ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Хромоникелевая нержавеющая сталь

Нержавеющей, или кислотоустойчивой, сталью называют такой сплав железа, углерода и некоторых других элементов, который обладает высокой антикоррозийной устойчивостью в условиях дей­ствия кислот, щелочей и растворов солей. В зависимости от соста­ва и процентного содержания элементов, входящих в состав спла­ва, определяются физические, механические и другие свойства стали.

Впервые нержавеющая Хромоникелевая сталь была получена в 1912 г Основными компонентами этой стали являются хром и никель, которые на основе у- и ст-железа образуют однородный твердый раствор (см с 48) Для образования такого однородного раствора берут 18 % хрома и 9 % никеля. С уменьшением количе­ства никеля или увеличением количества хрома сплав становится двуханодным на всем интервале температур

Одним из недостатков хромоникелевой нержавеющей стали яв­ляется опасность возникновения в ней межкристаллической кор­розии, так как в присутствии некоторого количества углерода и хрома в определенных условиях образуются карбиды хрома, рас­полагающиеся по границам зерен. Для избежания межкристалли­ческой коррозии и получения стали с более высокими физико-хи­мическими и механическими свойствами кроме хрома и никеля в ее состав вводят и другие легирующие элементы

В зависимости от характера и количественного содержания элементов сталь приобретает различные свойства и подразделяет­ся на классы В стоматологической практике применяют хромони-келевую нержавеющую сталь аустенитного класса трех марок (табл. 1, ГОСТ 5632—61)

Кроме указанных в таблице элементов в состав хромоникеле­вой нержавеющей стали могут входить кремний, сера, фосфор и др.

В состав специально изготовленной заводом «Электросталь» по специальному заказу ГИСО (1938 г.) стали, применяемой для из­готовления зубных протезов, входит 0,1 % углерода, 0,8 % крем­ния, 0,3—0,7 % марганца, 0,02 % серы, 0,03 % фосфора, 18 % хро­ма, 8 % никеля, 0,26 % титана.


Таблица. 1. Ма[ рки хромоник елевой не (ГОСТ 56 ржавеюще 32-61) и стали а 1устенитно го класса
        Содержа ние элемен тов     Тип
Марка стали Углерод Марганец Хром Никель Титан стали
XI 8Н9 (ЭЯ—1) 2Х18Н9 (ЭЯ—2) XI 8Н9Т (ЭЯ-1Т) 0,12 0,13—0,21 0,12 1—2 1—2 1—2 17—19 17—19 17—19 8—10 8—10 8—9,5 0,7 18—9 18-9 18-9

 


Характеристика элементов сплава

Железо по распространенности в природе среди металлов занимает второе место после алюминия. В свободном состоянии

не встречается, входит в состав различных пород — железных руд. Такими рудами являются закись-окись железа—магнитный же­лезняк, красная окись железа — красный железняк и бурая окись железа. По запасам железных руд Советский Союз занимает пер­вое место в мире.

Железные руды из недр добываются обычно открытым (шахт­ным или карьерным) способом. Так как содержание железа в руде невелико (до 26 %), то руду вначале обогащают. В результате обо­гащения процентное содержание железа в руде повышается до 70 %. Затем руда поступает в доменные печи, где происходит вос­становление железа углем. Уголь при сгорании соединяется с кис­лородом и железо таким образом освобождается.

Железо — это металл серебристого цвета с синеватым оттенком. Плотность 7,86 г/см3, твердость по Бринеллю 65 кг/см2, темпера­тура плавления 1530°С, температура кипения 2450°С, коэффици­ент линейного расширения 0,000012. В химическом отношении же­лезо является активным металлом. В присутствии влаги даже при комнатной температуре быстро разрушается — покрывается тол­стым слоем окиси. Еще более быстрый процесс разрушения железа происходит в водных растворах солей и кислот.

Железо широко используется в народном хозяйстве, в том чис­ле в зубопротезной практике при изготовлении инструментов. Оно входит в состав различных сплавов—нержавеющую сталь и при­пои. В нержавеющей стали составляет основную массу сплава.

В твердом состоянии железо встречается в двух аллотропных формах. До температуры 910 °С оно находится в форме «-кристал-лов, имеющих кристаллическую решетку объемно центрированного куба. При 910 °С «-кристаллы переходят в у-кристаллы, имеющие решетку куба с центрированными гранями. При температуре 1400 °С у-кристаллы переходят опять в «-кристаллы, которые при такой температуре именуют б-кристаллами. При низких темпера турах «-кристаллы сильно ферромагнитны, а при температуре 768— 770 °С ферромагнетизм исчезает.


Хром в природе встречается в различных соединениях. Часто сопутствует железу в составе железных руд. Добывается из хро­мистого железняка (хромида) путем восстановления в доменных печах.

