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BE466781A - - Google Patents

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BE466781A
BE466781A BE466781DA BE466781A BE 466781 A BE466781 A BE 466781A BE 466781D A BE466781D A BE 466781DA BE 466781 A BE466781 A BE 466781A
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BE
Belgium
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Publication of BE466781A publication Critical patent/BE466781A/fr

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02Lost patterns
    • B22C7/023Patterns made from expanded plastic materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02Lost patterns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    MODELES   POUR LA FABRICATION DE MOULES   REFRAOTAIRES   ET COMPOSITION   POUR     PRODUIRE   CES   MODELES.   



   La présente invention concerne le moulage de précision des mé- taux. Plus particulièrement elle concerne des modèles nouveaux et perfectionnés pour la fabrication de moules réfractaires destinés à être utilisés dans le moulage de précision et une composition nou- velle et perfectionnée à l'aide de laquelle on fabrique de tels mo-   dèles.   



   Des pièces métalliques moulées ont été fabriquées en refoulant ' un métal ou alliage fondu, par une pression hydrostatique ou par la force centrifuge, à l'intérieur d'un moule en matière réfractaire, par exemple en sable, chaux, silice, zircone, alumine, etc. ou en mélanges de matières de ce genre, on fabriquait habituellement le moule par surmoulage ou enrobage d'un modèle de cire.ou de paraffine, à l'aide du réfractaire. Lorsque le réfractaire avait fait prise,on fondait le modèle de paraffine ou de cire et on l'éliminait. Finale- ment, le réfractaire solidifié était soumis à une cuisson, ce qui l'amenait à sa forme finale et à l'état convenant en vue de son em- ploi comme moule pour le moulage des métaux. 



   Dans son principe, la méthode consistant à utiliser les modèles de cire ou de paraffine de la façon décrite semble simple et sédui- sante. Lais, dans la pratique, elle présente de nombreuses imperfec- tions et inconvénients. Quoique la cire ou la paraffine puisse être 

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 coulée ou moulée aisément pour constituer le modèle, un tel   module ne   possède pas une très grande stabilité dans ses dimensions, ni une ré- sistance mécanique élevée. Les modèles de paraffine ou de cire sont sensibles à la température, aux solvants   organiques   et aux actions mécaniques. Dans de nombreux cas, la   manipulation   des   modelés   de ce genre suffit déjà à les déformer a.u point de les rendre impropres à l'usage.

   En raison de ces caractéristiques, il était   nécessaire   de préparer et manipuler soigneusement le modèle de cire ou de paraffine et, même lorsqu'on prenait de telles précautions, le procédé n'était acceptable que lorsqu'il était utilisé pour préparer de petits modèles simples de précision limitée. 



   De plus, l'enlèvement du modèle de cire ou de paraffine de l'in- térieur du moule, par fusion, était souvent incomplet. Il restait un peu de cire ou de paraffine dans les petits conduits capillaires ou interstices du moule, surtout lorsque celui-ci était compliqué. La cire et la paraffine sont des hydrocarbures et ne subissent pas néces- sairement une combustion ou une volatilisation   complète   pendant la cuisson du réfractaire. Il arrivait souvent que de faibles quantités de goudron ou de carbone se déposaient, et ces dépôts constituaient un facteur incontrôlable qui empêchait l'obtention de pièces moulées de précision satisfaisante. 



   Le demandeur a tenté de surmonter les défauts des   modèles de   cire ou de paraffine en fabriquant le modèle à l'aide de résines diverses telles que l'acétate de cellulose,   l'éthyl   cellulose, les   polyacryla-   tes et le polystyrène. Toutefois,les modèles faits de ces matières   nfont   pas non plus donné satisfaction en ce sens qu'ils ne possé- daient pas la stabilité de dimensions et les propriétés nécessaires. 



  Lorsqu'on surmoulait ces modèles, ceux-ci   commençaient   à se déformer au voisinage de 60 C température à laquelle certains moules réfrac- taires désirables pas encoreacquis de la   rigidité,   Par consé- quent, des variations   appréciables   dans las dimensions se   produisaient:   dans le moule avant sa cuisson, ce qui rendait le moule impropre à la production de pièces coulées précises, à.   l'aide   de métaux et d'allia- ges fondus.

   De plus, lorsqu'on préparait de tels modèles par le pro- cédé de moulage par injection, les modèles subissaient une dilatation considérable lorsqu'ils étaient portés à leurs points de ramollisse- 

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 ment respectifs, de sorte que, pendant la fabrication du moule, celui- ci, qui était encore faible à de telles températures, se déformait et devenait ainsi impropre au moulage de précision de métaux et al- liages fondus. 



   La présente invention a pour objet un modèle nouveau et perfec- tionné pour la fabrication d'un moule réfractaire destiné à être uti- lisé pour le moulage précis et rapide de métaux et alliages. un autre but de l'invention est d'établir un modèle pour la fa- brication d'un moule réfractaire destiné à être utilisé dans le mou- lage de précision de métaux et alliages, ce modèle se distinguant par la stabilité élevée de ses dimensions et par sa résistance éle- vée aux actions chimiques et mécaniques. 



   L'invention a, en outre, pour objet un modèle de forme   compli-   quée qui peut être utilisé avec succès pour la préparation d'un moule réfractaire destiné au moulage de précision des métaux et alliages. 



   Un autre but de l'invention est d'établir un modèle de grandes dimensions pour la fabrication d'un moule réfractaire destiné à être utilisé dans le moulage de précision de métaux et alliages, ce modè- le se distinguant par une grande stabilité dans ses dimensions et par une résistance mécanique élevée. 



   L'invention a en outre pour objet un modèle, destiné à la pro- duction d'un moule réfractaire, qui subit une combustion complète au cours de sa cuisson et ne laisse pas de résidu restant fixé à demeure au moule. 



   Un autre but de l'invention est d'obtenir une composition nou- velle, perfectionnée et facilement moulable à l'aide de laquelle il soit possible de préparer facilement et de manière satisfaisante des modèles de grandes dimensions et de formes compliquées destinés à être utilisés pour la préparation de moules réfractaires servant au moulage rapide et précis de métaux et alliages. 



   D'autres buts de l'invention ressortiront de la description qui suit. 



   Les buts énumérés ci-dessus sont réalisés, en général, par l'ap- plication d'une composition à l'aide de laquelle les modèles sont préparés par moulage ou simple coulée et qui comprend un mélange sen- 

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 siblement homogène d'une résine moulable à, l'état pulvérulent et d'une substance finement divisée, appelée ci-après"charge", qui confèrela stabilité élevée de dimensions requises aux modèles moulés à partir de ladite composition et rend ces modèles plus facilement combustibles. 



  Lorsque la composition est utilisée pour la fabrication de modèles de grandes dimensions, il est préférable   qu'un   plastifiant lui soit incor- poré de manière à réduire la pression do moulage. On se sert aussi d'un plastifiant dans certaines formes de réalisation de l'invention dans lesquelles la composition est, en temps normal, difficielement moulable en raison de la nature et de la concentration do la charge.   L'incorpo-   ration d'un plastifiant à une telle composition rend celle-ci facile- ment moulable, et ce entre d'assez larges limites pour   qu'il soit   même possible d'en obtenir des modèles compliqués de grandes dimensions. 



