ES2245683T3

ES2245683T3 - Molde de fusion a la cera perdida.

Info

Publication number: ES2245683T3
Application number: ES01910039T
Authority: ES
Inventors: Daniel James Duffey; Richard Dudley Shaw
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2006-01-16
Anticipated expiration: 2021-03-09
Also published as: DE60111836D1; EP1272296B1; US6755237B2; WO2001068291A2; CZ20023124A3; IL151774A0; ATE299058T1; US20030192667A2; US20020195225A1; US20030131966A1; EP1272296A2; PT1272296E; WO2001068291A3; AU2001237621A1; US6769475B2; DE60111836T2; CA2403204A1

Abstract

Un método de fusión a la cera perdida, que comprende las etapas de mezclar un aglutinante, un material refractario, y una cantidad de fibras orgánicas insolubles en agua que tienen una longitud inferior a 3 mm para formar una suspensión, revestir un modelo perecedero con uno o más revestimientos de dicha suspensión y secar dicho uno o más revestimientos o permitir que dicho uno o varios revestimientos se sequen para formar un molde de cáscara: caracterizado porque dicha suspensión tiene una viscosidad en el intervalo de 10-180 segundos, medida con una copa B4.

Description

Molde de fusión a la cera perdida.

La presente invención se refiere a mejoras en, y relativas a fusión a la cera perdida. En particular, la invención se refiere a un método de fusión a la cera perdida que incluye la aplicación sucesiva de uno o más revestimientos de una suspensión refractaria a un modelo fundible, con el fin de desarrollar una cáscara. La presente invención proporciona, además, una suspensión refractaria para uso en el método de la invención.

El procedimiento de fusión a la cera perdida, de otra forma conocido como procedimiento de cera perdida, es bien conocido y ampliamente usado. Típicamente, el procedimiento incluye sumergir un modelo de cera en una suspensión que comprende un aglutinante y un material refractario, con el fin de revestir el modelo con una capa de suspensión; aplicar un revestimiento de estuco de material refractario seco a la superficie de la capa; dejar que la capa de suspensión de estuco resultante seque; y aplicar más capas de suspensión estucadas según sea apropiado, para crear un molde cáscara alrededor del modelo de cera que tenga un espesor apropiado. Después de secar completamente, el modelo de cera se elimina del molde de cáscara, y el molde se cuece.

Consideraciones ambientales exigen que el aglutinante usado en el procedimiento de fusión a la cera perdida deberá ser de base acuosa, en lugar de base alcohólica. Usualmente, el aglutinante usado comprende un sol de sílice coloidal acuosa. Cuando se combinan con un material refractario adecuado en una suspensión, los soles de sílice acuosos son capaces de gelificar y secar para formar una forma cruda que tiene un grado aceptable de resistencia en crudo. Sin embargo, cuando se usa un sol de sílice acuoso no modificado, el tiempo gastado en este procedimiento es desventajosamente largo. Una sola capa de suspensión estucada, aplicada a un modelo de cera en el transcurso de la fusión a la cera perdida, puede tardar en secar entre 3 y 8 horas.

Si el modelo comprende partes con depresiones u otras configuraciones complejas, el tiempo de secado puede aumentar a 24 horas o más. Durante la producción de un molde de cáscara que contiene varias capas estucadas, este tiempo se debe multiplicar por el número de revestimientos aplicados. Típicamente, 4-8 revestimientos se requieren para desarrollar una cáscara de espesor aceptable, elevando, por ello, el tiempo total de producción del orden de entre 12 horas y varios días.

Por tanto, se ha dedicado un considerable esfuerzo en la técnica anterior para acelerar el tiempo de secar el revestimiento. Así, por ejemplo, el documento EP-A-0638379 describe que la adición a un aglutinante de sol de sílice coloidal de un polímero elastómero, tal como estireno-butadieno, da lugar a una importante reducción del tiempo de secado y a una mejora de la resistencia en crudo. La adición de polímeros orgánicos solubles a un aglutinante de sol de sílice coloidal para uso en fusión a la cera perdida se describe, también, en el documento US 4996084. Sin embargo, los polímeros orgánicos solubles fácilmente "se humedecen" y se ha descubierto que la resistencia en crudo de un molde de cáscara, que comprende tales polímeros, se reduce temporalmente por la penetración de vapor de agua a través del molde. Además, los polímeros orgánicos solubles son caros y su uso en fusión a la cera perdida puede aumentar significativamente el coste del procedimiento.

