7.5 <SEP> cm, * '
<tb> Zircon <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 50 <SEP> meshes <SEP> approx) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0.681ig
<tb> Alumina <SEP> molten <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 70
<tb> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 0.68 <SEP> k- This composition has only a weak tendency for formation. oxidized or scorified crusts on relatively high melting point alloys or metals, such as stainless steel, Stellite, coba, lt-chroitie-molybdenum alloys previously indicated, or other high melting point alloys containing chromium.
A very slight reaction can occur between these alloys and the surfaces of the refractory mold. It then adheres only a very small proportion of the. material refractory to. casting, which allows the finish wise of this part with a minimum. machine work and a minimum of opera tions.
The coating composition from the foregoing examples can be referred to as a primary garment. After the components have been combined and mixed, the template 10 is completely coated as exemplified at 15 of fig. 2. The model is preferably coated by dipping into the coating solution. This operation is. faster than the. spraying on the model. Soaking also ensures greater uniformity and helps. to obtain a smoother coating on all surfaces of the model.
He. It has been found that satisfactory coatings can be obtained by not incorporating any acid or alginate in the coating compositions. The invention is therefore not limited to. the use of an acid or an alginate in the coating composition.
After applying the coating. molding 15 on Model 10, and then (Wing this coating. is. still wet, the surface is carefully covered, eg by dusting, with a relatively coarse-grained refractory material. silica passing through the sieve of about 3 to 6 mesh To cover the coating of the model, one can of course titillate other refractory materials.
The co-iche of the coarse refractory grains, covering the coating 15, is indicated in 16. The dusting of the wet model with refractory particles will be called its blage. After suitable sandblasting of the pattern, the excess. Coarse refractory particles are knocked off the model, and the coated and sanded model is allowed to dry. The refractory particles 16, applied to the surface of the coating 15, penetrate the latter at varying depths and are thus effectively embedded.
After air curing of the coated and sandblasted model, the primary coating exhibits a rough outer surface resulting from adhesion and drying of the refractory particles. This rough surface clings to the molding composition condaire forming the body of the mold, so as to anchor the coating in this body. In addition, the sandblasting operation promotes the fixation of the coating. 15 by preventing it from flowing along the surface of the model, for example starting from the top thereof.
When it is desired to obtain a thicker primary coating, it can be prepared on a scale. industrial by dipping and blasting the destructible model in the manner previously described, by air drying the soaked and sanded model and by a subsequent repetition of the quenching and sanding until the desired thickness of the coating is obtained primary.
Binds coating (the sandblast 16, compound (the; coarse refractory particles, also tends to, prevent cracking of the primer coating during curing or drying, since the layer of primer in contact with the ino - dèle is noticeably thinner than after the initial application,
as a result of its penetration between the particles of its layer 16. <B> This </B> fact also offers the advantage of will contribute '. eliminate or <i reduce the; differences (the expansion between the primary coating and the secondary molding material forming the mold body.
Other examples of refractories which may be used with the coating - or the dip composition 15, in addition to the refractories previously described, are given below:
EMI0005.0020
I: <SEP> Alunduni <SEP> crystallized <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 93 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 25 <SEP> "/ o
<tb> Zirconia <SEP> electrically melted <SEP> <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 50 <SEP> mesh <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 750.0 </B>
<tb> <B> It:
</B> <SEP> Ahzndum. <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 93 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 10 <SEP> 0/0
<tb> Flint <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 31 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 90 <SEP>%
<tb> (Sandblasted <SEP> with <SEP> of <SEP> zircon <SEP> to <SEP> 16-21- <SEP> meshes.)
<tb> III <SEP>:
<SEP> Alundnin <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 93 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 25 <SEP> 0/0
<tb> Silex <SEP> (sieve <SEP> (the <SEP> 31 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> . <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. < SEP> 751) to
<tb> (Sandblast <SEP> with <SEP> of <SEP> crystallized <SEP> alunduin, <SEP> sieve <SEP> of <SEP> 16-19 <SEP> meshes <SEP> approx.)
