Il s'agit d'un équipement de précision permettant de mesurer la perméabilité des sables de fonderie. Par défaut, il peut mesurer la perméabilité absolue d'un échantillon AFS (diamètre 2" x 2") ou métrique (diamètre 50 mm x 50 mm).

Avec l'aide de la pièce jointe, il peut également mesurer

• Perméabilité relative des moisissures (voir 4.2.1)
• Perméabilité absolue des noyaux (voir 4.2.2)
• Perméabilité absolue du sable non lié (voir 4.2.3).

Nom du produit :	Perméabimètre numérique
Code produit :	VPD1
Code de référence de commande :	V0000107
Alimentation électrique requise :	230 V 50 Hz CA (par défaut) 110 V 60 Hz CA (en option) Monophasé, stabilisé avec coupure de surtension/sous-tension.
Prise électrique :	Type M : prise 15 A
Courant maximal typique :	2,2 A à 230 V
Alimentation en air comprimé :	Nécessite 2 kg/cm2 d'air comprimé sec pour rendre les opérations entièrement automatiques. Facultatif si le tambour pneumatique peut être soulevé par l'opérateur.
Communication:	RS485 MODBUS RTU Série RS232 Ethernet (en option) CloudSync utilisant V-Sync
Dimensions:	500 x 320 x 460 mm (L x P x H)
Dimensions de l'emballage :	600 mm x 450 mm x 625 mm (L x P x H) Typique
Poids net:	Environ 25 kg
Poids brut :	Environ 30 kg
Couleur:	Paramètres d'usine par défaut
Plage de mesure :	0-100 mmWC et lectures associées Tableau de mesure de la perméabilité AFS affiché numériquement.
Traçable à :	Normes des fabricants
Le moins de comptes :	1 mmCE
Exigences relatives aux échantillons :	Spécimen de type de compression
Température de fonctionnement :	0-50 degrés Celsius
Normes de test :	BIS : Norme AFS : Facultatif
Fréquence d'étalonnage :	22 500 cycles de tests ou une fois par an

• Perméabimètre numérique.
• Grand orifice.
• Pompe à siphon.
• Certificat d'étalonnage.
• Manuel d'instructions.

Séparateur de sable : pour obtenir un échantillon représentatif

Équipement de préparation d'échantillons pour fabriquer un échantillon AFS standard ou à compression métrique.

Il existe quatre types de kits d'étalonnage parmi lesquels choisir :

VKPA : avec type d'échantillon standard pour petit orifice

VKPB : avec type d'échantillon standard pour grand orifice

VKPC : avec bossage en caoutchouc pour petit orifice

VKPD : avec type de bossage en caoutchouc pour grand orifice

• VPR : Testeur de perméabilité des moisissures
• VD : Tube de perméabilité du noyau
• VBP : Tube de perméabilité de base
• Petit orifice

• Perméabimètre VP (à des fins éducatives)
• Appareil de mesure d'électroperméabilité VEP
• Testeur multiple VCAT
• Perméabilitomètre numérique VPD
• Perméabilitomètre numérique VPD II

• Eau déminéralisée
• Ensemble de bossage en caoutchouc (pièce n° V4500259)

The Unseen Pillar of Casting: A Deep Dive into Sand Permeability

Permeability. This is the measure of a sand mold's ability to allow gases to pass through it. It is a fundamental requirement for producing sound, defect-free castings. A mold that cannot effectively vent the massive volume of gases generated during pouring is a recipe for disaster, leading to defects that can render a casting useless.

The Theory and Importance of Permeability Testing

At its core, permeability is a measure of how easily a fluid—in this case, gas—can flow through a porous medium like compacted sand. The scientific principle governing this is Darcy's Law, which establishes a relationship between the flow rate, the properties of the fluid, the pressure gradient, and the permeability of the medium.

In a foundry setting, the standard method for quantifying this property is the American Foundry Society (AFS) Permeability Test. This test involves taking a standard cylindrical specimen of prepared sand (2 inches in diameter and 2 inches high), ramming it with a standard force, and then measuring the time it takes for a specific volume of air (2000 cc) to pass through it under a constant pressure. The result is expressed as a Permeability Number. A higher number signifies a more permeable sand, meaning gases can escape more easily.

The importance of this test cannot be overstated. When molten metal enters the mold cavity, it rapidly heats the sand and any moisture or organic binders present. This process generates a significant volume of gases, including steam, hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide. This gas volume can be many times greater than the volume of the mold itself. If these gases cannot escape through the sand pores quickly and efficiently, they will become trapped, building up pressure within the mold. This pressure can resist the inflow of metal, leading to incomplete castings, or it can force its way into the solidifying metal, creating a variety of gas-related defects.

Therefore, permeability is a critical balancing act:

• Too Low Permeability: Traps gases, causing defects like blowholes and pinholes.
• Too High Permeability: Can lead to a poor surface finish on the casting and may cause defects like metal penetration, where the molten metal seeps into the large pores between sand grains.

Factors Influencing Sand Permeability

Permeability is not a fixed property but is influenced by several interconnected factors related to the sand and the molding process. Understanding these factors is key to controlling the final outcome.

