专利名称：一种氧化锆系口腔专用包埋材料及其铸型制作方法
技术领域：
本发明属于口腔铸钛包埋材料领域，特别涉及一种氧化锆系口腔专用包埋材料 及其铸型制作方法。
背景技术：
钛及钛合金以其良好的耐腐蚀性能、杰出的生物相容性、独特的力学性能与理 化性能等突出优点而备受牙科医生的青睐，是一种理想的新型口腔修复材料，被日本口 腔医学界称为太空时代口腔材料。随着牙科专用铸钛机的研制成功和商业化的推广， 利用铸钛技术制作钛制冠桥、义齿支架、钛基烤瓷和烤塑冠桥等各类修复体在日、美、 德、瑞士等国已应用于临床，显示出良好的应用前景，成为当今修复学研究的热点。精 密铸造是临床口腔修复体的主要成型方法，但钛的熔点高，活性大，易于与包埋材料反 应，污染植入体表面，并使其脆化和改性，降低钛的尺寸精度和生物相容性能。寻找优 良的铸钛专用包埋材料已成为保护钛原有的生物和物理性能，提高口腔植入体铸造精度 及质量的关键所在。包埋料作为牙科铸钛的造型材料，一直是铸钛工艺领域研究的重要课题。随着 铸钛技术的进步，各国均致力于铸钛包埋材料的研制。Si02系、MgO系、A1203系、 Zr02系、CaO系等包埋料的研究工作都取得了重要进展，并开发出多种产品，如德国 Dentauram公司的Rematitan Plus包埋料、日本森田公司的TitavestMe-Mz包埋料、日本松 风公司的CD Titan Investment包埋料。我国口腔铸钛所用包埋材料主要依赖进口，国外 还采取技术封锁，目前不知国外口腔铸钛包埋材料的关键制备技术。国产包埋料与钛反 应严重，铸件质量和机械性能不理想且所铸义齿精度差，尚不能满足临床固定义齿修复 的需要，而进口包埋料价格昂贵且工艺条件不同，难以推广应用。因此在传统包埋料的 基础上，研制开发具有自主知识产权的新型口腔铸钛包埋材料，是推广钛及其合金在口 腔固定修复中应用及提高钛及其合金修复精度和质量的关键。
发明内容
本发明针对当前口腔铸钛包埋料存在的问题，研制一种与钛反应程度低、脱模 性好、铸件表面质量及精度高的口腔专用包埋材料。本发明的口腔专用包埋料由下述组分按重量比组成 Zr02 MgO NH4H2P04 A1203 H3B03 = (100 150) (10 30) (10 20) (20 50) (1.5 3.9)。本发明的口腔专用包埋料既可用于纯钛铸造专用内型材料，也可用于以钛为主 要成分的精密铸造。其铸型制作方法按照下述步骤进行①按照上述包埋料成分分别称 取定量的粉料，搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中本发明的口腔专用包埋料 用于纯钛专用铸模材料时，料粉与水的重量比为100 (19 22)；用于以钛为主要成分 的精密铸造耐火模时，料粉与水的重量比为100 (15 17)。②将步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上 述混合物立即包埋或浇注耐火模，固化后脱模，其中包埋用铸模材料为浇模后0.1 1小 时，耐火模脱模时间为浇模后0.5 2小时。④将固化脱模后的铸模或耐火模在空气中自 然风干0.5 2小时。⑤自然风干后，将铸模或耐火模放进炉内，以5°C/min的升温速 度烘烤至270°C时保温20 60分钟；继续升温至590°C时，保温20 60分钟；继续升 温至960°C时保温40 50分钟。⑥最后关炉降至200°C以下进行冷模铸造。本发明采用Zr02、A1203和MgO作为骨料，NH4H2P04和H3B03作为 粘结剂，根据包埋料不同配比时，浆料的流动性、充型能力以及铸型凝固后的表 面质量选择最佳成分配比。本发明具有以下特点1、所发明的口腔铸钛包埋 料利用Zr02的热力学稳定性及Zr02与液态Ti的低反应性与差浸润性，采用本 发明的包埋料所得铸件表面硬化层厚度小；2、以NH4H2P04和H3B03作为粘结 剂可以得到较高的凝固膨胀，其反应原理是所发明的包埋料在加硼酸和水的 作用下，通过氧化镁与硼酸的反应Mg0+6H3B03 — MgB6O10 7H20+2H20及水 化反应 NH4H2P04+Mg0+5H20 — NH4MgP04 6H20 生成 MgB601(l 7H20 和 NH4MgP04 6H20结晶化合物，从而实现凝固膨胀；3、利用MgO和A1203在 固相反应Mg0+Al203 — MgAl204生成镁铝尖晶石引起的膨胀实现热膨胀，包埋 料的凝固膨胀和热膨胀可以有效地补偿钛及钛合金铸造过程的凝固收缩；4、利 用加热条件下MgB601(1 7H20和NH4MgP04 6H20结晶化合物发生分解 MgB6O10 7H20 — MgB6O10+7H2O (g)、NH4MgP04 6H20 — NH4MgP04 H20+5H20 ( g)和 3NH4MgP04 H20 — Mg3 (P04) 2+3NH3 (g) +7H20 (g)，可形成二 氧化锆镁铝尖晶 石_六硼酸镁磷酸镁复合物，从而使包埋料的焙烧强度得到提高。本发明具有以下优点1.工艺简单，成本低。2. 口腔铸钛包埋料的纯钛铸件表面反反应小，铸件表面光洁，污染极少，铸件 表面质量高(见附图3)。3.室温冷漠铸造，纯钛网格铸件的铸流率可达98%以上(见附图2)。4.包埋料在包埋成型过程无裂纹、气孔产生，脱模性好(附图1)；在焙烧和铸 造过程中铸模无裂纹，铸件易脱模。5. 口腔铸钛包埋料的纯钛铸件表面粗糙度为1.51 1.60 u m，铸件精度高。6.包埋料实用耐火度高，完全满足口腔临床纯钛铸造要求。
图1采用本发明实施例26得到的铸模；图2采用本发明实施例27得到的包埋成型蜡网；图3采用本发明实施例28得到的包埋成型头盖骨。
具体实施例方式实施例1 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列步 骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02 100g、MgO 19g、NH4H2P04 14g、A120335g、H3BO3 2.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的重量 比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1型 真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物立即 包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自然风 干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C时保 温30分钟；继续升温至590°C时，保温30分钟；继续升温至960°C时保温45分钟。⑥ 最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98.5% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.59 iim，铸件精度高。