DE4002815C2 - High temperature molding material and its use for the production of precision molds for high temperature molding processes - Google Patents

High temperature molding material and its use for the production of precision molds for high temperature molding processes

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DE4002815C2 DE19904002815 DE4002815A DE4002815C2 DE 4002815 C2 DE4002815 C2 DE 4002815C2 DE 19904002815 DE19904002815 DE 19904002815 DE 4002815 A DE4002815 A DE 4002815A DE 4002815 C2 DE4002815 C2 DE 4002815C2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochtemperatur-Formstoff aus Metalloxiden für gebrannte Präzisionsformen, der sich beim Brennen um ein gewünschtes Maß ausdehnt, sowie eine unter Verwendung eines solchen Formstoffes hergestellte Präzisionsform für Hochtempera­ tur-Formverfahren, die es erlauben, bei hohen Temperaturen Präzisions­ produkte mit verminderter Schwindung oder schwindungsfrei aus Metallen (beispielsweise Titan, Nickel, Kobalt und Chrom), keramischen Werkstoffen und Glas­ keramikwerkstoffen herzustellen, die bei niedrigen Temperaturen schwierig zu formen sind.The invention relates to a high-temperature molding material made of metal oxides for fired Precision forms that expand by a desired amount when fired, as well as one under Precision mold for high temperatures produced using such a molding material tur molding process, which allow precision at high temperatures products with reduced or non-shrinking metal (e.g. titanium, nickel, cobalt and chrome), ceramic materials and glass to manufacture ceramic materials that are difficult to form at low temperatures are.

Metalle, keramische Werkstoffe und glaskeramische Werkstoffe können durch Gießen, pulvermetallurgische Verfahren, mit hoher Temperatur arbeitende Preßverfahren und superplastische Verfahren in komplizierte Formen gebracht werden. Weil diese Verfah­ ren jedoch bei hohen Formtemperaturen durchgeführt werden, schwinden die durch die betreffenden Verfahren erhaltenen Produkte aufgrund von Erstarrung, Sintern, Phasen­ umwandlung und Abkühlung, wenn sie bei gewöhnlicher Temperatur abgekühlt werden. Infolgedessen unterscheiden sich die erhaltenen Produkte nach Abmessung und Form von den Sollprodukten. Um diesem Problem beizukommen, sollte die Originalform ver­ größerte Abmessungen haben, um die Schwindung zu kompensieren. Beim Gießen wer­ den die folgenden Maßnahmen verwendet, um für eine solche Schwindungskompensati­ on zu sorgen:Metals, ceramic materials and glass-ceramic materials can be cast, powder metallurgical processes, high temperature pressing processes and superplastic processes can be brought into complicated shapes. Because this procedure However, if they are carried out at high mold temperatures, they will disappear Products obtained process due to solidification, sintering, phases conversion and cooling when they are cooled at ordinary temperature. As a result, the products obtained differ in size and shape from the target products. To solve this problem, the original form should ver have larger dimensions to compensate for the shrinkage. When casting who the following measures are used to compensate for such shrinkage to worry about:

  • (1) Die Abmessungen von Wachs- oder Holzmodellen werden um geeignete Beträge größer gemacht, um ein Erstarrungsschwinden zu kompensieren.(1) The dimensions of wax or wood models are adjusted by appropriate amounts made larger in order to compensate for a freezing down.
  • (2) Die Formen werden um ein das Schwinden des schmelzflüssigen Metalls kompen­ sierendes Maß ausgedehnt, wenn die Formen im Verlauf ihrer Herstellung ge­ brannt werden.
    Bei der Vorgehensweise (2) kommen die folgenden Alternativen in Betracht:
    (2) The molds are expanded by an amount to compensate for the shrinkage of the molten metal when the molds are fired in the course of their manufacture.
    The following alternatives can be considered for procedure (2):
  • (2)-a) Die Formen werden ausgedehnt, wenn das schmelzflüssige Metall erstarrt, indem als Bindemittel für die Formen Phosphat verwendet wird. (2) -a) The shapes are expanded when the molten metal solidifies by is used as a binder for the forms of phosphate.  
  • (2)-b) Es wird die Ausdehnung von Christobalit (SiO₂) bei etwa 300° genutzt, wobei Christobalit als Aggregatstoff benutzt wird.(2) -b) There is the expansion of christobalite (SiO₂) at about 300 ° used, whereby Christobalit is used as aggregate.
  • (2)-c) Es wird die Oxidationsexpansion von Metallpulver (das einem Formstoff zugesetzt wird) während des Brennens der Form ge­ nutzt.(2) -c) The oxidation expansion of metal powder (the one Molding material is added) during the firing of the mold uses.

Die oben erläuterten Verfahren sind mit den nachstehenden Mängeln behaftet.The above procedures have the following shortcomings.

Bei dem Verfahren (1) müssen die Abmessungen der Wachs- und Holzmodelle in Abhängigkeit von der beim Gießen verwendeten Art des Metalls oder kerami­ schen Werkstoffes geändert werden. Dies ist äußerst lästig.In the process (1), the dimensions of the wax and wood models must be in Depends on the type of metal or kerami used in casting material. This is extremely troublesome.

Bei der Vorgehensweise (2)-a) kann in der Form befindliches Phosphat bei hohen Temperaturen mit schmelzflüssigem Metall reagieren, wodurch die Oberflächen der Gußstücke rauh werden. Wenn ein aktives Metall, wie Titan, vergossen wird, muß die Form bei 1200° oder höher gebrannt werden, um Phosphate zu zer­ setzen, worauf die Form auf Raumtemperatur abgekühlt werden muß. Dieses Verfahren macht einen speziellen Hochtemperaturofen notwendig, und es ist nicht wirtschaftlich.In the procedure (2) -a), phosphate in the form can be used at high Temperatures react with molten metal, causing the surfaces the castings become rough. When an active metal, like titanium, is shed, the mold must be fired at 1200 ° or higher to break down phosphates set, after which the mold must be cooled to room temperature. This The process requires a special high-temperature furnace, and it is not economical.

Im Falle des Verfahrens (2)-b) hat Christobalit eine geringe thermische Wider­ standsfähigkeit, und Christobalit reagiert stark mit Metallen. Wenn aktive Me­ talle (Titan, Zirkonium und titan- oder zirkoniumhaltige Legierungen) vergossen werden, haben die erhaltenen Gußstücke rauhe Oberflächen. Wird die Form während des Gießens gekühlt, um dem Problem der Ausbildung einer rauhen Oberfläche zu begegnen, liegt die Gießtemperatur unterhalb der Umwandlungs­ temperatur (etwa 300°), wodurch die Kompensation für Erstarrungsschwinden unwirksam gemacht wird.In the case of process (2) -b), christobalite has a low thermal resistance Stability, and christobalite reacts strongly with metals. If active me cast talle (titanium, zirconium and alloys containing titanium or zirconium) the castings obtained have rough surfaces. Will the shape cooled during casting to the problem of forming a rough To meet the surface, the casting temperature is below the transformation temperature (about 300 °), which compensates for solidification shrinkage is rendered ineffective.

