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La présente invention concerne le moulage de précision d'objets métalliques et en particulier la fabri- cation de moules en une seule pièce et à paroimince, qui sont constitués par des matières céramiques réfractaires, et possédent des surfaces intérieures lisses et fines, ain- si que des dimensions intérieures précises.
Des moules à parois épaisses, destinés au moula- ge de précision, ont été fabriqués dans le passé par le procédé appelé "à cire perdue". Ce procédé consiste à. recouvrir un modèle en cire, matière plastique ou autre matière dilatable, avec une,barbotine d'une matière céra- mique réfractaire finement divisée, à arroser le revête- ment pour le stuquer, avec une matière 'réfractaire gros- sière, et à enrober le modèle ainsi revêtu dans une enve- loppe réfractaire épaisse, à l'intérieur d'un récipient extérieur en acier; ensuite, on retiré la cire en chauf- fant lentement le moule tout entier pendant plusieurs heu- res, dans une position inversée', de manière à faire fondre la cire.
Un tel moule est nécessairement lourd et encom- brant, car il doit comporter une enveloppe épaisse pour résister à l'importante force initiale d'expansion du mo- dèle en cire; la dilatation de 'ce modèle atteint environ 9 % en volume, quand on le chauffe jusqu'à sa température de fusion. Un moule d'une telle épaisseur ne possède qu'une médiocre conductibilité calorifique ; quand on coule un métal fondu dans la cavité laissée par le modèle en cire éliminé, la couche superficielle intérieure du moule, couche chargée de commander la forme de l'objet désiré, est soumise à des chocs thermiques et à des forces d'ex- pansion, qui la déforment et y produisent des fentes.
L'élimination de la matière de l'enveloppe sur la pièce
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moulée obtenue est en général très difficile.
Pour éviter ces difficultés, on a proposé récem- ment de fabriquer un moule à enveloppe mince, en utilisant pour former le modèle du mercure congelé, qui possède une très faible dilatation thermique au voisinage de sa tempé- rature de fusion et qui peut être fondu et éliminé sans briser le moule. En utilisant ainsi un modèle, dont la dilatation thermique, à son point de fusion et en dessous de ce point, est insuffisante pour provoquer la rupture du revêtement, il est donc possible de former un moule, dont l'épaisseur des parois est comprise par exemple entre 1,6 mm et 6,3 mm, et qui peut servir pour le moulage de précision, sans être revêtu d'une épaisse masse réfractai- re de support.
L'emploi d'un modèle en mercure congelé oblige à effectuer les différentes opérations de revêtement à une température inférieure à -39 C et exige l'utilisatio d'une barbotine non aqueuse ou possédant un point de con- gélation assez bas. Les difficultés résultant de ces li- mitations de températures sont variées et ce procédé, bien qu'il permette de produire un moule extrêmement intéres- sant, est très coûteux et d'une exécution difficile.
Le nouveau procédé conforme à la présente inven- tion permet d'éviter les difficultés inhérentes au procé- dé à cire perdue, sans avoir recours à des températures basses. Grâce à ce nouveau procédé, la dilatation ther- mique de la cire n'est pas nuisible et le modèle en cire est dégagé en quelques minutes d'une manière très simple et très facile.
On va décrire maintenant l'invention en se réfé- rant au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue latérale d'un modèle ou noyau, qui est destiné à fabriquer un moule conformé-
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ment à l'invention et qui comporte un jet de coulée et une masselotte; - la figure 2 est une coupe d'un moule obtenu conformément à l'invention avec son jet de coulée et sa masselotte, après l'élimination du modèle.
Le procédé conforme à l'invention et destiné à fabriquer un moule, consiste à recouvrir un modèle corres' pondant en cire avec une barbotine d'une matière cérami- que et réfractaire finement divisée, à couvrir le revête- ment résultant avec des particules d'une matière céramique et réfractaire plus grossière, à chauffer ensuite le modé le de cire ainsi recouvert, de manière à liquéfier et éli.
miner une partie du modèle, à l'endroit de sa face d'ap- plication sur l'enveloppe réfractaire résultante, avant que les dimensions globales du modèle aient sensiblement augmenté par suite de la dilatation thermique, de manière à réaliser un.espace libre pour permettre sa dilatation ultérieure, et enfin à continuer l'application de chaleur de manière à éliminer complètement le modèle en cire et à agglomérer l'enveloppe réfractaire.
