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Werkstoffkunde 2 (Subject) / Gießen (Lesson)

This lesson was created by AbdulZahni94.

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• Worum geht´s beim Gießen ? Das Gießen in der Zahntechnik dient der Umwandlung vonWachsmodellationen in entsprechende Metallobjekte
• was sind die Möglichkeiten bei dem Erstellen einer Wachsmodellation ? 1) direkt  2) indirekt
• was ist der Prinzip beim Gießen ? Prinzip der verlorenen Form(„Wachsausschmelz-“ bzw.„lost wax“ - Prinzip)
• ablauf von Prinzip ? Ablauf: die fertigeWachsmodellation wird in einerfeuerfesten Masse dann :(Einbettmasse)eingebettet und anschließend dasWachs durch Wärmeausgetrieben. In die entstandeneHohlform wird das geschmolzeneMetall gebracht.
• was sind die zwei Möglichkeiten beim Einbetten ? 1) Direkt 2) indirekt
• was ist die Definition von Einbettmasse ? keramischer Werkstoff zur Herstellung von Gussformen für dendentalen Feinguss von edelmetall- und edelmetallfreien LegierungenEinbettmassen bestehen aus expandierenden Füllstoffen, einemBindesystem und anderen Zusätzen.
• was ist die wichtigste Funktion von Einbettmasse ? Ausgleich der Kontraktion der Legierung währendder Abkühlung (feste Schwindung) durch materialeigene Expansion.
• was sind die Anforderungen an Einbettmassen ? -plastisch verarbeitbar -gute Detailwiedergabe (vollständiges Umfließen der Wachsmodellation)-nach dem Abbinden große Härte und Kantenfestigkeit  → Druck der einschießenden Schmelze standhalten-Feinkörnigkeit → glatte Oberfläche des Gußobjektes-Feuerfestigkeit/Hitzebeständigkeit  → Vermeiden von Rissbildungen und Zersetzen der Einbettmasse-keine Reaktion mit dem Metall-steuerbare Expansion (durch Zugabe von Anmischflüssigkeit)-Porosität
• was sind die Eigenschaften von Einbettmassen ? 1) Porosität  2) Expansion 
• erklären Sie die Porosität bei Einbettmasse - erforderlich für das Entweichen der Luft, um ein vollständigausgegossenes Objekt zu erhalten- bei Löteinbettmassen verbessert eine hohe Porosität dieWärmeleitfähigkeit- abhängig von→ Verhältnis Flüssigkeit/Pulver: je dünnfließender, umso poröser→ Verarbeitung: manuell/maschinell; Rüttler; Vakuum
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• erklären sie Expansion bei Einbettmasse - feste Schwindung Legierung = Gesamtexpansion EBM- Gesamtexpansion = Thermische Expansion + Abbindeexpansion
• wie ist die Einteilung der Einbettmasse ? 1. nach der Verwendung:§ Gußeinbettmassen für Inlays, Kronen, Brücken u. Modellguߧ Löteinbettmassen§ Stumpfmaterial für Metall- und Keramik-Sintertechnik 2. nach dem Bindemittel:§ gipsgebundene Einbettmassen§ phosphatgebundene Einbettmassen (Typ I und II)§ Äthylsilikatgebundene Einbettmassen 3. nach der Gießtemperatur der Legierung:§ hochschmelzende EM-/NEM- Legierung und Modellgußlegierung§ niedrigschmelzendes Kronen- und Brückengold§ Titan und Titanlegierung
• für welche Legierung benutzt man Gipsgebundene EBM ? niedrigschmelzendes Kronen- und Brückengold mit einerVorwärmtemperatur unter 750°C bzw. mit Solidustemp. von ca.1000°C
• wofür benutzt man phosphatgebundene EBM ? hochschmelzende EM-/NEM-Leg.- Modellgußlegierungen- Stumpfmaterialien für die Sintertechnik
• wofür benutzt Man Äthylsilikatgebundene EBM: ? nur für die Modellgußtechnik
• was sind die Bestandteile der Einbettmassen ? -SiO2 Modifikationen (Hauptbestandteil) (50-80%)-Bindemittel (20-50%)-Zusatzstoffe (Stellmittel)-Reduktionsmittel (Kohlenstoff, Farbstoffe)
• SiO2 Modifikationen ? Cristobalit, Quarz, Tridymit- bilden die feuerfeste Komponente
• Bindemittel ? Gips (→ gipsgebundene Einbettmassen)Zement (→ phosphatgebundne Einbettmassen)Silikat (→ silikatgebundene Einbettmassen)
• Zusatzstoffe (Stellmittel) ? - Borsäure (Fließfähigkeit)- Borax (Abbindeverzögerung); Natriumsulfat (Na2SO4) für dieBeschleunigung der Abbindung- NaCl, KCl, LiCl (Steigerung der thermischen Expansion)- Kohlenstoff: phosphatgebundene Einbettmassen (Erleichterung desAusbettens) → nur für hochgoldhaltige Legierungen verwenden
• wie verläuft bei Gipsgebundene Einbettmasse ? bei welcher Temp.. passiert die Gipszersetzung ? - Vorwärmtemp. max 750°C (Leg. mit Soliduspunkt um 1000°C)Temperatur von 750°C darf nicht überschritten werden:Gipszersetzung - Gipszersetzung: ab 900°C wird Gips in Anwesenheit von Quarzmodifikationen zuCalciumperoxid (CaO2) und Schwefeltrioxid (SO3) zersetzt.→ schlechte Passgenauigkeit des Gussobjektes:Legierung bleibt jedoch unbeschädigt!
