EP0827734A1 - Einbettmasse für die Modellgusstechnik in der Dentaltechnik, Verwendung der Einbettmasse und Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse - Google Patents

Einbettmasse für die Modellgusstechnik in der Dentaltechnik, Verwendung der Einbettmasse und Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse Download PDF

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EP0827734A1
EP0827734A1 EP97114996A EP97114996A EP0827734A1 EP 0827734 A1 EP0827734 A1 EP 0827734A1 EP 97114996 A EP97114996 A EP 97114996A EP 97114996 A EP97114996 A EP 97114996A EP 0827734 A1 EP0827734 A1 EP 0827734A1
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EP
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investment
model casting
investment material
model
binder
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EP97114996A
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Helmut Hero
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds

Definitions

  • the invention relates to an investment for model casting technology in dental technology, consisting of sand and binder, the binder being monoammonium phosphate (MAP) and Contains magnesium oxide (MGO). It also relates to the use of the investment and a method for producing such an investment.
  • MAP monoammonium phosphate
  • MGO magnesium oxide
  • model casting work is modeled on an investment model, with Investment material overbed and at high temperatures between 900 ° C and 1050 ° C preheated and then poured.
  • the preheating process is as follows: The with Investment overlayed work ("model casting muffle") is placed in the cold oven and linear (with a normal heating temperature of 2 to 9 ° C / min) to the final temperature heated up.
  • the mixture is then heated linearly to the final temperature at 2 to 9 ° C./min. Also the Final temperature is then held again for 30 to 40 min until the model casting muffle is homogeneously hot. Then the work can be poured. This whole The heating process takes about 4 to 5 hours and is usually carried out at night.
  • the final temperature in the model casting technique must be above 900 ° C Usually temperatures of up to 1050 ° C and possibly even higher temperatures can be achieved. This depends on the respective cobalt-chrome-molybdenum model casting alloys, which are used in model casting technology.
  • the final temperature the preheating phase should be 400 to 450 ° C below the for metallurgical reasons Melting point of the respective model casting alloy.
  • the muffle cools in the Casting device during the so-called casting delay time something out, so that Casting time the muffle temperature is lower than the final temperature of the preheating phase. Therefore, the muffle must not be preheated below 900 ° C, otherwise the There is a possibility of cold casting, which is absolutely avoided in dental technology must become.
  • the muffle is preheated to 600 ° C Given oven, preheated at this temperature for about 30 min and then linear to a Final temperature of 900 ° C and higher heated. After a corresponding final holding time of The muffle can then be cast for approx. 40 to 60 min. With this method you get due to the higher initial temperature and a shorter linear heating certain time savings.
  • sand quartz and cristobalite
  • Binder mainly exists in so-called phosphate-bonded investment materials from monoammonium phosphate (MAP) and from magnesium oxide (MGO).
  • MAP monoammonium phosphate
  • MGO magnesium oxide
  • the sand content is approximately 80 to 85% by weight and the binder content is approximately 15 to 20% by weight.
  • the MAP content within the binder is often about 2 to 3% higher the MGO portion sometimes the two portions are roughly the same.
  • the object of the invention is therefore to provide an investment for the model casting technique in the Dental technology and a method of creating an investment that create it enable the model casting muffle without using the investment material preheating directly in the oven preheated to final temperature (900 to 1050 ° C) to give, without causing damage to the model casting muffle.
  • a further development of the invention is that the weight proportion of the binder on the Total mass of the investment is more than 20%.
  • the weight proportion of the binder in the total mass is between 20% and 35%.
  • the furnace temperature when the Model casting muffle is between 900 ° C and 1050 ° C.
  • MAP monoammonium phosphate
  • MGO Magnesium oxide
  • MAP Monoammonium phosphate
  • the sand consists of quartz and cristobalite.
  • the invention essentially has the advantage that those with the invention Investment model cast model in the direct to final temperatures of 900 ° C and more preheated oven can be given and thus the preheating process clearly is abbreviated.
  • the hot furnace can continuously with new model casting muffle be fitted without having to be cooled beforehand and then replaced with new ones Load model casting molds and heat to final temperature.
