铸造包埋材料PPT课件

.,1,铸造包埋材料Castinginvestmentmaterials,南京医科大学口腔医学院邱憬,.,2,一、概述,铸造工艺流程：模型义齿蜡型制作包埋(investment)烘烤、培烧失蜡铸造(casting),定义：铸造工序中用以包埋蜡型的材料。,.,3,.,4,（一）性能要求,1.耐高温，高温下有足够强度，易于与铸件分离2.合适的膨胀系数，以补偿金属的收缩3.透气性好4.与蜡型、铸造合金、代型不发生反应，光洁度高5.良好的操作性,.,5,包埋后,铸造中,冷却后,.,6,（二）分类,中熔合金铸造包埋材料（合金熔点1100）特殊包埋材料铸钛包埋材料（熔点1668）铸造陶瓷包埋材料（熔点1460）模型包埋材料（代型材料）,.,7,二、中熔合金铸造包埋材料石膏类包埋材料Gypsum-bondedinvestment,.,8,（一）组成,组成,基质55-75%,结合剂25-45%,其他,二氧化硅,耐高温，抗冲击，热膨胀,硬质石膏,固定成型,石墨1%,防氧化，提高光洁度,硼酸5%,增加热膨胀，强度,水,.,9,型,型,.,10,.,11,型石膏超硬石膏,型石膏硬质石膏,型石膏熟石膏,.,12,（二）性能,1）固化时间固化反应：CaSO41/2H2O+H2OCaSO42H2O固化时间：（1）水+石膏反应时间-10分钟(初凝)，60分钟（基本凝固），410小时开始烘烤。（2）ADA标准固化时间为5-25min（3）固化时间与水粉比有关水粉比：多为30-40%,.,13,2）膨胀,固化膨胀水+石膏吸水膨胀固化期间吸水热膨胀石膏，二氧化硅（主）相关因素水粉比，二氧化硅的量,.,14,.,15,.,16,.,17,机械强度：石膏越多强度越大透气性：粉末粒度越大，越均匀，水粉比越大，透气性越高耐热性：二氧化硅熔点1713，石膏分解温度1000，大于700时，铸型中的残留碳(蜡)会将石膏还原生成二氧化硫，污染金属。表面光洁度：粉末粒度小（200目）,.,18,（三）用法,适用合金：金合金（1000850）、银合金（1100875）、铜合金（700-950）、锡锑合金（1100875）使用：1)包埋料与水按比例调和（30-40%），再包埋蜡型。2)铸造温度必须在700以下（方石英和石英的热膨胀在600700最大；石膏的分解）。,.,19,.,20,三、高熔合金铸造包埋材料,特点：耐高温，热膨胀率高分类：磷酸盐包埋材料硅酸乙酯包埋材料,.,21,（一）磷酸盐包埋材料Phosphate-bondedinvestments,.,22,1.组成,组成,基质80-90%,结合剂10-20%,其他,二氧化硅,耐高温，抗冲击，热膨胀,磷酸盐,磷酸二氢铵NH4H2PO4磷酸二氢镁MgH2PO4,水或硅溶胶（含20-30%SiO2）,金属氧化物,氧化镁MgO,.,23,2.性能,.,24,2.1固化反应,结合剂磷酸二氢铵或磷酸二氢镁与碱性氧化物氧化镁在水的作用下形成针柱状晶体磷酸盐NH4MgPO4.6H2O固化反应的实质是磷酸盐晶体的生成和生长。固化膨胀与粉液比、磷酸盐和氧化镁含量及比例、环境温度相关固化时间：8-11min。与粒度、粉液比、环境温度、调拌时间有关。加热后逐次反应，最终形成Mg（PO4）2,NH4H2PO4+MgO+5H2ONH4MgPO4.6H2OMg（PO4）2,.,25,2.2膨胀,固化膨胀固化反应：结合剂越多膨胀越大填料粒度大膨胀越大吸水膨胀固化前加水；水浴法、湿衬法、加水法热膨胀1.2%，石英，方石英膨胀（主）膨胀率与石英，方石英含量、比例以及粒度分布有关综合膨胀率1.3-2.0%,.,26,2.3机械强度,抗压强度高，随温度增加而增加调和后24h，压缩强度为9-30MPa，加热冷却后为2-14MPa。