Изменение свойств сплавов на технологических этапах.

Изготовление любого протеза, аппарата представляет сложный процесс, в процессе которого материал подвергается различным механическим, термическим и химическим воздействиям. В результате этого в материале происходят сложные структурные превращения, изменяются физико-химические 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 физико-химических свойств сплавов наблюдаются при литье, обработке давлением, термической обработке, паянии.
Для изготовления литых деталей зубных протезов используют различные материалы, сплавывы на основе золота, нержавеющую сталь, КХС, серебрянно-палладиевые сплавы и др.
Выбор материала в каждом конкретном случае определяется требованиями врача, предъявляемыми к готовой конструкции, а также прочностными и технологическими свойствами материала.
Физико-механические, 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 способствует некоторое уменьшение отливки или усадка. В результате усадки могут возникать усадочные раковины, внутренние напряжения, крупнозернистая структура сплава, которые ухудшают антикоррозийные и механические показатели. Если в расплавленном состоянии сплав является однородным, то при кристаллизации в отдельных частях отливки или отдельных зернах его возникает неоднородность, ликвация. Ликвацией называется неоднородность состава сплава в различных частях отливки, возникающая при кристаллизации. Различают зональную, внутри кристаллическую ликвацию и ликвацию по удельному весу.
Зональная ликвация возникает из-за разности температур затвердевания отдельных составляющих сплавов. Внутри кристаллическая ликвация образуется при ускоренном охлаждения отливок; она может быть уменьшена отжигом отливок.
Ликвация по удельному весу возникает- в сплавах, содержащих тяжелые металлы, такая ликвация предотвращается перемешиванием сплава перед заливкой и ускоренным охлаждением при кристаллизации. Она обусловлена тем, что кристаллизация компонентов сплава происходит неодинаково.
В сплавах типа твердого раствора, к которым относятся сплавы золота, нержавеющая сталь, кобальто-хромовый 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. Ликвация можно уменьшить, понижая температуру нагрева, увеличением скорости заливки металла и замедлением его охлаждения. Этому способствуют добавки к сплавам металлов, придающим им мелкокристаллическую структуру (никель для нержавеющей стали, молибден для кобальто-хромового 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 он не должен превышать температуру 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 получается 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 производить медленно. Это особенно важно для деталей сложной конфигурации.
Для снятия внутренних напряжений, получения мелкозернистой структуры и улучшения механических свойств отливок их можно подвергать термообработке. Этот процесс для стальных сплавов заключается в медленном нагреве отливки в муфельной печи до температуры около 800°С , выдерживание в нагретом состоянии, медленном охлаждении до температуры 400°С - 450°С и последующем остывании на воздухе.
Физико-механические 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 ацетилен-кислородным 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.
Литье - процесс производства фасонных отливок путем заполнения жидким металлом заранее приготовленных форм, в которых металл затвердевает. Существует несколько способов заливки металла в формы:
1) свободная заливка - металл заполняет форму свободно, под действием гравитационных сил;
2) заливка во вращающуюся форму под влиянием гравитационных и центробежных сил;
3) заливка давлением (поршневым или воздушным с применением литейных машин;
4) заливка вакуумным всасыванием.
Для получения металлических деталей посредством литья используют два метода:
1. метод литья по выплавляемым моделям из моделировочного воска в формах из огнеупорного материала;
2. метод литья по выплавляемым моделям на огнеупорных моделях, помещенных в формы нз огнеупорного материала. Процесс литья включает в себя ряд последовательных операций:
1. изготовление восковых моделей (деталей (а в случае литья на огнеупорных моделях - предварительное получение таковых));
2. установка литнико-образующих штифтов и создание литниковой системы;
3. покрытие моделей огнеупорным облицовочным слоем;
4. формовка модели огнеупорной массой в муффем;
5. выплавление воска;
6. сушка и обжиг формы;
7. плавка сплава;
8. литье сплава;
9. освобождение деталей от огнеупорной массы и литниковой системы;
10. окончательная обработка деталей из сплавов.
Самым важным вопросом в литье зубопротезных деталей является борьба с усадкой сплавов и восковых композиций. Этому подчинены все промежуточные операции: уменьшение усадки восковых композиций, создание специальных компенсационных формовочных масс. Система и характер литников и методы, плавления сплавов. Все восковые композиции, а так же сплавы металлов при переходе из жидкого состояния в твердое дают усадку. У восковых композиций она составляет 0,5-2%, у сплавов она следующая: нержавеющая сталь 1,1-1,25%(у толстостенных изделий - 1,2-2.2%), золотые сплавы - 1,25%, серебряно-палладиевыи - до 2%.
Усадку восковых композиций уменьшают путем введения карнаубского, монтанного и других восков, а также моделированием деталей не из расплавленного, а из размягченного воска (это воск моделировочный для мостовидных работ - усадка до 0,1% при затвердевании; воск моделировочный для бюгельных работ - система "формоден" с использованием стандартной машины; воск моделировочный для вкладок - лавакс - усадка до 0,65% объема при затвердении).
Если моделирование проводится методом наслаивания расплавленного воска, то его наслаивают с избытком и окончательную моделировку проводят после полного его затвердения.
Фирмой Kulzer выпускается набор светоотверждаемого композита! Palavit GLC Sortimentspack для моделировки коронок, мостовидых и бюгельных протезов. Моделировочные композиты выпускаются в твердом, пластичном и жидком виде, что позволяет провести очень точную моделировку будущего зубного протеза, при этом происходит значительная компенсация усадки.
Усадку сплавов компенсируют также с помощью специальных компенсационных формовочных масс, которые имеют двойной коэффициент расширения: расширение в процессе затвердевания 0,8 -1% и свойственное всем телам при нагревании расширение 0,6-0,70%. Чем больше удается уравновесить процент усадки восковых смесей и сплавов металлов расширением формовочных масс, тем точнее я качественнее получается литье.

