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Philippe JASSON : Ingénieur agronome de l’Institut national agronomique (INA) de Paris - Ex-chef de service aux méthodes fonderie de la Régie nationale des usines Renault
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Lire l’articleINTRODUCTION
Parallèlement aux techniques de moulage en moules métalliques permanents, la fonderie fait toujours une large utilisation de moules et de noyaux à usage unique réalisés en sables agglomérés.
Après avoir décrit les différents constituants (sable de base, liants, adjuvants divers) et leur méthode de contrôle, l’article décrit les procédés de préparation des sables ainsi que les méthodes de contrôle permettant d’évaluer leurs propriétés particulières en fonction de leur mise en œuvre.
Sont également exposées les différentes techniques de recyclage permettant une réutilisation des sables ayant déjà subi la coulée.
Dans un dernier paragraphe sont précisées les contraintes liées à l’emploi des sables agglomérés en ce qui concerne l’environnement interne et externe de fonderies dans le cadre des réglementations actuelles.
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2. Sables de base
2.1 Principaux sables de base disponibles
De nombreux sables de base sont désormais disponibles. Si la silice, de loin la plus utilisée, est d’origine naturelle, d’autres sont des produits plus ou moins artificiels qui, en raison de leur coût, sont réservés à des emplois spéciaux.
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La silice, de formule SiO2, et plus spécialement sa variété allotropique, le quartz α, est extrêmement répandue à travers le monde dans les bassins d’origine sédimentaire.
Les principaux gisements français sont localisés dans le Bassin parisien ; la Belgique, les Pays-Bas, la République fédérale d’Allemagne, la Grande-Bretagne sont également bien pourvus.
A titre indicatif, la consommation annuelle de la fonderie française est de l’ordre de 1 million de tonnes.
Utilisés à l’origine à l’état brut, les sables de silice sont désormais la plupart du temps traités par lavage, classification granulométrique, séchage, afin de répondre à des spécifications précises. Dans ces conditions, la pureté des sables peut atteindre 99,8 %.
Cependant la silice, sujette à des transformations allotropiques et à des réactions avec certains alliages, n’est pas d’un emploi général. D’autres matériaux lui sont parfois préférés.
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La chromite est le mélange d’oxydes de fer et de chrome FeO, Cr2O3 contenant au minimum 50 % de Cr2O3. Les gisements principaux sont localisés en Afrique du Sud. Les sables de chromite sont obtenus après des traitements complexes de broyage, de lavage et de classification granulométrique.
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L’olivine est le mélange de silicates de fer et de magnésium SiO4Mg2 et SiO4Fe2. Les principaux gisements sont en Norvège. Ces sables sont également obtenus par des traitements de broyage et de classification.
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Le zircon est le silicate de zirconium Zr SiO4, présent à faible dose (1 à 2 %) dans les sables de plage d’Australie et de Floride. Les besoins mondiaux annuels sont d’environ 600 000 tonnes.
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Les silico-alumineux, de formule générale n Al2O3, m SiO2, résultent de la calcination à haute température de produits naturels...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MIVRA (T.), KONO (R.) - Fundamental technique of vacuum sealed molding process. - 41e Congrès International de Fonderie 1974 Association Technique de Fonderie Belge.
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(2) - MOORE (C.), BEET (O.) - Procédé EFFSET. Aspects métallurgiques. Technologie du sable. Aspects économiques. - Foundry Trade Journal V 146 10 mai 1979 Traduction CTIF 4506.
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(3) - Procédé de moulage avec modèle en polystyrène et sable sans liant. - CTIF Sélection d’analyses bibliographiques 1980-1987.
-
(4) - GORIA (C.-A.), SERRAMOGLIA (G.) - Développement des procédés de fonderie avec modèles gazéifiables. - Hommes et Fonderie n 185 mai 1988.
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(5) - NOEL (M.) - La chimie au service de la fonderie. - Hommes et Fonderie n 83 mars 1988.
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(6) - Recherche de la qualité...
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