• Grain Size and Shape: This is the most significant factor. Coarser, more uniform sand grains create larger voids between them, resulting in higher permeability. Finer sands pack more densely, leading to smaller voids and lower permeability. Similarly, rounded grains will have larger pore spaces than angular grains, which can interlock more tightly.
• Grain Distribution: A sand with a wide distribution of grain sizes will have lower permeability. The smaller grains will fill the voids between the larger grains, reducing the overall porosity. Foundries often aim for a sand with three to four sieve distributions to create a balance between strength and permeability.
• Binder Content and Type: The type and amount of binder (such as clay or chemical resins) directly impact permeability. An excess of binder can fill the voids between sand grains, drastically reducing permeability.
• Moisture Content: In green sand systems, water content is critical. A small amount of water is necessary to activate the clay binder, but excessive moisture generates more steam during pouring and can also reduce permeability by filling pore spaces.
• Ramming Density: The more a sand is compacted or rammed, the smaller the voids between the grains become, and the lower the permeability. The ramming energy must be carefully controlled to achieve the desired mold hardness and permeability.

Permeability of Different Sand Types:

• Silica Sand: The most common foundry sand. Its permeability can be easily controlled by managing grain size and distribution.
• Zircon Sand: Being finer and having a different grain shape, zircon sand typically has lower permeability than silica sand but offers higher refractoriness and a better surface finish.
• Chromite Sand: Similar to zircon, chromite is used for its high thermal conductivity and chill effect. Its angular grain shape can lead to lower permeability if not managed properly.

Permeability as a Diagnostic Tool for Casting Defects

An out-of-spec permeability reading is a major clue when diagnosing casting defects. By analyzing the permeability number in conjunction with the type of defect observed, foundry engineers can pinpoint the root cause.

• Blowholes and Gas Porosity: These are cavities within the casting caused by trapped gas. They are the classic symptom of low permeability. If the sand is too fine, has too much binder or moisture, or is over-rammed, gases cannot escape, and they form bubbles in the metal.
• Metal Penetration: This occurs when molten metal seeps into the sand mold, resulting in a rough, sandy surface on the casting. This is often a sign of excessively high permeability, where the pores between sand grains are too large for the surface tension of the metal to bridge.
• Scabs, Cuts, and Washes: These defects, where a portion of the mold surface breaks away and is embedded in the casting, can be indirectly related to permeability. Low permeability can cause high gas pressure at the mold-metal interface, which can lift or erode the sand surface.
• Incomplete Fill (Misrun): If the back-pressure from trapped gases due to low permeability is high enough, it can prematurely halt the flow of molten metal, preventing it from completely filling the mold cavity.

The Modern Approach: Online Testing and Automation

Traditionally, sand testing has been a manual, batch-based process performed in a laboratory. While essential, this method has a time lag; by the time a problem is detected, a significant amount of defective sand may have already been used, resulting in scrap castings.

The modern trend is a move towards online and automated sand testing. Advanced systems are now available that can be integrated directly into the sand preparation and molding line. These systems automatically sample the sand at critical points (e.g., after the muller or before the molding machine) and provide near-instantaneous readings for key properties, including permeability, compactability, and moisture.

L’importance de cette évolution est immense :

• Contrôle en temps réel : le système de contrôle peut utiliser les données en direct pour effectuer des ajustements immédiats et automatiques au mélange de sable, comme la modification des ajouts d'eau ou de liant.
• Stabilité du processus : l’automatisation minimise l’élément humain et garantit que les propriétés du sable sont maintenues dans une fenêtre de contrôle très étroite, lot après lot.
• Prévention des défauts : en détectant les écarts au fur et à mesure qu'ils se produisent, ces systèmes empêchent la production de moules défectueux, réduisant ainsi considérablement les taux de rebut.
• Amélioration basée sur les données : la collecte continue de données permet une analyse sophistiquée, aidant les fonderies à comprendre les interactions complexes entre les variables du sable et les résultats de la coulée, ouvrant la voie à une optimisation supplémentaire des processus (Industrie 4.0).

Les bonnes méthodes pour contrôler la perméabilité

Le contrôle efficace de la perméabilité est une discipline quotidienne en fonderie. Il nécessite une approche systématique englobant les matériaux, les procédés et les essais.

Sélection et gestion du sable : Commencez par utiliser un sable de base dont l'indice de finesse des grains (GFN) et la distribution des grains sont adaptés au type de pièces moulées. Effectuez régulièrement des analyses au tamis afin de surveiller toute modification de la distribution des grains due à une dégradation ou une contamination.

Contrôle des liants et des additifs : Contrôlez précisément l'ajout d'argile, de résines et d'autres additifs. Utilisez des tests comme le test au bleu de méthylène pour déterminer la quantité d'argile active dans le système. Évitez les ajouts excessifs susceptibles d'obstruer les pores.

Gestion de l'humidité : Ceci est particulièrement crucial pour le sable vert. Utiliser les tests de compactabilité comme principale méthode pour contrôler les ajouts d'eau au broyeur. Cela garantit une température constante et contribue à stabiliser la perméabilité.

Contrôle du compactage : normaliser et contrôler l'énergie de compactage ou de compression appliquée lors du moulage. Cela garantit une densité de moule constante et, par conséquent, une perméabilité constante.

Efficacité du broyage : Assurez-vous que le broyeur fonctionne correctement. Un broyage correct enrobe uniformément les grains de sable de liant sans les décomposer excessivement, ce qui générerait davantage de fines et réduirait la perméabilité.