Установка литникообразующих штифтов и создание литниковой системы.

При всех способах литья в литейной форме, кроме формы металлической отливки предусматривается и литниковая система, представляющая собой каналы, по которым жидкий металл проводится к отливке. Литниковая система создается путем подвода к восковой детали литникообразующих штифтов. Эти штифты могут быть металлические, восковые, или металлические, дополненные восковыми. Построение литниковой системы в точном литье по выплавляемым моделям определяется следующими принципами:
1. Все участки отливки должны находиться в равных условиях при литье.
2. Все толстостенные участки отливки должны иметь дополнительные депо жидкого металла для устранения усадочных раковин, рыхлости и пористости в металле.
3. К тонким участкам отливок должен быть подведен наиболее горячий металл. Опыт показал, что не только длина и размер литьевого канала, но и его направление и расположение имеют огромное значение для получения качественного литья.
Направление литьевых каналов должно соответствовать направлению полого пространства, чтобы расплавленному металлу не приходилось резко менять направление, а применяемая при литье центробежная сила способствовала уплотнению металла. Расплавленный металл, по возможности, должен течь от толстостенных участков к тонким. Если деталь имеет несколько толстостенных участков, связанных посредством тонкостенных, то каждый толстостенный участок должен иметь свой литниковый канал (литникообразующий штифт).
Толщина литникообразующего штифта должна быть даже у маленькой отливочной детали не менее 1,5 мм. Чем толще детали или чем больше ее протяженность, тем большее количество литников большого диаметра должно быть к ней установлено. Однако не рекомендуется брать литникообразующий штифт диаметром более 3 мм, т. к. может возникнуть опасность, что под влиянием силы тяжести расплавленный металл войдет в широкий канал еще до центрифугирования и забьет его.
При большой детали (цельнолитой бюгельный протез) устанавливается 6-10 штифтов диаметром 1,5 мм, которые могут быть самостоятельно подведены к отдельным участкам детали или объединены сначала в один литниковый канал (центральный канал), который затем разветвляется на более мелкие.
Практически это осуществляется так. При отливке одиночной детали подбирается соответствующий абсолютно прямой металлический штифт, слегка подогревается (чтобы пальцы ощущали тепло) и вводится в нерабочую часть модели. Если деталь имеет большую протяженность, то можно ввести два или три металлических штифта, скрепив их в одном месте. Такое расположение штифтов предпочтительно и при отливке 2-3 деталей.
Когда приходится отливать сразу много деталей приблизительно одного и того же объема, штифты устанавливают следующим образом. На центральный металлический штифт, диаметром 3-4 мм. в разных направлениях "елочкой" приклеивают восковые штифты диаметром 1,5-2 см и длиной 0,5 см. Затем к каждому штифту из воска подводят смоделированную восковую деталь и слабо разогретым шпателем, расплавляя воск штифта (а не модели), приклеивают к восковому штифту.
Восковые штифты устанавливают в случае литья на огнеупорных моделях и в дополнение к металлическим штифтам; восковые штифты удобны тем, что могут быть подведены к любому участку детали и под любым углом, в то время, как металлический штифт в эти участки подвести нельзя из-за невозможности его удаления из затвердевшей формовочной массы.
Восковые штифты могут быть изготовлены с помощью специального шприц-аппарата, имеющего различного размера и формы съемные каналы для получения радиопрофильных восковых проволочек или из стандартных восковых заготовок. Качество деталей может сильно пострадать из-за образования усадочных раковин. Отлитый в форму металл начинает затвердевать с наружных слоев, и некоторое время поверхность отливки представляет собой как бы твердую корку, под которой имеется жидкий металл. Естественно раньше затвердевает остаток металла, находящийся над поверхностью формы. Сокращаясь при охлаждении, он вытягивает в себя частицу еще расплавленного металла, находящегося в глубине кюветы, или, уменьшаясь в объеме, не заполняет целиком всего пространства формы.
Чтобы избежать образования усадочных раковин и снизить степень усадки отливаемой детали, создают депо металла вне пределов детали - это так называемые муфты. Усадочные раковины как бы перемещаются в эти муфты, т. к. они дольше являются резервуаром расплавленного металла, и застывающее изделие и остаток металла на поверхности словно втягивают из муфты в себя жидкий металл.
Должен соблюдаться режим и последовательность затвердения металла - вначале изделие, затем * муфта". В этом большую роль играет режим прогрева формы перед литьем.
В том случае, если муфта недостаточна по объему, то возможно образование пористости в самой отливке. Если муфта расположена на большом расстоянии от отливки (более 2-2,5 мм), то металл в соединяющем их канале затвердевает раньше, чем отливка, в результате прекратиться доступ расплавленного металла из муфты. Поры будут и в муфте и в отливке.
При отливке большой и разнообъемной детали необходимо создание дополнительного литникового канала, связанного с муфтой.
Муфта должна быть нанесена на каждый литникообразующий штифт. Это делается или путем постепенного наслоения по каплям расплавленного воска, или путем предварительного изготовления штифта с муфтой из полоски воска. При литье каркасов бюгельных протезов на огнеупорных моделях при изготовлении литниково-питающей системы необходимо учитывать следующие моменты: форма литников, количество, толщина их зависит от сечения отливаемых деталей; их расстояние от основания стояка, способа плавки и заливки металла.
Форма литников - прямоугольная или цилиндрическая - в 3-4 раза больше восковой заготовки. Это необходимо для получения гомогенной структуры сплава. Различают крестовидную, крыльчатую и одноканальную литниковые системы. Крестовидную систему применяют при отливке через отверстие (главный канал) в огнеупорной модели сложных конструкций дуговых протезов. При этом одним концом литник прикрепляют к месту соединения дуги с сеткой, другим к восковому стояку. Остальные литники соединяют середину дуги, многозвеньевые кламмеры, места соединения отростка кламмера с дугой и т.д.
Крыльчатая система образована дугообразно изогнутыми круглыми литниками диаметром 3-4 мм, соединяющими восковой стояк с элементами каркаса дугового протеза. Изгиб литников устраняет резкое изменение направления расплавленного металла и уменьшает напряжение в сплаве при его охлаждении.
Одноканальная система образована литником толщиной 5-6 мм, Который устанавливают у основания литниковой чаши по направлению вращения модели при отливке. Постепенно исключаясь литник прикрепляется к каркасу дугового протеза. Одноканальную систем можно применять при отливке сложных конфигураций или металлического базиса с использованием центробежного или вакуумного литья. После создания литникообразующий системы приступают к созданию литейной формы.

