WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 52 | 53 || 55 | 56 |   ...   | 63 |

В последнее время широкое распро­странение получили сплавы на основе титана. Это вызвано рядом его уникаль­ных свойств. Титан — серебристый ме­талл, не темнеющий со временем ни в ат­мосфере, ни в морской воде; на него не действуют кислоты и щелочи. Коррози­онная стойкость титана превышает тако­вую у нержавеющей стали. При удельной массе почти такой же, как у алюминия, титан в 12 раз прочнее его и превосходит по прочности железо. В отличие от по­следнего титан не намагничивается, эта­кое свойство, как термостойкость (тем Глава 15. Основные конструкционные материалы пература плавления — 1670°С) резко вы­деляет его среди других металлов. Стали с присадками титана обладают повышен­ной жаропрочностью и используются в космической и других технологиях. Со­единения титана применяются в качест­ве катализаторов полимеризации моно­меров, красителей, наполнителей высо­комолекулярных соединений.

Многие из сплавов, созданных на осно­ве титана, в медицине и стоматологии на­ходят применение для хирургической практики. Титан — «металл хирургов». Он идет на изготовление внутрикостных, поднадкостничных и эндодонтоэноссальных имплантатов. Эти сплавы обладают хоро­шей биосовместимостью и инертностью.

В настоящее время сплавы титана ис­пользуются для получения цельнолитых каркасов зубных протезов, а также мостовидных протезов с последующей обработ­кой и нанесением покрытия нитрида тита­на при нагревании в атмосфере азота или аммиака. Покрытие нитридом титана уве­личивает твердость и придает эстетичес­кий вид — пленка имеет золотистый отте­нок (температура плавления — 2950°С, твердость — 7—8 ед.; для сравнения: твер­дость алмаза — 10 ед., топаза — 8 ед.) Наибольший интерес представляет применение сплавов титана для получе­ния цельнолитых каркасов зубных про­тезов. Из всех сплавов наилучшими ли­тейными свойствами, наряду с высокими показателями прочности (предел проч­ности на разрыв 686 МПа), обладает сплав марки ВТ5Л (титан, легированный алюминием). Линейная и объемная усад­ки при литье у сплава ВТ5Л составляют соответственно 0,8—1% и 3%, что близко к таковым для золотых сплавов. Карка­сы, отлитые из этого сплава, при необхо­димости исправления могут быть под­вергнуты аргоннодуговой сварке.

Технология получения ортопедичес­ких конструкций из литьевого титана следующая. К смоделированной по обычной методике восковой модели протеза прикрепляется литниковопитающая система из штифтов диаметром 5—6 мм и устанавливается центральный питатель. Модели с питателями присо­единяются к коллекторам блока литни­ковой системы. Для изготовления кера­мической формы используется электро­корунд на связке из этилсиликата. Об­щее количество слоев покрытия — 9. Каждый слой подвергается сушке в ат­мосфере аммиака. Затем блок моделей помещают в ванну для вытапливания воска.

Формы для литья прокаливают при температуре 1000°С и обрабатывают пироуглеродом (подаваемый в печь углево­дород при высокой температуре в отсут­ствие кислорода разлагается и атомар­ный углерод пропитывает стенки кера­мической формы, предотвращая ее хи­мическое взаимодействие с металлом). Формы, остывшие до температуры не выше 150°С, устанавливают в контейнер под заливку.

Плавку и литье титана проводят в вакуумнодуговой гарниссажной литье­вой установке. Плавку ведут в графито­вом тигле с гарниссажем (гарниссаж — слой металла, подвергаемого плавке, который покрывает внутреннюю по­верхность тигля). Благодаря постоянно­му охлаждению тигля (водой) гарнис­саж не расплавляется и защищает ти­гель от воздействия расплавленного ме­талла.

После наплавления необходимого ко­личества металла включается центробеж­ная установка и расплавленный металл сливается в центральный металлоприемник контейнера с формами. Охлаждение контейнера проводится в вакууме или в среде аргона. Далее отливки механиче­ски отделяются от керамических оболо­чек, отрезаются отлитниковопитающих систем и подвергаются пескоструйной обработке.

