Компенсационное расширение формовочных масс

Формовочные материалы применяются главным образом при литье в разовые и полупостоянные литейные формы. Различают исходные Ф. м. и формовочные смеси (См. Формовочная смесь). Исходные Ф. м. служат для приготовления формовочных и стержневых смесей (См. Стержневые смеси), вспомогательных составов (например, противопригарных покрытий. Ф. м. подразделяются на наполнители, связующие и вспомогательные. К наполнителям относятся кварцевые пески, высокоогнеупорные (например, хромит) и специальные материалы (например, чугунные дробь и стружка). Наиболее распространённые наполнители – кварцевые пески. Их основой является кварц (SiO2), который обладает высокой огнеупорностью (1710 °С) и большой твёрдостью (5,5–7 по Мооса шкале. В СССР по стандарту пески в зависимости от содержания (в %) глинистой составляющей (частиц глины и др. минералов размером менее 22 мкм) делятся на кварцевые (до 2%) – класс К, и глинистые (2–50%) – классы Т (тощий), П (полужирный), Ж (жирный), ОЖ (очень жирный). Ф. м., содержащие более 50% глинистой составляющей, относятся к глинам. В зависимости от размеров зёрен кварцевые и глинистые пески подразделяются на группы, устанавливаемые путём рассева зерновой основы на ситах стандартных размеров. Очень крупный и крупный пески рекомендуются для производства стальных и чугунных отливок массой свыше 1000 кг, средний песок – для мелких и средних отливок из стали и чугуна, мелкий и очень мелкий – для тонкостенных чугунных и стальных отливок, а также для отливок из цветных сплавов. Тонкий песок употребляется при производстве индивидуальных поршневых колец. Пылевидный кварц используется при изготовлении противопригарных покрытий для стального литья. Для этой же цели применяют циркон, хромит, магнезит и др. высокоогнеупорные Ф. м. Основными связующими материалами являются глины. Они классифицируются по минералогическому составу (каолинитовые, монтмориллонитовые и др.), по связывающей способности во влажном (50–110 кн/м2 или 0,5–1,1 кгс/см2) и сухом (200–550 кн/м2, или 2–5,5 кгс/см2) состояниях, термохимической устойчивости и пластичности. Широкое распространение получили глины, основой которых являются минералы Каолинит и Монтмориллонит. Последние входят в состав высококлейких глин – бентонитов (См. Бентониты). В качестве связующих материалов применяются также синтетические смолы (мочевино-формальдегидные. например КФ-60, фурановые, например ФФ-1С, и др.), крепители и жидкое стекло. К вспомогательным материалам, улучшающим качество смесей и отливок, относятся противопригарные покрытия, добавки в смеси, материалы для поверхностного легирования и подсобные. Противопригарные покрытия (пылевидный кварц, цирконовая мука, графит, тальк и др.) предупреждают пригар Ф. м. к отливке. Добавками к смесям являются отвердители (например, феррохромовый шлак), пенообразующие, органические материалы (например, древесные опилки). Введение отвердителя ускоряет процесс химического твердения жидкостекольных формовочных и стержневых смесей, а пенообразующие делают смесь жидкой, что исключает необходимость её уплотнения (см. Литьё в самотвердеющие формы). Органические добавки повышают податливость стержней и форм и предупреждают образование трещин в отливках. Материалами для поверхностного легирования отливок – придания их поверхности специальных свойств (например, высокой износостойкости) – являются теллур, углерод, хром, марганец, кремний и др., вводимые в облицовочную формовочную смесь. К подсобным материалам относят модельные пудры, разделительные жидкости, растворители, заполнители (древесные опилки, шлак) и др. Модельные пудры и разделительные жидкости применяют во время формовки для предотвращения прилипания формовочной смеси к модели. Растворители делают синтетические смолы жидкими и т. о. обеспечивают однородность приготовляемых формовочных смесей. Древесными опилками, шлаком засыпают середину массивных стержней, что повышает их податливость и газопроницаемость. Бывшие в употреблении формовочные смеси после обработки (просеивание, отделение металлических включений и пр.) или регенерации вновь используются для приготовления новых формовочных смесей.