Изготовление облицовочного слоя литейной формы

1. При методе литья по выплавляемым моделям из моделировочного воска в формах из огнеупорного материала. На гипсовой модели из специального воска воспроизводят форму недостающих зубов или других деталей зубных протезов. Полученную форму снимают с модели, создают литниково-питающую систему, покрывают огнеупорным покрытием, которое после затвердевания и выплавления воска представляет собой пустотелую оболочковую форму, пригодную для заливки металла.
Изготовление оболочковых форм на такой модели заключается в нанесении на поверхность восковой модели слоя покрытия, представляющего собой суспензию пылевидного огнеупора в связующем растворе. Нанесенный слой жидкого огнеупора немедленно присыпают сухим кварцевым песком и высушивают. Кварцевый песок предупреждает отекание жидкой обмазки, ускоряет сушку ее и делает покрытие более прочным. Вследствие этого на восковой модели образуется тонкая, но достаточно прочная оболочка из огнеупорной керамики, в которую после выплавления воска можно заливать жидкий металл для получения небольших по массе деталей зубных протезов. При необходимости прочность оболочковой формы может быть увеличена путем нанесения на нее дополнительных слоев керамики. После изготовления модель формуют в опоку, Нагревают для удаления из нее воска, прокаливают для окончательного удаления его остатков при 850-900 С заливают расплавленным металлом.
Таким способом отливают отдельные детали бюгельных протезов, литые коронки, литые культевые штифтовкладки. Это так называемый способ литья без огнеупорной модели.
Недостатки метода: опасность деформации восковой репродукции при снятии с модели и подготовке к литью, и невозможность компенсировать литейную усадку сплава.
2. Метод литья на огнеупорных моделях.
Внедрение в практику литейного производства огнеупорных масс позволило производить отливки сложных конструкций протезов на керамических моделях без снятия восковой репродукции. При этом огнеупорная модель служит основной частью формы с отмоделированным на нем восковым каркасом протеза. Сущность этого метода заключается в том, что при термической обработке керамическая модель расширяется на коэффициент усадки сплава металла на основе кобальта-хрома .Огнеупорная масса обладает достаточной прочностью, точно воспроизводит исходную гипсовую модель и при качественном изготовлении гарантирует получение каркасов бюгельных протезов любой сложности и высокой точности.
Прежде всего после получения анатомических и вспомогательных оттисков изготавливают рабочую мод ель. Изучают ее в параллелометре. Модель получают из высокопрочного гипса и высушивают при температуре не выше +60 C.После этого подготавливают модель к дублированию.

Подготовка модели к дублированию.

На модели участки опорных зубов, имеющих ниши и в которых не будут размещаться плечи удерживающих кламмеров, запол-няют воском до уровня межевой линии. Модель вновь устанавливают на столик параллелометра при том же наклоне, при котором наносилась межевая линия, и сменив графитовый стержень на ножевидный, срезают излишки воска до уровня мжевой линии. Этим самым всем опорным зубам на уровне межевой линии придается параллельность, что важно для последующей работы на огнеупорной модели. Для точного переноса на огнеупорную модель мест расположения плеч кламмеров по нижнему краю каждого плеча создают ступеньку из тугоплавкого бюгельного воска. Для создания разобщения между дугой протеза и слизистой оболочкой в местах ее расположения устанавливают изоляцию из свинцовой пластины, бюгельного воска, или лейкопластера. Она должна иметь равномерную толщину, плотно прилегать к модели и им-еть гладкую наружную поверхность. Толщина прокладки в области расположения сетки - 1,5-2 мм, под дугой - 0,5-0,8 мм, что зависит от степени податливости слизистой оболочки тканей протезного ложа и подвижности опорных зубов. Подготовленную таким образом модель опускают на несколько минут в холодную воду для удаления воздуха из пор.

Дублирование модели.

