20 Description des défauts: Erosion 21 Description des défauts: Erosion Erosion Assistance à la décision ➝ P. 128 Contrôle du sable ➝ P. 177 Fig. 6: Echantillon de fonte GL pour contrôle d‘érosion du sable de moulage à vert. Agrandissement: 10 mm photo = 10 mm Description Causes possibles L’érosion de sable se présente principalement à proximité des attaques et est fréquemment combinée avec des inclusions de sable et de crasse. Une excroissance métallique apparaît dans cette zone. Sable de moulage lié à l‘argile • Teneur en argile active trop basse • Cohésion insuffisante de la bentonite. Peut être la conséquence de l’emploi d’une argile de qualité médiocre ou d‘une mauvaise préparation du sable de moulage. • Trop forte teneur en fines dans le sable • Température du sable trop élevée. Le sable se dessèche rapidement et perd sa cohésion. • Sable trop grossier, d’où une surface de contact entre les grains insuffisante • Teneur en carbone brillant dans le sable de moulage trop faible. Le métal liquide entraîne les grains de sable du moule. • Teneur en sels dans le sable de moulage trop importante. Le pouvoir agglomérant de la bentonite en est réduit. Formation du défaut Les grains de sable ne sont plus assez liés entre eux par les particules de bentonite et sont entraînés dans le moule lors de la coulée. Le défaut se présente en majeure partie dans des moules qui ont séché trop rapidement (Température du sable trop élevée) ou dans des moules qui contiennent une trop faible quantité d’argile et d’eau. Le défaut apparaît plus fréquemment près des attaques ou des descentes de coulées. Explications Le défaut de type érosion est la conséquence de moules déshydratés par une attente trop longue avant la coulée. Ce défaut s‘est accentué depuis l’apparition des machines à hautes pressions qui utilisent des sables à faible aptitude au serrage. Lorsque l’agglomérant n’est plus capable de lier les grains de silice entre eux, ils se décollent et se dispersent vers d’autres régions du moule. Installation de moulage • Serrage des moules insuffisant Attaque et coulée • Vitesse de coulée trop élevée. Les zones affectées thermiquement deviennent trop chaudes et s’érodent. • Quantité de métal liquide trop importante. Surchauffe importante des différentes parties de l’empreinte. Description des défauts: Erosion Remèdes Informations complémentaires Sable de moulage lié à l‘argile • Augmenter la teneur en argile • Vérifier la qualité de l’argile et si possible utiliser une argile avec faible proportion d‘impuretés. • Améliorer le développement de l’argile. Augmenter l’humidité et le temps de malaxage. Préhumidifier le sable de retour. • Les additifs carbonés contenant du graphite et surtout la bentonite spéciale Quickbond améliorent la préparation du sable de moulage. • Réduire la température du sable en dessous de 40°C. Améliorer le refroidissement du sable. Préhumidifier le sable de retour. • Utiliser un sable plus fin • Augmenter le taux de noir dans le sable ou utiliser un additif carboné plus actif. • Augmenter la régénération en sable neuf quand la teneur en sels contenue dans le sable de moulage est trop élevée. Si nécessaire, utiliser de l’eau partiellement déminéralisée. La tendance à l’érosion dans les sables liés à l’argile dépend avant tout de la quantité et de la qualité du liant, du développement de la bentonite et de la tendance au sable de moulage à se dessécher. Lorsque le taux d‘argile diminue pour une aptitude au serrage constante, la tendance à l‘érosion augmente. L‘érosion des grains de sable dans le moule dépend des forces de cohésion qui peuvent être déterminées en mesurant la résistance à la traction du sable à vert. Les argiles ayant un taux de montmorillonite élevé contiennent un faible taux de matière inerte. Il en résulte un meilleur ratio de la résistance