Состав, свойства, применение

Стандартные (заводские) комплекты для литья.

Характеристика материалов для упаковки восковой композиции при литье нержавеющей стали и КХС

Большую часть опоки, т.е. пространство между «рубашкой», созданной облицовочным материалом и присыпанной кварцевым песком, что не стекал облицовочный материал, и внутренними стенками опоки, занимает упаковочный материал. К ним предъявляются следующие требования:

- быстро и достаточно прочно затвердевать;

- образовывать пористую оболочку, чтобы через поры удалялись газы;

- не трескаться при нагревании;

- обладать достаточной прочностью при температуре плавления сплавов;

- иметь величину термического расширения, достаточную для компенсации усадки остывающей детали.

При влажной упаковке первую пробку делают из смеси одной части гипса с двумя частями песка, замешанными на воде. Эту массу заливают в опоку слоем в один сантиметр (не закрывая облицованную восковую композицию).При сухой формовкеустановленную на металлическую подставку опоку засыпают слоем гипса до высоты первого ряда облицованных деталей и его поливают жидким стеклом. Через 6-10 минут опоку переносят на вибростолик и засыпают смесью 100 грамм прокаленного кварцевого песка с полтора граммами буры. Сглаживают линейкой по верхнему краю опоки и слегка поливают жидким стеклом, получая вторую пробку.

С 1987 года налажен выпуск смеси формовочной для литья зубных протезов из сплавов драгметаллов. Это смесь пылевидного кварца с высокопрочным гипсом. Замешивается на воде в соотношении 4:1 или 3:1.Через один час смесь отвердевает, что позволяет продолжить работу по замене восковой композиции на сплав из драгметаллов.

Для изготовления огнеупорных моделей, позволяющих лить на них расплавленные сплавы и получать высокоточные, чисты, сложнейшие конструкции. Выпускаются огнеупорные массы: «Кристосил -2», «Силамин», «Бюгелит», «Формалит». Применение этих материалов в строгом соответствии с инструкцией, прилагаемой к каждой упаковке, позволяет получить высококачественные литые детали из нержавеющей хромоникелевой стали и КХС.

Массы химически устойчива, термостойки при температуре 1400-1700°С, при обжиге опоки расширяются на столько (1.5-1.8%), чтобы компенсировать усадку КХС, из которых и делают сложные конструкции каркасовбюгельных протезов и шинирующих аппаратов для лечения парадонтитов.

Формовочные материалы

Технологической стадией, предваряющей литье металлических сплавов, является формовка.

Формовка- это процесс изготовления формы для литья металлов, а формовочная масса служит материалом для этой формы, Основными компонентами формовочных масс являются огнеупорный дисперсный порошок и связующие вещества.

Формовочные материалы должны обладать следующими свойствами:

- обеспечивать точность литья, в том числе четкую поверхность отлитого изделия;

- легко отделяться от отливки, не "пригорая" к ней;

- затвердевать в пределах 7-10 мин.;

- создавать газопроницаемую оболочку для поглощения газов, образующихся при литье сплава металлов;

- достаточным для компенсации усадки затвердевающего металла коэффициентом термического расширения.

В современном литейном производстве используют гипсовые, фосфатные и силикатные формовочные материалы.

Гипсовый формовочный материал состоит из гипса(20-40%) и окиси кремния. Гипс в этом случае является связующим. Окись кремния, выступающая в качестве наполнителя, придает массе необходимую величину усадочной деформации и теплоемкость. Приготовление формовочной массы сопровождается увеличением объема, что используется для компенсации усадки отливки. Так, например, усадка золотых сплавов, которая составляет 1,25-1,3% объема, полностью компенсируется расширением формовочного материала.

В качестве регуляторов скорости затвердевания и коэффициента температурного расширения, в смесь добавляется 2-3% хлорида натрия или борной кислоты. Замешивается масса на воде при температуре 18-20 градусов С. Номинальная температура разогревания формы подобного состава до заливки металла составляет 700-750 гр. С. Эти формы непригодны для получения отливок из нержавеющей стали, температура плавления которой 1200-1600 гр. С, из-за разрушения гипса, а потому их применяют для литья изделий из сплава золота.

