Усадка сплавов при литье и методы его компенсации
Д.м.н., профессор _______________ В. П. Неспрядько
“____”_____________________20____г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ПОДГОТОВКЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ
Продолжительность занятия - 3 часа. Методическую разработку подготовил доцент кафедры ортопедической стоматологии НМУ Шинчуковский И.А.
КИЕВ-2012 г.
I. Актуальность темы
Сплавы металлов, которые используются для изготовления зубных протезов, определяющие конструкционные и функциональные возможности зубных протезов, используемые для замещения дефектов зубных рядов с различными топографо - анатомическими условиями, которые требует ознакомления и учета для обоснования выбора конструкции протеза и плана лечения с учетом индивидуальных анатомо - физиологических особенностей тканей протезного ложа.
1. Иметь представление о принципах и видах сплавов при литье и пути ее компенсации - α-І.
III. воспитательная цель - формирование у студентов профессиональной грамотности и умения логически мыслить;
ΙV. Межпредметная интеграция.
V. Содержание темы занятия.
Технологической стадией, предшествующей литью металлических сплавов, является формовка. - Форма для литья (муфель) - это специально изготовленная огнеупорная оболочка, внутренние стенки которой по своим очертаниям соответствуют очертаниям репродукции будущего каркаса. Кроме основной полости (муфель) содержит дополнительные, так называемые служебные полости дополнительных питателей, газоотводных каналов и др. Основными компонентами формовочных масс являются огнеупорный мелкодисперсный порошок и связующие вещества в жидком состоянии. - обеспечивать точность литья в том числе четкую поверхность отлитого изделия; - легко отделяться от отливки, не «пригорая» к ней; - затвердевать в пределах 7-10 минут; - создавать газопроницаемую оболочку для поглощения газов, образующихся при литье сплавов металлов; - быть достаточными для компенсации усадки твердеющего металла коэффициентом термического расширения. В стоматологической практике чаще применяют одноразовые формы для литья. Однослойные опоки используются как правило тогда, когда металл, который заливают, имеет не слишком высокую температуру плавления (латунь, сплавы золота и проч.). Двухслойные и многослойные опоки чаще применяются для отливки моделей с нержавеющих сталей, кобальтохромовых, никелехромовых, титановых и других сплавов с высокой температурой плавления. Формовочные смеси для двухслойных опок делятся на основные (облицовочные) и вспомогательные. Основные формовочные смеси составляют основу формовочной оболочки, которая непосредственно контактирует с восковым литниковых деревом, а затем с расплавленным металлом, от свойств которого зависят основные качественные показатели опоки. Вспомогательные формовочные смеси (наполнители) составляют основную массу опоки. Гипсовый формовочный материал состоит из гипса (20-40%) и оксида кремния. Гипс в этом случае является связующим. Оксид кремния, который выступает в качестве наполнителя, придает массе необходимую величину усадочной деформации и теплостойкость. Приготовление формовочной массы сопровождается увеличением объема, что обеспечивает компенсацию усадки отливки. Так, например, усадка золотых сплавов, которая составляет 1,25-1,3% объема, полностью компенсируется расширением формовочного материала. В качестве регуляторов скорости затвердевания и коэффициента температурного расширения в смесь добавляются 2-3% хлорида натрия или борной кислоты. Замешивается масса на воде при температуре 18-20 градусов. Номинальная температура разогревания формы подобного состава до заливки металла составляет 700-750 градусов. Эти формы непригодны для получения отливок из нержавеющей стали, температура плавления которого 1200-1600 градусов, вследствие разрушения гипса, поэтому их используют для литья изделий из сплавов золота. Типичными представителями материалов данной группы является Силаур, который предназначен для изготовления формы при литье мелких золотых конструкций (вкладок, искусственных зубов, кламеров, дуг и т.