BRPI0513755B1 - Métodos para remover um modelo temporário de um molde refratário, para remover um modelo temporário de um molde refratário que reside em um meio particulado, e, para remover um modelo temporário conectado a um jito temporário oco de dentro de um molde refratário permeável a gás - Google Patents

Description

Campo da Invenção Esta invenção diz respeito a um método e aparelho para remover um modelo temporário de um molde de fundição de metal.

Fundamentos da Invenção O processo de fundição de precisão de "cera perdida" bem conhecido tipicamente usa um molde refratário que é construído pela montagem de sucessivas camadas de partículas cerâmicas ligadas com um ligante inorgânico em um material do modelo temporário (de sacrifício), tais como, tipicamente, uma cera, plástico e similares. O molde refratário acabado é normalmente formado como em um molde em casca em tomo do modelo temporário. O molde em casca refratária que reside no modelo temporário tipicamente é submetido a uma operação de remoção do modelo, em que o modelo é fundido do molde em casca. Esta operação deixa um molde em casca de refratário "verde" (não queimado) vazio. Os materiais do modelo temporário tipicamente têm uma taxa de expansão térmica muitas vezes maior que a do molde em casca de refratário. Se o modelo temporário e o molde refratário forem aquecidos uniformemente, o material do modelo temporário expandirá termicamente mais que o molde refratário. Isto colocará o molde em casca refratária sob tensão e finalmente trincará o molde em casca. O ato de evitar tal trincamento do molde em casca é o porquê a remoção de material do modelo temporário tem sido tipicamente conduzida tal como uma operação de remoção do modelo por autoclave de vapor a alta pressão limpeza com maçarico. A remoção do material do modelo temporário por uma operação de autoclave com vapor a alta pressão ou maçarico, é feita de forma a expor o lado de fora do molde em casca refratária a alta temperatura. Esta alta temperatura faz com que calor seja conduzido através do molde em casca refratária mais rapidamente de maneira a fundir a superfície do modelo antes de o interior do modelo expandir termicamente. Esta camada superficial de material do modelo fundido estende-se por completo até onde o modelo é exposto na parte aberta do molde e acomoda o material do modelo de expansão dentro do molde, forçando parte do material do modelo superficial líquido para fora da abertura do molde. Tais métodos podem ainda permitir o trincamento do molde em casca refratária, se o calor não for aplicado em uma câmara contínua ao longo da superfície do modelo temporário dentro do molde. A conexão do molde em casca refratária entre modelos adjacentes é uma das causas principais do aquecimento não uniforme do modelo. Ou seja, regiões mais espessas do molde em casca refratária prejudicarão a aplicação de calor no material do modelo e atrasarão localizadamente a fusão da superfície do modelo e o rompimento da camara continua. Isto impede a passagem de material do modelo líquido da superfície de uma região do molde mais fina afastada da abertura do molde do que a região do molde mais espessa. Tal prevenção da passagem de material do modelo líquido da superfície causa um acúmulo de pressão de modelo na região do molde mais fina afastada por causa da expansão térmica do material do modelo e pode levar ao trincamento do molde. Esses problemas exigem o uso de um molde resistente o bastante (por exemplo, espesso o bastante) para resistir à pressão de expansão do material do modelo e geralmente exige o uso de furos suplementares ou suspiros através do molde para aliviar a pressão de modelo de expansão não conectados. Moldes mais resistentes ou espessos, bem como o método de escape de ar, são indesejáveis, já que eles aumentam os custos de processamento.

Uma pluralidade dos moldes em casca refratária verde (modelos de areia) então tipicamente são carregados em um fomo intermitente ou contínuo aquecido por combustão de gás e óleo, e aquecida a uma temperatura de 1.600°F a 2.000°F (871,1 a 1.093,3°C). Altemativamente, o molde pode ser aquecido por um método do pedido de patente co-pendente número de série 10/241.819, depositado em 10 de setembro de 2002, do mesmo requerente deste, que descreve o aquecimento de um molde com ou sem areia de suporte do molde em volta. Os moldes refratários aquecido são removidos do fomo e metal ou liga líquida é fundida neles. A tendência de fundição de precisão é tomar o molde em casca refratária o mais fino possível de forma a reduzir o custo do molde da maneira supradescrita. O uso de moldes em casca fina exigiu o uso de meio de suporte para impedir falha do molde, descrito por Chandley et. al., Patente U.S. 5.069.271. A atente 1271 revela o uso de moldes em casca de cerâmica ligada feitos o mais fino possível, tal como menos de 0,12 polegada (3,05 mm) de espessura. Meio particulado de suporte não ligado é compactado em tomo do molde em casca refratária quente fina depois de ser removido do fomo de pré- aquecimento. O meio de suporte não ligado age para resistir a tensões aplicadas no molde em casca durante a fundição de maneira a impedir falha do molde.

