Формовочные материалы

Свойства и качество литья из различных сплавов зависят от многих факторов — свойств металлов, точности формы для литья (материал, состав) и знания технологии применения этих форм. Для воспроизведения точной отливки по модели необходим формовочный материал. Рецептура формовочных масс в технике различна, и технология ее применения также разнообразна, но во всех случаях неизменными остаются связующие вещества и огнеупорный порошок.

В зубном протезировании до применения нержавеющих и тем более кобольтохромовых сплавов, обладающих высокой температурой плавления, в качестве формовочной массы применялся обычный «минутник» (порошок глинозема А1203 В виде муки), смешанный с гипсом и замешанный на воде.

Внедрение в зубное протезирование индивидуального литья с применением тугоплавких сплавов (нержавеющих сталей, КХС) привело к необходимости создания специального состава формовочных материалов, требования к которым могут быть сформулированы следующим образом:

  • они не должны содержать вещества, которые, реагируя с отливкой понижают ее качества;
  • поверхность формы не должна «пригорать» к отливке;
  • для обеспечения качественной поверхности отливки огнеупорный порошок должен иметь высокую дисперсность;
  • время затвердевания должно быть в пределах 7—10 минут;
  • они должны создавать газопроницаемую оболочку, которая будет в состоянии поглощать газы, образующиеся при заливке расплавленного металла;
  • они должны иметь величину коэффициента температурного расширения, достаточную для компенсации усадки затвердевающего металла.

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

Для зубного протезирования в дополнение к классическим формовочным материалам был налажен выпуск специальных формовочных масс:

  • «Силамин»,
  • «Кристосил»,
  • «Силаур»,
  • «Формасит»,
  • «Аурит»,
  • «Мольдин»,
  • «Смолит»,
  • «Стомаформа».

Гипсовый формовочный материал состоит из гипса (20—40%) и окиси кремния. Гипс в этом случае является связующим. Окись кремния придает массе необходимую величину усадочной деформации и теплостойкость. 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°С. Номинальная температура разогревания формы подобного состава до заливки металла составляет 700—750° С.

Эти формы непригодны для получения отливок из нержавеющей стали, температура плавления которой 1200—1600 С, из-за разрушения гипса, а потому их применяют для литья изделий из сплава золота.

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

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

Сиолит. Данная формовочная смесь в основном предназначена для несъемных (в том числе — металлокерамических протезов). Состоит из порошка и жидкости. Порошок представляет собой смесь кварцевого песка, фосфатов и периклазы. Жидкостью является силиказоль. Масса характеризуется высокими прочностными и компенсационными свойствами.
Соотношение порошка и жидкости составляет 100:18-20. Замешивание происходит в вакуумном смесителе в течение 30—120 сек. Схватывание начинается через 10—15 мин., полное затвердевание — через 30 мин. В прокалочную (муфельную) печь форма устанавливается через 2 часа.

Нагревание формы в печи от 20° до 400°С и от 600°до 800°С идет от 30 до 60 мин., а в интервале от 400° до 600°С — не менее 1 часа. При 800°С форма выдерживается 40—60 мин. Через 1 час после заливки формы, начинается извлечение изделия из нее.

Силикатные формовочные материалы почт 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 применяется тетраэтилортосиликат Si(OC2h3)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) введен этилсиликат. В качестве огнеупорной составляющей (порошка) чаще применяются кварц, маршал- лит, корунд, кристоболит и другие вещества. Силикатные формовочные массы отличаются большим коэффициентом термического расширения. Для обеспечения точности отливки 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.

Бюгелит использовался при отливке моделей для изготовления цельнолитых дуговых (бюгель- ных) протезов из КХС. Многокомпонентный материал, в состав которого входят: наполнитель, связующее — этилсиликат, отвердитель — 10% водный раствор едкого натра. Выпускался в комплекте: масса формовочная, пчелиный воск и масса для дублирования.

Силамин применялся при отливке огнеупорных моделей для изготовления цельнолитых дуговых (бюгельных) протезов из сплава КХС. Представлял собой порошок определенного зернового состава, состоящий из кремнезема с фосфатной цементирующей связкой. При замешивании с водой масса схватывается, образуя прочный монолит. Термическое расширение массы при температуре 500— 700С составляло не менее 0,6—0,7%. Начало схватывания массы наступало через 10 мин., окончательное затвердевание — через 60 мин. При прокаливании трещин не образовывалось.

Кристосил-2 — формовочная масса для отливки цельнолитых конструкций зубных протезов из КХС. Представлял собой порошок белого цвета определенной зернистости и состава (кристоболит, окись магния, аммония фосфат), который при замешивании с водой образовывал формовочную массу, твердеющую на воздухе. Термическое расширение массы при температуре 300—700°С — не менее 0,8%. Применялась совместно с массой для дублирования, представляющей собой обратимую коллоидную систему, состоящую из этиленгликоля, агара и воды.

Силаур наиболее пригоден для изготовления форм при отливке мелких золотых зубоврачебных изделий (вкладок, зубов, кламмеров, дуг и др.). Выпускается в виде тонко измельченного порошка смеси кремнезема и гипса.
Формолит служит для отливки зубов и деталей из нержавеющей стали.
Представляет собой набор материалов — молотого пылевидного кварца и этилсиликата, предназначенного для получения огнеупорных покрытий (оболочек) на восковых моделях; песка формовочного и борной кислоты, используемых как напол-нитель.

Аурит — масса формовочная огнеупорная для отливки зубных протезов из сплавов золота с необходимой точностью и чистотой поверхности. Представляет собой смесь кристоболита с техническим гипсом. Термическое расширение при 700°С составляет не менее 0,8%. Массу замешивают на воде в соотношении 100 г порошка и 35—40 мл воды. Для более качественного смешения рекомендуется проводить эту операцию на вибростолике. Время схватывания обмазки — 10—15 мин.

Молъдин — однородная плотная пластичная масса, в состав которой входят каолин, глицерин, гидрат окиси натрия (или калия). Применяют для штамповки коронок в аппарате Паркера. Поставляется в расфасовке по 250 г.

Формовочные материалы в зуботехническом производстве имеют первостепенное значение для получения точной, соответствующей необходимым требованиям отливки и предназначены для покрытия восковой модели. Совершенство и точность отливки зависят от свойств и качества формовочной массы. Но до паковки модель необходимо покрыть облицовочным слоем, который наносится на нее после соединения с ней литьевого штифта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гипсовые формовочные материалы | Ортопедическая стоматология

Основными компонентами гипсовых формовочных материалов являются гипс и некоторые виды окиси кремния. В зависимости от качества гипса, окиси кремния и вида работы формовочная смесь содержит от 25 до 45% гипса. Гипс является связующим веществом. Может применяться как α-, так и β-гипс. Окись кремния придает формовочной массе термостойкость и обусловливает необходимое расширение формы при нагревании. Содержание ее в формовочной смеси колеблется от 75 до 55%. Окись кремния может находиться в трех аллотропических формах (кварц, тридимит и кристобалит). Аллотропические переходы окиси кремния можно изобразить в виде следующей схемы:

Все эти переходы обратимы. При нормальных температурах кварц, тридимит и кристобалит находятся в α-формах, но при определенных температурах (см. схему) превращаются в β-формы. Переход кварца и кристобалита из α- в β-форму сопровождается увеличением объема, что используется для компенсации усадки отливки. Тридимитная форма окиси кремния не применяется для формовочных смесей, так как в данном случае аллотропический переход не сопровождается изменением объема. Таким образом, для составления формовочных смесей применяются только кварц или кристобалит. Кристобалитовые материалы нельзя быстро нагревать при температурах, близких к 300 °С, так как при 200 °С происходит быстрое изменение объема и кристобалит может превратиться в порошок. В качестве регулятора расширения и скорости схватывания в формовочные смеси вводят различные добавки в количестве до 2% (хлорид натрия, борная кислота, тартрат натрия и др.).

