HgS + 0 2
= Hg + Восстановление металла действием угля при нагревании Уголь при сгорании жадно соединяется с кислородом. Если использовать это свойство при расплавлении руды, то можно из окислов металлов получить чистый металл. Если окись цинка ZnO нагреть вместе с углем С, получится чистый металл ZnO + C = Zn + CO. Восстановление металла углем лежит в основе доменного процесса и выплавки цветных металлов. Восстановление металла действием окиси углерода. При сгорании угля образуется окись углерода СО ивы деляется большое количество тепла. Если процесс сгорания угля соединить сплавлением руды, получится реакция восстановления металла. Этот метод положен в основу доменного процесса ЕегОз + ЗСО =
= 2Fe-f-3C02. Железо восстанавливается, а углерод окисляется за счет отщепления кислорода от окиси железа. Восстановление металлов из солей действием другого, более активного металла Для получения чистого металла реакцией восстановления используется активный металл алюминий. Сжиганием алюминия в присутствии соли металла можно получить менее активный, тугоплавкий металл, например хром иже лезо. При сгорании алюминий обладает очень большим сродством с кислородом воздуха, образуется большое количество тепла, температура поднимается до 2700°.
111
Если эту реакцию провести в специальном огнеупорном тигле в присутствии окиси хрома или окиси железа. можно получить чистый металл. Происходящая реакция восстановления выражается уравнением
Сг а 3
+ 2A1 = 2Сг + А 2
0 В зубопротезной технике методом восстановления металла из окиси железа алюминием пользуются для получения нержавеющей, термитной стали в условиях зуботехнической лаборатории. Метод разработан Л. Е. Шаргородским и Б. В. Абал
киным. Для получения реакции берут окись железа, порошкообразный алюминий и создают температуру для воспламенения алюминия. В результате реакции железо восстанавливается. Если к термитной смеси добавить соответствующий процент хрома и никеля, можно получить нержавеющую сталь. Эта реакция выражается уравнением
3Fe
3 0
4
+ 8AI = Акал. Восстановление металлов методом электролиза. Методом электролиза можно получить следующие металлы медь, серебро, калий, натрий, алюминий и некоторые другие. Для электролитического способа соли металлов растворяют вводе и пропускают постоянный электрический ток, металл восстанавливается и откладывается на электроде. Таким способом получают чистые металлы. Метод восстановления металлов электролитическим способом использовался в стоматологической практике для покрытия окисляющихся металлов (шин, ортодонтических аппаратов, медицинского стоматологического инструмента и т. д) хромом. Метод получил название хромирования. Для реакции хромирования применяется хромовый ангидрид СгОз, растворимый вводе. Хромирование металлических шин, ортодонтических аппаратов, применяемых с лечебной целью, из окисляющихся в полости рта сплавов производится в специальных хромировочных ваннах (подобен способу никелирования. Для хромирования приготовляют 15—
25% раствор хромового ангидрида и для ускорения реакции в раствор добавляют 0,2—0,3% серной кислоты. Шину или ортопедический аппарат погружают в электролит, соединяют с электродом, пропускают электрический ток хром из электролита в виде чистого металла откладывается на поверхности хромируемой детали.
