NO840183L - Kjeramisk skallformer og fremgangsmaate for deres fremstilling - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en skallform hvori formveggen er dannet av et keramisk materiale, dvs. en såkalt keramisk skallform. En keramisk skallform er nyttig ved støping av smeltede metaller.

Det er velkjent å fremstille en form ved å påføre et ildfast belegg på et forbrukbart, brennbart mønster, anbringe det belagte mønster i ubundet sand i en støpekasse, og mens sanden anvendes til å understøtte det ildfaste belegg, fjerne det forbrukbare mønster. Det forbrukbare mønsteret ødelegges ved å brennes bort av det innkommende smeltede metall. Denne teknikk er kjent som "fullform-prosessen", og mens den har mange fordeler, har den også begrensninger\ særlig en høy upålitelighet. Det er f.eks. ikke alltid mulig å sikre fullstendig fjerning ved for-brenning av det forbrukbare mønster, og resten kan for-urense støpegodset, spesielt når det er fremstilt av et lavkarbon-rustf ri11 stål eller et lavlegert stål. Full-formprosessen er eksemplifisert i britisk patent 1.007.067, US patent 2.930.343, US patent 3.259.949; US patent 4.222.429j US patent 4.291.739 og europeisk patent-publikasjon 0052997A1.

Det er kjent i en versjon av voksutsmeltningsmetoden å danne en tom keramisk skallform og enkelte ganger anbringe denne i en støpekasse. Denne teknikk innebærer fremstilling av en form under anvendelse av forbrukbare mønstere av fast materiale som ødelegges ved sjokkoppvarming, og dermed etterlater en tom keramisk skallform som kan støpes i ikke-understøttet tilstand eller senere anbringes i et understøttende lag av ildfast materiale i en støpekasse. En slik keramisk skallform anvendes vanligvis ved først å danne mønsteret av en bestemt størrelse og form, og disse sammenføyes til et løpsystem for dannelse av en møns t e r s ammens t i 11 i ng , som her er betegnet som "mønstere". Mønsteret fremstilles av et fast smeltbart materiale, typisk voks. En oppslemming av ildfaste materialer og bindemidler påføres, fulgt av et pussmateriale for dannelse av et belegg på mønsteret. Det dannede belegg får tørke og herde avhengig av det benyttede bindemiddelsystemj og dette trinn kan ta opptil en dag eller mer. Flere belegg påføres. På grunn av at skallformen utsettes for sprekkbevirkende ekspansjons-spenninger når det faste mønstermateriale senere ødelegges ved oppvarming, blir beleggings- og herdetrinnet gjentatt for å bygge opp et lag av belegg tilstrekkelig tykke til å motstå slike spenninger. Etter at formveggen er oppbygget til en tilstrekkelig tykkelse og har fått tørke og herde, fjernes det faste mønsteret ved sjokkoppvarming av det belagte mønster i et egnet kammer, f.eks. blir det belagte mønster utsatt for autoklavering i et dampkammer. Ettersom det faste stoffet smelter, har det tilbøyelighet til å ekspandere, og denne volumøkning er en faktor i opp-bygningen av sprekkfremkallende spenninger i laget. Det smeltede faste stoffet kan gjenvinnes for ny bruk. Det vesentlig tomme skallet brennes deretter ved ca. 1000°C i et passende tidsrom, f.eks. 1 time^ for fullstendig å fjerne alle spor av mønstere- og for å herde skallet fullstendig. Smeltet metall kan støpes i den varme formen etter et kort tidsrom, men når gjenstanden som skal støpes, har et relativt tykkere tverrsnitt, får formen avkjøles til en lavere temperatur av metallurgiske grunner. Dersom vakuumstøping skal anvendes, får den brente formen først anledning til å avkjøles til rom-tempertur for visuell inspeksjon og eventuell rensing; deretter innleires den i et ildfast materiale og forvarmes før støping finner sted.

Det er i fransk patent 1.431.556 foreslått å danne møn-stere av et cellulært materiale, f.eks. ekspandert polystyren. Det er også kjent fra fransk patent 1.540.514 å fjerne et slikt mønster ved oppvarming i trinn over et lengre tidsrom.

