00 EN ALLIAGE A BAS POINT DE FUSION,

ET PROCEDE LE REOCJϋVREMENT OE LA SURFACE ACTIVE EË CE MOULE

la présente inventicn a pour objet un moule pour la coulée d'ob¬ jets de faible épaisseur en métal ou en alliage à bas point de fu¬ sion, un procédé de recouvrement de la surface active de ce moule, ainsi que l'utilisation d'un tel moule. Les objets de faible épaisseur, en métal ou en alliage à bas point de fusion, ccπ-ras par exeπple les- grilles pour électrodes d'ac¬ cumulateurs électrochiraigues, sent généralement coulés dans des mou¬ les métalliques dont la surface destinée à entrer en contact avec le métal en fusien doit posséder des propriétés bien définies. Cet- te surface doit, en effet, être thermiquement isolante afin d'évi¬ ter que, par un refroidissement trep rapide, le métal en fusien intro¬ duit dans ^' le moule à environ 480°C n'obstrue les canaux de coulée, empêchant ainsi le remplissage complet du moule. De plus, la surfa¬ ce intérieure du moule doit posséder une benne tenue thermique en raison du rythme de production élevé (12 à 15 coulées par minute) maintenant la teπpérature du moule aux environs de 150 à 180°C.

Pour des raisons évidentes, il faut, par ailleurs, éviter que les grilles n'adhèrent à la surface intérieure du moule. On peut évi¬ ter cette adhérence en adaptant convenablement la rugosité de la sur- face du moule et en diminuant la mouillabilite de cette surface par le métal en fusion. Le revêtement doit, de plus, donner aux grilles un état 'de surface apte à permettre un bon contact électrique entre la grille et la matière active des électrodes terminées. Corme on le sait, peur obtenir les propriétés mentionnées ci-dessus, on re- vêt la surface intérieure du moule d'une couche de particules de liè¬ ge fixées par un liant. Ce type de revêtement possède des qualités isolantes suffisantes; il a, toutefois, le défaut de s'user très rapi¬ dement. En effet, le liège supporte très mal les températures éle¬ vées et la couche isolante est peu à peu oxydée, perdant ainsi ses

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propriétés isolantes. E-n plus, lors de la coulée, le métal fondu pro¬ voque une érosion de cette couche en liège, ce qui se traduit par une diminution progressive de l'épaisseur de ladite couche. Ceci con¬ duit à des grilles, dont le volume augmente avec le n-cnfore de coulées. Le revêtement doit être renouvelé après environ 2000 coulées de sor¬ te que, dans une journée de huit heures de travail, il faut inter- rάipre la production au moins deux fois pour effectuer ce renouvel¬ lement.

La demande de brevet allemand publiée avant examen No. 3. 040.960 propose de remédier à cet état de chose en déposant sur la surface intérieure du moule une couche céramique d'épaisseur variable, une telle solution a, comme principal désavantage, d'être difficile à mettre en oeuvre et, de plus, cette couche céramique ne possède pas des qualités isolantes suffisantes. Le brevet US 3 684 004 propose de revêtir la surface intérieu¬ re d'un moule de graphite avec des particules réfractaires déposées par pulvérisation et fixées par un liant. Si ce procédé autorise la coulée de pièces dont l'épaisseur est relativβnent grande, l'isola¬ tion thermique qu'il permet d'obtenir est insuffisante pour couler des grilles pour électrodes d'accumulateurs électrochimiques.

Le brevet FR 1 495 568 décrit un moule à faible conductibili¬ té thermique, constitué de particules métalliques fritt es. La qua¬ lité de l'isolation thermique liée à la porosité de ce moule est dé¬ pendante de la pression de frittage et, accessoirement, de l'imprégna- tion au silicate de soude ou au silicate d'éthyle. la présente invention a précisément pour but de remédier aux inconvénients cités. Elle a pour objet un moule pour la coulée d'ob¬ jets de faible épaisseur, en métal ou en alliage à bas point de fu¬ sion, dont la surface active destinée à être mise en contact avec le métal ou l'alliage en fusien est recouverte d'une couche d'iso¬ lant thermique, ce meule étant caractérisé par le fait que cet iso¬ lant est cαπposé d'une pluralité de particules creuses en matériau céramique, fixées à ladite surface par un liant.

L'invention a également pour objet un procédé de recouvrement de la surface active du moule, selon lequel on en chauffe la surfa¬ ce active à une température d'environ 120°C et en projette, sur cet¬ te surface, une suspension d'environ 10% en volume de silicate de

soude, d'environ 10% en volume de billes de verre creuses, de dia¬ mètre ccπpris entre 10 et 150 um, et d'environ 80% en voli-me d'eau.

Un troisième objet de l'invention est l'utilisation du moule ci-dessus pour la coulée de grilles de plomb ou d'alliage de plαnb destinées à être utilisées coπroe partie d'électrodes pour accumula¬ teur électrochimique.

Le dessin annexé illustre, à titre d'exeπple et très schématique- ent, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.

La fig. 1 est une vue en coupe à grande échelle d'une portion de la surface active du moule.

La fig. 2 est une coupe d'une masselotte revêtue selon l'inven¬ tion.

La fig. 3 est un diagramme explicatif.