实施例2 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列步 骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02 140g、MgO 19g、NH4H2P04 14g、A1203 35g、H3BO3 2.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的重量 比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1型 真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物立即 包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自然风 干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C时保 温30分钟；继续升温至590°C时，保温30分钟；继续升温至960°C时保温45分钟。⑥ 最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 100% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.51 iim，铸件精度高。实施例3 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列 步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02150g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.55 iim，铸件精度高。实施例4 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列 步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、MgOlOg、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.60 iim，铸件精度高。实施例5 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列 步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg030g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98.7% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.58 iim，铸件精度高。实施例6 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列 步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0410g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.59 iim，铸件精度高。实施例7 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列 步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0420g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 °C时，保温30分钟；继续升温至960 °C时保温45分钟。
6⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99.5% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.54 iim，铸件精度高。实施例8 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列 步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20320g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.58 iim，铸件精度高。实施例9 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列 步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20350g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.54 iim，铸件精度高。实施例10 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下列步 骤进行①按照上述包埋料成分分别称Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、Al20335g、 H3B031.5g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的重量比为 100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1型真空 搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物立即包 埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自然风 干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C时保 温30分钟；继续升温至590°C时，保温30分钟；继续升温至960°C时保温45分钟。⑥ 最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为98% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.60 iim，铸件精度高。实施例11 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B033.9g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 100% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.52 iim，铸件精度高。