  Dans certains cas, la facilité de moulage peut être assurée par l'appli cation d'une résine de faible viscosité. 



   Dans certains modes de réalisation de l'invention dans lesquels la composition contient, pour des raisons d'économie, de grandes quan- tités de charge et de plastifiant, le modèle produit à partir de ladi- te composition témoigne   normalenent   d'une tendance fâcheuse à   gonfler.   



  Pour obtenir par moulage, à partir d'une telle composition, un   modèle   possédant la stabilité désirée dans ses dimensions,   même   lorsque le moulage est réalisé dans des conditions sévères, on y incorpore un agent hydrophobe,   c'est   à dire   repoussant    l'eau.   Selon une variante, on peut assurer l'obtention d'un modèle possédant à un degré suffisant le pouvoir de repousser l'eau en le revêtant   d'une   mince couche protec- trice d'agent hydrophobe   après  qu'il a été fabriqué. 



   Dans d'autres formes de réalisation de l'invention, on   augmente   la combustibilité du modèle en incorporant à la composition dont il est fait,un accélérateur de la combustion. 



   Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, la composi- tion comprend uno résine, une charge, un agent hydrophobe etun accé- lérateur de la combustion. 



   Le constituant "résine" de la   composition   est,   comme   on l'a pré- cédemment expliqué, du type le plus facilement et rapidement moulable, et est de préférence thermoplastique. Il est aussi, de préférence, 

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 d'un type qui ne laisse essentiellement aucun résidu lorsqu'il est brûlé ou décomposé thermiquement. L'acétate de polyvinyle, le buty- rate de polyvinyle, le polyvinylformal, le polystyrène, les esters polyacryliques, tels que le méthacrylate de polyméthyle, l'acétate de cellulose, le nitrate de cellulose, les esters mixtes de la cel- lulose, tels que l'acéto-butyrate de cellulose, l'éthylcellulose, l'acétate d'amidon, sont des exemples de résines ayant donné des résultats satisfaisants. 



   Le constituant "charge" de la composition est, en général, une substance qui améliore la stabilité des dimensions du modèle moulé à l'aide de la composition. Il est aussi combustible et augmente la combustibilité du modèle. De préférence, il est de nature telle que, lorsqu'il est soumis à une combustion, il ne reste tout au plus qu'une très faible quantité d'une cendre duveteuse, légère et faci- le à enlever. Les substances contenant de l'oxygène, telles que les polysaccharoses, par exemple la farine de bois, la farine de ligni- ne, la pâte à papier   râpée   et l'amidon sont des exemples de charges ayant donné des résultats satisfaisants. Le soufre en poudre fine est un autre exemple d'une charge ayant donné des résultats satis- faisants. 



   La nitroglycérine, le nitroglycol, le nitrate d'ammonium et la nitrocellulose sont des exemples d'accélérateurs de combustion sus- ceptibles d'être appliqués. L'un quelconque des autres accélérateurs de combustion connus peut être appliqué. 



   On peut appliquer l'un quelconque des plastifiants connus et   normalement   utilisés pour plastifier la résine de la composition. 



  L'huile de ricin, le camphre, le [htalate de dibutyle, le phosphate de   tricrésyle,   le sébaçate de dioctyle, etc., sont des exemples de plastifiants qui ont été utilisés avec succès. 



   Des huiles, des savons et des cires peuvent être incorporés à la composition dont le modèle doit être fait, en vue de communiquer à ce dernier le pouvoir désiré de repousser l'eau. Atitre d'alter- native, des solutions contenant 1% à 15% environ d'une substance hydrophobe dans un solvant organique, telle qu'une solution de poly- styrène dans du benzène, une solution de nitrocellulose et de paraf- 

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 fine dans de l'acétone,etc.   peuvent   être   appliquas     sous   forme   d'une   mince couche revêtant le   modela   pour lui conférer la propriété de repousser l'eau. 



   Pour préparer la   composition,   on   mélange     intimement   les consti- tuants normalement solides à l'état   finement   divisé   pour   en obtenir une pâte   sensiblement     homogène.   



   Les proportions des constituants respectifs do la   composition   dé- pendent des dimensions et de   la   forme de la   pièce     moulée   dont on envi- sage la fabrication, de la nature de la résine utilisée, dde la natu- re de la charge utilisée, de l'économie et   d'une   combinaison de ces facteurs.

     Toutefois,     dans   tous les cas, les   proportions   de la résine et de la charge doivent être telles qu'on obtienne un modèle de dimen- sions stables, de bonne résistance mécanique et qui, lorsqu'on le brûle, ne laisse tout au plus   qu'une   faible   quantité     d'une     cendre   pulvérulente,   duveteuse,     facile   à   détacher.   En   général,   la composi-   tion dont est fait le modèle comprend les constitunats suivants dans tion dont est fait modèle comprend las constituante, suivants dans   les   proprtions   indiquées:

   
RĂ©sine 25- 85   parties     .en     poids   
Charge 75-15   id.   



   Accélérateur de la   combustion   0 - 2% sur la   base   du poids   des     quantités     combinées   de   résine   et de   charge.   



   Plastifiant 0 - 20% - id. 



   Agent hydrophobe 0 - 2%   ici.   - 
Une recette   particuliers   ayant   donné   das   résultats     satisfaisants   est la suivante: 
RĂ©sine 80   parties   en poids 
Charge 20 - 
Accélérateur de la combustion 1 - - 
Plastifiant 3 "   ....   



   Agent hydrophobe - 
Les modèles   moulés   ou coulés à   l'aide   de la   composition     sont   insensibles aux   températures     auxquelles     ils   sont   manutentionnés   et auxquelles ils sont enrobés de la pâte de   surmoulage.   Ilpossèdent des surfaces lisses et dures et des bords nets et ilsont aussi in- sensibles aux actions   mécaniques,   de sorte qu'on peut les manipuler 

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   sans     risque de   les déformer et les utiliser avec succès pour en obtenir rapidement des modèles de   scandes   dimensions et/ou de formes compliquées. 



   Dans la mise en pratique de la présente invention, pour établir une pièce métallique moulée désirée, on prépare d'abord un moule ou matrice métallique dont la cavité correspond exactement à la forme de la pièce métallique à mouler. Cette matrice est faite en acier ordinaire, en acier inoxydable ou en toute autre matière appropriée, en conformité avec les méthodesbien connues adoptées dans le moula- ge à injection des matières plastiques. La surface intérieure de ces matrices est d'ordinaire   extrêmement   polie ou chromée, afin d'assu- rer la plus grande exactitude possible dans les dimensions du modèle   @     @   injecté de résine et de charge.

   On utilise cette matrice pour fabriquer un nombre quelconque de modèles à base de résine et de chargé, qui sont strictement conformes aux conditions spécifiées et identiques entre aux. On monte chaque modèle ou une série de mo- dèles, suivant qu'il peut être désirable, à l'aide de cire ou de quelque autre matière similaire, et on place un dessus de châssis (cylindre métallique) au-dessus de cet ensemble.