  • the invention is based on the finding that the functioning of a Rapid casting process, in which the model casting muffle directly in the final temperature of 900 ° C and more preheated oven can be introduced, depends on how that Ratio of monoammonium phosphate (MAP) to magnesium oxide (MGO) in the binder of Investment is.
  • MAP monoammonium phosphate
  • MGO magnesium oxide
  • the weight fraction of MAP of the total mass of the investment by at least 3.5% (absolute) above the MGO weight percentage.
  • This information relates to sand mixtures in which approx. 8 to 12% by weight is finer Sand (fine quartz powder or fine cristobalite with a grain size d50% of less than 20 ⁇ m is present and the rest consists of coarse sand.
  • finer Sand fine quartz powder or fine cristobalite with a grain size d50% of less than 20 ⁇ m is present and the rest consists of coarse sand.
  • the weight fraction of MAP in the total mass must be more than 3.5% higher than that of MGO.
  • This recipe contains a relatively high proportion (approx. 70%) of coarse sand (quartz sand F34 and quartz powder W3) and only 9.5% fine sand (Cristobalit M0010). So here is enough MAP share that is 3.5% above the MGO share, so that this recipe Can withstand a temperature shock of approx. 1050 ° C. With a lower reactivity of the MAP or a stronger reactivity of the MGO would have the MAP portion with the same sand shares slightly increased (e.g. to 12.3%) or the MGO share slightly decreased (e.g. to 8.2%) in order to ensure that when the model casting muffle is placed in the furnace the Temperature shock is endured. In the present case, the proportion by weight of the binder is at 20.5% of the total mass.
  • This recipe has a higher proportion of fine sands than in Example 1, namely 33.7% W6 (quartz flour) and 15% SF3000 (very fine cristobalite).
  • W6 quartz flour
  • SF3000 very fine cristobalite

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik, bestehend aus Sand und Binder, wobei der Binder Monoammoniumphosphat (MAP) und Magnesiumoxid (MGO) enthält. Sie betrifft weiterhin eine Verwendung der Einbettmasse und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Einbettmasse. Bei bekannten Einbettmassen für die Dentaltechnik ist eine lange Vorwärmzeit der mit der Einbettmasse erstellten Modellgußmuffel erforderlich, um die Endtemperatur zu erreichen, bei der die Modellgußmuffel gegossen werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde eine Einbettmasse geschaffen, die direkt in den auf Endtemperaturen oberhalb von 900 °C vorgewärmten Ofen gegeben werden kann, ohne daß dabei die Modellgußmuffel Schaden nimmt. Weiterhin werden ein Herstellungsverfahren und eine Verwendung der Einbettmasse beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik, bestehend aus Sand und Binder, wobei der Binder Monoammoniumphosphat (MAP) und Magnesiumoxid (MGO) enthält. Sie betrifft weiterhin eine Verwendung der Einbettmasse und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Einbettmasse.
In der Dentaltechnik werden Modellgußarbeiten auf einem Einbettmassemodell modelliert, mit Einbettmasse überbettet und auf hohe Temperaturen zwischen 900 °C und 1050 °C vorgewärmt und dann gegossen. Der Vorwärmprozeß läuft hierbei folgendermaßen ab: Die mit Einbettmasse überbettete Arbeit ("Modellgußmuffel") wird in den kalten Ofen gestellt und linear (mit einer üblichen Aufheiztemperatur von 2 bis 9 °C/min) auf die Endtemperatur hochgeheizt.
Es gibt jedoch zwei Temperaturbereiche, bei denen die Temperatur länger gehalten werden muß. Die erste Haltezeit in dem Vorwärmprogramm liegt bei ca. 270 °C. In diesem Temperaturbereich findet ein Expansionssprung der Einbettmasse statt (Cristobalitsprung) und die Temperatur muß ca. 30 bis 40 min lang gehalten werden. Dann wird weiter mit 2 bis 9 °C/min aufgeheizt, bis bei 580 °C die zweite Haltezeit erreicht wird. Bei 573 °C findet der Quarzsprung (Expansionsbewegung des Quarzes) statt. Auch dieser Temperaturbereich muß ca. 30 bis 40 min gehalten werden.