La fig. 1 montre une portion d'un moule de fonderie 4, où 1 dé- signe des billes de verre, dont les cavités 2 occupent environ 90% du volume de chaque bille, et 3 un liant, par exemple du silicate de soude, par lequel ces billes sent fixées à là surface active du moule. Les billes ent un diamètre cαπpris entre 10 et 150 i , et peu¬ vent être constituées d'un matériau céramique autre que du verre. Ce revêtement est obtenu par projection d'une suspension cαπposée de 10% en volume de silicate de soude, de 10% en volume de billes de verre, et de 80% en voluπe d'eau, à température ambiante (22°C) . Le revêtement est déposé en couches successives, dent l'épaisseur est d'environ 30 Λ-m, jusqu'à l'obtention d'une épaisseur totale de 300 um, sur la surface du moule prealablenent chauffée (120°C) , pour permettre l'évaporation pratiquement -Immédiate de l'eau.

A titre d'exeπple destiné à illustrer les avantages de l'inven¬ tion, on a effectué des essais cαiparatifs de deux types de revête¬ ment déposés sur deux masselottes identiques en fente grise. La fig. 2 est une vue en coupe montrant l'une de ces masselot¬ tes 10, en forme de parallélipipède rectangle (longueur 70 mm, lar¬ geur 50 mm, hauteur 14 mm) . Chaque masselotte comporte une cavité cylindrique 11 dont l'axe longitudinal 12 est parallèle à l'une des plus grandes faces 13 de la masselotte, et est situé à une distan- ce de 1,75 mm de cette face. Cette cavité 11 a un diaπètre d'envi¬ ron 1,5 mm et s'étend jusqu'au centre de la masselotte. Un thermo- couple 16, destiné à être relié à un voltmètre (non représenté) par

des fils 15a, 15b, est inséré dans la cavité de manière à permettre la mesure de la température régnant dans la partie centrale de la masselotte. L'une des deux masselottes est recouverte, sur sa face 13, d'un revêtement R tel que décrit précédemment en se référant à la fig. 1.

Par contre, la face 13 de la seconde masselotte porte un revê¬ tement de type traditionnel, c'est à dire constitué par une couche, de 250 à 300 um d'épaisseur de particules de liège fixées à la mas¬ selotte par du silicate de soude. Les avantages de l'invention apparaissent de manière évidente à l'examen de la fig. 3, laquelle montre l'évolution des propriétés d'isolation thermique des deux types de revêtement ci-dessus, lors¬ que ceux-ci sont soumis, de manière répétitive, à une sollicitation cyclique de nature thermique. Les essais ont été réalisés en chauf- fant préalablement les masselottes à une température de 200°C, et en soumettant ensuite seize fois le revêtement traditionnel, respec¬ tivement quatorze fois le revêtement du moule selon l'invention, à une sollicitation cyclique de nature thermique définie par la mise en contact du revêtement avec la surface libre d'un bain de plomb maintenu à 500°C, pendant 5 min, et par le refroidissement à l'air libre des masselottes, consécutivement à cette mise en contact, pen¬ dant un teπps suffisant pour que les masselottes atteignent à nou¬ veau 200°C. Dans chaque cas, en a procédé à la mesure du temps néces¬ saire pour que la température mesurée par chaque therroocouple 16 dont est munie la masselotte respective atteigne successivement la valeur de 230, 240 et 265°C. Les valeurs numériques obtenues, rassemblées dans le tableau ci-dessous, ont été reportées sur le diagramme de la fig. 3. Les courbes A sont caractéristiques du comportement du revêtement selon l'invention (première masselotte) , et les courbes B de celui d'un revêtement de type traditionnel (seconde masselot¬ te).

TABI-E-AU

Nombre de 230 °C 240 °C 265 °C cycles § t(s) t(s) t(s) o

0 ----. 17 31 42

2 O 18 32,8 ^• 44

O

8 m 18, 2 33 45

Dans tous les cas, le tenps nécessaire à la seconde masselot¬ te, revêtue de manière traditionnelle (couche de liège) , pour attein¬ dre les différentes températures (230, 240 et 265°C) est nettement plus court que celui qui est mis par la première masselotte, revê- tue selcn l'invention (couche minérale) , pour atteindre ces mènes teπpératures. Le rapport est en effet d'environ 1 à 3. Ceci signi¬ fie que le revêtement selcn l'invention constitue une isolation ther¬ mique meilleure que le revêtement traditionnel.

Pour le revêtement traditionnel, on constate de plus une assez forte diminution du teπps mesuré avec le ncinbre de cycles, alors qu'il est pratiquement constant avec le revêtement selcn l'invention.

On en déduit que le revêtement traditionnel se détériore beau¬ coup plus rapidement que le revêtement selon l'invention, lorsqu'ils sent tous deux soumis aux mêmes sollicitations thermiques. On peut encore améliorer les propriétés de- la couche selon l'in¬ vention en diminuant la ouillabilité de celle-ci par le métal en fusion d'au moins deux façons différentes.

Dans un premier cas, on peut recouvrir la couche de billes de verre par une couche supplémentaire de graphite. Cette couche, dont l'épaisseur est inférieure à 5 um peut, par exemple, être déposée par projection. Dans un second cas, on peut déposer un revêtement ccπposé de silicate de soude, de billes de verre creuses et de particules de liège du type utilisé traditionnellement pour le revêtement des mou¬ les. Le revêtement, selcn l'invention, peut être obtenu par projec¬ tion d'une suspension ccπposée de 80% en volume d'eau, de 10% en vo- lune de silicate de soude et de 10% en volume de billes de verre ad¬ ditionnées de particules de liège, à raison de moins de 2% de la mas¬ se totale de la suspension. La projection peut être réalisée cαnme décrit précéde-tment.

On signalera encore que, en choisissant des billes dont le dia- mètre est coπpris entre 10 et 150 Λ~-\, en a obtenu un revêtement de rugosité optimale tant du point de vue de l'état de surface des ob¬ jets coulés que de la capacité d'adhérence du métal fondu à ce re¬ vêtement.