Man har ni oppdaget at dersom et belagt brennbart mønster av visse materialer anvendes, og dette sjokkoppvarmes til den temperatur hvorved skallet herdes, fjernes mønsteret og herder skallet samtidig, og den eneste faktor som bestemmer tykkelsen på skallveggen, er kravet til håndterbarhet . Det er således intet behov for oppbygging av skallveggen til den tykkelse som er nødvendig for å motstå tendensen til sprekkdannelse som er tilbøyelig til å forekomme under fjerningen av mønstrene fremstilt fra fast materiale. Foreliggende oppfinnelse gir andre fordeler og nyttevirkninger med henblikk på både fremstilling og anvendelse av skallet^ og disse vil fremgå fra nedenstående beskrivelse.

Ifølge et trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av en keramisk skallform for etterfølgende anbringelse i et legeme av partikkelformig materiale for støping av en metallgjenstand, hvor fremgangsmåten omfatter dannelse av et brennbart mønster av cellulært plastmateriale tilsvarende i form og størrelse den gjenstand som skal støpes, påføring av et herdbart belegg av ildfast materiale og fjerning av mønsteret, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at man på mønsteret danner bare et tynt belegglag og utsetter det belagte mønster som har det tynne laget, for hurtig innvirkning av varme ved vesentlig den samme temperatur hvorved belegget herdes for derved å fjerne mønsteret og etterlate et lett håndterbart herdet skall.

Ifølge et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av en kjeramisk skallform for etterfølgende anbringelse i et legeme av partikkelformig materiale for støping av en metallgjenstand, hvor fremgangsmåten omfatter dannelse av et brennbart mønster av celleformet plastmateriale tilsvarende i form og størrelse den gjenstand som skal støpesj påføring av et herdbart belegg av ildfast materiale og fjerning av mønsteret, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved (i) påføring av belegget på mønsteret for dannelse av et lag som har den rainimumtykkelse som er nødvendig for håndterbarhet, og (ii) utsettelse av det belagte mønster for varme ved den temperatur som skal til for å herde belegget og fjerne mønsteret og etterlate et lett håndterbart herdet skall.

Det er foretrukket å overføre det belagte mønster hurtig etter belegging til et kammer ved ca. 800-1100°C. Ved denne temperatur fordamper det celleformede materiale, og skallveggen herdes fullstendig til et keramisk skall. Minimumstemperaturen og graden av sjokkoppvarming som skal til for å herde og hardgjøre det keramiske skall uten å utvikle sp rekkbevirkende spenninger under ødeleggelse av mønsteret, vil avhenge av de materialer av hvilke det er dannet. Temperaturen i de varme omgivelsene for dette kan variere fra 900 til 1100°C. Vurderinger har vist at det er meget foretrukket å anbringe det belagte mønster ved omgivelsestemperatur i en ovn oppvarmet til ca. lOOOoC i et tidsrom på 5-15 min., i løpet av hvilken tid mønsteret fjernes, og den nødvendige høye formstyrke utvikles.

Mest foretrukket er det celleformede plastmateriale ekspandert polystyren eller ekspandert polyuretan eller lignende. Når et slikt materiale oppvarmes hurtig, har materialet tendens til å fordampe og ekspandere, men sprekkbevirkende spenninger er lave og av kort varighet, og kollaps følger raskt.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av en keramisk skallform for det beskrevne formål, og fremgangsmåten

omfatter:

(i) dannelse av et mønster av et celleformet brennbart materiale som i form og størrelse tilsvarer den gjenstand som skal støpes, (ii) påføring på det dannede mønster av en oppslemming av ildfast materiale og bindemidddel og et pussmateriale for avsetning derpå av et belegg, og belegget gis anledning til eller bevirkes til å herde tilstrekkelig til å tillate påføring av et annet belegg! idet beleggingstrinnet foretas kun en eller noen ganger for derved å avsette på mønsteret den minimum tykkelse som er hensiktsmesig for skallets håndterbarhet og mønsterets størrelse, og (iii) utsettelse av det belagte mønster for hurtig oppvarming ved den temperatur som skal til for a fjerne mønstermater ia le og herde belegget for dannelse av det keramiske skall. Ifølge et ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av en keramisk skallform for det beskrevne formål, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved (i) dannelse av et mønster av ekspandert polystyren som i form og størrelse tilsvarer den gjenstand som skal støpes, (ii) påføring på det ekspanderte po lystyrenmønster av en oppslemming av ildfast materiale og bindemiddel fulgt av et pussmateriale for avsetning derpå av et belegg! og belegget bevirkes til eller gis anledning til å herde tilstrekkelig til å tillate påføring av et annet belegg, idet beleggingstrinnet foretas bare en eller noen ganger for derved å avsette på mønsteret den minimum tykkelse som er hensiktsmessig for skallets håndterbarhet og mønsterets størrelse og uten hensyntagen til risikoen for beskadigelse av skallet under det etterfølgende oppvarmingstrinn eller ved bruk av det dannede skall ved støping av smeltet metall! (iii) hurtig oppvarming av det belagte mønster ved en temperatur som skal til for å fjerne den ekspanderte polystyren og samtidig til å herde belegget for dannelse av det tynne keramiske skalletj og (iv) det tynne keramiske skallet gis anledning til å avkjøles.