Selbst wenn zusätzlich für eine Erwärmung und Dehnung gesorgt wird, ist den Verfahren (2)-a) und (2)-b) der Nachteil gemeinsam, daß die Dehnungsrate bei nur etwas mehr als 2% liegt. Bei Werkstoffen mit starkem Erstarrungsschwinden, wie Ni-Cr und Co-Cr, ist die Kompensation unzureichend.Even if additional warming and stretching is provided, that is Process (2) -a) and (2) -b) share the disadvantage that the elongation rate at is just over 2%. For materials with strong solidification shrinkage, like Ni-Cr and Co-Cr, the compensation is insufficient.

Bei der Vorgehensweise gemäß (2)-c) hängt die Größe der Dehnung wesentlich von der Kornfeinheit des Formstoffes ab. Außerdem kommt es zu Unterschieden des Oxidationsgrades des Metallpulvers in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage des Pulvers in der Form. Dadurch wird unvermeidlich die Genauigkeit vermindert. Um eine gleichförmige Ausdehnung zu erzielen, muß die Aufheizgeschwindigkeit extrem herab­ gesetzt werden. Dies hat eine Verringerung der Effizienz zur Folge. Außerdem muß ein extrem teurer Werkstoff, wie Zirkoniumoxid, als Zuschlagspulver verwendet werden, wenn bei hohen Temperaturen aktives Metall geformt wird. Dadurch wird das Verfah­ ren weniger wirtschaftlich. Aus DE 35 42 921 A1 sind ein Hochtemperatur-Formstoff und ein Verfahren zum Gie­ ßen von reinem Titan oder Titanlegierungen bekannt. Der bekannte Formstoff weist entsprechend einer Ausführungsform als Hauptkomponenten ein Halbmetall in Form von SiO₂ sowie Aluminiumoxid auf, wobei das entsprechende Gemisch beim Erwärmen die Struktur von Mullit-Spinell oder Cordierit bilden soll. Entsprechend einer abgewan­ delten Ausführungsform werden als Hauptkomponenten Mullit oder Spinell vorgesehen. Im einen wie im anderen Fall enthält der Formstoff ferner ein Härtungsmittel mit einem Gehalt an einem Phosphat und einem basischen Metalloxid. Zum Beispiel wird ein Gemisch mit einem Gehalt an 55 bis 95 Gew.-% Mullit oder Spinell, 2,5 bis 15 Gew.-% Phosphat und 2,5 bis 30 Gew.-% Magnesiumoxid mit kolloidalem Siliziumdioxid mit ei­ nem SiO₂-Gehalt von 20 bis 40 Gew.-% oder Wasser vermahlen. Mit dem vermahlenen Gemisch wird in einem Behälter ein Wachsmodell umhüllt. Anschließend erfolgt eine spontane Härtung. Dabei bildet der Spinell einen der Ausgangswerkstoffe des Form­ stoffs; das heißt, der Formstoff enthält den fertigen Spinell bereits vor dem Einformen des Wachsmodells und dem anschließenden Härten und Brennen der Form. Ein Schwundausgleich durch Erstarrungsexpansion der Form soll bei beiden Ausführungs­ formen entsprechend der vorstehend unter Ziffer (2)-a) erläuterten Vorgehensweise durch den Phosphatzusatz erreicht werden.With the procedure according to (2) -c) the size of the stretch depends significantly on the grain size of the molding material. There are also differences  the degree of oxidation of the metal powder depending on the respective position of the Powder in the form. This inevitably reduces accuracy. To one To achieve uniform expansion, the heating rate must be extremely slow be set. This results in a reduction in efficiency. In addition, a extremely expensive material, such as zirconium oxide, can be used as aggregate powder, when active metal is formed at high temperatures. This makes the procedure ren less economical. DE 35 42 921 A1 describes a high-temperature molding material and a method for casting known from pure titanium or titanium alloys. The known molding material has according to one embodiment, a semimetal in the form of main components of SiO₂ and alumina, the corresponding mixture when heated the structure of mullite spinel or cordierite is said to form. Correspondingly one rejected The main components are mullite or spinel. In one case as in the other, the molding material also contains a curing agent with a Contains a phosphate and a basic metal oxide. For example, a Mixture containing 55 to 95% by weight of mullite or spinel, 2.5 to 15% by weight Phosphate and 2.5 to 30 wt .-% magnesium oxide with colloidal silicon dioxide with egg nem SiO₂ content of 20 to 40 wt .-% or water. With the ground A wax model is encased in a container in a mixture. Then there is one spontaneous hardening. The spinel is one of the raw materials of the mold fabric; that is, the molding material contains the finished spinel before it is molded of the wax model and the subsequent hardening and firing of the mold. On Shrinkage compensation through solidification expansion of the shape is intended in both versions shapes in accordance with the procedure described in section (2) -a) above can be achieved by adding phosphate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders zum Formen von aktiven Metallen geeigneten Hochtemperatur-Formstoff mit großem Schwindungskompensati­ onsbereich sowie eine daraus hergestellte Präzisionsform zu schaffen, die auch bei ho­ hen Temperaturen nicht mit dem schmelzflüssigen Metall reagieren und auf wirtschaftliche und effiziente Weise herzustellen sind.The invention has for its object, especially for forming active Metal-suitable high-temperature molding material with large shrinkage compensation ons range as well as a precision mold made from it, which can also be used at ho hen temperatures do not react with the molten metal and can be produced in an economical and efficient manner.

Ein Hochtemperatur-Formstoff aus Metalloxiden für gebrannte Präzisionsformen, der sich beim Brennen um ein gewünschtes Maß ausdehnt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff mindestens jeweils ein Oxid der allgemeinen Formel A O und B₂O₃ enthält, die beim Brennen der Form unter Volumenausdehnung ein Oxid mit Spinellstruktur der allgemeinen Formel AB₂O₄ bilden, das 5 bis 85 Gew.-% der Form ausmacht, wobei A und B jeweils ein metallisches Element ist. A high-temperature molding material made of metal oxides for fired precision molds expands by a desired amount when fired, according to the invention characterized in that the molding material at least one oxide of the general formula A O and B₂O₃ contains an oxide when the mold is expanded under volume expansion form with spinel structure of the general formula AB₂O₄, the 5 to 85 wt .-% of the form makes up, where A and B are each a metallic element.  