Типичным представителем материалов данной группы является «Силаур», который предназначен для изготовления форм при литье мелких золотых конструкций (вкладок, искусственных зубов, кламмеров, дуг и пр.). Выпускается в виде тонкого измельченного порошка из гипса и динасового порошка (кремнезема) в соотношении 3:1. Замешивание производят на воде, время схватывания составляет 10-30 мин. Для отливки деталей повышенной точности применяют массу «Силаур-ЗБ», для получения более крупных деталей - «Силаур-9».

Подобные свойства и назначения имеет СМ-10 Кристобалит производства фирмы " С & М" и др.

В качестве примера гипсовых формовочных материалов следует отметить продукцию фирмы«СпофаДентал» (Чехия).

· Глория специалъ - формовочная масса на основе кварца и твердого гипса, предназначена для литья сплавов металлов, точка плавления которых не превышает 1000 º С. Материал имеет очень тонкую зернистость. В качестве жидкости затворения используется вода. Продолжительность затвердевания составляет 20 мин. Кювету следует нагревать до температуры 700º С. При длительных температурах свыше 800º С возникает опасность изменения микрокристаллической структуры формовочной массы, а тем самым искажения формы.

· Экспадента - формовочная масса с высокими техническими параметрами для сплавов на основе благородных металлов. Смешанная с водой, затвердевает в течение 15 мин. В твердую массу, которую можно уже спустя час постепенно нагревать. Состав предусмотрен с таким расчетом, чтобы в критическом температурном интервале между 200-300ºС не произошло внезапное изменение объема, что гарантирует компактность формы. Литье отличается высокой точностью.

Материалу присущи следующие физико-механические свойства: продолжительность затвердевания 15 мин., продолжительность полного затвердевания 1-2 часа, прочность при сжатии за сутки – 6 МПа, расширение при затвердевании – 0,6 линейных %, расширение при нагреве до 300º С -2,1 линейных%.

Фосфатные формовочные материалы состоят из порошка (цинк-фосфатный цемент, кварц молотый, кристобалит, окись магния, гидрат окиси алюминия и др.) и жидкости (фосфорная кислота, окись магния, вода, гидрат окиси алюминия).

Эти материалы компенсируют усадку при охлаждении нержавеющих сталей, которые имеют температурный коэффициент объемного расширения примерно 0,027º С. Усадка золотых сплавов составляет примерно 1,25%, и эту усадку компенсирует гипсовая форма. Схватывание фосфатных форм в зависимости от состава продолжается 10-15 мин.

· Силикан – универсальная формовочная масса на основе фосфатного вяжущего материала, кварца и кристобалита производства фирмы «СпофаДентал» (Чехия) применяется для литья высокоплавких (хромокобальтовых) сплавов. Для улучшения качества приготовления массы целесообразно использование вибратора.

· Силикан-Р - фосфатная формовочная масса, содержит самые чистые сорта кварца и жаростойкого вяжущего материала. Зернистость формовочной массы выбрана с таким расчетом, чтобы продолжительность затвердевания, замешивания является использование золь-кремниевой кислоты (жидкость Силисан) т.к литейная форма в этом случае компенсирует температурные изменения сплава.

Применение золя способствует также повышению прочности формы, что сказывается в повышенной устойчивости формы при нагревании. За 6-8 мин. Смесь застывает в твердую массу прочностью до 20 МПа

· ПауэрКэст - это тонкозернистый, свободные от углерода формовочный материал, обеспечивающий быстрое выгорание и создающий безопочным методом литьевую форму, не имеющую трещин. Он выдерживает быстрый подъем температуры, легко разбивается, позволяет позволяет получить точные отливки с высокой чистотой поверхности, очистка и обработка которой требует минимальных затрат времени.

Жидкость для замешивания придает форме высокий коэффициент расширения, необходимый для литья неблагородных сплавов. При использовании других сплавов жидкость может быть разбавлена. Оптимальная концентрация жидкости для безопочного метода должна составлять не более 80%.

· ПауэрКэстРинглесс Систем - комплект материалов, обеспечивающий полностью способ без кольцевого литья. Кроме порошка и жидкости в комплект входят кольца четырех размеров специальной конструкции для быстрого удаления матрицы. Наличие прочных и многократно используемых прозрачных пластиковых колец обеспечивает максимальное расширение отливки и исключает необходимость применения гильзы кольца. Оно также позволяет очистить нагар от всех восковых форм. Резервуары, образованные у литникового канала предупреждают появление пор. Усилены и сделаны более долговечными основания направляющих шаблонов.