   On verse dans le châssis la composition d'enrobage (une bouillie ou pâte aqueuse d'une ou plusieurs matières   éminemment   réfractaires, avec ou sans liant).   On   laisse alors le   châssis   contenant les modèles enrobés à la température ambiante, ou on le soumet à une température légère- ment supérieure, jusqu'à ce que la bouillie ou pâte d'enrobage li-   quide   ait fait prise. Ceci peut demander de 10 minutes à 24 heures, selon la nature de la composition d'enrobage et la température. On place alors le   châssis   contenant les modèles, enrobés de la matière solide analogue à une céramique, dans un four, dont on élève lente- ment la température pendant une période de 6 à 24 heures.

   La tempé- rature maximum est voisine de 725 C pour les métaux et alliages de faibles points de fusion et peut s'élever à 1700 C pour l'acier et les métaux et alliages de points de fusion élevés. Le moule est maintenu à la température de cuisson maximum pendant la dernière période pouvant varier d'une demi-heure à 4 heures. Pendant le cycle de cuisson, 'le ou les modelés subissent une combustion com- plète et laissant dans le moule des cavités qui correspondent exac- 

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 tement à leur forme. On enlève du four le moula cuit, et on   Inutilisé   alors dans la méthode désirée de   moulage   ou de coulée ce   métal.   



   Selon les constituants   particuliers   de la   composition   dont est fait le modèle suivant l'invention, il peut résulter de la   combustion   un petit résidu de cendre pulvérulente duveteuse, dont   IL\,     quantité     dépend   de la qualité de la résine et de la   qualité     de   la   charge     constituant   le   modèle   et, en   général)   peut varier de zéro à environ 2% Par   exemple,   dans le cas d'une composition contenant 50% de pâte de bois, la quantité de cen- dre est approximativement de 0,02%, alors que, dans le cas   d'uns   farine de bois normale, elle est d'environ 1,5% et,

   dans le cas de farines de bois spéciales, elle peut être réduite à   une   valeur aussi faible que 0,1%, Ce résidu n'adhère pas d'une façon tenace à la paroi de la cavité du moule, ni même aux petits conduits capillaires ou interstices d'un moule compliqué. Il peut être enlevé   facilement,   par   exemple   à l'aide d'un jet   d'air,   avant d'utiliser le moule dans l'opération de coulée. 



   Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrira   ci-après,   à titre d'exemples,   quelques     compositions     préparées     conformément   à l'in-   vention   et la fabrication de modèles à l'aide de   cas     compositions,     étant   bien entendu toutefois que les   produits     moulés     des     exemples    constituent   des modèles utilisés dans le mode   opératoire    précédemment    décrit     pour   préparer les moules en matières   éminemment   réfractaires. 



   EXEMPLE 1. 



   Les   constituants     suivants,     appliqués   dans   les     proportions   indiquées, ont été mélangés dans un broyeur à   galets     ordinaire   pondant 5 heures, de manière qu'on obtienne un   mélange   sensiblement   homogène:   
Poudre de moulage à base d'acétate de cellulose du commerce (contenant 34,5%   d'acétate)   73 g. farine de bois rouge   finement   broyée (passant à travers un tamis à ouverture de maille de 76microns) 73 g. 



   On a moulé 17   grammes   de la   composition     #   base do résine et de charge dans   une   matrice cylindrique en acier   inoxydable   de 28,3mm de   diamètre   à   une     température   de 200 C et sous   une     pression   d'environ 350 kg/cm2 Le moulage de la   composition     s'est     effectué     facilement,   et le produit moulé (modèle) a pu   facilement   être retiré de la   matrice.   



   Ce modèle  possédait   les   propriétés     mécaniques     suivantes:     Module   d'élasticité (traction)   14   000 kg/cm2 ' "   ( flexion)   8 400 " " " (compression) 17 500 " 

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Limite d'élasticité (traction) 420   kg/om2   " "   (flexion)   420 " " " (compression) 560 "   Résilience   (éprouvettes non entaillées) 0,83 2.54 (sur 
2,54cm. ) 
La surface du modèle était excessivement lisse et ses bords étaient très nets. 



   On n'a observé aucune variation mesurable dans les dimensions   lors,,que   le modèle a été soumis à des températures de 0  c et de 50 c 
Aucun gonflement mesurable n'a non plus été observé lorsqu'on a exposé le modèle à l'action d'une atmosphère de 100% d'humidité re- lative, à 24 C, pendant 24 heures. 



   Le modèle a brûlé régulièrement et facilement lorsqu'il a été chauffé dans un creuset de porcelaine à environ 450 -500 C et il n'est resté aucun résidu organique collant ou goudronneux après la combustion. Le seul résidu de la combustion était une cendre sèche, duveteuse, représentant 1,2% de la composition. Cette cendre n'accu- sait aucune tendance à adhérer aux parois du creuset ni à s'agglomé- rer pour donner des éléments plus gros ou plus lourds. Il était fa- cile de la détacher par un jet d'air. 



   EXEMPLE 11 
Les substances suivantes utilisées dans les proportions indi- quées ont été broyées pendant   4-   heures dans un broyeur à galets et l'on a obtenu une composition sensiblement homogène. 



    Poudre de moulage à base d'acétate de cellulose de faible viscosite (la même que dans l'exemple I) 50 g.     pâte   de bois de sapin au sulfite finement râpée et blanchie 150 g. 



   12 grammes de cette composition ont été moulés par compression dans la merle matrice que celle utilisée dans l'exemple I, à une tem- pérature de 192 -20 C et sous une pression de 1400 kg/cm2. Le mo- dèle moulé a été éjecté à chaud directement après décompression. 



   L'aspect de la surface et les propriétés mécaniques étaient analogues à celles spécifiées dans l'exemple I. 



   Les variations dans les dimensions résultant d'une exposition 

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 à une atmosphère humide ont été négligeables dans tous les cas. 



   Les modèles ont commencé à brûler dans l'air au voisinage de 500 C et ont été complètement   brûlés   après avoir été chauffés 10 minutes envi- ron à   1000 C.   Le seul résidu de la combustion   était une   cendre pulvéru- lente, sèche et duveteuse, et représentait environ 0,2% de la composi- tion. 



   EXEMPLE 111 
Les substances suivantes (des mêmes sortes nue celles décrites dans l'exemple 1) ont été broyées dans un broyeur à   galets   dans les propor- tions indiquées, pendant 5 heures, ce qui   a   donné un mélange sensiblement homogène: 
Acétate de cellulose 17 
Farine de bois 83 
12 grammes de ce mélange de résine et de charge ont été moulés par compression à 200 c sous une pression de 1400 kg/cm2   pendant 4   minutes, et le produit a été éjecté à chaud. La surface du modèle était aussi du- re et aussi lisse que celle du modèle de l'exemple I. 



   On n'a observé aucune variation mesurable des dimensions lorsque le modèle a été exposé à des températures s'élevant jusqu'à 45  c, pas plus que lorsque le produit mouléa été exposé à   Luie     humidité   relative attei- gnant 45% à 24 Cpendant   2   heures. 



   Le résidu de la combustion complète consistait en 2% (par rapport à la composition) d'une cendre pulvérulente, blanche et duveteuse. 



   EXEMPLE IV. 



   On a broyé pendant 5 heures do,ns un broyeur à   galets   les substances   suivantes, dans les proportions indiquées, qui passaient entièrement à   travers un tamis à ouverture de maillede 76 microns, ce qui a donné un mélange sensiblementhomogène: 
Poudre de moulage Ă  base d'Ă©thylcellulesedu   commerce   180 g. 