п.) Выпускается в виде тонко измельченного порошка из гипса и динасового порошка (кремнезема) в соотношении 3:1. Замешивание делают на воде, время составляет 10-30 минут. Для отливки деталей повышенной точности используют массу Силаур 3-Б, для получения более крупных деталей Силаур - 9. В качестве примера гипсовых формовочных материалов следует отметить продукцию фирмы «Спофа Дентал» (Чехия). • Глория специал - формовочная масса на основе кварца и твердого гипса, предназначенная для литья сплавов металлов, точка плавления которых не превышает 1000 градусов. Материал имеет очень тонкую зернистость. В качестве жидкости отверждения используется вода. Продолжительность затвердения составляет 20 минут. Кювету следует нагревать до температуры 700 градусов. При длительных температурах свыше 800 градусов возникает опасность изменения микрокристаллической структуры формовочной массы, а тем самым искажения формы. • Експадента - формовочная масса с высокими техническими параметрами для сплавов на основе благородных металлов. Смешанная с водой, твердеет в течение 15 минут в твердую массу, которую можно уже через 1 час постепенно нагревать. Состав предусмотрен с таким расчетом, чтобы в критическом температурном интервале между 200-300 градусами не произошло внезапного изменения объема, что гарантирует компактность формы. Литье отличается высокой точностью. Материалу характерны следующие физико-механические свойства: - продолжительность затвердевания 15 мин.; - - продолжительность полного затвердевания 1,5-2 ч; - прочность при сжатии за сутки - 6 МПа, - расширение при затвердевании - 0,6 линейных %, - расширение при нагреве до 300 градусов - 2,1 линейных %. Фосфатные формовочные материалы состоят из порошка (цинк - фосфатный цемент, кварц молотый, кристобалит, окид магния, гидрат окисида алюминия и др.). жидкости (фосфорная кислота, оксид магния, вода, гидрат окиси алюминия). Эти материалы компенсируют усадку при охлаждении нержавеющих сталей, которые имеют температурный коэффициент объемного расширения около 0,027 градусов-1. Усадка золотых сплавов составляет около 1,25, и эту усадку компенсирует гипсовая форма. Твердение фосфатных форм в зависимости от состава продолжается 10-15 мин. • Силикан - универсальная формовочная масса на основе фосфатного сязывающего материала, кварца и кристаболита производства фирмы «Спофа Дентал» (Чехия) используется для литья высоко плавких (хромокобальтовых) сплавов. Для улучшения качества изготовления массы целесообразно использовать вибратор. • Силикан F - фосфатная формовочная масса, содержит чистые кристаллы кварца и жаростойкого связівающего материала. Зернистость формовочной массы выбрана с таким расчетом, чтобы продолжительность затвердевания, прочность формы после обжига, нагрева и изменение объема были оптимальными для использования лабораторного изготовления протезов с высоко плавких сплавов. Для размешивания Силикана можно использовать воду (соотношение 1:1), но для предупреждения возможной деформации формы в этом случае необходимо использовать бумажную манжетку. Наиболее целесообразным для замешивания является использование золь - кремневой кислоты (жидкость Силисан), так как литниковую форма в таком случае компенсируют температурные изменения сплава. Использование золя способствует также повышению прочности формы, что отражается в повышенной устойчивости формы при нагревании. За 6-8 мин. смесь застывает в твердую массу прочностью до 20 МПа.