Det celleformede materiale fra hvilket mønsteret dannes, er fortrinnsvis relativt stivt. Det er foretrukket å benytte et celleformet materiale som har en densitet fra ca. 30 til ca. 50 kg/cm •i, fordi et slikt materiale er tilstrekkelig stivt til å motstå deformasjon, og er således dimensjonelt mer nøyaktig enn det celleformige materiale med lav densitet som benyttes i en ful1 formprosess i europeisk patentsøknad 81.305437.6. Det er mulig å påføre belegget direkte for dannelse av celleformig materialej men det er også mulig først å påføre en ekstra foring på det celleformige materiale, f.eks. for å forbedre over-flat e t i 1 s t anden hos den indre overflaten i skallet. Boringen kan bestå av en tynn voksforing, en grunning eller lignende, og det kan være nødvendig å ta hensyn til tilstedeværelsen av foringen når mønsteret dimensjone-res.

Oppslemmingen er fortrinnsvis basert på etylsilikat eller lignende bindemiddel. Valg av bindemiddel vil bestemme om belegget bare er herdet ved tørking eller er kjemisk herdet. Det ildfaste materiale i oppslemmingen kan velges fra en rekke forskjellige tilgjengelige materialer. Oppslemmingen kan påføres på mønsteret ved dypping, sprøyting! overhelling eller lignende, og pussmaterialet kan påføres ved dusjing eller nedsenking i et virvelsjikt. For å danne den tynne skallformen ifølge oppfinnelsen vil vanligvis en, to eller tre beleggingsbehandlinger være tilstrekkelig! og dette er en betydelig reduksjon sammenlignet med de antall beleggg som er nødvendig når mønsteret fremstilles fra faste mønstermaterialer. Antallet belegg som er nødvendig ifølge oppfinnelsen, vil ha sammenheng med størrelsen og formen på mønsteret.

Den keramiske skallformen kan ha en veggtykkelse varierende fra så lavt som 2 mm og opptil f.eks. 4 mm, hvilket vil variere ifølge formen og størrelsen på gjenstanden som skal støpes. Selv et tomt keramisk skall ifølge oppfinnelsen med en veggtykkelse på 2 mm kan håndteres uten beskadigelse under hardhendte betingelser i et støperi, mellom brenningstrinnet og innleiringen i det understøttende materiale, typisk sand. Det er et overraskende trekk ved oppfinnelsen at en tynn keramisk skallform kan fremstilles selv for støping av en gjenstand som er relativt stor og tung. Når et stort mønster er fremstilt fra et fast materiale basert på voks eller urea, har mønsteret tilbøyelighet til å bøyes under sin egen vekt, og således vri eller sprekke skallet, men denne tendens gjelder ikke foreliggende keramiske skallformj fordi et lettvektig celleformig materiale med liten eller ingen tendens til siging anvendes for dannelse av det store mønsteret. Den tynne formen ifølge oppfinnelsen kan spesielt benyttes for fremstilling av store og tunge støpegods med slike tykke tverrsnitt som ikke på lett måte eller i det hele tatt kan oppnås med den konvensjonelle voksutsme11ningsmetoden . På grunn av bruken av celleformige plastmaterialer som mønster kan det fremstilles keramiske skallformer av stor størrelse og store tverrsnitt. Til tross for deres størrelse er de dannede skall meget lettvektige, tilstrekkelig stive og dimensjonelt nøyaktige.