Свойства. Время затвердевания и расширение при затвердевании формовочных материалов зависят в основном от гипса. На скорость схватывания этих материалов влияют те же факторы, что и на гипс. Эти факторы одинаково воздействуют на скорость схватывания как чистого гипса, так и формовочной композиции, хотя в ее состав может входить всего 25% гипса. Окись кремния не только придает формовочному материалу термостойкость, но и обусловливает большее расширение при схватывании, что объясняется ослаблением структуры гипса, присутствием окиси кремния и облегчением вследствие этого роста кристаллов гипса, приводящих к большому расширению. Скорость схватывания и величину расширения можно регулировать внесением в формовочную смесь различных солей. Например, сульфат натрия уменьшает время схватывания и величину расширения. Прибавление бората или тартрата натрия приводит к увеличению времени схватывания и уменьшению расширения. Внесением порошка сырого гипса (сыромол) можно достигнуть уменьшения времени схватывания и увеличения расширения. Применение а-гипса приводит к более значительному расширению, так как в этом случае воды расходуется меньше, чем при использовании §-гипса. Во время затвердевания гипсовые формовочные материалы расширяются в пределах от 0,1 до 0,45%.

Попадание воды в формовочный материал в начальной стадии схватывания гипса приводит к значительному расширению оболочки, что является следствием увеличения расстояния между кристаллитами двугидрата гипса, находящегося в этот момент в состоянии геля. В гигроскопическом расширении еще большую роль играет окись кремния, так как в отсутствие ее или же при недостаточном количестве гигроскопическое расширение вообще не проявляется. Окись кремния облегчает проникновение воды в оболочку, что создает условия для расширения всей массы материала. Максимальное гигроскопическое расширение достигается при взаимодействии воды с формовочным материалом до начала схватывания. Если форма полностью схватилась до погружения ее в воду, величина гигроскопического расширения значительно уменьшается.

Увеличению гигроскопического расширения способствуют следующие факторы:

  • 1) увеличение содержания окиси кремния в формовочном материале;
  • 2) повышение дисперсности окиси кремния;
  • 3) применение гипса в качестве связующего материала;
  • 4) густой замес формовочной смеси;
  • 5) погружение формы в воду до начала схватывания или в начальной стадии его;
  • 6) продолжительность погружения;
  • 7) оптимальная температура воды 38—42 °С;
  • 8) облицовка формующего цилиндра (литьевое кольцо) асбестовой бумагой.

Величина гигроскопического расширения может достигнуть 1—2,5%, что вполне обеспечивает компенсацию усадки при литье отливок из сплавов золота. Для создания гигроскопического расширения схватывающуюся в литьевом цилиндре формовочную массу погружают на 30 мин в теплую воду (38 °С). Вода может также абсорбироваться массой из влажной асбестовой прокладки. Гигроскопическое расширение используют только при применении определенных формовочных материалов для литья по выплавляемым моделям. Необходимо точно соблюдать технологический режим изготовления формы (соотношение формовочного материала и воды, температура водяной бани, время погружения). Гигроскопическое расширение, кроме воды, вызывают глицерин, спирт и вазелиновое масло.

Термическое расширение является основным методом компенсации усадки отливок. Для создания такого расширения форму перед отливкой подвергают термической обработке. Конечная температура нагрева формы зависит от вида применяемой окиси кремния. Если формовочный материал содержит кварц, то форму нагревают до 700 °С, если кристобалит, то до 450 °С. При нагревании формы гипс и окись кремния претерпевают физико-химические изменения. Эти изменения протекают без взаимного влияния. При нагревании формы до 125 °С гипс незначительно расширяется (0,12%), а затем в температурном интервале от 125 до 320 °С дает небольшую усадку. Дальнейшее повышение температуры сопровождается значительной усадкой, при 500°С достигающей 1,9%. Последующий нагрев вызывает незначительную усадку. Увеличение объема гипса вначале обусловлено простым термическим расширением, последующая усадка — дегидратацией гипса с образованием вначале полугидрата (CaSO4)2•H2O, а затем ангидрита CaSO4. Усадку гипса при нагревании можно компенсировать введением в формовочную массу хлористого натрия или лучше борной кислоты. Для компенсации усадки гипса достаточно 0,8% хлорида натрия.

Таким образом, внесением в формовочный материал регуляторов расширения можно изменять состав формовочной смеси. При этом надо иметь в виду, что излишек гипса по причине его недостаточной огнеупорности может приводить к растрескиванию формы при нагревании. При изготовления зуботехнических отливок существенное значение имеют те изменения в размерах окиси кремния, которые происходят в пределах температур плавления драгоценных сплавов (до 1000°С).

На рис. 64 можно проследить процесс расширения кварца и кристобалита с ростом температуры. При нагревании кристобалита до 210—260 °С и кварца до 500—600 °С расширение их протекает равномерно и незначительно. Однако при достижении указанных температур происходит резкое увеличение их объема, что обусловлено переходом кварца и кристобалита из α- и β-формы. Кристобалит расширяется больше, чем кварц, и может полностью компенсировать 1,25% усадки золотых сплавов. Формовочные материалы на основе кристобалита имеют значительные преимущества по сравнению с кварцевыми. Для того чтобы полнее компенсировать усадку отливки, расплавленный металл необходимо заливать в формы, нагретые до температуры, при которой кварц и кристобалит находятся в β-форме. Таким образом, форма из кварцевого материала должна быть нагрета до 700 °С, а изготовленная из кристобалита — всего до 350 °С.

Величина термического расширения зависит, кроме того, от соотношения порошка и воды при замесе формовочной массы. При густом замесе наблюдается большее термическое расширение. Регулировать величину термического расширения можно и смешением в различных пропорциях формовочных материалов, изготовленных на основе кварца и кристобалита. Этим методом можно изменять термическое расширение от 0,9 до 1,4%. При охлаждении формы после отливки происходит большая усадка, которая превышает первоначальное термическое расширение. Однако эта усадка не изменяет размеров затвердевшей отливки, так как металл достаточно тверд, чтобы выдержать усадку относительно слабой оболочки. При повторном нагревании охлажденной формы величина повторного расширения меньше первоначального и отливка во вновь нагретой форме меньше по размерам. Кристобалит может вызвать тепловое расширение формовочного материала до 1,8%, а кварц — до 1,4%.

Регулирование времени схватывания формовочного материала за счет изменения температуры воды не рекомендуется, так как это приводит к изменению размеров восковой модели. Опыт показывает, что желательно применять воду комнатной температуры. При изготовлении восковой модели по оттиску надо иметь в виду его усадку после извлечения из полости рта и охлаждения до комнатной температуры. В этом случае для замешивания формовочного материала необходимо использовать воду температуры 37 °С. Поскольку расширение воска имеет большую величину, чем формовочный материал, за счет расширения восковой модели происходит компенсация усадки оттиска. Густые формовочные смеси схватываются быстрее и дают большее расширение при затвердевании. Однако применение очень густых смесей осложняет оформление рельефа восковой модели и может привести к появлению воздушных пузырьков на ее поверхности. Формовочную смесь необходимо тщательно перемешивать, чтобы достигнуть одинакового и равномерного расширения формы. Однако надо избегать излишнего перемешивания, ибо при этом ускоряется схватывание, а оболочка формы получается менее прочной.