Раздел II. Материалы, применяемые для изготовления пластиночных протезов при полной утрате зубов Обработка изделий из титана может быть осуществлена посредством:

механической шлифовки и поли­ровки (по обычной методике);

электрополировки. Состав электро­лита: серная кислота — 60%, плавиковая кислота — 30%, глицерин — 10%. Деталь является анодом. Катод выполнен из гра­фита. Плотность тока составляет 0,5—0,7 А/мм, напряжение — 24 В.



Выдерживание изделий из титана в ат­мосфере азота при температуре 850—950°С приводит к образованию на их поверхно­сти золотистой пленки нитрида титана.

Кроме того, титан применяется для изготовления базисов съемных протезов при помощи метода сверхпластической формовки.

15.7.5. Изменения свойств сплавов на различных технологических этапах Изготовление любого зубного протеза, ортопедического аппарата представляет собой сложный технологический про­цесс, в ходе которого материал подверга­ется различным механическим, термиче­ским и химическим воздействиям. В ре­зультате в материале происходят слож­ные структурные превращения, изменя­ются физикохимические свойства. Зна­ние механизма и сущности указанных процессов дает возможность управлять ими, регулировать и использовать в же­лаемом направлении.

Изменяя режим технологического про­цесса, можно из одного сплава получать изделия с различными свойствами. В свою очередь, изменение свойств спла­вов приводит к необходимости изменения приемов работы с ними, например, при обработке резанием, штамповке и т.д. Наиболее заметные изменения структуры и физикохимических свойств сплавов наблюдаются при литье, обработке давле­нием, термической обработке, паянии.

Литье. Для изготовления литых дета­лей при изготовлении зубных протезов используют различные материалы: спла­вы на основе золота, нержавеющую сталь, кобальтохромовые и др. Выбор материала в каждом конкретном случае определяется требованиями врача, предъявляемыми к готовой конструк­ции, а также прочностными и технологи­ческими свойствами материала.

Физикомеханические, химические и технологические свойства сплава опре­деляются его составом, структурой и ха­рактером связи компонентов. Четкая структура сплава формируется при крис­таллизации из расплава. Расплавленный металл заполняет литейную форму и по­степенно затвердевает с образованием кристаллической решетки. Этому сопут­ствует некоторое уменьшение объема от­ливки или усадки.

Затвердевание всегда начинается с по­верхности. Кристаллы растут и распола­гаются перпендикулярно к охлаждаемой поверхности. Скорость затвердевания в утолщенных местах отливки меньше, чем в тонких сечениях, где металл затвер­девает раньше. Расплавленный металл оттягивается к участкам с более быстрой кристаллизацией и дает там более мелко­кристаллическую структуру. В утолщен­ных местах образуется крупнозернистая структура. Вследствие недостатка метал­ла в них могут образоваться усадочные раковины, возникающие обычно в верх­ней части отливки. Усадка металла может привести к внутренним напряжениям в отдельных частях отливки.

Усадочные раковины, внутренние на­пряжения, крупнозернистая структура сплава ухудшают механические показа­тели и антикоррозионные свойства. Борьба с этими нежелательными явлени­ями ведется в различных направлениях: 1) введение в состав сплава добавок, спо­собствующих образованию мелкокрис­таллической структуры; 2) соблюдение температурного режима плавки и скоро­сти охлаждения; 3) создание депо метал Глава 15. Основные конструкционные материалы ла в питательных муфтах за пределами отливки.

Если в расплавленном состоянии сплав является однородным, то при кристалли­зации в отдельных частях отливки или от­дельных зернах его возникает неоднород­ность, ликвация. Она обусловлена тем, что кристаллизация компонентов сплава происходит неодинаково. В сплавах типа твердого раствора, к которым относятся сплавы золота, нержавеющая сталь, кобальтохромовый сплав и др., один из на­иболее тяжелых компонентов вследствие разности плотностей отделяется от основ­ной массы, находящейся в жидком состо­янии. Этот процесс зависит от скорости охлаждения и типа сплава.

Ликвацию можно уменьшить, пони­жая температуру нагрева, увеличивая скорость заливки металла и замедляя его охлаждение. Этому способствуют добав­ки к сплавам металлов, придающие им мелкокристаллическую структуру (ни­кель для нержавеющей стали, молибден для кобальтохромового сплава). Ликва­ция снижает прочностные свойства, уменьшает пластичность, снижает кор­розионную стойкость сплава.