Жидкость для замешивания придает форме высокий коэффициент расширения, необходимый для литья неблагородных сплавов. При использовании других сплавов жидкость может быть разбавлена. Оптимальная концентрация жидкости для без опорного метода должна составлять не более 80%. • Пуэр Кест Ринглес Систем - комплект материала, который обеспечивает полностью способ без кольцевого литья. Кроме порошка и жидкости в комплект входят кольца четырех размеров специальной конструкции для быстрого удаления матрицы. Наличие прочных и многократного использования колец обеспечивает максимальное расширение отливки и исключает необходимость использования гильзы кольца. Оно также позволяет очистить нагар от всех восковых форм. Резервуары, образованные у литниковых каналов предупреждают образование пор. Усиленные и сделаны более долговечными основания направляющих шаблонов. При использовании металлической опоки, внутри нее помещают керамическую или бумажную прокладку (манжету), которая не доходит до краев на 6 мм. Прокладку закрепляют мягкой восковой проволокой. Опоку с прокладкой устанавливают в воду на 1 мин., а затем ее хорошо встряхивают. Для замешивания необходимо использование следующих инструментов: смеситель Вакумиксер, шпатель, мерный стакан, пластиковую опоку и литниковую чашу, формовочный материал и жидкость для его замешивания. Для формования необходимо залить неподвижную опоку приготовленной смесью при низкой скорости вибрации. При этом следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить захвата воздушных пузырьков формовочной массы у восковой модели. При заполнении опоки приготовленная смесь должна перекрывать восковую модель как минимум на 6 мм. Смесь твердеет 45 мин. При использовании металлической опоки перед размещением формы в муфельной печи необходимо удалить основу литникового конуса, небольшую часть слоя с верхней основы формы, а затем сполоснуть форму водой. Для быстрого выгорания воска Пауэр Кест опоку можно сразу поместить в горячую печь при температуре 700-800 градусов, затем поднять температуру до конечной величины и выдержать форму для литья в печи в течение 40 мин. Если предписана более высокая температура, то литниковую форму необходимо поместить в печь при температуре 430 градусов, после чего осуществить подъем температуры до необходимой величины. Для удаления формовочного материала необходимо его разбить и освободить металлический каркас для последующей пескоструйной обработки оксидом алюминия или в ультразвуковом очистителе. • Вест-Джи - фосфатный упаковочный материал фирмы «ДжиСи» (Япония) используется для любых сплавов. Уменьшенная прочность этого материала после литья обеспечивает легкое удаление отливки из формы. Расширение массы может быть увеличено до 3, 26% за счет изменения количества жидкости при замешивании. • Фудживест и Фудживест Супер - материал, не содержащий углерода фирмы «ДжиСи» (Япония). Эти материалы специально разработаны для литья из всех видов сплавов. Фудживест может быть размещен прямо в нагретую печь при конечной температуре 800 градусов, что обеспечивает экономию времени до двух часов. Такой быстрый прогрев не влияет на расширение и качество поверхности материала. Стандартные методы прогрева также могут быть использованы для работы с этим видом материала. • Альфакаст № 2 - фосфатносиликатная точная поковочная масса для литья золота. Состоит из порошка и жидкости. Металлические каркасы легко освобождаются от нее. • Керамикор - масса (порошок и жидкость) на основе фосфата производства «С & М» может быть использована для литья любых сплавов металлов. Силикатные формовочные материалы почти вытеснены фосфатными материалами. Они отличаются высокой термостойкостью и прочностью. Их использование вызвано с использованием КХС и нержавеющей стали. Кроме гипса и фосфатов в качестве связующих здесь использованы кремниевые гели. Из органических соединений кремния чаще используют тетраэтил ортосиликат, который легко гидролизуется с образованием при прокаливании конечных продуктов в виде двуокиси кремния. Вяжущая жидкость силикатной формовочной массы состоит из смеси этилового спирта, воды и концентрированной соляной кислоты, куда постепенно введен этил силикат. В качестве огнеупорной составляющей чаще используют кварц, маршалит, корунд, кристобалит