Por tanto, sigue siendo un objeto deseable proporcionar un medio alternativo para reducir el tiempo requerido para desarrollar un molde de cáscara de espesor apropiado durante el procedimiento de fusión a la cera perdida.

Por tanto, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método de fusión a la cera perdida, que comprende las etapas de mezclar un aglutinante, un material refractario, y una cantidad de fibras orgánicas insolubles en agua, que tienen una longitud de menos de 3 mm para formar una suspensión, revestir un modelo perecedero con uno o más revestimientos de dicha suspensión y secar dichos uno o más revestimientos o permitir que dichos uno o más revestimientos sequen para formar un molde de cáscara; caracterizado porque dicha suspensión tiene una viscosidad en el intervalo de 10-180 segundos, medida en una copa B4.

Opcionalmente, una pluralidad de revestimientos se pueden aplicar sucesivamente a dicho modelo perecedero, estando cada revestimiento total o parcialmente seco o permitido secar antes de la aplicación del revestimiento siguiente. Típicamente, entre 2-10 revestimientos, más preferiblemente 3-8 revestimientos, y aún más preferiblemente 3, 4 ó 5 revestimientos, se aplican sucesivamente a dicho modelo. En algunas realizaciones, dicho modelo perecedero, se pre-reviste de acuerdo con métodos convencionales conocidos, con un revestimiento de suspensión que no comprende fibras orgánicas insolubles en agua, antes de la aplicación, de acuerdo con la presente invención, de uno o más revestimientos de suspensión modificada con fibras.

De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona una suspensión que comprende un aglutinante, un material refractario y una cantidad de fibras orgánicas insolubles en agua, la cual suspensión está adaptada para uso en el método de la presente invención.

Sorprendentemente, los presentes inventores han descubierto que una suspensión refractaria, que comprende una cantidad de fibras orgánicas insolubles en agua, es capaz de formar revestimientos, significativamente más gruesos, alrededor de objetos sumergidos, que las suspensiones de los tipos conocidos en la técnica anterior. El incremento en el espesor del revestimiento obviamente implica un decrecimiento concomitante en el número de ciclos de inmersión requeridos para desarrollar un molde de espesor suficiente y, en consecuencias, una reducción significativa de la velocidad de producción de moldes refractarios. Revestimientos de suspensión modificada con fibras son objeto de un tiempo de secado comparable, en comparación con los productos de la técnica anterior y se ha descubierto que poseen una resistencia en crudo comparable.

Se ha descubierto, además, que la eficacia de aglutinantes modificados con elastómeros de la clase descrita en EP-A-0638379 y US 4996084 es grandemente destruida por exposición de los aglutinantes a bajas temperaturas (0º y más bajas). Sin embargo, en contraste con las composiciones modificadas con elastómeros de la técnica anterior, suspensiones de refractarios de acuerdo con la presente invención se ha descubierto que son compatibles con muchos tipos de anticongelantes. Por tanto, esto hace posible la adición de anticongelante a aglutinantes pretendidos para uso en las suspensiones modificadas con fibras de la presente invención, facilitando por ello el transporte y almacenamiento en invierno de tales aglutinantes.

Ventajosamente, dichas fibras se dispersan en dicho aglutinante antes de la adición de dicho material refractario. Esto promoverá la formación de una suspensión uniforme y estable. Sin embargo, alternativamente dicho material refractario se puede añadir a dicho aglutinante antes de la adición de dichas fibras. Alternativamente, dichas fibras se pueden mezclar con dicho material refractario antes de la adición de dicho aglutinante.