<tb> IV:
<tb> fondue <SEP> electrically <SEP> (34 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 7511/0 </B>
<tb> Zircon <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 50 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 25 <SEP>%
<tb> (Sandblast <SEP> with <SEP> of <SEP> alundurn, <SEP> sieve <SEP> of <SEP> 16-19 <SEP> mesh <SEP> approximately.)
<tb> V <SEP>:
<SEP> Ahinduinr <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 93 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 15 <SEP>%
<tb> Flint <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 31 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 85 <SEP> 0io
<tb> VI <SEP>:
<SEP> Alundunr <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 93 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 101 / o </B>
<tb> Zirconia <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 50 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 251 / o
<tb> Flint <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 31 <SEP> meshes <SEP> approximately.) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 65 <SEP>%
<tb> VII:
<SEP> Alundum <SEP> (sieve <SEP>: of <SEP> 93 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 101/0 </B>
<tb> Flint <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 31 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 25 <SEP>%
<tb> Zirconia <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 50 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 65 <SEP> 0/0
<tb>! <B> 'III:
</B> <SEP> Zirconia <SEP> (<SEP> sieve of <SEP> 31 <SEP> <SEP> meshes approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 100 <SEP> 0/0
<tb> (Sandblasted <SEP> with <SEP> of <SEP> alundum, <SEP> sieve <SEP> of <SEP> l6-19 <SEP> mesh <SEP> approximately.)
<tb> IX: <SEP> Silex <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 31 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 501/0 </B>
<tb> Zircon <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 50 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 50%
<tb> X:
<SEP> Zirconia <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 50 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 50 <SEP> 0io
<tb> Flint <SEP> (sieve <SEP> of <SEP> 31 <SEP> meshes <SEP> approximately) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 50'3 / 9 </B> It has been found that with the materials of example I, for example, sprinkled with a room passing through the sieve at: approximately 6 meshes, a reproduction is obtained due to details with low oxide formation.
Example II with the sand shown provides excellent reproduction of details with glossy surfaces. Example <B> 111, </B> sandblasted in] as shown, provides a shiny surface without any oxide. Example IV (the refractory lining material, sanded with (the alundum passing through the sieve of about 16 to 19 mesh, ensures good reproduction of details with little oxide formation. V gives an excellent surface and does not form any oxide.
Examples VI and VII of refractory coatings, sprinkled with loose sand through the sieve of approximately 1.6 mesh, make it possible to obtain excellent castings without any formation of oxide. Examples VIII, IX and X, providing for sprinkling with passing sand. by the tarais of approximately 16 meshes, give excellent castings with a very low formation of oxide.
There may be cited other examples of refractory materials for use with the coating or dipping composition 15, and endings. replace the refractory materials previously described:
EMI0006.0002
XI <SEP>: <SEP> Zirconia <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 781 / o
<tb> Magnesium <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> (calcined <SEP> i <SEP> 22 <SEP> / o
<tb> XII <SEP>:
<SEP> Oxide <SEP> of <SEP> titanium <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 101 / '</B>
<tb> Flint <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 90 <SEP> <I> "il </I> For Example XI, the melting point is approximately 1550 C. For Example XII, this melting point is approximately 1540 C. .
The aforementioned dipping compositions form a coating. relatively low melting point. With a mixture of flint and alumina, for example, a low melting point etit.ectic composition is obtained. This eliminates or substantially reduces oxide formation on the casting.
At high temperatures, these mixtures generally exhibit a liquid phase. The same is true for the following compositions:
EMI0006.0012
XIII: <SEP> Alundum <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 201 / o
<tb> Flint <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 801 / o
<tb> XIV:
<SEP> Alundum <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 10 <SEP> 0/0
<tb> Zirconium <SEP> <SEP> <SEP> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 251 / o
<tb> Flint <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 65 <SEP>% It seems that the slight fusion: of these clothes, in contact with the hot metal, produces a reaction with the oxide of the metal and a fusion with the latter results. This can. explain the adhesion of the oxide to the coating and not to the. casting, and obtaining a shiny piece free from any oxide.