и др. Силикатные формовочные массы отличаются большим коэффициентом термического расширения. Для обеспечения точности литья необходимо придерживаться правильного соотношения между порошком и жидкостью. Оптимальное соотношение, обеспечивающее компенсацию усадки формы, составляет 30 г жидкости и 70 г порошка. Время твердения материала составляет 10-30 мин. • Формолит - служит для отливки деталей зубов и протезов с нержавеющей стали. Представляет собой композицию из молотого пылевидного кварца, предназначенного для получения огнеупорных покрытий на восковых моделях; песка формовочного и борной кислот, используемых как наполнитель. • Аурит - масса формовочная огнеупорная для литья сплавов из золота, имеет необходимую прочность и чистоту поверхности. Представляет собой смесь кристобалит с техническим гипсом. Термическое расширение при температуре 700 градусов составляет не менее 0,8%. Массу замешивают на воде в соотношении 100 г порошка и 35-40 мл воды. Для более качественного смешивания рекомендуется проводить эту операцию на вибростолике. Время затвердевания составляет 10-15 мин. • Смесь формовочная Сиолит предназначенная для получения огнеупорной литьевой формы для литья каркасов съемных и несъемных протезов из высокотемпературных сплавов. Сиолит состоит из порошка и жидкости. Порошок представляет собой смесь кварцевого песка, фосфатов и периклаза. Жидкость - силиказоль. Характеризуется высокими компенсационными характеристиками. Порошок замешивают с жидкостью в соотношении 100:18-20. Размешивание смеси происходит в резиновой чашке на вибростолике течение 30-40 с. Затем на вибростолик устанавливают металлическую опоку с восковой заготовкой и заполняют опоку формовочной семсью. Затвердевание начинается через 10-15 мин. и заканчивается через 30 мин. после затвердевания. Через 2 часа керамическая форма устанавливается в муфельную печь. В интервале от 20 до 400 и от 600 до 800 градусов подъем температуры можно осуществлять с любой скоростью (от 30 до 60 мин.) В интервале от 400 до600 градусов скорость нагрева должна быть не менее 1 часа. При конечной температуре 800 градусов литниковую форму необходимо выдержать 40-60 мин. Затем проводится литье металла в готовую форму, а через 1 ч после этого готовая деталь извлекается из опоки. • Дегувест HFG – фосфатовместимая точная формовочная масса фирмы "Дегусса" (Германия) для литья из благородных сплавов. Разводится специальной жидкостью, от концентрации которой зависит степень расширения. Благодаря редуцирующие добавкам образуется гладкая поверхность отливок. Соотношение порошка в жидкости при замешивании составляет 100:14. Время твердения 12 мин., Общее расширение - от 1,2 до 2, 0%.
Усадка сплавов при литье и методы его компенсации
Усадка - сокращение размеров тела при переходе из расплавленного состояния в твердое или с более нагретого в менее нагретом состоянии. Различают объемную и линейную усадку. - Объемная усадка - уменьшение объема тела. - Линейная усадка - уменьшение размера тела в прямолинейном направлении (по длине или ширине). Усадка в различных материалах различна и зависит от степени их нагрева, способа охлаждения и др. Степень усадки материала характеризуется отношением уменьшенного объема изделия к начальному его объему и выражается в процентах. Объемную усадку пластических масс в процессе их полимеризации или структурирования определяют с помощью оптического Катетометра. При переходе металла из расплавленного состояния в твердое выделяют три периода усадки: усадка в жидком состоянии, усадка в период затвердевания и усадка в твердом состоянии. 1. Усадка металла в жидком состоянии, т.е. в состоянии от температуры заливки его в форму до появления первых кристаллов, характеризуется снижением поверхности жидкого металла в форме в следствии уменьшения объема сплава при охлаждении. Чем выше начальная температура металла, тем большее снижение уровня поверхности расплава в воронке формы для литья, однако на размеры отливки в разных ее участках и плотности массы это не влияет, так как недостаточное для заполнения формы количество сплава непрерывно поступает по литниковым ходам. 