CZ20023124A3

CZ20023124A3 - Způsob lití na vytavitelný model

Info

Publication number: CZ20023124A3
Application number: CZ20023124A
Authority: CZ
Inventors: Daniel James Duffey; Richard Dudley Shaw
Original assignee: Daniel James Duffey; Richard Dudley Shaw
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2003-05-14
Also published as: US20030131966A1; ATE299058T1; AU2001237621A1; CA2403204A1; WO2001068291A2; US6769475B2; WO2001068291A3; DE60111836T2; EP1272296B1; US20030192667A2; DE60111836D1; US6755237B2; IL151774A0; ES2245683T3; EP1272296A2; US20020195225A1; PT1272296E

Description

Způsob lití na vytavitelný model

Oblast techniky skořepinu.

žáruvzdorné

Přítomný vynález se týká zdokonalení týkajícího se způsobu lití na vytavitelný model. Zvláště se tento vynález týká způsobu lití na vytavitelný model, který zahrnuje postupnou aplikaci jednoho nebo více povlaků z řídké kaše žáruvzdorné hmoty na neopravitelný model, takže vytvoří Přítomný vynález dále poskytuje řídkou kaši hmoty pro použití při způsobu podle tohoto vynálezu a sadu přísad pro uskutečnění tohoto způsobu podle vynálezu.

Dosavadní stav techniky

Způsob lití na vytavitelný model, je dobře známý a je široce používán. Obvykle způsob zahrnuje ponoření voskového modelu do řídké kaše obsahující pojivo a žáruvzdorný materiál tak, že se model pokryje povlakem řídké kaše, aplikací štukového nanášení bezvodého žáruvzdorného materiálu na povrch povlaku, ponechání výsledného naštukovaného povlaku řídké kaše vyschnout a aplikaci dalších štukově, nanášených povlaků řídké kaše, jak je to vhodné pro vytvoření skořepinové formy kolem voskového modelu, která má vhodnou tloušťku. Po opatrném vysušení je voskový model oddělen od skořepinové formy a forma je vypálena.

Zřetele na životní prostředí diktují to, že pojivo použité při způsobu lití na vytavitelný model by mělo být založené na vodě, spíše než založené na alkoholu. Obvykle použité pojivo obsahuje vodný roztok sólu kyseliny křemičité. Když jsou kombinovány s vhodným žáruvzdorným materiálem do řídké kaše,

I jsou vodné roztoky sólu kyseliny křemičité schopné gelování a vysušení tak, že vytvoří hrubý tvar, který má v surovém stavu přijatelný stupeň tvrdosti. Avšak, kde je použit nemodifikovaný vodný roztok sólu kyseliny křemičité, je doba zabíraná tímto způsobem nevýhodně dlouhá. Jednoduchý štukově nanášený povlak řídké kaše aplikovaný na voskový model v průběhu lití na vytavitelný model, může do vysušení zabrat mezi 3 až 8 hodinami. Kde model obsahuje prohloubené části nebo jiné složité tvary, může být doba sušení zvýšena na 24 hodin nebo více. Během výroby skořepinové formy, která má několik štukově nanesených povlaků, musí být tato . doba vynásobena počtem aplikovaných nátěrů. Obvykle, je pro vybudování skořepiny přijatelné tloušťky vyžadováno 4 až 8 povlaků, a tímto přivedení celkové doby výroby do řádu mezi 12 hodinami a několika dny.

Značné úsilí bylo proto v dosavadním stavu techniky věnováno urychlení doby sušení povlaku. Tak například dokument Ep-A-0 638 379 uvedl ve známost, že přidání elastomerního polymeru k pojivovému koloidnímu roztoku sólu kyseliny křemičité, takového, jako je butadien-styren, má za následek významné snížení doby sušení a zlepšení pevnosti v surovém stavu. Přídavek rozpustných organických polymerů ke koloidnímu pojivovému roztoku sólu kyseliny křemičité pro použití při lití na vytavitelný model je také uveřejněn v US patentu č.

996 084. Rozpustné organické polymery jsou však snadno „vyplavitelné a bylo zjištěno, že pevnost v surovém stavu skořepinové formy obsahující takové polymery je dočasně snížena pronikáním páry formou, například během odstraňování voskového modelu z formy. Mimoto jsou rozpustné organické polymery drahé a jejich použití v lití na vytavitelný model může významně zvýšit náklady tohoto způsobu.

·« « ·

I <

fl .1 . ·

Zůstává proto žádoucím předmětem poskytnout alternativní prostředky pro snížení doby potřebné pro vytvoření skořepinové formy vhodné tloušťky během způsobu lití na vytavitelný model.

Podstata vynálezu

Podle jednoho aspektu přítomného vynálezu je proto poskytován způsob lití na vytavitelný model, zahrnující kroky míchání pojivá, žáruvzdorného materiálu a množství vodou nerozpustných organických vláken do formy řídké kaše; povlečení neopravitelného modelu povlakem uvedené řídké kaše; a sušení uvedeného povlaku nebo ponechání uvedeného povlaku vyschnout pro vytvoření skořepinové formy.