В процессе литья необходимо обеспе­чить удаление из литейной формы возду­ха, влаги и газа, выделяющегося из жид­кого металла. Для этого форма должна быть газопроницаемой. При недостаточ­ном удалении газа в отливке образуются газовые раковины.

На свойства отливки большое влияние оказывает температурный режим, при котором происходит плавка. Каж­дый металл или сплав имеет определен­ную точку плавления. При литье допус­кается некоторый перегрев металла, од­нако температура не должна превышать 100—150°С. В этом температурном режи­ме металл имеет повышенную жидкотекучесть. Дальнейшее увеличение нагрева приведет к значительному поглощению газов и в последующем к образованию газовых раковин. Структура металла по­лучится более прочной, если плавка ве­дется быстро, без перегрева металла. При медленной плавке происходит выго­рание (вследствие окисления) компо­нентов, имеющих более низкую точку плавления. Это приводит к изменению сплава.

Для предупреждения образования вну­тренних напряжений, трещин рекомен­дуется охлаждение отливок проводить медленно. Это особенно важно для дета­лей сложных конфигураций. Для снятия внутренних напряжений, получения мел­козернистой структуры и улучшения ме­ханических свойств отливки можно под­вергать термообработке. Этот процесс для стальных сплавов заключается в мед­ленном нагреве отливки в муфельной пе­чи до температуры около 800°С, выдер­живании в нагретом состоянии, медлен­ном охлаждении до 400—45()°С и последу­ющем остывании на воздухе.

Физикомеханические характеристи­ки сплавов в определенной степени зави­сят от содержания в них углерода. Одна­ко не все методы плавки позволяют со­хранить его стабильное содержание. Так, при плавке открытым пламенем электро­дугой или ацетиленкислородным пла­менем содержание углерода в сплавах может повыситься до 0,4% сверх нормы, что приводит к повышению хрупкости и твердости. Стабильность в содержании углерода наблюдается при плавке в высо­кочастотных установках, которым следу­ет отдавать предпочтение.

Обработка металлических сплавов дав­лением. Обработка давлением возможна для металлов, обладающих пластичнос­тью. Она основана на свойстве изменять первоначальную форму под действием внешних сил без разрушения и сохранять новую форму после снятия нагрузки. Об­работку давлением обычно проводят для получения из заготовок изделий более сложной формы. К обработке металлов Раздел II. Материалы, применяемые для изготовления пластиночных протезов при полной утрате зубов давлением относятся ковка, штамповка, прокатка, вытяжка и др.

Ковкой называют процесс последова­тельной деформации металла под ударами молота, совершающего возвратнопосту­пательные движения, при этом изменение формы изделия не ограничивается каки­милибо строгими пределами. Так, неко­торые детали зубных протезов или вспо­могательные приспособления из металла могут подвергаться ковке на зуботехнической наковальне ударами молотка.

Штамповка отличается от ковки тем, что деформируемый металл придавлива­ется к стенкам заранее приготовленной формы, при этом форма полностью и точно определяет конфигурацию изго­тавливаемого изделия. В зуботехнических лабораториях методами наружной и внутренней штамповки изготавливают гильзы, коронки, каппы и другие части съемных и несъемных протезов.

Прокаткой называют процесс обжатия металла двумя вращающимися валками прокатного устройства. Прокаткой в промышленности изготавливают лис­ты, трубы, рельсы и т.п. В зубопротезной практике используют прокатные вальцы для получения изделий плоского профи­ля из металлических слитков.

Волочение представляет собой процесс протягивания металлического прутка че­рез отверстие в матрице, имеющее мень­ший размер поперечного сечения, чем аналогичный размер исходного прутка. Волочение используют для получения проволоки разных сечений.

Пластическая деформация металлов вызывает сложный процесс структурной перестройки. В кристаллических зернах происходят сдвиги в связи с пластичес­ким смещением отдельных кристаллов. Зерна могут дробиться на более мелкие части, поворачиваться и вытягиваться; возникают взаимные смещения зерен.

Pages:     | 1 |   ...   | 52 | 53 || 55 | 56 |   ...   | 63 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.