On peut exécuter de différentes manières cette liquéfaction et cette élimination du modèle en cire,' mai le procédé le plus facile et le plus sùr pour atteindre ce résultat consiste à soumettre le moule contenant le modèle en cire, de préférence dans'une position retournée, à une température ambiante suffisamment élevée pour liqué fier le modèle en cire, à l'endroit de sa face d'applica- tion sur le moule, de manière à fournir sur cette face l'espace désiré permettant la dilatation thermique ulté- rieure du modèle en cire.
Ceci est obtenu de préférence en introduisant le moule, contenant le modèle en cire, dans un four, qui a été chauffé au préalable jusqu'à une température assez élevée pour éliminer une partie du modè-
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le en cire, sur sa face d'application, avant que la tempé- rature et le volume de l'ensemble du modèle aient augmenté sensiblement. Une température ambiante égale.à 900 c ou même inférieure à cette valeur peut suffire pour retirer le modèle en cire sans briser le moule; cependant, une tempé- rature d'au moins 10UU C est désirable, parce qu'une telle température, non seulement élimine le modèle en cire en un temps très court, mais produit aussi simultanément la cuisson de la composition réfractaire du moule en lui don- nant la résistance désirée.
Pour mettre en oeuvre le nouveau procédé, confor. me au mode de réalisation préféré de l'invention, on're- couvre un modèle en cire de l'objet, ayant des dimensions précises et comprenant son jet de coulée et sa masselotte, en le plongeant d'une manière répétée dans.une barbotine contenant de la silice pulvérisée, fondue ou amorphe, ou de préférence un verre à haute teneur en silice du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique
N 2.106.744 du 1er février 1938; ce verre contient une proportion d'au moins 94 % de silice pulvérisée, qui passe dans un tamis N 345. On connaît déjà des procédés appro- priés pour appliquer sur le modèle en cire un revêtement d'une épaisseur désirée; cependant, le procédé suivant est particulièrement avantageux pour la mise en oeuvre de la présente invention.
Pour la couche primaire de revêtement, la bar- botine contient de préférence 97,5 parties en poids de la silice pulvérisée ou du verre à haute teneur en silice et
2,5 parties en poids d'une argile figuline également fine, qui est destinée à réaliser la plasticité et la liaison; la silice et l'argile sont en suspension dans la quantité nécessaire d'un véhicule aqueux approprié, contenant de préférence une petite proportion d'un coagulant, tel que
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l'acide tart rique,une petite quantité de gomme soluble dans l'eau, telle que la gomme arabique, pour donner de la résistance au moule à l'état vert, une petite quantité de silice colloidale en suspension pour donner du corps ré- fractaire, et une petite quantité d'un agent mouillant, tel que le dioctylsulfosuccinate de sodium.
Bien que les proportions de ces éléments dans le véhicule aqueux ne soient pas particulièrement critiques, on peut indiquer que les proportions .suivantes conviennent très bien 1,5 cm3 d'une solution aqueuse à 50 % .en poids d'acide tart:- rique, 15 cm3 d'une solution aqueuse à 10 % en poids de gomme arabique, 5 cm3 d'une suspension aqueuse à 35 % en poids de silice colloidale, 0,1 cm3 d'une solution aqueuse à 75 % en poids de dioctylsulfosuccinate de sodium, et 9,5 cm3 d'eau distillée ou adoucie, pour 100 parties du verre et de l'argile.
Après avoir plongé le modèle en cire dans la barbotine, on le laisse égoutter pendant quelques minutes, puis on l'arrose, pour le stuquer, avec de la silice pul- vérisée fondue ou avec un verre à haute teneur en silice, dont les dimensions des grains sont comprises entre celles des mailles des tamis ? 35 et N 50. On fait ensuite sé- cher le modèle à l'air pendant environ une heure à la tem- pérature ambiante.