Opcionalmente, dicho modelo perecedero se puede revestir con dicha suspensión por medio de verter dicha suspensión sobre el modelo. Sin embargo, más preferiblemente dicho modelo se puede revestir por medio de sumergir el modelo en un receptáculo que contiene dicha suspensión. Convenientemente, una pluralidad de modelos, que se pueden mantener, por ejemplo sobre un "árbol", se puede sumergir simultáneamente en dicho receptáculo, facilitando por ello la producción simultánea de una pluralidad de moldes de cáscara.

Ventajosamente, una pluralidad de revestimientos de suspensión se puede aplicar sucesivamente a dicho modelo perecedero. De acuerdo con la práctica habitual, cada revestimiento de suspensión se puede estucar con un material refractario seco tal como aluminosilicato, tal como Molichite^{R} (disponible de English China Clay), o mulita (disponible de Cermatco), o circón, o sílice fundida, antes de la aplicación del revestimiento siguiente. Adicionalmente, o como alternativa, uno o más de los revestimientos, típicamente uno o más de los revestimientos más exteriores, se puede estucar con pequeñas perlas de poliestireno. Esto servirá para mejorar las propiedades de aislamiento de dichos revestimientos más exteriores. Preferiblemente, cada revestimiento de suspensión se puede cubrir completamente con una capa de dicho material refractario seco o dichas pequeñas perlas de poliestireno antes de la aplicación del revestimiento siguiente.

Ventajosamente, dicho método puede incluir, además, la etapa de eliminar dicho modelo perecedero de dicha cáscara . Dicho modelo perecedero se puede eliminar convenientemente por medio de calentar dicha cáscara a una temperatura por encima del punto de fusión de dicho modelo, de manera que el modelo se llega a fundir, y drenar de la cáscara. Alternativamente, dicho modelo se puede eliminar por medio de calentar dicha cáscara a una temperatura que supera la temperatura de sublimación o de descomposición de dicho modelo, de manera que dicho modelo es obligado a sublimar o descomponer, y causar o permitir al modelo salirse de la cáscara en forma gaseosa.

Cuando dicho modelo comprende un modelo de cera, por ejemplo, se elimina de dicha cáscara calentando dicha cáscara en un autoclave para cera, o mediante inflamación instantánea de la cera.

Preferiblemente, dichas fibras se deben seleccionar de manera que la etapa de eliminar dicho modelo de la cáscara no provoque la eliminación de las fibras de la cáscara. Por tanto, cuando dicho modelo se ha de eliminar por medio de calentar dicha cáscara a una temperatura de eliminación que supera el punto de fusión o temperatura de sublimación o temperatura de descomposición de dicho modelo perecedero, dichas fibras se deben elegir de manera que el punto de fusión de dichas fibras sea superior a dicha temperatura de eliminación. Esto garantizará que las fibras permanecen intactas a pesar de la eliminación del modelo. La retención de dichas fibras en la cáscara servirá para mantener la resistencia en bruto de la cáscara.

Típicamente, el punto de fusión de dichas fibras puede estar en la región de 150-500ºC, preferiblemente 180-270ºC, y aún más preferiblemente 220-270ºC. Tales fibras pueden ser particularmente apropiadas para uso junto con un modelo de cera perecedero.

El método de la presente invención puede comprender, además, la etapa de calentar dicha cáscara a una temperatura de cocción para cocer la cáscara. Típicamente, dicha temperatura de cocción puede estar en el intervalo de 800º a 1.100ºC.

Ventajosamente, dichas fibras se deben elegir de manera que el punto de fusión de dichas fibras sea inferior a dicha temperatura de cocción, de manera que dichas fibras se funden cuando se cuece la cáscara. Por consiguiente, dichas fibras se pueden eliminar durante o después de la cocción. La eliminación de dichas fibras de la cáscara servirá para crear porosidad en la cáscara, posibilitando con ello la salida de los gases de expansión del interior de la cáscara durante la subsiguiente colada del metal fundido en ella y, por tanto, reduciendo la probabilidad de que la cáscara se romperá por la presión interna del gas generado en esta etapa.