112
Кристаллизация металла при затвердевании. Металл при затвердевании кристаллизуется. Процесс кристаллизации можно представить следующей схемой рис. 46). В различных участках расплавленного металла при его охлаждении образуются центры кристаллизации. Рис, 46. Схема процесса кристаллизации металлов при затвердевании. Каждый центр кристаллизации представляет собой объединение вначале нескольких атомов, располагающихся по типу решетки, свойственной для строения каждого металла, затем к этим центрам присоединяются все новые атомы. Каждый центр кристаллизации напоминает собой как бы зерно, зернистое строение подтверждается даже внешним осмотром при небольшом увеличении. Процесс кристаллизации зависит от степени охлаждения металла при затвердевании чем быстрее проходит охлаждение, тем больше в металле образуется центров кристаллизации, следовательно, структура металла будет мелкозернистая при медленном затвердевании металл будет крупнозернистым. 8 В. Н, Кашнрнн m Структура металла определяет его механические качества твердость, упругость и т. д. В практике структуру металла можно изменять при литье, а следовательно, изменять его некоторые качества. Если при литье использовать подогретую форму, структура получится крупнозернистая, в холодной форме — мелкозернистая. Коррозия металлов Коррозией металла или сплава металлов называется разрушение поверхностных слоев под воздействием внешней среды. Многие металлы даже в обычных условиях атмосферного воздуха (железо, медь) подвержены коррозии. Коррозия усиливается во влажной среде, привоз действии на металл растворов кислот и некоторых солей. Коррозию можно подразделить на равномерную, местную и интеркристаллическую. Равномерной коррозией называется такой вид коррозии, когда разрушение металла или сплава протекает по всей поверхности. Равномерный тип коррозии наблюдается у металлов или сплавов, имеющих мелкозернистую структуру. В полости рта такой тип коррозии наблюдается при использовании медных сплавов для временных протезов. Местной коррозией называется такая коррозия металла или сплава, когда на отдельном участке отмечается разрушение. Разрушение такого типа может быть при наличии грубой структуры металла, царапин, углублений, трещин. Местная коррозия снижает механические качества металла. Инте р кристаллическая коррозия представляет собой особый тип коррозийного разрушения. В этом случае коррозия распространяется вглубь металла по границам кристаллов, составляющих металл. Коррозия разрушает границы между кристаллами и продукты коррозии заключены внутри металла. Такой тип коррозии встречается при крупнозернистом строении сплава, когда между кристаллами одного металла имеются включения более активных металлов или карбидов.
Интеркристаллическая коррозия является наиболее опасным типом коррозии и при использовании сплавов в зубопротезной технике, особенно нержавеющей стали, должна учитываться.
114
Нержавеющая сталь наряду с ее высокими Механическими и технологическими качествами обладает весьма существенным недостатком. При термической обработке (отжиге) при нагревании до 550—850° сталь становится склонной к интеркристаллической коррозии. Это состояние нержавеющей стали объясняется тем, что при нагревании в пределах указанной температуры по границам зерен (кристаллов) металла выпадают мелкие карбиды и создаются условия для лучшей диффузии кислорода в глубокие слои металла, вследствие чего повышаются его коррозийные свойства. Применяя нержавеющую сталь в зубопротезной технике, следует учитывать этот опасный температурный интервал. Чтобы предотвратить интеркристаллнческую коррозию нержавеющей стали при отжиге, деталь протеза, гильзу следует нагревать до температуры 1000—1100 D до соломенно-желтого цвета с последующим охлаждением на воздухе или вводе. Интеркристаллическая коррозия понижает прочность металла, может выявляться при шлифовке поверхности изделия, когда после снятия поверхностного слоя обнаруживается пористость, в которой содержится сыпучая масса (продукт распада металла. Изучение раздела коррозии металлов и сплавов связано с правилами технологической обработки, умением подобрать для полости рта такой сплавили металл, который бы обладал высокой противокоррозийной устойчивостью. Металлические зубные протезы независимо от конструкции постоянно подвержены действию слюны, пищевых веществ. В слюне содержатся соли, небольшое количество кислоты и другие вещества, способствующие образованию коррозии. В результате коррозии в полости