Подготовленную модель устанавливают на резиновом основании кюветы строго по центру с помощью мольдина или пластилина закрепляют. Накрыв верхней крышкой основание кюветы, в одно из трех отверстий наливают дублирующую гидроколлоидную массу (агар-агар - 3-3,5%, этиленгликоль - 57-60%, дистиллированной воды - 28-30%, тетраэтаноламина - 10-12%). Массу предварительно нарезают мелкими кусочками, помещают в эмалированный или фарфоровый сосуд с крышкой и ставят в водяную баню для расплавления при температуре +80 °С в течение 1 часа. Охладив массу до температуры +42 +58 С массу заливают через одно из отверстий кюветы до появления ее через другие отверстия и ждут ее полного отвердения, затем помещают в холодную воду. Удалив дно кюветы, подрезают массу вокруг основания модели и осторожно выталкивают модель. За рубежом используют кюветы с прозрачной верхней частью, что позволяет визуально наблюдать за качеством заполнения дублирующей массой кюветы. Заливка дублирующей массы производится с помощью специальных аппаратов.

Получение огнеупорной модели.

В центре формы устанавливают полый металлический конус и отливают модель из огнеупорной массы. Для получения огнеупорных моделей используют различные формовочные массы, основным требованием к которым является оптимальное расширение модели при нагревании, позволяющее компенсировать усадку сплава. Огнеупорная модель должна выдерживать температуру 1400 -1600 С и при этом не деформироваться. Выпускаемые в РФ огнеупорные массы "Силамин", "Кристосил" и "Бюгелит" имеют различ-ный состав и соответственно различные термические коэффициенты объемного расширения. "Силамин" представляет собой огнеупорную смесь тонкого помола, имеющую в своем составе фосфатные связки; термический коэффициент объемного расширения - 1,8% при температуре 800 . Материал химически устойчив, гигроскопичен, огнеустойчив (1700 С ), растворяется в водопроводной воде с началом схватывания 7-10 минут и окончанием - 50-60 минут. Для изготовления одной модели берут 100-120 г. порошка, перед этим тщательно перемешанного в банке, высыпают в чистую резиновую чашку и вливают воду в количестве, указанном в инструкции. Для более точного определения количества порошка умножают массу сухой модели на 1,7. Энергичным перемешиванием порошка в воде получают зыбкую, однородную, текучую массу, которой на Вибрационном столе, малыми порциями заполняют форму в течение 3-5 минут. Для уплотнения модели и увеличения ее расширения при нагревании, компенсирующего усадку сплава, затвердевать масса должна в условиях вакуума, что способствует отсасыванию воздуха из массы. После исчезновения с поверхности модели влажного блеска удаляют воронку и оставляют форму до полного затвердевания массы еще 45 минут. Высвобождение огнеупорной модели из формы следует производить с большой осторожностью путем разрезания дублирующей массы. Модель сушат на воздухе (15-20 минут), в сушильном шкафу при температуре +180 - +120<С (30 минут) и для заполнения пустот, образующихся в ней после удаления влаги, подвергают химической обработке и пропитке. Для этого модель погружают в 2% раствор хлористоводородной кислоты (940 мл воды и 60 мл кислоты), имеющей температуру +40 - +45°С , доводят ее до +97°С в течение 20-30 минут и выдерживают при этой температуре 20-30 минут. Затем мо-дель промывают в горячей воде, высушивают в сушильном шкафу при температуре +150°С в течение 30 минут и пропитывают в закрепителе - расплавленном пчелином воске (+15СРС ) в течение 1 минуты. Охлажденная на воздухе модель имеет гладкую, твердую, сле-гка липкую поверхность, пригодную для моделирования на ней каркаса бюгельного протеза. Огнеупорная масса "Бюгелит ОЛ" представляет собой чистый кварцевый есок, обработанных при высоких температурах (кристо-баллит) и связующее вещество - гидролизованный раствор этилсиликата с отвердителем ( 10% водяной раствор окиси натрия). Состав массы кристобаллит - песок (30-40% ), кристобаллит пылевидный (30-50%), кварц пылевидный или другие пылевидные огнеупорные материалы (20-40% ).Отвердитель берут в количестве 17-18% от массы наполнителя. Связующим веществом является пексон (5-10% от массы наполнителя). Порошок устойчив на воздухе и не теряет своих свойств в течение года. Схватывание начинается через 3-5 минут и оканчивается через 40-50 минут. Термический коэффициент линейного расширения массы при температуре 900t! не менее 1,4%. После извлечения гипсовой модели полученную форму сразу же заполняют приготовленной огнеупорной массой во избежание образования неточностей на огнеупорной модели. На 100 гр. порошка берут 18-25 мл отвердителя. Гидролиаованный этилсиликат. Массу готовят на вибростоле при постоянном перемешивании (лучше в условиях вакуума) и расположив форму рядом с чашкой, заполняют ее малыми порциями. После выдерживания на вибраторе в течение 2-3 минут и сглаживания поверхности последнюю посыпают песком. Через 30 минут модель осторожно освобождают путем надрезания дублирующей массы, сушат на воздухе и в сушильном шкафу при температуре от +40°С до +200°С и после извлечения из шкафа в горячем виде покрывают всю поверхность тонким слоем гидролизованного этилсиликата (кроме дна). После высыхания покрытия эту операцию повторяют еще два раза. Пропитку модели производят в расплавленном (+150*С ) парафине или воске. Огнеупорная масса "Кристрсял-.2 * состоит из огнеупорного порошка - кристобаллита, имеющего в своем составе фосфатные связки. Порошок гигроскопичен, растворяется в воде, начало схватывания через 5-7 минут отвердевания - через 40 минут, термический коэффициент объемного расширения при температре 90043 - 1,4%. Связующей жидкостью служит гидролизе ванный тетразтилсиликат, который можно приготовить путем смешивания 55 мл этилсиликата с 36 мл чистого этилового спирта и 16 мл 1% раствора хлористоводородной кислоты. После 5-минутного взбалтывания раствор готов к употреблению. Для приготовления массы берут 100 гр. порошка и добавляют 25 мл гидролизованного тетраэтилсиликата, тщательно перемешивают и заполняют форму на вибростоле (лучше в вакууме) в течение 10 минут. Окончательное затвердевание модели наступает: через 30-40 минут. Перед моделированием из воска конструкции каркаса переносят с рабочей модели его чертеж на огнеупорную модель. Точному расположению плеч кламмеров помогают ступеньки на поверхности опорных зубов, соответствующие ограничительным линиям на гипсовой модели. Образованию зазора между дугой и слизистой оболочкой протезного ложа способствуют прокладки, уложенные на гипсовой модели и воспроизведенные на огнеупорной модели. Перед наложением восковых заготовок каркаса бюгельного протеза, модель покрывают одним слоем бюгельного воска, хорошо нагретого и позволяющего плотно обжать всю поверхность модели. Этим самым достигаются более плотное прилегание восковой композиции и ее минимальная усадка. Затем моделируют восковую конструкцию протеза и создают литниково-питающую систему.