При использовании металлической опоки, внутри ее помещают керамическую или бумажную прокладку (манжету), не доходящую до краев по 6 мм. Прокладку закрепляют мягкой восковой проволокой. Опоку с прокладкой устанавливают в воду на 1 минуту, а затем ее хорошо встряхивают (для получения дополнительного расширения опоку можно погрузить в Смутекс – специальную жидкость, которая обеспечивает дополнительное расширение материала).Для замешивания требуется использование следующих инструментов и оборудования: смеситель Баку миксер, шпатель, мерный стакан, пластиковая опока и литниковая чаша, формовочный материал и жидкость для его замешивания.

Рекомендуемые соотношения порошка и жидкости: 60г /14 мл; 90 г/21 мл; 100 г/23 мл.

Для формования необходимо залить неподвижную опоку приготовленной смесью при низкой скорости вибрации. При этом следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить захвата воздушных пузырьков формовочной массой около восковой модели. При заполнении опоки приготовленная смесь должна перекрывать восковую модель как минимум на 6 мм. Смесь затвердевает 45 мин. При использовании металлической опоки перед помещением формы в муфельную печь надо удалить основание литникового конуса, небольшую часть слоя с верхнего основания формы, а затем ополоснуть форму водой.

Для быстрого выгорания воска ПауэрКест опоку можно сразу поместить в горячую печь при температуре 700-800º С, затем поднять температуру до конечной величины и выдержать литьевую форму в печи в течении 40 минут.Экономия времени при таком способе составляет приблизительно 80 мин.

Если предписаны более высокая температура, то литьевую форму следует поместить в печь при температуре 430º С, после чего произвести подъем температуры до нужной величины.

Форму можно поместить также в холодную печь для двухступенчатого прокаливания. Скорость подъема температуры 0 º комнатной до 430º С составляет 8º С/мин.При температуре 430º С форму нужно выдержать 30 мин., а затем поднять температуру до максимальной величины со скоростью нагарева 14º С/мин. и выдержать еще 30 мин.

Литье сплава проводится с помощью кислородно-пропановойгорелки или на индукционной машине в соответствии с инструкцией изготовителей.

При использовании центрифужной литейной машины число полагаемых циклов составляет 1-2 для отливки коронок и мостовидных протезов из золотого сплава, 2-3 для золотых каркасов комбинированных мостовидных протезов. 3 для высокопалладиевых и неблагородных сплавов.

Для удаления формовочного материала необходимо его разбить и освободить металлический каркас для последующей пескоструйной очистки оксидом алюминия (50-60 мкм) или в ультразвуковом очистителе.

· Вест – Джи - фосфатный паковочный материал фирмы «ДжиСи» (Япония) применяется для любых сплавов. Уменьшенная прочность этого материалы после литья обеспечивает легкое удаление отливки из формы. Рсширение массы может быть увеличено до 3,26 % за счет изменения количества жидкости при замешивании.

· Фудживест и Фудживест Супер – не содержащий углерод фосфатный формовочный материал фирмы «ДжиСи» (Япония). Эти материалы специально разработаны для литья из всех видов сплавов. Фудживест может быть помещен прямо в нагретую печь при конечной температуре 800º С± 50º С, что обеспечивает экономию времени до двух часов. Такой быстрый прогрев формы не оказывает влияния на расширение и качество поверхности материала. Стандартные методы прогрева также могут быть использованы при работе с этим материалом.

· Альфакаст № 2- фосфатносиликатная точная паковочная масса для литья золота. Состоит из порошка и жидкости. Металлические каркасы легко освобождаются от нее.

· Керамикор – масса (порошок и жидкость) на основе фосфата производства фирмы «С & М» может быть использована для литья любых сплавов металлов.

СИЛИКАТНЫЕ ФОРМОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ почти повсеместно вытеснены фосфатными материалами. Они отличаются высокой термостойкостью и прочностью.Их внедрение вызвано применением КХС и нержавеющих сталей. Кроме гипса и фосфатов, в качестве связующих здесь используют кремниевые гели. Из органических соединений кремния чаще применяются тетраэтилортосиликат[ 81 (Оса Н 5) 4]* который легко гидролизуется с образованием при прокаливании конечных продуктов в виде двуокиси кремния.