Anschließend wird weiter linear mit 2 bis 9 °C/min zur Endtemperatur aufgeheizt. Auch die Endtemperatur wird dann noch einmal 30 bis 40 min gehalten, bis die Modellgußmuffel homogen heiß ist. Anschließend kann die Arbeit dann gegossen werden. Dieser gesamte Aufheizprozeß dauert ca. 4 bis 5 Stunden und wird in der Regel in der Nacht durchgeführt.
Die Endtemperatur muß in der Modellgußtechnik oberhalb von 900 °C liegen, wobei in der Regel Temperaturen von bis zu 1050 °C und gegebenenfalls auch noch höhere Temperaturen erreicht werden. Dies richtet sich nach den jeweiligen Kobalt-Chrom-Molybdän-Modellgußlegierungen, welche in der Modellgußtechnik eingesetzt werden. Die Endtemperatur der Vorwärmphase soll aus metallurgischen Gründen um 400 bis 450 °C unter dem Schmelzpunkt der jeweiligen Modellgußlegierung liegen. Außerdem kühlt die Muffel im Gießgerät während der sogenannten Gußverzugszeit noch etwas aus, so daß zum Gießzeitpunkt die Muffeltemperatur niedriger ist als die Endtemperatur der Vorwärmphase. Daher darf die Muffel auf keinen Fall unter 900 °C vorgewärmt werden, da ansonsten die Möglichkeit eines Kaltgusses besteht, welcher in der Dentaltechnik unbedingt vermieden werden muß.
Bei einem alternativen Vorwärmverfahren wird die Muffel in einen auf 600 °C vorgewärmten Ofen gegeben, ca. 30 min bei dieser Temperatur vorgewärmt und dann linear auf eine Endtemperatur von 900 °C und höher aufgeheizt. Nach einer entsprechenden Endhaltezeit von ca. 40 bis 60 min kann die Muffel dann gegossen werden. Bei dieser Methode erhält man aufgrund der höheren Anfangstemperatur und einer verkürzten linearen Aufheizung eine gewisse Zeitersparnis.
Bekannte Einbettmassen setzen sich zusammen aus Sand (Quarze und Cristobalite) und einem Binder. Bei sogenannten phosphatgebundenen Einbettmassen besteht der Binder überwiegend aus Monoammoniumphosphat (MAP) und aus Magnesiumoxid (MGO). Bei herkömmlichen Einbettmassen beträgt der Sandanteil ca. 80 bis 85 Gewichts-% und der Binderanteil ca. 15 bis 20 Gewichts-%. Innerhalb des Binders liegt der MAP-Anteil häufig in etwa um 2 bis 3 % über dem MGO-Anteil manchmal sind die beiden Anteile aber in etwa gleich.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik und ein Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse zu schaffen, die es ermöglichen, im Rahmen einer Verwendung der Einbettmasse die Modellgußmuffel ohne vorheriges Vorwärmen direkt in den auf Endtemperatur (900 bis 1050 °C) vorgeheizten Ofen zu geben, ohne daß es zu Beschädigungen der Modellgußmuffel kommt.
Diese Aufgabe wird bei einer Einbettmasse gemäß dem Oberbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gewichtsanteil von Monoammoniumphosphat (MAP) an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5 % höher ist als der Gewichtsanteil von Magnesiumoxid (MGO).
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse der Einbettmasse mehr als 20 % beträgt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse zwischen 20 % und 35 % beträgt.
Erfindungsgemäß ist auch eine Verwendung der Einbettmasse in einem Modellgußverfahren für die Dentaltechnik, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • Modellieren der Modellgußarbeiten auf einem Einbettmassemodell, wobei eine Einbettmasse verwendet wird,
  • Überbetten der Modellgußarbeit mit einer Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
  • Einbringen der Modellgußmuffel in einen auf eine Temperatur oberhalb von ca. 900 °C vorgewärmten Ofen,
  • Gießen der Modellgußmuffel nach ca. 1 Stunde.
