Матеріали для хімічної обробки сплавів металів і з'єднання металевих деталей протезів
10.Матеріали для хімічної обробки сплавів металів і з'єднання металевих деталей протезів
Термічній обробці, яка неминуча при використанні різних метал ів і сплавів, супроводжує утворення під впливом кисню повітря окалини (окисної плівки) на поверхні металу. Видалення окалини з поверхні металу проводять хімічним шляхом. Для цього застосовують розчини мінеральних кислот (соляної, азотної, сірчаної) різної концентрації або їх суміші.
♦ Речовини, що служать для розчинення окалини, називаютотбеламі, а сам процес видалення окалини -отбеліваніе м.
Відбілити підбирають з таким розрахунком, щоб вони, розчиняючи окалину, як можна менше діяли на метал.
У технології відбілювання використовуються два варіанти:
1. ручне (за допомогою інструментів) занурення відбілюючі металу в ємність з відбілити;
Розчини, що застосовуються для зняття окалини, мають різний склад (див. Табл. 100).
Склади електролітів для обробки каркасів металевих протез ів (по Е. А. Брагіну, 1983)
Отбел надає хімічний вплив не тільки на шар окалини, розчиняючи його, але і на метал. Тому процедура зняття окалини передбачає наступне: в підігрітий до кипіння отбел зубний технік поміщає на 0,5-1 хв протез і відразу ж промиває його водою для видалення залишків отбела. Слід пам'ятати, що при приготуванні розчину отбела в воду наливають кислоту, а не навпаки.
Електроотбеліваніе передбачає очищення поверхні металевого каркаса від окалини і залишків вогнетривкої маси електролітичним способом. Цьому процесу передує груба механічна очистка каркаса протеза за допомогою обертової металевої щітки або в піскоструминному апараті (див. Табл. 98, 99).
Після цього виливок поміщають в спеціальний ківш і очищають від окалини хімічним способом, а саме шляхом кип'ятіння в розплаві гідроксиду натрію, що має низьку температуру плавлення. Кип'ятіння можна проводити на газовій або електричній плиті, встановленої у вентиляційному шафі. До каркасу протеза фіксується анод. Катод поміщається в ванну з розчином електроліту. Процес відбілювання триває 1-3 хв при силі струму в 7-9 ампер і при температурі отбела, рівній 20-22 ° С. При проведенні електроотбеліванія потрібно строго дотримуватися правил електробезпеки.
У таблиці 98 наведені [Брагін Е.А. 1983] склади розчинів для, електролітичної обробки каркасів протезів з кобальт-хромових сплавів. Основними компонентами електролітів є кислоти (ортофосфорна і сірчана), які під дією постійного струму (див. Табл.99) в кілька разів збільшують свою активність.
Використовуючи названі склади і збільшуючи щільність струму при проходженні через електроліт, проводиться:
електрошліфованіе. тобто згладжування поверхні металевого каркаса шляхом рівномірного стоншування металу, при якому вага виливка може зменшитися на 20% [Соснін Г.П. 1981];
електрополірування. тобто отримання дзеркальної поверхні металевого каркаса при знаходженні в етіленгліколевих електролітах протягом 5-7 хв при щільності струму 5-6А / дм 2.
Для очищення і електрополірування металевих зубних протезів використовується вітчизняна установка Катунь, що має ванночку для заливки 18% розчином соляної кислоти. У кислоту занурюють протез, фіксований пластмасовим затискачем на вертикальній штанзі, що служить анодом. Час травлення становить 10 хв, при щільності струму 0,4А / см 2.
Ріс.Аппарат для електрохімічної полиров ки «Катунь»
соляна кислота 260мл / л + кухонна сіль 104г / л + щавлева кислота 42г / л (при щільності струму 0,5 А / см 2 і експозиції 6,4мін);
соляна кислота 276мл / л + кухонна сіль 92г / л (при щільності струму 0,6 А / см 2 і експозиції 10 хв).
Для ювелірної промисловості багато фірм виробляють спеціальне обладнання. Так, наприклад, фірмою «Шулер-Дентал» (Німеччина) випускаються апарати електричне поле, Унопол і Варіант для ювелірної промисловості і апарати для золочення Ауро-Плат і Квик-Плат.
В апараті електричне поле є дві вбудовані в корпус і ізольовані один від одного ванночки об'ємом по 1,5 л. Заповнення ванночок електролітом проводиться окремо. Кожна ванночка має свій пульт управління (сила струму, таймер), що дозволяє проводити одночасну полірування двох каркасів дугових (бюгельних) протезів. При цьому каркас фіксований в спеціальні затиски, здійснює обертальні рухи. Апарат має пластмасовий корпус, металеві кислотостійкі частини.