При изготовлении формы по восковой модели формовочная масса заливается в металлическое литьевое кольцо, которое оказывает сопротивление расширению схватывающейся массы. Естественно, что это вызывает дополнительное сопротивление термическому расширению восковой модели и полость формы получается меньших размеров, чем в случае свободного схватывания массы. Экспериментально доказано, что все же полость формы получается больше, чем взятая восковая модель. Это объясняется тем, что процесс схватывания гипса — реакция экзотермическая (протекает с выделением тепла). Тепло реакции вызывает термическое расширение воскового образца, который может расширяться в еще мягкой оболочке формовочной массы. Таким образом, расширение модели, а следовательно, и компенсация усадки зависят от экзотермических реакций схватывания гипса. Поскольку густые замесы схватываются с большим выделением тепла, они, естественно, обеспечивают большее расширение. Для создания условий свободного расширения формовочной массы и процесса ее схватывания в литьевом кольце часто делают сплошной разрез или же прокладывают по внутренней цилиндрической стенке кольца лист тонкого асбеста,, выполняющего роль компенсатора расширения.

Изготовленная форма должна обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать давление, возникающее при заливке расплавленного металла через литники в форму. При сложных отливках толщина оболочки невелика и к ней предъявляется требование на повышенную прочность. Материал должен выдерживать давление не менее 5,50 МН/м2. Добавление небольших количеств хлорида натрия или борной кислоты позволяет увеличить содержание гипса в формовочной смеси и тем самым повысить прочность формы. С увеличением температуры при обжиге формы прочность материала формы уменьшается.

Формовочные материалы на основе кварца имеют наименьшую прочность в температурных интервалах 100—125 и 470— 630 °С. В первом случае понижение прочности обусловлено процессом дегидратации, во втором — переходом кварца из α- в β-форму. Кристобалитовые материалы имеют минимальную прочность при 210—200 °С.

Во избежание поломки форм не рекомендуется производить литье металлов в формы, имеющие указанные температуры. Заливать расплавленный металл надо в формы, нагретые выше температур минимальных прочностей формовочного материала.

Формы из кварцевого материала надо заливать металлом при температуре, превышающей 650 °С, а изготовленные на основе кристобалита — при температуре выше 350 °С. Учитывая быстрое остывание форм при извлечении их из нагревательных приборов, для выполнения этого требования кварцевые формы надо нагревать до 700—750 °С, а кристобалитовые — до 450 °С. Установлено, что при диаметре формовочного цилиндра 75—100 мм скорость охлаждения форм составляет 20—25 °С, а при диаметре 25—30 мм — 30—40 °С в минуту. Если форма предварительно не нагрета до температуры, превышающей температуру максимального термического расширения, отливку надо произвести в течение минуты после удаления формы из нагревательной печи. При литье нельзя допускать нагрева, охлаждения и повторного нагрева формы, так как она становится непрочной, в ней образуются трещины, отливка получается с шероховатой поверхностью.

Одним из важных свойств формовочных материалов является пористость. При заливке формы расплавленным металлом газы должны удаляться через поры оболочки, чтобы металл не встречал «обратного давления» газов, находящихся в полости формы. Пористость оболочки зависит от ряда причин, в том числе от формы и размера частиц формовочной смеси. Применение материала с крупными частицами, естественно, обеспечивает получение оболочки формы с большой пористостью. Однако решающим фактором получения отливки с гладкой поверхностью является размер частиц. Чем меньше частички формовочного материала, тем меньше неровности на поверхности зуботехнической отливки. Если частички имеют диаметр 0,4 мм, высота неровностей на отливке достигает 270 мкм. При диаметре частиц 0,07 мм высота неровностей всего 44 мкм, что соответствует уже 4—5-му классу чистоты поверхности.

На первый взгляд мелкий порошок не способен образовывать пористую оболочку и для создания необходимой пористости надо добавить некоторое количество крупнозернистого порошка окиси кремния. Это неверно. Высокая пористость оболочки формы наблюдается при использовании порошков с частицами одинакового размера, причем пористость тем выше, чем форма частиц ближе к сферической. Смесь частиц различных размеров образует непористые оболочки форм. Густой замес формовочного материала, а также смесь, содержащая большое количество гипса, дают менее пористую оболочку формы. На чистоту поверхности отливки, кроме зернистости, влияет состав формовочных материалов, соотношение жидкости и порошка при затвердевании массы, температура формы и заливаемого сплава, а также давление при литье. Установлено, что при более жидком замесе получается грубая поверхность отливки. Зернистость гипса, не засоренного известняком, не оказывает большого влияния на вид отливки, так как при схватывании он перекристаллизовывается.

Два свойства формовочных материалов — прочность и пористость — находятся в противоречии. Для увеличения прочности надо применять порошок разной зернистости и небольшой величины. Наоборот, хорошая газопроницаемость отмечается в случае использования порошка одинаковой крупной зернистости. Ввиду этого на практике прибегают к различным технологическим приемам, которые рассмотрены ниже.

При температуре 400—860 °С сульфат кальция и различные вещества, содержащие серу и входящие в состав формовочной массы, могут разлагаться с образованием сернистого газа, сероводорода и других соединений серы. Эти продукты вызывают внутрикристаллическую коррозию. Для предотвращения коррозии к формовочному материалу добавляют графит или тонко измельченный порошок меди. Удовлетворительный эффект дает выдержка формы при температуре литья в течение часа. За это время образующиеся летучие сернистые соединения удаляются вместе с газами.

При остывании до комнатной температуры все отливки дают определенную усадку при:

  • 1) затвердевании металла;
  • 2) остывании расплавленного металла до температуры отвердения;
  • 3) остывании отливки от температур кристаллизации до комнатной температуры.

Усадка расплавленного металла не имеет значения, так как полностью компенсируется притоком металла в форму. Если полость формы имеет размеры модели из воска, то в результате усадки отливка будет меньше образца-модели. Для компенсации усадки необходимо, чтобы размеры полости формы были больше модели на величину усадки. Усадка золотых зуботехнических отливок составляет 1,25—1,3%. Литники достаточных размеров могут служить источниками питания (прибыли) остывающей отливки.

