Il existe de nombreux types de sable de fonderie, classés selon leur composition minérale, leur provenance et leurs propriétés. Chaque type de sable possède ses propres avantages et applications.
Voici les sables de fonderie couramment utilisés et leurs descriptions détaillées :
1. Sable siliceux – Le plus courant et le plus basique
• Composition : Le composant principal est le dioxyde de silicium (SiO₂). Plus la teneur en SiO₂ est élevée, meilleure est la réfractarité.
Il peut servir d’agrégat de base dans divers systèmes de liants, notamment le sable argileux (sable vert), le sable résineux et le sable de verre soluble.
2. Sable de chromite – Sable de surface haut de gamme
• Composition : Principalement composé de FeCr₂O₄, riche en Cr₂O₃.
• Avantages :
• Réfractarité extrêmement élevée (> 1900 °C)
• Bonne stabilité thermique (faible coefficient de dilatation)
• Forte résistance aux scories
• Refroidissement rapide, ce qui aide à affiner la taille des grains.
Inconvénients :
Cher
Risques environnementaux : Les températures élevées dans les environnements alcalins peuvent produire du chrome hexavalent toxique, et les déchets de sable doivent être éliminés comme des déchets dangereux. Applications : Principalement utilisé pour le meulage de surface ou le revêtement de pièces moulées en acier (en particulier les grandes pièces en acier au carbone et en acier allié) pour empêcher le collage du sable.
3. Sable de zirconium – Meilleures performances.
Composition : Principalement composé de silicate de zirconium (ZrSiO₄).
Avantages :
Réfractarité extrêmement élevée (> 2 400 °C)
. Coefficient de dilatation thermique extrêmement faible (presque le plus faible de tous les moules en sable), permettant une précision dimensionnelle extrêmement élevée des pièces moulées.
Conductivité thermique élevée et refroidissement rapide des pièces moulées.
Particules fines et arrondies, permettant des surfaces de moulage extrêmement lisses.
Inconvénients :
Extrêmement coûteux. Les réserves mondiales sont limitées et l’offre est influencée par des facteurs géopolitiques.
Applications : Pièces moulées de précision exigeant une qualité de surface et une précision dimensionnelle extrêmement élevées, telles que les couches de finition et les matériaux de ponçage pour les pièces moulées à la cire perdue ; ponçage de surface pour les grandes pièces moulées en acier à parois épaisses.
4. Sable d’olivine : une alternative écologique.
Composition : Principalement composé de (Mg, Fe)₂SiO₄.
Avantages :
Faible coefficient de dilatation thermique, entre celui du sable de silice et du sable de chrome.
Haute réfractarité (environ 1750-1850°C).
Chimiquement neutre, particulièrement adapté à la coulée d’acier à haute teneur en manganèse (ne réagit pas avec MnO).
Aucun risque de poussière de silice, respectueux de l’environnement et non toxique.
Inconvénients:
Dureté élevée, provoquant une usure importante des équipements.
Sensible à la corrosion par l’oxyde de fer à haute température. Applications : Composants en acier à haute teneur en manganèse (tels que les aiguillages et les patins de voie), composants en acier allié et composants en fonte. C’est une alternative écologique au sable de silice et au sable de chrome.
Applications : Un sable alternatif polyvalent offrant d’excellentes performances, adapté à divers procédés, notamment le moulage au sable pour l’impression 3D, le sable résineux et le sable enrobé. Convient à la coulée de la fonte, de l’acier et des alliages non ferreux.