Pour obtenir un revêtement d'une épaisseur ap- propriée, on plonge ensuite cinq fois dans la barbotine le modèle de cire, portant déjà sa couche primaire sèche de revêtement, et on le fait sécher dans les intervalles entre les immersions successives; cependant, pour former les couches postérieures à la couche primaire, on suppri- me l'argile figuline dans la barbotine et on utilise 100 parties de la silice pulvérisée et fondue ou du verre à haute teneur en silice, tandis qu'on supprime l'acide tar-
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brique et la gomme arabique dans le véhicule aqueux, et qu'on ajoute à leur place une petite quantité, 0,5 cm3 d'une solution aqueuse à 1,5 % en poids de méthyle de cel- lulose.
On utilise une matière céramique plus grossière, dont les particules ont des dimensions comprises entre celles des mailles des tamis N 20 et N 35, pour la secon de, la troisième et la quatrième couche de revêtement, et une matière réfractaire encore plus grossière, dont les particules ont des dimensions comprises entre celles des mailles des tamis N 10 et N 20 pour la cinquième et la sixième couche de revêtement. Quand le modèle est complè- tement recouvert, on le laisse sécher directement dans , l'air, à la température ambiante et de préférence pendant au moins 16 heures.
Il est important que la température globale et le volume du modèle en cire n'augmentent pas suffisamment, après la formation de la couche primaire du revêtement, pour dilater le modèle au point de fendre cette couche et les couches ultérieures. Il est aussi important, quand les différentes couches de revêtement ont été appliquées et séchées, que le modèle en cire soit éliminé, par une application locale de chaleur, avec une rapidité suffisan- te pour liquéfier localement et éliminer une partie du modèle,'avant:
que la dilatation thermique totale de celui- ci soit suffisante pour.fendre l'enveloppe réfractaire à l'état vert. ' Puisqu'il est désirable également de renforcer l'enveloppe réfractaire à l'état vert, en la cuisant dès que possible, le procédé le meilleur pour éliminer le mo- déle en cire consiste à chauffer brusquement toute l'enve- loppe, de préférence après l'avoir retournée; ainsi, l'en- veloppe réfractaire est cuite et sensiblement renforcée, tandis que le modèle en cire est en même temps liquéfié,
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et même probablement vaporisé dans une,certaine mesure, tout d'abord sur sa face d'application, de sorte que sa dilatation ultérieure peut tout au plus chasser par pres- sion la cire liquéfiée, sans exercer une.pression exagérée sur l'enveloppe réfractaire.
Une partie du modèle en cire tombe sans être fondue par l'extrémité ouverte de l'enve- loppe, si on ne s'y oppose pas.
Du fait que les moules fabriqués par le procédé de la présente invention ont des parois très minces,.par comparaison avec les anciens moules pour coulée de préci- sion à cire perdue, la chaleur d'une atmosphère, dans la- quelle les moules conformes à l'invention placés, peut être transmise rapidement et même presque instantanément à travers.les parois de ceux-ci, de sorte que le modèle er cire est liquéfié, sur sa face d'application contre l'en- veloppe réfractaire, avant que sa, température globale et son volume aient augmenté sensiblement.
On peut penser que la masse de cire fondue s'écoulera en totalité à l'ex- térieur à travers l'extrémité ouverte de l'enveloppe, comme on l'a indiqué plus haut, mais la porosité inhérente à celle-ci permet à la cire liquéfiée ou vaporisée de péné- trer dans l'enveloppe; il est par conséquent possible qu'une petite quantité de la cire fondue s'échappe à tra- vers les parois du moule.
Il est désirable d'introduire brusquement le moule, après l'avoir retourné, dans un four chauffé d'avant ce jusqu'à une température comprise entre 900 0 et 1150 C, et de préférence égale à environ 1050 C. Des températu- res encore plus élevées ne procurent aucune amélioration des résultats; bien que de telles températures ne provo- quent généralement aucun dégât, elles ne doivent pas être cependant assez élevées pour produire un commencement de fusion oude contraction de la matière réfractaire, avec
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une diminution résultante dans la précision des dimensions.