Popřípadě může být na uvedený neopravitelný model aplikováno množství povlaků, přičemž každý povlak je částečně nebo úplně vysušen nebo je ponechán se vysušit před aplikací následujícího povlaku. Obvykle mezi 2 až 10 povlaky, výhodněji 3 až 8 povlaků, ještě výhodněji 3, 4 nebo 5 povlaků, je postupně aplikováno na uvedený model. V některých ztělesněních je uvedený., neopravitelný model předem povlečen podle známých běžných způsobů povlakem řídké kaše, která neobsahuje žádná vodou nerozpustná organická vlákna, před aplikací podle přítomného vynálezu jednoho nebo více povlaků vláknem modifikované řídké kaše.

Podle dalšího aspektu přítomného vynálezu je poskytována řídká kaše obsahující pojivo, žáruvzdorný materiál a určité množství vodou nerozpustných organických vláken, kterážto řídká kaše je upravena pro použití při způsobu podle přítomného vynálezu.

*1

Z 9 9 9 « · * • · · 9 9 9 9 · « · 9 * · ··. « · · · • · « 9 9 9 9 9 «··· 999 9999 99 *♦··

Podle ještě dalšího aspektu přítomného vynálezu je poskytována souprava upravená pro uvedení způsobu podle přítomného vynálezu do praxe, přičemž uvedená souprava obsahuje určité množství pojivá, určité množství žáruvzdorného materiálu a určité množství vodou nerozpustných organických vláken; uvedené pojivo, žáruvzdorný materiál a vlákna jsou upraveny pro smíchání tak, že podle přítomného vynálezu vytvoří řídkou kaši. Uvedený žáruvzdorný materiál může být zabalen a/nebo dodáván odděleně od ostatních složek soupravy. Alternativně uvedené pojivo může být zabaleno a/nebo dodáváno odděleně od ostatních složek soupravy. Popřípadě mohou být uvedená vlákna rozptýlena v uvedeném pojivu. Alternativně mohou být uvedená vlákna smíchána s uvedeným žáruvzdorným materiálem.

Překvapivě původci přítomného vynálezu zjistili, že řídká kaše žáruvzdorného materiálu, která obsahuje určité množství vodou nerozpustných organických vláken, je schopná vytvářet významně silnější povlaky kolem ponořených předmětů než řídké kaše typů známých z dosavadního stavu techniky. Zvýšení tloušťky povlaku má zřejmě za následek průvodní jev snížení počtu cyklů ponoření, požadovaných pro vytvoření formy s dostatečnou tloušťkou stěny a tudíž významné snížení rychlosti výroby formy ze žáruvzdorného materiálu. Povlaky z vlákny modifikované řídké kaše jsou vystaveny srovnatelné době sušení ve srovnání s produkty podle dosavadního stavu techniky a zjistilo se, že mají srovnatelnou pevnost v surovém stavu.

Dále bylo zjištěno, že účinnost elastomerem modifikovaných pojiv typu zveřejněného v EP-A-0 638 379 a US patentu č.

996 084 je široce poškozena vystavením pojiv nízké teplotě (0 °C a nižší). V protikladu k elastomerem modifikovaným kompozicím podle dosavadního stavu techniky se však zjistilo, že vláknem modifikované řídké kaše podle přítomného vynálezu jsou slučitelné s mnoha typy přísad proti zamrzání. To proto činí možným přidání přísady proti zamrzání do pojiv určených pro použití ve vlákny modifikovaných řídkých kaších podle přítomného vynálezu, a tudíž usnadnění zimní dopravy a skladování takových pojiv.

Výhodně jsou uvedená vláknav uvedeném pojivu rozptýlena před přidáním uvedeného žáruvzdorného materiálu. To podporuje tvorbu jemné a stabilní řídké kaše. Avšak uvedený žáruvzdorný materiál může být do uvedeného pojivá alternativně přidán před přidáním uvedených vláken. Alternativně mohou být uvedená vlákna smíchána se žáruvzdorným materiálem před přidáním uvedeného pojivá.

Popřípadě může být uvedený neopravitelný model potažen řídkou kaší nalitím uvedené řídké kaše na model. Avšak výhodněji může být uvedený model povlečen ponořením modelu do nádoby obsahující uvedenou řídkou kaši. Výhodně, více modelů, které například mohou být zavěšeny na „stromu, může být do uvedené nádoby ponořeno současně, a tímto je umožněna současná výroba více skořepinových forem.