强度与结合剂含量、粉液比成正比。,.,27,2.4透气性,透气性与粒度、粒度分布、粉液比有关。粉末粒度200-350目，透气性及表面光洁度稍差于石膏包埋材料。多采用增加附加气孔、加入纤维的方法来增加透气性。,.,28,排气孔,.,29,3.硅溶胶的作用,硅溶胶(silicasol)：硅酸（SiO2nH2O）的多分子聚合物的胶体溶液（20-30%SiO2）。硅溶胶具有良好的粘合性能，经干燥、烧结，硅溶胶失水形成硅氧烷而结合成耐热、耐水的凝胶，有助于粉末材料的固化成型。配方：95%酒精占20%，硅溶胶占80%，正辛醇数滴显著增加固化膨胀、吸水膨胀、热膨胀和抗压强度，改善光洁度不同合金铸造收缩率不同，可用不同浓度硅溶胶来调节。,.,30,.,31,调拌液成分浓度总膨胀系数水拜奥素E拜奥素E凝固膨胀系数热膨胀系数4份0份0%0.30%0.65%2份2份5%0.35%0.95%1份3份75%0.45%1.05%0份4份100%0.50%1.15%,总膨胀系数(即凝固膨胀系数加上热膨胀系数)可以通过稀释拜奥素调拌液来改变,.,32,4.应用,应用于中、高熔合金（金、银、钴铬、镍铬合金）的铸造包埋，耐高温模型材料种类多，型用于固定修复，型用于活动修复发展趋势：无圈包埋，快速预热,.,33,.,34,5.使用方法,铸圈选择：蜡型大小，衬纸，无圈（硅橡胶，塑料，无圈包埋纸）蜡型位置：铸圈中上1/3蜡型润湿：脱脂、减张，消除拒水作用调拌与包埋：水粉比（13-20%），真空搅拌1分钟，振荡包埋，固化后表层去除。可里细外粗包埋材料保存：干燥凉爽，低于15,.,35,5.1铸圈和衬纸Castingringandringliner,.,36,5.2蜡型的位置thelocationofwaxpattern,3-5mm,5-6mm,3-5mm,.,37,.,38,5.3润湿wet,.,39,5.4调拌和包埋mixingandinvesting,.,40,操作性：硅溶胶浓度越高调拌越困难，操作多采用真空搅拌机。结固时间：初凝时间(同石膏)7-10min，终凝时间40-120min。表面光洁度：稍差于石膏系、硅酸乙酯系包埋材料。且易与铬反应。,.,41,（二）硅酸乙酯包埋材料Silica-bondedinvestment,.,42,1.组成,组成,基质80-90%,结合剂10-20%,其他,二氧化硅,耐高温，抗冲击，热膨胀,正硅酸乙酯,硅酸乙酯乙醇稀盐酸,水或硅溶胶（含20-30%SiO2）,固化反应,Si(OC2H5)4+4H2OSi(OH)4+4C2H5OH硅溶胶硅氧烷,.,43,2.性能,透气性差膨胀率不足强度低固化时间：10-30min,.,44,3.应用,内包埋:粉液比23：1，初次涂布，粗石英吸水，氨水加速凝固，二次涂布外包埋：粗石英+硬质石膏（9：1）步骤繁杂，耗时。趋于淘汰,.,45,.,46,.,47,四、铸钛包埋材料,钛在高温下铸造时一方面易与空气中的N、H、O结合，另一方面与包埋料中的Zr、Al、Si等成份结合，共同形成了钛表面的污染层。通过扫描电镜可发现污染层从外向内可大致分为4层：1.烧结层（高度氧化层）；2.-Case层（氢氧固溶层）；3.Si(P)-rich层（硅、磷、铝污染层）；4.针状结晶层（树枝状结晶层）。污染层厚度可达几百微米，可使钛铸件表面脆化改性，也会影响钛铸件的精度。而污染层的厚度与包埋料的理化性能和铸造工艺有直接关系。,.,48,1.