9.1. Формовочные материалы

33. Требования, предъявляемые к формовочным материалам, их классификация = 79. Формовочные материалы. Требования, предъявляемые к ним / 38. Аллотропические формы кварца, используемые при составлении формовочных смесей. Маршалит / 68. Классификация формовочных материалов. Гипсовые формовочные смеси. Применение

Формовочные материалы – материалы, применяемые для создания формы при литье металлов и сплавов.

Требования:

• Должны быть огнеупорными и прочными;

• Должны состоять из высокодисперсных порошков для обеспечения гладкой поверхности отлитой детали;

• Должны быть газопроницаемыми;

• Должны обладать способностью компенсировать усадку затвердевающего сплава;

• Должны не содержать веществ, которые могут ухудшить качество отлитой детали;

• Должны не прикипать, не сращиваться с отливаемой деталью.

Классификация:

Различают два вида формовки восковой композиции:

1. Одномоментный – золотые, золотоплатиновые, серебряно-палладиевые сплавы допускают одномоментную формовку без заметного снижения качества литья.

2. Двухмоментный – нержавеющая сталь, кобальтохромовый сплав и их аналоги для точного литья требуют двухмоментной формовки. В этом случае сначала на восковую композицию наносят тонкую облицовочную «рубашку». Вторая, более объемная часть, заполняющая пространство между облицовкой и внутренними стенками формы, служит для поддержания «рубашки» и отвода литьевых газов.

В зависимости от связующего вещества формовочные материалы делятся на:

1. Гипсовые – в гипсовых материалах связующим веществом служит гипс, смешанный с кремнеземом. Они используются при литье сплавов благородных металлов.

При изготовлении отдельных литых деталей протезов возможно применение двух частей кварцевого песка и одной части гипса, все упомянутые смеси желательно замешивать на воде, имеющей температуру около 30°С, чтобы полнее ощущалось выделение тепла при замешивании и затвердевании массы. Если такую температуру выдержать до полного схватывания массы, форма окажется способной полностью компенсировать усадку сплавов благородных металлов.

2. Фосфатные - связующим звеном служит 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 литье, так как форма практически не расширяется при нагревании. Для компенсации усадки применяют специальные прокладки, уложенные по внутренней стенке формы.

3. Силикатные – применяют для особо точного литья кобальтохромового сплава. В состав входят этилсиликат (продукт взаимодействия этилового спирта с четыреххлористым кремнием) и маршалит (мелкодисперсный, предварительно прокаленный при 900°С в течение 2 ч. кварцевый песок).

Кварц – форма диоксида кремния (SiO₂), которая может существовать в разных кристаллических модификациях. Каждая форма имеет одинаковую химическую формулу, но разную кристаллическую структуру и свойства.

Основные полиморфы кремнезема:

• α-кварц и β-кварц – обычные кристаллические формы кварца, встречающиеся в природе;

• Тридимит – кристаллическая форма при более высоких температурах;

• Кристобалит – тоже полиморф SiO₂, формирующийся при еще более высоких температурах.

При нагревании кварца происходят переходы его кристаллической структуры: α-кварц ⇄ β-кварц (около 573°C).

Тридимит и кристобалит – формы, устойчивые при более высоких температурах.

Маршалит – тонкодисперсный молотый кварц (повышенной чистоты, не менее 98% SiO₂), получаемый измельчением природного кварцевого песка. Он также называют кварцевой мукой или пылекварцем.

В зуботехнических формовочных масcах (фосфатных, силикатных и др.) в качестве огнеупорного наполнителя используются кварц и его модификации (кристобалит). Основные функции SiO₂-компоненты:

Терморасширение. Кварц и связанные формы расширяются при нагреве формы, что позволяет компенсировать усадку литого металла, поддерживая точность размеров отливки при литье.

Термостойкость. SiO₂-фазы обладают высокой термической устойчивостью, что делает форму устойчивой к высокой температуре расплава металла.

Кристобалит расширяется при нагревании чуть больше, чем кварц (примерно до ~1,6 % против ~1,4 %), что позволяет тонко регулировать суммарное тепловое расширение формовочной массы.