Ifølge et ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det ved støping av metall anvendelse av en tom keramisk skallform^kjennetegnet ved en tynn vegg med f.eks. en tykkelse på opptil 4 mmjog som er sterk nok til å kunne håndteres.

Den keramiske skallformen ifølge oppfinnelsen kan benyttes ved støping av smeltede metaller i en støpekasse under anvendelse av en rekke forskjellige kjente teknikker. Det tynne keramiske skallet ifølge oppfinnelsen kan benyttes i kald tilstandj skjønt når det er risiko for sterk avkjøling, kan noe forvarming foretas. Det er fortrukket å utføre støping ved anvendelse av den teknikk som er beskrevet i europeisk patentsøknad 81.305437.6.

Ifølge et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for støping av en gjenstand under anvendelse av en tynn keramisk skallform som definert ovenfor, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved: (i) anvendelse av den tynne keramiske skallformen i en støpekasse, (ii) omgivelse av den keramiske skallformen med et legeme av løst partikke1 formig materiale og sammenpressing av materiale ved bruk av høyfrekvent vibrasjon ved lav amplitude for derved å maksimere densiteten til materialet i kontakt med den keramiske skallformen for å minimalisere forvridning eller annen skade av den keramiske skallformen under støpingen av smeltet metall.

Iølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte for støping av en gjenstand under anvendelse av en tynn keramisk skallform som definert ovenfor, omfattende:

(i) anbringelse av den tynnej keramiske skallformen i en støpekasse som har åpninger for påføring av et vakuum, (ii) omgivelse av den tynne keramiske skallformen med et legeme av løst partikke 1formig materiale, (iii) sammenpressing av det partikkel formige materiale ved bruk av høyfrekvent vibrasjon med lav amplitude for derved å maksimere densiteten til materialet i kontakt med den tynne keramiske skallformen^ for å minimalisere forvridning eller annen skade av den tynne keramiske skallformen under støpingj(iv) eventuelt, anbringelse av et deksel av lufttett materiale på toppen av kassen, (v) eventuelt, benyttelse av et vakuum fra like før støpingen til begynnende størkning av metallet, og (vi) støping av smeltet metall i den keramiske skallformen for dannelse av den ønskede gjenstand.

Et trekk ved støpemetoden er den bevisste sammenpressing av det partikkelformige materiale på en bestemt måte og til en bestemt grad. Formålet med sammenpressing er toveis, for det første for å bevirke at det partikkelformige materialet strømmer til intim kontakt med overflaten av den tynne skallformen uansett dens konturer og for det annetj for å sammenpresse massen av materiale ved å bringe enke 11partiklene i nær kontakt, ideelt inntil de ikke kan bringes nærmere sammen. En måte å bestemme graden av sammenpressing på, er å måle vo1umtettheten til det benyttede materiale og utsette materialet for sammenpressing for derved å maksimere volumtettheten der det kommer i kontakt med den tynne keramiske skallformen. Høyfrekvensvibrasjon med lav amplitude er foretrukket, og vibratorens styrkegrad er fortrinnsvis av størrelsesordenen 0j75 av den totale belastning som den vibrerer, hvilket gir støpekassen en akselerasjon på omkring 1,5 g. En frekvens på minst 40 hertz foretrekkes for å bevirke at materialet flyter omkring i komplekst formede tynne keramiske skallformer. Vibrasjon kan foretas med en vibrator festet til siden av kassen, fortrinnsvis er kassen montert på et vibrasjonsbord, fordi vibrasjon da er mer ensartet. Både elektriske vibratorer og luftvibratorer er egnet. Maksimum konso11i de ring synes å oppnås på kort tid, mellom 30 og 60 sek.| avhengig av den keramiske skallformens komp leks itet | og dette kan påvises visuelt ved fall i tid av det partikkelf ormige materiale i kassen og deretter tilstedeværelsen av en glitring eller rulling av toppflaten til det partikkelformige materiale, hvilken glitring eller rulling er konstant. Det skal fremheves at formålet med sammenpressing er å bringe partiklene sammen, ikke å evakuere luft mellom partiklene, og av denne gir anvendelse av et vakuum alene ikke sammenpressing for oppfinnelsens formal.