Dichas fibras se pueden hilar y cortar o triturar de acuerdo con métodos bien conocidos por los expertos en la técnica. En realizaciones preferidas, las fibras usadas son de longitud uniforme o sustancialmente uniforme, con el fin de promover la formación de una suspensión uniforme. Cada fibra debe ser superior a 0,25 mm de longitud. Típicamente, cada fibra será de 0,25 mm a 1,5 mm de longitud, y lo más preferiblemente 1-1,5 mm de longitud. Sin embargo, las fibras usadas alternativamente pueden tener diversas longitudes.

En algunas realizaciones, dicha cantidad de fibras constituye menos de 10%, en peso de la suspensión. Preferiblemente, dicha cantidad de fibras puede constituir menos del 8%, más preferiblemente menos del 5% (por ejemplo, 4%, 3%, 2% ó 1%), o aún más preferiblemente, menos de 1% (por ejemplo, 0,5% ó menos), en peso de dicha suspensión. La cantidad de fibras usadas será un factor determinante de la viscosidad de la suspensión y, por tanto, se debe elegir en cada caso para alcanzar una viscosidad de la suspensión apropiada para el uso o aplicación pretendidos para la suspensión en este caso. Cuando se usan fibras de 1 mm, la cantidad de fibras incorporadas en la suspensión puede ser ventajosamente 15-20 g/L de aglutinante. Si se usan fibras de 0,5 mm, la cantidad de fibras incorporadas en la suspensión puede ser ventajosamente 5-80 g/L, y preferiblemente 20-35 g/L de aglutinante.

Ventajosamente, el diámetro de cada fibra debe ser suficiente para facilitar la creación de una estructura porosa en la cáscara después de la eliminación de las fibras de la cáscara, con el fin de permitir la salida de gases del interior de la cáscara durante la colada del metal. Por tanto, dichas fibras deben tener un denier de hasta 250. Más preferiblemente, dichas fibras deben tener un denier en el intervalo de 1,5-2,5, y más preferiblemente 1,8-2,1. Alternativamente, dichas fibras pueden ser fibras de microdenier.

Dichas fibras se deben elegir de manera que el peso específico de las fibras sea igual o próximo al peso específico del aglutinante, de manera que las fibras se puedan dispersar fácil y uniformemente en el aglutinante. Típicamente, el peso específico de dichas fibras puede estar en el intervalo 0,5-3, más preferiblemente 0,5-1,5 y aún más preferiblemente 1-1,5.

La longitud de las fibras, la cantidad de las fibras, y la cantidad de líquido en la suspensión se deben elegir ventajosamente de manera que la viscosidad de la suspensión esté en el intervalo deseado. Apropiadamente, dicho intervalo deseado de viscosidad de la suspensión debe ser 26-32 segundos medida en la copa B4 (8-12 segundos medida en la copa Zahn 4). La viscosidad de la suspensión se puede ajustar durante el uso por adición de agua desionizada, a fin de compensar las pérdidas por evaporación.

Dichas fibras, por ejemplo, comprenden fibras de polipropileno. Alternativamente, dichas fibras pueden comprender otras fibras orgánicas insolubles en agua, tales como fibras acrílicas, poliéster, acrílicas modificadas, nailon o viscosa/rayón. Las características de estas fibras se presentan en la Tabla 1.

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TABLA 1

Tipo de fibra	Peso específico	Punto de fusión (ºC)	Resistencia a ácidos	Resistencia a álcalis
Acrílica	1,17	290	Buena	Regular
Polipropileno	0,91	165	Buena	Buena
Acrílica modificada	1,38	185	Buena	Regular
Nylon^{R}	1,14	252	Regular	Buena
Viscosa/rayón	1,52	155	Mala	Mala
Poliéster	1,38	234	Buena	Regular

Lo más preferiblemente, fibras con buenas propiedades distributivas se pueden usar, tales como fibras Nylon^{R} o de poliéster. La lista de más arriba de fibras no es exhaustiva y se puede usar cualquier fibra orgánica insoluble en agua con propiedades adecuadas conocidas por los expertos en la técnica. En particular, se pueden usar ventajosamente fibras de dos componentes, que comprenden dos o más tipos de fibras tejidas o soldadas en cada filamento de fibra de dos componentes.

