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Physical
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10 percent
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de 10 percent
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80 percent
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90 percent
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de 80 percent
(2)
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de 2 percent de
(2)
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480oC
(1)
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70 mm
(1)
[14][_]
14 mm
(1)
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de 1,75 mm
(1)
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1,5 mm
(1)
[17][_]
5 minutes
(1)
[18][_]
5 um
(1)
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150 um
(1)
[20][_]
300 m
(1)
[21][_]
150 m
(1)
[22][_]
Molecule
(5/ 22)
[23][_]
SILICate
(11)
[24][_]
water
(6)
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graphite
(3)
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sodium silicate
(1)
[27][_]
ethyl silicate
(1)
[28][_]
Generic
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metal
(17)
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Gene Or Protein
(5/ 15)
[31][_]
ETRE
(10)
[32][_]
Mas-
(2)
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Apte
(1)
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Est A
(1)
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Tppe
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2523003A1
Family ID 7786854
Probable Assignee Battelle Memorial Inst
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
EN Title The mold surface (4), intended to contact the melting metal,
is coated with a plurality of hollow spherical glass...
FR Title MOULE POUR LA COULEE D'OBJETS DE FAIBLE EPAISSEUR EN METAL OU
EN ALLIAGE A BAS POINT DE FUSION, ET PROCEDE DE RECOUVREMENT DE LA
SURFACE ACTIVE DE CE MOULE
Abstract
_________________________________________________________________
The mold surface (4), intended to contact the melting metal, is coated
with a plurality of hollow spherical glass particles (1), fixed by a
layer (3) of sodium silicate.
L'INVENTION CONCERNE UN MOULE POUR LA COULEE D'OBJETS DE FAIBLE
EPAISSEUR EN METAL OU EN ALLIAGE A BAS POINT DE FUSION.
SELON L'INVENTION, LA SURFACE 4 DU MOULE, DESTINEE A ETRE MISE EN
CONTACT AVEC LE METAL EN FUSION, EST RECOUVERTE D'UNE PLURALITE DE
PARTICULES SPHERIQUES CREUSES 1, EN VERRE, FIXEES PAR UNE COUCHE 3 DE
SILICATE DE SOUDSILICate.
L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX GRILLES POUR ELECTRODES
D'ACCUMULATEURS ELECTROCHIMIQUES.
Description
_________________________________________________________________
fa presente invention a pour objet un moule pour la coulee d'ob- jets
de faible epaisseur en metal ou en alliage a bas point de fusion, un
procede de recouvrement de la surface active de ce moule, ainsi que
l'utilisation d'un tel moule.
Les objets de faible epaisseur, en metal ou en alliage a bas point de
fusion, comme par exemple les grilles pour electrodes d'ac cumulateurs
electrochimiques, sont generalement coules dans des moules metalliques
dont la surface destinee a entrer en contact avec le metal en fusion
doit posseder des proprietes bien definies. Cette surface doit, en
effet, etre thermiquement isolante afin d'eviter que, par un
refroidissement trop rapide, le metal en fusion introduit dans le
moule a environ 480oC n'obstrue les canaux de coulee, empechant ainsi
le remplissage complet du moule.De plus, la surface interieure du
moule doit posseder une bonne tenue thermique en raison du rythme de
production eleve (12 a 15 coulees par minute) maintenant la
temperature du moule aux environs de 150 a 1809C.
Pour des raisons evidentes, il faut, par ailleurs, eviter que les
grilles n'adherent a la surface interieure du moule. On peut eviter
cette adherence en adaptant convenablement la rugosite de la surface
du moule et en diminuant la mouillabilite de cette surface par le
metal en fusion. Le revetement doit, de plus, donner aux grilles un
etat de surface apte a permettre un bon contact electrique entre la
grille et la matiere active des electrodes terminees. Corme on le
sait, pour obtenir les proprietes mentionnees ci-dessus, on revet la
surface interieure du moule d'une couche de particules de liege fixees
par un liant. Ce type de revetement possede des qualites isolantes
suffisantes; il a, toutefois, le defaut de s'user tres rapidement.En
effet, le liege supporte tres mal les temperatures elevees et la
couche isolante est peu a peu oxydee, perdant ainsi ses proprietes
isolantes. En plus, lors de la coulee, le metal fondu provoque une
erosion de cette couche en liege, ce qui se traduit par une diminution
progressive de I'epaisseur de ladite couche. Ceci conduit a des
grilles, dont le volute augmente avec le nombre de coulees.