   Farine de bois rouge finement broyée   150   g. 



   12 grammes de ce mélange de résine et de charge ont été moulés par compression dans la   morne   matrice que celle utiliséedans l'exemple 1à une température de 185 C et sous une pression de 1256   kg/cm2. On   a lais- sé refroidir dans le moule le produit moulé avant de l'éjecter. La sur- face du produit était très dure et lisse, et les bords étaient nets et 

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 peu sujets à s'entailler. Des chocs assez violents n'ont pas réussi à briser l'échantillon. 



   On n'a pas observé de changements dans les dimensions lorsqu'on a exposé le modèle à des températures s'élevant à 45 C pas plus que   lorsqu'on   l'a exposé à l'action d'une humidité relative atteignant 45% à 24 C, pendant2 heures. 



   L'échantillon n'est consumé régulièrement et, après combustion, a laissé une cendre blanche duveteuse représentant 1,2% de la composi tion. 



   EXEMPLE V. 



   Les substances suivantes appliquées dans les proportions indi- quées ont été broyées dans un broyeur à galets pendant 1 heure, ce qui a donné un mélange sensiblement homogène: 
Poudre de moulage de polystyrène du commerce 150 g. 



   Farine de lignine passant Ă  travers un tarais Ă  ouverture de maille de 152 microns 50 g. 



   Il grammes de ce mélange ont été moulés sous pression à 130 - 140  C sous une pression de 560 kg/cm2 Lorsqu'on a soumis le pro- duit à la cuisson, des vapeurs se sont dégagées comme résultat d'une décomposition, mais ces vapeurs n'ont pas entretenu la flamme aussi facilement que dans le cas de l'acétate de cellulose ou de l'éthyl cellulose. Toutefois, la combustion s'est effectuée régulièrement jusqu'à la fin et l'échantillon ne s'est pas affaissé ou ne s'est pas déformé de quelque autre manière pendant la combustion jusqu'au moment où le carbone lui-même a commencé à se consumer. Ce comporte- ment à la combustion fait que cette composition particulière est spé- cialement avantageuse. 



   A l'achèvement de la combustion, il restait une cendre pulvé- rulente duveteuse, à raison d'environ 0,5% de la composition de mou- lage. on'a pas observé de changements mesurables des dimensions lorsqu'on a exposé le modèle à des températures atteignant 4500,pas plus que lorsqu'on l'a exposé à une humidité relative atteignant 45% à 24 C pendant 2 heures. 



   EXEMPLE VI. 



   2,7 kg d'une poudre de moulage dérivée de déchets d'acétate de 

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 cellulose ont été malaxés intimement pendant 2 heures avec 0,9 kg de farine de bois, le tout passant à travers un tamis à ouverture de mail- le de 76 microns, en présence de 200 g. de tricrésyl-phosphate. Pendant le malaxage, 50   #   de sulfonate d'ammonium-alcool oléique et 10 g. de nitrate d'ammonium ont été ajoutés.

   On a introduit   le     mélange   homogè- ne résultant dans la trémie d'une machine de moulage à injection et on a réglé la température de la chambre de fusion à   193 0.   La composition s'est ramollie sous forme d'une masse facilement moulable et on l'a injectée sous une pression d'environ 1050   kg/cm2.   Le   tempde   remplissa- ge de la matrice a été de 6 secondes et la matrice a été maintenue à la température ambiante. La durée du cycle total a été de 18 secondes. 



  L'injection s'est effectuée régulièrement. Les   modelas   fabriqués avaient la forme de peignes. Ils étaient caractérisés par   uno   surface très lisse et possédaient des bords durs. 



   La présence du sulfonate-alcool oléique a   augmenté   le caractère hydrofuge (à l'épreuve de l'eau) des modelés, et le gonflement observé était négligeable, même lorsque les modèles étaient maintenus dans l'eau pendant plusieurs heures. 



   Les modèles brûlaient très facilement en ne laissant que 0,5% environ d'une cendre duveteuse. 



   EXEMPLE VII. 



   9 kg d'une poudre de moulage en acétate-buthrate de cellulose du commerce ont été mélangés intimement sur des cylindres chauds   .avec   1.8 kg de pâte de bois au sulfite râpée de premier choix (grosseur de particule de 124 à 65microns) et l'on a ajouté 225 g. d'huilede ri- cin pendant le   malaxage.   Un mélange fin et homogène ayant été obtenu, on a introduit ce mélange dans une machine à mouler à injection. La température de la chambre était de 212  C et la pression appliquée de l'ordre de 560   kg/cm2.   Le remplissage   d'une   matrice à   peignes   a été terminé en 4 secondes. Le cycle total, a duré environ 15   second.es,   Le moulage a ététrès régulier.

   Les modèles étaient très satisfaisants en ce qui concerne la surface et les bords et ont donné de   très bons   moules éminemment réfractaires. 



   La combustion s'est effectuée aisément et sans laisser aucun résidu dans le moule. 

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   EXEMPLE   VIII.   



   6,8 kg de poudre de moulage d'acétate de polyvinyle du commerce ont été mélangés intimement,avec 6,8 kg de pâte de bois au sulfite rapée, en présence de 0,9kg de dioctyl-phtalate et de 0,45 kg d'hui- le de ricin. Vers la fin de la période de malaxage, on a ajouté 127 g. de nitrobenzène. On a moulé des modèles à l'aide de cette pâte homogè- ne, par compression, à des températures de 110  à   130 0.   



   Les modèles possédaient une surface excessivement lisse et des bords très nets. 



   La stabilité des dimensions des modèles était similaire à celle du modèle obtenu dans l'exemple I. 



   Pour réduire à une valeur très faible le gonflement du modèle dans la pâte d'enrobage, on a projeté sur les modèles moulés une solu- tion de benzène contenant 4% de polystryrène avant de les introduire dans le   châssis.   



   EXEMPLE   IX.   



   3,1 kg. d'une poudre de moulage à base de méthacrylate de poly- méthyle du commerce, d'un très faible degré de polymérisation, ont été mélangés intimement avec 1,6 kg de farine de bois passant à tra- vers un tamis à ouverture de maille de 89 microns,   et.l'on   a ajouté 0,68 kg de sébaçate de dilauryle, à titre de plastifiant, Le mélange, moulé par injection à l'aide d'une machine normale et dans   ales   condi- tions de moulage normales, a donné d'excellents modèles, même dans le cas de formes très compliquées. 



   Avant d'introduire les modèles dans le châssis, on les a cenduits, par pulvérisation, d'une solution à 5% de nitrocellulose dans de l'a- cétone contenant 10% (par rapport à la nitrocellulose) de paraffine. 



  Ce revêtement a empêché le gonflement pendant la prise du réfractaire et a grandement contribué au haut degré de précision obtenu. 



   EXEMPE X. 



   2,27 kg d'une poudre de moulage par injection à base de polysty- rène du commerce ont été mélangés intimement avec 0,9 kg de lignine finement pulvérisée et additionnés de 0,45 kg d'huile de ricin au cours de cette opération. Le mélange homogène brun foncé a pu facile- ment être moulé par injection ou par compression. Pour faciliter sa 

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 combustion, on a incorporé d'une manière homogène à la composition   0, 13   kg de nitrocellulose ( 12,8% N) Les modèles moulés   dans   des conditions normales à l'aide de ce mélange, que ce soit par injection ou par com- pression, ont donné des moules éminement réfrataires et très satis- faisants. 



