CZ20002655A3 - Forma pro odlitek litý na vytavitelný model a způsob její výroby - Google Patents

Forma pro odlitek litý na vytavitelný model a způsob její výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ20002655A3
CZ20002655A3 CZ20002655A CZ20002655A CZ20002655A3 CZ 20002655 A3 CZ20002655 A3 CZ 20002655A3 CZ 20002655 A CZ20002655 A CZ 20002655A CZ 20002655 A CZ20002655 A CZ 20002655A CZ 20002655 A3 CZ20002655 A3 CZ 20002655A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fireproof
slurry
colloidal silica
blank
particle size
Prior art date
Application number
CZ20002655A
Other languages
English (en)
Inventor
John Vandermeer
Original Assignee
Buntrock Industries
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/105,782 external-priority patent/US6000457A/en
Application filed by Buntrock Industries filed Critical Buntrock Industries
Publication of CZ20002655A3 publication Critical patent/CZ20002655A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C04B35/6316—Binders based on silicon compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/165—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents in the manufacture of multilayered shell moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B22C1/183—Sols, colloids or hydroxide gels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/6263—Wet mixtures characterised by their solids loadings, i.e. the percentage of solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • C04B35/62665—Flame, plasma or melting treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/638—Removal thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3248—Zirconates or hafnates, e.g. zircon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5454—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof nanometer sized, i.e. below 100 nm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6028—Shaping around a core which is removed later
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/61—Mechanical properties, e.g. fracture toughness, hardness, Young's modulus or strength
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

Forma pro odlitek litý na vytavitelný model a způsob její výroby
Oblast techniky
Vynález se týká zdokonalených způsobů a směsí pro technologii lití na vytavitelný model.
Dosavadní stav techniky
Přesné lití prostřednictvím lití na vytavitelný model může být vysledováno až do starověkého Egypta a Číny. Tento způsob jak se používá dnes je však poměrně novou technologií, datující se do 30. let tohoto století a představuje rychle se rozvíjející podnikání a odborné znalosti. Technologie lití na vytavitelný model zjednodušuje výrobu složitých kovových tvarů litím roztaveného kovu do k likvidaci určených, keramických skořepinových forem zformovaných okolo voskových modelů na jedno použití, jež duplikují žádoucí kovový tvar. Příslušný obor· používá pro tuto technologii pojem přesného lití na vytavitelný model, dále jen anglická zkratka PIC.
Tradiční způsob PIC používá šesti hlavních kroků:
(1) Příprava modelu
Jednorázový pozitivní (reálný) model žádoucího kovového odlitku je vyroben z termoplastického materiálu jako je vosk, jenž se kompletně taví, odpařuje či hoří tak, že nezanechává v odparafinované keramické skořepinové formě žádné zbytky. Pozitivní model je připravován vstřikováním termoplastického • · · · • ·· ·· ·· ·· • · · · · • · · · · ····· · · · • · · · · • · · · ·· materiálu do negativní, na části rozdělené kovové lisovnice, či nástroje navrženého k výrobě modelů určitého tvaru, rozměru a povrchové úpravy, vyžadovaných pro určitý kovový odlitek. Jednotlivé nebo vícenásobné modely mohou být sestaveny svým tavením do jednorázového voskového licího systému, jenž dodává roztavený kov k naplnění skořepinové formy.
(2) Zhotovení skořepinové formy prostřednictvím:
(a) máčení souboru modelu do ohnivzdorné řídké kaše, mající ohnivzdorný zrnitý materiál s jemnými částicemi ve vodním roztoku alkalickým kovem stabilizovaného pojivá koloidního oxidu křemičitého, a vymezení pláště (povlaku, resp. vrstvy) ohnivzdorného materiálu na modelu;
(b) kontaktování ohnivzdorného pláště s hrubým suchým, částicovým ohnivzdorným zrnitým materiálem, či štukou, k vymezení štukového pláště, a;
(c) sušení vzduchem k přesnému vymezení syrového, vzduchem vysušeného, nerozpustného spojeného pláště. Tyto kroky postupu mohou být opakovány, aby se za sebou následujícími povlaky vytvořila syrová, vzduchem sušená skořepinová forma se žádoucí tloušťkou.
(3) Odparafinování - jednorázový voskový model je odstraněn ze syrové, vzduchem vysušené skořepinové formy parním autoklávováním, ponořením syrové skořepinové formy do mžikové odparafinovávací pece, zahřáté na teplotu 537,7 °C - 1037,7 °C, či jakýmkoli jiným způsobem, který rychle ohřívá a zkapalňuje vosk tak, aby vytváření nadměrného tlaku nepopraskalo skořepinovou formu.
(4) Pálení v peci - odparafinovaná skořepinová forma je ohřívána v peci při teplotě asi 871,1 °C - 1093,3 °C, aby se odstranila těkavá rezidua a ve skořepinové formě vytvořila stabilní keramická spojení.
• · · · • · (5) Lití - ohřátá skořepinová forma je vyjmuta z pece a umístěna k přijímání roztaveného kovu. Kov může být taven plynem, nepřímým ohřevem obloukové pece anebo indukčním ohříváním. Roztavený kov může být lit na vzduchu nebo ve vakuové komoře. Roztavený kov může být lit staticky či odstředivě a z pánve nebo stejnosměrné tavící nístěje pece. Roztavený materiál je ochlazen, aby se ve formě vytvořil ztuhlý kovový odlitek.
(6) Získání odlitku - skořepinové formy mající v sobě ztuhlé kovové odlitky jsou rozlámány a kovové odlitky odděleny od keramického skořepinového materiálu. Odlitky mohou být od licího systému odděleny řezáním pilou či pomocí abrazivních kotoučů. Odlitky mohou být čištěny leštěním v bubnu, ošleháváním broky nebo ocelovou drtí.
Pojivové prostředky použité v ohnivzdorných řídkých kaších ovlivňují způsob vytváření skořepiny a nakonec kvalitu skořepinové formy. Pojivá by měla být chemicky stabilní k zajištění dlouhé služby, z materiálu ohnivzdorné kaše užívané pro opakované nanášení plášťů máčením. Pojivá by měla při sušení vzduchem též formovat nerozpustná spojení se žáruvzdorným zrnitým materiálem, k umožnění opětného máčení modelu, stejně jako umožnění jeho vyjmutí během pálení v peci. Stabilizovaná keramická spojení vytvořená ve skořepině při pálení formy v peci musí mít také přiměřenou pevnost po vypálení a ohnivzdornost, aby vydržela lití roztaveného kovu.
Standardní ohnivzdorná kašovitá pojivá, jež se dosud užívají při výrobě keramických skořepinových forem, obsahují hydrolyzované ethylsilikáty a sodíkem stabilizované koloidní oxidy křemičité s malou velikostí částic, mající průměrnou velikost částic asi 8-14 nanometru. Posledně jmenované obsahují zásadité vodní disperse koloidního oxidu ··· · ·· ·· • · ♦ · ··· ···· ···· ··· ·♦···· ·« · • ·· · · · · · křemičitého, stabilizované hydroxidem sodným, jež jsou nehořlavé a mají nízkou toxicitu. Dříve jmenované jsou kyselinou, stabilizovanou kyselinou sírovou či chlorovodíkovou, přidanou během hydrolýzy aby se na místě zformoval koloidní oxid křemičitý. Dříve jmenované však k udržování rozpustnosti používají hořlavé, toxické alkoholové roztoky. Ethylsilikátová pojivá však dovolují rychlejší sušení a používání nižších úrovní tavení podporujícího oxidu sodného.
V tradičním postupu na výrobu keramických skořepinových forem se doba potřebná k sušení mezi jednotlivými nanášenými plášti může pohybovat od 30 minut u ohnivzdorných základních plášťů, až k 8 hodinám či více u podkladových plášťů, v závislosti na složitosti formy a tloušťce stěny skořepiny. Dokončené skořepinové formy jsou obvykle sušeny vzduchem dalších 24 hodin nebo déle, k zajištění patřičné syrové pevnosti pro odstranění modelu. Tato závislost na sušení vzduchem kvůli kvalitě skořepinové formy zabírá velkou část produkční doby, přispívá k vysokým výrobním nákladům je vážným nedostatkem.