Окончательная формовка блока огнеупорной модели.

Подготовка к формовке. При изготовлении огнеупорной модели с использованием масс на основе фосфатных связок ("Силамнн", "Кристосил") восковую композицию каркаса обрабатывают растительным маслом (эвкалиптовым) для заглаживания поверхности воска и устранения насечек и трещин. После протирания маслом поверхности воска сразу же обрабатывают эфиром, который растворяет избыток масла и закрепляет гладкую поверхность. Затем восковую конструкцию моют холодным раствором мыльного порошка ("Новость") и, удалив воздухом образовавшиеся мыльные пузыри, приступают к обмазке. Подготовку восковой композиции на огнеупорной модели при этилсиликатной связке ("Бюгелит") производят с помощью ацетона и жидкого раствора тонкодисперской массы "Бюгелит" с этилсиликатом. Отмоделированный на огнеупорной модели восковой каркас бюгельного протеза с литниково-питающей системой покрывают огнеупорной оболочкой и формуют в кювету опоку. Огнеупорная оболочка должна выдерживать температуру расплавленного металла (1700°С ), иметь одинаковый с материалом огнеупорной модели термический коэффициент объемного расширения, точно передавать рельеф отливаемой детали, быть газопроницаемой и легко отделяться от отливки. Лучшим материалом для огнеупорной оболочки служит материал, из которого изготовлена огнеупорная модель, на которой будет производиться отливка. При отливке каркаса бюгельного протеза на огнеупорной модели из силамина для создания огнеупорной оболочки используют ту же массу: ее приготавливают небольшими порциями (10-15 г) и, установив модель на вибростол, кисточкой наносят на все восковые детали. После высушивания укрепляют модель на подставке с помощью пластилина, накрывают картонным кольцом, верхний край которого должен быть на 10-15 мм выше края мидели и заполняют его огнеупорной массой ("Силамин"), замешанной на воде в соотношении 5,5:1. После затвердевания массы картон удаляют, накрывают металлическим кольцом, обложенным внутри асбестом, и формуют кварцевым песком с двумя влажными пробками (50% раствора жидкого стекла), в которых создают отверстие для выхода газа. Для создания огнеупорной оболочки можно использовать маршалит, смешанный с гидролизованным тетраэтилсиликатом. Маршалит - кварцевая мука, мелкозернистый порошок с содержанием не менее 98% двуокиси кремния, тщательно промытый, освобожденный от примесей и прокаленный при температуре 900°С в течение 2 часов. Этилсиликат - этиловый эфир ортокремниевой кислоты, содержит 30-34% двуокиси кремния и 0,15% хлористоводородной кислоты. Применяется как связка для маршалита. Для увеличения связывающих свойств его подвергают гидролизу. Для этого берут 75 мл этилсиликата, добавляют 105 мл этилового спирта и 45 мл дистиллированной воды, подкисленный 0,2-0,3% раствором хлористоводородной кислоты. После постоянного взбалтывания по достижении в растворе температуры +45^С добавляют еще 75 мл исходного этилсиликата и, продолжая взбалтывать, ждут понижения температуры и исчезновения мути. Охлажденный водой раствор оставляют на сутки и используют для приготовления смазки. Ее получают путем смешивания 3 частей раствора этнлсиликата с 1 частью маршалита при непрерывном помешивании, добиваясь сметанообразной консистенции смеси. После высушивания в парах аммиака н проветривании на воздухе облицовочного покрытия приступают к формовке восковой модели.

Формовка восковой модели.