   Dans les exemples   il!,     IV,   V, VI, VII, IX et X, les propriétés mé- caniques des modèles ont été les suivantes: 
 EMI14.1 
 Module d'élasticité ( traction) 7 000 - Si 000 k/cm2 ( flexion) 4200 - 12 600 " (compression) 7 000 - 21 000 " " Limite d'élasticité ( traction) 140 - 700 1<ù$m2 ( flexion) 10 R - 420 ks/cm2 (compression) 140 - 700 kg/ca3   Résilience   (barreaux non entaillés)   0, 27 -     1, 10   kgm. sur 2,54 cm. 



   On remarquera, que les modèles moulés qui possèdent les propriétés mécaniques indiquées à titre de limites inférieures dans le tableau ci- dessus ont une résistance mécanique amplement suffisante pour leur   em-   ploi en vue du moulage de précision. 



   Cette invention constitue un perfectionnement marqué dans l'art de la fabrication des modèles servant à la production des moules réfrac- taires pour le moulage de précision rapide ainsi que dans la composition servant à la fabrication des modèles de ce genre. Comme on l'a déjà dit, les constituants essentiels de la composition dont est fait le modèle comprennent une résine moulable et une substance qui augmente la stabi- lité de forme et de dimensions du modèle fabriqué   l'aide   de ladite composition, outre que cette substance rend le modèle plus combustible, ladite substance ayant été   appelée   "charge" dans la présente description Facultativement, la composition peut contenir des accélérateurs de la combustion qui facilitent sa combustion lorsqu'on cuit le moule.

     Faculta   tivement aussi, des plastifiants   ...auvent   être incorporés à la composi- tion dont est fait le modèle.De plus, si on le désire, des agents hy- drophobes peuvent être incorporés ä la composition ou   appliqués sur   le modèle après que celui-ci a été moulé pour   augmenter   le   caractère   hydro- phobe dudit modèle. Les modèles obtenus suivant l'invention suppriment les imperfections et inconvénients des modèles antérieurs et se distin- guent par des propriétés physiques qui permettent la production de gran- des pièces moulées de formes compliquées d'une manière précise et rapi- 

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 de.

   En raison de la nature des substances dont sont faits les modèles et de la façon dont on les établit, leur prix de revient est relati- vement faible. Ce prix peut'encore être réduit par l'application de résines de second choix, moins chères puisque la transparence, la couleur, la limpidité, etc. ne sont pas essentielles pour cette in- vention. 



   L'expression "modèle moulé" qu'on trouvera dans les revendica- tions ci-dessous s'entend pour un modèle qui a été façonné à la forme voulue par tout procédé de façonnage, tel que coulée, moulage par compression ou moulage par injection. 



   Il est évident que de nombreuses variations et modifications peuvent être apportées aux détails décrits sans s'écarter de la natu- re et de l'esprit de l'invention et que, par conséquent, l'invention ne doit pas âtre considérée   oomnle liilii tée   à ces détails. 



   REVENDICATIONS.



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    MODELS FOR THE MANUFACTURE OF REFRAOTARY MOLDS AND COMPOSITION FOR PRODUCING THESE MODELS.



   The present invention relates to the precision casting of metals. More particularly it relates to new and improved models for the manufacture of refractory molds for use in investment casting and to a new and improved composition with which to make such models.



   Cast metal parts have been fabricated by upsetting a molten metal or alloy, by hydrostatic pressure or by centrifugal force, inside a mold of refractory material, for example sand, lime, silica, zirconia, alumina. , etc. or in mixtures of such materials, the mold was usually made by overmolding or coating a model with wax or paraffin, using the refractory. When the refractory had set, the model was melted with paraffin or wax and removed. Finally, the solidified refractory was subjected to firing, which brought it to its final shape and condition suitable for use as a mold for casting metals.



   In principle, the method of using the wax or paraffin models as described seems simple and attractive. However, in practice it has many shortcomings and drawbacks. Although wax or paraffin may be

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 easily cast or molded to constitute the model, such a module does not have very great stability in its dimensions, nor a high mechanical resistance. Paraffin or wax models are sensitive to temperature, organic solvents and mechanical actions. In many cases, handling such models is enough to distort them to the point of making them unfit for use.

   Because of these characteristics, it was necessary to prepare and handle the wax or paraffin model carefully and even when such precautions were taken, the method was only acceptable when used to prepare small, simple models. of limited precision.



   In addition, the removal of the wax or paraffin model from the interior of the mold by melting was often incomplete. There was a little wax or paraffin left in the small capillaries or gaps in the mold, especially when the mold was complicated. Wax and paraffin are hydrocarbons and do not necessarily undergo complete combustion or volatilization during firing of the refractory. It often happened that small amounts of tar or carbon were deposited, and these deposits were an uncontrollable factor which prevented the production of castings of satisfactory precision.



   The applicant has attempted to overcome the shortcomings of the wax or paraffin models by making the model using various resins such as cellulose acetate, ethyl cellulose, polyacrylates and polystyrene. However, models made from these materials were also unsatisfactory in that they did not have the necessary dimensional stability and properties.



  When these models were overmolded, they began to deform around 60 C temperature at which some desirable refractory molds not yet acquired stiffness. As a result, appreciable variations in dimensions occurred: in the mold before firing, which made the mold unsuitable for producing precise castings. using molten metals and alloys.

   In addition, when such models were prepared by the injection molding process, the models underwent considerable expansion when brought to their softening points.

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 respectively, so that, during manufacture of the mold, the latter, which was still weak at such temperatures, became deformed and thus became unsuitable for precision casting of molten metals and alloys.



   The present invention relates to a new and improved design for the manufacture of a refractory mold for use in the precise and rapid casting of metals and alloys. another object of the invention is to establish a model for the manufacture of a refractory mold intended for use in the precision casting of metals and alloys, this model being distinguished by the high stability of its dimensions and by its high resistance to chemical and mechanical actions.



   The invention further relates to a model of complicated shape which can be used successfully for the preparation of a refractory mold for precision casting of metals and alloys.



   Another object of the invention is to establish a model of large dimensions for the manufacture of a refractory mold intended for use in the precision casting of metals and alloys, this model being distinguished by great stability in its dimensions. dimensions and high mechanical resistance.



   The invention further relates to a model, intended for the production of a refractory mold, which undergoes complete combustion during its firing and does not leave any residue remaining permanently fixed to the mold.



   Another object of the invention is to obtain a new, improved and easily moldable composition with the aid of which it is possible to easily and satisfactorily prepare models of large dimensions and of complicated shapes intended for use. for the preparation of refractory molds for the fast and precise casting of metals and alloys.



   Other objects of the invention will emerge from the following description.



   The objects enumerated above are achieved, in general, by the application of a composition with the aid of which the models are prepared by molding or by simple casting and which comprises a sensitive mixture.

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 so smoothly homogeneous of a moldable resin in the powder state and of a finely divided substance, hereinafter referred to as "filler", which confers the high dimensional stability required for models molded from said composition and makes such models more easily fuels.