Des températures inférieures à 900 C et même descendant jusqu'à 750 C ont été utilisées avec succès, mais une, cuisson convenable de l'enveloppe réfractaire exige des températures plus élevées-.
Ainsi, s'il est préférable d'agglomérer l'enve- loppe réfractaire en même temps qu'on en élimine le modè- le en cire, le domaine de la présente invention englobe également le cas où on élimine le'modèle en cire à une température trop basse pour cuire complètement l'enveloppe réfractaire et où on soumet ensuite l'enveloppe vide à une température appropriée.d'agglomération.;
Il est bien entendu que, si l'on:
met en oeuvre l'invention par ce dernier procédé,,la'température, à la- quelle le modelé en cire est soumis initialement en?vue de 1''éliminer,' doit être seulement suffisamment élevée pour'être sùr que le modèle en cire'-soit .rapidement con- verti en liquide ou en vapeur, sur sa face d'application contre l'enveloppe, et soit éliminée du moule, avant;
qu'un temps suffisant se soit écoulé pourpermettre aux portions intérieures du modèle d'atteindre la température defu- sion. Cette température, à laquelle le modèle revêtu de son enveloppe doit être soumise initialement, dépend natu- rellement d'un certain nombre de facteurs, tels que la com position de la cire, la composition de la m'altère réfrac- taire et l'épaisseur du revêtement réfractaire;
cependant, cette température peut être déterminée ;aisément dans cha- que cas par les techniciens, avec un minimum d'expérimen- tation.. ' '
Quand on introduit le moule dans'le four chauffé au préalable, on le renverse de préférence sur une grille ouverte en une matière réfractaire, par exemple en alliage nickel-chrome, les mailles de cette grilla étant'assez
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larges pour permettre à la cire fondue de traverser faci- lement, mais fournissant cependant un support stable pour le moule. Le four peut aussi comporter dans son fond une ouverture appropriée, fermée par une partie amovible, que l'on peut retirer momentanément pour récupérer la plus grande partie de la cire fondue.
Dans ces conditions, on élimine le modèle en'cire en une ou trois minutes. Il est désirable que cet intervalle de temps soit aussi court que possible, puisque l'enlèvement de,la partie amovible du fond du four permet à sa température de diminuer rapide- ment, en particulier quand le four est assez grand pour recevoir simultanément un;grand nombre de moules, Il est désirable également, quan la partie amovible du fond du four a été remiseen place et quand le four a récupéré sa température, que le chauf 'age du moule soit continué assez longtemps, par exemple vingt minutes environ, pour oxyder et brûler complètement toute la cire pouvant rester dans le moule.
Pour réaliser l'élimination locale d'une partie du modèle en cire, avant une dilatation thermique sensible de celui-ci, on peut utiliser un autre procédé consistant à introduire dans le modèle en cire une sonde chauffée d'avancer pendant que le moule se trouve en position in- versée, ou encore à prévoir un élément électrique de chauf- fage à l'intérieur du modèle en cire. Cependant, ces ex- pédients ne produisent pas la cuisson de l'enveloppe ré- fractaire et doivent être suivis par un chauffage global du moule ou être combinés avec un tel chauffage.
On peut utiliser en pratique une matière cérami- que réfractaire quelconque pour fabriquer les moules con- formes à l'invention; cependant, la silice pulvérisée et fondue et le verre mentionné plus haut à haute teneur en silice sont particulièrement intéressants, parce que les
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moules fabriqués avec ces matières peuvent résister à des chocs thermiques sévères, en raison de leur faible coeffi- cient de dilatation thermique. On a substitué avec succès, dans la barbotine définie plus haut, et on a utilisé dans le procédé décrit plus haut, sous une forme finement divi- sée, du zircon, de l'alumine, de l'argile réfractaire cal- cinée et de la sillimanite, pour fabriquer des moules con- formes à l'invention et permettant le moulage de'précision des métaux.
