Conférence de CTIF sur les liants organiques aux ateliers de l’ICEEL

CTIF a participé à la cinquième édition des Ateliers Scientifiques de l’Institut Carnot (ICEEL) le 26 mai 2016 à l’ENSIC à Nancy. Julien Soro, (photo) ingénieur PhD à CTIF a présenté un poster ainsi qu’une conférence sur les liants inorganiques sous le titre « Comparaison de nouveaux liants inorganiques avec le procédé conventionnel boîte froide de noyautage sable en fonderie de non ferreux ». Extrait.

Les liants inorganiques : un défi pour la fonderie

L’évolution du contexte réglementaire sur les émissions de COV au niveau européen a conduit, depuis quelques années, les fournisseurs de liants à développer de nouveaux produits inorganiques, à base de silicate de sodium, qui présentent l’avantage de ne pas émettre de COV.

Ces procédés inorganiques sont à l’origine de quelques difficultés techniques non négligeables liées à la nature chimique de ces liants. En effet, la réalisation de noyaux avec des liants minéraux constitue l’un des plus grands défis de l’industrie de la fonderie nécessitant des investigations approfondies.

Dans le cadre d’une étude portant sur ces nouveaux liants inorganiques, CTIF a sollicité l’ICEEL pour le financement de l’adaptation de ses installations, initialement prévues pour la fabrication des noyaux en polyuréthanne gazés à la DMEA (procédé boîte froide), au procédé liants inorganiques, qui utilise une boîte chaude et un gazage à l’air chaud.

L’étude menée par CTIF a pour objectif de valider les performances techniques et environnementales annoncées pour les nouveaux liants afin de déterminer si ces produits peuvent constituer une alternative viable aux liants organiques actuels soumis à des restrictions environnementales de plus en plus sévères.

Les premiers résultats de l’étude

Les premiers travaux ont porté sur l’adaptation d’une installation en procédé boîte froide existante, et à l’utilisation des nouveaux procédés inorganiques boîte chaude/gazage à l’air chaud. Une fois cette étape terminée, des analyses comparatives des performances techniques entre liants inorganiques et liants organiques sont réalisées à chaque étape du procédé de fabrication, depuis le sable préparé jusqu’à la qualité des pièces coulées, en passant par la régénération du sable.

La mise en place d’un préchauffeur d’air en amont du gazeur, d’un cordon thermorégulé en aval, jusqu’à la machine à noyauter et l’ajout d’un circuit de refroidissement de la tête de tir, ont permis l’obtention d’une installation de noyautage multi procédés, air chaud-amine-CO₂.

Les résultats des analyses réalisées par CTIF sur les différents types de liant révèlent que :

• Conservé à l’abri de l’air ambiant ou d’une élévation de la température, le sable préparé avec des liants inorganiques a une durée de vie similaire à celle obtenue avec les liants organiques.
• Une hygrométrie élevée du milieu de stockage réduit considérablement la durée de conservation des noyaux inorganiques.
• Les caractéristiques mécaniques sont similaires entre les procédés inorganique et organique. Après un traitement thermique à 700°C et 900°C, les noyaux à liant inorganique conservent, bien que très faible, une certaine résistance à la rupture contrairement aux noyaux à liant organique.
• Les temps de prise sont sensiblement plus courts pour le procédé inorganique.

Les travaux se poursuivent actuellement avec l’étude des émissions durant le procédé de fabrication, la qualité des pièces coulées et la régénération des sables.

Contact Julien Soro