La fonderie est l'un des plus anciens procédés de traitement thermique des métaux maîtrisés par l'humanité, avec une histoire d'environ 6 000 ans. La Chine connut son âge d'or de la fonte du bronze entre 1700 et 1000 avant J.-C., atteignant un niveau de savoir-faire remarquable. La fonderie consiste à faire fondre un métal solide et à le verser dans un moule de forme spécifique, où il se solidifie. Parmi les métaux utilisés pour la fonderie, on trouve le cuivre, le fer, l'aluminium, l'étain et le plomb. Les matériaux de moule courants comprennent le sable brut, l'argile, le silicate de sodium, la résine et d'autres matériaux auxiliaires ; on parle alors de fonderie en sable.

Le moulage en sable désigne la méthode de production de pièces moulées dans des moules en sable. On peut obtenir des pièces en acier, en fonte et en la plupart des alliages non ferreux par ce procédé. Grâce à la disponibilité et au faible coût des matériaux de moulage utilisés, ainsi qu'à la simplicité de la fabrication des moules, le moulage en sable convient à la production unitaire, à la production par lots et à la production en série. Il constitue depuis longtemps un procédé fondamental de la fonderie.

Les matières premières de base pour la fabrication des moules en sable sont le sable de fonderie et les liants. Le sable de fonderie le plus couramment utilisé est le sable siliceux. Lorsque les performances à haute température du sable siliceux sont insuffisantes, on utilise des sables spéciaux tels que le sable de zircon, le sable de chromite et le sable de corindon. Afin de garantir la résistance des moules et des noyaux en sable et d'éviter leur déformation ou leur rupture lors de la manipulation, de l'assemblage et de la coulée du métal en fusion, des liants sont généralement ajoutés au cours du moulage pour agglomérer les particules de sable. Le liant le plus répandu est l'argile ; on peut également utiliser diverses huiles siccatives ou semi-siccatives, des silicates ou des phosphates hydrosolubles, ainsi que diverses résines synthétiques. Les moules externes utilisés en fonderie en sable sont classés en trois types selon le liant employé et la méthode de renforcement : les moules en sable humide à l'argile, les moules en sable sec à l'argile et les moules en sable durci chimiquement.

Les moules en sable humide argileux utilisent de l'argile et une quantité appropriée d'eau comme liant principal pour le sable de moulage. Une fois le moule réalisé, il est assemblé et le sable encore humide est coulé directement. Les moules en sable durci chimiquement utilisent diverses résines synthétiques et du silicate de sodium comme liants, subissant une polymérisation moléculaire sous l'action d'un agent de durcissement pour former une structure tridimensionnelle.

Les résines furraniques désignent un ensemble de résines produites à partir d'alcool furfurylique et de furfural, composés contenant des cycles furanniques. Elles se solidifient en solides insolubles et infusibles sous l'action d'acides forts. Parmi les différents types, on trouve la résine d'alcool furfurylique, la résine de furfural, la résine de cétone furfurylique et la résine de cétone furfurylique-formaldéhyde. Les résines furraniques sont des résines synthétiques importantes utilisées en fonderie. Leur utilisation comme liant en fonderie de sable améliore considérablement la qualité globale des pièces moulées. L'ajout de résines furraniques offre des avantages tels qu'une meilleure précision dimensionnelle, un état de surface plus lisse et des contours externes plus nets.

Les résines furaniques présentent un intérêt industriel certain et sont largement utilisées dans la fonderie. Elles servent au moulage, notamment pour la production de nombreuses pièces automobiles, d'articles de plomberie et sanitaires, ainsi que de moules pour pneumatiques, où les procédés de moulage au sable à base de résine furanique ont démontré leur rentabilité. Les résines furaniques possèdent une excellente résistance à la corrosion et à la chaleur, et leurs matières premières sont abondamment disponibles. Leur procédé de fabrication, simple, explique leur popularité. Le furfural, matière première de base pour la fabrication des résines furaniques, est issu de sous-produits agricoles tels que les coques de coton, les balles de riz, les épis de maïs et les tiges de maïs.

Influence des spécifications techniques de la résine furanique sur les pièces moulées

Les paramètres les plus influents des résines furaniques sur les pièces moulées sont la teneur en azote, la viscosité et l'humidité. La teneur en azote accroît le dégagement gazeux du sable de moulage, notamment pour les pièces en acier, où l'azote est plus susceptible de provoquer des défauts tels que la porosité sous-jacente. La viscosité influe principalement sur l'homogénéité du mélange résine-sable, surtout en hiver lorsque la température du sable est basse ; une faible fluidité entraîne facilement un mélange hétérogène du sable, provoquant des défauts localisés dans la pièce moulée. Un excès d'humidité ralentit la solidification du sable de moulage, diminue la dureté et la pénétration, réduit la résistance et crée une couche externe dure contrastant avec un intérieur mou, ce qui peut entraîner l'effondrement du moule. De plus, à haute température, l'humidité a tendance à rester dans le sable de moulage, ce qui diminue la dureté et favorise un dégagement gazeux important.

La société Xinda est spécialisée dans la production de résines furaniques, avec des spécifications techniques de produit stables adaptées au moulage au sable, aidant les entreprises à produire des pièces moulées de qualité.