Подбирают кювету соответствующего размера и накрывают ей облицованную модель, установленную на подопечный конус. Кювету с подопечным конусом и моделью устанавливают на вибростол и заполняют формовочной массой, в качестве которой используют кварцевый песок и гипс в соотношении 1:1, с двумя влажными пробками. Для улучшения качества отливок, экономии металла и формовочных масс, снижения трудоемкости материала предложена методика формовки и отливки в одной опоке двух каркасов на двух моделях. По этой методике технологический процесс состоит в следующем. Из алюминия изготавливают поддон квадратной формы с литниковой чашей посередине и разрезом посередине. Обе половины поддона покрывают воском. Устанавливают и закрепляют огнеупорные модели с отмоделированными восковыми каркасами на каждой половине поддона и покрывают восковые репродукции огнеупорной массой. Соединяют половины поддона, склеивают их воском и устанавливают в квадратную опоку с последующим заполнением формовочной массой. Дальнейшие этапы изготовления каркаса бюгельного протеза не отличаются от описанных выше.

Выплавление восковой модели и прокаливание литейной формы.

Снимают подставку после ее предварительного подогревания во избежание повреждения восковой формы и облицовочного слоя, устанавливают кювету-опоку на поддон воронкой вниз для стенания воска и переносят в печь, нагретую до температуры 200°С на 20-25 минут для окончательного удаления воска. Устанавливают опоку в прокалочную печь с температурой 400 С , доводят ее до 800 - 900x1 в течение 1,5 ч., выдерживают при этой температуре 20-30 минут и переносят в печь для заливки металла. Хорошее прокаливание литейной формы обеспечивает хорошие литейные свойства металлу, уменьшает его усадку, исключает газовыделение при заливке металла. Пользоваться прокаленными пенами для выплавлення воска нельзя, т. к. возникающая при этом копоть увеличивает содержание углерода в отливке, и засоряя электронагреватели, выводит печь из строя. При литье на огнеупорных моделях в состав которых входит кристобаллит, незначительно расширяющийся в интервале температур 200 - 300 С подъем температур от 200 до 300 С 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.

Технологии изготовления каркасов бюгельных протезов по Г. П. Соснину.

Прежде всего получают рабочую модель и изготавливают дублированную модель с применением эластического дублированного муфеля из нетеплопроводного синтетического материала. Порядок работы: модель укрепляют на основании муфеля, замачивают в теплой воде, насыщенной гипсом, удаляют влагу сжатым воздухом и покрывают поверхность модели тонким слоем 5% ацетил целлюлозного лака. В качестве дублирующей массы используют улучшенный гидроколлоидный гель (агар-агар 10-15%; хлорида кальция - 3-6% ;танина 1,5-3%; формальдегида 0,15-0,3%, дистиллированной воды-77-85%). Массу расплавляют до состояния золя, охлаждают до температуры +45 - +50°С , заливают в муфель, охлаждают на воздухе в течение 30-40 минут, затем в холодной воде. Дублированную модель получают из скульптурного гипса или полимергипса. Последний приготавливают из полуводного гипса, замешанного на 20-30% растворе мочевинформальдегидной смолы. Модель высушивают на воздухе или в сушильном шкафу и используют для планирования каркаса и получения огнеупорной модели. Проводят этап планирования каркаса дугового протеза и подготовки модели к дублированию по описанной выше методике с покрытием поверхности изоляционным лаком.

Изготовление огнеупорной модели.

В полученной форме из гидроколлоидной массы поверхность покрывают тонким слоем суспензии формовочной массы в гидролизованном этилсиликате (в соотношении 1:3), присыпают кварцевым песком и высушивают в условиях вакуума в течение 2 минут. В образованную скорлупчатую форму вводят наполнитель из кварцевого песка (К 70/140) на связке из этилсиликата и подвергают действию вакуума на вибростолике. Через 40-50 минут модель извлекают, сушат на воздухе и пропитывают смесью 2% раствора ацетил целлюлозы в оцетане с 5% раствором хлорида аммония. Модель покрывают тонким слоем антипригарной суспензии (5% раствор ацетил целлюлозы в ацетоне в 25% растворе обезжиренного циркона). Моделируют каркас дугового протеза. Изготавливают литниковую систему.

Нанесение огнеупорного покрытия и укрепление моделей в опоке.

Восковую модель каркаса покрывают тонким слоем суспензии из формовочной смеси и этилсиликата (3:1), присыпают кварцевым песком (К 70/140) и высушивают на воздухе. Затем опоку изнутри выкладывают бумажным кольцом, заполняют крупнозернистой паковочной массой - кварцевым песком (к 50/300 или К 70-140) на связке из 50% раствора силиката натрия или кремниевой кислоты (АКР-1). Преимуществами массы на связке из силиката натрия являются создание прочной газопроницаемой формы, экономия формовочной массы в 5-10 раз. Устранение механического пригара. Режим обжига: от 20°С до 300°С нагрев ведут в течение часа; от 300°С до 900 *С нагрев ведут в течение двух часов; экспозиция при 900°С 30 минут.

Обработка отлитых металлических деталей.

После процесса литья опоку охлаждают, осторожно удаляют гипсовым ножом или из маленьких опок выдавливают формовочную массу и освобождают от нее отлитые детали. При литье деталей из нержавеющей стали приходится наблюдать достаточно плотное приткание 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 остатки 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 с величиной зерен 1 мм. Присоединенные пылесос и компрессор создают необходимые условия для очитки литься от огнеупорной массы. Затем 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 карборундовые камни при обработке золотых деталей не рекомендуется из-за опасности засорения крупинками карборундо-золотых опилок. После данной обработке детали передают технику, занимающему изготовлением бюгельного протеза.

Дефекты отлитых металлических деталей.