• was passiert bei Gipsgebundene Einbettmasse in Anwesenheit von Kohlenstoff( (z.B. nicht vollständig ausgebranntes Wachs oder Reste vom Bleistift) oder durch langes Vorwärmen ? was ist die Folge ?  in Anwesenheit von Kohlenstoff (z.B. nicht vollständigausgebranntes Wachs oder Reste vom Bleistift) oder durchzu langes Vorwärmen wird der Gips auch zersetzt. → Folge: Beschädigen der Legierung(“Schwefelschädigung des Metalls”)Grund: es bildet sich Caliumsulfid, diese reagieren mit denLegierungen, lagern sich an den Korngrenzen derLegierung ab und führen zur Verschlechterungmechanischer Eigenschaften (z.B. Versprödung).
• warum sollte ein zusätzlicher Luftabzugskanal gestaltet werden ? da gipsgebundene EBM wenigerluftdurchlässig sind
• was sind die Gipsfreie Einbettmassen ? § Phosphatgebundene Einbettmassen § Silikatgebundene Einbettmassen
• § Phosphatgebundene Einbettmassen ? - enthalten im Pulver ein Metalloxid, meist Magnesiumoxid, Phosphate undQuarzmodifikationen- nach dem Anmischen mit Wasser entsteht das glühbeständige undbindende Magnesiumpyrophosphat- Expansionsmaximum liegt bei 600°C
• § Silikatgebundene Einbettmassen ? - haben eine hohe thermische Expansion und keine Abbindeexpansion- 80% Silikate, 20% Ethylsilikat- schwierig zu verarbeiten, daher werden meist phosphatgebundene EBMverwendet- nur für die Modellgußtechnik verwenden
• wie geht das praktisches Anstiften vor? 1) Anstiften an der massivsten Stelle der Modellation 2) Rolle des Fließpapierstrei fens (feucht):Ermöglicht die Expansion der Einbettmasse 3) sauberes Verwachsen mit dem Muffelteller(Gusstrichterformer) 4) Kontrolle der Position der Modellation in derMuffel
• wie geht das prakitsches Einbetten vor ? 1- Einbettmasse, dest. Wasser,Anmischflüssigkeit2-Kunststoffspatel, Zementspatel oderdünner Pinsel3- Entspannungsmittel (Waxit)4- Vakuumgerät
• was soll man beim Einbetten beobachten ? -sollte unverzüglich nach dem Anstiften passieren!→ Verziehen der Wachsmodellation verhindern - da Wachs hydrophob ist, sollte die Modellation vor dem Einbetten mit einemNetzmittel (Waxit) versehen werden!→ vorsichtig verpusten, um Blasen zu vermeiden - Mischungsverhältnis: SIEHE LABORAUSHANG - Anrühren der EBM unter Vakuum (erst Anmischflüssigkeit, dann EBM in denAnrührbecher geben, saubere Geräte! Schmutzlunker vermeiden!) - Einfüllen der EBM auf dem Rüttler → zügig arbeiten!→ Abbindezeit: mind. 20 Minuten - beim Gießen am nächsten Tag sollte die Muffel zusammen mit einemfeuchten Papier in einer luftverschlossenen Tüte gelagert werden!
• was sind die Verarbeitungsfehler beim Einbettmassen ? -zu kalte Flüssigkeit oder EBM:→ Mischung bindet schlecht ab!-gipsgebundene EBM zu feucht gelagert:→ EBM bindet schlecht oder gar nicht ab!- Seife, Gipsrückstände im Anmischbecher:→ EBM bindet nicht ab! Schmutzlunker!- zuviel Flüssigkeit beim Anmischen verwendet:→ geringere Expansion → Gußteil zu klein/eng- kein Anmischen unter Vakuum:→ Gußperlen am Objekt-Benetzungsmittel nicht verwendet:→ Gußperlen am Objekt -zu wenig Anmischflüssigkeit verwendet:→ dickflüssige EBM führt zuBlasenbildung am Gussobjekt!- Muffel nicht mit Fließpapier ausgekleidet:→ gebremste Abbindeexpansion!- Fließpapier zu naß bzw. trocken:→ kein korrektes Mischungs- verhältnisEBM zu Anmischflüssigkeit!-Muffel zu früh in den Vorwärmofen stellen→ EBM reißt!- gipsgebundene EBM zu lange imVorwärmofen→ Schwefelschädigung der Legierung!