Апарат Варіант відрізняється від вищезгаданого тим, що дві ванночки для електроліту знаходяться поза корпусу приладу.
Подібний Варіанту апарат Унопол меншої потужності (80Вт) призначений для ювелірної промисловості одного каркаса дугового (бюгельного) протеза. Для проведення полірування необхідна сила струму 3,5-4,5А, а електроліт повинен бути підігрітий до температури 35-45 ° С.
Ауро-Плат - апарат для прискореного золочення кламмер ів, каркасів дугових (бюгельних) протезів і сплаву для металокераміки. При цьому каркаси протезів фіксуються поза апарата за допомогою електродів-затискачів типу "крокодил". Одночасно з процесом знежирення поверхні каркаса відбувається золочення (мал.38).
Для з'єднання елементів протезів в єдину конструкцію використовується, зокрема паяння.
Мал. 38. Апарат Ауро-Плат фірми Шулер-Дентал (Німеччина) для золочення каркасів протезів
Паяння - процес отримання нероз'ємного з'єднання шляхом нагрівання місця паяння і заповнення зазору між сполучаються деталями розплавленим припоєм з його подальшою кристал ізації.
Припій - метал або сплав, що заповнює зазор між сполучаються деталями при паянні.
Склад припоев наведено в таблицях 101, 102.
Примітка: Ag - срібло; Cu-мідь; Zn - цинк; Cd -кадмій; Mn - марганець; Ni - нікель; Mg - магній.
Існує різна техніка паяння: в полум'ї, печі. При роботі з каркасами до нанесення і випал а керамічної маси краще використовувати паяння в полум'ї. Паяння в печі застосовується на об'єктах, вже облицьованих керамікою. Міцність пайки можна перевірити різними методами за допомогою розтягування і вигину.
Фізико-механічні властивості припою (колір, вузький температурний інтервал плавлення, стійкість проти корозії) повинні максимально відповідати таким у сплаву, з якого зроблені вимагають з'єднання елементи каркаса протеза.
Під час паяння сполучаються місця приймають температуру розплавленого припою. Тому температура плавлення припою має бути нижче температури плавлення спаюється частин на 50-100 ° С, тому що в противному випадку паяння призвело б до часткового розплавлення спаюється деталей протеза.
Розплавленийприпой володіє плинність ю, яка збільшується з підвищенням температури, т. Е. Припій тече в напрямку від холодних частин до гарячим. Фактично на цю властивість і засновано використання полум'я пальника в процесі паяння. У місці зіткнення деталей і припою відбувається дифузія одного металу в інший. Швидкість дифузії залежить головним чином від матеріалу протеза і припою, а також від температури. Все це разом узяте і визначає структуру отриманого шва, яка може бути у вигляді твердого розчину, хімічної сполуки або механічної суміші. Твердий розчин є найбільш сприятливою структурою і вважається найкращим видом паяння. Шов добре протистоїть корозії і виходить міцним. При цьому максимальна міцність шва буде при використанні мінімальної кількості припою. Слід пам'ятати, що міцність більшості припоїв нижче міцно з'єднуються металів, хоча міцність шва за рахунок дифузії вище, розплавляти припій в процесі паяння необхідно якомога швидше, а після отримання шва джерело нагріву (пальник) необхідно негайно видалити.
Так як паяння частіше відбувається при нагріванні відкритим полум'ям, то на поверхні спаюється металів може утворитися плівка окислів, яка перешкоджає дифузії припою. Особливо посилено утворюється ця плівка у сплавів, що містять хром, що відрізняються високою здатністю пасивуватися, т. Е. Покриватися окисной плівкою. Тому в процесі паяння необхідно не тільки розплавити припой і змусити його розлитися по споюють поверхонь, але і не допустити утворення окисної плівки до моменту досягнення робочої температури в спаюється деталях. Це досягається застосуванням різних паяльних речовин або флюс ів.
Флюс - хімічна речовина (бура. Борна кислота, хлористі і фтористі солі), що служить для розчинення під час паяння оксидів, що утворюються на спаюється поверхнях металів.
