Propriétés Clés du Sable de Moulage : Perméabilité, Cohésion, Adhérence, Plasticité et Plus

Neuf propriétés principales du sable de moulage :

1. Perméabilité
2. Cohésion
3. Adhérence
4. Plasticité
5. Réfractarité
6. Résistivité chimique
7. Pouvoir liant
8. Aptitude au fluage (Flowability)
9. Résistance verte (Green Strength)

Propriété 1 : Perméabilité

Passage de gaz, eau, vapeur à travers le sable = porosité / perméabilité.

Facteurs influençant la perméabilité :

• Taille des grains (50 – 3360 µm)
• Forme des grains (arrondi, angulaire, sous-angulaire, composé) — arrondi favorable
• Densité de compactage
• Teneur en humidité (excès remplit interstices)
• Teneur en liant (structure interstitielle)

Le sable doit être assez poreux pour laisser échapper gaz, eau, vapeur lors de la coulée. Métal fondu contient gaz dissous → émis à la solidification. Métal + sable humide → vapeur. Perméabilité insuffisante → trous de gaz, porosité. Le mouleur contrôle : pilonnage dur = perméabilité basse, compensé par éventage large. Fig. 3.21 : influence des facteurs.

Propriété 2 : Cohésion

Aptivité des grains à s'agglomérer = résistance du sable.

Facteurs :

• Taille et forme des grains
• Mélange grains de tailles variées
• Matière liante / teneur en liant et sa distribution

Résistance liaison = teneur en alumine (argile). Argile = film mince et tenace sur chaque grain. Sables vifs (grains ovales lisses) peu liables → argile aide. Humidité = facteur majeur. Sable doit avoir bonne tenue, sinon effondrement/destruction partielle lors manipulation, retournement, fermeture. Cohésion maintenue à l'entrée du métal (résistance à chaud) : sable ne doit pas être lessivé.

Propriété 3 : Adhérence

Grains doivent coller aux autres corps, surtout au châssis (flask). Seul moyen de tenir le sable dans le châssis lors déplacements. Mais ne doit pas coller à la pièce → se détache proprement, surface nette.

Propriété 4 : Plasticité

Aptivité à prendre une forme prédéterminée sous pression et la garder pression retirée. Pour bonne empreinte du modèle, plasticité nécessaire. Généralement sables fins = meilleure plasticité. Dépend teneur argile (absorbe l'humidité).

Propriété 5 : Réfractarité

Aptivité de la silice à supporter haute chaleur sans se dégrader ni fondre. Faible réfractarité = combustion à haute T°. Point de fusion augmentable par élimination impuretés (oxydes métalliques). Ne doit pas former masse vitreuse (gêne démoulage).

Propriété 6 : Résistivité Chimique

Ne doit pas réagir chimiquement avec le métal fondu → réutilisable.

Propriété 7 : Pouvoir Liant (Binding Property)

Liant permet au sable de s'écouler pour prendre forme du modèle. Pas trop fort (démoulage difficile), pas trop faible (peau de pièce casse).

Propriété 8 : Aptitude au Fluage (Flowability)

Similaire à plasticité. Aptivité à prendre la forme désirée. Doit transmettre les coups de pilonnage à travers la masse.

Propriété 9 : Résistance Verte (Green Strength)

Dépend de :

• Taille des grains
• Forme et distribution des grains
• Type et quantité d'argile ou autre liant
• Teneur en humidité

Résistance à la compression à sec augmente avec l'humidité jusqu'à limite de travaillabilité (Fig. 3.23). Fig. 3.24 : variation résistance verte avec autres caractéristiques.