Opcionalmente, dicha suspensión puede comprender ingredientes adicionales, para modificar o mejorar las propiedades de la suspensión. Por ejemplo, dicha suspensión puede comprender un agente antiespumante, tal como un agente antiespumante basado en dimetilpolisiloxano, tal como el producto patentado WEX A10, que está disponible comercialmente de WEX Chemicals, ICG House, Station Approach, Oldfield Lane North, Greenford, Middlesex UB6 OAL, England. Adicional o alternativamente, dicha suspensión puede comprender elastómeros y/o polímeros solubles en agua tales como látex de estireno-butadieno. Dicha suspensión puede comprender, también, uno o más agentes humectantes, tales como bis(polioxietilen)-2-etilehexilfosfato (disponible comercialmente con el nombre de marca registrada VICTAWET).

En algunas realizaciones, una cantidad de partículas de grafito y/o antracita y una cantidad de sílice fundida se puede incorporar en dicha suspensión. Opcionalmente, dichas partículas de grafito y/o antracita y sílice fundida se pueden incorporar en dicha suspensión antes de la aplicación del revestimiento o revestimientos más exteriores a dicho modelo. El grafito servirá para incrementar la solidez de dicho revestimiento o revestimientos durante la separación por fusión y secado. La presencia de sílice fundida, que tiene una baja conductividad térmica, servirá para mejorar las propiedades aislantes del revestimiento o revestimientos más exteriores.

En realizaciones particularmente preferidas, dicho aglutinante comprende un sol de sílice coloidal. Dicho sol de sílice coloidal puede ser alcalino y puede tener, por ejemplo, un pH en el intervalo de 9,3-10,5 y preferiblemente 10,1-10,5. Alternativamente, dicho sol de sílice puede ser ácido, con o sin triple desionización. Dicho sol de sílice puede comprender 10-50% de sílice peso/peso, y típicamente 20-30%, peso/peso. Aglutinantes apropiados para este propósito están disponibles ampliamente en el comercio; por ejemplo LUDOX^{R} (disponible de Du Pont), ó WEXCOAT^{R} (disponible de Wex Chemicals en la dirección dada más arriba). Opcionalmente, componentes adicionales tales como fosfatos se pueden incluir en dicho aglutinante.

Alternativamente, dicho aglutinante puede comprender un aglutinante de silicato de etilo hidrolizado ácido o alcalino, de la clase conocida en la técnica.

Dicho refractario puede comprender aluminosilicatos, magnesia, circón, sílice fundida y/u otros materiales refractarios bien conocidos por el experto en la técnica. Típicamente, la cantidad de refractario usado puede comprender 100-500% peso/peso, más preferiblemente 100-200% peso/peso y aún con más preferencia aproximadamente 150% peso/peso de dicho aglutinante.

Ejemplos

Ejemplo 1

Una suspensión de acuerdo con la invención se produjo a partir de los componentes siguientes:

Aglutinante de sol de sílice

Un sol de sílice acuoso que comprende 24% de SiO_{2}, que tiene un peso específico (densidad relativa) de aproximadamente 1,167 y un tamaño nominal de partícula de 10 nm a un pH de 10,2, y 0,5% peso/peso de antiespumante (WEX antifoam A10).

Material refractario

Molochite^{R} de malla -200 (aluminosilicato calcinado, disponible comercialmente de English China Clays).

Fibras orgánicas insolubles en agua

Fibras de Nylon^{R}; 1,8 denier, 1 mm de longitud.

La suspensión se produjo de la manera siguiente. 20 g de fibras de Nylon^{R} se añadieron a 1,170 kg del aglutinante de sol de sílice y se mezclaron para dispersar las fibras en ello. 1,755 kg de material refractario (relación 3:2 peso/peso de material refractario:aglutinante) se añadieron al aglutinante modificado con fibras resultante. La mezcla resultante se agitó completamente para producir una suspensión (0,68% peso/peso de fibra:suspensión). Una vez acabada la agitación y dispersión, la viscosidad de la suspensión se sometió a ensayo usando una copa de medir viscosidades Zahn 4 (resultado. 10 segundos) y una copa de medir viscosidades B4 (resultado: 30 segundos), de acuerdo con métodos estándar.