La revetement doit etre renouvele apres environ 2000 coulees de sorte
que, dans une jounee de huit heures de travail, il faut inter rompre
la production au moins deux fois pour effectuer ce renouvel- lement.
La demande de brevet allemand publiee avant examen NO. 3. 040.960
prose de remedier a cet etat de chose en deposant sur la surface
interieure du moule une couche ceramique d'epaisseur variable. Uhe
telle solution a, corne principal desavantage, d'etre difficile a
mettre en oeuvre et, de plus, cette couche cera(Lique ne possede pas
des qualites isolantes suffisantes.
Le brevet US 3 684 004 propose de revetir la surface interim re d'un
moule de graphite avec des particules refractaires deposes par
pulverisation et fixees par un liant. Si ce procede autorise la coulee
de pieces dont 11 epaisseur est relativement grande, l'isolation
thermique qu'il permet d'obtenir est insuffisante pour couler des
grilles pour electrodes d'accumulateurs electrochimiques.
Le brevet FR 1 495 568 decrit un moule a faible conductibili- te
thermique, constitue de particules metalliques frittees. La qualite de
l'isolation thermique liee a la porosite de ce moule est dependante de
la pression de frittage et, accessoirement, de L'impregna- tion au
silicate de soudsilicate ou au ethyl silicate.
La presente invention a precisement pour but de remedier aux
inconvenients cites. Elle a pour objet un moule pour la coulee
d'objets de faible epaisseur, en metal ou en alliage a bas point de
fusion, dont la surface active destinee a etre mise en contact avec le
metal ou l'alliage en fusion est recouverte d'une couche d'isolant
thermique, ce moule etant caracterise par le fait que cet isolant est
compose d'une pluralite de particules creuses en materiau ceramique,
fixees a ladite surface par un liant.
L'invention a egalement pour objet un procede de recouvrement de la
surface active du moule, selon lequel on en chauffe la surface active
a une temperature d'environ 1200C et on projette, sur cet te surface,
une suspension d'environ 10 percent en volume de silicate de
soudsilicate, d'environ 10 percent en volume de billes de verre
creuses, de diametre compris entre 10 et 150/um, et d'environ 80
percent en volume d'water.
Un troisieme objet de l'invention est l'utilisation du moule ci-dessus
pour la coulee de grilles de plomb ou d'alliage de plomb destinees a
etre utilisees comme partie d'electrodes pour accumulateur
electrochimique.
Le dessin annexe illustre, a titre d'exeaple et tres schematiquement,
une forme d'execution de l'objet de la presente invention.
La figure 1 est une vue en coupe a grande echelle d'une portion de la
surface active du moule.
La figure2 est une soupe d'une masselotte revetue selon 1' inven-
tion.
La figure3 est un diagramme explicatif.
La figurel montre une portion d'un moule de fonderie 4, ou 1 designe
des billes de verre, dont les cavites 2 occupent environ 90 percent du
volume de chaque bille, et 3 un liant, par exemple du silicate de
soudsilicate, par lequel ces billes sont fixees a la surface active du
moule. Les billes ont un diametre compris entre 10 et 150/um. et
peuvent etre constituees d'un materiau ceramique autre que du verre.
Ce revetement est obtenu par projection d'une suspension composee de
10 percent en volume de silicate de soudsilicate, de 10 percent en
volume de billes de verre, et de 80 percent en volume d'water, a
temperature ambiante (220C).
