Sables de fonderie maison

Le procédé de fonderie le plus simple à mettre en oeuvre est la fonderie en moule sable. Bien sûr ce n'est pas n'importe quel type de sable qu'il faut utiliser.

Les sables de fonderie sont un mélange de sable (silice) avec un liant. Ce liant peut être naturel ou chimique. Le liant est là pour maintenir le moule à la forme de la pièce jusqu'à la solidification du métal, mais par la suite il faut que le moule puisse se détruire facilement pour extraire la pièce.

En utilisation amateur, le plus courant est le sable à vert (sable + argile + eau) mais on trouve aussi des sables dont le liant est de l'huile.

Il est aussi possible d'utiliser du silicate de soude comme liant, dans ce cas le liant est chimique et le durcissement du moule ou du noyau est fait en gazant le mélange sable/silicate avec du CO2. Cette dernière technique est très utile pour la fabrication des noyaux mais peut bien sûr être utilisée pour le moule complet.

Les recettes qui sont données dans cet article sont des recettes que j'ai testé jusqu'à la coulée de bronze.

Sable à vert

Le sable à vert est un sable qui se met en forme sans chimie et s'utilise directement pour la coulée du métal, il est possible d'en acheter dans le commerce spécialisé, mais c'est bien plus intéressant de le fabriquer soi même avec des ingrédiants que l'on trouve dans les grandes surfaces de bricolage.
Le coût de ce type de sable est dérisoire mais il ne permet pas de faire des pièces très complexes et avec des paroies trop minces.
Pour la coulée le moule reste à température ambiante, ce qui là aussi limite la finesse des pièces.
Les ingrédiants :

Sable fin, j'utilise du sable avec des grains de 0,5mm

Bentonite, c'est une argile qui est entre autre utilisée comme littière pour chats...
Il faut la broyer (moulin à café) et la tamiser.

Et bien sûr de l'eau.
Ma recette :
8 volumes de sable fin 
2 volumes de bentonite
Juste assez d'eau pour que le sable se tienne.

J'ajoute aussi un peu de charbon de bois en poudre car le changement de couleur aide à s'assurer que le mélange est bon, cela doit rester un poucentage négligeable.

Un petit pulvérisateur est parfait pour ajouter l'eau progressivement
Faire le mélange à sec, puis ajouter l'eau sous forme de brouillard, puis bien mélanger et tester la tenue, ajouter peu d'eau à la fois afin de ne pas avoir un sable trop humide.

Tester régulièrement la tenue du sable en le serrant dans la main, le sable doit se tenir sans s'éffriter et la main doit rester presque sèche.

Si le sable ne se tient pas, il faut ajouter de l'eau.
Si le sable colle dans la mais, il est trop humide et collera au modèle lors du moulage.
Quand vous jugez que votre sable est prêt, il faut faire un dernier test en cassant la motte que l'on vient de serraer dans la main. La motte doit se casser franchement sans s'éclater.

Si malgrè l'ajout d'eau votre sable ne se tient pas assez, il faut ajouter un peu d'argile pour mieux lier le sable.
Les dosages optimaux sont à tester car ils varient en fonction de votre argile et de la granulométrie du sable. Plus le sable est fin plus il faudra ajouter de l'argile.
Voilà, vous disposez maintenant d'un lot de sable à vert, il faudra le conserver si possible dans une boite étanche pour qu'il conserve mieux son humidité. Avant chaque utilisation il convient de refaire les tests de tenue et de casse car il sera nécessaire d'ajuster l'humidité avant de commencer la fabrication d'un moule.

Après coulée, le sable à vert peut être réutilisé, il faut rajouter un peu d'eau et éventuellement de l'argile. Il est mieux de ne pas mélanger du sable neuf avec du sable recyclé.
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Sable à l'huile

Le sable à l'huile est une variante du sable à vert où l'huile sert de liant. Les anglosaxons le connaisent sous le nom de petrobond. Tout comme le sable à vert il est possible d'en trouver dans le commerce spécialisé, mais il est relativement cher. Après quelques recherches sur internet et quelques tests, j'ai trouvé une composition qui fonctionne très bien avec le bronze, et comme à mon habitude, tous les ingrédiants se trouvent facilement en grandes surfaces de bricolage.
Les ingrédiants :

Joint pour carrelage, il faut prendre du joint sec en poudre fine

Huile, l'huile pour moteur 2 temps est parfaite car elle est prévue pour les hautes températures

Recette :
100 parts en masse de poudre
6 parts en masse d'huile
Comme pour le sable à vert il faut bien mélanger l'huile et la poudre de joint. Ce mélange est très long à faire correctement. S'aider d'une spatule pour bien faire pénétrer l'huile dans la poudre.

Le mélange sera terminé quand il est parfaitement homogène et sans grumaux.

Comme pour le sable à vert il faut effectuer un test en serrant une poignée de sable et en cassant la motte obtenue.
Comparé au sable à vert, le sable à l'huile est plus fin car la granulométrie de la poudre de joint est bien plus fine que le sable. Donc ce sable va permettre de faire des moules avec des détails plus fins.

C'est l'huile qui assure la tenue du sable, donc il n'y a pas d'évaporation dans le temps, ce sable se conserve donc mieux que le sable à vert.

Lors de la coulée, l'huile va bruler, ce qui dégage beaucoup de fumée et le moule peut aussi s'enflammer, c'est normal.

Après coulée, le sable proche de la pièce a brulé et n'est donc plus utilisable, en revanche le sable dont l'huile n'a pas brulé pourra être utilisé à nouveau, mais il toujours mieux de ne pas mélanger avec du sable neuf.
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