Der erfindungsgemäße Hochtemperatur-Formstoff enthält nicht fertigen Spinell, son­ dern ein Gemisch von Metalloxiden, die erst beim Brennen der Form ein Oxid mit Spi­ nellstruktur bilden, wobei diese Spinellstrukturausbildung zu der für den Schwundaus­ gleich erwünschten Expansion führt.The high-temperature molding material according to the invention does not contain finished spinel, son a mixture of metal oxides, which only forms an oxide with Spi when the mold is fired Form nellstruktur, this spinel structure formation to that for the fading leads to the desired expansion.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Formstoffes zum Herstellen einer Präzisi­ onsform für Hochtemperatur-Formverfahren, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein erfindungsgemäßer Hochtemperatur-Formstoff mit einem Bindemittel gemischt, eine Mischflüssigkeit zugesetzt und das Gemisch entsprechend einem gewünschten Modell vergossen und ausgehärtet wird sowie die ausgehärtete Form bei einer Temperatur von 1300° oder weniger gebrannt wird, wobei beim Brennvorgang unter Ausdehnung der Form ein Oxid mit Spinellstruktur der allgemeinen Formel AB₂O₄ gebildet wird, das 5 bis 85 Gew.-% der Form ausmacht, wobei A und B jeweils ein metallisches Element ist. Another object of the invention is the use of the high-temperature molding material according to the invention for producing a precision onsform for high-temperature molding processes, which is characterized in that a high-temperature molding material according to the invention mixed with a binder, a Mixed liquid added and the mixture according to a desired model is cast and cured as well as the cured form at a temperature of 1300 ° or less is burned, with the burning process extending the Form an oxide with a spinel structure of the general formula AB₂O₄ is formed, the 5th makes up to 85 wt .-% of the form, wherein A and B is each a metallic element.  

Zu den Oxiden mit Spinellstruktur gehören insbesondere CuFe₂O₄, MgAl₂O₄, CoAl₂O₄, CoCr₂O₄, CoFe₂O₄, CuAl₂O₄, CuCo₂O₄, CuCr₂O₄, FeAl₂O₄, FeCo₂O₄, MgCr₂O₄, MgFe₂O₄, MgTi₂O₄, MnAl₂O₄, MnCr₂O₄, MnFe₂O₄, MnTi₂O₄, NiAl₂O₄, NiCo₂O₄, NiV₂O₄, NiCr₂O₄, NiFe₂O₄, NiMn₂O₄, SnAl₂O₄, ZnAl₂O₄, ZnCo₂O₄, ZnCr₂O₄, ZnFe₂O₄, ZnMn₂O₄, ZnV₂O₄, MnCo₂O₄, SnCr₂O₄, TiCo₂O₄, TiFe₂O₄, SnMn₂O₄, TiMn₂O₄, SnZn₂O₄, TiZn₂O₄ und dergleichen. Vorzugsweise wird mit MgAl₂O₄ gearbeitet. Die Ausgangswerkstoffe (Metalloxid-Expansionsstoffe) zum Erzeugen solcher Oxide mit Spinellstruktur werden durch AxOy und BmOn dargestellt. Zu der AxOy-Gruppe gehören insbesondere CuO, MgO, CoO, CuO, FeO, MnO, NiO, SnO, ZnO, TiO und dergleichen. Die BmOn-Gruppe umfaßt Fe₂O₃, Al₂O₃, Cr₂O₃, Mn₂O₃, Co₂O₃, Ti₂O₃, V₂O₃, Zn₂O₃ und dergleichen. Die oben erwähnten Oxide mit Spinellstruktur werden erhalten, indem mindestens zwei Oxide miteinander kombiniert werden, die zu den A O- und B₂O₃-Grup­ pen gehören. Wenn die beiden Gruppen im gleichen molaren Verhältnis einge­ setzt werden, führen sie sämtlich zu Oxiden mit Spinellstruktur. Werden die bei­ den Gruppen mit unterschiedlichem molaren Verhältnis benutzt, wird eine Menge an Oxid mit Spinellstruktur entsprechend der Menge des Oxids mit kleinerem molaren Verhältnis erzeugt. Die zusätzliche Menge, die nicht zu der Reaktion beiträgt, bleibt unverändert. Es ist infolgedessen nicht notwendig, die beiden Gruppen im gleichen molaren Verhältnis einzusetzen.The oxides with spinel structure include in particular CuFe₂O₄, MgAl₂O₄, CoAl₂O₄, CoCr₂O₄, CoFe₂O₄, CuAl₂O₄, CuCo₂O₄, CuCr₂O₄, FeAl₂O₄, FeCo₂O₄, MgCr₂O₄, MgFe₂O₄, MgTi₂O₄, MnAl₂O₄, MnCr₂O₄, MnFe₂O₄, MnTi₂O₄, NiAl₂O₄, NiCo₂O₄, NiV₂O₄, NiCr₂O₄, NiFe₂O₄, NiMn₂O₄, SnAl₂O₄, ZnAl₂O₄, ZnCo₂O₄, ZnCr₂O₄, ZnFe₂O₄, ZnMn₂O₄, ZnV₂O₄, MnCo₂O₄, SnCr₂O₄, TiCo₂O₄, TiFe₂O₄, SnMn₂O₄, TiMn₂O₄, SnZn₂O₄, TiZn₂O₄ and the like. Is preferably worked with MgAl₂O₄. The starting materials (metal oxide expansion materials) for producing such Oxides with a spinel structure are represented by AxOy and BmOn. To the AxOy group include in particular CuO, MgO, CoO, CuO, FeO, MnO, NiO, SnO, ZnO, TiO and the like. The BmOn group includes Fe₂O₃, Al₂O₃, Cr₂O₃, Mn₂O₃, Co₂O₃, Ti₂O₃, V₂O₃, Zn₂O₃ and the like. The Oxides with spinel structure mentioned above are obtained by at least two oxides are combined together to form the A O and B₂O₃ group pen belong. When the two groups entered in the same molar ratio are set, they all lead to oxides with spinel structure. Will they be at  groups with different molar ratios will be used Amount of oxide with spinel structure corresponding to the amount of oxide with generated smaller molar ratio. The additional amount that does not add to the Reaction contributes remains unchanged. As a result, it is not necessary that to use both groups in the same molar ratio.

Die gebrannte Form enthält 5 bis 85 Gew.-% Oxide mit Spinellstruktur. Wenn der Anteil der Oxide mit Spinellstruktur unter 5 Gew.-% liegt, dehnt sich die Form nicht ausreichend aus, um das Schwinden des schmelzflüssigen Metalls zu kom­ pensieren. Liegt dagegen der Gehalt an Oxiden mit Spinellstruktur über 85 Gew.-%, verursacht der Spinell eine übermäßige Ausdehnung. Dadurch werden die Bindekräfte der Form herabgesetzt; die Form kann leicht zu Bruch gehen.The fired form contains 5 to 85 wt .-% oxides with spinel structure. If the If the proportion of oxides with a spinel structure is below 5% by weight, the shape expands not sufficient to cause the molten metal to shrink retire. In contrast, the content of oxides with a spinel structure is above 85 % By weight, the spinel causes excessive expansion. This will the binding forces of the form are reduced; the shape can easily break.

Die Korngröße der Metalloxid-Expansionsstoffe (insbesondere MgO und Al₂O₃) die als Ausgangswerkstoff benutzt werden, um die oben erwähnten Oxide mit Spinellstruktur zu erhalten, wird auf 80 µm oder weniger eingestellt. Bei einer Korngröße von mehr als 80 µm läßt sich der Spinell nicht gleichförmig erzeugen, und es kann leicht zu Verformungen der Form kommen.The grain size of the metal oxide expansion materials (especially MgO and Al₂O₃) which are used as the starting material for the above-mentioned oxides To obtain the spinel structure is set to 80 µm or less. At a The spinel cannot be produced uniformly with a grain size of more than 80 μm, and the shape can easily deform.