La suspensión se usó de acuerdo con el método de la presente invención para revestir una pluralidad de barras de ensayo de cera de la clase corrientemente empleada en el procedimiento de ensayo BS 1902 de British Standard. Cada barra comprendía un bloque oblongo de cera que medía aproximadamente 20 cm por 2,5 cm por 0,7 cm.

Inicialmente, las barras se limpiaron químicamente, se lavaron y se secaron de acuerdo con la buena práctica normal, y se pre-revistieron con una suspensión de material refractario que comprendía un aglutinante de sol de sílice, un material refractario de arena de circón, y un polímero soluble en agua, pero que no contenía fibras orgánicas insolubles; se estucaron y se secaron. Cada barra se sumergió, luego, en la suspensión modificada con fibras descrita más arriba, se mantuvo durante un período de 10-20 segundos y se separó. Cada barra se estucó inmediatamente con Molochite^{R} de grano de 30/80 mallas y, luego, se situó bajo un ventilador durante 1 hora para secar.

Después de secar, un segundo revestimiento se aplicó a cada barra. Cada barra se volvía a sumergir tal como se describe más arriba, se estucaba con Molochite^{R} de grano de 16/30 mallas, y se secaba durante una hora. Cuatro revestimientos más de suspensión y Molochite^{R} de grano de 16/30 mallas se aplicaron subsiguientemente a cada barra de esta manera, permitiéndose a cada revestimiento un tiempo de secado de 1 hora. Por tanto, un total de seis revestimientos se aplicaron a cada barra en el transcurso de un día de trabajo de 8 horas.

Las barras revestidas se dejaron secar completamente durante la noche. Después, cada barra se colocó en un autoclave a una presión de 8 bar y 180ºC, de manera que la cera se separó por fusión para dejar una cáscara de material refractario. Se comprobó que las cáscaras tenían un espesor de aproximadamente 8 mm; es decir, aproximadamente 20% mayor que el espesor medio de cáscaras formadas en idénticas condiciones a partir de suspensiones que comprendían polímeros orgánicos solubles, de la clase conocida en la técnica anterior.

La permeabilidad de las cáscaras producidas de acuerdo con el método descrito más arriba se comprobó que era comparable con la de cáscaras disponibles en la técnica anterior. Además, la resistencia por espesor unidad de cada cáscara producida como más arriba se comprobó que era, al menos equivalente a la de cáscaras previamente disponibles, teniendo cada cáscara un MOR (módulo de rotura) en crudo de aproximadamente 3,5 MPa. La presencia de fibras de Nylon^{R} intactas en la cáscara acabada sirvió para mejorar su resistencia en crudo.

El tiempo de secado requerido para cada revestimiento de suspensión modificada con fibras era, también, comparable con los tiempos de secado de suspensiones de la técnica anterior, modificadas con elastómeros. Se advierte que la velocidad de secado se puede incrementar con la adición de grano de magnesia, tal como MgO calcinado de 30/80, al estuco.

Cáscaras fabricadas de acuerdo con el método descrito más arriba se calcinaron a 1.000ºC durante aproximadamente 1 hora y, después, estaban listas para colada con metal.

Ejemplo 2

Aglutinante de sol de sílice

Un sol de sílice acuoso que comprende 24% de SiO_{2}, que tiene un peso específico (densidad relativa) de aproximadamente 1,167 y un tamaño de partículas nominal de 10 nm, a un pH de 10,2 y 0,5% peso/peso de antiespumante.

Material refractario

Molochite^{R} de -200 mallas (aluminosilicato calcinado, disponible comercialmente de English China Clays).

Fibras orgánicas insolubles en agua

Fibras de polipropileno; 1,8 denier, y 1 mm de longitud.