Entretanto, moldes em casca fina são mais propensos ao trincamento durante a operação de remoção do modelo, tal como a operação de remoção de modelo por autoclave de vapor de alta pressão ou maçarico, em que o modelo é fundido para fora do molde em casca. A presente invenção fornece um método para remover um modelo temporário de um molde refiatário ligado de uma maneira que reduza o trincamento do molde. .Sumário da Invenção Uma modalidade da presente invenção fornece um método para remover um modelo temporário, tal como material do modelo de cera ou outro material fundível, que reside em um molde refratário, descartando vapor condensável, tal como vapor d'água, dentro do molde de forma a fazer contato e fundir o modelo, enquanto o exterior do molde é submetido a uma atmosfera de gás que não condensa, tal como ar ambiente, fora do molde. O vapor condensado e material do modelo fundido são drenados para fora do molde.

Um diferencial de pressão entre o vapor condensável dentro do molde e a atmosfera de gás que não condensa fora do molde é pequena o bastante para impedir que o gás condensável saia para fora molde e o gás que não condensa entre na cavidade do molde. O vapor condensável dentro do molde e a atmosfera de gás fora do molde, preferivelmente, estão substancialmente na mesma pressão com esta finalidade. Desta maneira, quando vapor d’água é usado como vapor condensável preferido, o vapor d’água é condensado dentro do molde, onde o vapor d’água entrou em contato com o modelo, enquanto o exterior do molde permanece seco. O vapor condensável pode ser descarregado dentro do molde a uma pressão atmosférica, subatmosférica ou superatmosférica, dependendo do ponto de fusão do material do modelo.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, vapor d'água ou outro vapor condensável é descarregado inicialmente dentro de um jito oco de uma montagem do modelo para fundir o jito e em seguida continuar fundir os modelos da montagem do modelo. O jito oco pode ser pré- conformado ou, altemativamente, pode ser formado in situ em um jito precursor sólido da montagem do modelo, enquanto reside no molde pelo movimento relativo por um tubo de descarga de vapor d agua e o jito precursor sólido.

Em uma outra modalidade preferida da invenção, é provido um método para remover um modelo temporário de um molde refratário que reside em um meio particulado. O método envolve descarregar vapor dágua ou outro vapor condensável dentro do molde para fazer contato e fundir o modelo enquanto um exterior do molde faz contato com o meio particulado e é submetido a uma atmosfera de gás que não condensa (por exemplo, livre de vapor d’água), condensando vapor dentro do molde onde ele faz contato com o modelo enquanto o exterior do molde e o meio particulado em tomo dele são submetidos a uma atmosfera de gás que não condensa, e drenando o material do modelo fundido e vapor condensado para fora do molde.

Em uma modalidade de aparelho da invenção, vapor d'água ou outro vapor condensável é suprido de uma fonte a um tubo de descarga que é posicionável dentro do molde e/ou jito de modelo para descarregar vapor dágua ou vapor condensável a pressão substancialmente atmosférica, subatmosférica ou superatmosférica nele. A invenção é vantajosa para remover um ou mais modelos temporários que residem em um molde refratário de fundição de metal, que pode ter qualquer espessura de parede de molde e que pode ser suportado ou não suportado pelo meio particulado exterior em tomo dele. A invenção é adicionalmente vantajosa para remover um ou mais modelos temporários, evitando ao mesmo tempo saturação da parede do molde com vapor dágua ou outro condensado, que pode ter efeitos adversos no ligante usado para fabricar o molde. A invenção pode ser praticada para reduzir trincamento do molde durante a remoção do modelo e para remover material do modelo dos moldes onde vapor dágua não pode acessar facilmente o exterior da parede do molde, tal como quando o molde é suportado com meio de suporte particulado.

Essas e outras vantagens da invenção ficarão aparentes a partir da descrição detalhada seguinte considerada com os desenhos seguintes.

Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma vista esquemática de um molde em casca de fundição de precisão refratário que tem modelos temporários para ser removidos relativos a uma modalidade da invenção, descarregando vapor d'água à pressão atmosférica de um tubo de descarga d vapor dágua mostrado posicionado dentro de um jito oco de uma montagem do modelo que reside dentro do molde. A figura 2 é uma vista esquemática do molde em casca de fundição e precisão refratário da figura 1 com o jito oco da montagem do modelo temporário já removido pela fusão e com as válvulas e modelos individuais sendo fundidos e removidos. A figura 3 é similar à figura 2 depois de os modelos terem sido completamente removidos do molde em casca. A figura 4 é uma vista ampliada de um modelo individual da figura 2 ilustrando a remoção do modelo. A figura 5 é similar à figura 1, mas mostra uma montagem do modelo que tem um jito sólido com o tubo de descarga de vapor d'água movimentado pura o jito sólido para formar in situ um jito oco nele. A figura 6 é uma vista esquemática de um molde em casca de fundição de precisão refratário que tem modelos temporários a ser removidos relativos a uma modalidade da invenção, em que o molde é suportado exteriormente por um meio de suporte particulado ao redor dele. A figura 7 é similar à figura 1 e mostra um molde em casca de fundição de precisão refratário relativo a uma outra modalidade da invenção pela descarga de vapor d’água a pressão superatmosférica ou subatmosfénca de um tubo de descarga de vapor d'água mostrado posicionado dentro de um jito oco de uma montagem do modelo que reside dentro do molde.