Ebenfalls erfindungsgemäß ist die Verwendung der Einbettmasse gemäß den Ansprüchen in einem Modellgußverfahren für die Dentaltechnik, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • Modellieren der Modellgußarbeit mit Wachs oder Kunststoff auf dem Meistermodell,
  • Abheben und Anstiften der Modellgußarbeit auf einem Muffelsockel, der mit einer Manschette umschlossen wird,
  • Einbetten der Modellgußarbeit mit einer Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
  • Einbringen der Modellgußmuffel in einen auf eine Temperatur oberhalb von ca. 900 °C vorgewärmten Ofen,
  • Gießen der Modellgußmuffel nach ca. 1 Stunde.
Hierbei liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Ofentemperatur beim Einbringen der Modellgußmuffel zwischen 900 °C und 1050 °C liegt.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik, die ein Einbringen der mit dieser Einbettmasse hergestellten Modellgußmuffel in einen auf Temperaturen von über 900 °C vorgeheizten Ofen ermöglicht, wobei im wesentlichen aus Monoammoniumphosphat (MAP) und aus Magnesiumoxid (MGO) ein Binder gemischt wird, wobei der Gewichtsanteil von Monoammoniumphosphat (MAP) an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5 % höher ist als der Gewichtsanteil von Magnesiumoxid (MGO) und dieser Binder mit Sand gemischt wird.
Schließlich ist es erfindungsgemäß, daß der Sand aus Quarz und Cristobalit besteht.
Die Erfindung bringt im wesentlichen den Vorteil mit sich, daß die mit der erfindungsgemäßen Einbettmasse modellierte Modellgußmuffel in den direkt auf Endtemperaturen von 900 °C und mehr vorgeheizten Ofen gegeben werden kann und somit der Vorwärmprozeß deutlich abgekürzt wird. Außerdem kann der heiße Ofen kontinuierlich mit neuen Modellgußmuffeln bestückt werden, ohne daß er vorher abgekühlt werden müßte, um ihn dann wieder mit neuen Modellgußmuffeln zu bestücken und auf Endtemperatur aufzuheizen. Schließlich werden dadurch keine teuren exakt steuerbaren Vorwärmöfen mehr benötigt, da permanent bei der Endtemperatur gearbeitet werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen beschrieben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Funktionieren eines Schnellgußverfahrens, bei dem die Modellgußmuffel direkt in den auf Endtemperaturen von 900 °C und mehr vorgewärmten Ofen eingebracht werden kann, davon abhängt, wie das Verhältnis von Monoammoniumphosphat (MAP) zu Magnesiumoxid (MGO) im Binder der Einbettmasse ist. Um eine derartige Einbettmasse zu schaffen, muß der Gewichtsanteil von MAP an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5 % (absolut) über dem Gewichtsanteil von MGO liegen.
Diese Angaben beziehen sich auf Sandmischungen, bei denen ca. 8 bis 12 Gewichts-% feiner Sand (feines Quarzmehl bzw. feiner Cristobalit mit einer Korngröße d50 % von unter 20 µm vorliegt und der Rest aus grobem Sand besteht. Bei Sandmischungen mit einem höheren Anteil an feinem Sand muß der Gewichtsanteil von MAP an der Gesamtmasse um mehr als 3,5 % über dem von MGO liegen.
Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß ein Binderanteil an der Gesamtmasse von über 20 Gewichts-% vorteilhaft ist. Je höher der Anteil an feinen Sanden ist, desto höher muß auch der Binderanteil an der Gesamtmasse sein, wobei Werte von über 30 % erreicht werden können.