à la traction pour un pourcentage d’argile donné qui réduira d’autant les risques d’érosion. Les défauts de type érosion sont fréquents avec des sables à trop faible aptitude au serrage.1 Une simple perte en eau par évaporation suffit à une perte de cohésion des grains de silice en surface d’empreinte. En présence de défauts d‘érosion, Levelink recommande l’emploi d’un taux d’argile plus important et d’un sable plus fin.1 Selon les mesures effectuées par IKO, l’emploi d’un sable plus fin réduit sensiblement les pertes en eau par évaporation, et par conséquent évite la baisse de cohésion. L’emploi d’un noir ou d‘une bentonite contenant du graphite a le même effet. Une densité de serrage plus élevée et plus uniforme sera alors obtenue. L’évaporation est alors considérablement réduite. Installation de moulage • Améliorer et homogénéiser le serrage du moule. Assurer un remplissage plus homogène. • Améliorer la fluidité du sable. Attaque et coulée • Diminuer la vitesse de coulée. • Modifier le système d‘attaque pour diminuer les surchauffes du sable 23 Description des défauts: Erosion 2,4 Humidité [ %] 22 2,2 Avec carbon fissile 2,0 Sans carbon fissile 1,8 Fig. 7 0 5 10 15 20 25 Temps [min] La cohésion des grains de silice dans le moule est aussi améliorée avec l’emploi d’un sable fin. La température du sable a une influence considérable sur le dessèchement superficiel des moules et le risque d‘érosion qui y est lié. Dans tous les cas, la température du sable de moulage ne doit pas excéder 40°C. La préparation du sable de moulage doit être faite avec une évaporation aussi faible que possible. Le rendement de malaxage est défini par Levelink.2 Le sable de moulage se dessèche moins vite lors de l’utilisation d’argiles contenant du graphite. Par conséquent, l’évaporation et la tendance à l’érosion peuvent être réduits. Une haute teneur en carbone brillant réduit le risque d’érosion grâce à la formation d‘une couche protectrice de carbone brillant. Les parties de moule mal serrées sont soumises à des défauts d‘érosion. Levelink a mis en évidence la baisse des défauts d’érosion avec l‘augmentation des duretés de moule.1 Une meilleure préhumidification du sable et une diminution de l‘évaporation d‘eau sont les mesures qui permettent d‘éviter ce défaut. Finalement, il est à noter que la conception du système d‘attaque joue un rôle important sur le défaut d’érosion particulièrement à proximité des attaques. Une trop grande quantité de métal liquide ne doit pas circuler dans une même partie du moule. Un engorgement trop rapide doit être évité. 24 Description des défauts: Erosion Références Autres publications 1 Levelink, H. G.; van den Berg, H.; Frank, E. Kriterien der Sandqualität für moderne Formanlagen Gießerei 62, 1975, P. 1 – 5 ➝ Boenisch, D. Wasserentsalzung verbessert die Gußoberflächen Gießerei 66, 1979, P. 334 – 344 2 Levelink, H. G.; van den Berg, H.; Frank, E. Steuerung der Sandqualität bei modernen Formanlagen Gießerei 62, 1975, P. 93 – 99 ➝ Berndt, H. Neue Aspekte in der Aufbereitungstechnik und Qualitätssicherung von tongebundenen Sanden Gießerei 67, 1980, P. 667 – 675 3 Baier, J. Neue Bentonite für Gießereien Gießereirundschau 39, 1992, P. 19 ➝ Szreniawski, J. Über die Wirkung des Metallstromes auf die Innenfläche der Sandform 25th Int. Casting Congress, Brussels 1958, Paper 32 ➝ Ruddle, R. W.; Wagner, C. G. Gebräuchliche Zusätze zur Verhütung von Oberflächenfehlern durch Formstoffausdehnung Colada 4, 1971, P. 571 – 576 (Spanish) ➝ Kumanin, J. B.; Timofeev, A. A.; Novodvorskij, A. V. Einfluß einiger technologischer Faktoren auf die Erosionsfestigkeit von Formstoffmischungen Izvestija vyssich ucebnych zavedneij, cernaja metallurgija, 1973, P. 162 – 165 (Russian) ➝ Kubasa, A.; Stobl, R.; Radatz, K. 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