Найбільшого поширення в якості флюсу отримала бура, біла кристалічна речовина (Na2 B4 O7 х 10Н2 O). Її видобувають з природних родовищ або отримують з борної кислоти взаємодією з кристалічною содою. При нагріванні вона поступово втрачає воду, а температура її плавлення досягає 741 ° С. Крім того, бура поглинає кисень, перешкоджаючи тим самим утворенню на поверхні металу окислів, і сприяє кращому розтіканню припою. Флюси, як і окалину, видаляють з поверхні металів отбелами. Крім паяння, використовується інший вид з'єднання елементів протеза в єдину конструкцію - зварювання. при якій розплавлені елементи (деталі) протеза зливаються і утворюють однорідне монолітне з'єднання.
Зварювання - процес отримання нероз'ємного з'єднання деталей конструкції при їх місцевому або загальному нагріванні, пластичній деформації або при спільній дії того й іншого в результаті встановлення міжатомних зв'язків в місці їх з'єднання.
На відміну від паяних з'єднань зварні шви відрізняються абсолютно однорідною структурою, так як використовується присадний матеріал має таке ж хімічну будову і властивості, що і деталі, що зварюються. Іншими словами, в цій технологічній операції використовується той же самий сплав, який був використаний при отриманні з'єднувальних елементів протеза.
Крім того, зварні шви мають більш високу міцність і стійкістю до корозії. На відміну від них в області паяння виникає корозія. Це пояснюється різницею напруги між сплавом і припоєм.
До переваг плазмової микросварки, застосовуваної в ортопедичної стоматології, наприклад, за допомогою установки типу Мікро-PW 10, слід віднести наступні:
- · Плазмова мікроструі, в якій в якості плазмообразующего газу застосовується аргон, з'єднує найтвердіші метали. наприклад сплави на основі CrCoMo, у вузьких межах зони плавлення (навіть поблизу пластмасових частин) шляхом злиття розплавленої заготовки без застосування дорогих припою і флюсу;
- · Значно більша міцність в порівнянні з паянням;
- · Відсутність залишків флюсів на зварному шві.
Між електропровідний заготівлею та плазмовим струменем утворюється електрична дуга великої щільності енергії та високої температури. Прилад є настільним, досить зручним у використанні. Діапазон настройки зварювального струму (0,3-10 А) можна регулювати в процесі роботи за допомогою ножного управління.
Місце зварювання захищається від окислення за допомогою середовища захисного газу (аргон / водень, 5-8% Н2). Показаннями до застосування микроплазменной зварювання є з'єднання литих елементів протеза в єдину конструкцію як при його виготовленні, так і при реставрації.
Ріс.Установка для микроплазменной зварювання Мікро-PW 10.
Ріс.Насадкі для микроплазменной зварювання.
Зварювальний столик фірми «Брандерс» в даний час відповідає вимогам зубних техніків, які користуються микроплазменной зварюванням. На столику є регулятор потоку газу і рухливий рукав (кріплення) для точкового зварювання. Столик забезпечений двома-трьома зчленуваннями, які дають можливість бездоганного досягнення контактів.
Рухома зварювальний пластина над зчленуванням може використовуватися в різних робочих положеннях. Зварювальний столик сконструйований таким чином, що може вживатися як робоча підставка для зварювання частин протеза з чистого титану.
Фірма «L-ТЕС» випускає прилад для зварювання PWM-6, в якому якість зварювального з'єднання перевищує таке, що отримується при всіх інших способах з'єднання. Тепловий вплив плазмової дуги на оброблювані об'єкти є незначним. В якості захисного газу використовують аргон, що дозволяє уникнути утворення окислів на поверхні зварювальних об'єктів. Метод зварювання забезпечує отримання стабільних розмірів деталей, що з'єднуються і економію припою.
Апарат точкового електрозварювання Дентафікс для всіх сплавів з високоякісної сталі дає можливість регулювати час зварювання від 0,1 до 1,0С та десятикратно знижувати силу струму.
Іншим видом зварювання, що застосовуються в ортопедичної стоматології, є лазерна. Лазерна установка Хаас Лазер 44р фірми «Хереус Кульцер» (Німеччина) забезпечує глибину зварювання низьковуглецевих кобальтохромомолібденових сплавів до 2 мм при можливості змін діаметра фокусу від 0,3 мм до 2 мм. На дисплеї установки під час зварювання відображаються всі робочі параметри.
Перевага лазерного зварювання:
- Потрібна невелика потужність для зварювання (економія електрики)
- швидке охолодження
- Відсутність внутрішньої напруги у нанесеного металу
- висока твердість
- Висока точність
- однорідна мікроструктура
- Можливість зварювання у важкодоступних місцях
- Хороші, комфортні умови праці, екологічна чистота