Dpififynção da Invenção A presente invenção envolve um método de remoção de um ou mais modelos temporários que residem em um molde refratário. O método é especialmente usado para remover um ou mas modelos temporários de dentro de um molde em casca cerâmico de fundição de precisão de "cera perdida" permeável a gás, embora a invenção não esteja assim limitada, já que ela pode ser praticada para remover um ou mais modelos temporários de outros tipos de moldes de fundição de metal reffatários que têm um ou mais modelos temporários neles, que podem ter qualquer espessura de parede de molde, e que podem ser suportados ou não suportados por meio particulado exterior em volta deles. Quando vapor d'água é usado com um vapor condensável preferido, a invenção pode ser praticada para remover um ou mais modelos temporários que podem compreender modelos de cera convencionais ou outros materiais de modelo que são fundidos a uma temperatura abaixo do ponto de ebulição da água (por exemplo, cerca de 212 graus F) em condições de pressão atmosférica ambiente particular presentes durante a operação de remoção do modelo.

Uma outra modalidade da invenção também pode ser praticada para remover um ou mais modelos temporários que podem compreender modelos de cera convencionais ou outros materiais de modelo que são fundidos a uma temperatura acima do ponto de ebulição da água usando vapor dágua superatmosférico com esta finalidade durante a operação de remoção de modelo relativa a uma outra modalidade da invenção descrita a seguir.

Ainda uma outra modalidade da invenção pode ser praticada usando vapor dágua a pressão subatmosférica para remover um ou mais modelos temporários que podem exigir menores temperaturas para fundi-los.

Altemativamente, na prática da invenção, o vapor dágua pode ser substituído por um vapor condensável de um outro material adequado, tais como, com propósito de ilustração, e não de limitação, bebidas destiladas minerais que têm um ponto de ebulição de cerca de 300 graus F, em que o vapor pude se condensar e fornecer calor ao modelo temporário- quando ele fizer contato com o modelo com propósitos de fusão do modelo.

Com propósitos de ilustração, e não de limitação, será descrito a seguir um método da presente invenção referente às figuras 1-4 com relação à remoção de uma pluralidade de modelos de cera 10 anexada pelo respectivo canal de entrada 35 no jito oco central 30 de uma montagem do modelo 40 por dentro de um molde em casca de fundição de precisão de "cera perdida" 20. Na figura 1, o jito oco 30 compreende um jito de cera pré-conformado que tem câmara interior axialmente alongada 30a e que tem os modelos 10 anexados por técnica de soldagem ou fixação por cera na sua superfície exterior 30s. Com propósitos de ilustração, e não de limitação, o jito de cera 30 pode ser pré-conformado para ter a câmara interior 30a por moldagem, extrusão, formando inicialmente o jito em um mandril de forma cilíndrica, ou outra forma, que é subseqüentemente removido pelo aquecimento do mandril e assim a cera adjacente para permitir que o mandril seja fisicamente extraído, perfurando um jito de cera sólida, ou por qualquer outra técnica adequada.

Embora dois modelos 10 estejam mostrados na figura 1, versados na técnica percebem que modelos adicionais 10 tipicamente são anexados em tomo do jito 30 na mesma localização que os modelos 10, mas estão ocultos na figura 1 e decorrência de ser uma vista seccional. Além disso, modelos adicionais 10 podem ser anexados por canais de entrada em tomo do jito 30 em outras localizações axiais ao longo de seu comprimento (por exemplo, acima dos modelos 10 mostrados na figura 1), como é bem sabido e mostrado, por exemplo, na Patente U.S. 5.069.271, cujos preceitos estão aqui incorporados pela referência.

Referindo-se à figura 1, está mostrado um molde em casca de fundição de precisão de "cera perdida" 20 recoberto em uma pluralidade de modelos de cera 10 anexada por canais de entrada 35 em tomo de um jito de cera central 30 pelo processo de "cera perdida" convencional para fabricar moldes em casca descritos, por exemplo, na Patente U.S. 5.069.271, em que a montagem do modelo 40 inclui os modelos 10 anexados pelos canais de entrada 35 no jito oco 30 é repetidamente imerso em uma lama refratária que tem um ligante, estucado com partículas de estuco reffatário grosseiras, e seca para constituir o molde em casca na montagem do modelo. A patente descreve um molde em casca de parede fina permeável a gás que tem uma espessura de parede do molde de cerca de 1/8 polegada (3,18 mm) ou menos.