Les cires déjà connues et utilisées jusqu'à pré- sent dans le procédé de coulée à cire perdue sont préférées pour la mise en oeuvre de la présente invention; il est possible cependant d'utiliser aussi, bien qu'avec des ré- sultats moins satisfaisants, d'autres substances thermo- plastiques connues dont la température de fusion est assez¯ basse. Le-terme "cire" utilisé dans la présente demande englobe ces substances thermoplastiques.
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The present invention relates to the precision molding of metal objects and in particular to the manufacture of one-piece, thin-walled molds which are made of refractory ceramic materials, and have smooth and thin interior surfaces, as well. only precise interior dimensions.
Heavy-walled molds for precision casting have been made in the past by the so-called "lost wax" process. This process consists of. covering a model of wax, plastics or other expandable material, with a slip of finely divided refractory ceramic material, to sprinkle the coating to stucco it, with a coarse refractory material, and to coat the model thus coated in a thick refractory casing, inside an outer steel container; then the wax is removed by slowly heating the entire mold for several hours in an inverted position so as to melt the wax.
Such a mold is necessarily heavy and bulky, because it must include a thick envelope to resist the large initial force of expansion of the wax model; the expansion of 'this model reaches about 9% by volume, when heated to its melting temperature. A mold of such thickness has only poor heat conductivity; when a molten metal is poured into the cavity left by the removed wax model, the inner surface layer of the mold, the layer responsible for controlling the shape of the desired object, is subjected to thermal shocks and to ex- forces. expansion, which deform it and produce slits in it.
Elimination of material from the casing on the part
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mold obtained is generally very difficult.
In order to avoid these difficulties, it has recently been proposed to make a thin shell mold, using to model frozen mercury, which has very little thermal expansion near its melting temperature and which can be melted. and removed without breaking the mold. By thus using a model, whose thermal expansion, at its melting point and below this point, is insufficient to cause the rupture of the coating, it is therefore possible to form a mold, the wall thickness of which is included by example between 1.6 mm and 6.3 mm, and which can be used for precision casting, without being coated with a thick refractory support mass.
The use of a frozen mercury model makes it necessary to carry out the various coating operations at a temperature below -39 C and requires the use of a non-aqueous slip or one having a relatively low freezing point. The difficulties resulting from these temperature limitations are varied and this process, although it allows to produce an extremely interesting mold, is very expensive and difficult to perform.
The new process according to the present invention makes it possible to avoid the difficulties inherent in the lost wax process without having to resort to low temperatures. Thanks to this new process, the thermal expansion of the wax is not harmful and the wax model is released in a few minutes in a very simple and easy way.
The invention will now be described with reference to the accompanying drawing, in which: - Figure 1 is a side view of a model or core, which is intended to manufacture a mold conforming
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ment to the invention and which comprises a casting jet and a weight; - Figure 2 is a sectional view of a mold obtained in accordance with the invention with its casting jet and its weight, after the model has been removed.
The method according to the invention and intended to manufacture a mold consists in covering a corresponding model in wax with a slip of a finely divided ceramic and refractory material, in covering the resulting coating with particles of 'a coarser ceramic and refractory material, then heating the wax model thus covered, so as to liquefy and eli.
undermine a part of the model, at the location of its application face on the resulting refractory envelope, before the overall dimensions of the model have noticeably increased as a result of thermal expansion, so as to achieve a free space. to allow its subsequent expansion, and finally to continue the application of heat so as to completely eliminate the wax model and to agglomerate the refractory envelope.
This liquefaction and removal of the wax model can be carried out in different ways, but the easiest and safest method to achieve this is to submit the mold containing the wax model, preferably in an inverted position. at an ambient temperature high enough to liquify the wax model, at the place of its application face on the mold, so as to provide on this face the desired space allowing the subsequent thermal expansion of the model waxen.
This is preferably achieved by placing the mold, containing the wax model, into an oven, which has been preheated to a temperature high enough to remove part of the model.