It also seems that there is an action counteracting the formation of the oxide by the use of these refractory mixtures. The melting points are lowered a little by the use of a binder based on Si licate. sodium.
After coating and sandblasting the model, and after the coating has dried, a suitable refractory mold is con fected around the model and the embedment 13 provided for the taphole. The core must pierce the wall of the refractory mold, in order to allow the flow of the material forming the model and to leave a tap hole for the molten metal. The fractary re mold can. be prepared on the model in an appropriate manner. This process will therefore not be described in detail.
It will simply be specified that the secondary molding material forming the mold body is indicated at 25 to. fig. 4, while the completed refractory mold is shown in Fig. 26 in FIG. 5. The base plate <B> 17 </B> is covered with a layer of wax or other suitable material 1.5, on which the bulge 14, forming the cast key bowl, is glued at 20 or fixed with iure another appropriate way.
The molding frame 21, preferably made of a heat-resistant alloy, is provided, in the example shown, with an inner coating of asbestos' '_', on the inner face of which another coating 23 is applied. paper. The frame is attached to the wax in 2-1 to the coating 18.
The secondary molding material forming the body of the mold 26 may be, for example, a silica-based material containing a tetraethyl silicate binder. However, another suitable secondary molding material is also small.
For the secondary molding material \ _ '5, intended to form the body 26 of the mold, a composition of zircon cement and comprising about 25 to 35% of ground and ealcined refractory clay can be used.
or about 50% of a mixture of era fragments:
mics and clay, and 15 to. About 25% sand (passing through the sieve of about 16 mesh).
We. can also use a composition containing about 2.5% of cement based (zircon,
Approximately 50% of agglomerating sand (passing through the tairüs of approximately 9 mesh) and approximately 25% of sand (passing through the sieve of approximately 16 mesh);
a composition containing about 5% cement. key base zircon, the-) oi o approximately silica (passing through the sieve (the 12 meshes approximately),
15% key sand (passing through the sieve of approx. 16 mesh), approx.20% silica (passing through the sieve of approx. 9 mesh)
and 25% of ground and calcined refractory clay, or of a mixture (the fragnents ceramics and clay;
sine composition containing about 35% zircon tray einient, about 15% sand (passing through the 16 mesh sieve)
and approximately 50 "/ o of a ground mixture of ceramic materials and clay; or a composition containing approximately 35% of base cement (zircon,
About 10% silica (going through the sieve of about 12 mesh) and about>% of a mixture of ceranic fragments and clay (going through the sieve (about 3 mesh).
With this latter secondary molding material, the general way of proceeding is to mix the cement or reaction mixture with a determined proportion of water and to pour it into the mold, imparting some vibration during the casting. The mold is then allowed to harden. The time for curing may be of the order of three minutes or more. The advantages of such a material are obvious.
The process is extremely simple, requires no binder, and it is also not necessary (fill the molds on a vibrator. The grip of the refractory mixture is similar to that of plaster, but this mixture does not break down. not like shepherd when heated to the casting temperature of high melting point alloys. Casting material is neither expensive nor flammable and does not present a fire hazard.
After solidification or sufficient hardening. refractory mold? ti, it is exposed to a temperature approximately equal to or lér; èreniciit higher than the melting point of the model. The molten material of this model flows through the tap hole 28 formed by the core 13.
This results in a casting cavity 27, provided with a smooth and shiny coating exhibiting the properties previously indicated. During the preparation of the mold 26 around the model, the wet inoula-e material 25 flows and fills the interstices of the rough outer surface of the coating. The result is that the coating adheres to the body of the refractory mold 26.
After the completion of the mold 26, a metal having the desired properties for the manufacture of the foundry is cast or otherwise introduced into the cavity 27. This part, which can be extremely hard and difficult to machine, has a very smooth surface and reproduces all the small details. It requires only reduced finishing, if not zero, after casting. After this operation, the refractory mold 26 can be broken to allow the part to be released from the mold.