实施例12 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 19。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99.5% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.55 iim，铸件精度高。实施例13 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 22。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99.7% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.54 iim，铸件精度高。实施例14:本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.6小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98.6% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.57 iim，铸件精度高。实施例15 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.59 iim，铸件精度高。实施例16 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温20分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99.7% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.53 iim，铸件精度高。实施例17 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温60分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.54 iim，铸件精度高。实施例18 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温20分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99.8% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.52 iim，铸件精度高。实施例19 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温60分钟；继续升温至960 V时保温45分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98.9% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.56 iim，铸件精度高。实施例20 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 °C时，保温30分钟；继续升温至960 °C时保温40分钟。⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99.8% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.52 iim，铸件精度高。实施例21 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 20。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。④将固化脱模后的铸模在空气中自 然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C 时保温30分钟；继续升温至590 V时，保温30分钟；继续升温至960 V时保温60分钟。 ⑥最后关炉降炉温至200°C进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99.6% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.54 iim，铸件精度高。实施例22 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 15。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即浇注耐火摸，固化后脱模，脱模时间为浇模后1小时。④将固化脱模后的铸模在空 气中自然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至 270°C时保温30分钟；继续升温至590°C时，保温30分钟；继续升温至960°C时保温45 分钟。⑥最后关炉降炉温至20(TC进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98.7% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.57 iim，铸件精度高。实施例23 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 17。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即浇注耐火摸，固化后脱模，脱模时间为浇模后1小时。④将固化脱模后的铸模在空 气中自然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至 270°C时保温30分钟；继续升温至590°C时，保温30分钟；继续升温至960°C时保温45 分钟。⑥最后关炉降炉温至20(TC进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为99% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.54 iim，铸件精度高。实施例24:本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 17。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即浇注耐火摸，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.5小时。