Verfahren zur Herstellung von Gussformen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Guss formen, die insbesondere für Güsse aus hoch schmelzenden Metallen und keramischen Massen geeignet sind, bei denen es auf be sonders grosse Genauigkeit in der Wiedergabe des Modells ankommt, wie zum Beispiel bei prothetisehen Arbeiten in der Zahnheilkunde.
Die in der Zahnheilkunde bei Goldgüssen bisher üblichen, gipshaltigen Einbettmassen sind für diesen Zweck völlig unbrauchbar, weil bei der notwendigen hohen Gusstempera- t.ur eine Korrosion des Metalles eintritt.
Es ist bekannt, bei der Herstellung von Gussformen dem Ton enthaltenden .Sand Na triumphosphate zum Abbinden zuzusetzen. Formen dieser Zusammensetzung verhindern zwar die Korrosion des Gussmaterials und weisen somit schon einen Fortschritt gegen über den gipshaltigen Massen auf, aber die Formen zeigen beim Erhitzen auf die Guss- temlieratur,
wohl infolge des Siuterns oder Schmelzens der Natriumverbindungen öfters Risse und sind daher besonders für genaue prothetische Arbeiten in der Zahnheilkunde nicht brauchbar.
Es wurde nun gefunden, dass sich dieser Übelstand dadurch vermeiden lässt, dass man als Einbettmasse bei der Herstellung von Gussformen ein Gemisch verwendet, das. ein beim Brennen erhärtendes keramisches Ma terial, eine solche Verbindung, -die mit Phos- phorsäureionen ein erhärtendes Phosphat bildet, sowie eine praktisch alkalifreie Lö sung von Phosphorsäureionen liefernden iSub- stanzen enthält.
Die erfindungsgemäss bei -der Herstellung von Gussformen zur Anwendung ,gelangende Einbettmasse enthält also, wie bereits gesagt, drei verschiedene Komponenten. Die erste Komponente ist ein. keramischer Stoff bezw. ein Gemisch von keramischen Stoffen, die beim Brennen erhärten.
Als solche Stoffe kommen insbesondere in Frage: Ton, Kaolin, Lehm, Mischungen von Aluminiumoxyd, Kieselsäure oder Silikaten oder auch andere Gemenge, wie sie in der keramischen Indu- strie benutzt werden. Wie auch sonst in der keramischen Technik üblich, können raum.'- beständige Stoffe, wie Schamotte usw. zuge setzt sein.
Die zweite Komponente der Ein- bettmasse sind eine oder mehrere Verbindun gen, die mit Phosphorsäureionen unter Bil dung eines vorzugsweise schon bei gewöhn licher Temperatur erhärtenden Phosphats reagieren.
Derartige erhärtende phosphatbil- dende Stoffe sind beispielsweise Oxyde, Hy- droxyde, Phosphate, gegebenenfalls auch die Carbonate und ähnliche leicht zersetzliche Salze der Erdalkalimetalle, des Aluminiums, des Eisens, des Kupfers, des Zinks und des Cadmiums..
Dazu kommt dann noch als dritte Komponente die praktisch alkalifreie Lösung der Phosphorsäureionen liefernden Substan zen, als welche genannt seien Ortho-, Meta- oder Pyrophosphorsäure oder auch saure Phosphate, wie primäres Magnesium- oder Kalziumphosphat, gegebenenfalls auch Phos- phorpentoxyd oder Phosphorsäureester,
wie zum Beispiel Methylphosphat. Selbstver ständlich können auch Mischungen von Phos phorsäure mit Phosphaten, zum Beispiel eine Mischung von Aluminium- oder Kalzium phosphat mit Phosphorsäure Verwendung finden.
Die Herstellung der Gussformen kann in der Weise geschehen, dass vorerst eine Mi schung ,des keramischen, beim Brennen er härtenden Stoffes mit der mit Phosphorsäure ionen ein erhärtendes Phosphat bildenden Verbindung erzeugt wird und diese Mischung mit einer phosphorsäureionenhaltigen, prak tisch alkalifreien Anrührflüssigkeit angeteigt wird.
Das Mischungsverhältnis ändert sich je nach den Bedingungen, die an die Form gestellt werden; im allgemeinen wird der keramische Stoff im ÜberSChuss verwendet, zum Beispiel 90 Gewichtsteile keramischer Stoff und 10 Gewichtsteile phosphatbildende Verbindung.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, die Einhettmasse so her- zustellen, -dass sie mit Wasser angerührt er starrt. In diesem Fall wird man der festen Mischung des keramischen Stoffes und der phosphatbildenden Verbindung eine feste, mit Wasser Phosphorsäureionen liefernde alkalifreie Verbindung zusetzen. Als solche kommen insbesondere feste Phosphorsäure. Phosphorpentoxyd oder feste saure Phos phate in Frage.