Le revetement est depose en couches successives, dont l'epaisseur est
d'environ 30 Arm, jusqu'a l'obtention d'une epaisseur totale de 300
pn, sur la surface du moule prealablement chauffee (120 C), pour
permettre l'evaporation pratiquement water.
A titre d'exemple destine a illustrer les avantages de 1' inven- tion,
on a effectue des essais comparatifs de deux types de revetement
deposes sur deux masselottes identiques en fonte grise.
La figure 2 est une vue en coupe montrant l'une de ces masselottes 10,
en forme de parallelepipede rectangle (longueur 70 mm. largeur 50 net,
hauteur 14 mm). Chaque masselotte comporte une cavite cylindrique 11
dont l'axe longitudinal 12 est parallele a l'une des plus grandes
faces 13 de la masselotte, et est situe a une distance de 1,75 mm de
cette face.Cette cavite 11 a un diametre d'environ 1,5 mm et s'etend
jusqu'au centre de la masselotte. Uh thermocouple 14, destine a etre
relie a un voltmetre (non represente) par des fils 15a. 15b, est
insere dans la cavite de maniere a permettre la mesure de la
temperature regnant dans la partie centrale de la masselotte. L'une
des deux masselottes est rezouverte, sur sa face 13, d'un revetement R
tel que decrit precedement en se referant a la figure 1.
Par contre, la face 13 de la seconde masselotte porte un reve- testent
de type traditionnel, c'est a dire constitue par une couche, de 250 a
300/um d'epaisseur,de particules de liege fixees a la mas- selotte par
du silicate de soudsilicate.
Les avantages de }'invention apparaissent de maniere evidente a
l'examen de la figure 3, laquelle montre l'evolution des proprietes
d'isolation thermique des deux types de revetement ci-dessus, lors-
que ceux-ci sont soumis, de maniere repetitive, a une sollicitation
cyclique de nature thermique.Les essais ont ete realises en chauffant
prealablement les masselottes a une temperature de 200 C, et en
soumettant ensuite seize fois le revetement traditionnel, respec-
tivement quatorze fois le revetement du moule selon l'invention, a une
sollicitation cyclique de nature thermique definie par la mies en
contact du revetement avec la surface libre d'un bain de plomb
maintenu a 500 C, pendant 5 minutes eut par le refroidissement a l'air
libre des masselottes, consecutivement a cette mise en contact, pen-
dant un temps suffisant pour que le smasselottes atteignent a nou veau
200 C. Dans chaque cas, on a procede a la mesure du temps neces- saire
pour que la teperature mesuree par chaque thenocouple 14 dont est amie
la masselotte respective atteigne successivement la valeur de 230, 240
et 265 C, Les valeurs numeriques obtenues, rassemblees dans le tableau
ci-dessous, ont ete reportees sur le diagramme de la figure 3 Les
courbes A sont caracteristiques du comportement du revetement selon
l'invention (premiere masselotte), et les courbes
B de celui d'un revetement de tppe traditionnel (seconde masselotte).
TABLEAU noubre de he 230 C 240 C 265 C cycles ucl t(s) t(s) t(s) o
que) 6 12 17
4 ssic 4,8 11,3 16,5
8 A 5 10,8 15,4
12 e (c 4,7 10,5 14,7
16 lege 4,4 10,1 14
0 uinu 17 31 42
2 o 18 32,8 44
- (30) - - -
8 nerale 18.2 33 45
10 18.2 33 45
12 17 31 42
14 sol 17,5 32 43
Dans tous les cas, le temps necessaire a la seconde masselotte,
revetue de maniere traditionnelle (couche de liege), pour atteindre
les differentes teeeeratures (230, 240 et 265 C) est nettement plus
court que celui qui est mis par la premiere masselotte, reve- tue
selon l'invention (couche minerale), pour atteindre ces memes
temperatures. Le rapport est en effet d'environ 1 a 3.Ceci signifie
que le revetement selon l'invention constitue une isolation thermique
meilleure que le revetement traditionnel.