рта образуются окислы металлов, подчас вредно действующие на организм и слизистую оболочку полости рта, протезы при коррозии становятся непрочными. Влияние обработки металла на его свойства и структуру Обработка металлов или сплавов металлов в зу- ботехнической практике проводится различными методами прокаткой, ковкой, штамповкой, протягиванием, шлифовкой, полировкой. Почти при всех методах обработки металлы подвергаются различной деформации. При деформации изменяется структура металла, появляются сдвиги кристаллов и зерен, при штамповке коронок из золота и нержавеющей стали металл становится более твердым, теряет ковкость. Для того чтобы вернуть свойства металлу, его подвергают отжигу. При механической обработке без соблюдения правил обработки в толще металла могут образоваться трещины. Если в трещины проникает коррозийный агент, развиваются внутренние коррозии, прочность металла понижается. Наблюдением установлено, что на шероховатых неровных поверхностях металла коррозии развиваются значительно раньше и протекают интенсивнее. В руководстве И. Я. Бадера приводится такой пример если одну и туже сталь отполировать до зеркальной поверхности, коррозия развивается через 28 дней, после шлифовки грубой наждачной бумагой — через 12 дней, а при обработке на токарном и фрезерном станке — через 10 дней. Для сохранения качества металла в процессе его обработки следует строго выполнять правила технологического процесса. СПЛАВЫ МЕТАЛЛОВ Сплавом металлов называется смесь двух и более различных металлов, при этом образующийся сплав обладает совершенно новыми качествами. В сплав могут входить углерод (железо с углеродом) и другие элементы марганец и кремний. Зуботехнические металлы, применяемые с целью протезирования, представляют собой сплавы. При составлении сплавов учитываются требования, предъявляемые к тем или иным деталям протеза. Сплав должен отвечать этим требованиям. Так, например, металлическая гильза для коронки должна обладать прочностью, высокой ковкостью, иметь красивый цвет. Чистое золото не отвечает всем этим требованиям, но если добавить в золото небольшой процент серебра и меди, новые качества сплава будут им отвечать. Сплавы металлов образуются в виде механических смесей, твердых растворов и химических соединений. 116 Механическая смесь Сплав, образованный на принципе механической смеси, в жидком состоянии представляет собой однородную смесь. Вовремя затвердевания составные компоненты располагаются в механической смеси в виде мельчайших частиц, и под микроскопом можно обнаружить их разнохарактерность. Из сплавов, применяемых в зубопротезной технике, к сплавам, составленным на механической основе, относятся легкоплавкие сплавы для отливки штампов, в состав которых входят свинец, олово, висмут и некоторые другие металлы. Твердые растворы Структура сплавов, составленных по принципу твердых растворов, представляет собой однородную смесь. Частицы металлов взаимно внедрены один в другой так, что их невозможно отличить под микроскопом. К сплавам твердых растворов относятся хромони- келевые, медноникелевые сплавы. В зубопротезной практике твердым раствором является сплав платины с золотом, применяемый для вкладок, кламмеров, бю- гельных протезов. Такой сплав обладает большой упругостью. Сплавы, основанные на химических соединениях. Сплавы, основанные на химическом соединении, имеют совершенно новые качества, непохожие на свойства введенных элементов. Такие сплавы получаются путем химических реакций. Например, если расплавить медь ив нее добавить алюминий, то произойдет реакция с большим выделением тепла. При реакции алюминий расплавляется, частично сгорает, а остальная часть вступает в химическое соединение с медью. Новое соединение будет иметь формулу А1Си 2 , этот сплав обладает новой структурой и качеством. Характеризуя некоторые виды сплавов, необходимо отметить, что группа механических смесей обладает низкой температурой плавления, твердые растворы имеют повышенную твердость и высокую прочность. Высокая прочность и твердость, как правило, не снижают их пластичности. Характеристика сплавов, применяемых в зубопротезной технике, будет дана в соответствующих разделах. 