  Формовочные материалы — Med24info.com

  Формовочные материалы

  Материалы, применяемые для создания формы при литье металлов и ставов, называют формовочными. Они должны обладать следующими свойствами:
а)              быть огнеупорными;
б)              быть достаточно прочными;
в)              состоять из высокодисперсных порошков для обеспечения гладкой поверхности отлитой детали;
г)              быть газопроницаемыми;
д)              обладать способностью компенсировать усадку
затвердевающего сплава;
е)              не содержать веществ, которые могут ухудшить качество отлитой детали;
ж)              не прикипать, не сращиваться с отливаемой деталью.
Различают два вида формовки восковой композиции: одномоментный и двухмоментный. Золотые, золотоплатиновые. серебряно-палладиевые сплавы допускают одномоментную формовку без заметного снижения качества литья. Нержавеющая сталь, КХС и их аналоги для точного литья требу ют двухмоментной формовки. В этом случае сначала на восковую композицию наносится тонкая облицовочная «рубашка» Вторая, более объемная часть, заполняющая пространство между облицовкой и внутренними стенками опоки (формы), служит для поддержания «рубашки» и отвода литьевых газов.
В зависимости от связующего вещества формовочные материалы делятся на гипсовые, фосфатные и силикатные.
В гипсовых материалах связующим веществом является гипс, смешанный с кремнеземом, Они используются при литье сплавов благородных металлов. Усадка, например, золотых сплавов составляет 1,25-1,3% объема, что вполне компенсируется расширением гипсового формовочного материала. В нашей стране применяется стандартная смесь «Силаур», состоящая из кремнезема и гипса, смесь ТГС и чешская масса «Эксподента». При изготовлении отдельных литых деталей протезов возможно применение двух частей кварцевого (речного) песка и одной части гипса. Все упомянутые смеси желательно замешивать на воле, имеющей температуру около 30°С, чтобы полнее ощущаюсь выделение гепла при замешивании и затвердевании массы. Если такую температуру выдержать до полного схватывания массы, форма окажется способной полностью компенсировать усадку сплавов благородных металлов.
В фосфатных материалах свя зующим звеном является фосфатный цемент, смешанный с кремнеземом или кварцевым песком. Выдерживая температуру до 1600°С, фосфатные материалы позволяют отливать детали из нержавеющей хромоникелевой стали. Однако, они имеют ограниченную возможность компенсации усадки при лилье, так как форма
практически не расширяется при нагревании. Для компенсации усадки специалисты применяют специальные прокладки, уложенные по внутренней стенке опоки и другие приемы.
Из зарубежных материалов хорошо зарекомендовали себя массы, содержащие фосфат: «Вироплюс», «Вировест», «Бего- рал» и др., предлагаемые фирмой БЕГО (ГЕРМАНИЯ) и позволяющие отливать сплавы высококаратных благородных металлов, полублагородных и цветных металлов с высокой степенью точности литья. Дзя отливок из титана разработана специальная масса «Танковест».
Для особо точного литья кобальтохромовых сплавов чаще применяют силикатные формовочные материалы, в состав которых входит этилсиликат (продукт взаимодействия этилового спирта с четыреххлористым кремнием) и маршалит (мелкодисперсный, прокаленный предварительно при 9001gt;С в течение двух часов кварцевый песок). Дпя облицовки применяется гидролизованный этилсиликат, который готовят следующим образом: в сосуд большой емкости выливают 150 мл этилсиликата. К нему небольшими порциями добавляют смесь 90 мл этилового спирта (крепостью 94-96 гр.) с 11 мл дистиллированной и подкисленной (0,77 мл 36% соляной кислоты) воды. При смешивании следят за тем, чтобы температура в сосуде не превышала 50°С. Через 30-40 минут сосуд плотно закрывают и оставляют на 72 часа. Получившийся гидролизованный этилсиликат пригоден в течение двух недель при условии хранения его в плотно закупоренном сосуде при температуре 18-20″С.
Для облицовки к двум частям маршалита добавляют одну часть гидролизованного этилсиликата, все тщательно перемешивают и наносят на восковую модель. Применявшееся длительное время вместо этилсиликата жидкое стекло (силикатный канцелярский клей) в настоящее время используется лишь для создания пробок в опоке (форме), предотвращающих высыпание второй, упаковочной массы. Для создания облицовочного слоя или огнеупорной «рубашки» вокруг восковой композиции используют стандартные заводские комплекты «Формолит», массу «ОФ-М» и др.
В качестве материала, служащего для поддержания огнеупорной «рубашки» при двухмоментной формовке или паковке используется кварцевый песок, предварительно прокаленный при 900″С с добавлением к нему борной кислоты или глинозема.

Источник: Смирнов Б А.. Щербаков А. С., &laquoЗуботехническое дело в стоматологии.» 2002

А так же в разделе «  Формовочные материалы »

Фосфатные формовочные материалы | Ортопедическая стоматология

Формовочные материалы — плохие проводники тепла, что может вызвать разницу температур внутренней и наружной поверхностей формы при ее нагреве. Вначале процесса нагрева формы эта разница велика, но со временем уменьшается. Высокая скорость нагрева и помещение формы в предварительно нагретую печь создают большую разность температур наружной и внутренней стенок формы. Наружные слои формы в этих условиях расширяются больше внутренних, форма расширяется неравномерно, в результате чего возможны трещины. Формовочные материалы на основе кристобалита характеризуются высоким термическим расширением, поэтому формы из кристобалитовых материалов необходимо нагревать постепенно, начиная с комнатной температуры. У формовочных материалов гигроскопичного расширения на основе кварца термическое расширение составляет всего 0,5%, поэтому формы из такого материала можно без риска помещать в предварительно нагретую до 500°С печь. После удаления восковой модели в полость нагретой формы быстро вливают расплавленный сплав.

Гипсовые формовочные материалы

Состав и свойства. Гипсовые формовочные материалы характеризуются низкой огнеупорностью. Их нельзя применять при литье нержавеющей стали и кобальтохромовых сплавов, температура плавления которых 1200—1600 °С. Недостаточная огнеупорность этих формовочных материалов обусловлена термической неустойчивостью гипса, уже при 1000 °С разлагающегося на окись кальция и двуокись серы. Эти продукты разложения гипса, воздействуя на сплав, ухудшают его свойства и вызывают коррозию. Усадка золотых сплавов составляет примерно 1,25%, и расширение гипсового формовочного материала вполне компенсирует ее. Усадка же нержавеющих сталей достигает 2,7%, и расширение гипсовых формовочных материалов не может компенсировать эту усадку. При литье зубных деталей из нержавеющих сталей, температура плавления которых около 1300 °С, удовлетворительные результаты можно получить, используя фосфатные формовочные материалы.

В табл. 63 приведены некоторые патентные составы выпускаемых зарубежными фирмами формовочных фосфатных материалов для зуботехнических деталей из нержавеющих сталей. Составы А и В подобны фосфатным цементам, применяемым при пломбировании зубов. Фосфорная кислота или фосфорный ангидрид реагирует с окисью цинка, окисью алюминия или окисью магния. Образующиеся при этом фосфаты прочно связывают крупинки кварца или кристобалита.

При прокаливании формы ортофосфаты превращаются в пирофосфаты, которые хорошо выдерживают температуру при литье нержавеющей стали. Схватывание состава В обусловливается теми же процессами, которые протекают при затвердевании силикатного цемента. Формовочный материал состава Г затвердевает за счет связывания зерен кварца фосфатом в соответствии с уравнением:

2O + MgO + NH4H2PO4 → NH4MgPO4 • 6Н2O.

При отжиге фосфат теряет аммиак и дегидратируется, превращаясь в первичный пирофосфат магния. Порошки фосфатных формовочных материалов составов А, Б и В замешивают специальной жидкостью, а порошок состава Г — водой. На 100 частей порошка берут 30—40 частей жидкости. Время схватывания 7—17 мин.