Výhodně může být na uvedený neopravitelný model postupně aplikováno více povlaků řídké kaše. Podle obvyklé praxe může být každý povlak řídké kaše naštukován bezvodým žáruvzdorným materiálem, jako .je aluminosilikát, jako je Molochite® (dostupný od společnosti English China Clay), mullit (dostupný od společnosti Cermatco) , zirkon nebo křemenné sklo, před aplikací dalšího povlaku. Navíc nebo v alternativě, jeden nebo více povlaků, obvykle jeden nebo více vnějších povlaků, může být štukově nanášeno s malými polystyrénovými kuličkami. To to to to « · to

• to «· # » » • * * ··« • · « • to to · · · slouží k zlepšení izolačních vlastností uvedených vnějších povlaků. Výhodně každý povlak řídké kaše může být, před aplikací následujícího povlaku, úplně pokryt povlakem uvedeného bezvodého žáruvzdorného materiálu nebo uvedenými malými polystyrénovými kuličkami.

Výhodně může uvedený způsob dále zahrnovat krok odstranění uvedeného neopravítelného modelu z uvedené skořepiny. Uvedený neopravitelný model může být výhodně odstraněn pomocí zahřívání uvedené skořepiny na teplotu, která převyšuje teplotu tání uvedeného modelu tak, že je způsobeno tání modelu a odtečení modelu ze skořepiny. Alternativně může být uvedený model odstraněn zahříváním uvedené skořepiny na teplotu, která převyšuje teplotu sublimace nebo rozkladu uvedeného modelu tak, že model sublimuje nebo se rozkládá a to způsobí nebo umožní, že model unikne ze skořepiny jako plyn.

Kde uvedený model představuje voskový model, může být vosk například odstraněn z uvedené skořepiny zahříváním uvedené skořepiny v autoklávu pro odstranění vosku nebo velmi rychlým spálením vosku.

Výhodně mohou být uvedená vlákna vybrána tak, že krok odstranění uvedeného modelu ze skořepiny nezpůsobuje odstranění vláken ze skořepiny. Tudíž kde má být uvedený model odstraněn zahříváním uvedené skořepiny na teplotu odstranění, která převyšuje teplotu tání nebo teplotu sublimace nebo teplotu rozkladu uvedeného neopravitelného modelu, mohou být uvedená vlákna vybrána tak, že teplota tání uvedených vláken převyšuje uvedenou teplotu odstranění. To zajistí, že vlákna zůstanou neporušená přes odstranění modelu. Zachování uvedených vláken ve skořepině slouží k udržení pevnosti skořepiny v surovém stavu.

• 0 0« « ** «·

Obvykle může být teplota tání uvedených vláken v oblasti od 150 do 500 °C, výhodně od 180 do 270 °C, ještě výhodněji od 220 do 270 °C. Taková vlákna mohou být zvláště vhodná pro použití v kombinaci s neopravitelným vytavitelným modelem.

Způsob podle přítomného vynálezu může dále obsahovat krok zahřívání uvedené skořepiny na vypalovací teplotu pro vypálení skořepiny. Obvykle může být uvedená vypalovací teplota v rozmezí od 800 do 1100 °C.

Výhodně mohou být uvedená vlákna vybrána tak, že teplota tání uvedených vláken je nižší než uvedená vypalovací teplota, takže uvedená vlákna jsou roztavena, když je skořepina vypalována. Podle toho mohou být uvedená vlákna ze skořepiny odstraněna během následujícího vypalování. Odstranění uvedených vláken ze skořepiny slouží k vytvoření pórovitosti ve skořepině, a tím umožnění úniku expandujících plynů z vnitřku skořepiny během následujícího nalití roztaveného kovu do ní, a tudíž snížení pravděpodobnosti, že skořepina praskne působením vnitřního tlaku plynu, který je v této fázi vytvářen.

Uvedená vlákna mohou být tkaná a sekaná nebo drcená podle způsobů dobře známých odborníku v oboru. Ve výhodných ztělesněních mají použitá vlákna jednotnou nebo v podstatě jednotnou délku, takže podporují tvorbu stejnorodé řídké kaše. Podle toho může mít každé vlákno délku menší než 3 mm a/nebo větší než 0,25 mm. Obvykle je každé vlákno dlouhé mezi 0,25 a

1,5 mm, nej výhodněji je dlouhé od 1 do 1,5 mm. Avšak použitá vlákna mohou alternativně mít různé délky.

V některých ztělesněních tvoří uvedené množství vláken méně než 10 % hmotnostních řídké kaše. Výhodně může uvedené * · • « množství vláken tvořit méně než 8 % hmotnostních, výhodněji méně než 5 % hmotnostních (například 4 %, 3 %, 2 % nebo 1 %) nebo ještě výhodněji méně než 1 % hmotnostní (například 0,5 % nebo méně) uvedené řídké kaše. Množství použitých vláken je činitelem při stanovení viskozity řídké kaše, a tudíž mohou být v každém případě vybrána tak, že udržují viskozitu řídké kaše na odpovídající úrovni pro specifické použití nebo aplikaci určenou v tomto případě pro řídkou kaši. Kde jsou použita lmm vlákna, může být množství vláken začleněných do řídké kaše výhodně od 15 do 20 g/1 pojivá. Kde jsou použita 0,5mm vlákna, může být množství vláken začleněných do řídké kaše výhodně od 5 do 80 g/1, výhodněji od 20 do 35 g/1 pojivá.

