En fonderie de métaux ferreux, différents types de sables sont utilisés. La silice est, de très loin, le matériau de moulage le plus courant alors que la chromite et le zircon aux meilleurs propriétés, mais plus onéreux, sont plus rares.  

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Image MEB grains de silice

Contexte
La fonderie de métaux ferreux (fonte et acier) utilise quasi-exclusivement le sable comme matériau de moulage. La fonderie d'alliages non ferreux utilise davantage de moule métallique pour la transformation.

Les problématiques
Si le matériau de base (la silice) est très répandu et relativement bon marché, sa gestion peut être lourde (sablerie) et son élimination peut poser problèmes (coût de mise en décharge, traitements de régénération par voie thermique ou mécanique).

La Silice
La silice (SiO2) est le sable le plus largement utilisé pour réaliser des moules de fonderie, que ce soit en procédé en sable à vert ou en procédé à prise chimique. La silice est également le sable le moins coûteux.

La Chromite
La chromite (FeO*Cr2O3), plus onéreuse que la silice, a également de bien meilleurs propriétés en terme de réfractérité (tenue à chaud) et est utilisée en fonderie d'acier principalement.

Le Zircon
Le zircon (ZrO2*SiO2) est le sable le plus réfractaire et est utilisé en particulier en moulage cire perdue pour réaliser les différentes couches d'une carapace.

Les sables synthétiques
Il existe, à coté des sables naturels décrits plus haut, des sables synthétiques (Minsand, Cerabeads, Ceratec, Carbo Ceramics), qui d'origine fondus ou frittés résistent bien à l'agression du métal liquide, mais sont plus onéreux que la silice conventionnelle. Il sont très peu utilisés et récents sur le marché.

Caractéristiques d'un sable
Les principales caractéristiques d'un sable de fonderie sont la granulométrie (échelle AFS) , la teneur en fines, la masse volumique, l'humidité, le PH, la demande acide et la demande basique, la perte au feu globale, la dilatation thermique, la conductivité thermique, la réfractérité (résistance pyroscopique).