Техника использования рассматриваемых формовочных масс обычная для прецизионного литья. Вокруг восковой модели путем обмазывания создают оболочку, которую в литейной форме заливают более жидкой смесью. Обжиг формы осуществляют при постепенном нагревании в воздушной печи до 1100°С. Формы из фосфатных материалов не обладают свойством гигроскопического расширения. Надо помнить, что к плохо прокаленным формам прилипает отливка. Выжигать восковую модель необходимо при постепенном повышении температуры. В противном случае возможно не только растрескивание формы, но и порча ее газовыми пузырьками, возникающими при разложении остатков воска.

Формовочные материалы — Студопедия

Технологической стадией, предваряющей литье металлических сплавов, является формовка.

Формовка — это процесс получения формы для литья металлов, а формовочная масса служит материалом для этой формы.

Основными компонентами формовочных масс являются огнеупор­ный мелкодисперсный 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 метал­
ла коэффициентом термического расширения.

В создании расширяющейся литейной формы играют роль четы­ре механизма:

1) расширение при твердении формовочной массы. Возникает как
результат обычного роста кристаллов. Расширение, вероятно, увели­чивают частицы окиси кремния в формовочной массе, которые пре­пятствуют формированию кристаллической структуры гипсовых фор­мовочных материалов, вызывая их расширение кнаружи. Этот тип расширения в обычных условиях, как правило, составляет около 0.4%, но расширение частично ограничено металлическим кольцом опоки;

2) гигроскопическое расширение. Его можно использовать для уве­личения обычного расширения. Формовочной массе дают отвер­деть в присутствии воды, вызывая дополнительное расширение. Предполагается, что вода, в которую погружается формовочная мас­са, замещает воду, занятую в процессе гидратации. Это удерживает
пространство между растущими кристаллами, позволяя им непре­рывно расширяться наружу вместо их ограничения. Это расшире­ние варьируется от 1,2% до 2,2%, и его можно контролировать добав­лением определенного количества воды к твердеющей формовочной массе;


3) расширение восковой модели. Возникает в жидкой формовоч­ной массе, когда воск нагревается до температуры, при которой он моделировался. Тепло может выделяться от химической реакции вформовочной массе или от водяной бани, куда погружено кольцо.
Расширение восковой модели при нахождении формы в воде мень­ше, чем в случае застывания формовочной массы на воздухе;

4) термическое расширение. Расширение формовочной массы воз­никает при нагревании ее в муфельной печи. Нагревание формы по­могает также убрать восковую модель и избежать застывания спла­ва до полного заполнения формы. Метод высокотемпературного
выжигания в первую очередь основывается на термическом расши­рении формы. Формовочной массе вокруг восковой модели дают затвердеть на воздухе при комнатной температуре, а затем нагрева­ют приблизительно до 650° С. При этой температуре формовочная масса и металлическое кольцо опоки расширяются достаточно, что­ бы компенсировать усадку золотого сплава. 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 теплостойкость. 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° С. Номинальная температура разогревания формы по­добного состава до заливки металла составляет 700-750° С. Эти формы непригодны для получения отливок из нержавеющей стали, температура плавления которой равна 1200-1600° 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 тонкоизмельченной смеси гип­са и динасового порошка (кремнезема) в соотношении 3:1. Замеши­вание проводят водой, 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 назначение имеет СМ-10 Кристобалит про­изводства фирмы «С & М» и др.

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

Глория специалъ — формовочная масса на основе кварца и твер­дого гипса предназначена для литья сплавов металлов, точка плав­ления которых не превышает 1000° С. Материал имеет очень тон­кую зернистость. В качестве жидкости затворения используется вода. Продолжительность затвердевания составляет 20 мин. Кюве­ту следует нагревать до температуры 700° С. При длительных темпе­ратурах свыше 800° 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, превращается в течение 15 мин в твердую массу, которую можно уже спустя 1 ч постепенно нагревать. Состав пре­дусмотрен с таким расчетом, чтобы в критическом температурном интервале между 200-300° С не произошло внезапного изменения объема, что гарантирует компактность формы. Литье отличается высокой точностью.

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

Фосфатные формовогные материалы состоят из порошка (цинкфосфатный 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 0,027 «С»1. 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 «Спофа Дентал» (Чехия) применяется для литья высокоплавких (хромокобальтовых) сплавов. Для улучшения качества приготовле­ния массы целесообразно использование вибратора.

Силикан-F — фосфатная формовочная масса, содержит самые чис­тые сорта кварца и жаростойкого вяжущего материала. Зернистость формовочной массы выбрана с таким расчетом, чтобы продолжи­тельность затвердевания, прочность формы после обжига и измене­ния объема были оптимальными для применяемого лабораторного изготовления протезов из высокоплавких сплавов.

Для замешивания Силикона можно использовать воду (соотно­шение 1:1), но для предотвращения возможной деформации формы в этом случае необходимо применить бумажную манжету. Наиболее целесообразным для замешивания является использование золь-кремниевой кислоты (жидкость Силисан), так как 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.

Безуглеродистую тонкозернистую фосфатную формовочную массу Уолдвест (фирма «Уолд Эллайз», США), расфасованную в упаковки по 60 и 100 г в комплекте со специальной жидкостью, применяют для безопорочного литья сплавов металлов. При отливке каркасов протезов в металлической опоке следует использовать специальную бумажную прокладку (манжету).

Пауэр Кэст — это тонкозернистый, свободный от углерода формо­вочный материал, обеспечивающий быстрое выгорание и создающий безопочным методом литьевую форму, не имеющую трещин. Он вы­держивает быстрый подъем температуры, легко разбивается, 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%.

Пауэр Кэст Ринглесс Систем — комплект материалов, обеспе­чивающий полностью способ безкольцевого 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. Резервуары, образованные у литникового канала, предупреждают появление пор. Усилены и сде­ланы более долговечными основания направляющих шаблонов.

При использовании металлической опоки внутри нее помещают керамическую или бумажную прокладку (манжету), не доходящую до краев на 6 мм. Прокладку закрепляют мягкой восковой проволо­кой. Опоку с прокладкой устанавливают в воду на 1 мин, 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 Вакумиксер, шпатель, мерный стакан, пластиковая опока и литниковая чаша, формовочный материал и жидкость для его замешивания.

Рекомендуемые соотношения порошка и жидкости: 60 г/14 мл; 90 г/21 мл; 100 г/23 мл. В емкость для замешивания необходимо налить отмеренное количество жидкости, добавить в нее порошок и в течение 20 с проводить ручное перемешивание.

Затем на 90 с перейти на механическое смешивание в условиях вакуума с низкой скоростью (350-450 об/мин). При этом вакуум­ный вибратор включается на 2-3 с, после чего смесь остается в ваку­уме, но без вибрации еще 5-10 с.

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 Пауэр Кэст опоку можно сразу поместить в горячую печь при температуре 700-800° С, затем под­нять температуру до конечной величины и выдержать литьевую форму в печи в течение 40 мин. Экономия времени при таком спосо­бе составляет приблизительно 80 мин.

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

Форму можно поместить также в холодную печь для двухступен­чатого прокаливания. Скорость подъема температуры от комнатной до 430° С составляет 8° С/мин. При температуре 430° С форму нужно выдержать 30 мин, а затем поднять температуру до максимальной величины со скоростью нагрева 14° С/мин и выдержать еще 30 мин. Литье сплава проводится с помощью кислородно-пропановой го­релки или на индукционной машине в соответствии с инструкциями 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 материала после литья обеспечивает легкое удаление отливки из формы. Расширение 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 800° С + 50е 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 (рис. 37) — 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 применяется тетраэтилортосиликат [Si(OC2H5)J, 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) введен этилсиликат. В качестве огнеупорной составляющей (порошка) чаще применяются кварц, маршаллит, 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.