Toppen av, kassen kan være tildekket eller åpen til atmosfæren: I det førstnevnte tilfelle foreligger et vesentlig ensartet trykknivå gjennom det sammenpressede partikke1formige materiale, mens i det sistnevnte tilfelle foreligger en trykkgradient gjennom høyden av det sammenpressede materiale, og systemet er dynamisk. Når et luft-impermeabe1t deksel er anbragt på kassen, er det mulig å anbringe den tynne keramiske skallformen mindre dypt i det partikke 1formige materiale. Når laget er over-dekket med et ark av ugjennomtrengelig materiale, blir meget lite luft trukket inn i laget eller den keramiske skallformen, og et høyt ensartet vakuum kan etableres i lagmaterialet, hvilket gir betydelig understøttelse til den tynne keramiske skallformen. Vakuumet kan opprettes ved bruk av en midde1trykk-vakuumpumpe, fortrinnsvis en væskeringpumpe. Hastigheten for påføring av vakuum vil avhenge av permeabiliteten av det partikkelformige materiale og kraften til den benyttede vakuumpumpen. Vakuumet må trekkes fra bunnen av kassen når toppen av kassen er åpen til atmosfæren; når toppen av kassen er dekket med et lufttett ark, kan vakuumet trekkes fra sidene av boksen eller fra bunnen eller gjennom selve dekselet. Det er ønskelig å dekke den åpne keramiske skallformen med en plastfilm eller lignende for å hindre inntrengning av partikke 1 formig materiale inn i formen og for å opprettholde vakuumet i legemet av pa rtikke 1 formig mat eriale.

Når fremgangsmåten utføres ved anvendelse av et vakuum, må vakuumnivået relateres bl.a. med graden av sammenpressing av det pa rtikke 1 formige materiale og dets gass-permeabilitet, og metallet som støpes. Vakuumet fjerner eventuelle gasser fra formen. I tillegg reduserer vakuumet trykket av luft som inneholdes i hulrommene mellom kornene og øker således friskjonskraften mellom dem. På denne måten blir legemet av det sammenpressede partikke1 formige materiale holdt sammen for å motstå eventuell tendens til deformasjon av den tynne keramiske skallformen.

Vakuumet kan opprettes i løpet av sekunder før det er ønsket å helle det smeltede metall. Vakuumtrykket kan måles ved hjelp av en målesonde innført i legemet av partikke 1 formig materiale. Vakuumet bør opprettholdes etter støping inntil det støpte metall har begynt å størkne til det punkt hvorved det ikke vil forvris eller er selvbærende. Dette vil avhenge av størrelsen på støpe-godset: I tilfelle av et lite støpegods, kan vakuumet fjernes 2 til 3 min, etter støping, og for et stort legeme kan perioden være 5 til 10 min. etter støping.

Det partikkelformige materiale er fortrinnsvis et sandmateriale, men kan være fin- eller grovkornet grus, stålhagl eller lignende. Det partikke1formige materiale må være tilstrekkelig fint til å understøtte den tynne skallformen og tilstrekkelig grovt til å tillate fjerning av gassformige produkter. Kommersielle sandtyper (f.eks. "Chelford 50") er egnet. Materialet vil bestemme det vakuumnivå som kan oppnås for en gitt luft-strømningshastighet. Dette er direkte relatert til permeabiliteten som har sammenheng med kornfinhet og -form. Når sand benyttes, er det foretrukket at kornene er avrundet eller ikke særlig kantete, fordi slike korn kan strømme og sammenpresses bedre under vibrasjon.

I en annen støpemetode anbringes skallet i et virvelsjikt av det partikkelformige materiale, og sjiktet kollapses og vibreres som beskrevet.

Oppfinnelsen kan anvendes i forbindelse med en rekke forskjellige metaller, både jernholdige og ikke-jernho1dige. Gjenstanden som skal støpes, kan veie over 25 kg og opptil flere tonn og kan ha kompleks form. Man har oppdaget at de tynne keramiske skallformene ifølge oppfinnelsen kan benyttes med god virkning selv ved støping av metaller som ekspanderer ved størkning, f.eks. duktilt jern med høy karbonekvivalent. Dette er en annen overraskende fordel med foreliggende oppfinnelse.

Oppfinnelsen illustreres ved følgende eksempler.

