bentonite

Définition :

Argile colloïdale du type Montmorillonite dont les particules constitutives sont suffisamment fines pour n'apparaître qu'au microscope électronique; leur dimension est en effet de l'ordre du dixième de micron.

Notes :

Les bentonites, en dehors des préparations de sables à noyaux dans lesquelles elles sont couramment utilisées, constituent l'agglomérat de base des sables synthétiques ou semi-synthétiques de moulage.

Rappelons, à ce sujet, qu'un sable synthétique répond approximativement à l'analyse suivante : 100 parties de sable extra-siliceux, 6 parties de bentonite, environ, 3 à 5 parties de H₂O, 2 à 4 parties de décapant (Noir Minéral ou Brai), 1 à 2 parties de stabilisateur d'humidité. L'examen critique de cette analyse, doublé de la connaissance de la nature de l'argile agglomérante, permet de discerner les qualités et les faiblesses de la bentonite comme agglomérant de fonderie. Cet examen fait apparaître le faible pourcentage de bentonite par rapport à l'argile du type kaolinite ou illite contenue dans un sable de moulage naturel. Ceci tient au fait que les argiles du type bentonitique sont constituées de particules très fines et contiennent des éléments colloïdaux, en pourcentage important; il en résulte que les bentonites ont un pouvoir agglutinant très élevé, leur rendement atteignant en effet 200 g/cm². Cette analyse fait également ressortir le pourcentage d'eau, plus faible que dans un sable de moulage naturel, nécessaire au développement des caractéristiques mécaniques d'un sable synthétique. Cela est lié à deux choses : - le plus faible pourcentage d'argile utilisé, - la nature de l'argile dont les particules colloïdales développent des forces électrostatiques plus importantes. Les bentonites présentent donc l'avantage de ne nécessiter qu'un faible pourcentage d'emploi dans un sable de moulage et entraînent l'utilisation d'une plus basse teneur en eau pour atteindre aux mêmes caractéristiques mécaniques. Parallèlement, ces deux qualités ont pour corrolaire, à cohésion égale, de conférer au sable une plus haute perméabilité, due au moindre pourcentage de particules fines, et une moindre action de l'eau sur le métal (soufflures exogènes). Les bentonites présentent encore pour avantage de posséder un pH élevé (en moyenne 8 à 9), ce qui a pour effet de limiter leur action sur le métal des pièces coulées. Les bentonites, à cause même de leurs qualités bien définies et de la nature du sable utilisé, obligent le fondeur à préparer scientifiquement son sable de moulage, d'en suivre l'évolution et de le corriger le cas échéant. Mais à ces avantages s'opposent des défauts importants : - la petitesse des particules constitutives de la bentonite joue le rôle de fondant et limite la réfractairité du sable ainsi préparé; - les bentonites sont sensibles au dessèchement et leur emploi doit être doublé de celui d'un stabilisateur d'humidité, dont le rôle est de constituer une réserve d'humidité permettant au sable de conserver ses qualités; - cette sensibilité au dessèchement entraîne la difficulté de faire des raccords avec de tels sables, la décroissance des caractéristiques mécaniques avec l'élévation de la température, l'apparition de galles, etc.; - l'utilisation des bentonites oblige à l'utilisation d'un appareillage moderne de préparation de sables, et entraîne la création d'un laboratoire de contrôle.

Son nom provient de Fort Benton, Montana, USA; où elle est extraite d'une mine et utilisée dans la fabrication du ciment ou des abrasifs.