курит — масса формовочная огнеупорная для литья из сплавов золота — обладает необходимой прочностью и чистотой поверхности. Представляет собой смесь кристобалита с техническим гипсом. Тер­мическое расширение при 700° С составляет не менее 0,8%. Массу замешивают на воде в соотношении 100 г порошка и 35-40 мл 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 при литье каркасов съемных и несъемных протезов из высокотемпературных сплавов. Сиолит состоит из по­рошка и жидкости. Порошок представляет собой смесь кварцевого песка, фосфатов и периклаза. Жидкостью является силиказоль. Ха­рактеризуется высокими компенсационными и прочностными свой­ствами.

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

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

Известна также паковочная масса Вировест. Она поставляется в двух вариантах: для замешивания с использованием воды (твердость140 Н/мм2) или с использованием прилагаемой к ней жидкости (твер­дость 180 Н/мм2). Более твердой (190 Н/мм2) является масса Виро-плюс. Применяется также наполненная графитом формовочная масса фирмы «Бего» (Германия) Бегостал (расширение 2,45%), предназ­наченная для литья сплавов благородных металлов, а кроме того, замешиваемые на дистиллированной воде Ауровест Софт и Дегу-вест Софт (расширение — 2,15%) и безграфитная Ауровест Б (рас­ширение — 2,45%).

Дегувест HFG — фосфатосодержащая 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 колеблется от 1,2 до 2,0%. Две последние массы предназначены для литья каркасов металлокерамических про­тезов из благородных сплавов металлов.

Формовочная масса Сегакэст фирмы «Гафнер» является фосфат­ной 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. Им является Моль-дин — плотная однородная пластичная масса, в состав которой вхо­дят каолин, глицерин, гидрат окиси натрия (или калия). Материал применяют при штамповке коронок в аппарате Паркера.

11 Формовочные материалы

Формовочные материалы

Технологической стадией, предваряющей литье металличе­ских сплавов, является формовка — процесс получения формы для литья металлов, а формовочная масса служит материалом для этой формы. Основными компонентами формовочных масс являются огнеупорный мелкодисперсный 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 тепло­стойкость. 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 °С. Номинальная температура разо­гревания формы подобного состава до заливки металла состав­ляет 700-750 °С. Эти формы непригодны для получения отливок из нержавеющей стали, температура плавления которой равна 1200-1600 °С, из-за разрушения гипса, а потому их применяют для литья изделий из сплава золота.

Кроме типичных отечественных материалов данной группы (Силаур, Силаур-ЗБ, Силаур-9) необходимо отметить их им­портные аналоги СМ-10 Кристобалит, Глория специалъ, Экспадента и др.

Фосфатные формовочные материалы состоят из порошка (цинкфосфатный 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 0,027 °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.

Среди материалов этой группы следует отметить Силикон, Силикан-F, Уолдвест, Пауэр Кэст, Пауэр Кэст Ринглесс Сис­тем, Вест-Джи, Фудживест, Фудживест Супер, Альфакаст №2, Керамикор и др.

Для их замешивания используют специальные смесители, например Вакумиксер.

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, 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) введен этилси-ликат. В качестве огнеупорной составляющей (порошка) чаще применяются кварц, маршаллит, 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.

Эти материалы применяют для отливки зубов и деталей протезов из нержавеющей стали (Формолит), из сплавов золо­та (Аурит), а также каркасов съемных и несъемных протезов из высокотемпературных сплавов (Сиолит).

Кроме указанных материалов известны также паковочные массы Вировест, Вироплюс, Бегостал, Ауровест Софт, Дегувест Софт, Дегувест HFG, Сегакэст и др..

Для дублирования моделей челюстей применяют гидрокол­лоидные и силиковновые материалы. Так, например, для полу­чения форм по гипсовым моделям челюстей для их дублирова­ния используют поливинилсилоксановый материал Бисико Дубль, который выпускается в двух флаконах, содержащих жидкую пасту синего и белого цветов. При замешивании в те­чение 1 минуты приобретает голубой цвет. Рабочее время, включая продолжительность замешивания, составляет 5 мин. Затвердевание длится 30 мин. Линейная усадка равна 0,1 %, твердость — 22 shore A (пo ISO 4823, тип 3).

Материалы для изготовления стоматологических форм, используемые в ювелирном деле

Ювелиры всегда формуют предметы и детали, чаще всего их используют для изготовления восковых моделей для литья. В ювелирной промышленности есть много материалов для вулканизированной резины и силиконовой пресс-формы, предназначенных для этой цели, но что если вам нужно сделать пресс-форму за пределами вашей хорошо укомплектованной студии? Вот два нетрадиционных материала для изготовления пресс-форм, заимствованные из области стоматологии, которые будут работать в крайнем случае.

Стоматологические материалы в ювелирном деле

Гипс .Ювелиры забыли, насколько полезными могут быть пластыри для определенных задач, особенно для дублирования предметов с низким рельефом. Моя любимая серьезная гипсовая штукатурка — Vel-Mix, материал, используемый стоматологами для изготовления очень твердых моделей ваших зубов и десен. Vel-Mix работает как любая штукатурка, но он чрезвычайно твердый, прочный и долговечный, и он настолько мелкозернистый, что воспроизводимость поверхности, которую он предлагает, почти идеальна.

Гипс отлично подходит для лепки медальонов. Сначала вы делаете пластилиновую модель медальона с изображением рельефа (без поднутрений).Затем вы делаете вокруг него стену из глины, воска или бумаги и вливаете в Vel-Mix. После того, как это установлено, вы просто удаляете модель.

Ганоксин спонсируется

Прежде чем использовать его для создания воска, погрузите его в воду на 10 минут, чтобы предотвратить прилипание воска к нему. Расплавьте воск (лучше всего использовать инъекционный воск), вылейте его в оттиски и используйте кусок листового металла, чтобы выжать излишки воска.(Чтобы сделать более тонкий медальон толщиной от 1 до 2 мм, просто налейте или вылейте воск в гипсовую форму.) Полученная модель воска слегка сжимается и может легко перемещаться из формы Vel-Mix.

Альгинат . Простые в использовании и очень недорогие альгинатные составы, поставляемые стоматологами, ювелирными изделиями и скульптурами, создают отличные быстрые формы. Вы, вероятно, больше всего знакомы с альгинатом по своему опыту в кабинете стоматолога. Когда стоматолог кладет этот поднос в рот с помощью материала для гуппи, который готовится через минуту, она использует альгинат.Он обеспечивает отличную детализацию, очень быстро настраивается и не токсичен. Вы смешиваете это, выливаете это, или применяете это с лопаточкой на объект, который будет отформован, и ждите минуту, пока это установится.

Затем вы можете снять его с объекта и налить в него расплавленный инъекционный воск. Как только воск застынет, удалите его и залейте еще один. Вы получите от шести до 15 восков из альгинатной формы, прежде чем она сломается.

Что такое альгинат | Альгиновая кислота, альгинаты и муляж, альгинат

Современные альгинаты для литья под давлением, полученные из зубных составов, известных как слепочный материал . Фактически определение альгината обычно упоминается как слепочный материал в стоматологии. Однако альгинаты также широко используются в медицине для перевязок и ухода за ранами, а также в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки. Узнайте больше об этом на Wikepedia.