  When the composition is used for the manufacture of large models, it is preferable that a plasticizer is incorporated therein so as to reduce the molding pressure. A plasticizer is also used in certain embodiments of the invention in which the composition is normally difficult to mold due to the nature and concentration of the filler. The incorporation of a plasticizer in such a composition renders it easily moldable, and this within sufficiently wide limits that it is even possible to obtain complicated models of large dimensions.



  In some cases, ease of molding can be provided by the application of a low viscosity resin.



   In certain embodiments of the invention in which the composition contains, for reasons of economy, large amounts of filler and plasticizer, the pattern produced from said composition normally shows an unfortunate trend. to inflate.



  To obtain by molding, from such a composition, a model having the desired stability in its dimensions, even when the molding is carried out under severe conditions, a hydrophobic agent is incorporated therein, that is to say water repellent. . Alternatively, a model having sufficient water repellency power can be obtained by coating it with a thin protective layer of hydrophobic agent after it has been manufactured.



   In other embodiments of the invention, the combustibility of the model is increased by incorporating into the composition from which it is made, a combustion accelerator.



   In the preferred embodiment of the invention, the composition comprises a resin, a filler, a hydrophobic agent and a combustion accelerator.



   The "resin" component of the composition is, as explained above, of the most easily and rapidly moldable type, and is preferably thermoplastic. It is also, preferably,

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 of a type which leaves essentially no residue when burned or thermally decomposed. Polyvinyl acetate, polyvinyl buty- rate, polyvinyl formal, polystyrene, polyacrylic esters, such as polymethyl methacrylate, cellulose acetate, cellulose nitrate, mixed esters of cellulose, such as cellulose aceto-butyrate, ethyl cellulose, starch acetate, are examples of resins which have given satisfactory results.



   The "filler" component of the composition is, in general, a substance which improves the dimensional stability of the model molded using the composition. It is also combustible and increases the combustibility of the model. Preferably, it is of such a nature that when subjected to combustion, at most only a very small amount of a fluffy, light and easily removable ash remains. Oxygen-containing substances, such as polysaccharoses, for example wood flour, lignin flour, grated paper pulp and starch are examples of fillers which have given satisfactory results. Sulfur in fine powder is another example of a feed that has given satisfactory results.



   Nitroglycerin, nitroglycol, ammonium nitrate and nitrocellulose are examples of combustion accelerators which may be applied. Any of the other known combustion accelerators can be applied.



   Any of the plasticizers known and normally used to plasticize the resin of the composition can be applied.



  Castor oil, camphor, dibutyl halate, tricresyl phosphate, dioctyl sebacate, etc., are examples of plasticizers which have been used successfully.



   Oils, soaps and waxes can be incorporated into the composition of which the model is to be made, in order to impart to the latter the desired power of repelling water. Alternatively, solutions containing about 1% to 15% of a hydrophobic substance in an organic solvent, such as a solution of polystyrene in benzene, a solution of nitrocellulose and paraffin.

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 fine in acetone, etc. can be applied as a thin layer covering the modela to give it the property of repelling water.



   To prepare the composition, the normally solid components are thoroughly mixed in a finely divided state to obtain a substantially homogeneous paste.



   The proportions of the respective constituents of the composition depend on the dimensions and the shape of the molded part which is to be manufactured, on the nature of the resin used, on the nature of the filler used, on the quantity. economy and a combination of these factors.

     However, in all cases, the proportions of the resin and the filler must be such that a model of stable dimensions, of good mechanical resistance, and which, when burnt, leaves at most only a small amount of a powdery, fluffy, easily loosened ash. In general, the composition of which the model is made comprises the following constitutions in which the model is made includes the following component, in the proportions indicated:

   
Resin 25- 85 parts. By weight
Charge 75-15 id.



   Combustion accelerator 0 - 2% based on weight of the combined amounts of resin and filler.



   Plasticizer 0 - 20% - id.



   0 - 2% hydrophobic agent here. -
A particular recipe which has given satisfactory results is as follows:
Resin 80 parts by weight
Load 20 -
Combustion accelerator 1 - -
Plasticizer 3 "....



   Hydrophobic agent -
Models molded or cast using the composition are insensitive to the temperatures at which they are handled and at which they are coated with the overmolding paste. They have smooth, hard surfaces and sharp edges, and they are also insensitive to mechanical actions, so they can be manipulated.

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   without risk of deforming them and using them successfully to quickly obtain models of large dimensions and / or complicated shapes.



   In the practice of the present invention, in order to establish a desired molded metal part, a metal mold or die is first prepared whose cavity exactly matches the shape of the metal part to be molded. This die is made of ordinary steel, stainless steel or any other suitable material, in accordance with well known methods adopted in the injection molding of plastics. The interior surface of these dies is usually extremely polished or chrome plated, in order to ensure the greatest possible accuracy in the dimensions of the model @ @ injected with resin and filler.

   This die is used to fabricate any number of resin and filler based models, which strictly conform to the specified conditions and are the same between. Each model or a series of models, as may be desirable, is mounted using wax or some other similar material, and a top frame (metal cylinder) is placed on top of this assembly. .

   The coating composition (an aqueous slurry or paste of one or more highly refractory materials, with or without a binder) is poured into the frame. The frame containing the coated models is then left at room temperature, or subjected to a slightly higher temperature, until the liquid coating slurry or paste has set. This can take from 10 minutes to 24 hours, depending on the nature of the coating composition and the temperature. The frame containing the models, coated with the ceramic-like solid material, is then placed in an oven, the temperature of which is slowly raised over a period of 6 to 24 hours.

   The maximum temperature is around 725 C for metals and alloys with low melting points and may rise to 1700 C for steel and metals and alloys with high melting points. The mold is kept at the maximum cooking temperature for the last period which can vary from half an hour to 4 hours. During the firing cycle, the mold (s) undergo complete combustion and leave cavities in the mold which correspond exactly

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 tement to their form. The baked mussels are removed from the oven, and then unused in the desired method of molding or casting this metal.



   Depending on the particular constituents of the composition from which the model according to the invention is made, the combustion may result in a small residue of fluffy pulverulent ash, of which IL \, quantity depends on the quality of the resin and the quality of the filler. constituting the model and, in general) may vary from zero to about 2% For example, in the case of a composition containing 50% wood pulp, the amount of ash is approximately 0.02%, while , in the case of normal wood flour, it is around 1.5% and,

   in the case of special wood flour, it can be reduced to a value as low as 0.1%, This residue does not adhere tenaciously to the wall of the mold cavity, or even to small capillary conduits or interstices of a complicated mold. It can be easily removed, for example by means of an air jet, before using the mold in the casting operation.



   In order to better understand the invention, a few compositions prepared in accordance with the invention and the manufacture of models using case compositions will be described below, by way of examples, it being understood, however, that the products Molded examples constitute models used in the procedure previously described to prepare the molds of highly refractory materials.



   EXAMPLE 1.



   The following constituents, applied in the proportions indicated, were mixed in an ordinary roller mill for 5 hours, so as to obtain a substantially homogeneous mixture:
Commercial cellulose acetate based molding powder (containing 34.5% acetate) 73 g. finely ground red wood flour (passing through a 76 micron mesh sieve) 73 g.