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the wax, on its application face, before the temperature and the volume of the whole model have increased appreciably. An ambient temperature equal to 900 ° C or even lower than this value may be sufficient to remove the wax model without breaking the mold; however, a temperature of at least 10UU C is desirable, because such a temperature not only removes the wax model in a very short time, but also simultaneously produces firing of the refractory composition of the mold in it. - providing the desired resistance.
To implement the new process, conform. Me with the preferred embodiment of the invention, we are covering a wax model of the object, having precise dimensions and comprising its casting jet and its weight, by repeatedly dipping it in. slip containing powdered, molten or amorphous silica, or preferably a high silica glass of the type described in the patent of the United States of America
No. 2,106,744 of February 1, 1938; this glass contains a proportion of at least 94% of powdered silica, which passes through an N 345 sieve. Appropriate methods are already known for applying to the wax model a coating of a desired thickness; however, the following method is particularly advantageous for the practice of the present invention.
For the primary coating layer, the barbotine preferably contains 97.5 parts by weight of the powdered silica or high silica glass and
2.5 parts by weight of an equally fine figulin clay, which is intended to achieve plasticity and bonding; the silica and clay are suspended in the necessary amount of a suitable aqueous vehicle, preferably containing a small proportion of a coagulant, such as
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tart ric acid, a small amount of water soluble gum, such as gum arabic, to give resistance to the green mold, a small amount of colloidal silica in suspension to give body re- fractal, and a small amount of a wetting agent, such as sodium dioctylsulfosuccinate.
Although the proportions of these elements in the aqueous vehicle are not particularly critical, it can be stated that the following proportions are very suitable 1.5 cm3 of a 50% aqueous solution by weight of tartaric acid , 15 cm3 of a 10% by weight aqueous solution of gum arabic, 5 cm3 of a 35% by weight aqueous suspension of colloidal silica, 0.1 cm3 of a 75% by weight aqueous solution of dioctylsulfosuccinate sodium, and 9.5 cm3 of distilled or softened water, per 100 parts of the glass and the clay.
After having immersed the wax model in the slip, it is allowed to drain for a few minutes, then it is watered, to stucco it, with molten pulverized silica or with a glass with a high silica content, the dimensions of which are grains are included between those of the meshes of the sieves? 35 and N 50. The model is then air dried for about an hour at room temperature.
To obtain a coating of a suitable thickness, the wax model, already bearing its dry primary coating layer, is then immersed five times in the slip five times and it is dried in the intervals between successive immersions; however, to form the layers after the primer layer, the figulin clay in the slip is removed and 100 parts of the pulverized and fused silica or high silica glass are used, while the silica is removed. tar- acid
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brick and acacia in the aqueous vehicle, and in their place a small amount of 0.5 cc of a 1.5% by weight aqueous methyl cellulose solution is added.
A coarser ceramic material is used, the particles of which have dimensions between those of the meshes of the N 20 and N 35 sieves, for the secon of, the third and the fourth coating layer, and an even coarser refractory material, of which the particles have dimensions between those of the meshes of the N 10 and N 20 sieves for the fifth and the sixth coating layer. When the model is completely covered, it is allowed to dry directly in air, at room temperature and preferably for at least 16 hours.
It is important that the overall temperature and volume of the wax model do not increase enough after the primer coat has formed to expand the model to the point of splitting this layer and subsequent coats. It is also important, when the different layers of coating have been applied and dried, that the wax model is removed, by a local application of heat, with sufficient speed to locally liquefy and eliminate part of the model, 'before :
that the total thermal expansion thereof is sufficient to split the refractory envelope in the green state. Since it is also desirable to strengthen the refractory shell in the green state by firing it as soon as possible, the best method of removing the wax mold is to heat the entire shell sharply, preferably after returning it; thus, the refractory envelope is fired and appreciably reinforced, while the wax model is at the same time liquefied,
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and probably even vaporized to a certain extent first on its application face, so that its subsequent expansion can at most pressure drive the liquefied wax, without exerting excessive pressure on the envelope. refractory.