Eksempel 1

Det ble fremstilt en oppslemming med densitet 1,68 ved blanding av 12,5 kg "200 grade Molochite"-mel med 6 liter av et ety1si 1 i cat-bindemidde1. Isop ropylalkoho 1 ble tilsatt for å justere den spesifikke vekt til 1,7 g/cm . Et mønster ble formet ut fra ekspandert polystyren med en densitet på ca. 40 g/cm til formen av en 5,08 cm plugg-ventil. Et belegg av oppslemmingen ble påført på mønsteret ved overhelling. Et pussmater i a 1e av "Molichite"-grogg (-16 til +30 mesh) ble deretter påført. Det belagte mønsteret ble deretter delvis herdet i et kabinett inneholdende ammoniakkti 1sa11 luft. Prosessen ble gjentatt kun to ganger. Laget som var dannet ved de tre belegningstrinnene, ble målt og funnet å ha en gjennom-snittlig tykkelse på 3,1 mm, j og et område av fra 2,3 til 3,8 mm.

En ovn ble oppvarmet til ca. 800°C. Det belagte mønsteret ble anbragt i ovnen. Det ekspanderte polystyrenskummet i det belagte mønsteret fordampet og ble fjernet uten å skade laget som ble etterlatt som et keramisk skall. Laget herdet ved denne temperaturen. Det herdede skallet ble fjernet etter ca. 10 min. og fikk avkjøles. Den tynne keramiske skallformen ble, når det var nødvendig, anbragt i en støpekasse og benyttet for støping av en gjenstand av lavkarbonstål ved benyttelse av de teknikker som er beskrevet i europeisk patentsøknad 81.305437.6.

For sammenligningsformå1 ble det fremstilt en keramisk skallform ved bruk av det konvensjonelle faste voks-mønstermateriale. Det var nødvendig å forsyne voks-mønsteret med 8 belegg, hvilket ledet til en skall-tykkelse på omkring 7,5-8 mm. Fremsti 11ingsprosessen tok mye lenger tid, og var meget arbeidskrevende. Mønsteret ble oppvarmet til to temperaturer, en nedre for å fjerne massen av voks ved smelting og drenering og deretter en høyere for å fjerne resterende voks i porene i formen og for å utvikle høyere styrke ved sintring. Den varme keramiske skallformen ble umiddelbart overført til støpe-stasjonen for å motta smeltet stål. Fremstillingsprosessen krevde mer arbeid, tid og materialer og var generelt uhensiktsmessig.