Die Temperatur, bei welcher die Form gebrannt wird, wird auf 1300°C oder we­ niger eingestellt. Wenn die Brenntemperatur 1300° übersteigt, wird Spinell in übermäßiger Menge erzeugt, und die Form kann leicht zu Bruch gehen.The temperature at which the mold is fired is raised to 1300 ° C or we niger set. When the firing temperature exceeds 1300 ° C, spinel becomes in excessive amount is generated, and the shape can easily break.

Für den Formstoff wird MgO, das als Metalloxid-Expansionsstoff benutzt wird, aus folgenden Gründen in Form von Elektroschmelz-Magnesia oder Magnesia­ klinker eingesetzt. Beim Herstellen der Form wird der Expansionsstoff zusam­ men mit den Aggregatstoffen mit Wasser oder dergleichen gemischt. Zu generell verfügbaren Magnesiumoxiden gehören sogenanntes leicht gebranntes Magnesia. Das Magnesiumoxid reagiert mit in der Mischflüssigkeit enthaltenem Wasser und erzeugt Magnesiumhydroxid, wodurch der Formstoff ausgedehnt wird. Die Aus­ härtgeschwindigkeit der Form und die Mengen der erzeugten Hydrate unter­ scheiden sich in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Wassergehalt der Flüs­ sigkeit, der Größe der Form und der Speichertemperatur der Form. Dies hat ent­ sprechende Unterschiede in der Größe der Ausdehnung zur Folge, und es ist schwierig, auf konstanter Basis eine hohe Genauigkeit sicherzustellen. Elek­ troschmelz-Magnesia und Magnesiaklinker reagieren dagegen nicht mit Wasser, und eine Aushärtung und Dehnung während des Mahlens werden stark vermin­ dert. Nur die Spinellerzeugung während des Brennens bestimmt die Ausdehnung der Form. Dies erleichtert eine wirkungsvolle Steuerung. Obwohl Al₂O₃ mit Was­ ser reagiert, liegt seine Reaktionsgeschwindigkeit weit unter der von MgO. Die Hydrationsreaktion von Al₂O₃ kann infolgedessen verhindert werden, indem die Konzentration an Bindemittel gesteigert wird, indem ein Aushärtbeschleuniger verwendet wird oder indem als Bindemittel ein rasch aushärtendes Phosphat oder eine geringe Menge an Ethylsilikat mit niedrigem Wassergehalt verwendet wird. Dadurch kann eine Ausdehnung aufgrund der Hydrationsreaktion verhindert werden.For the molding material, MgO, which is used as a metal oxide expansion material, in the form of electro-magnesia or magnesia for the following reasons clinker used. When the mold is made, the expansion material gets together men with the aggregates mixed with water or the like. Too general Magnesium oxides available include so-called lightly burned magnesia. The magnesium oxide reacts with water and water contained in the mixed liquid produces magnesium hydroxide, which expands the molding material. The out curing speed of the mold and the amounts of hydrates produced differ depending on the temperature and the water content of the rivers liquid, the size of the mold and the storage temperature of the mold. This ent speaking differences in the size of the extent, and it is difficult to ensure high accuracy on a constant basis. Elec troschmelz magnesia and magnesia clinker do not react with water,  and hardening and stretching during grinding are greatly reduced different. Only the spinel production during firing determines the expansion the form. This facilitates effective control. Although Al₂O₃ with what reacts, its reaction rate is far below that of MgO. The Hydration reaction of Al₂O₃ can consequently be prevented by the Concentration of binder is increased by using a curing accelerator is used or by a rapidly curing phosphate or a small amount of low water ethyl silicate is used. This can prevent expansion due to the hydration reaction will.

Als Oxidaggregatstoffe eignen sich insbesondere Siliziumoxid, Mullit, Zirko­ niumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Calciumoxid, Spinell, Zirkonsand, Dolomit und dergleichen.Silicon oxide, mullite, zirco are particularly suitable as oxide aggregate materials nium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, calcium oxide, spinel, zircon sand, Dolomite and the like.

Bei dem im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung benutzten Bindemittel kann es sich insbesondere um Aluminiumoxidzement, Zirkoniumoxidzement, Magnesiumoxidzement, kolloidales Siliziumdioxid, Ethylsilikatverbindungen und Phosphatverbindungen handeln. Beim Einsatz von Phosphatverbindungen muß die Form bei 1100°C oder höher gebrannt werden. Andernfalls reagieren die Verbindungen mit Hochtemperaturmetall (schmelzflüssigem Metall), wodurch die Metalloberfläche beeinträchtigt wird.In the binder used in the context of the use according to the invention can be aluminum oxide cement, zirconium oxide cement, Magnesium oxide cement, colloidal silicon dioxide, ethyl silicate compounds and Act phosphate compounds. When using phosphate compounds must the mold is fired at 1100 ° C or higher. Otherwise they react Connections with high temperature metal (molten metal), whereby the metal surface is affected.

Die erfindungsgemäße gebrannte Form enthält Oxide mit Spinellstruktur (AB₂O₄), die sich durch eine Reaktion mit Oxiden (A O- und B₂O₄ während des Brennens volumenmäßig ausdehnen. Nachdem daher die Form einmal von dem vorbestimmten Originalmodell (das mit dem geformten Produkt überein­ stimmt) erhalten und die Form gebrannt ist, wird beim Formen von Hochtempe­ raturwerkstoffen ein Schwinden aufgrund des Abkühlens des Formstoffes zuge­ lassen. Das geformte Produkt hat infolgedessen nahezu die gleiche Gestalt wie das Originalmodell. Wenn mit dem erfindungsgemäßen Formstoff ein Bindemit­ tel gemischt wird, reagiert beim Zusetzen von Mischflüssigkeit zu dem Formstoff, beim Gießen des Formstoffes entsprechend dem gewünschten Modell sowie beim Aushärten des Formstoffes MgO kaum mit dem in der Flüssigkeit enthaltenen Wasser, und es kommt zu keiner Expansion. Wenn dann der Formstoff bei 1300°C oder weniger gebrannt wird, um die gebrannte Form herzustellen, reagie­ ren MgO und Al₂O₃ mit einer Korngröße von 80 µm oder weniger unter Bildung von Spinell. Weil nur die Erzeugung von Spinell die Ausdehnung der gebrannten Form beeinflußt, ist es möglich, eine gebrannte Form mit der gewünschten Ex­ pansionsrate zu erhalten, indem das Mengenverhältnis zwischen MgO und Al₂O₃ mit einer Korngröße von 80 µm oder weniger geeignet eingestellt wird. Die Ein­ stellung des Mengenverhältnisses zwischen MgO und Al₂O₃ mit einer Korngröße von 80 µm oder weniger erfolgt dabei in der Weise, daß der erzeugte Spinell 5 bis 85 Gew.-% der gesamten gebrannten Form ausmacht. Dadurch werden Bruch auf­ grund übermäßiger Expansion ebenso wie Probleme aufgrund von unzureichen­ der Expansion vermieden.The fired form according to the invention contains oxides with a spinel structure (AB₂O₄), which is formed by a reaction with oxides (A O- and B₂O₄ during volume of burning. Therefore, once the shape of the predetermined original model (which matches the molded product is correct) and the mold is fired, when molding high-temperature raturwerkstoffe a shrinkage due to the cooling of the molding material to let. As a result, the molded product has almost the same shape as the original model. If a binder with the molding material according to the invention mixed, reacts when mixing liquid is added to the molding material, when pouring the molding material according to the desired model and when Hardening of the molding material MgO hardly with that contained in the liquid Water, and there is no expansion. Then when the molding material  Fired at 1300 ° C or less to produce the fired mold ren MgO and Al₂O₃ with a grain size of 80 microns or less with formation of spinel. Because only the production of spinel is the extent of the burned Shape affected, it is possible to use a fired shape with the desired ex get rate of expansion by the ratio between MgO and Al₂O₃ is appropriately set with a grain size of 80 µm or less. The one setting the quantitative ratio between MgO and Al₂O₃ with a grain size of 80 µm or less takes place in such a way that the spinel produced 5 to 85% by weight of the total fired form. This will break up due to excessive expansion as well as problems due to insufficient the expansion avoided.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung wird eine Form er­ halten, indem Metalloxid-Aggregatstoffe, Metalloxid-Expansionsstoffe mit einge­ stellter Korngröße von 80 µm oder weniger und ein Bindemittel gemischt werden. Nach dem Mischen wird Flüssigkeit zugesetzt. Der Formstoff wird dann in eine Form (beispielsweise eine Gipsform oder einen Gießformring mit einem Wachs­ modell im Falle des Ausschmelzverfahrens) eingegossen, wobei ein Origi­ nalmodell von der gewünschten Gestalt verwendet wird. Dann erfolgt ein Aushär­ ten der Form. Die Gestalt der ausgehärteten Form entspricht nahezu derjenigen des Originalmodells, obwohl sich die Form geringfügig dehnt, wenn aufgrund der Reaktion zwischen den Expansionsstoffen und Wasser Hydrate gebildet werden. Wenn die Form dann bei 1300°C oder weniger gebrannt wird, erfolgt ein Brennen der Aggregat- und Expansionsstoffe unter Ausbildung einer starren gebrannten Form, während gleichzeitig für eine wechselseitige Reaktion der Expansionsstoffe gesorgt wird. Es wird Oxid mit Spinellstruktur (AB₂O₄) in der gebrannten Form aufgrund der Reaktion der Expansionsstoffe gebildet. Die Gitterkonstante von Spinell (AB₂O₄) beträgt etwa 0,8 nm. Das Volumen des Spinells ist wesentlich größer als dasjenige des Ausgangsstoffes, dessen Gitterkonstante etwa 0,4 bis 0,6 nm beträgt. Die gebrannte Form erfährt auf diese Weise eine Dehnung. Weil der Spinell als eine neue Phase verbleibt, wird der aufgeweitete Zustand der gebrannten Form selbst nach Abkühlen der Form aufrechterhalten. Dies wird durch die Ergebnisse bestätigt, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind. Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen dabei die Beziehung zwischen der Brenntemperatur und der Ausdehnung des oben erläuterten, zweckentsprechend eingestellten Formstoffes. Nachdem die Temperatur auf den gewünschten Wert gesteigert und dann wieder auf normale Temperatur abgesenkt wurde, ist, wie aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht, die Form um bis zu einige Prozent gedehnt, obwohl eine Schrumpfung um den Betrag eintritt, der auf die Wärmeausdehnung zurückzuführen ist.In the use according to the invention, a shape is maintained by mixing metal oxide aggregates, metal oxide expansion substances with a grain size of 80 μm or less and a binder. After mixing, liquid is added. The molding material is then poured into a mold (for example a plaster mold or a casting mold ring with a wax model in the case of the melting process), using an original model of the desired shape. Then the mold is hardened. The shape of the cured mold is almost the same as that of the original model, although the mold expands slightly when hydrates are formed due to the reaction between the expansion materials and water. Then, when the mold is fired at 1300 ° C or less, the aggregate and expansion materials are fired to form a rigid fired mold while simultaneously ensuring a mutual reaction of the expansion materials. It oxide with spinel structure (AB₂O₄) is formed in the fired form due to the reaction of the expansion substances. The lattice constant of spinel (AB₂O₄) is about 0.8 nm. The volume of the spinel is much larger than that of the starting material, whose lattice constant is about 0.4 to 0.6 nm. The fired shape is stretched in this way. Because the spinel remains as a new phase, the expanded state of the fired mold is maintained even after the mold has cooled. This is confirmed by the results shown in FIGS. 6 and 7. FIGS. 6 and 7 here illustrate the relationship between the firing temperature and the extent of, appropriately set mold material discussed above. After the temperature has been raised to the desired value and then lowered again to normal temperature, as can be seen from FIGS. 6 and 7, the shape is expanded by up to a few percent, although a shrinkage occurs by the amount due to the thermal expansion is due.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are below with reference to the accompanying Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Röntgenbeugungsdiagramm einer gebrannten Form gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. 1 shows an X-ray diffraction pattern of a calcined form of the present invention,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Standardkokille zur Herstellung der er­ findungsgemäßen gebrannten Form im Wachsausschmelzver­ fahren, Fig. 2 is a side view of a Standardkokille for the preparation of he drive inventive fired molded in Wachsausschmelzver,

Fig. 3 einen lotrechten Schnitt der vorliegend vorgesehenen Wachs­ modell-Formring-Anordnung, Fig. 3 is a vertical cross-section of the presently provided wax pattern molding ring assembly,

Fig. 4 einen lotrechten Schnitt eines Ausführungsbeispiels einer Licht­ bogen-Differenzdruck-Gießvorrichtung, bei welcher die ge­ brannte Form nach der Erfindung verwendet wird, Fig. 4 is a vertical section of an embodiment of an arc-differential-pressure casting apparatus in which the ge burned shape is used according to the invention,

Fig. 5 eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zum Bestimmen der Ausdehnungsrate, Fig. 5 is a view for explaining a method for determining the rate of expansion,

Fig. 6 und 7 Temperatur/Ausdehnungs-Kennlinien für den erfindungsge­ mäßen Formstoff, sowie FIGS. 6 and 7 Temperature / Stretch characteristics for the erfindungsge MAESSEN molding material, and

Fig. 8(I) und 8(II) Schnittdarstellungen einer abgewandelten Formvorrichtung. Fig. 8 (I) and 8 (II) are sectional views of a modified form of apparatus.

Ein Formstoff mit einer Zusammensetzung entsprechend Tabelle 1 wurde mit Wasser leicht gemahlen und in eine zweckentsprechende Form eingegossen. Diese Form wurde dann bei 850° eine Stunde lang gebrannt, worauf Röntgen­ beugungsmessungen erfolgten. Das in Fig. 1 veranschaulichte Röntgenbeugungs­ diagramm läßt deutliche Beugungsspitzen erkennen, wie sie typisch für Spinell (MgAl₂O₄) sind. Daraus folgt, daß die gebrannte Form eine beträchtliche Menge an Spinell (MgAl₂O₄) enthält.A molding material with a composition according to Table 1 was lightly ground with water and poured into a suitable mold. This shape was then fired at 850 ° for one hour, followed by X-ray diffraction measurements. The X-ray diffraction diagram illustrated in Fig. 1 shows clear diffraction peaks, as are typical for spinel (MgAl₂O₄). It follows that the fired form contains a considerable amount of spinel (MgAl₂O₄).

Tabelle 1 Table 1

Ein Wachsmodell 2 wurde auf einer Metallform 1 entsprechend Fig. 2 hergestellt und in einen Gießring 3 gemäß Fig. 3 eingesetzt. Formstoff mit einer Zusammen­ setzung entsprechend der Tabelle 2 wurde mit Wasser leicht gemahlen und in den Gießring 3 eingegossen, wobei das Wachsmodell 2 von dem Formstoff umschlos­ sen wird. Der Formstoff wurde dann ausgehärtet. Die Innenfläche des Gießrings 3 war mit keramischer Wolle 31 ausgekleidet, um die Ausdehnung des Materials in Radialrichtung während des Brennens zu absorbieren. Das Wachsmodell 2 wurde auf eine Gummibasis 32 aufgesetzt, die am unteren Ende des Gießringes 3 angeordnet war. Nach dem Aushärten wurde die Gummibasis 32 abgenommen, und das Wachsmodell 2 wurde unter den der Tabelle 3 zu entnehmenden Bedin­ gungen (Temperatur und Brenndauer) gebrannt. Eine gebrannte Form 4 mit ei­ nem dem Wachsmodell 2 entsprechenden Hohlraum 41 wurde in eine in Fig. 4 dargestellte Lichtbogen-Differenzdruck-Gießeinheit 5 eingebracht, und Titan wurde vergossen. Das Vergießen erfolgte unter zwei unterschiedlichen Bedingun­ gen. Im einen Fall wurde die Gießform auf normaler Temperatur gehalten; im anderen Falle wurde die Form auf 800° gehalten. Ein Gußstück 6 wurde über die Kokille (Metallform) 1 gestülpt, und die in Fig. 5 gezeigten Spalte h und g wurden gemessen. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengestellt. A wax model 2 was produced on a metal mold 1 according to FIG. 2 and inserted into a casting ring 3 according to FIG. 3. Molding material with a composition according to Table 2 was lightly ground with water and poured into the casting ring 3 , the wax model 2 being enclosed by the molding material. The molding material was then cured. The inner surface of the casting ring 3 was lined with ceramic wool 31 to absorb the expansion of the material in the radial direction during the firing. The wax model 2 was placed on a rubber base 32 , which was arranged at the lower end of the casting ring 3 . After curing, the rubber base 32 was removed and the wax model 2 was fired under the conditions shown in Table 3 (temperature and burning time). A fired mold 4 with a cavity 41 corresponding to the wax model 2 was placed in an arc differential pressure casting unit 5 shown in FIG. 4, and titanium was cast. The casting was carried out under two different conditions. In one case, the casting mold was kept at normal temperature; otherwise the mold was held at 800 °. A casting 6 was put over the mold (metal mold) 1 , and the gaps h and g shown in Fig. 5 were measured. The measurement results are summarized in Table 3.

Tabelle 2 Table 2

Aus der Tabelle 3 geht hervor, daß die Gießformen brechen können, wenn die Gießform-Brenntemperatur 1300° übersteigt. Der Spalt h kann bei Gießtempe­ raturen von 900 bis 1300° häufig gleich Null sein. In dem betreffenden Tempe­ raturbereich dehnen sich die Gießformen in geeigneter Weise aus. Es kann ein kleiner Spalt g auftreten, wenn der Spalt h gleich Null ist. In diesem Fall sitzt das Gußstück 6 mit einem gewissen Spiel auf der Kokille 1. Dieser Zustand ist bei manchen Arten von Gußstücken erwünscht. Der Spalt h bleibt selbst bei Gießen mit normaler Temperatur relativ klein. Die Schwindungskompensation, die im Falle des Hochtemperaturgießens von Metallen, wie Titan, erzielt wird, läßt sich daher auch beim Gießen mit normaler Temperatur erreichen. Dabei kann dann kostengünstiges Siliziumdioxid oder dergleichen, das bei hohen Temperaturen mit Titan reagieren kann, als Aggregatstoff verwendet werden.Table 3 shows that the molds can break if the mold firing temperature exceeds 1300 °. The gap h can often be zero at casting temperatures of 900 to 1300 °. In the temperature range concerned, the molds expand in a suitable manner. A small gap g can occur if the gap h is zero. In this case, the casting 6 sits on the mold 1 with a certain play. This condition is desirable in some types of castings. The gap h remains relatively small even when casting at normal temperature. The shrinkage compensation which is achieved in the case of high-temperature casting of metals, such as titanium, can therefore also be achieved when casting at normal temperature. In this case, inexpensive silicon dioxide or the like, which can react with titanium at high temperatures, can then be used as the aggregate.

Die Beziehung zwischen der Menge des in dem Formstoff erzeugten Spinells und den Spalten g und h sei nachstehend unter Bezug auf die Tabelle 3 erläutert. Die Spalte g und h sind im Falle von Formstoffen gleich Null, bei denen 19% und 34% Spinell erzeugt werden. Diese Stoffe führen daher zu extrem hoher Dimensionsgenauigkeit, wenn sich die Formen ausdehnen. Bei einem Formstoff mit einer Spinellerzeugungsrate von 91% kommt es zu Formbruch. Der Formstoff, bei dem 5% Spinell erzeugt werden, führt zu einem Spalt g von Null und einem Spalt h von 0,4 mm, während der Formstoff mit einer Spinellerzeugungsrate von 85% einen Spalt h von Null und einen Spalt g von 1 mm oder mehr zur Folge hat, ohne daß es zu Formbruch kommt. Diese Formstoffe liegen daher innerhalb des praktisch nutzbaren Anwendungsbereichs.The relationship between the amount of spinel produced in the molding material and Columns g and h are explained below with reference to Table 3. The Columns g and h are zero in the case of molded materials in which 19% and 34% spinel are generated. These substances therefore lead to extreme high dimensional accuracy when the shapes expand. At a Molding material with a spinel production rate of 91% breaks the mold. The molding material, in which 5% spinel is produced, leads to a gap g of Zero and a gap h of 0.4 mm, while the molding material with a Spinel generation rate of 85%, a gap h of zero and a gap g of 1 mm or more without breaking the mold. These Molded materials are therefore within the practical area of application.

Die Formstoffe mit den Gehaltsverhältnissen entsprechend den Tabellen 1 und 4 wurden gebrannt, und ihre Dehnungswerte wurden bei den im Meßbereich lie­ genden Temperaturen gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 (für den Formstoff mit dem Gehaltsverhältnis entsprechend der Tabelle 1) und in Fig. 7 (für den Werkstoff mit dem Gehaltsverhältnis gemäß Tabelle 4) dargestellt. Aus den Fig. 6 und 7 geht hervor, daß beim Absenken der Temperatur von der Brenntempera­ tur auf normale Temperatur der Dehnungswert abnimmt und eine allmähliche Schwindung eintritt, daß aber ein relativ hoher Dehnungswert selbst dann erhal­ ten bleibt, nachdem die Temperatur auf einen normalen Wert zurückgekehrt ist. Insbesondere hat der Formstoff gemäß Fig. 7 einen Dehnungswert von mehreren Prozent, weil die Expansionsstoffe des Ausgangsmaterials kleine Korngrößen aufweisen und eine große Menge an Spinell erzeugt wird.The molding materials with the content ratios according to Tables 1 and 4 were fired, and their elongation values were measured at the temperatures lying in the measuring range. The results are shown in FIG. 6 (for the molding material with the content ratio according to Table 1) and in FIG. 7 (for the material with the content ratio according to Table 4). From FIGS. Shows 6 and 7 that decreases when lowering the temperature of the internal Tempera ture to normal temperature the elongation value and a gradual shrinkage occurs, but that a relatively high elongation value is then th preserver even after the temperature to a normal value has returned. In particular, the molding material according to FIG. 7 has an elongation value of several percent because the expansion materials of the starting material have small grain sizes and a large amount of spinel is produced.

Tabelle 4 Table 4

Formstoffe mit Aggregatstoffen und Expansionsstoffen mit den Gehaltsverhält­ nissen gemäß Tabelle 5 wurden bei 900° und 1400° gebrannt, um die Möglich­ keit eines Bruchs der Gießformen zu untersuchen. Die Ergebnisse ergeben sich aus der Spalte "Aussehen nach dem Brennen" der Tabelle 5. "o" bedeutet kein Bruch; "x" bedeutet Bruch. Die Expansionsstoffe hatten jeweils eine Korngröße von 80 µm oder weniger, und sie machten 50 Gew.-% aus. Handelsüblich verfüg­ bare Aggregatstoffe wurden ohne weitere Modifikation benutzt; sie machten 42 Gew.-% aus. Zusätzlich waren Bindemittel der oben erläuterten Art vorgesehen. Molding materials with aggregate materials and expansion materials with the content ratio nits according to Table 5 were fired at 900 ° and 1400 ° to make this possible to investigate the fracture of the molds. The results are clear from the column "Appearance after firing" in Table 5. "o" means none Fracture; "x" means break. The expansion fabrics each had a grain size of 80 µm or less, and they were 50% by weight. Commercially available Bare aggregate materials were used without further modification; they made 42 % By weight. In addition, binders of the type explained above were provided.  

Tabelle 5 Table 5

Aus der Tabelle 5 folgt, daß es bei 900° zu keinem Bruch kommt, während alle Formen bei 1400° zu Bruch gingen. Gebrannte Gießformen lassen sich herstel­ len, indem die entsprechenden Kombinationen der oben erwähnten Aggregat- und Expansionsstoffe bei 1300° oder weniger gebrannt werden. CaO und ZrO₂, die als Aggregatstoffe verwendet werden, werden mit Al₂O₃ und MgO kombi­ niert, die als Expansionsstoffe dienen, da als Expansionsstoffe stabile Oxide ge­ wählt werden müssen. CaO und ZrO₂ sind Oxide, die gegenüber Metallen stabil sind, welche bei hohen Temperaturen aktiv sind. Bei den Expansionsstoffen und den Aggregatstoffen kann es sich um die gleichen Bestandteile handeln, sofern ihre Korngrößen nicht über 80 µm liegen. Der Dehnungswert der gebrannten Form läßt sich in Abhängigkeit von der Brenntemperatur, der Brenntemperatur- Haltezeit, der Gießtemperatur, der Korngröße und dem Gehalt an Spinell erzeu­ genden Oxiden genau steuern. Die Formen eignen sich daher in hervorragender Weise für ein Präzisionsformen von bei hoher Temperatur aktiven Metallen, ke­ ramischen Werkstoffen und glaskeramischen Werkstoffen.From Table 5 it follows that there is no break at 900 ° while all Forms broke at 1400 °. Burnt molds can be made len by the appropriate combinations of the above-mentioned aggregate and Expansion fabrics can be burned at 1300 ° or less. CaO and ZrO₂, which are used as aggregates, are combined with Al₂O₃ and MgO niert, which serve as expansion materials, since stable oxides ge as expansion materials must be chosen. CaO and ZrO₂ are oxides that are stable to metals are which are active at high temperatures. With the expansion fabrics and the aggregate substances can be the same components, provided that their grain sizes are not more than 80 µm. The stretch value of the burned Shape can be depending on the firing temperature, the firing temperature Holding time, the casting temperature, the grain size and the spinel content control the relevant oxides. The shapes are therefore excellent Way for precision molding of metals active at high temperature, ke ramischen materials and glass-ceramic materials.

Die Fig. 8(I) und 8(II) zeigen die Anwendung von Superplastizitätsverfahren bei Titanlegierungen. Im Falle des Verfahrens der Fig. 8(I) wird eine Platte 7 (aus einer Titanlegierung oder dergleichen), die auf eine hohe Temperatur erhitzt ist, zwischen eine Unterform 7a und eine Oberform 7b eingebracht und hydraulisch oder pneumatisch so verpreßt, daß eine plastische Verformung entsprechend der Gestalt von Unter- und Oberform 7a und 7b erfolgt. Bei dem in Fig. 8(II) veran­ schaulichten Verfahren wird eine Platte 8 ähnlich der oben erwähnten Platte 7 auf eine Unterform 8a aufgelegt. Die Platte 8 wird unmittelbar mit Gasdruck oder dergleichen beaufschlagt, um die Platte plastisch zu verformen, bis sie die Gestalt der Unterform 8a annimmt. Die Oberform 7b und die Unterformen 7a und 8a lassen sich in der unten erläuterten Weise herstellen. Modelle werden un­ ter Verwendung von Agar oder Silikonen von den Originalmodellen abgenom­ men. Dann werden die Modelle in Formstoff eingegossen, und der Formstoff wird ausgehärtet. Nach Beseitigen der aus Agar oder Silikonen bestehenden Modelle wird der Formstoff gebrannt. Wenn die Formen 7a, 7b und 8a in der vorliegend beschriebenen Weise hergestellt werden, sind die Formen nach dem Brennen etwas größer als die Originalmodelle, was auf die oben erläuterte Erzeugung von Spinelloxiden zurückzuführen ist. Selbst wenn daher die auf hohe Temperaturen erhitzten Platten 7 und 8 beim Abkühlen nach dem Verarbeiten schwinden, wird die Schwindung durch die oben erläuterte Ausdehnung kompensiert. Die Dimensionsgenauigkeit der erhaltenen Produkte ist hervorragend, wenn die Bestandteile, die Korngröße und die Brenntemperatur des Formstoffes entsprechend eingestellt sind. Figures 8 (I) and 8 (II) show the use of superplasticity techniques on titanium alloys. In the case of the method of Fig. 8 (I) is a plate 7 hydraulically or pneumatically pressed (made of a titanium alloy or the like) which is heated to a high temperature, between a lower mold 7 a and an upper mold 7 b inserted and so that there is a plastic deformation corresponding to the shape of the upper and lower mold 7 a and 7 b. In the process illustrated in FIG. 8 (II), a plate 8 similar to the plate 7 mentioned above is placed on a lower mold 8 a. The plate 8 is immediately subjected to gas pressure or the like to plastically deform the plate until it takes the shape of the lower mold 8 a. The upper mold 7 b and the lower molds 7 and 8a can be prepared in the manner explained below. Models are detached from the original models using agar or silicone. Then the models are poured into the molding material and the molding material is cured. After removing the models made of agar or silicone, the molding material is fired. If the molds 7 a, 7 b and 8 a are produced in the manner described here, the molds after firing are somewhat larger than the original models, which is due to the production of spinel oxides explained above. Therefore, even if the plates 7 and 8 heated to high temperatures shrink after cooling after processing, the shrinkage is compensated for by the expansion explained above. The dimensional accuracy of the products obtained is excellent if the components, the grain size and the firing temperature of the molding material are set accordingly.