Part of the wax model falls unmelted through the open end of the casing, if left unopposed.
Because the molds made by the process of the present invention have very thin walls, compared to older lost wax precision casting molds, the heat of an atmosphere in which the molds conform. according to the invention placed, can be transmitted rapidly and even almost instantaneously through the walls thereof, so that the wax pattern is liquefied, on its application face against the refractory envelope, before its overall temperature and its volume have increased significantly.
It can be assumed that the mass of molten wax will flow entirely outward through the open end of the casing, as indicated above, but the porosity inherent in this allows liquefied or vaporized wax from entering the casing; it is therefore possible that a small amount of the molten wax will escape through the walls of the mold.
It is desirable to introduce the mold abruptly, after having turned it over, into a previously heated oven to a temperature of between 900 0 and 1150 C, and preferably equal to about 1050 C. even higher yields no improvement in results; although such temperatures generally do not cause damage, they should not, however, be high enough to produce an onset of melting or contraction of the refractory material, with
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a resulting decrease in dimensional accuracy.
Temperatures below 900 ° C and even down to 750 ° C have been used successfully, but proper firing of the refractory shell requires higher temperatures.
Thus, while it is preferable to agglomerate the refractory shell at the same time as removing the wax pattern therefrom, the scope of the present invention also encompasses the case of removing the wax pattern. too low a temperature to completely fuse the refractory casing and where the empty casing is then subjected to a suitable agglomeration temperature .;
Of course, if we:
implements the invention by the latter method, the temperature, to which the wax model is initially subjected for removal, must be only high enough to be sure that the model in wax '- either .quickly converted into liquid or vapor, on its application face against the casing, and either removed from the mold, before;
sufficient time has elapsed to allow the interior portions of the model to reach the combustion temperature. This temperature, to which the model coated with its envelope must be subjected initially, naturally depends on a number of factors, such as the composition of the wax, the composition of the refractory deterioration and the thickness of the refractory lining;
however, this temperature can be determined; easily in any case by technicians, with a minimum of experimentation. ''
When the mold is introduced into the preheated oven, it is preferably inverted on an open grid made of a refractory material, for example a nickel-chromium alloy, the meshes of this grid being sufficiently
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wide to allow molten wax to pass easily through, yet still providing stable support for the mold. The furnace can also include in its bottom a suitable opening, closed by a removable part, which can be withdrawn momentarily to recover the greater part of the molten wax.
Under these conditions, the wax pattern is removed in one or three minutes. It is desirable that this time interval be as short as possible, since the removal of the removable part from the bottom of the oven allows its temperature to drop rapidly, particularly when the oven is large enough to simultaneously accommodate a; large number of molds, It is also desirable, when the removable part of the bottom of the oven has been replaced and when the oven has recovered its temperature, that the heating of the mold is continued long enough, for example about twenty minutes, to oxidize and completely burn off any wax that may remain in the mold.
To achieve the local removal of a part of the wax model, before a significant thermal expansion thereof, it is possible to use another process consisting of introducing into the wax model a heated probe to advance while the mold is settling. found in the inverted position, or to provide an electric heating element inside the wax model. However, these expedients do not cause baking of the refractory casing and must be followed by overall heating of the mold or be combined with such heating.
Any refractory ceramic material can in practice be used to make the molds according to the invention; however, pulverized and fused silica and the aforementioned high silica glass are of particular interest, because the
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Molds made with these materials can withstand severe thermal shock, due to their low coefficient of thermal expansion. Zircon, alumina, calcined refractory clay and carbonate were successfully substituted in the slip defined above, and in the process described above, in finely divided form, zircon, alumina, calcined refractory clay and sillimanite, to make molds according to the invention and allowing the precision molding of metals.
The waxes already known and used heretofore in the lost wax casting process are preferred for the practice of the present invention; it is, however, possible to use also, although with less satisfactory results, other known thermoplastic substances whose melting point is rather low. The term "wax" used in the present application encompasses these thermoplastic substances.
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