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.	1.Отсутствие; Недостаточная по объему противо-усадочиая "муфта", а также расположение ее от детали более, чем на 2,0-2,5 мм. 2. Тонкий литникообразующий штифт. 3. Резкое охлаждение отлитой детали.
Усадочные раковины на разных участках детали.	Углубление неправильной формы с ровными, гладкими краями, но шероховатой поверхностью	Недостаточное количество литейных каналов при отливке разнообъемной по протяженности детали.
Газовые раковины на разных 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.	1.Мал диаметр литникового канала, малое количество металла. 2. Неравномерное расплавление металла. 3.Низкая температура кюветы. 4.Засорение литникового канале. 5.Засорение формы при извлечении штифта крупинками формовочного материала.
Холодный спай (стык).	То же что, при недоливе.	На поверхности видна линия соприкосновения двух потоков металлов с закругленными краями, блестящей поверхностью.
Прибыли.	Выступы округлой формы или различной по толщине и протяженности, шероховатости.	1. Поры в облицовочном слое. 2. Трещины в облицовочном слое, образовавшиеся вследствие быстрого подъема температуры при обжиге.
Шлаковые раковины.	Неправильной формы раковины с рваными краями.	1.Перегрев металла выше точки кипения с образованием различных окислов. 2. Попадание в форму буры.

Физико-механические, 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 способствует 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 образовываться 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 механически 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 металла в питательных муфтах за пределами отливки. Э. Я. Варес раскрывает следующие механизмы усадки. Энергия взаимодействия атомов, составляющих кристаллы, является минимальной. Под действием тепла возрастает энергия взаимодействия атомов в кристаллической решетке и расстояние между ними увеличивается. В связи с этим происходит объемное расширение металла, достигающее максимума в стадии расплавления. При охлаждении металла утрачивается поступившая дополнительная тепловая энергия и происходит обратный процесс, получивший название усадки. Под литейной усадкой принято понимать уменьшение объема металла при охлаждении до температуры окружающей среды от температуры охлаждения. Основу усадки составляет сжатие, сопровождаемое фазовыми переходами. Различают три стадии понижения температуры и соответствующей им стадии фазового превращения. РИСУНОК !!!! График трех стадий понижения температуры расплавленного металла при охлаждении до температуры окружающей среды. При понижении температуры от точки К до точки М (рис.1) происходит усадка металла в жидком состоянии. В этот момент внешние размеры отливаемой детали не уменьшаются, потому что по литнику свободно поступает металл, компенсирующий уменьшающийся объем отливки при построении первых кристаллов. При температурном режима от точки М до точки О происходит усадка металла в процессе отверждения, а температура при этом фактически не снижается потому, что при формировании атомов в кристаллическую решетку происходит усиленная отдача тепла. На этой стадии происходит объемная усадка и могут образоваться полости внутри отливки. Объясняется это таким способом. Первые центры кристаллизации, т. е. отвердение, начинается с периферии в местах соприкосновения со стенками формы. В этих участках возникает твердая корковая зона, кристаллы которой притягивают к себе подвижные атомы. Внутри создается разрежение. Если в центральную часть отливки в этот момент поступают новые порции расплавленного металла, то возникающее разряжение компенсируется, и отливка может быть монолитной, если металл не поступает, то возникают значительные усадочные полости и раковины, суммарный объем которых равен объему усадки металла на этой стадии. На процесс образования усадочных раковин значительное воздействие оказывает первоначальные температура, форма, диаметр литника, наличие депо металла, близость его расположения и скорость охлаждения отливки. Замедляя процесс охлаждения отливки, можно добиться (в интервале отвердевания) образования усадочных микропор по всей отливке (исключая корковую зону) без концентрации их в определенном участке. Усадку металла на стадии отвердения можно компенсировать путем установки литников большого сечения и близким расположением "депо" металла при условии заливки расплавленного, но не перегретого металла в горячую форму. Заливку металла в холодные формы при изготовлении зубных протезов с технологических позиций следует считать недопустимой. Различают зональную и рассеяную усадочную пористость. Зональная сосредотачивается i осевых частях тепловых узлов, рассеянная распределяется по всему объему отливки. На возникновение пористости может влиять выделение газов, которые располагаются по всему объем отливки между кристаллами, и значительное давление. Поэтому пористость, а в ряде случаев, имеет газовый характер. На возникновение пористости влияет скорость выхождения воздуха из формы через стенки формы "рубашки". Усадочные раковины в теле отливки образуются вследствие некомпенсированной объемной усадки при затвердении металла. Различают внутренние и наружные раковины. Внутренние образуются, как правило, в тепловых узлах, наружные на поверхности или под тонкой коркой у поверхности металла. При изменении температуры от точки О до точки И в третьей стадии происходит усадка в твердом состоянии. Объясняется это следующим образом. При первоначальном построении кристаллов атомы в кристаллической решетке хотя и занимают равновесное положение, но располагаются на значительном расстоянии друг от друга. При охлаждении они сближаются, поэтому объем каждого кристалла уменьшается. При этом, в отличии от первых двух стадий, происходит не объемная" а линейная усадка, которая приводит, как правило, к уменьшению длины промежуточной части мостовидных зубных протезов. Таким образом, линейная усадка - это объективно существующая закономерность уменьшения объема металла при переходе из расплавленного состояния в твердое, и выражается она тремя явлениями: усадочными раковинами, усадочной пористостью и линейной усадкой. Существенное правило технологии изготовления цельнолитых зубных протезов отлитая поверхность протеза должна быть настолько чистой, чтобы не было необходимости ее обрабатывать абразивными камнями и снимать корковый слой с тугоплавкими компонентами и мелкозернистой структурой. Моделирование и создание гладкой поверхности у первоначальной формы заготовки должно быть выполнено на высоком уровне. При этом недопустима традиционно сложившаяся у зубных техников привычка "прибавки на обработку". Из вышесказанного видно, что устранить усадку, как объективное явление, невозможно, но можно использовать способы, обеспечивающие точность отливки формы. Второе правило: использование форм, в которую производят отливку, не прямолинейного типа: г-образных, т-образных, кольцеподобных, т.е. затрудняющих усадку. Третье правило: использование в качестве моделировечных материалов акриловые пластмассы. Проведенные исследования дают основание утверждать, что пластмассовые материалы превосходят восковые по требованиям, предъявляемым к моделировочным материалам, прочности, твердости, теплостойкости, имеют меньшую зонность и удовлетворительную стойкость к связующему раствору формовочных масс. Акриловые пластмассы по своим физико-химическим требованиям наиболее полно отвечают требованиям, предъявляемым к моделировочным материалам для получения цельнолитых конструкций по выжигаемым моделям. Процесс выжигания акриловых заготовок должен проводится при медленном подъеме температуры в муфельной печи, чтобы не наступило разрыва огнеупорной "рубашки" вследствие быстрого расширения акриловой заготовки, возможно создание в пластмассовых заготовках "технологических окон", заполненных воском. Воск вплавляется раньше, и создает место для расширения акриловой пластмассы. Или пластмассовые заготовки покрывают воском, воск расплавится первым и создаст полость для расширения пластмассы. Правило четвертое: устранение усадки в токе: 1. В качестве "разбавителя" песка использовать рыхлые наполнители, например, волокна асбеста. Однако работа с асбестом трудна вследствие высокой вредности, и при отсутствии защитных сил недопустима. Варес Э. Я. предлагает следующую методику: после того, как заготовка протеза в огнеупорной "рубашке" высушена, ее следует погрузить на 1 секунду в воск, расплавленный с температурой 80-90°С. Воск тонким слоем покроет оболочковую форму и при засыпке песка не позволит ему плотно прилегать к оболочковой форме. В процессе прокаливания литейной, формы слой воска, нанесенный на оболочковую форму, выгорает, вследствие чего между оболочкой и спорным наполнителем образуется относительно свободное пространство. Это позволяет оболочковой форме расширяться при нагревании, что исключает деформирующее воздействие на нее расширяющегося наносителя. Для обеспечения возможностей расширения песка и исключения давления на огнеупорную "рубашку" возможно использование пыли полистирола в качестве выгораемого наполнителя песка в пределах 2%, либо древесной пыли в количестве до 3%. Использование керамических микромоделей с металлическими вставками. На рабочей модели, установленной в окклюдатор, создается заготовка цельнолитого мостовидного протеза. Затем с участка расположения заготовки мостовидного протеза получают оттиск любым методом. Заготовка "переходит в оттиск". В заготовку я оттиск заливается часть керамической огнеупорной массы (силамин), после чего в заготовки коронок вставляют металлическую вставку из нержавеющей стали в виде скобы, размеры которой заранее подобраны. Затем в модель заливают остальную часть керамической массы, чтобы получить модель. После кристаллизации керамической массы осторожно удаляют оттиск. К заготовке, находящейся на огнеупорной массе с металлической вставкой, прикрепляется восковой литник, все вместе опускается в огнеупорную смесь для получения "рубашки". Теоретическое обоснование компенсации усадки: при нагревании керамическая модель и металлическая вставка расширяются и противодействуют силе наружного давления песка, заполняющего опоку. Расширение с гарантией компенсирует и объемную и линейную усадку металла. Это подтверждено исследованиями Ю. Ф. Брашенко, В.И.Радько (1989 г.).

