Вам не нравится цирконий, который выдает ваша печь? Вы просто не умеете его «готовить»!

Мало кто говорит о вопросе спекания (синтеризации) циркония, а ведь за закрытой дверцей печки происходят различные процессы, которые могут повлиять на качество полученной в итоге работы!

Есть несколько ключевых моментов, на которые стоит обращать внимание, чтобы не испортить работу из оксида циркония!

1. ОБРАЩАЕМ ВНИМАНИЕ НА ВРЕМЯ СПЕКАНИЯ

Для спекания (синтеризации) почти всех видов циркония достаточно выдержать его 2 часа на пиковой температуре – это 1450-1550 °С для циркония различных производителей. Стандартное время спекания обычно составляет около 8 часов, где 3 часа тратится на плавный нагрев и 3 часа на плавное остывание. Такая программа предназначена для спекания одиночных коронок и небольших мостов.

Длинная программа, порядка 18-20 часов, предназначена для спекания больших мостов и «подков» с использованием так называемого стабилизатора – специальной подставки, отфрезерованной вместе с конструкцией и используемой для предотвращения деформации работы во время спекания. Как и в предыдущем случае, спекание (синтеризация) на пиковой температуре длится 2 часа, остальное время - медленный нагрев и медленное остывание.

Если спекать объемные конструкции быстро, возможны их деформации из-за неравномерного нагрева, а также есть вероятность возникновения трещин!

Существует также быстрый цикл синтеризации, который длится 1-2 часа. Основной его принцип – это набор температуры с максимально возможной скоростью, выдержка при слегка завышенной температуре полчаса и быстрое остывание с автоматическим плавным открыванием печки для ещё более быстрого охлаждения.

Данный метод экстремальный и не рекомендуется для стандартного использования. В быстром режиме есть ограничения по протяжённости конструкции до трёх единиц, а также могут возникнуть нюансы с транслюцентностью (прозрачностью) циркония и его цветом.

2. ОБРАЩАЕМ ВНИМАНИЕ НА ВЫБОР ПЕЧКИ И ТИПОВ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В НЕЙ

Наиболее распространены печки с SiC и MoSi2 нагревательными элементами. Печки с SiC элементами более дешёвые, но имеют ряд ограничений. Эти элементы более «нежные» в работе, боятся резких перепадов температур. Отсутствует возможность ускорения программы, так как при открывании не полностью остывшей печки элементы могут просто лопнуть.

Рабочая температура этих элементов меньше, чем у MoSi2. Также для печей с такими нагревателями не рекомендуется использование кислотных красителей для циркония. Лично я не рекомендовал бы выбирать печи с такими нагревателями.

Оптимальный выбор – печки с MoSi2 элементами. Они менее прихотливы в работе, на поверхности нагревательных элементов генерируется кремниевый слой, защищающий от выделения оксидов из нагревателей. Это препятствует изменению цвета циркония во время спекания (позеленение и другое).

Рекомендация. Если ваша печка работает продолжительное время на низкой температуре, кремниевый слой разрушается быстрее и для его восстановления нужно запустить «цикл очистки» – один час на максимальной температуре.

Печки с MoSi2 нагревателями по необходимости можно использовать в экстремальном режиме для быстрых циклов синтеризации, а также приоткрывать дверцу печки для ускоренного остывания.

Но помните! Для быстрых циклов необходима специальная «скоростная» чашка. Обычная может просто лопнуть при быстром остывании.

Стоимость печки с MoSi2 нагревателями от 4000 евро и сравнима со стоимостью печки с SiC элементами.

Также есть специальные современные средства, которые улучшают процесс очистки, и во время восстановления защитного слоя на нагревательных элементах очищают камеру от накопившихся в ней оксидов. Это защищает ваши будущие конструкции от изменения цвета во время спекания, потери транслюцентности и позеленения.

3. ОБРАЩАЕМ ВНИМАНИЕ НА ПОЛОЖЕНИЕ РАБОТЫ В ЧАШКЕ ДЛЯ СПЕКАНИЯ

При размещении большой работы на стабилизаторе, старайтесь поместить конструкцию по центру, параллельно нагревательным элементам для обеспечения равномерности нагрева. Иначе, при неравномерном нагреве в процессе синтеризации и усадки (900-1050 °С) может произойти деформация конструкции.

4. ОБРАЩАЕМ ВНИМАНИЕ НА ТЕМПЕРАТУРУ СПЕКАНИЯ

При программировании печки установите рекомендуемые параметры. В процессе синтеризации в диоксиде циркония проходит укрупнение кристаллов, что придаёт транслюцентность материалу. Чем крупнее кристаллы в структуре, тем меньше в объёме коронки отражается свет от граней кристаллов, и коронка становится более транслюцентной. Если спекать при 2200-2300 °C, при определенном давлении, можно получить прозрачный фианит, похожий на алмаз.

В среднем температура спекания оксида циркония составляет 1450-1550 °С. При повышении температуры увеличивается прозрачность материала, но в результате возникновения микропустот между кристаллами теряется прочность материала. К примеру, если стандартная прочность спеченного при 1450 °С циркония порядка 1200-1400 МПа, то при спекании на 1600 °С прочность может уменьшиться до 1000 МПа!

Учитывая все перечисленное и средний объём работ из оксида циркония в лаборатории (молчу о фрезерных центрах), просто необходимо наличие нескольких печей для синтеризации!

Так, к примеру, при спекании «подковы» в течение 18 часов, все текущие работы могут автоматически задержаться на сутки, просто ожидая своей очереди на синтеризацию.

В нашем CAD/CAM центре Sтахановец уже установлено несколько печей и скоро ожидаем следующую.

Чтобы не потратить лишние деньги при выборе печки, поинтересуйтесь, сколько будет стоить замена нагревателя? К сожалению, нагревательные элементы в печке имеют свой срок службы, и чтобы потом не возникло неприятного удивления, стоимость их замены лучше знать заранее.

К примеру, на рынке есть предложение как печек за 8-12 тысяч евро от именитых компаний со стоимостью нагревательного элемента 400-500 евро (а их там может быть 6 штук), так и проверенные варианты менее известных компаний со стоимостью от 4000 евро и нагревателями по 100-200 евро. Мы у себя используем и первые, и вторые.

С уважением и пожеланием успехов,

Федор Моисеев, руководитель и главный специалист CAD/CAM центра Sтахановец.