Хром — металл белого цвета с синеватым оттенком. Плотность 7,2 г/см3, температура плавления 1910°С, температура кипения 2200 °С, коэффициент линейного расширения 0,00000081, твердость по Бринеллю 450 кг/см2. Хром обладает высокой антикоррозийной стойкостью, поэтому его используют для предохранения других металлов от коррозии путем нанесения тонким слоем на поверх­ность изделия, т. е. производят хромирование. С кислородом хром соединяется лишь при температуре выше 1000 °С, образуя при этом окись хрома (СггОз) или хромовый ангидрид (СгОз). Хром раство­ряется в соляной кислоте и не взаимодействует с азотной кислотой.

В зубопротезной технике для покрытия поверхности инструмен­тов и металлических частей зубных протезов используют чистый хром и соединения хрома с кислородом (окись хрома и хромовый ангидрид), входящие в состав полировочных средств.

В период поисков материалов для замены благородных метал­лов в зубном протезировании металлические детали, изготовлен­ные из меди, латуни, алюминия, серебра и других металлов, под­вергались электролитическому хромированию. После первых по­ложительных опытов по применению нержавеющей стали в зуб­ном протезировании начали хромировать и стальные протезы.

Хром также входит в состав хромоникелевых и хромокобальто-вых сплавов. Введение хрома в состав стали повышает ее твердость и антикоррозийные свойства. Однако соединяясь с углеродом ста­ли, хром образует карбиды, которые при нарушении режима тер­мической обработки стали выпадают из однородного твердого рас­твора и располагаются по границам кристаллов сплава. При этом сплав приобретает неоднородную структуру с резко повышенной химической активностью. Поэтому для повышения антикоррозий­ных свойств в состав сплава должно входить хрома не меньше 12—13 %. При меньшем процентном содержании хрома сталь те­ряет антикоррозийную стойкость.

Никель встречается в природе в виде различных химических соединений. Наиболее распространенными соединениями никеля являются никелевый блеск (№Аз8) и гарньерит (№МпН25Ю4). Наиболее распространенным способом промышленной добычи ни­келя является агломерация *. Химически чистый никель добывают путем электролиза сернокислого никеля.

1 * Руда сплавляется с гипсом и известняком, а затем продувается воздухом, в результате чего образуется сульфид никеля (№5) и окисленное железо. При дальнейшем обжиге получают закись никеля (№0), которую подвергают элек­троплавкев смеси с древесным углем. При этом получают никель в чистом виде


Никель представляет собой металл серебристо-белого цвета. Плотность 8,9 г/см3, температура плавления 1455 °С, температура кипения 2900 °С, твердость по Бринеллю 68 кг/см2, коэффициент линейного расширения 0,0000128. Хорошо куется и вальцуется, об­ладает высокой прочностью и сопротивляемостью на разрыв. В хи­мическом отношении никель относится к стойким металлам. Он не окисляется на воздухе, н.е разлагается в воде и щелочах, поддается слабому разрушению в азотной, серной и соляной кислотах. Более значительному разрушению подвергается в разбавленной азотной

кислоте.

Никель получил широкое применение в народном хозяйстве, главным образом, для предохранения поверхностей металлических изделий от коррозии — никелирование. Большое практическое зна­чение имеет введение никеля в состав различных сплавов стали и припоя. В соединении с железом и хромом никель образует мелко^-зернистый твердый раствор—феррит или аустенит, повышающий пластичность, вязкость и упругость сплава.

В хромоникелевой нержавеющей стали при содержании 18 % хрома для получения аустенитной структуры содержание никеля должно быть не ниже 9 %. С уменьшением количества никеля сплав становится двухфазным. Увеличение содержания хрома свы­ше 18 % при 9 % никеля в сплаве также ведет к образованию двух­фазного состояния и понижению антикоррозийной стойкости ста­ли. Постоянства соотношения хрома и никеля необходимо придер­живаться не только в марках стали, выпускаемых заводским способом, но и в сплавах, подвергающихся различной обработке, так как плавка стали электрической дугой и ацетиленокислородным пламенем изменяет не только процентное содержание углерода, но и соотношение в сплаве хрома и никеля.

Углерод встречается в природе в виде алмаза, графита и аморф­ного углерода, а также в виде многочисленных соединений с раз­личными элементами.

А л м а з — это самое твердое вещество, встречающееся в приро­де, используется как шлифовальный материал. Отшлифованные ал­мазы называются бриллиантами.

Г р а ф и т (от греч. §га^о — пишу) обладает большой мягкостью, высокой температурой плавления (около 4000°С) и химической стойкостью. Графит используют для изготовления электродов и ти-гел.ей, в которых производится выплавка металлов, а также для других целей.