117 Технология металлов Использование металлов в зубопротезной технике связано с технологическим процессом. При изготовлении протезов различной конструкции зубные техники применяют следующие методы плавление металлов, спаивание однородных и разнородных металлов, штампование и вальцевание металлов, шлифование и полирование, а также ковку и волочение. Изучение технологических процессов, связанных с механическими процессами, должно быть положено в основу методов изготовления металлических протезов и деталей съемных и комбинированных протезов. Литье металлов и сплавов Литье металлов и сплавов производится в форму, приготовленную по образцу модели из огнеупорной формовочной массы. Внутренние очертания формы должны соответствовать наружным очертаниям модели. Процесс литья деталей зубных протезов складывается из нескольких этапов моделировка из восковых смесей необходимой модели, по форме которой будет производиться литье, подготовка восковой модели для формовки, формовка, литье. Металлы и сплавы, применяемые для литья зубных протезов, должны иметь определенные свойства, обеспечивающие высокое качество отлитой детали. К этим свойствам следует отнести жнд котекучесть металла, ликвацию и способность не образовывать усадочные раковины. Ж н д коте куче ст ь металла. Это свойство металла или сплава заполнять форму в процессе литья. Жндкотекучесть металла или сплава зависит от многих причин. Металлы, обладающие способностью к быстрой кристаллизации, имеют большую жндкотекучесть, и наоборот, металлы, у которых процесс кристаллизации растягивается на длительное время, обладают меньшей жидкотекучестью. На жндкотекучесть влияет степень нагрева металла или сплава. Умеренное перегревание расплавленного металла выше точки плавления повышает жндкотеку честь. Перегрев расплавленного металла допускается в пределах 100—150° выше точки плавления. 118 Жидкотекучесть увеличивается в нагретой форме, однако перегревание формы может привести к растрескиванию ее и к замедлению кристаллизации металла. При литье из золота и стали форму нагревают до температуры 600—700°, при литье медных сплавов — до
150—250°. Ликвация. Это явление, когда при литье обнаруживается неравномерность застывшего сплава. Ликвация может создаваться в сплавах, составленных на основе механической смеси, особенно если в составе сплава имеются металлы с различным удельным весом и различной способностью кристаллизации. При затянувшейся кристаллизации можно ожидать ликвацию. Ликвация ухудшает механические и химические свойства сплавов, делает сплав неустойчивым к действию кислот, влаги, понижает пластичность. Образование усадочных раковин. Большинство металлов и сплавов при нагревании расширяются, при охлаждении и застывании из расплавленного состояния сжимаются. Из группы металлов, применяемых в зубопротезной технике, висмут, сурьма и сурмяные сплавы не обладают усадкой. Наибольшая усадка металла отмечается в период перехода металла из жидкого состояния в твердое. При таком виде усадки — сжатии при литье металла — могут образоваться раковины. Раковины образуются следующим образом. После заливки металла в форму поверхностный слой жидкого металла, соприкасаясь со стенками формы, начинает затвердевать раньше, чем центральный. По мере затвердевания центрального слоя металл в этой части сжимается, уменьшается в объеме, образуются пустоты, называемые усадочными раковинами. Усадочные раковины могут образоваться в поверхностных слоях в виде втяжений ив глубоких слоях. Чаще всего образования усадочных раковин можно ожидать в тех местах, где имеется переход тонкой части детали в массивную. В зубных протезах такими местами является переход от кламмера к телу протеза, особенно в бюгельных протезах. Для предотвращения образования раковины литье рекомендуется проводить в нагретой форме с избытком порции металла, которая оставалась бы при литье в воронкообразном расширении формы (рис. 47).
119
Для этой же цели можно сделать в литниковой системе при изготовлении штифтов для литниковых каналов форму в виде восковой муфты (рис. 48), за счет Рис. 47. Слева — отливка с усадочными раковинами в ее верхней части. Справа — отливка с избытком металла, в который переместились усадочные раковины. которой походу литникового канала создается депо для расплавленного металла. В это депо будут перемещаться усадочные раковины. Процесс литья металлов Литьем из сплавов, металлов широко пользуются в зубопротезной технике. Методом литья в настоящее время получают металлические зубы для мостовидных протезов, бюгельные протезы, полукоронки, вкладки, кламмеры различной конструкции, каркасы металлических зубов для комбинированных протезов, шины и т. д. 120 i Рис. 48, Расположение и ширина литниковых каналов. а — при лнтье коронок б — при литье тел мостовнд- ного протеза.
