Формовочные материалы

Технологической стадией, предваряющей литье металлических сплавов, является формовка.

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

Основными компонентами формовочных масс являются огнеупор­ный 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 1200—1600 °С, из-за разрушения гипса, а потому их применяют для литья изделий из сплава золота.

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^-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.

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 этилсиликат. В качестве огне­упорной составляющей (порошка) чаще применяются кварц, маршал-лиг, 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.

VI. План и организационная структура занятия

№ п/п	Этапы занятия	Методы контроля и обучение	Материалы и методическое обеспечение	Уро-вень усво-ения	Время, мин.
1	Подгото-вительный этап	Проверка присутству-ющих	Академический журнал	–	3
2	Постановка учебной цели, моти-вация	–	Методическая разработка	–	3-5
3	Контроль исходного уровня знаний	Устный опрос, тесты, ситуац. задачи	Гипсовые модели, дубли-рующие массы, огнеупорные модели, воск	ІІ	10%
4	Основной этап форми-рования професси-ональных знаний и умений	Моделирова-ние каркаса бюгельного протеза на модели из супергипса, (огнеупорной).	Самостоятель-ная работа студентов под наблюдением ассистента (лаборатория)	ІІ-ІІІ	70%
5	Заключите-льный этап контроля конечного уровня знаний	Устный опрос, тесты, ситуа-ционные задачи	Контроль изготовления каркаса бюг. протеза из воска на огнеупорной модели.	ІІ-ІІІ	10%

МАТЕРИАЛЫ МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАНЯТИЯ

Вопрос для контроля исходного уровня знаний студентов:

а) назовите требования к высокочастотному литью;

б) назовите, какие могут быть дефекты литья;

в) как провести механическую обработку каркаса бюгельного протеза;

г) как провести химическую обработку каркаса бюгельного протеза.

Эталоны ответов на вопрос контроля исходного уровня знаний:

а) каркасы бюгельных протезов из хромокобальтовых сплавов не должны иметь усадку, должны хорошо садиться на контрольную модель. Литье не должно иметь пор и раковин, недоливов в кламмерах и других частях каркаса. Поверхность литья должна быть гладкой, без шероховатостей. Припуск на шлифовку должен быть на базовой части 0,05 мм, на других частях не больше чем 0,1 мм. Кламмеры и дуги протезу должны быть упругими, чтобы не имели деформаций при механической обработке. После конечной обработки бюгельный протез должен иметь блестящий вид;

б) раковины и поры в отливах; инородные вкрапления в отливе;

шероховатые наплывы и шарики на поверхности отлива; недостатки и швы; трещины;

в) для проведения механической обработки каркасов бюгельных протезов внедряют большие и малые абразивные круги и фасонные головки;

г) химическая обработка дает хорошие результаты, экономит время, но надо иметь установку в вытяжном шкафу с хорошей вентиляцией, наиболее распространенный способ химической обработки в растворе гидроокиси калия. Этот способ нуждается в выполнении техники безопасности. Сотрудники ЦНИИ стоматологии МЗ СССР разработали аппарат для химической обработки каркасов. Аппарат имеет металлический ящик, в котором находится ведерко с гидроокисью калия, которое подогревается от электросети 220 В.

Ситуационные задачи

1. Пациенту К. 47 лет в стоматологической поликлинике изготовляется бюгельный протез из кобальтохромового сплава. Назовите, какие целесообразно использовать методы компенсации усадки металла во время литья? Что из указанных методов компенсации усадки является более точным и надежным?

а) с помощью компенсационных лаков, которые наносятся на гипсовую модель перед моделированием каркаса протеза;

б) метод раздвижных моделей;

в) с помощью огнеупорных моделей, на которых проводится литье;

г) метод "адапты";

д) с помощью беззольной самотвердеющей пластмассы.

Эталон ответа: "в".

2. Пациент С. 59 лет обратился в стоматологическую клинику с жалобами на отсутствие зубьев, затрудненное жевание пищи, нарушение языка и эстетики. Объективно: зубная формула