В качестве примера аморфного углерода может слу­жить сажа, которую широко используют в лакокрасочной и рези­новой промышленности.

Известно свыше миллиона соединений углерода с различными элементами. Углерод является обязательным компонентом нержа-


веющей стали и других сплавов. Свойства стали находятся в пря­мой зависимости от количества в ней углерода. Он повышает твер­дость сплава, однако содержание углерода в сплаве должно быть минимальным, ибо чем больше процентное содержание углерода, тем благоприятнее условия для коррозии и ухудшения физико-хи­мических и технологических свойств сплава.

Углерод, содержащийся в металле, оказывает влияние на про­цесс образования горячих трещин в нем. О влиянии углерода на трещиноустойчивость стали имеется два противоположных мнения. Одни авторы (А. А. Рыжиков, П. И. Яммшонов и др.) считают, что сталь, содержащая около 0,2 % углерода, наиболее склонна к об­разованию горячих трещин. Другие авторы (Н. Г. Гершович, Ю. А. Неходзе, М. А. Неймарк и др.) считают, что наилучшей стой­костью к образованию горячих трещин обладает сталь, содержащая 0,2 % углерода.

По данным Н. А. Трубщина (1962), трещиноустойчивость ста­ли с содержанием около 0,2 % углерода зависит от ее линейной усадки, так как «при величине линейной усадки, равной или боль­ше 1,2—2,3 %, сталь с содержанием углерода около 0,2 % оказы­вается более стойкой против образования горячих трещин, чем сталь с другим содержанием углерода. Если же линейная усадка мень­ше 1,2—1,3 %, трещиноустойчивость стали с 0,2 % углеродом, на­оборот, наименьшая».

Сера в природе встречается как в чистом виде, так и в виде со­единений. Сера входит в состав некоторых руд — железного колче­дана (Ре82), каменного угля, горных пород (гипс), солей, а также находится в составе тканей животных и растений.

В чистом виде сера представляет собой твердое вещество жел­того цвета. Температура плавления 114 °С. Широко используется в народном хозяйстве, главным образом в производстве резины и спичек.

В состав нержавеющей стали сера входит как сопутствующий элемент, от которого нельзя полностью освободиться при восстанов­лении железа, и играет отрицательную роль.

При температуре 940...988°С сера с железом образует соеди­нение Ре5, которое, нарушая связь между зернами стали, способ­ствует ее разрушению. Так как образование Ре5 происходит во время горячей обработки стали, это приводит к повышению хруп­кости ее в горячем состоянии, чем понижаются ее механические свойства. Такую сталь называют красноломкой. Красноломкая сталь легко разрушается при термической обработке. Для пони­жения красноломкости в состав стали вводят марганец, который связывает серу. Так как содержание соединения марганца с серой должно быть ограничено, в специальных сталях допускается со­держание серы не более 0,03—0,04 %.


Фосфор (светоносен) получил свое название вследствие спо­собности светиться в темноте. В природе в свободном состоянии не встречается. В почве и минералах (апатитах и фосфоритах) содер­жится в виде солей фосфорной кислоты. Фосфор также входит в состав растений и животных. В костях животных находится в виде фосфорнокислого калия, придавая им определенную твердость. В мышечной и нервной ткани фосфор содержится в виде сложных органических соединений.

Фосфор имеет две аллотропные формы — белый и красный фос­фор. Белый фосфор—бесцветное вещество с выраженным токсическим действием. На воздухе быстро окисляется и воспла­меняется, поэтому хранят его под водой, в которой он почти.не растворяется. Красный фосфор — порошок красно-бурого цвета, химически менее активен и токсичен. При определенных ус­ловиях красный фосфор может быть переведен в белый и наобо­рот.

Опытным путем выявлено, что даже сотые доли процента фос­фора в составе нержавеющей стали придают ей хрупкость в хо­лодном состоянии, т. е. под влиянием фосфора углеродистая сталь делается хладноломкой. Фосфор, как и сера, является сопутствую­щей примесью при получении стали.

Марганец довольно распространен в природе. Наиболее часто встречаются пиролюзиты — минералы, содержащие марганец в ви­де двуокиси марганца (М§0г). Металлический марганец получают путем восстановления его окислов алюминием.

Применяется марганец, главным образом, в металлургической промышленности для р.аскисления стали. В тех количествах, в ко­торых он присутствует в стали, он полностью входит в твердый раствор с железом, если этому не препятствует сера. Образуя твер­дый раствор, марганец несколько повышает твердость и прочность стали, но слегка уменьшает ее пластичность. При наличии серы свя­зывает ее, образуя Мп8, и тем самым уменьшает ее краснолом­кость, что повышает механические свойства стали.

