Comment un moule est-il préparé pour le processus de moulage ?

Comment un moule est-il préparé pour le processus de moulage ?

Le moulage est un processus de fabrication utilisé dans les fonderies pour produire des composants métalliques à partir de métaux ferreux et non ferreux. Le moulage est l’un des processus de fabrication les plus importants parmi tous les processus. La coulée consiste à verser du métal en fusion dans les moules. Discutons de la façon dont un moule est préparé pour le processus de moulage étape par étape, ainsi que des propriétés importantes du sable utilisé pour la préparation du moule.

Comment un moule est-il préparé pour le processus de moulage ?

Sable de moulage

La fabrication de moules est le processus de fabrication consistant à façonner une matière première liquide à l’aide d’un cadre rigide appelé moule. Du sable de moulage sera utilisé pour la fabrication du moule. Composé de 3 éléments de base

  1. Particules de sable de silice
  2. Argile
  3. Eau ou silicate de sodium

Dans les fonderies, le sable est utilisé pour fabriquer des moules. Nous pouvons obtenir Le sable naturel sur le lit et les berges des rivières fournit une source abondante, bien que du sable de silice de haute qualité soit également extrait.

sable utilisé pour la fabrication de moules

Le sable est chimiquement SiO2 – dioxyde de silicium sous forme de granulés.

Le sable de rivière ordinaire contient un pourcentage d’argile, d’humidité, d’impuretés non métalliques et des traces de sels de magnésium et de calcium en plus des grains de silice. Ce sable, après un traitement approprié, est utilisé pour la fabrication de moules.

Propriétés du sable de moulage

La préparation d’un moule pour un processus de coulée commence par la sélection du sable approprié. Un bon sable de moulage bien préparé doit avoir les propriétés suivantes :

  1. Résistance: il doit être capable de supporter des températures élevées.
  2. Perméabilité: la capacité de laisser passer les gaz, la vapeur d’eau et l’air.
  3. Force du sable vert : lorsqu’un moule est fabriqué avec du sable humide, il doit avoir une résistance suffisante, sinon le moule se brisera.
  4. Bonne fluidité : lorsqu’il est emballé autour d’un motif dans une boîte de moulage, il doit pouvoir remplir tous les coins et recoins, sinon l’impression du motif dans le moule ne serait pas nette et claire.
  5. Bonne compressibilité : il doit s’effondrer facilement après le refroidissement de la coulée et son extraction après avoir cassé le moule. C’est particulièrement important dans le cas de la fabrication de noyaux.
  6. Cohésion : la capacité des grains de sable à s’agglutiner. Sans cohésion, les moules manqueront de solidité.
  7. Adhésivité: la capacité du sable à coller à d’autres corps. Si le sable de moulage ne colle pas aux parois de la boîte de moulage, tout le moule glissera à travers la boîte.

Des propriétés telles que la perméabilité, la cohésion et la résistance à l’état vert dépendent de la taille et de la forme
des grains de sable, ainsi que du liant et de la teneur en humidité présente dans le sable.

L’argile est un liant naturel. Des liants chimiques comme la bentonite sont parfois ajoutés si la teneur en argile du sable naturel n’est pas suffisante.

Des tests standards ont été mis au point par des fondeurs pour déterminer les propriétés du sable. Généralement, le sable de moulage frais préparé dans la fonderie aura la composition suivante.

Élément Composition en %
Silice 75% (environ)
Argile 10–15 %
Bentonite 2 à 5 % (selon les besoins)
Poussière de charbon 5–10 %
Humidité 6–8 %

Sable à noyau (Le sable utilisé pour préparer le noyau) doit avoir l’huile comme matériau de liaison principal. Parce que lorsque le noyau est entouré de métal en fusion, l’huile se vaporise. Cela augmente la capacité d’écrasement du sable et facilite le retrait du sable des trous du moulage.