Альгинатный состав

Альгинат , используемый для литья под давлением и изготовления пресс-форм, отличается более медленным временем схватывания по сравнению с зубными формулами.Большинство формул состоит из сырья, известного как альгинат натрия, который получают из морских водорослей, а именно из осушенной ламинарии (прочитайте, как альгинат используется и производится). Затем и объединяются с другими материалами для получения гелеобразного вещества при смешивании с водой. Однако соли альгината кальция и калия также используются в качестве сырья в специализированных формулах.

Две группы

EnvironMolds производит две группы оттискных материалов, разработанных для безопасного литья кожи.

Первая группа — это формула без диоксида кремния, которая является экологически безопасной и удобной для пользователя. У этой семьи более мягкий набор, который идеально подходит для кастинга младенцев и маленьких детей, поскольку он очень нежный на модели. Не содержащая диоксида кремния формула обеспечивает гораздо больший охват, поскольку ее соотношение в смеси составляет 1 часть порошка на 7 частей воды (по сравнению с традиционными формулами, в которых используется 1 часть порошка на 3 части воды), что делает ее наиболее экономичной формулой альгината на рынке когда оценивается по объему производства.

Второй класс альгинатов — это традиционная формула, которая обеспечивает более прочную схватку благодаря глинистым наполнителям.Но традиционная формула имеет классическое соотношение смеси: 1 часть порошка и 3 части. Таким образом, он имеет меньший охват фунтом, чем семейство без кремнезема. Но его более высокая прочность делает его лучшим выбором для более крупных пресс-форм, поскольку они менее склонны к разрыву.

EnvironMolds также предлагает марку FiberGel, в состав которой входит волокно для улучшения прочности на разрыв и удержания влаги, что значительно замедляет усадку. Это превосходная альгинатная формула для больших форм и литейных форм.

Советы по применению

Формулы для изготовления форм на водной основе известны как отработанные формы, так как их обычно можно использовать только для одной, возможно, для двух отливок, потому что форма с течением времени сжимается при испарении воды.Таким образом, вам нужно залить в форму в течение 3 часов для достижения наилучших результатов. Исключением является наш продукт FiberGel, который допускает 12-часовую задержку до заметного сокращения. Читайте об эффекте в журнале Art Casting Journal.

Вот еще несколько вещей, которые вы должны знать об использовании альгинатных художественных форм:

  • Заданное время можно варьировать, изменяя толщину материала и температуру воды. Более толстые, более теплые смеси занимают больше времени, чем более холодные, более тонкие смеси.Производитель будет иметь свои рекомендации по упаковке; тем не менее, вы можете наилучшим образом достичь желаемых результатов, экспериментируя и испытывая различные толщины и температуры.
  • Вы можете налить почти любой материал на водной основе в форму, чтобы сделать отливку, но если вы используете материал для отливки, который выделяет тепло, тепло превратит воду в вашей форме в пар и повредит как форму, так и отливку.

Муляж

Мы также предлагаем многоразовый слепочный материал, известный как Moulage.Это также безопасно для кожи, но нагревается, чтобы расплавить это и затем применено к предмету. После использования муляж можно переплавить и использовать повторно.

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации о выборе правильного альгинатного продукта и правильных количеств, пожалуйста, прочитайте таблицу выбора.

Важно: , пожалуйста, прочитайте эту статью о влиянии жесткой воды перед использованием любого из альгинатных продуктов. Использование жесткой воды может испортить вашу смесь для изготовления пресс-форм. Его симптомы представляют собой смесь, которая не будет смешиваться гладко.Это часто выглядит как творог или овсянка.

.

Перечень пластиковых литьевых материалов

Обычные пластиковые материалы для широкого применения

Выбор правильного пластика для ваших деталей очень важен. Материал должен быть выбран на основе предполагаемого применения детали. Он должен быть в состоянии противостоять различным условиям, в которых будет находиться деталь. Для некоторых применений может потребоваться очень специализированный, высокопроизводительный и дорогостоящий материал. Но для многих один из распространенных, недорогих, товарных пластмассовых материалов будет адекватно работать в широком диапазоне применений.Вот пять самых распространенных пластиковых смол:

PE

polyethylene part Полиэтилен (ПЭ) является самым популярным пластиком в мире, и на его долю приходится 34% всего рынка пластмасс. Существует полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). ПЭНП изготавливается с высоким давлением и высокой температурой, тогда как ПЭНП изготавливается с относительно низким давлением и низкой температурой.

ПЭНП является наиболее гибким типом полиэтилена, и он широко используется в упаковке.Он обеспечивает превосходную влагостойкость, хотя его не следует использовать в суровых погодных условиях или в условиях высокой температуры. Обладает высокой ударной вязкостью и хорошей химической стойкостью. Это недорогой вариант, который легко обрабатывается большинством методов.

Эта универсальная смола используется для многих повседневных продуктов, таких как полиэтиленовые пакеты, пластиковые пленки, бутылки, контейнеры, крышки и крышки. Это также используется, чтобы сделать кольца с шестью пакетами, игрушки и компьютерные компоненты. Он часто перерабатывается и превращается в такие предметы, как мусорные баки, напольная плитка, панели и мебель.

PP

polypropylene part Полипропилен (ПП) является вторым наиболее широко производимым пластиком в мире после полиэтилена (ПЭ). Его поведенческие характеристики похожи на ПЭ, но он немного тверже и более теплостойкий. Это товарный полимер, популярный в упаковочной и этикеточной промышленности.

PP прочен, устойчив к усталости и химическим воздействиям, но уязвим к ультрафиолетовому излучению и легко воспламеняется. Это универсальный пластик, так как он легко подгоняется с помощью добавок.Это естественно белый.

Из-за эластичности полипропилена он является хорошим материалом для живых петель. Это также используется во многих общих пунктах, таких как ведра, упаковка, пробки для бутылок, игрушки и многие другие предметы.

ABS

Acrylonitrile butadiene styrene ABS part Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) также является одним из наиболее распространенных и широко используемых пластиковых материалов в мире. Ударопрочность и ударная вязкость являются двумя наиболее важными характеристиками материала АБС, и эти качества делают его таким популярным, недорогим, товарным термопластичным полимером.Он используется в широком спектре продуктов в автомобильной, бытовой и электронной промышленности, а также во многих других.

ABS обеспечивает превосходную прочность и термостойкость. Он сочетает в себе прочность и жесткость акрилонитрильных и стирольных полимеров с ударной вязкостью полибутадиена, каучукового материала, даже при низкой температуре. Стирол дает пластику блестящую, стойкую к окраске высококачественную поверхность.

ПОМ (ацеталь)

Polyoxymethylene POM part Полиоксиметилен (POM) также широко известен как ацеталь, а также известен как полиацеталь и полиформальдегид.Он считается термопластом инженерного сорта, на шаг впереди товарных пластиков по характеристикам и цене. Он обеспечивает высокую жесткость, отличную стабильность размеров и используется для точных деталей, требующих низкого трения.

POM обеспечивает высокую прочность, жесткость и твердость, а также устойчив к химическим растворителям. Это непрозрачный белый в своем естественном состоянии, но его легко окрасить в любой цвет.