性能要求,足够强度耐高温（钛熔点1668）与钛不反应合适的膨胀率（钛收缩率1.8-2.0%）透气性好材质细致，使铸型腔内壁光洁操作简便，易脱模,.,49,2.包埋料的种类,SiO2基包埋料：操作简单，价格低，有较大的结固膨胀。主要缺点是铸件表面易粘砂，影响精度。（硅系）MgO基包埋料：热稳定性比SiO2基包埋料好。缺点是铸造缺陷发生率高。（镁系）Al2O3基包埋料：稳定性好，但结固时间长，有硬化收缩现象。（铝系）ZrO2基包埋料：铸件表面污染少，不粘砂，但价格高。（锆系）CaO基包埋料：热稳定性最好,高温下不产气。缺点是粉末不易保存,铸型耐久性差。使用需加入热膨胀剂。（钙系）,.,50,3.锆石英包埋料,1)成份：内层包埋料为ZrO2，外层包埋料SiO2、Al2O3、磷酸盐，结合剂为正硅酸乙酯。2)优点：有良好的温度膨胀；不粘砂；钛铸件表面污染层薄，仅为50m；铸流率高。,.,51,二氧化锆ZirconiumDioxide,分子式：ZrO2分子量：123.22性状：白色重质粉末，无臭无味。不溶于水，溶于氢氟酸和硫酸，与碱共熔生成锆酸盐。化学性质稳定。用途：耐火材料业制耐高温锆砖、锆管、坩埚等，用于陶瓷、搪瓷、釉料颜色，光学玻璃等。,.,52,4.结合剂,结合剂有磷酸盐系和硅酸乙酯系两类。已知的十多种品牌的铸钛包埋料中多数使用的是磷酸盐系包埋料。,.,53,五、铸造陶瓷包埋材料,性能要求膨胀率低透气性特别好光洁度高弯曲强度高耐高温,组成磷酸盐包埋材料,.,54,.,55,六、包埋材料的性能比较,.,56,七、铸造包埋材料的相关温度,.,57,八、铸造包埋材料基质,石英：人造石英，纯度98-99.5%，-方石英，-磷石英，-石英电熔刚玉：AL2O3，纯度99-99.5%，与石英比,熔点高，化学稳定性高，热膨胀率略低于石英锆石英：硅酸锆（ZrSiO4），熔点2442焦宝石：硅酸铝镁砂：氧化镁三氧化二钴镁橄榄石砂石灰石,.,58,.,59,九、铸造工艺要求,.,60,9.1翻制耐火材料工作模型,1.琼脂印模材料准备：熔化（60-70）浇注(52-55)凝固（36-40）2.翻制耐高温模型：磷酸盐模型材料（13%水粉比），调拌时间30-60S1h固化自行干燥或低温（80-100）烘烤11.5h。3.耐高温模型表面处理:120蜂蜡浸泡15秒95烘烤10min或喷涂模型强化剂。,.,61,9.2熔模制作,支架蜡型制作铸道设置,.,62,9.3包埋前准备,润湿（脱脂）及清洗熔模：肥皂水或75%酒精。清水冲洗，气枪干燥包埋材料选择铸圈选择熔模位置,.,63,9.4包埋方法,中熔合金包埋材料包埋方法（一、二次包埋）1.内包埋：涂抹干粉吸湿至熔模表面厚度达到3mm。2.外包埋：粗石英砂:石膏=3:1。硅酸乙酯包埋材料包埋方法1.内包埋：浇淋、浸入、涂抹干石英粉吸湿氨气干燥固化15min空气放置数分钟至熔模表面厚度达到3mm。2.外包埋：粗石英砂:石膏=9:1。磷酸盐包埋材料包埋方法液粉比13%,.,64,9.5烘烤及焙烧,方法：外包埋2h后（或次日）开始低温（80-100）烘烤11.5h加热至300维持30min1h内缓慢升温至400烘烤结束，焙烧开始焙烧：中熔升温至700维持1520min高熔升温至900维持1520min,注意：升温不可过快，升温至设定温度不可过久停留或降温可根据铸圈颜色确定温度铸道口尽量朝下铸圈应放置于最内侧,.,65,9.6热源,汽油吹管火焰：汽油雾化，用于中、低熔合金高频感应加热：温度1400，熔金速度快，熔化均匀直流电流加热：电弧温度4000，用于真空、加压铸造乙炔吹管加热：温度3750,.,66,9.7铸造方法,离心铸造真空铸造真空加压铸造,.,67,9.8熔金注意事项,投入量足