Um molde de parede final como esse 20 descrito na patente pode ser suportado em um recipiente de fundição 60 por um meio de suporte particulado 50 (por exemplo, particulados cerâmicos) mostrados na figura 6 durante a operação de remoção do modelo. A invenção não está limitada à prática com um molde em casca de parede fina como esse suportado por um meio particulado em tomo dele e, em vez disso, pode ser praticado com um molde reffatário de qualquer espessura de parede de molde, quer suportado exteriormente pelo meio de suporte particular quer não suportado, conforme mostrado na figura 1. O molde em casca 20 está mostrado invertido (isto é, orientado de cabeça para baixo) para permitir que o material do modelo fundido e vapor d'água condensado sejam drenados pela gravidade da extremidade inferior do jito 30. O molde 20 pode ficar posicionado em outras orientações que facilitam a drenagem do material do modelo fundido e de vapor dágua condensado para fora do molde. Além disso, o molde 20 pode mover-se durante a operação de remoção do modelo de uma maneira que facilita a drenagem do material do modelo fundido e de vapor d'água condensado para fora do molde.

Referindo-se à figura 1, um tubo de descarga de vapor d’água 100 está mostrado posicionado na câmara alongada 30a do jito oco 30 da montagem do modelo 40 para descarregar um vapor d'água (representado pela seta "A") de vapor d'água a pressão substancialmente atmosférica dentro do jito oco 30 da montagem do modelo 40 para fazer contato e fundir a montagem do modelo de cera, enquanto a superfície exterior 20s do molde 20 é submetida a pressão de ar atmosférico substancialmente ambiente (representada pela "pressão ambiente"). O ar ambiente que forma uma atmosfera de gás que não condensa em tomo do molde 20 na figura 1 pode estar na temperatura ambiente ou pode ser refrigerado em relação à temperatura ambiente. Um material de cera típico do qual a montagem do modelo 40 é feito funde-se e fica bastante fluido a cerca de 180 graus F (82,2°C) com propósito de lustração, e não de limitação. O vapor d'água à pressão substancialmente atmosférica é gerado em uma fonte de vapor d'água 110, que pode compreender um gerador de vapor d'água convencional comercialmente disponível como o modelo LB240 de The Electro Steam Generator Corp. O vapor d'água escoa do gerador ou fonte de vapor d'água 110 através de um tubo de suprimento 120 para o tubo de descarga de vapor d’água 100. O fluxo do vapor d'água da fonte ou gerador 110 pode ser assistido ajustando-se a pressão no gerador de vapor d'água para que vapor d'água adequado escoe através do tubo pura o molde para substituir a quantidade de vapor que condensou. O vapor d'água na pressão substancialmente atmosférica descarregado na câmara 30a a uma vazão suficientemente alta para deslocar ar da câmara 30a e fazer progressivamente contato e fimdi o material do modelo do jito de cera 30 e em seguida os canais 35 e modelos 10. A vazão do vapor d'água descarregado na câmara 30a pode variar durante a remoção do jito e modelos dependendo da taxa de condensação do vapor d’água dentro do molde. Esta taxa dependerá da área superficial da cera exposta ao vapor d'água nesse ponto durante a retirada de cera, e do tamanho do molde.

Quando múltiplas fileiras de modelos e canais de entrada são anexadas no jito ao longo de seu comprimento, o vapor funde progressivamente o material do modelo de cada modelo uniformemente do canal de entrada e continua seqüencialmente para o modelo.

Na prática da invenção, o jito de cera 30 pode não estar presente, ou pode ser removido por outros meios antes da remoção dos modelos 10 pelo contato com o vapor d'água. Ou seja, se apenas modelos 10 estiverem presentes no molde em casca 20 que tem uma passagem tipo jito central vazia, então o tubo de descarga de vapor d'água 100 fica posicionado para descarregar vapor d'água dentro do molde 20 para fazer contato e fundir apenas modelos 10 e qualquer canal de entrada 35 associado com eles.