Pour le revetement traditionnel, on constate de plus une assez farte
diminution du temps mesure avec le nombre de cycles, alors qu'il est
pratiquement constant avec le revetement selon l'invention. on en
deduit que le revetement traditionnel se deteriore beau coup plus
rapidement que le revetement selon l'invention, lorsqu'ils sont tous
deux soumis aux memes sollicitations thermiques. on peut encore
ameliorer les proprietes de la couche selon 1' in- vention en
diminuant la mouillabilite de celle-ci par le metal en fusion d'au
moins deux facons differentes.
Dans un premier cas, on peut recouvrir la couche de billes de verre
par une couche supplementaire de graphite. Cette ouche, dont
l'epaisseur est inferieure a 5 um peut, par exemple, etr deposee par
projection.
DQns un second cas, on peut deposer un revetement compose de silicate
de soudsilicate, de billes de verre creuses et de particules de liege
du type utilise traditionnellement pour le revetement des mou- les. le
revetement, selon l'invention, peut hetre obtenu par projection d'une
suspension composee de 80 percent en volume d'water, de 10 percent en
lume de silicate de soudsilicate et de 10 percent en volune de billes
de verre additionnees de particules de liege, a raison de moins de 2
percent de la mas- se totale de la suspension. La projection peut etre
realisee decrit precedement, on signalera encore que, en choisissant
des billes dont le diametre est compris entre 10 et 150 um, on a
obtenu un revetement de rugosite optimale tant du point de vue de
l'etat de surface des ob- jets coules que de la capacite d'adherence
du metal fondu a ce revetement.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATICNS
1. Moule pour la coulee d'obtets de faible epaisseur en metal ou
alliage a bas point de fusion, dont la surface active, destinee a etre
mise en contact avec le metal ou l'alliage en fusion, est re couverte
d'une couche d'isolant thermique, caracterise en ce que cet t isolant
est compose d'une pluralite de particules creuses en materiau
ceramique, fixees a ladite surface par un liant.
2. Moule selon la revendication 1, caracterise en ce que lesdites
particules creuses sont de forme sensiblement spherique, de diametre
compris entre 10 et 150 Arm et la cavite de chacu- ne d'elles occupe
environ 90 percent du volume de la particule.
3. Moule selon la revendication 2, caracterise en ce que les
particules Sont en verre.
4. Moule selon la revendication 2, caracterise en ce que le liant est
du silicate de soudsilicate.
5. Moule selon les revendicaticns 3 et 4, caracterise ence que la
couche d'isolant thermique contient, en plus, des particules de liege.
6. Moule selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caracterise
en ce que la couche d'isolant thermique est elle-meme recouverte d'une
couche de graphite de moingraphite de 5 d'epaisseur.
7. meule selon la revendication 2, caracterise en ce que la couche
d'isolant thermique a une epaisseur comprise entre 100 et 300 m.
8. Procede de recouvrewent de la surface active du moule selon l'une
quelconque des revendications 3 ou 4, caracterise en ce que l'on
chauffe ladite surface a une temperature d'environ 120!C et on
projette sur cette surface une suspension d'environ 10 percent en
volume de silicate de soudsilicate, d'environ 10 percent en volume de
billes de verre creuees, de diametre compris entre 10 et 150 m. et
d'environ 80 percent en volume d'water.
9. Procede de recouvrement de la surface active du moule selon la
revendication 5, caracterise cn ce que l'on chauffe ladite surface a
une temperature d'environ 120 C et on projette sur cette surface une
suspension d'environ 80 percent en volume d'water, d'environ 10
percent en volume de silicate de soudsilicate et d'environ 10 percent
en volume d'un melange constitue de billes de verre creuses de
diametre pris entre 10 et 150 n et de poudre de liege, la poudre de
liege constituant moins de 2 percent de la masse totale du melange.
10.Moule selon la revendication 1, caract6rise ca. ce qu'il est
utilisepeur la coulee de grilles de plornb ou d'alliages de plomb
destinees a etreutilisees a titre de/composant d'electrodes pour
accumulateur electrochimique.
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