Výhodně může být průměr každého vlákna dostatečný pro umožnění tvorby pórovité struktury ve skořepině, následující po odstranění vláken ze skořepiny tak, že umožní únik plynů z vnitřku skořepiny během lití kovu. Tudíž uvedená vlákna mohou mít délkovou hmotnost až do 0,028 g/m tj . až do 250 denier. Výhodněji mohou mít uvedená vlákna délkovou hmotnost od 1,6 x 10⁴ do 2,78 x 10⁴ g/m tj . v rozmezí od 1,5 do 2,5 denier, výhodněji délkovou hmotnost od 2 x 10 ⁴ do 2,33 x 10 ⁴g/m tj. od 1,8 do 2,1 denier. Alternativně mohou být uvedenými vlákny mikrodenierová vlákna.

Uvedená vlákna mohou být vybrána tak, že měrná hmotnost vláken je rovná nebo blízká měrné hmotnosti pojivá, takže vlákna mohou být snadno a rovnoměrně rozptýlena v uvedeném pojivu. Obvykle může být měrná hmotnost uvedených vláken v rozmezí od 0,5 do 3, výhodněji od 0,5 do 1,5, ještě výhodněji od 1 do 1,5.

Délka vlákna, množství vláken a mnořství Jcapaliny v řídké kaši mohou být výhodně zvoleny tak, že viskozita řídké kaše je ♦ * «» · * · ··· ·· ·««« ··· ···· ·« «··· v žádoucím rozmezí. Vhodně může být žádoucí rozmezí viskozity řídké kaše od 2 6 do 32 sekund, měřeno na miskovém měřiči viskozity B4 (od 8 do 12 sekund, měřeno na Zahnově miskovém měřiči viskozity č. 4). Žádoucí rozmezí viskozity řídké kaše může však být mezi 10 a 180 sekundami, měřeno na miskovém měřiči viskozity B4, v závislosti na použití, ke kterému je řídká kaše určena. Viskozita řídké kaše může být během použití upravena přidáním deionizované vody pro kompenzaci ztrát odpařením.

Uvedená vlákna mohou například zahrnovat polypropylenová vlákna. Alternativně mohou uvedená vlákna zahrnovat jiná organická vodou nerozpustná vlákna, jako jsou vlákna akrylová, polyesterová, modifikovaná akrylová, nylonová nebo vískóza/viskózové hedvábí. Vlastnosti těchto vláken jsou vyloženy v tabulce 1.

Tabulka 1

Typ vlákna	Měrná hmotnost	Teplota tání (°C)	Odolnost vůči kyselině	Odolnost vůči bázi
Akrylové	1,17	290	dobrá	bezvadná
Polypropylenové	0,91	165	dobrá	dobrá
Modifikované akrylové	1,38	185	dobrá	bezvadná
Nylon®	1,14	252	bezvadná	dobrá
Viskoza/viskozové hedvábí	1,52	155	špatná	špatná
Polyester	1,38	234	dobrá	bezvadná

Nej výhodněji mohou být použita - vlákna s dobrými distribučními vlastnostmi, jako jsou Nylon® nebo polyesterová • · «·· ♦ * « · «

»*»»

vlákna. Výše uvedený seznam vláken není vyčerpávající a může být použito jakékoliv vodou nerozpustné organické vlákno s vhodnými vlastnostmi známými odborníkovi v oboru. Zvláště dvousložková vlákna obsahující dva nebo více typů vláken vetkaných nebo zavařených do každého jednotlivého pramene dvousložkového vlákna, mohou být výhodně použity.

Popřípadě může uvedená řídká kaše obsahovat další složky pro úpravu nebo zlepšení vlastností řídké kaše. Například uvedená řídká kaše může obsahovat odpěňovací činidlo, jako je odpěňovací činidlo založené na dimethylpolysiloxanu, jako je značkový produkt A10 společnosti WEX, který je obchodně dostupný od společnosti WEX Chemicals, ICG House, Station Approach, Oldfield Lané North, Greenford, Middlesex UB6 OAL, Anglie. Navíc nebo alternativně může uvedená řídká kaše obsahovat elastomery a/nebo vodou rozpustné polymery, jako je styren-butadienový latex. Uvedená řídká kaše může také obsahovat jeden nebo více smáčecích činidel, jako je bis(polyoxyethylen)-2-ethylhexyl-fosfát (obchodně dostupný pod registrovanou ochrannou známkou VICTAWET).