Die so hergestellten Einbettmassen haben in vielen Fällen gegenüber den bekannten Einbettmas.sen sehr grosse Vorteile. 'Sie bilden beim Erstarren eine sehr harte Gussform, die die Wiedergabe der feinsten Einzelheiten des Modells ermöglicht. Beim Erhitzen auf höhere Temperaturen bis- zu 2000' C wird die Gussform im Gegensatz zu allen andern bekannten Formmassen nicht zerstört oder rissig.
Aus diesem Grund ermöglicht das neue Verfahren auch .die Herstellung .ge nauester Güsse aus Edelstählen, zum Bei spiel aus VIA .Stählen, sowie aus hochschmel zenden keramischen Nassen, wie Gussporzel- lan. Gegenüber den bisher verwendeten Gips enthaltenden Einbettmassen ergibt sich ins besondere bei der Verwendung als Form material für Edelstähle der Vorteil, dass keine Korrosion .des Edelstahls stattfindet, wie sie bei der Verwendung von Gips ent haltenden Einbettmassen erfolgt. Beispiel <I>1:
</I> Eine Mischung aus 60g Quarzmehl, 5 g Kaolin, 10 g Sehamotte, 1-5 g Aluminium oxyd, 5 g Magnesiumoxyd, 5 g Zinkoxyd, wird mit einer Anrührflüssigkeit aus: 26 g Phosphorsäure, 4 g Magnesiumoxyd, 1 g Ätzkalk, 1 g Zinkoxyd, 120 g Wasser, im Verhältnis von 90 g zu 30 cmg angerührt, wobei eine für Giesszwecke besonders ge eignete dicksahnige Konsistenz entsteht. Aus dieser Masse wird durch Einbetten eines be liebigen.
Modells und Erhärtenlassen die ge- wünschte -Gussform hergestellt.
Beispiel <I>2:</I> An Stelle der im Beispiel 1 erwähnten 5 g Magnesiumoxyd und 5 g Zinkoxyd kann mit ähnlicher Wirkung 10 g Aluminiumphosphat verwendet werden. Zum Anrühren kann die gleiche Anrührflüssigkeit wie in Beispiel 1 genommen werden. Durch Einbetten eines Modells wird dann aus dieser Masse die ge wünschte Gussform hergestellt.
Beispiel <I>3:</I> Man stellt eine Mischung aus folgenden Bestandteilen her: 57 g Quarzmehl, 3 g Na olin, 10 g Schamotte, 15 g Aluminiumoxyd, 5 g Magnesiumoxyd, 3 g Zinkoxyd, 7 g pri märes Magnesiumphosphat. Als Anrührflüs- sigkeit hierfür dient reines Wasser. In die so erhaltene noch weiche Einbettmasse wird das nachzuformende Modell eingebettet und so nach dem Erhärten die Gussform erhalten.
<I>.Beispiel 4:</I> Man stellt eine Mischung aus folgenden Bestandteilen her: 57 g Quarzmehl, 5 g Ka olin, 10 g Chamotte, 25 g Tonerdehydrat mit etwa 33 % Wasser, 10 g Magnesiumcarbonat, 3 g Zinkoxyd, 7 g primäres Magnesiumphos- phat. Als Anrührflüssigkeit hierfür dient reines Wasser. Aus der so erhaltenen Masse wird, wie in den vorangehenden Beispielen angegeben, die Gussform hergestellt.
Process for making casting molds. The present invention is a method for the production of cast forms, which are particularly suitable for casts made of refractory metals and ceramic masses, in which it is particularly important to be accurate in the reproduction of the model, such as in prosthetic work in the Dentistry.
The gypsum-containing investment materials that have hitherto been used in gold casting in dentistry are completely useless for this purpose, because the metal only corrodes at the required high casting temperature.
It is known to add the clay containing .Sand Na triumphosphate for setting in the production of molds. Forms of this composition prevent the corrosion of the casting material and thus already show a progress compared to the gypsum-based compounds, but the forms point to the casting tempe- rature when heated,
Often cracks are probably due to the smelting or melting of the sodium compounds and are therefore not particularly useful for precise prosthetic work in dentistry.
