高熔合金铸造包埋材料

更新于 2026年10月16日 版权声明
三、高熔合金铸造包埋材料

大多数局部义齿支架和烤瓷熔附金属修复体具有较高的熔化温度(1080℃以上),石膏类包埋材料不能耐受如此高的温度,不适用于此类合金的铸造,而需要使用高熔合金铸造包埋材料,常用的高熔合金铸造包埋材料有磷酸盐结合剂包埋材料和硅胶包埋材料。

(一)磷酸盐结合剂包埋材料

磷酸盐结合剂包埋材料简称磷酸盐包埋材料,除了用于高熔合金铸造及带模整体铸造外,也逐渐用于高精度的种植义齿上部结构的铸造、钛合金支架的铸造和陶瓷材料的铸造包埋。

1.组成 磷酸盐包埋材料由耐火填料和结合剂组成。

(1)耐火填料由石英、方石英或两者混合组成,占总质量的80%~90%。

(2)结合剂由磷酸二氢铵或磷酸二氢镁和金属氧化物氧化镁组成,占总质量的10%~20%。

使用时,将二氧化硅、结合剂与水或专用液(硅溶胶悬浮液)调和。调和后成为糊状,逐渐凝固成适合金属铸造的铸型。

2.性能

1)凝固时间 包埋材料的凝固时间是影响包埋材料操作性能的一个重要因素,其长短主要由凝固反应的快慢所决定的,而影响这一反应速度的因素除了磷酸盐和氧化镁的含量和相对比例外,还包括包埋材料的粒度、水粉比、环境温度、搅拌时间等,一般来说,粒度越细,水粉比越小,环境温度越高,搅拌时间越长,凝固越快。临床使用的磷酸盐包埋材料的凝固时间一般为8~11分钟。

2)膨胀率 磷酸盐包埋材料的膨胀包括凝固膨胀、吸水膨胀和热膨胀,其综合膨胀率为1.3%~2.0%,可以补偿金属的铸造收缩。

(1)凝固膨胀:凝固膨胀受磷酸盐和氧化镁的含量和相对比例、水粉比、调拌液浓度、环境温度等的影响。磷酸盐和氧化镁的含量越高,凝固膨胀就越大。水粉比对凝固膨胀的影响是,在水粉比较大的情况下,凝固膨胀随水粉比的减小而增大,但减小到一定程度后,凝固膨胀随水粉比的减小而减小。

(2)吸水膨胀:与石膏类包埋材料一样,磷酸盐包埋材料在材料凝固过程中也存在吸水膨胀的现象,但主要发生在含有硅溶胶的调和物,以水调和的包埋材料则可以忽略不计。

(3)热膨胀:磷酸盐包埋材料的耐火材料二氧化硅(主要是方石英)在加热过程中也会发生类似于其在石膏类包埋材料中的体积变化。磷酸盐包埋材料的加热膨胀比凝固膨胀稳定,相对固定在1.2%左右。热膨胀与材料中石英和方石英的总含量以及方石英所占比例有关,总含量越大,热膨胀率越大。热膨胀率也与原材料粒度分布有关,小颗粒的石英只能获得小的膨胀系数,大颗粒的石英则能获得大的膨胀系数,因此,当粒度分布适当时,小颗粒的石英恰好嵌在大颗粒石英之间,能获得较大的膨胀率。同样,也可以通过改变硅溶胶浓度来改变热膨胀率,并且能够在一个较大的范围内调节膨胀率,调拌液浓度越高,形成的石英、方石英也越多,膨胀率越大。

3)压缩强度 磷酸盐包埋材料的压缩强度明显大于石膏类包埋材料,调和24小时后可达到9~30 MPa。经加热冷却后,达2~14 MPa。包埋材料在固化后以及升温后铸造时都有不同的强度。固化后有一定强度可保证在铸造前的操作中铸型和蜡型不会损坏变形,升温后有一定的强度可保证在铸造时铸型不会破裂。磷酸盐包埋材料固化后的强度与结合剂的含量有关,结合剂的含量越大,强度越高,水粉比越小,堆集密度越高,强度越大。磷酸盐包埋材料的压缩强度也不宜过高,以免给铸件脱模造成困难。(https://www.daowen.com)

4)透气性 磷酸盐包埋材料的透气性小于石膏类包埋材料,透气性与加水量成呈正相关,水多则凝固后的结构疏松。磷酸盐包埋材料在1000℃以上时,石英、方石英颗粒表面熔融,使其透气性下降,易使铸件产生气泡,因此包埋材料时常附加气孔以减少铸件内气泡的产生,或者在包埋材料中加入纤维以增加透气性。

5)耐热性 磷酸盐包埋材料的耐热性能较石膏类包埋材料明显提高。在使用温度下,材料经各种反应后,组成成分的熔点均在1000℃以上,所以具有较高的耐热性能,可以满足高熔合金铸造的温度要求。

3.应用 磷酸盐包埋材料可用作高熔合金铸造的内包埋材料,也可进行整体包埋,多用于需要带模整体铸造的蜡型包埋。此外,磷酸盐包埋材料还特别适用于复制需要进行带模铸造的耐高温模型。

(二)硅胶包埋材料

硅胶包埋材料也是一种高熔合金铸造包埋材料,与磷酸盐包埋材料的应用范围相同。硅胶包埋材料分为正硅酸乙酯包埋材料和硅溶胶包埋材料。后者常以硅溶胶悬浊液的形式与磷酸盐包埋材料合用。下面仅介绍正硅酸乙酯包埋材料。

1.组成 正硅酸乙酯包埋材料是以正硅酸乙酯作为结合剂与高纯度石英组成的高熔铸造包埋材料。

2.性能

(1)膨胀性能:由于正硅酸乙酯包埋材料中的耐火材料及结合剂均含有硅,故此类材料具有较大的热膨胀率及综合膨胀率。

(2)耐高温(1200~1400℃)。

(3)机械强度:显著高于石膏类包埋材料,而低于磷酸盐包埋材料。

(4)透气性:由于正硅酸乙酯包埋材料中硅溶胶颗粒细腻,加热后石英粉的颗粒间隙容易被结合剂中的微粒堵塞,所以透气性比石膏类包埋材料稍差。

3.应用 正硅酸乙酯包埋材料一般用作内层包埋材料,用氨气处理后,可使其加速凝固。内层包埋材料凝固后,用少量硬质石膏(10%)与粗石英粉配制的外层包埋材料进行外层包埋,可以缩短包埋时间和节约材料。

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