As figuras 2 e 4 ilustram o processo de remoção de modelo depois de o jito oco central 30 ter sido fundido e removido, e enquanto um canal de entrada 35 e modelo 10 estão sendo fundidos e removidos. O vapor d’água está mostrado sendo extraído em direção ao canal de entrada 35 e modelo 10 associado, à medida que vapor d'água condensa onde o vapor d’água fundiu o material do modelo de cera. Em particular, à medida que o vapor d'água condensa na superfície do canal de entrada e do modelo, uma pressão inferior relativa é gerada na região V próxima onde o canal de entrada e/ou material do modelo é fundido para fazer com que o vapor d agua a jusante fresco escoe em direção à região do canal de entrada e do modelo que fundiram. O material da cera líquida que fundiu encharca parcialmente na superfície da parede do molde interna, da maneira ilustrada na região superficial S, e age como uma barreira para impedir que vapor d’água condense a partir do encharque através da espessura da parede do molde W.

Além disso, a presença da pressão de ar atmosférico na superfície exterior 20s do molde 20 não fornece força de acionamento para fazer com que o vapor d'água condense de forma a passar através da parede do molde, evitando assim saturação da parede do molde com vapor d'água condensado e os efeitos adversos no ligante presente na parede do molde. Durante a operação de remoção do modelo, a superfície exterior 20s do molde exposta ao ar ambiente (como uma atmosfera de gás que não condensa) permanece seca (desprovida de água líquida) como resultado.

Um diferencial de pressão entre o vapor d'água condensável dentro do molde 20 e a atmosfera de gás que não condensa fora do molde 20 é pequena o bastante pára impedir que o gás condensável saia para o exterior do molde através da parede do molde permeável a gás W e que o gás que não condensa entre por meio da parede W da cavidade do molde ocupada pela montagem do modelo temporário que está sendo removida. O vapor condensável dentro do molde e a atmosfera de gás que não condensa fora do molde, preferivelmente, estão substancialmente na mesma pressão com esta finalidade.

Conforme ilustrado na figura 4, o vapor d'água condensado e o material do modelo de cera fundido sao drenados para fora do molde 20 por gravidade através do vazio do jito ou passagem P criada quando o jito de cera oco 30 tiver sido removido. O material do modelo de cera fundido pode ser coletado em uma bandeja ou recipiente de coleta (não mostrado) posicionado abaixo do molde 20 na figura 1. Um eixo do molde 20, tal como o eixo longitudinal L do molde 20, contendo o modelo temporário pode ser inclinado em relação à direção de gravidade durante a fusão do modelo temporário ou depois que o modelo temporário tiver sido fundido.

Acredita-se que vapor d’água na pressão substancialmente atmosférica produza somente uma pequena zona afetada pelo calor Z no modelo de cera, de maneira tal que a região não fundida remanescente do modelo de cera sólida 10 seja relativamente não afetada pelo vapor d’água, embora os requerentes não queiram ficar presos a teoria a este respeito. Esta pequena área de material do modelo aquecido, mas não fundido, é livre para expandir termicamente em direção a superfície fundida, resultando portanto em pouca ou nenhuma tensão no molde refratário em volta. A expansão térmica da cera dentro do molde é a causa do trincamento do molde durante retirada de cera em autoclave modelo. A descarga de vapor dágua pelo tubo de descarga 100 dentro do molde tem continuidade até que todo a montagem do modelo 40 (incluindo o jito oco 30 e os modelos 10) se funda e seja removida o do molde 20, deixando um molde em casca vazio 20 que inclui uma pluralidade de cavidades do molde MC conectada na passagem do jito P, conforme mostrado na figura 3. O molde então está pronto para ser aquecido a uma temperatura de aquecimento adequada para preparar o molde para receber metal ou liga líquida para ser fundida no molde, como é bem conhecido, e não formando parte da invenção.

Embora a câmara 30a do jito oco 30 tenha sido descrita anteriormente sendo pré-conformada com relação às figuras 1-4, a invenção não está assim limitada. Em particular, referindo-se à figura 5, a câmara 30a' pode ser formada in situ em um jito precursor de cera sólido 30' na montagem do modelo, figura 5, pelo movimento relativamente axial do tubo de descarga de vapor 100 de maneira tal que o vapor descarregado na pressão atmosférica pelo tubo 100 colida na extremidade oposta 30e' do jito sólido 30' e se funda progressivamente para fora da câmara 30a' in situ no jito agora oco 30'.

Depois que a câmara 30a’ é formada, a remoção o jito agora oco 30' e dos modelos 10 pode ser realizada da maneira supradescrita com relação às figuras 1-4. Na figura 5, números de referência iguais são usados para recursos iguais das figuras 1-4.