   17 grams of the resin and filler base composition were molded into a 28.3mm diameter stainless steel cylindrical die at a temperature of 200 ° C and a pressure of about 350 kg / cm2. was carried out easily, and the molded product (model) could easily be removed from the die.



   This model had the following mechanical properties: Modulus of elasticity (traction) 14,000 kg / cm2 '"(flexion) 8,400" "" (compression) 17,500 "

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Yield strength (tension) 420 kg / om2 "" (flexion) 420 "" "(compression) 560" Resilience (unnotched specimens) 0.83 2.54 (on
2.54cm. )
The surface of the model was excessively smooth and its edges were very sharp.



   No measurable variation in dimensions was observed when the model was subjected to temperatures of 0 ° C and 50 ° C.
No measurable swelling was also observed when the model was exposed to an atmosphere of 100% relative humidity at 24 ° C. for 24 hours.



   The model burned steadily and easily when heated in a porcelain crucible to about 450 -500 C and no sticky or tarry organic residue remained after burning. The only residue from the combustion was a dry, fluffy ash, representing 1.2% of the composition. This ash did not show any tendency to adhere to the walls of the crucible nor to agglomerate to form larger or heavier elements. It was easy to detach it with a jet of air.



   EXAMPLE 11
The following substances used in the proportions indicated were ground for 4 hours in a roller mill and a substantially homogeneous composition was obtained.



    Low viscosity cellulose acetate molding powder (the same as in Example I) 50 g. Finely grated and bleached sulphite fir wood pulp 150 g.



   12 grams of this composition was compression molded into the die-cast matrix as that used in Example I, at a temperature of 192 -20 C and a pressure of 1400 kg / cm2. The molded model was hot ejected directly after decompression.



   The surface appearance and mechanical properties were analogous to those specified in Example I.



   Variations in dimensions resulting from exposure

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 in a humid atmosphere were negligible in all cases.



   The models began to burn in air at around 500 C and were completely burned after being heated for 10 minutes at about 1000 C. The only residue from the combustion was a powdery, dry and fluffy ash, and accounted for about 0.2% of the composition.



   EXAMPLE 111
The following substances (of the same kinds or those described in Example 1) were ground in a roller mill in the proportions indicated, for 5 hours, which gave a substantially homogeneous mixture:
Cellulose acetate 17
Wood flour 83
12 grams of this mixture of resin and filler was compression molded at 200 c under a pressure of 1400 kg / cm2 for 4 minutes, and the product was hot ejected. The surface of the model was as hard and as smooth as that of the model in Example I.



   No measurable variation in dimensions was observed when the model was exposed to temperatures up to 45 ° C, nor when the molded product was exposed to relative humidity of up to 45% at 24 ° C for 2 hours.



   The residue from complete combustion consisted of 2% (based on the composition) of a powdery, white, fluffy ash.



   EXAMPLE IV.



   The following substances, in the proportions indicated, which passed entirely through a 76 micron mesh sieve were ground for 5 hours in a roller mill to give a substantially homogeneous mixture:
Commercial molding powder based on ethyl cells 180 g.



   Finely ground red wood flour 150 g.



   12 grams of this mixture of resin and filler was compression molded in the same die as that used in Example 1 at a temperature of 185 ° C. and under a pressure of 1256 kg / cm2. The molded product was allowed to cool in the mold before being ejected. The sur- face of the product was very hard and smooth, and the edges were sharp and

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 little prone to nicking. Quite violent shocks failed to break the sample.



   No dimensional changes were observed when the model was exposed to temperatures up to 45 ° C nor when it was exposed to the action of relative humidity up to 45% at 24 C, for 2 hours.



   The sample was not consumed regularly and, after combustion, left a fluffy white ash representing 1.2% of the composition.



   EXAMPLE V.



   The following substances applied in the proportions indicated were ground in a roller mill for 1 hour to give a substantially homogeneous mixture:
Commercial polystyrene molding powder 150 g.



   Lignin flour passing through a tarais with 152 micron mesh opening 50 g.



   11 grams of this mixture were die-cast at 130 - 140 C under a pressure of 560 kg / cm2 When the product was subjected to cooking, vapors were given off as a result of decomposition, but these vapors did not sustain the flame as easily as in the case of cellulose acetate or ethyl cellulose. However, the combustion proceeded smoothly until completion and the sample did not sag or deform in any other way during the combustion until the moment the carbon itself started. to be consumed. This behavior on combustion makes this particular composition particularly advantageous.



   Upon completion of combustion, a fluffy powdery ash remained at about 0.5% of the molding composition. No measurable changes in dimensions were observed when the model was exposed to temperatures up to 4500, nor when it was exposed to relative humidity up to 45% at 24 C for 2 hours.



   EXAMPLE VI.



   2.7 kg of a molding powder derived from waste acetate

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 cellulose were thoroughly kneaded for 2 hours with 0.9 kg of wood flour, the whole passing through a sieve with a 76 micron mesh opening, in the presence of 200 g. of tricresyl-phosphate. During mixing, 50 # of ammonium sulfonate-oleic alcohol and 10 g. of ammonium nitrate were added.

   The resulting homogeneous mixture was introduced into the hopper of an injection molding machine and the temperature of the melting chamber was adjusted to 1930. The composition softened to a readily moldable mass. it was injected under a pressure of about 1050 kg / cm2. The matrix filling time was 6 seconds and the matrix was kept at room temperature. The total cycle time was 18 seconds.



  The injection was done regularly. The manufactured models were shaped like combs. They were characterized by a very smooth surface and had hard edges.



   The presence of the sulfonate-oleic alcohol increased the water repellency (water repellency) of the models, and the swelling observed was negligible, even when the models were held in water for several hours.



   The models burned very easily leaving only about 0.5% of a fluffy ash.



   EXAMPLE VII.



   9 kg of a commercial cellulose acetate-buthrate molding powder was thoroughly mixed on hot rolls with 1.8 kg of premium grated sulphite wood pulp (particle size 124-65microns) and the 225 g were added. of castor oil during mixing. A fine and homogeneous mixture having been obtained, this mixture was introduced into an injection molding machine. The temperature of the chamber was 212 C and the applied pressure of the order of 560 kg / cm2. The filling of a comb die was completed in 4 seconds. The total cycle lasted about 15 seconds. The molding was very regular.

   The models were very satisfactory with regard to surface and edges and produced very good, eminently refractory molds.



   The combustion proceeded easily and without leaving any residue in the mold.

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   EXAMPLE VIII.



   6.8 kg of commercial polyvinyl acetate molding powder was mixed thoroughly, with 6.8 kg of grated sulphite wood pulp, in the presence of 0.9 kg of dioctyl phthalate and 0.45 kg of 'Castor oil. Towards the end of the kneading period, 127 g was added. of nitrobenzene. Models were molded using this homogeneous paste, by compression, at temperatures of 110 to 130 0.



   The models had an excessively smooth surface and very sharp edges.



   The dimensional stability of the models was similar to that of the model obtained in Example I.



   In order to reduce the swelling of the model in the coating paste to a very low value, the molded models were sprayed with a benzene solution containing 4% polystryrene before they were introduced into the frame.



   EXAMPLE IX.