Fabrication de moules étape par étape

Un moule complet prêt à couler est illustré dans la figure suivante.

Un moule prêt à couler
Un moule prêt à couler

La fabrication de moules est une opération très qualifiée. Nous allons décrire, étape par étape, la procédure de réalisation d’un
moule pour un motif divisé.

  1. Placez la moitié inférieure du motif divisé sur une planche à moulurer plate, avec la surface de séparation vers le bas. Saupoudrez un peu de sable de séparation sur le motif et la planche à moulurer. Le sable de séparation est du sable de silice sans argile ni liant. Placez ensuite une boîte de moulage pour enfermer le motif.
  2. Étalez du sable de parement pour recouvrir toutes les parties du motif jusqu’à une profondeur de 20 à 25 mm. Le sable de parement est du sable de moulage fraîchement préparé. Remplissez l’espace restant dans la boîte de moulage avec du sable de support. Le sable de support est préparé en reconditionnant le sable de fonderie précédemment utilisé qui est toujours disponible sur le sol de la fonderie. L’utilisation de sable de support réduit l’exigence de sable de parement, qui est assez coûteux.
  3. Ensuite, le sable dans la boîte de moulage est enfoncé avec un outil spécial. Le pilonnage consiste à presser le sable vers le bas en lui donnant de légers coups. Le sable doit être bien emballé dans la boîte de moulage, mais pas trop. Si, à la suite du pilonnage, le niveau de sable diminue dans la boîte, il convient de remplir et de pilonner davantage de sable. Ensuite, à l’aide d’une truelle, nivelez le sable se trouvant sur le dessus de la boîte à moules. Ensuite, prenez un outil d’aération (c’est une aiguille longue et épaisse) et faites des trous d’aération dans le sable en veillant à ce qu’ils ne soient pas trop profonds pour toucher le motif. Ce caisson de moulage formera le caisson inférieur, et s’appelle « drag ».
  4. Maintenant, retournez doucement la boîte de moulage et laissez-la reposer sur du sable meuble après avoir nivelé le sol de la fonderie. Placez la moitié supérieure du motif divisé dans la position relative correcte sur la surface plane de la moitié inférieure du motif. Placez une autre boîte de moulage vide sur le dessus de la première boîte de moulage (c’est-à-dire faites glisser) et serrez-les temporairement. Saupoudrez du sable de séparation sur la surface exposée de la moitié supérieure du motif et sur le sable environnant. Recouvrez le motif de sable de parement de 20 à 25 mm d’épaisseur. Placez deux goupilles coniques aux endroits appropriés, là où la glissière et la contremarche doivent être placées. Remplissez la boîte avec du sable de support, tassez dans le sable avec un outil de pilonnage, nivelez le sable et faites des trous d’aération. Retirez les goupilles coniques et faites de la place sur le sol de la fonderie, à côté de la boîte de traînée, pour garder la « chape » car la boîte supérieure est appelée Desserrez les boîtes de moulage, soulevez la « chape » et placez-la sur son dos. Maintenant, la surface de séparation plate des deux parties du motif divisé peut être vue une dans chaque boîte.
  5. Afin de soulever les motifs de la chape et de la traînée, repérez les trous taraudés sur la surface plane et vissez une tige de levage dans ces trous. Cela fournit une poignée avec laquelle les motifs peuvent être facilement soulevés verticalement. Cependant, les motifs sont d’abord desserrés un peu en frappant doucement ces poignées avant de les soulever. Cela minimise les dommages aux moisissures de sable.
  6. Après avoir enlevé les moitiés de modèle en bois, les cavités du moule peuvent être réparées au cas où des coins, etc., auraient été endommagés. C’est une opération délicate. De plus, si du sable est tombé dans la cavité du moule, il est soigneusement soulevé ou soufflé par un courant d’air.
  7. Dans le cas où des noyaux sont utilisés pour faire des trous dans le moulage, il est temps de placer les noyaux dans la cavité du moule. Bien sûr, les noyaux sont correctement soutenus au moyen d’empreintes de noyaux ou d’autres dispositifs tels que des chapelets, etc. Le manque de support adéquat pour les noyaux peut entraîner leur déplacement de la position correcte lorsque le métal liquide est versé.
  8. Avant de fermer les boîtes de moules, de la poudre de graphite est saupoudrée sur la surface du moule dans les deux boîtes. Dans la zone de traînée, une porte est coupée sous l’emplacement du coureur (dans la zone de coping). Le métal en fusion versé dans le canal d’alimentation s’écoulera à travers la porte dans la cavité du moule. Dans le cas où les moules ont été séchés, au lieu de poudre de graphite, un bain de moule contenant une suspension de graphite dans l’eau est légèrement étalé sur la surface du moule. Une fois toutes ces opérations terminées, la boîte de margelle est à nouveau placée sur le traîneau et serrée solidement. Maintenant, le moule est prêt pour couler le métal en fusion. Le métal en fusion est coulé jusqu’à ce qu’il apparaisse dans la colonne montante. Il garantit que les cavités du moule sont pleines de métal et qu’elles ne s’épuiseront pas.