Em uma outra modalidade da invenção ilustrada na figura 6, um conjunto de modelo temporário 40 é removido de uma parede fina ou outro molde reffatário 20 que é suportado exteriormente ou envolto por um meio de suporte particulado 50 em um recipiente de fundição 60 descrito na Patente U.S. 5.069.271. O meio particulado 50 pode compreender partículas cerâmicas ou grogue descritos na patente. A remoção do modelo é feita descarregando vapor na pressão substancialmente atmosférica pelo tubo de descarga de vapor 100 dentro do jito oco 30 do montagem do modelo 40 para fazer contato e fundir o jito oco 30 e em seguida os modelos 10, descritos com relação às figuras 1-4. A superfície exterior 20s do molde 20 faz contato com o meio particulado 50 e é submetido a pressão atmosférica substancialmente ambiente 60 durante a remoção do modelo. A superfície do molde exterior 20s e o meio particulado 50 permanecem secos (desprovida de água líquida) em decorrência de a cera fundida encharcar parcialmente na parede do molde W da maneira supradescrita com relação às figuras 1-4 e impedir que vapor condense pelo encharque através da espessura da parede do molde.

Com propósitos de ilustração adicional, e não de limitação, uma outra modalidade do método da presente invenção mostrado na figura 7 será descrito a seguir, em que vapor com pressão superatmosférica ou subatmosférica é descarregado dentro do molde para remover o montagem do modelo 240 que tem uma pluralidade de modelos de cera 210 anexada pelo respectivo canal de entrada 235 no jito oco central 230 por dentro do molde em casca de fundição de precisão de "cera perdida" 220. O uso de vapor de pressão superatmosférica enquanto o exterior do molde e submetido a gas que não condensa substancialmente na mesma pressão superatmosférica permite um aumento na capacidade térmica por unidade de volume do vapor, bem como permite a fusão de materiais de modelo de ponto de fusão mais elevado. O uso de vapor com pressão subatmosférica enquanto o exterior do molde e submetido a gás que não condensa substancialmente na mesma pressão subatmosférica permite a fusão e remoção de materiais de modelo que, por exemplo, exigem temperaturas mais baixas. A modalidade do método seguinte será descrita usando vapor d’água de pressão superatmosférica, embora a modalidade do método possa também altemativamente usar vapor d’água com pressão subatmosférica em substituição. O molde 220 é disposto dentro de um vaso de pressão 250 sobre um recipiente de coleta 252 para coletar e conter cera fundida e vapor d’água condensado que saem do molde durante a operação de remoção do modelo. O vaso de pressão 250 pode compreender um recipiente de fundição do tipo que inclui meio de suporte particulado em tomo do molde 220, conforme ilustrado na figura 6. Altemativamente, o vaso de pressão 250 pode ser desprovido do meio de suporte particulado, isto é, vazio apenas com o molde em casca nele. O vaso de pressão 250 pode ser formado por um material resistente a pressão adequado tal como aço e configurado como um vaso de pressão convencional típico. Uma câmara de fundição 60 e molde contido nele mostrados na figura 6 podem também ser colocados dentro de um vaso de pressão separado 250 para retirada de cera em pressão superatmosférica.

Uma vedação 254 é provida entre o molde 220 e a parede do vaso de pressão 250a para impedir substancialmente a mistura de gás proveniente do interior da região da vedação 254 para o exterior da vedação 254. A vedação 254 pode compreender um elemento tubular de aço que tem uma vedação de borracha ou de outro tipo 254a para selar o molde 220.