Beispiel 1:
Aus Sand und Binder wird unter folgender Mischung (in Gewichts-%) eine Einbettmasse hergestellt:
Sand F34 (Quarzwerke Frechen) 38 %
W3 (Quarzwerke Frechen) 32 %
M0010 (S.C.R Sibelco) 9,5 %
Binder MAP (Fabudent 746) 12%
MGO (MAF Magnesite B.V.) 8,5 %
Bei dieser Rezeptur liegt ein relativ hoher Anteil (ca. 70 %) an grobem Sand (Quarzsand F34 und Quarzmehl W3) und lediglich 9,5 % feiner Sand (Cristobalit M0010). Hier reicht also ein um 3,5 % über dem MGO-Anteil liegender MAP-Anteil aus, damit diese Rezeptur einen Temperaturschock von ca. 1050 °C aushalten kann. Bei einer geringeren Reaktivität des MAP oder einer stärkeren Reaktivität des MGO müßte bei gleichen Sandanteilen der MAP-Anteil leicht erhöht (z.B. auf 12,3 %) oder der MGO-Anteil leicht herabgesetzt (z.B. auf 8,2 %) werden, um zu erreichen, daß beim Einbringen der Modellgußmuffel in den Ofen der Temperaturschock ausgehalten wird. Im vorliegenden Fall liegt der Gewichtsanteil des Binders bei 20,5 % der Gesamtmasse.
Beispiel 2:
Aus Sand und Binder wird unter folgender Mischung (in Gewichts-%) eine Einbettmasse hergestellt:
Sand F34 (Quarzwerke Frechen) 30 %
W6 (Quarzwerke Frechen) 33,7 %
SF3000 (Quarzwerke Frechen) 15 %
Binder MAP (Fabudent 746) 12,8 %
MGO (MAF Magnesite B.V.) 8,5 %
Bei dieser Rezeptur liegt ein höherer Anteil an feinen Sanden als in Beispiel 1 vor, nämlich 33,7 % W6 (Quarzmehl) und 15 % SF3000 (sehr feiner Cristobalit). Folglich ist der MAP-Überschuß höher, um die vielen kleinen Sandmoleküle im Hochtemperaturbereich zu binden. Hier liegt der Binderanteil an der Gesamtmasse bei 21,3 %.

Claims (8)

  1. Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik, bestehend aus Sand und Binder, wobei der Binder Monoammoniumphosphat (MAP) und Magnesiumoxid (MGO) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil von Monoammoniumphosphat (MAP) an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5 % höher ist als der Gewichtsanteil von Magnesiumoxid (MGO).
  2. Einbettmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse der Einbettmasse mehr als 20 % beträgt.
  3. Einbettmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse zwischen 20 % und 35 % beträgt.
  4. Verwendung der Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 in einem Modellgußverfahren für die Dentaltechnik, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    Modellieren der Modellgußarbeit aufeinem Einbettmassemodell, wobei eine Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 verwendet wird,
    Überbetten der Modellgußarbeit mit einer Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
    Einbringen der Modellgußmuffel in einen auf eine Temperatur oberhalb von ca. 900 °C vorgewärmten Ofen,
    Gießen der Modellgußmuffel nach ca. 1 Stunde.
  5. Verwendung der Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 in einem Modellgußverfahren für die Dentaltechnik, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    Modellieren der Modellgußarbeit mit Wachs oder Kunststoff auf dem Meistermodell,
    Abheben und Anstiften der Modellgußarbeit auf einem Muffelsockel, der mit einer Manschette umschlossen wird,
    Einbetten der Modellgußarbeit mit einer Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
    Einbringen der Modellgußmuffel in einen auf eine Temperatur oberhalb von ca. 900 °C vorgewärmten Ofen,
    Gießen der Modellgußmuffel nach ca. 1 Stunde.
  6. Verwendung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofentemperatur beim Einbringen der Modellgußmuffel zwischen 900 °C und 1050 °C liegt.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik, die ein Einbringen der mit dieser Einbettmasse hergestellten Modellgußmuffel in einen auf Temperaturen von über 900 °C vorgeheizten Ofen ermöglicht, wobei im wesentlichen aus Monoammoniumphosphat (MAP) und aus Magnesiumoxid (MGO) ein Binder gemischt wird, wobei der Gewichtsanteil von Monoammoniumphosphat (MAP) an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5 % höher ist als der Gewichtsanteil von Magnesiumoxid (MGO) und dieser Binder mit Sand gemischt wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sand aus Quarz und Cristobalit besteht.
EP97114996A 1996-08-22 1997-08-29 Einbettmasse für die Modellgusstechnik in der Dentaltechnik, Verwendung der Einbettmasse und Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse Withdrawn EP0827734A1 (de)

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