V některých ztělesněních může být v uvedené řídké kaši obsaženo určité množství grafitových a/nebo anthracitových částic a určité množství křemenného skla. Popřípadě uvedené grafitové a/nebo anthracitové částice a křemenné sklo mohou být v uvedené řídké kaši obsaženy pouze před aplikací vnějšího povlaku nebo povlaků na uvedený model. Grafit slouží k zvýšení pevnosti uvedeného povlaku nebo povlaků během vytavení vosku a sušení. Přítomnost křemenného skla, které má nízkou tepelnou vodivost, slouží k zlepšení izolačních vlastností vrchního povlaku nebo povlaků.

• » • ·

Ve zvláště výhodných ztělesněních uvedené pojivo obsahuje koloidní roztok sólu kyseliny křemičité. Uvedený roztok sólu kyseliny křemičité může být bazický a může například mít pH v rozmezí od 9,3 do 10,5, výhodně od 10,1 do 10,5. Alternativně může být uvedený roztok sólu kyseliny křemičité kyselý, bez ohledu na to zda je trojnásobně deionizovaný nebo ne. Uvedený roztok sólu kyseliny křemičité může obsahovat 10 až 50 % hmotnost/hmotnost oxidu křemičitého, obvykle 20 až 30 % hmotnost/hmotnost oxidu křemičitého. Vhodná pojivá pro tento účel jsou široce obchodně dostupná; například LUDOX (dostupný od společnosti DuPont) nebo WEXCOAT® (dostupný od společnosti Wex Chemicals na adrese uvedené výše). Popřípadě mohou být v uvedeném pojivu obsaženy další složky, jako jsou fosfáty.

Alternativně může uvedené pojivo obsahovat kyselinou nebo bází hydrolyzované ethyl-silikátové pojivo, typu známého v oboru.

Uvedený žáruvzdorný materiál může obsahovat aluminosilikáty, hořčík, zirkon, křemenné sklo a/nebo jiné žáruvzdorné materiály dobře známé odborníkovi v oboru. Obvykle použité množství žáruvzdorného materiálu může obsahovat 100 až 500 % hmotnost/hmotnost, výhodněji 100 až 200 % hmotnost/hmotnost, ještě výhodněji asi 150 % hmotnost/hmotnost uvedeného pojivá.

Příklady provedení vynálezu

Následuje popis, pouze cestou příkladu, ztělesnění přítomného vynálezu a způsobů pro uvedení tohoto vynálezu do praxe.

Příklad 1 • · • · 4 • · «>*·«

Řídká kaše se podle tohoto vynálezu vyrábí z následujících složek:

Pojivový koloidní roztok sólu kyseliny křemičité

Vodný roztok sólu kyseliny křemičité obsahující 24 % oxidu křemičitého, který má měrnou hmotnost (relativní hustotu) přibližně 1,167 a nominální velikost částice 10 nm při pH 10,2 a 0,5 % hmotnost/hmotnost odpěňovacího činidla (WEX odpěňovadlo A10).

Žáruvzdorný materiál

Molochite® o velikosti částice -200 mesh (kalcinovaný aluminosilikát, obchodně je dostupný od společnosti English China Clays).

Vodou nerozpustná organická vlákna

Vlákna Nylon®; délková hmotnost 2 x 10⁴ g/m tj . 1,8 denier, délka 1 mm.

Řídká kaše se vyrábí následovně. 20 g vláken z Nylonu® se přidá do 1,170 kg pojivového roztoku sólu kyseliny křemičité a míchá se do rozptýlení vláken v něm. 1,755 kg žáruvzdorného materiálu (3 : 2 hmotnost/hmotnost, poměr žáruvzdorného materiálu : pojivu) se přidá do výsledného vlákny modifikovaného pojivá. Výsledná směs se pro výrobu řídké kaše (0,68 % hmotnost/hmotnost vlákno : řídká kaše) důkladně míchá. Následně se po důkladném protřepání a dispergaci zkouší viskozita řídké kaše při použití Zahnova miskového měřiče viskozity č. 4 (výsledek: 10 sekund) a miskového měřiče • · « · viskozity Β4 (výsledek: způsobů.

sekund), podle standardních

Řídká přítomného kaše se vynálezu vytavitelných tyčí typu, používá v souladu se způsobem podle pro povlečení množiny zkušebních který se běžně používá při standardním způsobu British Standard BS 1902. Každá tyč se skládá z obdélníkového bloku vosku měřícího přibližně 20 cm krát 2,5 cm krát 0,7 cm.

Tyče se nejprve chemicky čistí, omyjí a suší podle normální platné praxe a předem povlečou řídkou kaší žáruvzdorného materiálu, který obsahuje pojivový roztok sólu kyseliny křemičité, žáruvzdorný zirkoniový písek a vodou rozpustný polymer, ale neobsahuje žádná nerozpustná organická vlákna, naštukují a suší se. Každá tyč se potom ponoří do řídké kaše modifikované vlákny popsané výše, ponechá se ponořená po dobu od 10 do 20 sekund a vyjme se. Každá tyč se okamžitě naštukuje přípravkem Molochite® o velikosti zrna 0,542/0,175 mm (30/80 mesh) a potom se pro sušení umístí na 1 hodinu pod ventilátor.