POM — хороший выбор для высокопроизводительных компонентов, таких как малые зубчатые колеса и подшипники, а также для других областей применения, где компонент контактирует с другими деталями, такими как пластиковые шестерни и шариковые подшипники.Он широко используется в автомобильной и бытовой электронике, а также в оправах для очков, пистолетах, рукоятках ножей и других предметах, требующих прочности и ударной вязкости.

PS

Polystyrene PS part

Полистирол (ПС) — широко используемый полимер, который может быть твердым или вспененным. Как твердое вещество, он используется для изготовления таких вещей, как одноразовые столовые приборы, а в своем пенном состоянии (пенополистирол) его можно выдавливать для изготовления таких вещей, как упаковка арахиса и одноразовые стаканчики для питья.

PS ясный, твердый и довольно хрупкий (подумайте о том, как легко зубья могут сломаться от пластиковой вилки). Это естественно прозрачный, но может быть окрашен красителями. Он не поддается биологическому разложению, поэтому многие элементы ПС, особенно предметы «одноразового использования», способствуют возникновению проблемы сора в мире. Он также используется для изготовления футляров для компакт-дисков, рамок номерных знаков и пластиковых моделей.

,

Что такое ротационное формование? (Rotomolding)

Существует множество способов изготовления полых предметов с использованием пластика, и ротационное формование (или ротационное формование), вероятно, является одним из наиболее доступных и эффективных методов в нашем распоряжении. В этом информативном руководстве рассматривается, для чего еще используется технология, каковы ее основные преимущества и какая другая полезная информация.

Ротационное формование (или ротационное формование) — это технология производства, которая значительно улучшилась за последние 20 лет, и с каждым днем ​​все больше и больше компаний используют этот многофункциональный процесс.Он используется в основном для изготовления полых деталей, добавляя пластиковый порошок в форму, похожую на оболочку, а затем вращая и нагревая ее одновременно. Во время этого процесса порошок плавится в слой жидкости без пузырьков, который принимает форму внутренней поверхности формы. Затем массу охлаждают и полую часть удаляют. Этот процесс довольно часто используется для изготовления резервуаров (см. Изображение ниже), но он также может быть использован для изготовления сложных медицинских изделий, игрушек, предметов досуга и многого другого.

Цистерны и контейнеры, изготовленные методом ротационного формования, имеют толщину стенок от 0,5 до 20 мм. Их вместимость может достигать 13 000 галлонов.

Процесс начинается с загрузки металлической формы порошкообразным полимером (в основном, полиэтиленом). Металлические компоненты также могут быть помещены в форму и включены в окончательную форму.

Пресс-форма помещается в камеру печи и вращается вдоль 2-х осей. Температура поддерживается на уровне 500–680 ° F (260–370 ° C) в зависимости от используемого материала.Во время этого процесса расплавленный материал прилипает к внутренней поверхности формы.

После того, как расплавленный материал сформировал объект, он охлаждается и удаляется. Затем пресс-форма снова загружается, и процесс повторяется столько раз, сколько это необходимо.

Разделение формы (линия или ребро, которое появляется в точке, где форма отделена) удаляется посредством обрезки. Некоторые элементы, такие как отверстия, отверстия, винты и пазы могут быть добавлены на этом этапе.

  1. Загрузка материала внутри формы
  2. Расплавление материала внутри формы
  3. Охлаждение формы
  4. Постобработка

Машины для ротационного формования включают в себя печь, камеру охлаждения и шпиндели формы.Формы обычно изготавливаются из алюминиевого сплава с ЧПУ или литья металла. Такие детали намного толще, чем аналог, изготовленный из нержавеющей стали. Формы также могут быть изготовлены из сварной листовой стали в зависимости от размера и сложности детали.

Большинство материалов, которые используются в ротационном формовании, относятся к полиэтиленовой группе (около 80%), причем наиболее распространенными среди них являются:

  • Сшитый полиэтилен (PEX)
  • Полиэтилен низкой плотности (LDPE)
  • Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)
  • Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

Эти материалы также содержат другие компоненты, такие как пластизоли ПВХ, нейлон и полипропилен.Основные требования к этим материалам:

  • Высокая термическая стабильность
  • Достаточная стойкость к окислению
  • Пластичность (легкий поток через все полости пресс-формы)

Ротомолдинг в основном используется для изготовления промышленных резервуаров и контейнеров. Полный список других приложений можно найти ниже:

  • Септики
  • Резервуары для хранения химикатов
  • Масляные баки
  • Топливные баки
  • Резервуары для очистки воды
  • Транспортировочные баки
  • Дорожные знаки
  • Контейнеры
  • Игрушки и досуг
  • Обработка материалов
  • Морская промышленность

Ротомолдинг имеет как преимущества, так и недостатки, как и любая технология производства.Это часто по сравнению с литьем под давлением (IM). Rotomolding и IM являются двумя популярными технологиями, которые используются для различных отраслей промышленности. Они имеют много общего и иногда даже взаимозаменяемы, но, как правило, эти два процесса используются для разных случаев.

Недостатки ротационного формования по сравнению с литьевым прессованием

  • Менее сложный дизайн для пресс-форм
  • Более низкие допуски

Преимущества ротационного формования

Хотя ротационное формование считается менее точной технологией, чем литьевое формование, и имеет более длительное время цикла ( 1-2 цикла в час против нескольких секунд для литья под давлением), он по-прежнему имеет некоторые явные преимущества, которые делают его незаменимым.

  • Разнообразие вариантов отделки и цвета поверхности
  • Относительная свобода проектирования
  • Равномерная толщина стенок
  • Прочность
  • Изделия без напряжения
  • Устойчивое и в то же время легкое литье
  • Практически без отходов материалов
  • Доступная стоимость инструментального оборудования
  • Прочные стены

Почему в каждой отрасли необходимо использовать ротационное формование

Мы суммировали основные особенности ротационного формования, сделав его инструментом, который должен быть в арсенале каждой производственной компании.

Помимо других технологий формования пластмасс, ротационное формование может производить гораздо более прочные и гибкие изделия, которые имеют гладкую поверхность и постоянную плотность стенок. Поворотные детали имеют больше пластика во внешних углах и сторонах пресс-формы. Кроме того, готовый объект не имеет такого большого напряжения и является гораздо более стабильным и в то же время гибким из-за свойств вращательного формования. Это также снижает риск появления переломов в конечном продукте. Узнайте больше о технологии литья под давлением в нашем руководстве по производству.

  • Стоимость.

    Затраты на оснастку составляют менее 1/5 эквивалента выдувного и литьевого формования, что означает более низкую цену на короткие и средние производственные циклы — практически без ущерба для качества.

  • Качество.

    Точность, постоянство, внешний вид и качество пластиковых компонентов, изготовленных методом формования, впечатляют. Качество так же хорошо, как детали, изготовленные другими процессами. Прочные стены, которые превосходят
    Я.

  • Гибкость.

    Этот метод можно использовать для формования очень сложных форм, и даже толщину стенки можно изменить без повторной обработки, в отличие от таких процессов, как литье под давлением.

  • Скорость.

    Время изготовления компонентов с использованием ротационного формования от концепции до производства короче, чем в большинстве других процессов.

  • Различные отделки.

    Ротационное формование может предложить ряд гладких или текстурированных покрытий для улучшения конечного продукта при относительно низкой стоимости.

  • Универсальность.

    Действительно универсальная техника литья пластмасс; Этот процесс может быть использован для производства широкого спектра продуктов для широкого спектра секторов рынка.

.