Для получения качественной литой детали протеза необходимо тщательно выполнить все этапы, связанные с подготовкой литья, и правильно провести сам процесс литья. Процессу литья деталей протезов предшествует мо
делировка образца детали из воска, изготовление и установка литниковой системы, покрытие восковой модели облицовочным огнеупорным слоем, формовка детали в кювету для литья, выплавление из кюветы воска, сушка формы, плавление и заливка в кювету металла. Модели ров ка восковой модели для литья. Для получения литой детали протеза прежде всего необходимо изготовить восковую модель. Для изготовления восковой модели применяется специальный тугоплавкий моделировочный воск, окрашенный в голубой цвета также базисный воск.
Моделировка детали протеза (зубов, бюгеля, клам- мера, полукоронки) производится на гипсовых или комбинированных моделях, полученных по слепкам или оттискам у больного, нуждающегося в протезировании. При изготовлении промежуточной части мостовидно- го протеза между металлическим коронками на модели в область дефекта укладывают валик моделировочного воска, размечают его на части в зависимости от количества отсутствующих зубов, производят гравировку каждого зуба с учетом анатомической формы и отношения к антагонистам. При изготовлении литого бюгеля вначале на модели очерчивают границы формы, а затем по контурам моделируют из воска бюгель. При изготовлении вкладок восковая модель может быть получена непосредственно в полости рта или также на модели. После моделировки восковую деталь снимают с модели, склеивают с литником и укрепляют на подставке с конусом для покрытия огнеупорной массой и формовки в металлическую кювету (опоку) (рис. 49). Изготовление и установка литниковой системы. Литники изготовляют из воска с помощью специального металлического шприца с винтовым поршнем. Шприц имеет канюли различного диаметра, он называется аппаратом для получения восковой нити рис. 50).
121
Рис. 49. Общий вид заготовки перед литьем.
/ — восковая модель зубов 2 — литник 3 — подставка с конусом 4 — металлическая опока. Рис. 50. Аппарат для получения восковой нити.
122 В аппарат закладывают воск, корпус подогревают над пламенем спиртовки для размягчения воска и винтовым поршнем через канюлю воск выдавливают в виде тонких стержней. Литник можно изготовить из проволоки толщиной 2—2,5 мм в виде штифтов. Если отливается крупная деталь, количество литников на восковую модель устанавливают с расчетом равномерной разливки металла в форме. При изготовлении литниковой системы следует учитывать возможность образования усадочных раковин вдета ли протеза. Как описывалось выше, избежать усадочных раковин можно путем создания дополнительного депо жидкого металла в воронкообразном расширении формы. Для создания депо металла в литниковом канале на литнике, который подводят и склеивают с деталью протеза в виде штифта, делают шарообразное утолщение (муфта) из воска диаметром в 2—2,5 раза больше, чем диаметр литника. За счет такой конструкции литниковой системы после выплавки
воска из кюветы и литья металла в образовавшееся расширение литникового канала затекает жидкий металл, предотвращающий образование усадочных раковин в детали протеза (см. рис. 48). При изготовлении литниковой системы необходимо правильно располагать литники по отношению к детали протеза, чтобы меньше было крутых изгибов, тогда жидкий металл лучше затекает в форму. Если отливают одновременно несколько деталей, то литниковую систему, формируют в виде елочки. От более толстого основного штифта диаметром
3—4 мм отходят более тонкие штифты диаметром 1,5—2 мм, с которыми соединена деталь протеза (рис. 51). Формовка. Вторым этапом подготовки к литью является создание огнеупорного покрытия восковой модели и формовка. Для формовки деталей протеза применяют металлическую кювету-опоку, представляющую собой толстостенное кольцо. Диаметр кольца зависит от величины отливаемой детали. Восковую модель, предварительно покрытую огнеупорной рубашкой, литниками укрепляют на конусе, накидывают кювету и через верхнюю открытую часть кюветы заливают упаковочную, формовочную массу см. рис. 49). При литье деталей из золотого и платинового сплава формовочная масса состоит из 2 частей гипса и одной части шамотной глины или пемзы или тонкого речного песка. Такая формовочная масса обладает хорошей связью, при нагревании не трескается, огнеупорна. При литье из нержавеющей стали формовочная масса применяется двух видов одна — для создания обли-
123 Рис. 51. Расположение лит- никообразующих штифтов при отливке нескольких деталей.