Vapor d’água a pressão superatmosférica é descarregado dentro do molde 220 por um tubo de descarga de vapor d’água 300 conectado a uma fonte S do vapor de pressão superatmosférica, tal como o gerador de vapor d’água previamente descrito e que estende-se através de uma abertura na parede 250a. Simultaneamente à descarga do vapor d’água de pressão superatmosférica dentro do molde 220, pressão de ar substancialmente na mesma pressão do vapor d’água dentro do molde é provida no vaso de pressão 250 por meio de uma entrada 255. A entrada 255 para a pressão de ar superatmosférica é conectada a uma fonte de ar comprimido, tal como um compressor de ar, por exemplo, compressor Kaeser modelo SP25. Esta modalidade do método assim envolve descarregar vapor dentro do molde 220 para fazer contato e fundir o material do modelo enquanto o exterior do molde 220 é submetido a uma atmosfera de gás livre de vapor d’água fora do molde, em que o vapor dentro do molde e a atmosfera livre de vapor d água fora do molde estão substancialmente na mesma pressão. A pressão de vapor d’agua e do ar correspondente (ou outro gás) pode ser ajustada a qualquer pressão (e, portanto, a temperatura) apropriada para a rápida fusão do material do modelo. A pressão superatmosférica dentro do vaso de pressão pode ser provida por um gás sem ser ar, tal como, por exemplo, nitrogênio, gás inerte ou outro gás na pressão superatmosférica desejada substancialmente igual à do vapor d’água dentro do molde. A válvula de sangria de ar 256 é provida na parede do vaso de pressão 250 de maneira a residir na região dentro da vedação 254 para sangrar o ar que estava inicialmente dentro do molde 220 proveniente da região dentro da vedação 254. A operação de remoção do modelo da modalidade da figura 7 continua da maneira supradescrita com relação à pressão atmosférica descarregada dentro do molde 20, em que o vapor d’água superatmosférico faz contato com o material da cera sólida do montagem do modelo e condensa. Mais calor é distribuído à superfície da cera nesta modalidade da invenção, uma vez que o vapor d’água superatmosférico está a uma temperatura mais alta quando comprimido. Uma pressão ligeiramente reduzida é formada na superfície da cera quando o vapor d’água condensa, que extrai mais vapor d’água para contato com a superfície da cera para facilitar a operação de remoção do modelo. Cera fundida da superfície da cera e condensado de vapor d’água escoam para fora da cavidade do molde e para dentro do recipiente de coleta de cera e condensado 252. A ação de retirada de cera ocorre apenas intemamente no molde 220 de uma maneira ordenada do jito 230 até o canal de entrada 235, e em seguida para dentro dos modelos de cera 210. A vedação do vaso molde-pressão 254a faz com que nenhum vapor d’água seja aplicada ao exterior do molde 220 no vaso de pressão 250. Uma atmosfera livre de vapor d’água é assim provida no vaso de pressão 250. A invenção é vantajosa para remover um ou mais modelos temporários de um molde reffatário de fundição de metal, que pode ter qualquer espessura de parede do molde e que pode ser não suportado ou suportado pelo meio particulado exterior em volta dele. A invenção é adicionalmente vantajosa para remover um ou mais modelos temporários, evitando ao mesmo tempo saturação da parede do molde com vapor d’água condensado. A invenção pode ser praticada para reduzir trincamento do molde durante a remoção do modelo e permitir o uso de moldes de parede fina sem trincamento do molde.

Versados na técnica percebem que a invenção não está limitada às modalidades supradescritas e que alterações e modificações podem ser feitas nela no âmbito do espírito da invenção apresentada nas reivindicações anexas.

Claims (37)

1. Mciodo para remover um modelo temporário (40) de um molde rcfralário (20), compreendendo: descarregar gás condensável dentro do molde (20) para fazer contato e fundir o material do modelo (40); e, drenar o material do modelo (40) fundido e o gás condensado paru fora do molde (20), caracterizado pelo fato de que a etapa de descarregar é realizada enquanto o exterior do molde (20) é submetido a uma atmosfera de gás que não condensa fora do molde (20), condensando o gás condensável dentro do molde (20) onde ele faz eontato e funde o modelo (40) enquanto o exterior do molde (20) permanece livre de gás condensado, e a etapa de drenar o material é realizada de forma que um diferencial de pressão entre o gás condensável dentro do molde (20) e a atmosfera de gás que não condensa fora do molde (20) 6 pequena o bastante para impedir que o gás condensável saia para o exterior do molde (20) e o gás que não condensa entre em uma cavidade de molde no molde (20).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dc que o gás condensável e a atmosfera de gás que não condensa estão substancial mente na mesma pressão,

3. Método de acordo com a reivindicação i, caracterizado pelo fato dc que o gás condensável compreende vapor d agua.

4. Mciodo de acordo com a reivindicação 1, çaraçlenzatto pelo fato de que o gás que não condensa é ar.

5. Método dc acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo falo de que o gás condensável é suprido por uma fonte a um tubo de descarga (100) do qual ele c descarregado dentro do molde (20).

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo falo de que o gás condensável é descarregado dentro do molde (20) na pressão atmosférica.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo falo dc que o gás condensável é descarregado dentro do molde (20) cm pressão superatmosférica ou subatmosféricu e um gás; que não condensa substancialmente na mesma pressão superaímosfcrica ou subaímosfcrica é provido 1'ora cio molde (20) em um vaso contendo o molde (20).

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que inclui impedir que o gás condensável entre no exterior do molde (20) usando uma vedação entre o molde (20) e o vaso.

9. Método de acordo com a reivindicação I. caracterizado pelo fato de que o modelo temporário (40) compreende cera.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo falo de que um eixo do molde (20) contendo o modelo temporário (40) é inclinado em relação á direção da gravidade durante a fusão do modelo temporário (40) ou depois que o modelo temporário (40) tiver sido fundido.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui inicialmente descarregar o gás condensável dentro de um jito oco (30) do modelo (40).

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o jito oco (30) é pré-coiiforrnado no modelo temporário (40) antes da descarga do gás condensável.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o jito oco (30) é formado por gás condensável descarregado em uma extremidade exposta do jito sólido.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo falo dc que o tubo de descarga (100) de gás condensável e o modelo (40) que reside no molde (20) são relativamente movidos para formar o jito oco (30).

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo falo dc que o tubo dc descarga (100) é movido.