Po sušení se na každou tyč aplikuje druhý povlak. Každá tyč se znovu ponoří, jak se popisuje výše, naštukuje se přípravkem Molochite® o velikosti zrna 0,991/0,542 mm (16/30 mesh) a suší se 1 hodinu. Čtyři další povlaky řídké kaše a přípravku Molochite® o velikosti zrna 0,991/0,542 mm (16/30 mesh) se postupně aplikují na každou tyč tímto způsobem, přičemž se každý povlak nechá sušit po dobu 1 hodiny. Tak se celkem 6 povlaků aplikuje na každou tyč v průběhu 8-hodinového pracovního dne.

• Β • Β »· · * * * ·· Β ·· · *

Β · « · · * · Β · · * * · Β · « • Β · · · · ««····· • *·· ·

Potažené tyče se nechají důkladně vyschnout přes noc. Poté se každá tyč vloží do autoklávu za tlaku 800 kPa a teplotě 180 °C tak, že se vosk vytaví a vyteče ze žáruvzdorné skořepiny. Zjistí se, že skořepiny mají průměrnou tloušťku stěny přibližně 8 mm, což znamená, že je asi o 20 % větší než průměrná tloušťka skořepiny vytvářené za identických podmínek z řídkých kaší obsahujících rozpustné organické polymery typu známého v oboru.

Zjistilo se, že propustnost skořepin vyrobených podle tohoto způsobu popsaného výše je srovnatelná s propustností skořepin dostupných podle dosavadního stavu techniky. Mimoto se zjistilo, že pevnost na jednotku tloušťky každé skořepiny vyrobené podle výše uvedeného popisu je nejméně rovnocenná pevnosti skořepin dostupných dříve, přičemž každá skořepina má v surovém stavu modul pevnosti v ohybu (MOR) přibližně 3,5 MPa neboli 502,8 liber na čtvereční palec (psi). Přítomnost intaktních vláken Nylonu® v dokončené skořepině slouží k zlepšení její pevnosti v surovém stavu.

Doba sušení potřebná pro každý povlak vláknem modifikované řídké kaše je také srovnatelná s dobami sušení elastomerem modifikovaných řídkých kaší podle dosavadního stavu techniky. Je zřejmé, že rychlost sušení se může zvýšit přidáním zrnitého oxidu hořečnatého, jako je kalcinovaný oxid hořečnatý 30/80, do štuku.

Skořepiny vyrobené podle výše popsaného způsobu se vypalují při 1000 °C přibližně 1 hodinu a jsou potom připravené pro lití kovu.

Příklad 2 ···· • ·

Řídká kaše podle tohoto vynálezu se vyrábí z následujících složek:

Pojivový koloidní roztok sólu kyseliny křemičité

Vodný roztok sólu kyseliny křemičité obsahující 24 % oxidu křemičitého, který má specifickou hmotnost (relativní hustotu) přibližně 1,167 a nominální velikost částice 10 nm při pH 10,2 a 0,5 % hmotnost/hmotnost odpěňovacího činidla.

Žáruvzdorný materiál

Molochite o velikosti částice -200 mesh (kalcinovaný aluminosilikát, obchodně je dostupný od společnosti English China Clays).

Vodou nerozpustná organická vlákna

Polypropylenová vlákna; délková hmotnost 2 x 10’⁴ g/m tj

1,8 denier, délka 1 mm.

Řídká kaše se vyrábí následovně. 63 g polypropylenových vláken se přidá do 3,5 litrů (4,08 kg) pojivá z roztoku sólu kyseliny křemičité (18 g vláken na litr pojívá) a míchá se do rozptýlení vláken v něm. 6,13 kg žáruvzdorného materiálu (3 : 2 hmotnost/hmotnost, poměr žáruvzdorného materiálu : pojivu) se přidá do výsledného vlákny modifikovaného pojivá. Výsledná směs se pro výrobu řídké kaše důkladně míchá. Následně se po důkladném protřepání a dispergování zkouší viskozita řídké kaše při použití Zahnova miskového měřiče viskozity (výsledek:

sekund) a miskového měřiče viskozity B4 výsledek: 30 sekund), podle standardních způsobů.

9 99 * 9 ·

9 9

Řídká kaše se používá přítomného vynálezu pro vytavitelných tyčí typu, standardním způsobu British skládá z obdélníkového bloku krát 2,5 cm krát 0,7 cm.

v souladu se způsobem podle potažení množiny zkušebních který se běžně používá při Standard BS 1902. Každá tyč se vosku měřícího přibližně 20 cm

Po sušení se na každou tyč aplikuje druhý povlak. Každá tyč se znovu ponoří, jak se popisuje výše, naštukuje se přípravkem Molochite® o velikosti zrna 0,991/0,542 mm (16/30 mesh) a suší se 1 hodinu. Čtyři další povlaky řídké kaše a Molochite® o velikosti zrna 0,991/0,542 mm (16/30 mesh) se postupně aplikují na každou tyč tímto způsobem, přičemž se každý povlak nechá sušit po dobu 1 hodiny. Tak se celkem 6 povlaků aplikuje na každou tyč v průběhu 8-hodinového pracovního dne.