Установление литников.

Величина усадки определяется количеством литников. Следует устанавливать несколько литников на заготовку. На заготовку простого мостовидного протеза следует устанавливать не менее 3-х литников: два по краям, третий - посередине. Металл в первую очередь должен поступить в крайние участки формы в опоке к коронкам, там начнется кристаллизация. Начнется новое привлечение металла к центрам кристаллизации и в это время новые порции металла поступят в среднюю часть формы в опоке (эта часть - своеобразное депо металла. Чтобы обеспечить поочередное поступление расплавленного металла в полости в опоке, надо установить литники разного диаметра: наиболее толстые 2,5 мм над коронками у краев и 1,5 мм в среднем отделе. Устанавливают литники в 2 этапа: сначала создают основание литника, затем устанавливают сам литник. Основание литника создает зубной техник с учетом конструкционных особенностей протеза. Литник устанавливает литейщик. Литники устанавливать лучше из воска, а не из полистирола, так как последний, выгорая, может нарушить стенку канала. С целью удаления воздушных "пробок" в момент поступления расплавленного металла в литейную форму и исключения "недолива" металла следует в наиболее удаленных участках модели каркаса устанавливать воздухоотводы. Выходное отверстие воздухоотводов при отливке каркаса должно располагаться в участке литейной воронки, свободная от расплавленного металла Когда заготовка коронки длинная и узкая, в нее необходимо отдельно помещать расширяющуюся огнеупорную массу силамин и вставлять грифельный стержень от карандаша, для того, чтобы получить связь огнеупорной массы в коронке с общей "огнеупорной рубашкой", что является гарантией отсутствия в заготовке пузырьков воздуха и наплывов металла, которые очень трудно удалять из готовой коронки.