• was ist Löteinbettmassen `? -um Teile einer Brücke verlöten zukönnen, müssen diese zunächst aufdem Modell mit Wachs oder Kunststofffixiert werden -anschließend werden die Brückenteilemit dieser Fixierung in eine spezielleMasse
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• was sind die Eigenschaften von Löteinbettmassen ? 1. beim Abbinden darf die EBM nicht expandieren!2. EBM sollte aus grobkörnigem Quarz bestehen3. EBM sollte porös sein, damit sie nicht zu schnell und sich gleichmäßigerwärmt!4. gleichmäßiges Erwärmen und Abkühlen verhindertVerziehungen der zu verlötenden Gussteile!5. größere Expansionsunterschiede von Metall und Löteinbettmasse führen zumReißen des Lötblocks und ebenso zu Verziehungen!
• wie läuft das Erwärmen der Muffel ? unterteilt sich in 2 Schritte: 1. Wachsaustreiben→ Raumtemperatur bis ca. 300°C 2. Vorwärmen der Muffel→ bis ca. 250°C unter der Solidustemperaturder Legierung
• was passiert beim Wachaustreiben ? - EBM sollte abgebunden haben (mind. 45 Min.), aber noch feucht sein!- wenn die Muffel zu trocken ist, setzt sich das Wachs in die EBM und unterKohlenstoff-Freisetzung kommt es beim Vorwärmen zurSchwefelschädigung des Metalls!- in einer feuchten Muffel: Wasser wird zu Wasserdampf und treibt dasWachs vollständig aus der Muffel-temperatur unter 300°C, ca. 45 Min.
• was ist der Ziel von Vorwärmen der Muffel? wo liegt die Vorwärmtemperatur `? - Ziel: - Metall soll beim Gießen so lange wie möglich flüssig bleiben          - keine Rissbildungen in der EBM durch das heiße Metall - Vorwärmtemperatur liegt ca. 250-300°C unterhalb der Solidustemperaturder Legierung
• wie sind die Vorwärmtemperaturen ? 700-750 °C bei EM-Legierungen1000-1500 °C bei NEM-Legierungen700-750 °C bei Trainingsmetall900-1000 °C bei EM-Aufbrennleg.
• warum sollte Vorwärmen langsam und kontinuierlich eroflgen ? denn dieUmwandlung der einzelnen SiO2-Modifikationen bedarf einerbestimmten Zeitspanne: wichtige Haltezeiten
• was passiert bei den verschiedenen Temperaturen von Vorwärmen ? • 110-120° Umwandlung von Wasser zu Wasserdampf→ vollständige Wachsaustreibung • 220-270° Cristobalitumwandlung→ Volumenwachstum um 1,6% • 570-580° Quarzumwandlung→ Volumenwachstum um 1,2% • 820-870° Quarzversinterung→ kein Volumenwachstum!→ wichtig für die Passung undglatten Oberflächen am Gußobjekt
• Ablauf von Muffelvorbereitung ? - Muffel in den KALTEN Vorwärmofenstellen- Vorwärmofen auf 250 Gradaufheizen ; 45 Min. warten- Ziel: WACHSAUSTREIBUNG- Wachsaustreibungskraft : Wasseraus der Einbettmasse- Heizofen auf 300 GradVORWÄRMEN- Muffel in den vorgewärmten Ofenstellen und auf 750 Grad aufwärmen ;60 Min.- Ziel: Problemloses Ausfließen derSchmelze
• Fehlquellen beim Vorwärmen ? - Muffel zu früh in den Vorwärmofen stellen→ EBM reißt! - zu schnelles Vorwärmen→ Risse und Sprünge in der EBM, somit entstehen Gußfahnen - Temperaturschwankungen→ unvollständige Expansion und Spannungsrisse - zu niedrige Vorwärmtemperatur→ Nichtausfließen der Muffel mit Metall, da vorzeitige Erstarrung - gipsgebundene EBM zu lange im Vorwärmofen gelassen→ Schwefelschädigung der Legierung
• wie ist das mit Speed Einbettmassen ? - Neue Einbettmassen, welche einbesonders schnelles Vorwärmenermöglichen - Die abgebundene Muffel kann direktnach dem Abbinden (z.B. HeravestSpeed -> 20 Min.) direkt in den aufEndtemperatur vorgeheizten Ofengestellt werden - Einzelne Haltestufen sind nicht mehrnotwendig -So kann ein schnelleres Gießenerfolgen
• wie ist der Ablauf mit der neuen Muffelvorbereitung ? - Muffel direkt in den aufEndtemperatur vorgeheiztenVorwärmofen stellen - Wachsaustreibungskraft : Wasseraus der Einbettmasse - Heizofen auf Endtemperatur min. 45Min halten - Ziel: Problemloses Ausfließen mitSchmelze
• Abkühlen von Muffel `? nach dem Gießvorgang sollte die Muffelbis auf Raumtemperatur abkühlen, dazuNICHT im Wasser abschrecken!
• wie sollte Ausbetteb passieren ? Ablauf von Ausbetten ? - Ausbetten sollte schonend passieren,geringste mechanische Einflüsse könntendie Ränder des Gußobjektes unbrauchbarmachen! - Ablauf:- mit dem Hammer die Außenwändedes Muffelringes bearbeiten- immer auf den Gußkegel schlagen!- grob die EBM entfernen- Sandstrahlen (Glanzstrahlen)

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