2. Усадка в период затвердения характеризуется непрерывным увеличением количества твердеющего металла и уменьшением количества его жидкой части. Размещение усадочных раковин зависит от размещения термического узла отливки, силы тяжести металла или силы, под воздействием которой происходит заполнение формы для литья расплавом. На образование усадочных раковин влияет также теплопроводность формы и скорость охлаждения отливки. При искусственно замедленном охлаждении отливки можно достичь такого положения, при котором в период затвердевания усадочные микрораковины будут равномерно размещены по всему сечению отливки. При этом в разрезе или сломе деталь будет казаться хорошо отлитой, в то время как ее механические свойства действительности снижены, а плотность уменьшена. При металлографическом исследовании обнаруживается большое количество микропор. 3. Усадка в твердом состоянии. Этот период характеризуется упорядоченным расположением атомов в кристаллической решетке. Размеры этой решетки с понижением температуры уменьшается, чем объясняется уменьшение отрицательных и линейных размеров отливки. Для компенсации этой усадки следует использовать формовочные массы, имеющие достаточный коэффициент термического расширения. Форму перед заливкой металла предварительно подогревают до температуры, при которой ее термическое расширение максимальное, и может компенсировать усадку материала в твердой фазе. Условно разделяют усадку на три основных этапа, неправильно рассматривать эти процессы изолированно друг от друга. Усадка как в жидком, так и в твердом состоянии происходит параллельно, однако усадка жидкой части метала и сплавов чаще протекает быстрее, что обусловливает образование усадочных раковин. На каждом этапе усадки предусмотрены свои профилактические приемы предупреждения образования усадочных раковин, однако наиболее важными из них является правильное определение термического узла и реальной компенсации усадки за счет термического расширения формы. Каждый термический узел должен иметь свой литник и дополнительный питатель (прибили). Компенсация усадки металлов при литье достигается использованием технологических способов: 1. Изготовление моделей, которые выплавляются увеличенными на величину усадки размеров. Это достигается применением компенсационных лаков. Так, при отливке путем снятия восковых репродукций из модели (цельнолитые коронки, мостовидные протезы), препарированных зубов на модели перед восковым моделированием покрывают компенсационным лаком. При твердении лак дает пленку определенной толщины, которая соответствует величине усадки определенного сплава. 2. Применение материала типа «Адепта» для моделирования репродукций каркасов цельнолитых коронок. При этом внутренний колпачок толщиной 0,1 мм выполняет ту же функцию, что и компенсационный лак. 3. Литье каркасов съемных (бюгельных, ЧС пластиночных с металлическим базисом) на моделях с огнеупорной массы. Расширение модели компенсирует усадку сплава при отливке. 4. Построение литниковой системы с созданием резервных муфт, которые обеспечивают поступление металла в области расположения деталей каркасов, компенсируя усадку на периферии отливки. 5. Размещение литниковой системы в «центре тепла» опоки, а деталей отливки на периферии обеспечивает возможность постоянного поступления расплавленного сплава и профилактики образования пор в отливке. 6. Создание в литниковой системе дополнительных газоотводных каналов. 7. Использование для создания огнеупорных форм (опок, муфелей, формовочных масс, КТР которых соответствует величине усадки сплава, которые отливаются). 8. Использование для создания репродукций каркасов беззольных моделирующих материалов (восков, пластмасс) с минимальной усадкой. 9. Соблюдение технологии и температурных режимов при формовании и разогреве опок (муфель) и при отливке.
VI. План и организационная структура занятия
VII. Материалы методического обеспечения занятия
2. Металлы и сплавы, которые используются для изготовления различных видов ортопедических конструкций. Основные свойства и их сравнительная характеристика? металлов? при ошибочном выборе сплавов металлов? 5. Понятие «гальванизм» и «гальваноз»? 6. Функциональная взаимосвязь и возможности совместного использования различных конструкций зубных протезов?
VII.2. Материалы методического обеспечения основного этапа занятия: Ориентировочная карта для формурования практический умений и навыков.