It has now been found that this inconvenience can be avoided by using a mixture as the investment material in the production of casting molds, which is a ceramic material that hardens during firing, a compound of this type that forms a hardening phosphate with phosphoric acid ions , as well as a practically alkali-free solution of phosphoric acid ions supplying substances.
The investment material used in the production of casting molds according to the invention thus contains, as already stated, three different components. The first component is a. ceramic material respectively. a mixture of ceramic materials that harden when fired.
Such substances are particularly suitable: clay, kaolin, loam, mixtures of aluminum oxide, silicic acid or silicates or other mixtures such as those used in the ceramic industry. As is customary in ceramic technology, space-resistant materials such as fireclay etc. can be added.
The second component of the embedding compound is one or more compounds that react with phosphoric acid ions to form a phosphate that preferably hardens at normal temperature.
Such hardening phosphate-forming substances are, for example, oxides, hydroxides, phosphates, possibly also the carbonates and similar easily decomposable salts of the alkaline earth metals, of aluminum, of iron, of copper, of zinc and of cadmium.
In addition, as a third component, there is the practically alkali-free solution of the substances providing phosphoric acid ions, such as ortho-, meta- or pyrophosphoric acid or acid phosphates, such as primary magnesium or calcium phosphate, possibly also phosphorus pentoxide or phosphoric acid ester,
such as methyl phosphate. Of course, mixtures of phosphoric acid with phosphates, for example a mixture of aluminum or calcium phosphate with phosphoric acid, can also be used.
The production of the casting molds can be done in such a way that initially a mixture of the ceramic substance that hardens when fired with the compound that forms a hardening phosphate with phosphoric acid ions is produced and this mixture is made into a paste with a practically alkali-free mixing liquid containing phosphoric acid ions.
The mixing ratio changes depending on the conditions that are placed on the mold; in general, the ceramic material is used in excess, for example 90 parts by weight of ceramic material and 10 parts by weight of phosphate-forming compound.
According to a further embodiment, it is also possible to produce the unitary compound in such a way that, when mixed with water, it stares. In this case, the solid mixture of the ceramic material and the phosphate-forming compound is added to a solid, alkali-free compound which, with water, produces phosphoric acid ions. Solid phosphoric acid is particularly suitable as such. Phosphorus pentoxide or solid acidic phosphates are possible.
In many cases, the investment materials produced in this way have very great advantages over the known investment materials. 'When they solidify, they form a very hard mold that enables the finest details of the model to be reproduced. When heated to higher temperatures of up to 2000 ° C, the casting mold is not destroyed or cracked, in contrast to all other known molding compounds.
For this reason, the new process also enables the production of extremely precise castings from stainless steels, for example VIA steels, as well as from high-melting ceramic liquids such as cast porcelain. Compared to the previously used gypsum-containing investment compounds, the advantage, in particular when used as a molding material for stainless steels, is that no corrosion of the stainless steel occurs, as occurs when investment compounds containing gypsum are used. Example <I> 1:
</I> A mixture of 60g quartz flour, 5 g kaolin, 10 g sehamot, 1-5 g aluminum oxide, 5 g magnesium oxide, 5 g zinc oxide, is mixed with a liquid of: 26 g phosphoric acid, 4 g magnesium oxide, 1 g quick lime , 1 g of zinc oxide, 120 g of water, mixed in a ratio of 90 g to 30 cmg, resulting in a thick creamy consistency that is particularly suitable for pouring purposes. This mass becomes arbitrary by embedding one.
The desired casting mold is produced by modeling and allowing it to harden.
Example <I> 2: </I> Instead of the 5 g magnesium oxide and 5 g zinc oxide mentioned in example 1, 10 g aluminum phosphate can be used with a similar effect. The same mixing liquid as in Example 1 can be used for mixing. By embedding a model, the desired mold is then made from this mass.
Example <I> 3: </I> A mixture is made from the following ingredients: 57 g quartz flour, 3 g nanolin, 10 g chamotte, 15 g aluminum oxide, 5 g magnesium oxide, 3 g zinc oxide, 7 g primary magnesium phosphate. Pure water is used as the mixing liquid for this. The model to be reshaped is embedded in the still soft investment material obtained in this way and the casting mold is obtained after it has hardened.
<I>. Example 4: </I> A mixture is produced from the following ingredients: 57 g quartz flour, 5 g kaolin, 10 g chamotte, 25 g alumina hydrate with about 33% water, 10 g magnesium carbonate, 3 g zinc oxide, 7 g primary magnesium phosphate. Pure water is used as the mixing liquid. As indicated in the preceding examples, the casting mold is produced from the mass thus obtained.