Povlečené tyče se nechají důkladně vyschnout přes noc. Poté se každá tyč vloží do autoklávu za tlaku 800 kPa a teplotě 180 °C tak, že se vosk vytaví a., vyteče ze žáruvzdorné skořepiny. Zjistí se, že skořepiny mají průměrnou tloušťku stěny přibližně 8 mm, což znamená, že je asi o 20 % větší než průměrná tloušťka skořepiny vytvářené za identických podmínek z řídkých kaší obsahujících rozpustné organické polymery typu známého v oboru. Během zpracování v autoklávu se polypropylenová vlákna, která mají relativně nízkou teplotu tání, vytaví ze skořepiny a tudíž poskytují skořepinu s poněkud sníženou pevností v surovém stavu.

Zjistilo se, že propustnost skořepin vyrobených podle tohoto způsobu popsaného výše je srovnatelná s propustností skořepin dostupných podle dosavadního stavu techniky. Mimoto se zjistilo, že pevnost na jednotku tloušťky každé skořepiny vyrobené podle výše uvedeného popisu je nejméně rovnocenná pevnosti skořepin dostupných dříve, přičemž každá skořepina má v surovém stavu modul pevnosti v ohybu (MOR) přibližně 3,5 MPa neboli 502,8 liber na čtvereční palec (psi).

Doba sušení potřebná pro každý povlak vláknem modifikované řídké kaše je také srovnatelná s dobami sušení elastomerem modifikovaných řídkých kaší podle dosavadního stavu techniky. Je zřejmé, že rychlost sušení se může zvýšit přidáním zrnitého oxidu hořečnatého, jako je kalcinovaný oxid horečnatý 30/80, do štuku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob lití na vytavitelný model, zahrnující kroky míchání pojivá, žáruvzdorného materiálu a určitého množství vodou nerozpustných organických vláken k vytvoření řídké kaše, povlečení neopravitelného modelu jedním nebo více povlaky uvedené řídké kaše, a sušení uvedeného jednoho nebo více povlaků nebo ponechání uvedeného jednoho nebo více povlaků se vysušit pro vytvoření skořepinové formy, vyznačuj ící se t í m, že řídká kaše má viskozitu v rozmezí od 10 do 180 sekund, měřeno na misce B4.
2. Způsob lití na vytavitelný model, zahrnující kroky míchání pojivá, žáruvzdorného materiálu a určitého množství vodou nerozpustných organických vláken k vytvoření řídké kaše, povlečení neopravitelného modelu jedním nebo více povlaky uvedené řídké kaše, a sušení uvedeného jednoho nebo více povlaků nebo ponechání uvedeného jednoho nebo více povlaků se vysušit pro vytvoření skořepinové formy, vyznačuj ící se t í m, že se začlení do uvedené řídké kaše určité množství grafitových a/nebo antracitových částic.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se začlení do uvedené řídké kaše určité množství grafitových a/nebo antracitových částic.
4. Způsob podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující setím, že se vlákna rozptýlí v uvedeném pojivu před přidáním uvedeného žáruvzdorného materiálu pro vytvoření řídké

..... · kaše.

(Upraveno pro provedení průzkumu)
5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se uvedený neopravitelný model povleče 2 až 10, výhodně 3 až 5, povlaky z uvedené řídké kaše.
6. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se délka vláken, množství vláken a množství kapaliny v uvedené řídké kaši zvolí tak, že řídká kaše má viskozitu v rozmezí od 26 do 32 sekund, měřeno na misce B4.
7. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedená vlákna mají délkovou hmotnost ne větší než 0,028 g/m, tj. legální titr ne větší než 250 denier.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že uvedená vlákna mají délkovou hmotnost od 1,6 x 10⁴do 2,78 x 10'⁴ g/m, tj . legální titr v rozmezí od 1,5 do 2,5 denier, výhodně mají délkovou hmotnost od 2 x 10⁴ do 2,33 x 10’⁴ g/m, tj. legální titr od 1,8 do 2,1 denier.
9. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že délka uvedených vláken je větší než 0,25 mm, výhodně mezi 1 a 1,5 mm.
10. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že měrná hmotnost uvedených vláken je v rozmezí od 0,5 do 3, výhodně v rozmezí od 1 do 1,5.
11. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedená vodou nerozpustná organická vlákna se skládají z polypropylenových, akrylových,