In der zuvor erläuterten Weise kann daher, wenn bei hoher Temperatur aktive Metalle, keramische Werkstoffe und glaskeramische Werkstoffe unter Anwen­ dung hoher Temperaturen geformt werden, das Schwinden dieser Werkstoffe kompensiert werden. Der Ausdehnungswert der gebrannten Form läßt sich genau steuern, indem das Anteilsverhältnis und die Korngröße der Spinell erzeugenden Oxide, die Brenntemperatur, die Brenntemperatur-Haltedauer und dergleichen Parameter eingestellt werden. Der Dehnungswert kann bis zu mehreren Prozent betragen; dies erlaubt einen extrem weiten Schwindungskompensationsbereich. Dementsprechend kann den jeweiligen Anforderungen in einem weiten Bereich nachgekommen werden. Weil die Spinellerzeugung die Ausdehnung bestimmt, kann eine ausreichende Ausdehnung selbst dann erhalten werden, wenn die Temperatur der Form gesenkt wird. Beim Formen eines bei hoher Temperatur aktiven Metalls, wie Titan, kann an Stelle von kostspieligen Aggregatstoffen, wie Zirkoniumoxid und Magnesiumoxid, ein preisgünstiger Aggregatstoff, wie Sili­ ziumdioxid, benutzt werden.In the manner explained above, therefore, when active at high temperature Metals, ceramic materials and glass ceramic materials among users high temperatures, the shrinkage of these materials be compensated. The expansion value of the fired form can be exactly control by the proportion and grain size of the spinel producing Oxides, the firing temperature, the firing temperature holding period and the like Parameters can be set. The elongation value can be up to several percent be; this allows an extremely wide shrinkage compensation range. Accordingly, the respective requirements can be in a wide range be complied with. Because spinel production determines expansion, sufficient expansion can be obtained even if the Temperature of the mold is lowered. When molding one at high temperature active metal, such as titanium, can replace costly aggregates, such as Zirconium oxide and magnesium oxide, an inexpensive aggregate such as sili ziumdioxid be used.

Die vorstehend erläuterte Präzisionsform, der beschriebene Präzisionsformstoff und das erläuterte Formherstellungsverfahren eignen sich hervorragend für ein Präzisionsgießen von Zahnkronen, Zahnfüllungen und Zahnprothesenplatten. Außerdem können Platten aus Titanlegierungen auf besonders zweckmäßige Weise im Superplastizitätsverfahren verarbeitet werden.The precision mold explained above, the precision molding material described and the explained mold manufacturing process are excellent for a Precision casting of dental crowns, dental fillings and dental prosthesis plates. In addition, titanium alloy plates can be particularly useful Be processed in the superplasticity process.

Claims (5)

1. Hochtemperatur-Formstoff aus Metalloxiden für gebrannte Präzisionsformen, der sich beim Brennen um ein gewünschtes Maß ausdehnt, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff mindestens jeweils ein Oxid der allgemeinen Formel A O und B₂O₃ enthält, die beim Brennen der Form unter Volumenausdehnung ein Oxid mit Spinellstruktur der allgemeinen Formel AB₂O₄ bilden, das 5 bis 85 Gew.-% der Form ausmacht, wobei A und B jeweils ein metallisches Element ist.1. High-temperature molding material made of metal oxides for fired precision molds, which expands to a desired extent during firing, characterized in that the molding material contains at least one oxide of the general formula AO and B₂O₃, which has an oxide with a spinel structure when the mold is fired with volume expansion form the general formula AB₂O₄, which makes up 5 to 85 wt .-% of the form, wherein A and B are each a metallic element. 2. Hochtemperatur-Formstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxide der allgemeinen Formel A O und B₂O₃ eine Korngröße von 80 µm oder weniger haben.2. High-temperature molding material according to claim 1, characterized in that the Oxides of the general formula A O and B₂O₃ have a grain size of 80 microns or have less. 3. Hochtemperatur-Formstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxide der allgemeinen Formel A O und B₂O₃ in einem stöchiometrischen Ver­ hältnis gemischt sind.3. High temperature molding material according to claim 1 or 2, characterized in that the oxides of the general formula A O and B₂O₃ in a stoichiometric Ver ratio are mixed. 4. Hochtemperatur-Formstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß MgO als Oxid der allgemeinen Formel A O sowie Al₂O₃ als Oxid der allgemeinen Formel B₂O₃ vorgesehen sind, und daß das MgO als Elek­ troschmelz-Magnesia oder Magnesiaklinker vorliegt. 4. High-temperature molding material according to one of the preceding claims, characterized characterized in that MgO as the oxide of the general formula A O and Al₂O₃ as Oxide of the general formula B₂O₃ are provided, and that the MgO as Elek troschmelz magnesia or magnesia clinker is present.   5. Verwendung des Hochtemperatur-Formstoffes nach Anspruch 1 bis 4 zur Herstel­ lung einer Präzisionsform für Hochtemperatur-Formverfahren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hochtemperatur-Formstoff mit einem Bindemittel gemischt, eine Mischflüssigkeit zugesetzt und das Gemisch entsprechend einem gewünschten Mo­ dell vergossen und ausgehärtet wird sowie die ausgehärtete Form bei einer Tempe­ ratur von 1300°C oder weniger gebrannt wird, wobei beim Brennvorgang unter Aus­ dehnung der Form ein Oxid mit Spinellstruktur der allgemeinen Formel AB₂O₄ ge­ bildet wird, das 5 bis 85 Gew.-% der Form ausmacht, wobei A und B jeweils ein me­ tallisches Element ist.5. Use of the high-temperature molding material according to claim 1 to 4 for the manufacture a precision mold for high-temperature molding processes, characterized records that the high temperature molding material mixed with a binder, a Mixed liquid added and the mixture according to a desired Mo dell is poured and cured, as well as the cured form at a tempe temperature of 1300 ° C or less is burned, with the burning process under off expansion of the form an oxide with spinel structure of the general formula AB₂O₄ ge is formed, which makes up 5 to 85 wt .-% of the form, with A and B each a me is a metallic element.
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