Les moules à sable sont de trois sortes :

(a) Moisissure des sables verts : Dans de tels moules, le coulage du métal en fusion se fait, lorsque le sable est encore humide.
(b) Moisissures sèches de la peau : De tels moules sont séchés superficiellement en déplaçant une flamme sur la cavité du moule de sorte que le moule ne sèche que jusqu’à une profondeur de quelques mm.
(c) Moules secs : Après avoir préparé de tels moules, ils sont séchés en maintenant le moule pendant 24 à 36 heures dans un four dont la température est maintenue à 130-150°C. Les moules en sable sec sont plus solides et ne peuvent pas donner lieu à des défauts liés à l’humidité dans la coulée. Le lavage des moules améliore la finition de surface des pièces moulées.

Portes, glissières et contremarches

Le passage prévu dans le moule à travers lequel le métal en fusion s’écoulera dans la cavité du moule est connu sous le nom de système de porte. Il est fourni en creusant le sable dans la boîte de traînée pour couper les canaux nécessaires.

Les différents termes associés au système de déclenchement seront clairs en étudiant le système de déclenchement illustré dans la figure suivante.

Système de déclenchement pour moule
Système de porte
  • Le haut du trou du patin dans la chape est élargi en un bassin verseur.
  • Le métal en fusion s’écoule ensuite à travers le canal d’alimentation dans un puits d’où il pénètre dans le système de porte et dans la cavité du moule.
  • A un emplacement approprié dans la cavité du moule, le trou de la colonne montante est connecté. Sans porte, le métal serait tombé directement dans la cavité du moule en l’endommageant.
  • En outre, le système de porte est conçu de manière à empêcher les impuretés de pénétrer dans la cavité du moule.
  • La fonction de la colonne montante est double.
  • Tout d’abord, il fournit un indicateur visible que la cavité du moule est pleine.
  • Deuxièmement et plus important encore, le métal en fusion dans la colonne montante fournit un réservoir pour alimenter le retrait causé par la solidification et le refroidissement progressifs de la coulée.
  • Il est souhaitable que le métal dans la colonne montante reste fondu aussi longtemps que possible. Cela se fait en fournissant un  »hot-top ».

Parfois, la contremarche ne débouche pas sur la surface supérieure du caisson de margelle, on parle alors de contremarche aveugle. Dans ce cas, sa seule fonction est d’alimenter le retrait lié à la solidification du métal en fusion.

Conclusion

Nous avons discuté de la préparation d’un moule pour le processus de coulée étape par étape, ainsi que des propriétés importantes du sable utilisé pour la préparation du moule. Le système de porte pour la cavité du moule est également discuté. Faites-nous savoir ce que vous pensez de cet article dans la section des commentaires ci-dessous.