9· ·* • · «

• · · · ’ ’ · · _Λ ’··* ·*· ZU · · · . ··· ···* ·« ···· (Upraveno pro provedení průzkumu) polyesterových, modifikovaných akrylových vláken, vláken z Nylonu® nebo vláken z viskózy/viskózového hedvábí.
12. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedená vodou nerozpustná vlákna se skládají z dvousložkových vláken obsahujících dva nebo více typů vlákna vetkaného nebo zavařeného do každého jednotlivého dvousložkového pramene vlákna.
13. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedené množství vláken tvoří méně než 10 %, výhodně méně než 5 %, ještě výhodněji méně než 1 %, nejvýhodněji méně než 0,5 % hmotnostního uvedené řídké kaše.
14. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok začlenění do uvedené řídké kaše určitého množství elastomerů a/nebo vodou rozpustných polymerů.
15. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok začlenění do uvedené řídké kaše určitého množství odpěňovacího činidla, jako je dimethylpolysiloxan.
16. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok začlenění do uvedené řídké kaše určitého množství přísady proti zamrzání.
17. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, v y ·» « · · ·· ···· • ···· (Upraveno pro provedení průzkumu) «· značující se tím, že dále zahrnuje krok začlenění do uvedené řídké kaše určitého množství jednoho nebo více smáčecího činidla.
18. Sada složek pro uvedení způsobu podle nároku 1 do praxe, která obsahuje množství pojivá, množství žáruvzdorného materiálu a množství vodou nerozpustných organických vláken, vyznačující se tím, že uvedené složky jsou přizpůsobeny tomu, že když se spojí, utvoří řídkou kaši mající viskozitu v rozmezí od 10 do 180 sekund, měřeno na misce B4.
19. Sada složek pro uvedení způsobu podle nároku 2 do praxe, vyznačující se tím, že obsahuje množství pojivá, množství žáruvzdorného materiál, množství vodou nerozpustných organických vláken, množství grafitových a/nebo antracitových částic.
20. Sada podle nároku 18 nebo 19, vyznačující se tím, že uvedená vlákna jsou rozptýlena v uvedeném pojivu.
21. Sada podle nároku 18 nebo 19, vyznačující se tím, že uvedená vlákna jsou smíchána s uvedeným žáruvzdorným materiálem a uvedené pojivo je zabaleno a/nebo dodáváno odděleně od jiných složek sady.
22. Sada podle kteréhokoliv z nároků 18 až 21, vyznačující se tím, že uvedené pojivo dále obsahuje činidlo proti zamrzání.
23. Sada podle kteréhokoliv z nároků 18 až 22, vyznačující se tím, že uvedené pojivo dále obsahuje odpěňovací činidlo, jako je dimethylpolysiloxan^ ·· ··.

• · ♦

9 · (Upraveno pro provedení průzkumu) «« ···· »·· ·« ·♦ »9 »· • * * • · « • 9 · • · · •9 ·»<·
24. Sada podle kteréhokoliv z nároků 18 až 23, vyznačující se tím, že uvedené pojivo dále obsahuje elastomery a/nebo vodou rozpustné polymery, jako je styren butadien.
25. Sada podle kteréhokoliv z nároků 18 až 24, vyznačující se tím, že uvedené pojivo dále obsahuje jedno nebo více smáčecích činidel, jako je bis(polyoxyethylen)-2-ethylhexylfosfát.
26. Sada podle kteréhokoliv z nároků 18 až 25, vyznačující se tím, že dále obsahuje určité množství deionizované vody pro úpravu viskozity uvedené řídké kaše.
27. Sada složek pro způsob lití na vytavitelný model, vyznačující se žáruvzdorného materiálu a tím, že obsahuje množství množství vodou nerozpustných organických vláken, přičemž tento žáruvzdorný materiál je smíchán s vlákny, a pojivo, které je zabaleno a/nebo dodáváno odděleně od jiných složek sady.
28. Sada složek podle nároku 27, vyznačující se tím, že obsahuje množství grafitových a/nebo antracitových částic.
29. Řídká kaše žáruvzdorného materiálu pro použití pří způsobu podle nároku 1, která obsahuje pojivo, žáruvzdorný materiál a určité množství vodou nerozpustných organických vláken, vyznačující se tím, že uvedená řídká kaše má viskozitu v rozmezí od 10 do 180 sekund, měřeno na misce B4.

•Φ *·

4 · · _Λ • · * ·· ··<· (Upraveno pro provedení průzkumu) ·* ··. « · · · ···· • «· »·
30. Řídká kaše žáruvzdorného materiálu podle nároku 29, vyznačující se tím, že řídká kaše má viskozitu v rozmezí od 26 do 32 sekund, měřeno na misce B4.
31. Řídká kaše žáruvzdorného materiálu pro použití při způsobu podle nároku 2, vyznačující se tím, že obsahuje pojivo, žáruvzdorný materiál, určité množství vodou nerozpustných organických vláken a určité množství grafitových a/nebo antracitových částic.