VІІ.З. Материалы контроля для заключительного этапа
2. Определить основные требования, которым должны соответствовать формовочные материалы? зуботехническом производстве? 4. Гипсовые формовочные материалы. Их основные характеристики и использование? 5. Фосфатные формировочные материалы. Их основные характеристики и использование? использование? 8. Какие основные периоды усадки? 9. Методы компенсации усадки металлов в процессе литья?
VIII. Литература Основная литература: 1. В.П. Неспрядько, Н.Н. Рожко.Ортопедична стоматологія. - Київ, Книга плюс, 2003. 2. Гаврилов Е.И. Теория и практика протезирования частичными съемными протезами. М., 1973. 3. С.И.Криштаб Ортопедическая стоматология. К., Вища школа, 1986. 4. Е.В.Боровский, В.Н.Копейкин Стоматология (Руководство к практическим занятиям). М. Медицина, 1987.
Дополнительная литература: 1. Справочник стоматолога-ортопеда./Под ред. М.Г.Бушана. - Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1988 -428ст. 2. В.В.Высоцкий, Г.Д.Монастырев Профилактика осложнении при изготовлении сьемных протезов: Обзор литературы (МРЖ - 1989 - 12 разд.)
Тестовые задания к теме:
1. Какой период усадки характеризуется снижением поверхности металла в форме в результате уменьшения объема сплава при охлаждении? А. Период усадки в жидком состоянии Б. Период усадки в твердом состоянии В. Период усадки в период затвердевания Г. Период усадки в жидком и твердом состоянии
А. Период усадки в жидком состоянии Б. Период усадки в твердом состоянии В. Период усадки в период затвердевания Г. Период усадки в жидком и твердом состоянии
Г. Базисного материала и катализатора Д. С активатора и ингибитора
А. Однослойные Б. Многослойные В. Трехслойные Г. Двухслойные
А. Силикатные Б. Гипсовые В. Фосфатные Г. Силикофосфатные.
А. Силикан Б. Экспадента В. Вест-Джи Г. Фермолит
7. Усадка это – А. Сокращение массы тела вследствие резкого охлаждения Б. Сокращение размеров тела при переходе из расплавленного состояния в твердое Г. Сокращение размеров тела вследствие расплавления
А. Линейная и объемная Б. Диагональная В. Усадка по ширине Г. Усадка по длине
А. Сокращение объема тела при охлаждении его на 3 градуса Б. Сокращение объема тела при охлаждении его на 1 градус В. Сокращение объема тела при охлаждении его на 5 градусов Г. Сокращение объема тела при охлаждении его на 10 градусов
А. Динамометром Б. Микрометром В. Дилатометра Г. Оптического кетатометра
Тестовые задания к теме: 1. Из каких основных компонентов состоит формовочная масса? А. Мелкодисперсного порошка и связывающей жидкости Б. Из двух жидкостей В. Базисного материала и катализатора Г. С активатора и ингибитора
А. Однослойные Б. Многослойные В. Трехслойные Г. Двухслойные
А. Силикатные, сульфатные, фосфатные. Б. Силикофосфатные и поликарбоксилатные В. Фосфатные и на основе оксид цинка Г. Стеклоиномерные и силикатные
Б. Кварца и фосфорной кислоты В. Кристобалита и гипса Г. Гипса и оксид алюминия
А. Силикатные Б. Гипсовые В. Фосфатные Г. Силикофосфатные.
А. Силикан Б. Экспадента В. Вест-Джи Г. Фермолит
7. Какое время твердения фосфатных формовочных масс? А. 10-15 мин. Б. 3-7 мин. В. 20-30 мин. Г. 30-40 мин.
Б.Фосфатные Г. Поликарбоксилатные
А. Сокращение массы тела вследствие резкого охлаждения Б. Сокращение размеров тела при переходе из расплавленного состояния в твердое Г. Сокращение размеров тела вследствие расплавления
А. Линейная и объемная Б. Диагональная В. Усадка по ширине Г. Усадка по длине.
Тестовые задания по теме:
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (7364)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |