Выплавление воска. Прокаливание литейной формы.
Выплавление воска, сушку, обжиг производят в муфельных печах. Для выплавления воска можно использовать специальные печи для выплавления и сушки. Температура в таких печах не поднимается выше 300 0 С. Воск, выплавляемый из форм, стекает в металлические поддоны, которые легко от него очищаются. Использование печей для выплавки позволяет сохранить муфельную печь, увеличить срок её службы, предотвратить её загрязнение продуктами сгорания воска.
Для получения безупречного литья важное значение имеет точный температурный режим для прогрева печи. В муфельной печи во время термической обработки скорость подъема температуры нужно регулировать в зависимости от протяженности и объема конструкции. Чем больше и объемней конструкции, тем меньше должна быть скорость подъема температуры. Это снижает вероятность усадки в отлитом протезе. Опоку в печи лучше ставить на бок, не касаясь стенки муфельной камеры, чтобы из конуса остатки пыли или крошки опоковой массы (которые могли попасть в конус) вытекали бы вместе с расплавленным воском.
Тигель, в котором будет расплавляться металл, нужно тщательно очистить от шлаков и пыли, которые остаются от предыдущей плавки. Это также снижает вероятность зашлакованности в отлитом металлическом каркасе. Следует отметить, что тигли, в которых проводят плавку сплавов, помещаются в муфельную печь одновременно с опоками, таким образом, к окончанию этой процедуры опока и керамический тигель имеют одинаковую температуру.
Термическая обработка опоки подбирается индивидуально к каждому типу паковочных масс, соответственно инструкции. Но есть и общие требования.
• Опоку с восковыми композициями устанавливают в шкаф, нагретый до 200 0 С для того, чтобы создать тепловой удар, уменьшающий пропитку формы воском. При прокаливании опоки, чтобы не было растрескивания формы и грязного литья нужно пройти медленно, за 35-50 минут, интервал температуры 550-620 0 С.
• При литье на огнеупорных моделях, в состав которых входит кристобаллит, незначительно расширяющийся в интервале температур 200-300 0 С подъем температур в данном температурном диапазоне, надо проводить медленно (30-40 минут) для удаления кристаллизационной воды и газов. Ускорение подъема температур в этом интервале приводит к растрескиванию и разрыву литейной формы.
• Наилучшим режимом прогрева (прокаливания) опоки при литье считается повышение температуры в печи на 5 0 С за минуту.
- Плавление сплава. Заливка стоматологического сплава в литейную форму.
Плавление сплавов в тиглях (литейных чашах), которые изготавливают из электрокорунда, кварцита и других огнеупорных материалов, которые обеспечивают тиглям высокую термостойкость и коррозионную устойчивость. Тигли керамические выпускаются для различных литейных установок, к некоторым установкам прилагаются в комплекте разборные металлические штампы, состоящие из двух половинок, стягиваемые на обоих корпусах гайками для самостоятельного изготовления тиглей.
В настоящее время с появлением специальных литьевых аппаратов (центробежных, вакуумных) процесс плавления сплава сочетается с его заливкой. Возможно и плавление сплава открытым пламенем с его заливкой в механической программируемой центрифуге. Разберем более подробно, как же происходит процесс плавления и литья.
Плавление и литье сплавах в высокочастотных центробежных литейных установках.
В зависимости от вида литейной установки, варьируют подготовительные манипуляции – включение аппарата, настройка мощности индикатору, балансировочных противовесов карусели центрифуги и т.п.
Разогретый тигель устанавливают в индукторе. В тигель загружается необходимое количество сплава. Как правило, добавляется вторичный металл – отрезанные литники. По поводу добавления литников следует отметить, что во время плавки металла происходит окисление компонентов сплава и переход их в шлак, растворение газов в металле с образованием химических соединений, а также контакт сплава с материалом тигля и литейной формы. Следствие этого – изменение химического состава сплава, насыщение примесями, что может привести к снижению его эксплуатационных свойств. Для сплавов, предназначенных для облицовки керамикой – ухудшение их соединения.
В начале плавки мощность можно поднять до 85-90%, к моменту полного расплавления, во избежание перегрева, снизить до 75-80%. Во время плавки нужно следить за тем, чтобы кусочки металла не зависали, при необходимости выключать индуктор и поправлять их большим пинцетом. Рекомендуется проводить предварительную плавку (до установки опоки). При этом времени на окончательную плавку затрачивается значительно меньше и, соответственно, опока не успевает остыть. Предварительная плавка производится до начала расплавления металла. При подогреве металла после установки опоки в большинстве случает хорошо видно уменьшающееся темное пятно на поверхности сплава («тень»), по которому определяется момент включения центрифуги – сразу после его исчезновения, или отсчитав несколько секунд. При этом автоматически опускается индуктор, блокируется на открывание крышка установки, и запускается центрифуга.
Во многих литейных установках возможна регулировка скорости и времени вращения центрифуги. Для отливки небольших конструкций рекомендуется плавный пуск, для литья каркасов бюгельных протезов и объемных, протяжных конструкций – быстрый разгон с заданным ускорением. Оптимальные варианты литья конкретных сплавов в различные формы определяются опытными отливками.
Плавление и литье сплавах в высокочастотных вакуумных литейных установках.
Плавление сплавов в таких установках осуществляется также за счет индукционного нагрева, а литье – с помощью вакуумного всасывания. Сущность способа вакуумного всасывания заключается в удалении (выкачивании) воздуха из литейной формы во время заливки. Давление в форме понижается до 0,75-2,25 Па (паскаль) против атмосферного, создавая таким образом искусственное избыточное давление жидкого металла на стенки формы.
После предварительного расплавления сплава и установки опоки, сплав вновь подвергают нагреву и расправляют. Включают вакуум. Сплав проникает внутрь формы.
В некоторых установках и плавка сплава осуществляется в среде вакуума, что исключает возможность реагирования расплава с воздухом и образования окисных пленок. Таким образом, металлическое изделие на всех стадиях изготовления не контактирует с атмосферой, что позволяет получать металл, не отличающийся по химическому составу от исходного.
Плавление сплава открытым пламенем с центробежным литьем.
Несмотря на то, что существует много современных центробежных аппаратов, работающих при помощи электричества, широкое распространение при литье золотых сплавов для изготовления небольших конструкций, получила ручная центрифуга, имеющая весьма простое устройство. В деревянной ручке укрепляют неподвижно винт, на который надевают при помощи подвижного крючка железную проволоку толщиной 3-4 мм и длиной 15-20 см. На конце проволоки имеется петля, соединяющаяся подвижно с дугой, на концах которой находится металлическая чашка для установки кюветы во время отливки. Кювету нагревают и вставляют в эту чашку, а в воронку кюветы помещают золото. При помощи паяльного аппарата или пропан-ацетиленовой горелки, направляют струю пламени на золотой сплав до его расплавления. Затем центрифугу приводят в движение, и после 3-4 поворотов металл вгоняется в кювету за свет воздействия на него извне центробежной силы.
Можно также использовать для литья небольших конструкций портативные настольные механические или программируемые центрифуги, но плавление также будет осуществляться с помощью открытого пламени.
Особенности плавления и литья сплавов титана.
Как мы уже отмечали ранее, высокая реакционная способность титана, высокая точка плавления, низкая плотность требуют специальную литейную установку и паковочную массу. В данное время на рынке известны три системы, которые считаются лучшими для литья титана. Это система Рематитан фирмы Дентаурум (Германия), система Биотан фирмы Шутц-дентал (Германия) и система японской фирмы Морита.
Разберем литье титана на примере системы Рематитан.
Литейные установки Рематитан – Аутокаст основаны на принципе плавки титана в защитной среде аргона на медном тигле посредством вольтовой дуги. Заливка металла в литейную форму происходит при помощи вакуума в литейной камере и повышенного давления аргона в плавильной – во время опрокидывания тигля.
В начале процесса обе камеры плавильная (вверху) и литейная (внизу) промываются аргоном, затем из обеих камер эвакуируется смесь воздуха и аргона. После чего плавильная камера заполняется аргоном, а в литейной образуется вакуум. Включается вольтовая дуга и начинается процесс плавления титана. После прохождения определенного времени резко опрокидывается плавильный тигель и металл всасывается в находящуюся в вакууме форму, собственный вес, а также повышающееся давление аргона на этот момент также способствуют его загонке. Этот принцип дает возможность получать хорошие, плотные отливки из чистого титана.
- Очистка и первичная обработка стоматологических отливок.
После отливки, если позволяет время, опоку вместе с отлитой конструкцией лучше поставить остывать в муфельную печь, чтобы она остывала медленно и равномерно. Это снижает вероятность усадки протеза. Нельзя ни в коем случае остужать опоку в холодной воде и разбивать опоковую массу молотком! В этом случае может произойти деформация протеза.
После охлаждения осторожно удаляют гипсовым ножом или из маленьких опок выдавливают формовочную массу и освобождают от нее отлитые детали. При литье деталей из нержавеющей стали наблюдается достаточно плотное припекание облицовочного слоя к металлу. В таких случаях для очистки деталей используют раствор кислоты или щелочи или прибегают к механической очистке металлической щеткой, фиксированной на моторе. Очистка деталей из золота от остатков формовочной массы проводится повторным нагревом детали на паяльном аппарате и охлаждением в растворе соляной кислоты.
При использовании химического метода очистки необходимо соблюдать технику безопасности: работать в очках и резиновых перчатках при хорошей вентиляции и совершенно сухими щипцами и отливке, т.к. вода, попадая в расплавленную щелочь мгновенно испаряется, что может привести к выбросу жидкости из ковша. Очистка литья может быть произведена и в корундоструйном аппарате с использованием корундового абразива.
Корундоструйная (пескоструйная) обработка и отбеливание.
Известно много моделей пескоструйных аппаратов, но принципиальных отличий в их функциях немного. В корпусе любого аппарата имеется бункер, устройство для распыления песка. На внутренней поверхности задней стенки корпуса установлена пылесборочная камера. В корпус через проем, имеющий разрезное уплотнение, вводится рука оператора в резиновой перчатке, которая удерживает деталь, подлежащую обработке. Для ножного управления подачей сжатого воздуха из компрессора к сопловому устройству, которое обеспечивает набор песка (корунда) из бункера и направление его под давлением на обрабатываемое изделие; имеется принудительный отсос пыли из аппарата.
Для очистки поверхностей, подлежащих керамическому покрытию, используется только чистый корунд одноразового использования 110-125 мк для сплавов благородных металлов и 250 мк – для сплавов неблагородных металлов. Чтобы частички корунда не попадали в поверхность металла, нужно производить обработку под тупым углом. Необходимо постоянно проверять пескоструйную форсунку для обеспечения правильного давления. Плохое качество корунда недопустимо.
Рекомендуемое рабочее давление для сплавов благородных металлов 2-3 Атм, для сплавов неблагородных металлов – 4-6 Атм.
Отбеливаниепредполагает очистку поверхности металлического каркаса от окалины и остатков огнеупорной массы электролитическим способом. Этому процессу предшествует грубая механическая очистка каркаса протеза с помощью вращающейся металлической щетки или в пескоструйном аппарате.
Отливку помещают в специальный ковш (ванночку) и очищают от окалины кипячением в расплаве гидроксида натрия. Кипячение можно проводить на газовой или электрической плите, установленной в вентиляционном шкафу.
После химической и корундоструйной обработки удаляют литники. У стальных и хромо-кобальтовых деталей это производится на моторе карборундовым или вулканитовым диском. Удаление литников у золотых деталей ведут очень осторожно, над вощеной бумагой, собирая все опилки. Литники обрезают надфилем или борами, или же ведут и обработку металла. Применять карборудновые камни при обработке золотых деталей не рекомендуется из-за опасности засорения крупинками карборундо-золотых опилок. После данной обработки детали передают технику, занимающемуся изготовлением протеза.
- Дефекты литья и их профилактика.
| Вид дефекта | Характерные признаки | Причины возникновения дефекта, методы их устранения |
| Усадочные раковины в области литника. | Пористая, неровная поверхность или углубление неправильной формы с ровными краями. | — Отсутствие или недостаточная по объему противоусадочная «муфта», а также расположение ее от детали более, чем на 2,0-2,5 мм. — Тонкий литникообразующий штифт. — Резкое охлаждение отлитой детали. |
| Усадочные раковины на различных участках отливки. | Углубление неправильной формы с ровными, гладкими краями, но шероховатой поверхностью. | — Недостаточное количество литейных каналов при отливе разнообъемной по протяженности детали. — Некачественный сплав. |
| Газовые раковины на различных участках детали. | Углубление округлой формы с гладкой поверхностью. | — Выделение паров веществ из формы во время литья вследствие недостаточного удаления воска и влаги из формы при сушке и прокаливании. |
| Недолив – неполное заполнение формы металлом. | В участках недолива закругленные углы и грани с гладкой поверхностью. | — Малый диаметр литникового канала, малое количество металла. — Неправильная моделировка (толщина). — Неравномерное расплавление металла. — Неправильная установка репродукции в опоке, относительно оси вращения центрифуги. — Низкая температура литья. — Засорение литникового канала. — Засорение формы при извлечении штифта крупинками формовочного материала. — Неправильная установка литниковых каналов. — Задержка пуска центрифуги или вакуума после окончания плавки. |
| Холодный спай (стык). | На поверхности видна линия соприкосновения двух потоков металлов с закругленными краями, блестящей поверхностью. | — Наличие примесей в сплаве. — Неправильное расположение в опоке. — Неправильная установка литников |
| Прибыли. | Выступы округлой формы или различной по толщине и протяженности, шероховатости. | — Поры в облицовочном слое. — Трещины в облицовочном слое, образовавшиеся вследствие быстрого подъема температуры при обжиге. — Густая паковочная масса, паковка без вакуума. — Если прибыль внутри коронки – не было использо-вано средство для снятия поверхностного натяжения |
| Шлаковые раковины. | Неправильной формы раковины с рваными краями | — Перегрев металла выше точки кипения с образованием различных окислов. — Попадание в форму буры. |
| Баланс каркаса. | Неточная посадка на модель. | — Возникновение внутренних напряжений в восковой модели. — Неправильно подобраны размер и форма литниковой системы для сплава с высоким КТР. |
Контрольные вопросы:
- Выплавление воска. Прокаливание литейной формы.
- Плавление сплава. Заливка стоматологического сплава в литейную форму.
- Очистка и первичная обработка стоматологических отливок.
- Дефекты литья и их профилактика.
Домашнее задание:
2.Металлические сплавы для зубопротезного литья.
Источник