Pour les fonderies, la qualité des pièces moulées est leur principal atout concurrentiel. Les revêtements à base d'alcool sont essentiels pour améliorer l'état de surface des pièces moulées ; maîtriser leur formulation est la clé de la production de pièces de haute qualité. Aujourd'hui, nous allons explorer les secrets de la formulation des revêtements à base d'alcool.

I. À propos des revêtements à base d'alcool

Les revêtements à base d'alcool utilisent généralement de l'alcool industriel, de l'isopropanol ou d'autres alcools comme solvant principal ou milieu de dispersion, et sont fabriqués en dispersant uniformément des agrégats réfractaires, des liants, des agents de suspension et d'autres additifs fonctionnels à l'intérieur de ceux-ci.

Son principal avantage réside dans son séchage rapide après allumage, formant un revêtement robuste sur la surface du moule en sable. Ceci améliore significativement la qualité de surface des pièces moulées et prévient efficacement les défauts tels que l'adhérence du sable et les inclusions. Nos études de cas pratiques démontrent que l'utilisation judicieuse de revêtements à base d'alcool permet de réduire le taux de rebuts de 10 à 20 % et d'améliorer la rugosité de surface de 20 à 30 %.

Dans une formulation classique, les granulats réfractaires représentent 50 à 70 % du revêtement. Ces granulats déterminent directement sa réfractarité, sa stabilité chimique et ses propriétés anti-adhérentes au sable. Parmi les granulats courants, on trouve : la poudre de zircon pour l’acier moulé et la fonte de haute qualité ; l’alumine fondue brune et l’alumine fondue blanche pour l’acier allié ; et la poudre de quartz, la poudre de graphite et la poudre de chromite pour la fonte et les métaux non ferreux.

Il est toutefois important de noter que la granulométrie des agrégats est cruciale. Des particules plus grossières offrent une meilleure perméabilité du revêtement, mais une surface plus rugueuse ; des particules plus fines permettent d’obtenir un revêtement dense et lisse, mais sont sujettes à la fissuration. Par conséquent, il est généralement nécessaire de mélanger deux agrégats ou plus présentant des granulométries différentes.

II. Concernant le solvant porteur :

Le solvant porteur représente environ 20 à 35 % de la composition, généralement de l'alcool industriel à une concentration ≥ 95 %. Une humidité excessive nuit fortement à la suspension du revêtement, à son application au pinceau et à son séchage après combustion. L'isopropanol sèche rapidement et offre de bonnes performances, mais son coût est relativement élevé. Le liant représente 1,5 à 3,5 % de la composition et se décline en deux types : haute température et basse température. Il assure respectivement l'adhérence du revêtement à haute température et sa résistance immédiate après combustion.

Les agents de suspension servent à prévenir la sédimentation des particules solides ; l’agent de suspension le plus couramment utilisé est l’organobentonite. Celle-ci forme un réseau de gel stable dans l’alcool. La bentonite à base de lithium nécessite un traitement d’activation ; le PVB possède des propriétés de suspension et de liaison. Les additifs comprennent des agents mouillants, des antimousses et des conservateurs, améliorant ainsi la maniabilité et la stabilité au stockage du revêtement.

III. Le processus de formulation des revêtements à base d'alcool est particulièrement critique.

1. Les matières premières doivent être rigoureusement inspectées, le matériel nettoyé et l'utilisation de flammes nues strictement interdite dans la zone de travail. Une ventilation adéquate doit être assurée et les opérateurs doivent porter des appareils respiratoires, des gants et autres équipements de protection.

2. Versez tout l'alcool dans la cuve de mélange. Tout en agitant à grande vitesse (1000 tr/min), incorporez lentement et uniformément l'organobentonite en saupoudrant pendant 20 à 40 minutes jusqu'à la formation d'un colloïde visqueux et homogène.

3. Passez à une vitesse moyenne (500–800 tr/min) et ajoutez lentement les agrégats réfractaires, les liants et autres matériaux en poudre en séquence, en évitant les grumeaux et la génération de poussière.

4. Après avoir ajouté toute la poudre, augmentez la vitesse à 1 200 tr/min et agitez à vitesse élevée pendant 1 à 2 heures. Pour un revêtement de meilleure qualité, il est possible de le broyer davantage à l’aide d’un broyeur colloïdal ou d’un broyeur à rouleaux afin d’obtenir une texture plus fine.

5. Sceller et laisser maturer le revêtement pendant 12 à 24 heures. Une fois ses propriétés stabilisées, tester la viscosité, le degré Baumé et les propriétés de la suspension. Si nécessaire, ajuster avec de l'alcool ou une suspension de bentonite préparée à l'avance.

IV. Points clés de contrôle technique dans la formulation des revêtements à base d'alcool

Viscosité/Densité : Affecte l'effet et l'épaisseur du revêtement ; généralement, le degré Baumé doit être contrôlé entre 40 et 70 Be°.

Suspension : Un bon revêtement doit rester uniforme pendant longtemps, avec une sédimentation minimale et une texture aérée.

Application au pinceau/nivellement : Le revêtement doit être facile à appliquer au pinceau, ne pas s’auto-brosser et posséder de bonnes propriétés de nivellement.

Allumage et séchage : Nécessite un séchage rapide et uniforme, sans déflagration ni fissuration.

Résistance à l'humidité : Empêche l'absorption d'humidité et le ramollissement ; cette résistance peut être améliorée par l'ajout de PVB ou de résine.

De plus, il est crucial de noter que les revêtements à base d'alcool sont inflammables et explosifs. L'ensemble du processus de formulation, de stockage et d'utilisation doit être strictement ignifuge et antidéflagrant. L'environnement doit être bien ventilé, les équipements correctement mis à la terre et les zones de stockage éloignées des sources de chaleur et équipées de matériel électrique antidéflagrant.

En conclusion, l'utilisation de matériaux de qualité, une formulation scientifique, le respect rigoureux du processus de production, un brassage et un temps de durcissement adéquats, le recours à des tests de performance pour optimiser la production et la priorité absolue accordée à la sécurité sont essentiels. La maîtrise de ces points vous permettra sans aucun doute d'avoir davantage confiance et d'améliorer durablement la qualité de vos pièces moulées.