Вяжущая жидкость силикатной формовочной массы состоит из смеси этилового спирта, воды и концентрированной соляной кислоты, куда постепенно (по каплям) введенэтилсиликат. В качестве огнеупорной составляющей (порошка) чаще применяется кварц, маршалит, корунд, кристобалит и другие вещества.

Силикатные формовочные массы отличаются большим коэффициентом термического расширения. Для обеспечения точности литья необходимо соблюдать правильное соотношение между порошком и жидкостью (вяжущим раствором). Оптимальное соотношение, обеспечивающее компенсацию усадки формы, составляет 30 г жидкости и 70 г порошка. Время схватывания материала равняется 10-30 мин.

Формолит служит для отливки зубов и деталей протезов из нержавеющей стали. Представляет собой набор материалов – молотого пылевидного кварца, предназначенного для получения огнеупорных покрытий (оболочек) на восковых моделях; песка формовочного и борной кислоты, используемых как наполнитель.

Аурит – масса формовочная огнеупорная для литья из сплавов золота, обладает необходимой прочностью и чистотой поверхности. Представляет собой смесь кристобалита с техническим гипсом. Термическое расширение при 700º С составляет не менее 0,8%. Массу замешивают на воде в соотношении 100 г порошка и 35-40мл воды. Для более качественного смешения рекомендуется проводить эту операцию на вибростолике. Время схватывания обмазки равно 10-15 мин.

Смесь формовочная Сиолит предназначена для получения огнеупорной литейной формы для литья каркасов съемных и несъемных протезов из высокотемпературных сплавов, Сиолит состоит из порошка и жидкости. Порошок представляет собой смесь кварцевого песка, фосфатов и периклаза. Жидкость – силиказоль. Характеризуентся высокими компенсационными и прочностными свойствами.

Порошок замешивается с жидкостью в соотношении 100:18-20. Размешивание смеси производится в резиновой чашке на вибростолике в течение 30-40 с. Затем на вибростолике устанавливают металлическую опоку с восковой заготовкой и производят заполнение опоки формовочной смесью.

Затвердевание начинается через 10-15 мин. и заканчивается через 30 мин. после замештвания. Через 2 ч керамическая форма устанавливается в холодную муфельную печь. В интервале от 20º С до 400º С и от 600º С до 800º С подъем температуры можно проводить с любой скоростью (от 30 до 60 мин.). В интервале от 400º С до 600º С скорость нагрева должна быть не менее 1 час. При конечной температуре 800º С литейную форму необходимо выдержать 40-60 мин. Затем проводится литье металла в готовую форму через 1 час после этого готовая деталь извлекается из опоки.

Известна также паковочная масса Вировест. Она поставляется в двух вариантах: для замешивания с использованием воды (твердость 140 Н/мм²) или с использованием прилагаемой к ней жидкости (твердость 180 Н/мм²). Более твердой (190 Н/мм²) является масса Вироплюс. Применяется также наполненная графитом формовочная масса "Бего" (Германия) Бегостол (расширение 2,45%), предназначенная для литья сплавов благородных металлов, а также замешиваемые на дистиллированной воде Ауроеест Софт и Дегувест Софт (расширение 2,15%) и безграфитнаяАуроеест Б (расширение2,45%).

Дегувест НРС -фосфатосодержащяя точная формовочная масса фирмы "Дегусса" (Германия) для литья из благородных сплавов. Разводится специальной жидкостью, от концентрации которой зависит степень расширения. Благодаря редуцирующим добавкам образуется гладкая поверхность отливок. Соотношение порошка и жидкости при замешивании составляет 100:14. Время схватывания равно 12 мин., общее расширение –от 1,2 до 2,0%. Две последние массы предназначены для литья каркасов металлокерамических протезов из благородных сплавов металлов.

Формовочная масса Сегакэст фирмы "Гафнер" изготовлена на базе фосфата и может применяться со всеми сплавами. За счет изменения концентрации жидкости для замешивания, можно регулировать расширение материала.

Следует указать на наличие еще одного материала, который широко применяется в зуботехническом производстве. Таким материалом является мольдин - плотная однородная пластичная масса, в состав которой входят каолин, глицерин, гидрат окиси натрия (или калия). Применяют при штамповке коронок в аппарате Паркера.

Дата добавления: 2014-01-03