16. Método de acordo com a reivindicação 1. caracterizado pelo fato de que o exterior do molde (20) é envolto por um meio paiticulado de suporte cm um recipiente.

17. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o exterior do molde (20) não é envolto por um meio particulado (50) de suporte.

18. Método para remover um modelo temporário (40) de um molde refratário (20) que reside em um meio particulado (50), compreendendo: descarregar gás condensável dentro do molde (20) para fazer contato e fundir o material do modelo (40); condensar o gás condensável dentro do molde (20); e drenar o material do modelo (40) fundido e o gás condensado para fora do molde (20), caracterizado pelo fato de que a etapa de descarregar é realizada enquanto o exterior do molde (20) faz contato com o meio particulado (50) que é submetido a uma atmosfera de gás que não condensa fora do molde (20), em que o gás condensável dentro do molde (20) e a atmosfera fora do molde (20) estão substancialmente na mesma pressão, onde na etapa de condensar o gás condensável dentro do molde (20), o gás condensável faz contato e funde o modelo (40) com o exterior do molde (20) e o meio particulado (50) permanece livre de gás condensado, sendo que a etapa de drenar o material é realizada de forma que um diferencial de pressão entre o gás condensável dentro do molde (20) e a atmosfera de gás que não condensa fora do molde (20) é pequena o bastante para impedir que o gás condensável saia para o exterior do molde (20) e o gás que não condensa entre em uma cavidade de molde no molde (20).

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o gás condensável compreende vapor d'água.

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o gás que não condensa é ar.

21. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o gás condensável é suprido por uma fonte a um tubo de descarga (100) do qual ele é descarregado no molde (20).

22. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o gás condensável é descarregado dentro do molde (20) na pressão atmosférica.

23. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o vapor d'água do gás condensável é descarregado dentro do molde (20) em pressão superatmosférica ou subatmosférica e um gás que não condensa substancialmente na mesma pressão superatmosférica ou subatmosférica é provido exterior ao molde (20) em um vaso contendo o molde (20).

24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que inclui impedir que o gás condensável entre no vaso usando uma vedação entre o molde (20) e o vaso.

25. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o modelo temporário (40) compreende cera.

26. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o eixo do molde (20) contendo o modelo temporário (40) é inclinado em relação à direção de gravidade durante a fusão do modelo temporário (40) ou depois que o modelo temporário (40) tiver fundido.

27. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que inclui descarregar o gás condensável dentro do jito oco (30) do modelo (40).

28. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o jito oco (30) é pré-conformado no modelo temporário (40) antes da descarga do gás condensável.

29. Método de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o jito oco (30) é formado por gás condensável descarregado em uma extremidade exposta do jito sólido.

30. Método de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de um que tubo de descarga (100) de gás condensável e o modelo (40) que reside no molde (20) são relativamente movidos para formar o jito oco (30).

31. Método para remover um modelo temporário (40) conectado a um jito temporário oco de dentro de um molde refratário (20) permeável a gás, compreendendo descarregar gás condensável dentro do jito oco (30); condensar o gás condensável dentro do molde (20); e, drenar o material temporário fundido e o gás condensado para fora do molde (20), caracterizado pelo fato de que a etapa de descarregar é realizada de modo que o gás condensável é descarregado dentro do jito oco (30) do modelo (40) para fundir o material temporário do jito e em seguida dentro do molde (20) para fundir o material temporário do modelo (40) enquanto um exterior do molde (20) é submetido a uma atmosfera de gás que não condensa fora do molde (20), em que o gás condensável dentro do molde (20) e a atmosfera fora do molde (20) estão substancialmente na mesma pressão, sondo que na etapa de condensar, o gás condensável condensa dentro do molde (20) onde ele faz contato com o material temporário enquanto o exterior do molde (20) permanece livre de gás condensado; sendo que a etapa de drenar o material é realizada de forma que um diferencial de pressão entre o gás condensável dentro do molde (20) e a atmosfera de gás que não condensa fora do molde (20) é pequena o bastante para impedir que o gás condensável saia para o exterior do molde (20) e o gás que não condensa entre em uma cavidade de molde no molde (20).

32. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que gás condensável compreende vapor d'água.

33. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o gás que não condensa é ar.

34. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o jito oco (30) é pré-conformado no modelo temporário (40) antes da descarga do gás condensável.

35. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o jito oco (30) é formado por gás condensável descarregado em uma extremidade exposta do jito temporário sólido.

36. Método de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que um tubo de descarga (100) de gás condensável e o modelo (40) que reside no molde (20) são relativamente movidos para formar o jito oco (30).

37. Método de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que o jito é removido antes da aplicação de gás condensável no lado de dentro do molde (20), permitindo que o gás condensável faça imediatamente contato com o material do modelo (40) exposto depois da remoção do jito.