   3.1 kg. of a molding powder based on commercial poly-methyl methacrylate, of a very low degree of polymerization, were intimately mixed with 1.6 kg of wood flour passing through a sieve with a mesh opening of 89 microns, and 0.68 kg of dilauryl sebacate was added as a plasticizer. The mixture, injection molded using a normal machine and under normal molding conditions, gave excellent models even in the case of very complicated shapes.



   Before inserting the models into the frame, they were spray-coated with a 5% solution of nitrocellulose in acetone containing 10% (based on nitrocellulose) paraffin.



  This coating prevented swelling during setting of the refractory and greatly contributed to the high degree of precision achieved.



   EXEMP X.



   2.27 kg of a commercial polystyrene-based injection molding powder was thoroughly mixed with 0.9 kg of finely pulverized lignin and added with 0.45 kg of castor oil during this operation. . The homogeneous dark brown mixture could easily be injection molded or compression molded. To facilitate its

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 combustion, 0.13 kg of nitrocellulose (12.8% N) was homogeneously incorporated into the composition. The models molded under normal conditions using this mixture, whether by injection or by com- pressure, gave eminently refractory and very satisfactory molds.



   In examples II, IV, V, VI, VII, IX and X, the mechanical properties of the models were as follows:
 EMI14.1
 Modulus of elasticity (traction) 7,000 - Si 000 k / cm2 (flexion) 4200 - 12,600 "(compression) 7,000 - 21,000" "Yield strength (traction) 140 - 700 1 <Ăą $ m2 (flexion ) 10 R - 420 ks / cm2 (compression) 140 - 700 kg / ca3 Resilience (bars not notched) 0.27 - 1, 10 kgm. On 2.54 cm.



   It will be appreciated that the molded models which possess the mechanical properties given as lower limits in the above table have amply sufficient mechanical strength for their use in precision molding.



   This invention constitutes a marked improvement in the art of making patterns for the production of refractory molds for rapid investment casting as well as in the composition for making patterns of this type. As already stated, the essential constituents of the composition of which the model is made include a moldable resin and a substance which increases the shape and dimensional stability of the model made using said composition, in addition to this. substance makes the model more combustible, said substance having been referred to as "filler" in this specification. Optionally, the composition may contain combustion accelerators which facilitate its combustion when firing the mold.

     Optionally also, plasticizers ... can be incorporated into the composition of which the model is made. In addition, if desired, hydrophobic agents can be incorporated into the composition or applied to the model after that. it has been molded to increase the hydrophobic character of said model. The models obtained according to the invention eliminate the imperfections and drawbacks of the previous models and are distinguished by physical properties which allow the production of large molded parts of complicated shapes in a precise and rapid manner.

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 of.

   Due to the nature of the substances from which the models are made and the way in which they are established, their cost is relatively low. This price can be further reduced by the application of second choice resins, less expensive since transparency, color, clarity, etc. are not essential for this invention.



   The term "molded pattern" as used in the claims below is understood to mean a pattern which has been shaped to the desired shape by any shaping process, such as casting, compression molding or injection molding. .



   It is evident that many variations and modifications can be made to the details described without departing from the nature and spirit of the invention and that, therefore, the invention should not be construed as unreliable. to these details.



   CLAIMS.


    

Claims (1)

------------------------------- 1. Un modèle moulé destiné à être utilisé dans la fabrication de moules réfractaires dans lesquels un enrobage ou chape de la composi- tion réfraotaire est coulée ou mise en place autour d'un modèle et, RESUME après que l'enrobage ou chape a fait prise, l'ensemble est passé au , feu, caractérisé en ce que ledit modèle est moulé à partir. d'un mé- lange homogène d'une résine moulable et d'une substance combustible finement divisée qui améliore la stabilité de,, dimensions et augmente la combustibilité du modèle, ledit modèle après combustion ne lais- sant pas plus de 2% en poids d'une cendre pulvérulente et duveteuse. ------------------------------- 1. A cast model for use in the manufacture of refractory molds in which a coating or screed of the refraotary composition is poured or placed around a model and, SUMMARY after the coating or screed has made. taken, the assembly is passed to, fire, characterized in that said model is cast from. of a homogeneous mixture of a moldable resin and a finely divided combustible substance which improves the dimensional stability and increases the combustibility of the model, said model after combustion leaving no more than 2% by weight of a pulverulent and fluffy ash. 2. Un modèle moulé tel que défini dans la revendication 1, carac- térisé en ce que la substance combustible finement divisée qui amé- liore la stabilité de dimensions et augmente la combustibilité du modèle est un polysaocharose ou du soufre. 2. A molded model as defined in claim 1, characterized in that the finely divided combustible substance which improves dimensional stability and increases the combustibility of the model is polysaocharose or sulfur. 3. Un modèle moulé tel que défini dans l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de rési- ne à la substance finement divisée est comprise dans la gamme 1:3 et 6:1. 3. A molded model as defined in any one of the preceding claims, characterized in that the proportion of resin to the finely divided substance is in the range 1: 3 and 6: 1. 4. Un modèle moulé tel que défini dans l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient un accélé- <Desc/Clms Page number 16> rateur de combustion en quantité comprise entre 0% et 2%en poids, cal- culés d'après le poids combiné de la résine et de la charge. 4. A molded model as defined in any one of the preceding claims, characterized in that it contains an accelerator. <Desc / Clms Page number 16> Combustion fan in an amount between 0% and 2% by weight, calculated from the combined weight of resin and filler. 5. Un modèle moulé tel que défini dans l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient un plastifiant en quantité comprise entre 0% et 20% en poids, calculés d'après le poids combiné de la résine et de la charge. 5. A molded model as defined in any one of the preceding claims, characterized in that it contains a plasticizer in an amount between 0% and 20% by weight, calculated from the combined weight of the resin. and load. 6. Un modèle moulé tel que défini dans l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient un hydrophobe en quantité de 0% à 2% en poids, calculés d'après le poids combiné de la résine et de la charge. 6. A molded model as defined in any one of the preceding claims, characterized in that it contains a hydrophobic in an amount of 0% to 2% by weight, calculated from the combined weight of the resin and of the load. 7. Un modèle moulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine est un polymère d'un dérivé de vinyle, de styrène ou d'acide acrylique, ou un dérivé de cellulose ou d'amidon. 7. A molded model according to claim 1, characterized in that the resin is a polymer of a derivative of vinyl, styrene or acrylic acid, or a derivative of cellulose or starch. 8. Un modèle moulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'accélérateur est de la nitroglycérine, du nitroglycol, de la nitro- cellulose ou du nitrate d'ammonium. 8. A molded model according to claim 4, characterized in that the accelerator is nitroglycerin, nitroglycol, nitrocellulose or ammonium nitrate. 9. Un modèle moulé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plastifiant est de l'huile de ricin, du camphre, du phtalate.de di- butyle, du phosphate de tricrésyle ou du sébaçate d'octyle. 9. A molded model according to claim 5, characterized in that the plasticizer is castor oil, camphor, di-butyl phthalate, tricresyl phosphate or octyl sebacate. 10. Un modèle moulé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'hydrophobe est une huile, un savon, de la cireou une solution d'une substance hydrophobe dans un solvant organique. 10. A molded model according to claim 8, characterized in that the hydrophobic is an oil, a soap, a wax or a solution of a hydrophobic substance in an organic solvent.
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