Eksempel 2

Forskjellige typer av gjenstander ble støpt ved bruk av den keramiske skallformen ifølge oppfinnelsen. I hvert tilfelle ble vekten av det ferdige støpegodsetj vekten av ihelt metall og egenskapene til formen notert. Forholdet for "sand:ferdig støpegods" ble notert. Detaljene er rapportert i nedenstående tabell, hvorfra det vil fremgå at dette forhold har et gjennomsnitt på omkring 0,15:1. Ved støping av metallgjenstander ved bruk av bundet sand, ville man forvente at forholdet var ca. 6:1. Ved bruk av en harpiksskallform ville forholdet være ca. 2:1. Ved voksutsme 11ningsmetoden ville forholdet være ca. 1:1, og det ville ikke være brukbart å anvende denne prosess for a forsøke å støpe en gjenstand med en vekt på mer enn 25 kg. I tilfelle for foreliggende oppfinnelse er ikke bare dette forhold det laveste av alle, men disse resultater viser at man kan støpe gjenstander som veier over 50 kg. Andre data viser at man kan benytte en keramisk skallform ifølge foreliggende oppfinnelse til å støpe gjenstander som veier over 200 kg.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en keramisk, skallform for senere anbringelse i et legeme av partikkelformig materiale for støping av en metallgjenstand, omfattende dannelse av et brennbart mønster av celleformet plastmateriale som i form og størrelse tilsvarer gjenstanden som skal støpes, påføring av et herdbart belegg av ildfast materiale .og fjerning av mønsteret!karakterisert vedat man på mønsteret danner bare et tynt belegglag og utsetter det belagte mønster som har det tynne laget, for hurtig påvirkning av varme ved vesentlig den samme temperaturen ved hvilken belegget herdes for å fjerne mønsteret og etterlate et lett håndterbart herdet skall.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat man påfører belegget på mønsteret i et lag som har rainimumstykke1sen som er nødvendig for håndter barhet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat man (i) danner et mønster av et celleformig plastmateriale som i form og størrelse tilsvarer den gjenstanden som skal støpes, (ii) påfører på det dannede mønster en oppslemming av ildfast materiale og bindemiddel og et pussraater ia1e for avsetning derpå av et belegg og lar eller får belegget til å herde for å tillate påføring av et annet belegg, idet beleggingstrinnet utføres kun en eller noen ganger for derved å avsette på mønsteret den minimums tykkelsen som er passende for skallets håndterbarhet og mønsterets størrelse, og (iii) utsetter det belagte mønster for hurtig påvirkning av varme ved den temperatur som skal til for å fjerne mønstermateriale og for å herde belegget for dannelse av det keramiske skallet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat man (i) danner et mønster av ekspandert polystyren som i form og størrelse tilsvarer den gjenstand som skal støpes!(ii) påfører på det ekspanderte po lystyrenmønster en oppslemming av ildfast materiale og bindemiddel fulgt av et pussmateriale for avsetning derpå av et belegg og lar eller får belegget til å herde tilstrekkelig til å tillate påføringen av et annet belegg, idet belegnings-trinnet utføres kun en eller noen ganger for derved å avsette pa mønsteret den minimums tykkelsen som er passende for skallets håndterbarhet og mønsterets størrelse og uten hensyntagen til risikoen for beskadigelse av skallet under det etterfølgende oppvarmings trinn eller ved bruk av den dannede skallforming ved støping av smeltet metall, (iii) hurtig oppvarmer det belagte mønsteret ved en temperatur som skal til for a fjerne den ekspanderte polystyren og samtidig for å herde belegget for dannelse av det tynne keramiske skall, og (iv) lar det tynne keramiske skallet avkjøles.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat man oppvarmer det belagte mønsteret ved en temperatur mellom 800 og 1100°C.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat man hurtig oppvarmer det belagte mønsteret ved ca. 1000°C.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6,karakterisert vedat man anbringer det belagte mønsteret i omgivelsestemperatur i en varm atmosfære i 5-15 min.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat mønsteret omfatter et celleformig materiale som har en densitet på 30-50 kg/m.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat mønsteret belegges tilstrekkelig antall ganger til å danne et lag med en tykkelse på 2-4 mm.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9,karakterisert vedat man former mønsteret pa en slik måte at en gjenstand ved støping får en tver rsni11stykkelse på over 1, 5 cm og/eller en vekt over 25 kg.

11. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 3-10,karakterisert vedat oppslemmingen er basert på ety1si 1ikat-binderaiddde1.

12. Tom, keramisk skallform,karakterisert vedat den har en tynn vegg og er sterk nok til å kunne håndteres.

13. Fremgangsmåte for støping av en metallgjenstand,karakterisert vedat man (i) anbringer en tynnj keramisk skallform fremstilt ved fremgangsmåten ifølge hvilke som helst av kravene 1-11, og som definert i krav 12, ' i en støpekasse, (ii) omgir den keramiske skallformen med et legeme av løst pa rtikke1f ormig materiale og sammenpresser materialet ved bruk av høyfrekvensvibrasjon med lav amplitude for derved å maksimere densiteten til materialet som er i kotakt med den keramiske skallformen for derved å minimalisere forvridning eller annen skade av det kjeramiske skallet under støpingen av smeltet metall i støpekassen, og (iii) heller smeltet metall i den keramiske skallformen for forming av den ønskede gjenstand.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat man (i) anbringer den tynne keramiske skallformen i en støpekasse som har åpninger for tilføring av et vakuum, (ii) omgir den tynne keramiske skallformen med et legeme av løst partikke 1 formig materiale, (iii) sammenpresser det partikke1formige materiale ved bruk av høyf r ekvensvi brasjon med amplitude for derved å maksimere densiteten til materialet som er i kontakt med den tynne kjeramiske skallformen, for således a minimalisere forvridning eller annen skade av den tynne keramiske skallformen under støping, (iv) eventuelt, anbringer et deksel av lufttett materiale på toppen av støpekassen, (v) eventuelt påfører et vakuum fra like før støpingen til begynnende størkning av metallet, og (vi) støpe smeltet metall i den keramiske skallformen for dannelse av den ønskede gjenstand.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13 eller 14,karakterisert vedat det støpte smeltede metall velges fra ferro- eller ikke-ferrometaller inn-befattende metaller og legeringer som ekspanderer ved s t ørkning.