Comment est-ce utilisé?
Le moulage des métaux est un processus en six étapes.
- Un motif est placé dans le sable,
- La forme du motif est incorporée dans le sable comme moisissure à l'aide d'une fiole,
- Le motif est supprimé,
- Le moule est rempli de métal fondu,
- Permis de refroidir/solidifier,
- Enfin, le moule est enlevé en laissant la coulée finie.
Pendant le processus de coulée, la chaleur latente du métal fondu guérit le moule in situ. Le métal/alliage fondu est versé dans le moule directement après avoir été compacté en forme. Après refroidissement de la coulée, le moule peut être enlevé(2). Les moules usés sont généralement broyés et réutilisés, surtout s'ils sont basés sur l'un des types de sable les plus chers, bien qu'il soit à noter que les États-Unis et le Royaume-Uni envoient en moyenne 500 kg et 250 kg de sable à la décharge pour chaque tonne de métal coulé(1). Des études ont montré que le sable de fonderie usé peut être réutilisé dans la production de béton(3). La coulée de sable vert est utilisée pour une grande variété d'applications de coulée, de petits et détaillés, à de grands moules jusqu'à 500 kg de taille.
Poussière de charbon
Poussière de charbon, ou anthracite, devient rapidement un additif commun dans le processus de moulage de sable vert. Il s'agit d'un additif carboné qui, dans des conditions de fonderie, brûle et oxyde. Historiquement, le principal additif dans la coulée de sable vert, en tant que matériau carboné, était le charbon bitumeux très volatil, souvent appelé charbon de mer. Le charbon bitumeux brûle dans le moule au chauffage et libère des polluants dangereux comme le benzène, le xylène et le toluène. Il est impératif que le charbon bitumeux soit remplacé par un matériau carboné tout aussi performant, mais avec un profil moins dommageable pour l'environnement. Une étude expérimentale a montré que, dans des conditions de laboratoire, les charbons anthracite et de qualité inférieure de type lignite(7) émettaient beaucoup moins de polluants dangereux que le charbon bitumeux(8), c'est pourquoi on peut dire que l'incorporation de poussière de charbon dans un la moisissure de sable vert est avantageuse d'un point de vue environnemental. Il est à noter que l'industrie de la coulée souhaite s'éloigner du charbon bitumeux en raison de sa faible performance environnementale (9) et moins de polluants dangereux signifient que moins de ressources doivent être consacrées au nettoyage global des gaz d'échappement de la fonderie.
L'utilisation d'anthracite moulue diminue les défauts brûlés, améliore la finition à la surface du produit et diminue la pénétration des métaux. Son utilisation principale, cependant, est peut-être d'empêcher le mouillage. Le mouillage est le processus par lequel le métal liquide / alliage colle aux particules de sable dans le moule de sable vert, les laissant présents à la surface du produit moulé. Alors que dans de nombreux cas, le polissage mécanique ou l'usinage supplémentaire du produit moulé peut être effectué pour enlever les sables errants, la prévention est mieux que guérir. La poussière de charbon fournit une méthode efficace et peu coûteuse pour y parvenir.
Lorsque le moule est chauffé par la présence du métal fondu/alliage, le charbon présent se décompose (brûlures) et dégage du dioxyde de carbone et une variété de composés organiques volatils. La production de ces gaz réducteurs inhibe la production d'oxyde de fer (dans les applications de coulée de fer et d'acier) qui ont été supposés comme un intermédiaire dans la production de « brûlure s'il » - dépôts d'impureté à la surface de la coulée(10). En outre, en raison de l'environnement réducteur, une couche de carbone très brillant est déposée sur la surface du moule, offrant une barrière réfractaire entre le métal fondu et le sable, améliorant ainsi la finition de surface(11) et rendant la coulée plus facile à enlever de la Moule.
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