La suspensión se produjo como sigue. 63 g de fibras de polipropileno se añadieron a 3,5 litros (4,08 kg) del aglutinante de sol de sílice (18 g de fibras/litro de aglutinante) y se mezclaron para dispersar las fibras en ello. 6,13 kg de material refractario (3:2 peso/peso de material refractario:aglutinante) se añadieron al aglutinante modificado con fibras resultante. La mezcla resultante se agitó completamente para producir una suspensión. Después de completa agitación y dispersión, la viscosidad de la suspensión se sometió a ensayo usando una copa de medida de viscosidades Zahn 4 (resultado: 10 segundos) y una copa de medida de viscosidades B4 (resultado. 30 segundos), de acuerdo con métodos estándar.

La suspensión se usó de acuerdo con la presente invención para revestir una pluralidad de barras de ensayo de cera de la clase corrientemente empleada en el procedimiento de ensayo BS 1902 de British Standard. Cada barra comprendía un bloque oblongo de cera que medía aproximadamente 20 cm por 2,5 cm por 0,7 cm.

Inicialmente, las barras se limpiaron químicamente, se lavaron y se secaron de acuerdo con la buena práctica normal, y se pre-revistieron con una suspensión de material refractario que comprendía un aglutinante de sol de sílice, un material refractario de arena de circón, y un polímero soluble en agua, pero que no contenía fibras orgánicas insolubles, se estucaron y se secaron. Cada barra se sumergió, luego, en la suspensión modificada con fibras descrita más arriba, se mantuvieron durante un período de 10-20 segundos, y se separaron. Cada barra se estucó inmediatamente con grano de Molochite^{R} de malla 30/80 y, luego, se situó bajo un ventilador durante 1 hora para
secar.

Después de secar, un segundo revestimiento se aplicó a cada barra. Cada barra se volvió a sumergir tal como se describe más arriba, se estucó con grano de Molochite^{R} de 16/30 mallas, y se secó durante 1 hora. Cuatro revestimiento adicionales de suspensión y grano de Molochite^{R} de 16/30 mallas se aplicaron subsiguientemente a cada barra de esta manera, permitiéndose a cada barra un tiempo de secado de 1 hora. Así, un total de seis revestimientos se aplicaron a cada barra en el transcurso de un día de trabajo de 8 horas.

Las barras revestidas se dejaron secar totalmente durante la noche. A continuación, cada barra se colocó en un autoclave a una presión de 8 bar y 180ºC, de manera que la cera se separó por fusión para dejar una cáscara refractaria. Se comprobó que las cáscaras tenían un espesor medio de aproximadamente 8 mm; es decir, aproximadamente 20% mayor que el espesor medio de cáscaras formadas en condiciones idénticas a partir de suspensiones que comprendían polímeros orgánicos solubles, de la clase conocida en la técnica anterior. Durante el proceso en autoclave, las fibras de polipropileno, que tenían un punto de fusión relativamente bajo, fundieron y salieron de la cáscara y, por tanto, produjeron una cáscara con una resistencia en crudo algo disminuida.

La permeabilidad de las cáscaras producidas de acuerdo con el método descrito más arriba se comprobó que era comparable con la de las cáscaras disponibles en la técnica anterior. Además, la resistencia por espesor unidad de cada cáscara producida como más arriba, se comprobó que era, al menos equivalente a las de cáscaras previamente disponibles, teniendo cada cáscara un MOR (módulo de rotura) en crudo de aproximadamente 3,5 MPa.

El tiempo de secado requerido para cada revestimiento de suspensión modificada con fibras era, también, comparable con los tiempos de secado de suspensiones de la técnica anterior, modificadas con elastómeros. Se advierte que la velocidad de secado se puede incrementar con adición de grano de magnesia, tal como MgO calcinado de 30/80, al estuco.

Cáscaras fabricadas de acuerdo con el método descrito más arriba se calcinaron a 1.000ºC durante aproximadamente 1 hora, y después estaban listas para colada con metal.

Claims

1. Un método de fusión a la cera perdida, que comprende las etapas de mezclar un aglutinante, un material refractario, y una cantidad de fibras orgánicas insolubles en agua que tienen una longitud inferior a 3 mm para formar una suspensión, revestir un modelo perecedero con uno o más revestimientos de dicha suspensión y secar dicho uno o más revestimientos o permitir que dicho uno o varios revestimientos se sequen para formar un molde de cáscara: caracterizado porque dicha suspensión tiene una viscosidad en el intervalo de 10-180 segundos, medida con una copa B4.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las fibras se dispersan en dicho aglutinante antes de la adición de dicho material refractario para formar dicha dispersión.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas fibras se mezclan con el material refractario antes de la adición de dicho aglutinante para formar dicha suspensión.