④将固化脱模后的铸模在空 气中自然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至 270°C时保温30分钟；继续升温至590°C时，保温30分钟；继续升温至960°C时保温45 分钟。⑥最后关炉降炉温至20(TC进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 99.8% ；纯钛铸件表面粗糙度为1.53 iim，铸件精度高。实施例25 本实施方式的氧化锆系口腔铸钛包埋料铸模的制作方法按照下 列步骤进行①按照上述包埋料成分分别称取Zr02140g、Mg019g、NH4H2P0414g、 Al20335g、H3B032.1g,搅拌干混均勻；再将料粉与水比例混合，其中包埋料料粉与水的 重量比为100 17。②将按步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1 型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小于_0.2MPa。③将上述混合混合物 立即浇注耐火摸，固化后脱模，脱模时间为浇模后2小时。④将固化脱模后的铸模在空 气中自然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至 270°C时保温30分钟；继续升温至590°C时，保温30分钟；继续升温至960°C时保温45 分钟。⑥最后关炉降炉温至20(TC进行冷模铸造。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 98.8%纯钛铸件表面粗糙度为1.57 iim，铸件精度高。实施例26:本实施方式按照下述步骤进行①称取上述氧化锆系口腔 包埋料 315.15g(其中重量比为Zr02 MgO NH4H2P04 A1203 H3B03 = 140 19 14 35 2.1)，将包埋料料粉与水比例混合，其中加水68g。②手工搅 拌15 20秒，然后在JNZJ-1型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小 于-0.2MPa。③立即浇注包埋，固化后脱模，脱模时间为浇模后0.1小时。该口腔铸钛包埋料在包埋成型过程无裂纹，气孔产生，脱模性好。实施例27:本实施方式按照下述步骤进行①称取上述氧化锆系口腔 包埋料 735.35g(其中重量比为Zr02 MgO NH4H2P04 A1203 H3B03 = 140 19 14 35 2.1)，将包买料料粉与水比例混合，其中加水重量为157.5g。② 手工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-1型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度 小于-0.2MPa。③立即包埋蜡型，浇模后0.1小时脱模。④将固化脱模后的铸模在空气 中自然风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至 270°C时保温30min ；继续升温至590°C时，保温30min ；升温至960°C时保温45分钟。 ⑥最后关炉随炉降温至100°C取出铸模。⑦将铸模放入LZ9铸钛机内进行冷模铸造。⑧敲碎铸造完成的铸模，去除蜡网表面的包埋料，获得所需铸件。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，室温冷漠铸造纯钛网格铸 件的铸流率为99.8%。实施例28:本实施方式按照下述步骤进行①称取上述氧化锆系口腔 包埋料 840.4g(其中重量比为ZrO2 MgO NH4H2PO4 Al2O3 H3BO3 = 140 19 14 35 2.1)，将包买料料粉与水比例混合，其中加水重量为180g。②手 工搅拌15 20秒，然后在JNZJ-I型真空搅拌振荡机上真空搅拌50 60秒，真空度小 于-0.2MPa。③立即包埋，浇模后0.1小时脱模。④将固化脱模后的铸模在空气中自然 风干1小时。⑤自然风干后，将铸模放进炉内，以5°C/min的升温速度烘烤至270°C时 保温30分钟；继续升温至590°C时，保温30分钟；升温至960°C时保温45分钟。⑥最 后关炉随炉降温至室温取出铸模。⑦将铸模放入LZ9铸钛机内进行冷模铸造。⑧敲碎铸 造完成的铸模，去除铸件表面的包埋料，获得所需的铸件。该口腔铸钛包埋料的铸模在焙烧和铸造过程无裂纹，铸件易脱模；纯钛铸件表 面反应小，铸件表面光洁，铸件表面质量高；室温冷漠铸造纯钛网格铸件的铸流率为 100%,钛铸件表面粗糙度为1.50 μ m，铸件精度高。
权利要求
1.一种氧化锆系口腔专用包埋材料，其特征在于，包括以下质量比的组份 ZrO2 MgO NH4H2PO4 Al2O3 H3BO3 = (100 150) (10 30) (10 20) (20 50) (1.5 3.9)。
2.权利要求1的一种氧化锆系口腔专用包埋材料铸型制作方法，其特征在于，包括 以下步骤①按照包埋料成分分别称取定量的粉料，搅拌干混均勻；再将料粉与水比例 混合，其中口腔专用包埋料用于纯钛专用铸模材料时，料粉与水的重量比为100 (19 22)；用于以钛为主要成分的精密铸造耐火模时，料粉与水的重量比为100 (15 17)；②将步骤①得到的水粉混合物手工搅拌15 20秒，然后在真空搅拌50 60秒，真 空度小于-0.2MPa;③将上述混合物立即包埋或浇注耐火模，固化后脱模，其中包埋用 铸模材料为浇模后0.1 1小时，耐火模脱模时间为浇模后0.5 2小时；④将固化脱模 后的铸模或耐火模在空气中自然风干0.5 2小时；⑤自然风干后，将铸模或耐火模放进 炉内，以5°C /min的升温速度烘烤至270°C时保温20 60分钟；继续升温至590°C时， 保温20 60分钟；继续升温至960°C时保温40 50分钟；⑥最后关炉降至200°C以下 进行冷模铸造。
全文摘要
本发明公开了一种氧化锆系口腔专用包埋材料及其铸型制作方法，属于口腔铸钛包埋材料领域。该氧化锆系包埋材料由下述重量比的组份组成ZrO2∶MgO∶NH4H2PO4∶Al2O3∶H3BO3＝(100～150)∶(10～30)∶(10～20)∶(20～50)∶(1.5～3.9)。其铸型制作方法为①称取粉料，搅拌干混均匀，与水比例混合；②先人工搅拌，再真空搅拌；③立即包埋或浇注耐火模，固化脱模，自然风干；④低温烘烤；⑤高温烘烤；⑥随炉冷却、出炉；⑦冷漠铸造。本发明口腔专用包埋料既可用于纯钛铸造专用铸模，也可用于以钛为主要成分的精密铸造；具有工艺简单、成本低、脱模性好、铸件表面质量及精度高的优点。
文档编号B22C9/00GK102009120SQ20101059695
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者相志磊, 苏学宽, 苏香林, 陈子勇 申请人:北京工业大学