Kvůli tomuto nedostatku byla vyvinuta četná úsilí zkrátit či eliminovat časový interval požadovaný pro sušení mezi nanášením plášťů či vrstev, používáním chemických způsobů k rychlé stabilizaci ohnivzdorného kašovitého pojivá. Tyto chemické způsoby rozšířily výběr kandidátů na materiály ohnivzdorného kašovitého pojivá za hydrolyzovaný ethylsilikát a sodíkem stabilizovaný koloidní oxid křemičitý, a obsahují iontové alkalické kovové silikáty a kyselý stabilní, oxidem hlinitým upravený koloidní oxid křemičitý.
Tyto předchozí chemické způsoby obsahují:
(1) použití plynného želatinačního prostředku ke zgelování systému kašovitého pojivá.
• 9 · · 9 ·· · · ·· · • · · · ····♦· ·· · · · · · · · · · ······ ·· ·· · * ··
Patent US č. 2 829 060 hlásá použití oxidu uhličitého ke zgelování čpavkem upraveného kašovitého pojivá křemičitanu sodného.
W. Jones, v technické přednášce uvedené na semináři o lití na vytavitelný model, v říjnu 1979, popsal použití oxidu uhličitého či kyselých roztoků kysličníku hlinitého k ustalování alkalických silikátových pojivových kaší, jež však mohou způsobovat při vysokých teplotách nežádoucí tavení.
Patent US č. 3 455 368 hlásá užití čpavkového plynu ke zgelování pojivového systému hydrolyzovaného ethylsilikátu či okyseleného koloidního oxidu křemičitého. Čpavkový plyn je však toxickým.
Patent US č. 3 396 775 hlásá použití těkavých organických plynů ke zgelování kašovitého pojivá hydrolyzovaného ethylsilikátu. Těkavé organické plyny však představují problém s větráním, což přispívá k malému zájmu ve slévárenství.
(2) Použití dvou vzájemně působících systémů kašovitého pojivá ke vzájemnému zgelování, když jsou použity jako střídající se nanášené vrstvy.
Patent US č. 2 806 270 hlásá použití:
1) dusičnou kyselinou okyselené kaše křemičitanu sodného ke zgelování alkalické kaše křemičitanu sodného;
2) fosforečnou kyselinou okyselené kaše křemičitanu draselného ke zgelování jakékoli:
(a) alkalické kaše křemičitanu draselného, (b) alkalické kaše piperidinem modifikovaného ethylsilikátu a
(c) alkalické kaše monoethanolaminem modifikovaného ethylsilikátu;
(3) kyselé kaše ethylsilikátu ke zgelování jakékoli:
(a) alkalické kaše křemičitanu draselného, • · · • · · • · · · • · · ··· · • · · (b) alkalické kaše piperidinem modifikovaného ethylsilikátu (c) alkalického pojivá monoethanolaminem modifikovaného ethylsilikátu.
Patent US č. 3 751 276 a patent US č. 3 878 034, hlásají použití systému pojivá kyselé stabilní, oxidem hlinitým modifikované kaše koloidního oxidu křemičitého ke zgelování buď systému kaše alkalického, stabilního iontového silikátového pojivá, či systému kaše alkalickým kovem stabilizovaného pojivá koloidního oxidu křemičitého. Použití dvou vzájemně působících systémů kašovitého pojivá však vyžaduje změnu v tradičním postupu výrobu skořepiny.
(3) Použití chemicky zpracovaného, štukového zrnitého materiálu ke zgelování systému kašovitého pojivá.
Dootz, Craig a Payton v Journal Prosthetic Dentistry, Svazek 17, č. 5, strany 464-471, květen 1967, popisují užití fosforečnanem monoamonným a oxidem hořečnatým zpracovaného štukového materiálu ke zgelování systému pojivové kaše křemičitanu sodného. Tento přístup však trpí tím nedostatkem, že časem se její účinnost snižuje a může znečistit ohnivzdornou pojivovou kaši.
(4) Použití roztoku gelovacího prostředku ke zgelování systému pojivové kaše.
Patent US č. 3 748 157 hlásá použití roztoku ustalovacího prostředku zásadité hliníkové soli ke zgelování:
1) pojivové kaše koloidního oxidu křemičitého sodíkem stabilizovaného, negativního sólu, a
2) systému zásaditého, iontového silikátového kašovitého poj iva.
Ačkoli tyto způsoby dané techniky mají proměnlivé stupně užitečnosti při přípravě keramických skořepinových forem k užití v PIC, nicméně vyžadují vícenásobné kroky katalyzace, • ΦΦΦΦ 99 99 9 9 99
9 9 9 9 9 »»» 9
9 99 9 9 9 9 · · · * φ ΦΦΦ φφφφ·· 99 9 φ ΦΦΦ φ···Φ φφ φ φ Φ Φ ΦΦ Φ· ·* ·· či podstatné časové intervaly mezi za sebou následujícími, nanášenými plášti ohnivzdorných kašovitých materiálů. Existuje zde tudíž potřeba materiálů a způsobů, jež rychle formují keramické skořepinové formy.
Podstata vynálezu
Vynález se týká způsobu pro rychlé formování keramické skořepinové formy na jednorázové podkladové (podpůrné) části a keramické skořepinové formy takto získané. Tento způsob používá sólu koloidniho oxidu křemičitého s velkou velikostí částic, jenž má průměrnou velikost částic asi 40 nm (nanometrů), široké rozpětí velikosti částic od asi 6 nm do asi 190 nm, a standardní odchylku jejich velikosti asi 20 nm.
Koloidní roztok s velkou velikostí částic, jenž se přednostně používá, je k mání pod ochrannou známkou Megasol™ od firmy Wesbond Corp., Wilmington, DE. Megasol™ má průměrnou velikost částic asi 40 nm, rozpětí velikosti částic od asi 6 nm do asi 190 nm, standardní odchylku velikosti částic asi 20 nm, a obsah sodíku činí asi 0,22 % v porovnání s obsahem sodíku od asi 0,4 % do 0,6 % v sólech koloidniho oxidu křemičitého předchozí techniky.
Způsob vynálezu nabízí množství výhod pro výrobu keramických skořepinových forem před výše popsanými postupy předchozí techniky. Například, použití vodního sólu koloidniho oxidu křemičitého Megasol™ umožňuje výrobu syrových keramických skořepinových forem, jež nevypálené mají o asi 40 % až asi 70 % vyšší pevnost v porovnání se syrovými keramickými skořepinami, vyráběnými pomocí solů oxidu křemičitého předchozí techniky, jež mají mnohem menší rozpětí velikostí částic.
♦ ♦•9
99 » 9
Další výhodou vynálezu je, že ohnivzdorné kašovité směsi používající Megasol™ se mohou vyrovnat se širokým rozpětím tepelných rozpínání skořepinové formy. Další výhodou je, že ohnivzdorné kašovité směsi používající Megasol™ mají v ohnivzdorné kaši obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého od asi 40 % do asi 50 %. Obsahy těchto pevných částic jsou mnohem vyšší než obsahy pevných částic koloidního oxidu křemičitého od asi 22 % do asi 27 %, jež mají ohnivzdorné kaše používající tradičních pojiv sólu koloidního oxidu křemičitého s malou velikostí částic. Vyšší obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého v ohnivzdorných kaších používajících Megasol™ přednostně umožňuje rychlejší sušení jak ohnivzdorných základních, tak ohnivzdorných podkladových plášťů či povlaků.
Použití Megasolu™ v alespoň jedné z kaší ohnivzdorného materiálu základního pláště a kaší ohnivzdorného podpůrného pláště, přednostně v obou kaších, má za následek zvýšenou stabilitu těchto kaší, stejně jako keramické skořepinové formy s vyšší pevností. Vynález přednostně vylučuje současnou průmyslovou praxi používání polymeru v ohnivzdorných kaších nebo používání polymerem zesíleného pojivá v ohnivzdorných kaších. Vyloučení polymerů výhodně překonává problém předchozí techniky výroby keramických skořepinových forem, které mají nízký modul pevnosti v ohybu vypáleného materiálu, v důsledku poréznosti vytvářené vypalováním polymeru během pálení v peci. Vyloučení polymerů rovněž překonává problém předchozí techniky a to destabilizace během času ohnivzdorných kaší, stejně jako problémy spojené s řízením kvality těchto kaší.
Základní a podpůrné pláště (resp. též vrstvy či povlaky) používající Megasol™ rovněž schnou asi o 30 % až 40 % rychleji než základní a podpůrné pláště, jež používají sóly koloidního oxidu křemičitého předchozí techniky s menší velikostí částic. Toto umožňuje kratší doby sušení, což zmenšuje výrobní náklady skořepinových forem.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 - znázorňuje pozitivní, jednorázový model A žádoucího kovového odlitku.