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) 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.

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 700° С составляет не менееА0,8%. 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 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. Характеризуется 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 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 формула 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 (твердость 140 Н/мм) или с использованием прилагаемой к ней жидкости (твердость 180 Н/мм2). Более твердой (190 Н/мм2) является масса Виротюс. Применяется также наполненная графитом формовочная масса фирмы "Бего" (Германия) БегостОл (расширение 2,45%), предназначенная для литья сплавов благородных металлов, а также замешиваемые на дистиллированной воде Ауроеест Софт и Дегуеест Софт (расширение - - 2,15%) и безграфитная Ауроеест Б (расширение—2,45%).

Дегуеест НРС - 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 - - от 1,2 до 2,0%. Две последние массы предназначены для литья каркасов металлокерамических протезов из благородных сплавов металлов.

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

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

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, затвердевает 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 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 ч, прочность при сжатии за сутки - - 6 МПа, расширение при затвердевании - - 0,6 линейных %, расширение при нагреве до 300° 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 0,027 °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*.

Силикон - универсальная формовочная масса на основе фосфатного вяжущего материала, кварца и кристобалита производства фирмы "Спофа Дентал" (Чехия) применяется для ли?ъя высокоплавких (хромокобальтовых) сплавов. Для улучшения качества приготовления массы целесообразно ис-пользование вибратора.

Золотых

На основе гипса используются несколько составов формовочных^ масс для литья эти^сплавов:

1)гипса-1 часть, тонкого речного песка-2 части;

2)гипса-2 части, чистого асбеста-1 часть и кремнезема & порошке-часть;

3)кремнезема в порошке-3 части, гипса-1 часть;

4)гипса-4 части, талька- 2 части, мела-2 части, песка- 1 часть

5) коалина-1 часть, кварцевой муки-1 часть.

Массу смешивают с водой в резиновой колбе до сметанообразной Консистенции и заполняют ею кювету для литья, в которой помещена восковая модель протеза. Яурит представляет собой смесь порошка кристобалита с гипсом и добавками. УТри замешивании с водой происходит процесс смывания и затвердевания массы. Предназначен для отливки деталей из золота. Масса имеет Т&ПФ не менее 0,8%, прочность при сжатии через 24ч-20кгс\см. 9ПТС (термостойкая гипсовая смесь) представляет собой механическую смесь кремнезема с полугидратом сульфата кальция. Предназначена для изготовления литейной формы при отливке деталей протезов из золота. Характеризуется прочностью при сжатии через 2 ч не менее 60 кгс\см и линейным расширением в процессе затвердевания и нагревания до 700-800 градусов, равным 1,3-1,4%, который компенсирует усадку сплава. Сиолит состоит из порошка и жидкости. ЗТорошок^ представляет собой смесь кварца, фосфата и окиси магния. Жзьдкостъ-силикозолъ. ^Предназначен для получения огнеупорной литейной формы при отливке целънолиты^ несъемны^ протезов из высокотемпературны^ сплавов, а также металлокерамики. Силаур —паковочная масса, которая применяется для литья деталей протезов из золотых^ сплавов. (В его состав вводят 70-75% кремнезема тонкого помола и 25-30% автоклавированного высокопрочного гипса. (Выпускается под названием Силаур № 9 -кремнезем и формовочный гипс. Масса при употреблении замешивают на воде до жидкой, сметанооЕразной Консистенции и заливают в формовочную кювету. (Время схватывания составляет 5-30 мин.

Формовочные массы делятся также на «шоковые» и «классический нагрев». «Шоковые» - это, когда вместо опоки – силиконовые формы, они нового поколения, нагрев при температуре 700-800 градусов в течение 20 минукт, затем в течение одного часа до конечной температуры 900 градусов.

«Классический нагрев» - в муфельную печь при температуре 100 – 200 градусов, плавный подъем температуры в интервале 300-500 градусов, окончательный подъем температуры в течение двух часов.

«Шоковые» - это FORMULA – 1 (Wip – Mix USA), все массы фирмы Bego (Begosol – жидкость), Olimpus – Голландия

«Классические» - отечественные – Кристобалит (США), массы Хереус Кульцер