цовочного слоя деталей и литников, вторая—для формовки. Процесс формовки проводят следующим образом восковую деталь, установленную на конус литниками, покрывают облицовочной массой с помощью кисточки пли несколько раз погружают деталь в жидкую массу. Покрытая таким образом несколькими слоями облицовочной массы восковая деталь получает огнеупорную оболочку, которая подвергается просушке при комнатной температуре. После просушки на конус устанавливают формовочную кювету (опоку) и заполняют ее формовочной массой. Формовочная масса фиксирует и упрочняет облицовочный слой с внешней стороны. После просушки ивы плавления воска из кюветы облицовочный слой имеет с внутренней стороны точные контуры восковой детали. После формовки кювету снимают с конуса и устанавливают в сушильную печь или на пламя горелки для просушивания и обжига формы. Нагревание кюветы проводят вначале медленно при температуре 80—100° до выплавления воска когда воск выплавится, температуру постепенно повышают до 800—900° (до красного каления) . Просушивание и обжиг лучше проводить в муфельной печи. Быстрое нагревание кюветы при просушке и обжиге может привести к образованию трещин в формовочной массе, что отрицательно повлияет налитую деталь. При литье из золота облицовочный слой восковых деталей можно не делать. После моделирования деталь сразу формуется в кювету. Формовочную массу размешивают вводе до жидкой сметанообразной консистенции и заливают в кювету, в которой на конусе укреплена модель для литья. При этом нужно следить, чтобы при заливке не образовались пузырьки вокруг восковых деталей. Литье. Аппараты для литья имеют двоякое назначение. Одни применяются для плавления металла, вторые для нагнетания расплавленного металла в кювету форму. Для литья из золота плавильным аппаратом служит паяльный аппарат с механическим компрессором или
124
Рис. 52. Паяльный аппарат.
/ — ножной а — Сачок и — мех в — паяльный наконечник (пистолет 2 компрессор электрический.
ножным кузнечным мехом (рис. 52, /, 2). Паяльный аппарат состоит из трех частей меха, резервуара для бензина и паяльного наконечника — горелки. Мех состоит из двух деревянных пластинок вытянутой, полуовальной формы, один конец их соединен шарниром. Снаружи по боковым поверхностям мех обтянут колеей или прорезиненным материалом. Пластинки с внутренней стороны расталкиваются спиральной пружиной. Между пластинками за счет такого устройства образована камера. В центре нижней и верхней пластинок имеются сквозные отверстия, которые прикрываются шарнирными, свободнопадающими клапанами. Клапан на нижней пластинке открывается внутрь меха, клапан на верхней пластинке — наружу, под воздухосборник (колпак, сделанный из резины. От воздухосборника к бензиновому бачку отходит резиновый шланг, по которому нагнетается воздух в бачок при работе мехом. Воздух поступает в бачок через металлическую трубку, впаянную в крышку бачка. Трубка опущена почти до дна. Это сделано для того, чтобы струя воздуха, проходя через толщу бензина, смешиваясь сего парами, образовала смесь бензина с воздухом. Из бачка горячая смесь через короткую вторую трубку, впаянную в крышку и соединенную со вторым резиновым шлангом, поступает в паяльный наконечник. Последний представляет собой полую трубку, один конец которой соединен со шлангом, второй заканчивается раструбом. Регулировка поступления горячей смеси производится краном, вмонтированным в наконечник. Мех приводится в действие ногой через педаль. За счет воздухосборника, установленного на крышке меха, вовремя работы мехом воздух почти непрерывной струей поступает в бачок. Паяльный аппарат с электрическим компрессором отличается от ножного аппарата тем, что мех заменен системой механического компрессора. Воздух накачивается в воздухосборник с помощью насоса, который приводится в движение электромотором. Давление воздуха в аппарате поддерживается постоянным. Регулировка работы компрессора — включение и выключение мотора — автоматическая. При сгорании горючей смеси в паяльном наконечнике температура развивается до 1200°. |
Скачать 2.54 Mb.