Obr. 2 - znázorňuje izometrický pohled na syrovou skořepinu 10 před odstraněním modelu 1.
Obr. 3 - znázorňuje izometrický pohled na odparafinovanou, vysušenou syrovou keramickou skořepinu 20.
Příklady provedení vynálezu
Ohnivzdorné zrnité materiály
S Megasolem™ může být v ohnivzdorných kaších základního pláště, stejně jako v ohnivzdorných kaších podkladového pláště, použita široká rozmanitost ohnivzdorných zrnitých materiálů. Příklady těchto zrnitých materiálů obsahují, ale nejsou omezeny na, mullit, kalcinovaný kaolin a jiné hlinitanové silikáty, sklovitý a krystalický oxid křemičitý, kysličník hlinitý, zirkon a chromitan. Ohnivzdorné zrnité materiály přednostně nemají iontové znečišťovací látky v množstvích, jež mohou přispívat k jejich nestabilitě a k tepelně zaváděným fázovým změnám, jež mohou nastávat během lití kovu. Jak je známo v této technice, ohnivzdorné zrnité materiály bez kontaminátů v množstvích, jež mohou přispívat k jejich nestabilitě, mohou být vyráběny čištěním s anebo bez kalcinování.
··· »»♦» .«·· • · · · ♦···· » · · * ♦· » «,··
Příprava ohnivzdorných kaší
Ohnivzdorné kaše základního pláště a ohnivzdorné kaše podpůrného pláště používají pojivá sólu oxidu křemičitého s velkou velikostí částic, jako je Megasol™, s ohnivzdorným zrnitým materiálem v množstvích dostatečných k dosažení žádoucí viskozity pro použití v postupu máčení dané skořepiny. Přednostně se používá Megasol™ s plochou měrného povrchu asi 68 m2/g, průměrnou velikostí částic asi 40 nanometrů (nm), rozpětím velikosti částic od asi 6 ran do asi 190 nm, standardní odchylkou velikostí částic asi 20 nm, a obsahem sodíku činícím asi 0,22 %. Průměrná velikost částice Megasolu™ se vypočítá dělením čísla 2727 plochou měrného povrchu. Množství Megasolu™ a ohnivzdorného zrnitého materiálu v ohnivzdorných kašovitých směsích mohou být měněna v širokém rozpětí.
Pojivo sólu oxidu křemičitého Megasol™ má mnohem větší rozpětí velikosti částic a menší plochu měrného povrchu než pojivá sólu koloidního oxidu křemičitého předchozí techniky. Pojivo sólu oxidu křemičitého Megasol™ může být používáno při hodnotě pH od asi 8,0 do asi 10,0, přednostně při pH od asi 9,0 do asi 9,5. Pojivo sólu oxidu křemičitého Megasol™ může být používáno při titrovatelném obsahu Na20 asi 0,02 % až asi 0,35 %, přednostně od asi 0,1 % do asi 0,25%, nejpřednostněji pak při titrovatelném obsahu Na20 od asi 0,20 % do asi 0,22 %.
Pojivá sólu oxidu křemičitého Megasol™ pro použití v tomto vynálezu mohou mít měnící se obsah tuhých těles. Například, Megasol™ může být použit při obsahu tuhých těles od asi 30 do asi 50%, přednostně od asi 40 do asi 47 %. Přednostněji se Megasol™ používá při obsahu tuhých těles asi 45 % v alespoň jedné ohnivzdorné kaši základního pláště nebo ohnivzdorné kaši podpůrného pláště, nejpřednostněji v obou těchto kaších.
Ohnivzdorné kaše základního pláště a ohnivzdorné kaše podpůrného pláště se připravují umístěním pojivá sólu oxidu křemičitého Megasol™ do čisté, vodou vypláchnuté míchací nádrže a při míchání přidáváním ohnivzdorného materiálu. V míchací nádrži mohou být použita různá dané technice známá míchací zařízení. Tato zařízení obsahují, například, míchače vrtulového typu, porcelánové kulové mlýnky, vysokorychlostní dispersní mixery a míchačky s otočnou pevnou čepelí.
Při míchání je přidáván ohnivzdorný materiál, dokud není dosaženo žádoucí viskozity. Pro kaše základního pláště má tato viskozita hodnotu typicky asi 18-30 sek, Zahn No. 4, přednostně 20-30 sek a nejpřednostněji 24-30 sek. Vhodné viskozity pro kaše podkladových kaší, jež používají Megasol™ a ohnivzdorný zrnitý materiál taveného oxidu křemičitého, mají tuto hodnotu viskozity asi 10-18 sek, přednostně asi 1016 sek, nejpřednostněji asi 12-15 sek. Po dodatečném míchání k odstranění zachyceného vzduchu a k dosažení vyrovnaného stavu, je provedena konečná úprava viskozity přidáním dodatečného pojivá sólu koloidního oxidu křemičitého Megasol™ či ohnivzdorného materiálu. Do ohnivzdorných kaší může být také přidán neiontový aktivní povrchový prostředek a aniontová povrchová činidla.
Zhotovení skořepinové formy
Vytváření skořepinové konstrukce začíná nanášením jedné až tří vrstev kaše ohnivzdorného základního pláště, jenž obsahuje ohnivzdorný zrnitý materiál a Megasol™, na čistý, jednorázový model, přednostně voskový model. Voskový model je přednostně zformován z jakéhokoli naplněného či nenaplněného na parafinu založeného jakostního vosku lití na vytavitelný model či mikrokrystalického vosku. Voskový model je ponořen do kaše pro ohnivzdorný základní plášť, aby se povrch modelu povlékl spojitou vrstvou této ohnivzdorné kaše, důkladně odvodněn k odstranění přebytečné kaše a pak pokryt štukou ohnivzdorného základního pláště. Výsledný plášť (tě) může mít tloušťku od 0,5 mm do 5 mm, přednostně od 1 mm do 5 mm, nejpřednostněji 1 mm až 2,5 mm.
V ohnivzdorných základních pláštích a v ohnivzdorných podpůrných pláštích mohou být použity různé ohnivzdorné kašovité směsi. Aby se vyrobil kovový odlitek se žádoucími rozměry a povrchovou úpravou z jednorázového modelu, jsou konkrétní kaše ohnivzdorného základního pláště a ohnivzdorného podpůrného pláště určovány charakteristikami dané keramické skořepinové formy.
Kaše ohnivzdorného základního pláště používá nej jemnějších velikostí ohnivzdorného zrnitého materiálu, obvykle velikostí zrn asi -200 mesh a jemnější, až do asi -325 mesh. Kaše ohnivzdorného základního pláště, jež mohou být použity, obsahují Megasol™ spolu se směsí taveného oxidu křemičitého s velikostí zrn -200 mesh a zirkonové mouky s velikostí zrn -325 mesh. Zirkonová mouka zajišťuje vysokou odolnost vůči roztavenému kovu. Velikost jemných částic zirkonové mouky též umožňuje výrobu odlitků, jež mají hladké, detailní povrchové úpravy. Každý základní plášť je štukován (pokryt štukovým materiálem) hrubým ohnivzdorným zrnitým materiálem, typicky zirkonovým pískem s velikostí zrn od -20 do asi 200 mesh, přednostně -70 až 140 mesh.
V kaších pro ohnivzdorný základní plášť, jež používají Megasol™, tavený oxid křemičitý a zirkon, má tavený oxid křemičitý nejpřednostněji hodnotu velikosti částic od -120 do asi -200 mesh, a zirkon má nejpřednostněji velikost částic asi -325 mesh. Mohou být též použity velikosti částic taveného oxidu křemičitého s velikostmi zrn asi -100, asi -120, asi -140, asi -170, asi -270 a asi -325 mesh. Velikosti φ · · ·· částic zirkonu mohou mít velikost, například, asi -200, asi -325, a asi -400 mesh. U zirkonu činí přednostní velikost asi -200 mesh. Do kaše pro ohnivzdorný základní plášť mohou být volitelně přidána neiontová aktivní povrchová činidla. Zejména užitečným neiontovým povrchovým činidlem, které může být použito, je PS9400 k dostání od Buntrock Industries, Williamsburg, VA. Toto činidlo může být přidáno do kaše pro ohnivzdorný základní plášť v množství do asi 0,2 %, na základě váhy pojivá Megasol™. Toto činidlo zvyšuje schopnost kaše pro ohnivzdorný základní plášť zvlhčovat voskový model a rovněž pomáhá při odvodňování.
Ohnivzdorné podkladové (podpůrné) kaše jsou nanášeny na štukou pokryté základní pláště, aby vytvořily podpůrné pláště. Ohnivzdorné podpůrné kaše používají hrubší velikosti ohnivzdorného zrnitého materiálu než ohnivzdorné kaše pro základní plášť. V ohnivzdorných podkladových kaších, kde je použit tavený oxid křemičitý s Megasolem™, má tavený oxid křemičitý velikosti částic od asi -80 do asi -270 mesh, přednostně asi -100 až -200 mesh, a nejpřednostněji potom asi -100 až asi -120 mesh. Každý podkladový plášť je pokryt štukovým materiálem hrubého ohnivzdorného materiálu, aby se pro zvýšenou pevnost vytvořila tloušťka dané skořepiny. Ohnivzdorné zrnité materiály, jež mohou být použity jako štuka na podkladové pláště se mohou lišit velikostí částic od asi -10 do asi 50 mesh, přednostně od asi -20 do asi 50 mesh, a nejpřednostněji mají velikost od asi -30 do asi 50 mesh.
Podkladové pláště jsou nanášeny přes štukou pokryté základní pláště, dokud nedosáhne skořepina žádoucí tloušťky a pevnosti. Množství nanesených podkladových plášťů závisí na velikosti a váze kovového odlitku, jenž má být v keramické skořepině zformován. Pro většinu odlitků je postačující tloušťka keramické skořepiny 5,08 mm až 12,7 mm. Dva základní » A · * » A · ‘ ·· AA pláště a 4 až 5 podkladových plášťů typicky vytváří 6,35 mm tlustou syrovou skořepinu, jež má pevnost postačující k tomu aby vydržela odparafinování a pálení v peci.
V alternativním ztvárnění může být přechodový štukový ohnivzdorný materiál, přednostně zirkon či aluminosilikát, mající velikost zrnitosti mezi jemnou štukou základního pláště s jemnou zrnitostí a hrubou štukou podkladového pláště, nanášen na ke zničení určený model se základním pláštěm pokrytým štukou, před nanášením pláště ohnivzdorné podkladové kaše. Přechodový štukový plášť může být použit k přidání pevnosti syrové skořepině a k minimalizování možnosti oddělování od sebe konečné vrstvy kaše základního pláště a první vrstvy kaše ohnivzdorného podkladu.
Syrová skořepina je sušena při teplotě asi 15,5 °C až 32,2 °C, přednostně při asi 21,1 °C až 23,8 °C. Sušení může být prováděno za urychlených podmínek nízké vlhkosti a vysoké teploty s rychlým pohybem vzduchu.
Doba sušení mezi za sebou následujícími základními plášti a podkladovými plášti závisí na složitosti tvaru ke spotřebování určeného modelu. Ke spotřebování určené modely, jež mají hluboké dutiny, kde je minimální proud vzduchu, mají delší čas sušení mezi nanášením plášťů. Jednoduché vzory, jež mají ploché strany, schnou rychleji. Základní pláště a podkladové pláště formované z ohnivzdorných kaší, jež užívají Megasol™, schnou asi o 30 % až 40 % rychleji než průmyslové standardní ohnivzdorné kaše, které používají pojiv sólu koloidního oxidu křemičitého s mnohem menší velikostí částic a jež obsahují vyšší množství vody.
Odparafinování
Syrové keramické skořepinové formy mohou být odparafinovány ponořením do vřící vody, parním autoklávováním, a «· • ··*· ·· ·· ·♦ ·· · ······ • Φφ· · 9 9 · · ·· · • ··· <·«*··· · · · • · · · ··«·· ·*· ··· ·· ·· ·· 99 mžikovým odparafinováním, jak je to známo v oboru. Parní autoklávování může být provedeno prostřednictvím:
1. Použití tak vysokého tlaku páry jak jen to je možné, přednostně asi 60 psi nebo vyšší, přednostněji asi 80-90 psi.
2. Uzavírání a natlakování autoklávu tak rychle jak jen to je možné, přednostně v méně než asi 15-20 vteřinách.
3. Vystavení vzduchem sušené syrové skořepiny páře po asi 10 až 15 minut.
4. Pomalého snižování tlaku autoklávu po dobu asi 30 až 60 vteřin.
Mžikové odparafinování může být prováděno ponořením vzduchem sušené syrové skořepinové formy do pece ohřáté na asi 537,7 °C až asi 1037,7 °C. Při těchto teplotách se vosk u stěny keramické skořepiny rychle taví, takže tlak v důsledku roztahování vosku neporušuje keramickou skořepinu. Keramická skořepina pak může být předána do zóny s chladnější teplotou asi 93,3 °C až 315,5 °C, k dokončení odstranění vosku.
Roztavený vosk může odtékat spodním otvorem v tavící komoře do vodní lázně či zásobníku pro své opětné využití.
Pálení v peci
Pálení v peci znamená ohřívání odparafinované keramické skořepinové formy vytvořené výše na teplotu asi 871,1 °C až asi 1093,3 °C, k odstranění těkavých reziduí a k vytvoření keramické skořepinové formy s vysokou pevností formováním stabilních keramických spojení prostřednictvím slínání. Odparafinovaná keramická skořepinová forma je udržována v peci k dosažení tepelné rovnováhy, po čemž je vyjmuta z pece a lit do ní žádoucí roztavený kov.
Vynález je níže popsán odkazy na následující, neomezené, příklady.
• 4 44 <4 4 4
4 4 4
4 « 4
4 4 4 «4 • 44 4
44 w4 4»
4 4 • 4 4
444
4· ·
4« 44
Příklad 1:
Voskový tabulkový vzorek jak je znázorněn na Obr. 1, s rozměry 20, 32 cm x 2,22 cm x 0,95 cm, je ponořen do ohnivzdorné kaše, jež má složení znázorněné v Tabulce 1. Pro zjednodušení popisu bude jak pro základní, tak pro podkladový plášť, použita stejná ohnivzdorná kaše.
Tabulka 1
MATERIÁL MNOŽSTVÍ
Megasol™ 1) 1 000 g
Tecosil 120F2) 1 500 g
Zirkon 3253) 400 g
Povrchové činidlo
PS 94004> 2 ml 1} Pojivo sólu koloidního oxidu křemičitého Megasol™, jež má obsah tuhých těles 50 %, od Wesbond Corporation.
2> Roztavený oxid křemičitý, s velikostí částic 44-177 mikronů.
3) Kalcinovaný floridský zirkon, s velikostí částic -325 mesh, od Continental Minerals.
4) Neiontové povrchové aktivní činidlo od Buntrock Industries, Williamsburg, VA. PS 9400 je polyoxethylátový decyl alkohol, jenž má měrnou váhu asi 1,0.
Voskový model 1 je ponořen do ohnivzdorné kaše po dobu 5 vteřin, vyjmut a ponechán schnout po dobu 10 vteřin, aby se zformovala první základní vrstva. Jako štukový materiál je na tuto první základní vrstvu nanesen zirkonový písek s velikostí zrn -70 až 140 mesh, k mání od DuPont Corporation. Zirkonovým pískem štukovaný, základní vrstvou pokrytý tabulkový model je sušen 1 hodinu a pak opět ponořen do ohnivzdorné kaše po 5 dobu vteřin ke zformování druhé «·»· «♦ ·· ·· ·* * ···· »*«» «·· » »· · · ·· · ··· »··»·· ♦· · • * · · ·«·· ··( ·« *· »· ·» základní vrstvy, jež je opět štukována zirkonovým pískem s velikostí zrn -70 až 140 mesh.
Voskový model 1. mající dvě štukované základní vrstvy je pak ponořen do ohnivzdorné kaše po dobu 5 vteřin a odvodňován 10 vteřin ke zformování první podpůrné (podkladové) vrstvy. Ta je pak štukována taveným kysličníkem křemičitým Tecosil s velikostí zrn -30 až 50 mesh, k mání od C-E Minerals. Štukovaná podkladová vrstva je pak sušena jednu hodinu. To se opakuje, až je naneseno celkem pět podkladových vrstev štukovaných výše uvedeným Tecosilem s uvedenou velikostí zrn. Po nanesení každé základní vrstvy a ohnivzdorné podkladové vrstvy jsou oškrabány kolmé strany 5 modelu 1 a odstraněny dané vrstvy a štuka. Výsledná syrová keramická skořepina 10, zformovaná na modelu 1. a mající dvě základní vrstvy pláště pokryté štukou zirkonového písku a pět podkladových vrstev, kde je štukou uvedený Tecosil s velikostí zrn -30 až 50 mesh, od C-E Minerals Co., jak je znázorněna na Obr. 2, je opět ponořena do ohnivzdorné kaše k zajištění uzavíracího povlaku, tento povlak není ze stran modelu 1 odstraněn.
Uzavíracím pláštěm pokrytá, syrová keramická skořápka je sušena přes noc při teplotě 21,1-23,8 °C. Vysušená syrová keramická skořepina je ponořena do vařící vody, aby se odstranil model 1. Výsledná odparafinovaná, sušená syrová keramická skořepina 20, znázorněná na Obr. 3, je rozříznuta na délku na polovinu a sušena přes noc. Část syrové keramické skořepiny, jejíž míry jsou: 2,54 cm šířka x 15,24 cm délka x 0,76 cm tloušťka, je zkoušena na pevnost prostřednictvím zatěžování rozpětí 5,08 cm této části do jejího porušení v ohybu. Modul pevnosti v ohybu (dále pouze MOR) syrové keramické skořepiny je vypočítán s použitím následujícího vzorce:
R = (3WI) / (2bd2), v němž:
• 9999 94 99
99 9 9 9 9 9
9 999 9 9 9 9
• 9 9 9 9 999
9 9 9 9 9
• 99 9·· 99 99
99 • · 9
9 9 · 9 9 • 9 9 • 9 99
R - modul pevnosti v ohybu v librách/palec2 (= 0,453 kg/6,45 cm2, t.j. 0, 453 kg/6, 452.10~4m2) ,
W - zatížení v librách (0,453 kg), při němž vzorek selhal,
I - vzdálenost (rozpětí) v palcích (2,54 cm) mezi středovými liniemi středu dolních nosných okrajů, b - šířka vzorku v palcích (2,54 cm), d - hloubka vzorku v palcích (2,54 cm).
Pevnost v ohybu je pak znázorněna v Tabulce 2.
Část syrové keramické skořepiny, jejíž míry jsou: 2,54 cm šířka x 15,24 cm délka x 0,76 cm tloušťka, je vypalována po dobu jedné hodiny při teplotě 982,2 °C. Vypálená část je pak zkoušena na pevnost zatěžováním rozpětí 5,08 cm této části do svého porušení v ohybu. Modul pevnosti v ohybu ,MOR, vypálené keramické skořepiny se vypočítá použitím výše uvedeného vzorce. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 2.
Příklad 2:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že Megasol™ je ředěn vodou a poskytuje 45% obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Příklad 3:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že Megasol™ je ředěn vodou a poskytuje 40% obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Příklad 4:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že Megasol™ je ředěn vodou a poskytuje 35% obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Příklad 5:
• · · · • ·· • · • · · • · · • · · ·
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že tavený oxid křemičitý Tecosil s velikostí zrn -30 až 50 mesh je nahrazen materiálem Mulgrain M47-22S s velikostí zrn -20 až 50 mesh. Mulgrain M47-22S je k mání od CE Minerals Company. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Příklad 6:
Je následován postup příkladu 5, s výjimkou toho, že Megasol™ je ředěn vodou a poskytuje 45% obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Příklad 7:
Je následován postup příkladu 5, s výjimkou toho, že Megasol™ je ředěn vodou a poskytuje 40% obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Srovnávací příklady 8-12:
Příklad 8:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že sol koloidního oxidu křemičitého NYACOL 830, s průměrnou velikostí částic asi 8 nanometrů a 30% obsahem pevných částic koloidního oxidu křemičitého, je nahrazen za sol koloidního oxidu křemičitého Megasol™ s 50% obsahem pevných částic. NYACOL 830 je k dostání od EKA Chemicals Company. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Příklad 9:
Je následován postup příkladu 8, s výjimkou toho, že NYACOL 830 je ředěn vodou a poskytuje 24% obsah pevných částic koloidního kysličníku křemičitého. MOR je měřen jako je tomu v příkladě 1.
Příklad 10:
Je následován postup příkladu 8, s výjimkou toho, že tavený silikát Tecosil s velikostí zrn -30 až 50 mesh je nahrazen za Mulgrain M47-22S s velikostí zrn -20 až 50 mesh. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Příklad 11:
Je následován postup příkladu 10, s výjimkou toho, že NYACOL 830 je ředěn vodou a poskytuje 27% obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Příklad 12:
Je následován postup příkladu 10, s výjimkou toho, že NYACOL 830 je ředěn vodou a poskytuje 24% obsah pevných částic koloidního oxidu křemičitého. MOR je měřen jako v příkladě 1.
Aby se znázornily zkrácené doby sušení dosažitelné s použitím Megasolu™, jsou porovnávány celkové doby sušení pro pět podkladových vrstev (plášťů), použitých v příkladech 1 a 8. Doba sušení je měřena použitím termoelektrického článku připojeného ke vzorkům. Příslušné zařízení (Páce Scientific Pocket Logger, Model XR340) zaznamenává čas proti teplotě. Každá vrstva se považuje za suchou, když je její teplota v rozmezí dvou stupňů od teploty okolí. Okolní teplota činí 21,1 °C (s tolerancí v mezích 23,8 až 18,3°C) a relativní vlhkost činí asi 30%+5%. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 2. Jak je uvedeno v Tabulce 2, podkladové vrstvy formované z ohnivzdorných podkladových kaší, používajících Megasol™ s 50% obsahem pevných částic, schnou během asi 67% doby požadované k usušení pěti podkladových vrstev formovaných z ohnivzdorných kaší pro podkladové vrstvy, které používají NYACOL 830.
• · · · • ·· • *
TABULKA 2
Příklad Pojivo Megasol™ (obsah pevných těles, %) Poj ivo NYACOL830 (obsah pevných těles, %) Štuka podkladu (velikost zrn, v mesh) MOR za syrová MOR po vypálení1
l8 50 tavený oxid křemičitý (30-50) 709 PSI 1334 PSI
28 45 tavený oxid křemičitý (30-50) 957 1474
38 40 tavený oxid křemičitý (30-50) 834 1230
48 35 tavený oxid křemičitý (30-50) 719 1231
58 50 Mulgrain M47-22S (20-50) 800 700
68 45 Mulgrain M47-22S (20-50) 935 958 ,
78 40 Mulgrain M47-22S (20-50) 923 856
co CD CO 30 tavený oxid křemičitý (30-50) 487 754
988 24 tavený oxid křemičitý (30-50) 605 550
1q88 30 Mulgrain M47-22S (20-50) 470 616
11 θθ 27 Mulgrain M47-22S (20-50) 640 627
1288 24 Mulgrain M47-22S (20-50) 658 571
1. Modul pevnosti v ohybu je získán po vypálení skořepiny při teplotě 982,2 °C po dobu 1 hodiny.
★ Celková doba sušení pro 5 podkladových vrstev činí 141 minut.
** Celková doba sušení pro 5 podkladových vrstev činí 236 minut.
Srovnávací příklady 13-18:
Tyto příklady dokumentují zvýšení pevnosti keramických skořepinových forem v důsledku použití ohnivzdorných kaší, jež používají Megasol™, v porovnání s keramickými skořápkami vyrobenými z ohnivzdorných kaší používajících sóly koloidního
4 • ί « 4 4 • 444 4 4 « » « *4 4 4 t 4 4 • 4 4 4 · · • 4 · 4 4 4
4» ···* ·
« · 4 4
4 4
4» ·
4 4 • 4 4*4 oxidu křemičitého s průměrnými velikostmi částic 14 nanometrů a 20 nanometrů.
Výsledky jsou znázorněny v Tabulce 3.
Příklad 13:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že sol koloidního oxidu křemičitého LudoxR HS 40 s průměrnou velikostí částic 14 nanometrů a 35 % obsahem pevných částic koloidního oxidu křemičitého, je nahrazen za Megasol™ s 50 % obsahem pevných částic. LudoxR HS 40 je k mání od E.I. DuPont DeNemours, lne. MOR za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v příkladě 1.
Příklad 14:
Je následován postup příkladu 13, s výjimkou toho, že sol koloidného oxidu křemičitého LUDOX™ HS 40 má 40% obsah pevných částic koloidního křemene. MOR za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v příkladě 1.
Příklad 15:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že sol koloidního oxidu křemičitého Ludox™ s průměrnou velikostí částic 20 nanometrů a 35% obsahem pevných částic koloidního oxidu křemičitého, je nahrazen za Megasol™ s 50% obsahem pevných částic. LudoxR HS 40 je k dostání od E.I. DuPont DeNemours, lne. MOR za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v příkladě 1.
Příklad 16:
Je následován postup příkladu 14, s výjimkou toho, že sol koloidního oxidu křemičitého LUDOX™ má 40 % obsah pevných »'··»
9· · • 94 » · • 9 · 9 «9 • 9 9994 9 9 9 • 9 9 9 9
9 ·· · · • 9 9
9 4 9 « ·
99
9 částic koloidního oxidu křemičitého. MOR za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v příkladě 1.
Příklad 17:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, koloidního oxidu křemičitého Megasol™ má 35% obsah částic. MOR za syrová a po vypálení jsou měřeny v příkladě 1.
že sol pevných tak jako
Příklad 18:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že sol koloidního oxidu křemičitého Megasol™ má 40% obsah pevných částic. MOR za syrová a po vypálení jsou měřeny tak jako v příkladě 1.
Tabulka 3
Příklad Poj ivo Megasol™ (obsah pevných těles, %) Poj ivo LudoxR HS 40 (obsah pevných těles, %) Poj ivo LudoxR TM 40 (obsah pevných těles, %) MOR za syrová MOR po vypálení
13 - 35 - 350 PSI 325 PSI
14 - 40 - 250 230
15 - - 35 400 780
16 - - 40 325 600
17 35 - - 650 1015
18 40 - - 820 1535
V ještě jednom ztvárnění vynálezu, jak je dokumentováno neomezujícími příklady 19-20, je k Megasolu přimíchán křemičitan draselný. Směs křemičitanů draselného a Megasolu je přítomna v alespoň jednom, základním či podkladovém plášti «999 •
9 9 9 9
9999 9 9 • 9
9
9 9
9
9«
9 9
9 9 9
9 9
99 (vrstvě). Přednostně je směs silikátu draselného a Megasolu přítomna jak ve směsi základního, tak podkladového pláště. V každé základní a podkladové vrstvě může být silikát draselný přítomen v množství až do 50% váhy Megasolu. Přednostně je silikát draselný přítomen v množství asi 6-8% váhy Megasolu, nejpřednostněji asi v 6%.
Příklad 19:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že materiál ohnivzdorné kaše použité jak na základní, tak na podkladové vrstvy, má složení znázorněné v Tabulce 4. Megasol použitý v Tabulce 4 má 40% obsah pevných částic.
Tabulka 4
MATERIÁL MNOŽSTVÍ
Megasol™ 11 7 00 g
Oxid křemičitý s velik. zrn 400 mesh2) 1 375 g
Povrchové činidlo
PS 94003’ 2 ml
Křemičitan draselný4’ 16,8 g draselný x) Pojivo sólu koloidního oxidu křemičitého Megasol™, jež má obsah pevných těles 40 %, od Wesbond Corporation.
2) Tavený oxid křemičitý.
3) Povrchové aktivní činidlo, k dostání od Buntrock Industries, Williamsburg, VA.
41 Křemičitan draselný Kasii, k dostání od PQ Corporation. Váhový poměr SiO2/K2O je 2,5; K20 = 8,3 %, SiO2 = 20,8 %, a pevná tělesa = 29,1%.
··· ······ ·· ··· ·· · ··· ···· · · · · · • ······· · · ·· · • · · · · · ·· ·· · ·· · ·· ·
MOR měřený za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v Příkladě 1. MOR za syrová činí 913 psi. MOR po vypálení činí 1424 psi.
Příklad 20:
Je následován postup příkladu 19, s výjimkou toho, že základní a podkladové vrstvy mají složení uvedené v Tabulce
5.
Tabulka 5
MATERIÁL MNOŽSTVÍ
Megasol™ 11 700 g
Oxid křemičitý s velik. zrn 140 mesh2) 1 375 g
Povrchové činidlo
PS 94003’ 2 ml
Křemičitan draselný4’ 22,4 g 1) Pojivo sólu koloidního oxidu křemičitého Megasol™, jež má obsah pevných těles 40 %, od Wesbond Corporation.
2) Tavený oxid křemičitý.
3) Povrchové aktivní činidlo, od Buntrock Industries, Williamsburg, VA.
41 Křemičitan draselný Kasii, od PQ Corporation. Váhový poměr SiO2/K2O je 2,5; K20 = 8,3 %, SiO2 = 20,8 %, a pevná tělesa = 29,1%.
MOR měřené za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v Příkladě 1. MOR za syrová činí 912 psi. MOR po vypálení činí 1362 psi.
V ještě jednom ztvárnění vynálezu, jak je dokumentován v neomezujících příkladech 21-24, je k Megasolu přimíchán komerční sol koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi. Tato směs je přítomna v alespoň jedné ze základních a • · • · · · podkladových vrstev (plášti). Přednostně je tato směs přítomna jak ve složení základní, tak podkladové vrstvy. V každé základní a podkladové vrstvě může být přítomen komerční sol koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi ve směsi v množství od asi 18% do asi 85% váhy Megasolu.
Obzvláště užitečným, komerčním sólem koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi, který může být smíchán s Megasolem jak je popsáno výše, je NYACOL 830, který má průměrnou velikost částic 8 nanometrů a 24% pevných těles oxidu křemičitého od EKA Chemicals Co. Podle tohoto ztvárnění mohou být s Megasolem smíchány jiné užitečné, komerční sóly koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi, jež mají průměrnou velikost částic asi 12, 14, 20 a 22 nanometrů.
Příklad 21:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou, že toho, že ohnivzdorná kaše použitá jak pro základní, tak pro podkladovou vrstvu (plášť), má složení uvedené v Tabulce 6. Megasol použitý v Tabulce 6 má obsah pevných těles 50%.
Tabulka 6
MATERIÁL Megasol™ 1) Tecosil 120F2’ Zirkon 3253)
MNOŽSTVÍ 100 g
190 g 330 g
Povrchové činidlo
PS 94004> 2 ml
NYACOL 830s> 562 g 1) Pojivo sólu koloidního oxidu křemičitého Megasol™, jež má obsah pevných těles 50 %, od Wesbond Corporation.
2) Tavený oxid křemičitý.
• · · ······ · · ··· · · · · · · ···· ·· · · · • ······· ·· · · · ·· · ··· ·· ·
5) 1 Kalcinovaný floridský zirkon, s velikostí částic -325 mesh, od Continental Minerals.
4) Povrchové aktivní činidlo od Buntrock Industries, Williamsburg, VA.
NYACOL 830 s 24% pevných těles oxidu křemičitého, od EKA
Chemicals Co,
MOR měřené za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v Příkladě 1. MOR za syrová činí 7 40 psi. MOR po vypálení činí 1618 psi.
Příklad 22:
Je následován postup příkladu 21, s výjimkou toho, že Megasol™ je přítomen v množství 172 g a NYACOL 830 je přítomen v množství 490 g.
MOR měřené za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v Příkladě 1. MOR za syrová činí 870 psi. MOR po vypálení činí 1493 psi.
Příklad 23
Je následován postup příkladu 21, s výjimkou toho, že Megasol™ je přítomen v množství 542 g a NYACOL 830 je přítomen v množství 120 g.
MOR měřené za syrová a po vypálení jsou měřeny jako v Příkladě 1. MOR za syrová činí 858 psi. MOR po vypálení činí 1668 psi.
V ještě jednom ztvárnění vynálezu, jak je dokumentován v příkladech 24-26, je v alespoň jedné základní či podkladové vrstvě (plášti) použito koloidní pojivo, jež využívá křemičitan draselný, komerční sol koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi a Megasol™. Koloidní pojivo je přednostně přítomno jak v základní, tak v podkladové vrstvě.
• 9
9
9
V každé základní a podkladové vrstvě mohou být křemičitan draselný, sol koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi a Megasol™, přítomny v koloidním pojivu v rozmanitých množstvích. Megasol™ může být přítomen v koloidním pojivu tohoto ztvárnění v množství až od asi 10% až do asi 87% váhy koloidního pojivá; křemičitan draselný může být přítomen v množství od asi 3% do asi 8% váhy koloidního pojivá; a sol koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi může být v koloidním pojivu přítomen v množství od asi 5% do asi 87% váhy koloidního pojivá. V tomto ztvárnění je křemičitanem draselným přednostně křemičitan draselný Kasii, od PQ Corporation. Křemičitan draselný Kasii má poměr váhy SÍO2/K2O 2,5, 8,3% K2O, 20,8% SÍO2 a 29,1% pevných těles. V tomto ztvárnění je přednostním sólem koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi také NYACOL 830, mající průměrnou velikost částic 8 nanometrů a 24% pevných těles oxidu křemičitého, od EKA Chemicals Co.
Příklad 24:
Je následován postup příkladu 1, s výjimkou toho, že ohnivzdorná kaše použitá jak pro základní, tak pro podkladovou vrstvu (plášť), má složení uvedené v Tabulce 7.
Tabulka 7
MATERIÁL MNOŽSTVÍ
Koloidní pojivo1’ 1 000 g
Tecosil 120F2’ 1 500 g
Zirkon 3253’ 400 g
Povrchové činidlo PS 94004’ ml φ φ φ φ φ φφφ φ φ φ φ • · · « φ · φ « φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ 1> Směs Megasolu™, majícího obsah pevných těles 50 %, od Wesbond Corporation, křemičitanu draselného Kasii a NYACOLu 830, v níž je Megasol™ přítomen v množství 87 % váhy koloidního pojivá, Kasii je přítomen v množství asi 8 % váhy koloidního pojivá, a NYACOL 830 přítomen v množství asi 5 % váhy koloidního pojivá.
2) Tavený oxid křemičitý od C-E Minerals, s velikostí částic 44-177 mikronů.
3) Kalcinovaný floridský zirkon, s velikostí částic -325 mesh, od Continental Minerals.
4) Povrchové aktivní činidlo k dostáni od Buntrock Industries, Williamsburg, VA.
Příklad 25:
Je následován postup příkladu 24 s výjimkou toho, že v koloidním pojivu je Megasol™ přítomen v množství 10% váhy koloidního pojivá, Kasii je přítomen v množství asi 3% váhy koloidního pojivá, a NYACOL 830 je přítomen v množství asi 87% váhy koloidního pojivá.
Příklad 26:
Je následován postup příkladu 24, s výjimkou toho, že v kolidním pojivu je Megasol™ přítomen v množství 57% váhy koloidního pojivá, Kasii je přítomen v množství asi 5% váhy koloidního pojivá, a NYACOL 830 je přítomen v množství asi 38% váhy koloidního pojivá.

Claims (20)

  1. UPRAVENÉ NÁROKY (obdržené Mezinárodním úřadem 13. července 1999; původní nároky 1, 11, 17 jsou nahrazeny novými nároky 1, 11 a 17; zbývající nároky jsou nezměněny)
    1. Způsob výroby keramické skořepinové formy zahrnující: nanášení povlaku řídké kaše základního pláště (vrstvy), obsahující ohnivzdorný materiál a sol koloidniho oxidu křemičitého, na ke spotřebování určený model z termoplastického materiálu a vytvoření polotovaru pokrytého základním pláštěm, sušení tohoto polotovaru pokrytého základním pláštěm, nanášení alespoň jednoho povlaku řídké kaše ohnivzdorného podkladového pláště, obsahující ohnivzdorný materiál a sol koloidniho oxidu křemičitého, na základním pláštěm pokrytý polotovar a vytvoření polotovaru pokrytého ohnivzdorným podkladovým pláštěm, sušení tohoto ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytého polotovaru, odstraňování termoplastického modelu z tohoto ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytého polotovaru a vytvoření syrové skořepinové formy, a ohřívání této syrové skořepinové formy na dostatečnou teplotu k vytvoření keramické skořepinové formy;
    vyznačující se tím, že v alespoň řídké kaši základního nebo ohnivzdorného podkladového pláště je řečený sol vodním sólem koloidniho oxidu křemičitého s průměrnou velikostí částic asi 40 nanometrů (nm).
  2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že dále zahrnuje, před sušením základním anebo ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytého polotovaru, nanášení štukového
    Tvzeoo-zerr • · ·
    9 · ·«·♦ • ·♦
    9 9·♦ · 9 9 9 · ·· ·· materiálu na alespoň jeden, základním pláštěm nebo ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytý polotovar.
  3. 3. Způsob podle nároku 2,vyznačující se tím, že sol koloidního oxidu křemičitého má rozpětí velikosti částic od asi 6 nm do asi 190 nm.
  4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že sol koloidního oxidu křemičitého má standardní odchylku velikosti částic asi 20 nm.
  5. 5. Způsob podle nároku 3,vyznačující se tím, že řečený koloidní roztok má obsah sodíku od asi 0,02 % do asi 0,35 %.
  6. 6. Způsob podle nároku 2,vyznačující se tím, že sol oxidu křemičitého má obsah pevných částic od asi 30 % do asi 50 %.
  7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že sol oxidu křemičitého má obsah pevných částic asi 40 %.
  8. 8. Způsob podle nároku 2,vyznačující se tím, že řídká kaše základního pláště zahrnuje ohnivzdorný zrnitý materiál zvolený ze skupiny obsahující tavený oxid křemičitý a zirkon, ohnivzdorný zrnitý materiál má velikost zrn od asi -200 mesh do asi -350 mesh.
  9. 9. Způsob podle nároku 8,vyznačující se tím, že řídká kaše ohnivzdorného podkladového pláště zahrnuje tavený oxid křemičitý mající velikost zrn od asi -80 mesh do asi -270 mesh.
    WZoQO-zesr• »«Α· ·· »« ·» M
    A A ♦ A · A A 9 9 9 4
    9 9 99 9 9 9 9 · A A 4
    A · A · « AAA A 9 99 9
    A AAA A AAAA • A A AAA AA *· AAAA
  10. 10. Výrobek podle způsobu v nároku 2.
  11. 11. Způsob výroby keramické skořepinové formy zahrnující: nanášení povlaku řídké kaše základního pláště, zahrnující ohnivzdorný materiál a koloidní pojivo obsahující sol oxidu křemičitého a křemičitan draselný, na ke spotřebování určený model z termoplastického materiálu a vytvoření polotovaru pokrytého základním pláštěm, sušení tohoto polotovaru pokrytého základním pláštěm, nanášení alespoň jednoho povlaku řídké kaše ohnivzdorného podkladového pláště, zahrnující ohnivzdorný materiál a sol koloidního oxidu křemičitého, na základním pláštěm pokrytý polotovar a vytvoření polotovaru pokrytého ohnivzdorným podkladovým pláštěm, sušení ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytého polotovaru, odstraňování termoplastického modelu z tohoto polotovaru pokrytého ohnivzdorným podkladovým pláštěm a vytvoření syrové skořepinové formy, a ohřívání této syrové skořepinové formy na dostatečnou teplotu k vytvoření keramické skořepinové formy;
    vyznačující se tím, že v alespoň řídké kaši základního nebo v řídké kaši ohnivzdorného podkladového pláště je sol koloidního oxidu křemičitého použitý v řečeném pojivu koloidního oxidu křemičitého vodním sólem koloidního oxidu křemičitého s průměrnou velikostí částic asi 40 nm.
  12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že dále zahrnuje, před sušením základním anebo ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytého polotovaru, nanášení štukového materiálu na alespoň jeden, základním
    4 4 4 4 44 4 · 44 44 • 4··« 4 4 4 4
    444 4 44 4 · 44 4
    444 4 44444 44 4
    4 44 4 4444
    444 44 44 44 44 pláštěm pokrytý nebo ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytý polotovar.
  13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že křemičitan draselný je přítomen v množství až do 50 % váhy sólu koloidního oxidu křemičitého, jenž má průměrnou velikost částic asi 40 nm.
  14. 14. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že křemičitan draselný je přítomen v množství asi 6 % až 8 % váhy sólu koloidního oxidu křemičitého, jenž má průměrnou velikost částic asi 40 nm.
  15. 15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že křemičitan draselný je přítomen v množství asi 6 % váhy pojivá koloidního oxidu křemičitého, jenž má průměrnou velikost částic asi 40 nm.
  16. 16. Výrobek podle způsobu v nároku 12.
  17. 17. Způsob výroby keramické skořepinové formy zahrnující: nanášení povlaku řídké kaše základního pláště, obsahující ohnivzdorný materiál a koloidní pojivo, na ke spotřebování určený model z termoplastického materiálu a vytvoření polotovaru pokrytého základním pláštěm, sušení tohoto polotovaru pokrytého základním pláštěm, nanášení alespoň jednoho povlaku řídké kaše ohnivzdorného podkladového pláště, obsahující ohnivzdorný materiál a sol koloidního oxidu křemičitého, na základním pláštěm pokrytý polotovar a vytvoření polotovaru pokrytého ohnivzdorným podkladovým pláštěm,
    TVZooo-zenm
    9 ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦ ΦΦ ··
    ΦΦ Φ · · Φ 9 9 9 9 9
    9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 · • ΦΦΦΦ ΦΦ9 Φ φ 99 9
    9 9 9 9 9 9 9 9 9
    999 999 99 99 99 φφ sušení ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytého polotovaru, odstraňování termoplastického modelu z tohoto polotovaru pokrytého ohnivzdorným podkladovým pláštěm a vytvoření syrové skořepinové formy, a ohříváni této syrové skořepinové formy na dostatečnou teplotu k vytvoření keramické skořepinové formy;
    vyznačující se tím, že v alespoň řídké kaši základního nebo v řídké kaši ohnivzdorného podkladového pláště je koloidní pojivo směsí vodního sólu koloidního oxidu křemičitého s průměrnou velikost částic asi 40 nm, vodního sólu koloidního oxidu křemičitého s průměrnou velikostí částic asi 8 nm, a křemičitanu draselného.
  18. 18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že dále zahrnuje, před sušením základním anebo ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytého polotovaru, nanášení štukového materiálu na alespoň jeden, základním pláštěm pokrytý nebo ohnivzdorným podkladovým pláštěm pokrytý polotovar.
  19. 19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že v řečeném koloidním pojivu je sol koloidního oxidu křemičitého, mající průměrnou velikost částic asi 40 nm, přítomen v množství od asi 10 % do asi 87 % váhy koloidního pojivá, křemičitan draselný je přítomen v množství od asi 3 % do asi 8 % váhy koloidního pojivá, a sol koloidního oxidu křemičitého s malými částicemi, s průměrnou velikostí částic asi 8 nm, je přítomen v koloidním pojivu v množství od asi 5 % do asi 87 % jeho váhy.
  20. 20. Výrobek podle způsobu v nároku 18.
CZ20002655A 1998-02-11 1999-02-09 Forma pro odlitek litý na vytavitelný model a způsob její výroby CZ20002655A3 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7436698P 1998-02-11 1998-02-11
US09/105,782 US6000457A (en) 1998-06-26 1998-06-26 Investment casting mold and method of manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20002655A3 true CZ20002655A3 (cs) 2001-10-17

Family

ID=26755571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20002655A CZ20002655A3 (cs) 1998-02-11 1999-02-09 Forma pro odlitek litý na vytavitelný model a způsob její výroby

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6257316B1 (cs)
EP (1) EP1053068A4 (cs)
JP (1) JP2002502707A (cs)
KR (1) KR100565102B1 (cs)
CN (1) CN1191136C (cs)
AU (1) AU746661B2 (cs)
BR (1) BR9907817A (cs)
CA (1) CA2318608C (cs)
CZ (1) CZ20002655A3 (cs)
HU (1) HUP0400879A2 (cs)
NZ (1) NZ505733A (cs)
PL (1) PL188600B1 (cs)
TW (1) TWI235740B (cs)
WO (1) WO1999041030A1 (cs)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4528366B2 (ja) * 2001-04-27 2010-08-18 花王株式会社 塗型剤及び塗装方法
US6770699B2 (en) 2001-08-27 2004-08-03 Nalco Company Investment casting binders for making molds having high green strength and low fired strength
US6622774B2 (en) * 2001-12-06 2003-09-23 Hamilton Sundstrand Corporation Rapid solidification investment casting
GB0218382D0 (en) * 2002-08-08 2002-09-18 Univ Birmingham Improved investment casting process
US20070151702A1 (en) * 2003-01-07 2007-07-05 Francois Batllo Method of improving the removal of investment casting shells
GB0402516D0 (en) * 2004-02-05 2004-03-10 Univ Birmingham Improved investment casting process
DE102004014573A1 (de) * 2004-03-25 2005-10-27 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung einer Muffel für den Fein- oder Modellguss, Verfahren zum Herstellen eines metallischen, keramischen oder glaskeramischen Guss- oder Pressobjekts und Kit zur Herstellung eines solchen Objekts
US20060081350A1 (en) * 2004-10-14 2006-04-20 Francois Batllo Method of improving the removal of investment casting shells
CN100497261C (zh) * 2005-06-16 2009-06-10 章浩龙 一种复合熔模铸造耐火材料及其制造方法
DE102005045666A1 (de) * 2005-09-14 2007-03-15 Itn Nanovation Gmbh Schicht oder Beschichtung sowie Zusammensetzung zu ihrer Herstellung
CN100488664C (zh) * 2007-10-29 2009-05-20 福建省建阳市汽车锻压件厂 生产汽车工字前轴的熔模精密铸造工艺
CN102019643A (zh) * 2010-10-27 2011-04-20 宜兴市正大特种瓷件有限公司 掺蜡成型陶瓷制品烧成消除蜡烟的方法
US9227241B2 (en) 2010-12-08 2016-01-05 Nalco Company Investment casting shells having an organic component
WO2015146266A1 (ja) 2014-03-28 2015-10-01 株式会社Ihi 鋳型及びその製造方法、並びにＴｉＡｌ合金鋳造品及びその鋳造方法
CN112808935B (zh) * 2020-12-30 2022-09-20 江阴鑫宝利金属制品有限公司 高强度、易清理硅溶胶制壳工艺

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2806270A (en) 1953-07-17 1957-09-17 Rolls Royce Method of making moulds for precision casting
US2829060A (en) 1954-10-25 1958-04-01 Rolls Royce Mould and method of making the same
GB1004278A (en) 1963-06-14 1965-09-15 Monsanto Chemicals Production of moulds
US3396775A (en) 1965-11-24 1968-08-13 Dresser Ind Method of making a shell mold
US3748157A (en) 1970-06-25 1973-07-24 Du Pont Refractory laminate based on negative sols or silicates and basic aluminum salts
US3878034A (en) 1970-06-25 1975-04-15 Du Pont Refractory laminate based on negative sol or silicate and positive sol
US3751276A (en) 1970-06-25 1973-08-07 Du Pont Refractory laminate based on negative sol or silicate and positive sol
US3752679A (en) * 1971-06-01 1973-08-14 Du Pont Refractory laminate based on negative sols or silicates and polymeric lattices containing cationic surfactants
US4162238A (en) * 1973-07-17 1979-07-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Foundry mold or core compositions and method
JPS5086420A (cs) * 1973-12-06 1975-07-11
US4352390A (en) 1978-12-04 1982-10-05 Sherwood Refractories, Inc. Precision silica cones for sand casting of steel and iron alloys
JPS629739A (ja) * 1985-07-05 1987-01-17 Nissan Chem Ind Ltd 精密鋳型作製用結合剤
JPH0635026B2 (ja) * 1986-05-02 1994-05-11 トヨタ自動車株式会社 鋳型造型方法
EP0489470A1 (en) * 1990-12-03 1992-06-10 Akzo Nobel N.V. Hybrid binder having reduced organic solvent content for use in refractory moulds

Also Published As

Publication number Publication date
PL343202A1 (en) 2001-07-30
CA2318608C (en) 2006-11-21
KR20010040857A (ko) 2001-05-15
BR9907817A (pt) 2000-10-31
WO1999041030A1 (en) 1999-08-19
AU746661B2 (en) 2002-05-02
CN1290198A (zh) 2001-04-04
EP1053068A4 (en) 2009-01-21
PL188600B1 (pl) 2005-02-28
JP2002502707A (ja) 2002-01-29
AU2658399A (en) 1999-08-30
CN1191136C (zh) 2005-03-02
CA2318608A1 (en) 1999-08-19
US6257316B1 (en) 2001-07-10
EP1053068A1 (en) 2000-11-22
TWI235740B (en) 2005-07-11
KR100565102B1 (ko) 2006-03-30
HUP0400879A2 (en) 2004-08-30
NZ505733A (en) 2002-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100557205B1 (ko) 인베스트먼트 주조 주형 및 제조 방법
JP4663782B2 (ja) インベストメント鋳造用の鋳型と製造方法
CZ20002655A3 (cs) Forma pro odlitek litý na vytavitelný model a způsob její výroby
US7004230B2 (en) Investment casting shells and compositions including rice hull ash
AU2002220202A1 (en) Investment casting mold and method of manufacture
US6000457A (en) Investment casting mold and method of manufacture
MXPA00007888A (en) Investment casting mold and method of manufacture
Mills 4 Investment Materials and Ceramic Shell