Méthodes d'essai de sable - Processus complet

TEST DE SABLE :Dans cet article, nous discuterons des différentes méthodes de test de sable qui sont très importantes à comprendre dans une fonderie.

Dans les fonderies progressives, il est reconnu que le sable de fonderie mérite autant d'attention que le métal coulé. Le sable de fonderie peut représenter un tiers du coût de la coulée finie. Dans la production de masse moderne de moulages au sable, le sable de moulage qui constitue le principal matériau de moulage doit donc être testé périodiquement afin que le contrôle de sa composition et de ses propriétés puisse être maintenu. Le test peut être chimique ou mécanique.

Les tests chimiques ne sont utilisés que pour déterminer les éléments indésirables dans le sable et, dans la plupart des cas, des tests mécaniques sont utilisés. Le tableau 11.7 montre la demande moyenne de sables de moulage.

Finesse du grain

Taille des grains d'un sable est désigné par un nombre appelé "indice de finesse du grain » qui indique la taille moyenne ainsi que les proportions de grains plus petits et plus gros dans le mélange. Un indice de finesse de grain donné correspond à un tamis standard de 280 mm de diamètre qui possède le même nombre de mailles. Le test de finesse est réalisé en criblant des grains de sable au moyen d'un ensemble de tamis standards qui sont calibrés et numérotés selon la finesse de leur maille. Pour la plupart des pratiques de fonderie, une banque de tamis avec les ouvertures suivantes est la plus pratique (tableau ci-dessous).

Les tests mécaniques essentiels comprennent la condition physique, la teneur en humidité, la teneur en argile, la perméabilité, la résistance à la compression et la dureté du moule. Le nombre de finesse de grain est calculé en multipliant les pourcentages ci-dessus par une constante donnée, une pour chaque tamis, appelée multiplicateur. Les produits de cette multiplication sont additionnés pour obtenir un produit total. Le titre est alors calculé à partir de la formule :

Produit total / pourcentage total de sable retenu sur l'écran

Méthodes de test de sable

Discutons des différentes méthodes de test de sable :

Test de teneur en humidité

Ce test est réalisé en séchant 50 g de sable humide à poids constant entre 105°C et 1100°C dans un four uniformément chauffé, en refroidissant à température ambiante dans un dessiccateur puis en pesant l'échantillon sec. La différence entre les poids humides et secs de l'échantillon en grammes divisé par 50 g donne le pourcentage d'humidité dans le sable donné.

Un instrument appelé vérificateur d'humidité est largement utilisé dans les fonderies modernes. L'instrument souffle de l'air chaud à travers le sable humide dans une casserole dont le fond est constitué d'un grillage métallique de 500 mesh. L'échantillon de sable est étalé sur le plateau en une fine couche et de l'air chaud est soufflé pendant une période d'environ trois minutes à travers un échantillon de 50 g. L'humidité est efficacement éliminée et une balance de précision détermine la perte de poids de l'échantillon.

Un instrument portable appelé humidimètre permet à l'utilisateur de déterminer la teneur en humidité d'un sable presque instantanément. Les deux bras de l'instrument sont insérés dans l'échantillon donné de sable de moulage contenu dans un récipient, et un petit courant électrique, fourni par une pile sèche dans la poignée, est passé à travers le sable humide. Plus le sable est humide, plus le courant passe facilement et la déviation d'un indicateur donne une mesure de la teneur en humidité.

Test de teneur en argile

Cette méthode d'essai au sable pour déterminer la teneur en argile des sables de moulage consiste à agiter le sable dans l'eau de manière à séparer l'argile des particules de sable puis à éliminer l'argile qui reste en suspension dans l'eau. Le matériau qui ne se dépose pas dans un délai de 5 minutes dans de l'eau distillée à température ambiante est désigné comme une substance argileuse.

L'équipement nécessaire pour déterminer le pourcentage d'argile dans les sables à mouler se compose d'un four de séchage, d'une balance et de poids et d'un laveur de sable. Une petite quantité de sable, soigneusement séché sur un échantillon de 50 g, est sélectionnée et placée dans une pissette. Puis 47 cc d'eau distillée et 25 cc d'une solution de soude caustique à 3 % sont ajoutés à ce sable.

Le mélange est agité pendant 5 minutes dans un agitateur de sable rapide ou 1 heure si un laveur de sable rotatif est utilisé et laissé reposer pendant 5 minutes pour permettre aux plus grosses particules de grains de sable de se déposer. Ensuite, la majeure partie de la solution sur le dessus est siphonnée et jetée, éliminant l'argile qui ne se dépose pas. Cette opération est répétée jusqu'à ce que l'eau soit claire après une période de décantation de 5 minutes.

La bouteille est finalement placée dans le four et après séchage du sable, un échantillon est pesé. Le pourcentage d'argile est déterminé par la différence entre les poids initial et final de l'échantillon.

Test de perméabilité

Perméabilité est mesuré par la quantité d'air qui traversera un échantillon standard de sable sous une pression donnée dans un temps prescrit. L'appareil de perméabilité utilise le standard percuté 5,08 cm diamètre de 5,08 cm hauteur éprouvette.

Un perméamètre, comme le montre la figure ci-dessus, possède un réservoir d'eau cylindrique dans lequel flotte une cloche inversée ou un réservoir d'air correctement équilibré. En ouvrant correctement la vanne à trois voies, l'air emprisonné sous la cloche s'écoulera à travers l'échantillon de sable comme indiqué. Le mercure autour du fond du tube d'échantillon fournit un joint étanche à l'air. La pression de cet air est obtenue avec le manomètre à eau et l'échelle droite. Il doit être proche de 10 cm d'eau ce qui correspond à une pression de 10 g par cm².

Perméabilité le nombre est défini comme le volume d'air en cc qui passera par minute sous une pression de 1 gm par cm² à travers un échantillon de 1 cm² de section transversale et de 1 cm de profondeur. L'indice de perméabilité est calculé à l'aide de la formule suivante :

Nombre de perméabilité =(v × h ) / (p × a × t )


où v =volume d'air =2 000 cc.

h =hauteur de l'échantillon de sable =5,08 cm.

p =pression atmosphérique =10 g/cm²

a =aire de la section transversale de l'éprouvette =20,268 cm²

t =temps pour 2 000 cc d'air en secondes.

Puisque v, h, p et a sont constants, cette formule se réduit à

Perméabilité =3 007,2 / temps en seconde

Test de résistance à la compression

Plusieurs tests ont été mis au point pour tester le pouvoir de maintien de divers matériaux de liaison dans le sable vert et sec. Les essais de compression au sable sont les plus courants, bien que des essais de traction, de cisaillement et transversaux soient parfois utilisés.

La résistance à la compression à l'état vert (kgf/cm2) d'un sable de fonderie est la résistance à la compression maximale qu'un mélange est capable de développer lorsqu'il est humide. L'échantillon de sable damé de 5,08 cm de hauteur x 5,08 cm de diamètre est poussé hors du tube d'échantillon et placé avec l'extrémité qui était la plus haute lors de l'enfoncement contre la plaque supérieure d'une machine universelle de résistance au sable.

La machine est construite de telle sorte qu'elle enregistre une charge en constante augmentation jusqu'à ce que la rupture de l'éprouvette se produise. La charge est appliquée à un taux d'environ 2 kgf/cm2 jusqu'à la rupture de l'éprouvette. La valeur de compression est lue directement sur l'échelle de compression verte de la machine de test.

Test de dureté du moule et du noyau

Ce type de test de sable est effectué par un testeur de dureté de moule dans la fonderie pour déterminer à quel point un moule a été enfoncé. Le testeur a à peu près la taille d'une montre de poche et le test de dureté peut être effectué en quelques secondes. Il fonctionne sur le même principe qu'une dureté Brinell à la surface du moule et la profondeur de pénétration est indiquée sur le cadran du testeur en centièmes de millimètre. La dureté peut également être lue sur une autre échelle en kgf/cm2.

Conclusion

Nous avons couvert tous les types de méthodes d'essai de sable qui sont utilisés. Différents équipements d'essai de sable sont utilisés à cette fin. J'espère que vous avez aimé cet article. Donnez vos commentaires en commentaire ci-dessous.