4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que dicho modelo perecedero se reviste con entre 2 y 10, y preferiblemente entre 3 y 5, revestimientos de dicha suspensión.

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende, además, la etapa de estucar cada revestimiento con una capa de un material refractario seco, antes de la aplicación del revestimiento siguiente.

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, la etapa de separar dicho modelo perecedero de dicha cáscara, opcionalmente calentando dicha cáscara a una temperatura superior al punto de fusión, o temperatura de sublimación o de descomposición, de dicho modelo, de manera que el modelo se hace fundir, sublimar o descomponer, y hacer o permitir que dicho modelo salga de la cáscara.

7. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, la etapa de calentar dicha cáscara a una temperatura de cocción para cocer dicha cáscara.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dichas fibras se disponen para ser eliminadas de dicha cáscara durante el cocimiento de la cáscara.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el punto de fusión de dichas fibras es más bajo que dicha temperatura de cocimiento, de manera que las fibras se hacen fundir durante el cocimiento de dicha cáscara.

10. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el punto de fusión de fibras es superior al punto de fusión o temperatura de descomposición o de sublimación de dicho modelo.

11. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cantidad de agua en dicha dispersión se elige de manera que la suspensión tiene una viscosidad en el intervalo de 26-32 segundos medida con la copa B4.

12. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas fibras tienen un denier no superior a 250.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dichas fibras tienen un denier en el intervalo de 1,5-2,5 y preferiblemente 1,8-2,1.

14. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la longitud de dichas fibras es superior a 0,25 mm, y preferiblemente entre 1 y 1,5 mm.

15. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el peso específico de dichas fibras está en el intervalo de 0,5 a 3, y preferiblemente en el intervalo de 1 a 1,5.

16. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas fibras orgánicas insolubles en agua comprenden fibras de polipropileno, acrílicas, poliéster, acrílicas modificadas, poliamidas o viscosa/rayón.

17. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que dichas fibras orgánicas e insolubles en agua comprenden fibras de dos componentes que comprenden dos o más tipos de fibras tejidas o soldadas en cada filamento único de fibras de dos componentes.

18. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque dicha cantidad de fibras constituye menos del 10%, preferiblemente menos del 55, aún más preferiblemente menos del 1%, y lo más preferiblemente menos de 0,5%, en peso de dicha suspensión.

19. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende, además, la etapa de incorporar en dicha suspensión, una cantidad de elastómeros y/o polímeros solubles en agua.

20. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende, además, la etapa de incorporar en dicha suspensión una cantidad de un agente antiespumante, tal como dimetilpolisiloxano.

21. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende, además, la etapa de incorporar en dicha suspensión una cantidad de anticongelante.

22. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende, además, la etapa de incorporar en dicha suspensión, una cantidad de uno o más agentes humectantes.

23. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que dicho aglutinante comprende un sol de sílice coloidal, o un aglutinante de silicato de etilo hidrolizado ácido o alcalino.

24. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que dicho material refractario comprende aluminosilicatos, magnesia y/o circón.

25. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende, además, la etapa de incorporar en dicha suspensión, una cantidad de partículas de grafito y/o antracita y una cantidad de sílice fundida.

26. Una suspensión refractaria para uso en el método de cualquiera de las reivindicaciones 1-25, comprendiendo dicha suspensión un aglutinante, un material refractario, y una cantidad de fibras insolubles en agua que tienen una longitud inferior a 3 mm; caracterizado porque dicha suspensión tiene una viscosidad en el intervalo de 10-180 segundos, medidos con la copa B4.

27. Una suspensión refractaria de acuerdo con la reivindicación 26, en la que la cantidad de agua en dicha suspensión se elige de manera que la suspensión tiene una viscosidad en el intervalo de 26-32 segundos, medidos con la copa B4.