INVESTMENT CASTING E CICLO DI BURNOUT

Il tipo di fusione finale (prodotto di gioielleria ottenuto) è fortemente influenzato dal tipo di stampo di investimento realizzato e dal ciclo di combustione seguito. Di seguito forniamo le regole generali e i consigli che puoi seguire per ottenere uno stampo di investimento di alta qualità per fondere al meglio i gioielli che desideri.

COLATA DI FUSIONE IN PAVIMENTO

Si consiglia vivamente di seguire i passaggi indicati dal produttore della polvere di rivestimento durante la preparazione della sospensione di rivestimento. Il rapporto acqua-polvere e il tempo di presa sono molto importanti, perché costituiscono la base per l'esecuzione di tutte le operazioni necessarie alla creazione del pallone rivestito (stampo) e devono essere seguiti molto rigorosamente.

La base dell'indurimento della sospensione di rivestimento è dovuta all'idratazione dell'emiidrato di solfato di calcio (CaSO4.1/2H2O) in cristalli di gesso (diidrato di solfato di calcio – CaSO4.2H2O).

Per ottenere una poltiglia di alta qualità, i passaggi generali da seguire sono indicati di seguito:

• Utilizzare acqua alla temperatura consigliata, in genere circa 20°C/68°F, per garantire un comportamento uniforme del rivestimento. Un rivestimento realizzato con acqua troppo calda indurisce più rapidamente. Un'acqua troppo fredda rallenta il tempo di indurimento e causa la formazione di muffe deboli e difetti come le filigrane.
• È importante seguire le raccomandazioni del produttore dell'intonaco in merito al rapporto polvere/acqua, ai tempi di miscelazione, alle temperature, ecc.
• Per quanto riguarda la qualità dell'acqua, è preferibile utilizzare acqua deionizzata, poiché il tempo di presa può essere notevolmente modificato (allungato) dalle sostanze disciolte nell'acqua di rubinetto. Utilizzando acqua deionizzata, la consistenza della sospensione del rivestimento può essere mantenuta molto facilmente.
• È importante seguire le raccomandazioni del produttore dell'intonaco in merito al rapporto polvere/acqua, ai tempi di miscelazione, alle temperature, ecc.

A titolo indicativo, i dati per una polvere da investimento con circa 8 minuti sono:

1. Rapporto polvere/acqua: 100:38.
2. Tempo di miscelazione: circa 3 minuti.
3. Aspirazione: circa 1,5 minuti.
4. Versamento della sospensione nel pallone: ​​circa 1,5 minuti.
5. Aspirazione e vibrazione del pallone: ​​2 minuti.

Scopri il nostro: CICLO DI FUSIONE A MICROFUSIONE E BURNOUT

Tempo di lavorazione totale: 8 minuti.

• Secondo la teoria più recente, dopo l'aspirazione dovremmo lasciare riposare i cilindri indisturbati da un minimo di 1 ora a un massimo di 2 ore, prima di procedere alla sceratura. I cilindri non dovrebbero mai asciugarsi completamente: se ciò accadesse, dovrebbero essere abbondantemente spruzzati con acqua prima della sceratura. Si sconsiglia di preparare lotti di cilindri pieni e di utilizzarli nei giorni successivi. Se i cilindri si asciugano completamente, c'è un alto rischio di formazione di crepe, rotture o addirittura di gravi esplosioni durante la fusione .
• La pratica preferita è quella di preparare i cilindri, lasciarli indurire e inviarli direttamente alla deceratura e alla cottura. Il ciclo di cottura programmato verrà eseguito durante la notte e, il giorno successivo, una volta raggiunta la temperatura di fusione, i cilindri verranno fusi.

DECERATURA

Recenti ricerche condotte dai produttori di polvere di rivestimento suggeriscono che, dopo il completo indurimento del rivestimento, ovvero da 1 a 2 ore dopo il riempimento del cilindro, la cera dei modelli dovrebbe essere rimossa, per svuotare le cavità dello stampo in cui verrà colato il metallo liquido. La deceratura può essere effettuata in due modi:

1. Deceratura a secco: viene eseguita come parte del ciclo di combustione nel forno/fornace di combustione.
2. Deceratura a vapore: era consigliata ai gioiellieri che lavoravano in prossimità per evitare l'inquinamento atmosferico prima del ciclo di combustione vero e proprio. Il vapore riempie anche i pori dell'investimento e assicura che non vi rimanga intrappolata cera, garantendone la completa rimozione.

Sebbene l'effetto del vapore sullo stampo non sia ancora del tutto chiaro, si dice anche che il vapore possa ridurre la permeabilità dello stampo, caratteristica desiderata durante l'operazione di fusione.

Anche durante la fusione delle pietre preziose, l'acido borico viene utilizzato per proteggerle. Utilizzando la deceratura a vapore, l'acido borico viene rimosso e danneggia le pietre preziose.

Per questo motivo nella maggior parte dell'industria della fusione si pratica la deceratura a secco direttamente nel forno di cottura.

CICLO DI BURNOUT :-

La cottura, come suggerisce il nome, viene eseguita per bruciare le ultime tracce di cera e conferire allo stampo di rivestimento la refrattarietà e le caratteristiche richieste per la fusione . Le caratteristiche finali dello stampo dipenderanno fortemente dal ciclo di cottura selezionato e in particolare dalla velocità di riscaldamento e dall'omogeneizzazione della temperatura durante i periodi di mantenimento. Pertanto, è importante seguire attentamente il ciclo di cottura raccomandato dal produttore del rivestimento.

Ci sono due punti critici nel ciclo di riscaldamento.

1. Il primo avviene a circa 100-120°C (212-248°F), quando l'acqua assorbita e parte dell'acqua di cristallizzazione del gesso evaporano e questo processo provoca la contrazione del gesso.
2. Il secondo punto critico si trova intorno ai 250°C (482°F), quando il gesso cambia forma e questo provoca la sua espansione.

• Il gesso è un materiale altamente non conduttivo e ci vuole molto tempo prima che il calore raggiunga l'esterno del contenitore fino al centro e raggiunga una temperatura omogenea in tutto il contenitore.

Nell'industria si trovano principalmente due varianti del forno di combustione

• In un forno di cottura rotante, la piattaforma su cui è posizionato il cilindro ruota a determinati giri al minuto (giri al minuto) per garantire un riscaldamento uniforme da tutti i lati, in modo da garantire che lo stampo non si crepi durante i punti critici sopra menzionati, garantire la completa rimozione della cera e la perfetta polimerizzazione del gesso, in modo da fornire uno stampo privo di porosità e umidità.

Ecco un tipico ciclo di burnout:

• Dopo la deceratura, aumentare lentamente la temperatura fino a 250°C (482°F) in 1 ora.
• Mantenere a 250°C (482°F) per 2 ore,
• Rampa a 450°C (842°F) in 1 ora,
• Mantenere a 450°C (842°F) per 2 ore,
• Rampa a 730°C (1346°F) in 1,5 ore,
• Mantenere a 730°C (1346°F) per 3 ore,
• Quindi raffreddare lentamente fino alla temperatura di colata del pallone selezionata e mantenere l'equilibrio alla temperatura di colata per almeno 1,5 ore.

La temperatura di colata dello stampo viene scelta in funzione del modello da fondere e della lega utilizzata. La durata del ciclo varia a seconda delle dimensioni del cilindro. Cilindri più grandi richiedono tempi di ciclo più lunghi ed è necessario seguire il ciclo raccomandato dagli esperti di fusione.