Кремний по распространенности в природе занимает второе мес­то после кислорода. На его долю приходится почти четвертая часть всей массы земной коры. В свободном состоянии в природе не встречается, а находится в многочисленных соединениях, образую­щих горные породы и минералы—гранит, гнейс, кварц, полевой шпат, слюду, глину и др.

Кристаллический кремний блестящий, хрупкий, не растворяет­ся в кислотах. Широко используется в силикатной промышленнос­ти. Из него изготовляют различные строительные материалы. В со­став нержавеющих сплавов кремний входит в различных пропор­циях. В небольших количествах он раскисляет сталь и несколько повышает ее антикоррозийные свойства. В больших количествах


повышает твердость и прочность стали, увеличивает ее антикорро­зийные свойства, особенно при низких температурах.

Титан — металл серебристо-белого цвета. Плотность 4,5 г/см3, температура плавления 1672 °С.

Свойства титана в значительной степени зависят от его чистоты. Титан высокой чистоты (99,9 %) получают йодидным способом.

Различают две аллотропические модификации титана: низко­температурную а-модификацию с гексагональной решеткой и вы­сокотемпературную (3-модификацию с кубической объемно-центри­рованной решеткой. Переход к- в р-модификацию происходит при температуре 882 °С.

Титан имеет высокую антикоррозийную стойкость в различных средах, но менее устойчив в платиновой, концентрированных сер­ной и азотной кислотах.

Титан обладает химическим сродством с углеродом. При введе­нии его небольших количеств в состав нержавеющей стали свя­зывает углерод, что предупреждает образование и выпадение кар-бидов хрома и последующее развитие процессов межкристалличес­кой коррозии.

В стоматологической практике двуокись титана используют для нанесения облицовочного покрытия металлических частей несъем­ных конструкций протезов (комбинированные коронки и комбини­рованные звенья мостовидных протезов). —

Хромоникелевая нержавеющая сталь Свойства сплава представляет собой сплав серебристого цвета с блестящей поверхностью. Плот­ность 7,2—7,8 г/см3, температура плавления 1400... 1450 °С, коэф­фициент линейного расширения 0,000016, теплоемкость 0,118, проч­ность- на разрыв 56—75 кг/см2, твердость по Бринеллю 140— 180 кг/см2.

Хромоникелевая сталь обладает хорошей вязкостью и пластич­ностью. Ее прокатывают в очень тонкие листы (до 0,01 мм толщи­ной), которые в свою очередь подвергают вытягиванию, штамповке и другим воздействиям. В расплавленном состоянии Хромоникеле­вая сталь обладает хорошей текучестью, легко заполняет литьевые формы. При переходе из расплавленного состояния в твердое об­разует однородную мелкозернистую, аустенитную структуру, бла­годаря которой отмечается высокая антикоррозийная стойкость. Сталь устойчива в условиях пребывания на воздухе, в слюне, в растворах солей и некоторых слабых кислот.

Перечисленные свойства стали под влиянием механических воздействий (ковки, вальцовки, штамповки и др.) резко меняются. Сталь, претерпевшая механические воздействия, приобретает по­вышенную твердость и теряет пластичность, появляются слабо вы­раженные магнитные свойства. Если такую сталь подвергать даль-


Рис. 4. Структура хромоникелевой стали беспвечного протеза: а—до термической обработки; б—после тер­мической обработки.

нейшему механическому воздействию, может про­изойти ее разрушение — появление трещин и даже разрывов (рис.3).

Изменение свойств спла­ва объясняется изменени­ем его структуры, смеще­нием кристаллов, т. е. на­рушением кристалличе­ской решетки.

Рис. 3. Структура хромоникелевой стали после механических воздействий.

Для придания спла­ву его прежних свойств изделие подвергают тер­мической обработке, т. е. прокаливают или обжига­ют (рис. 4). Прокалива­ние может производиться как при помощи пламени сгорающих па­ров бензина в паяльном аппарате, так и в ацетиленокислородном пламени в течение короткого времени при температуре не менее 1000... 1100 °С (до соломенно-желтого цвета) с последующим бы­стрым охлаждением изготовляемой детали в холодной воде или струе холодного воздуха. При прокаливании следу­ет помнить, что недоста­точное нагревание сплава не только не улучшает его механических свойств, но и понижает антикорро­зийную стойкость,так как при температуре 500... 800 °С создаются благо­приятные условия для об­разования карбидов хро­ма и последующего их вы­падения между зернами аустенитной структуры, что приводит к образова­нию межкристаллической коррозии. Быстрое охла­ждение изделия после об­жига препятствует выпа­дению карбидов хрома.

Тонкая пластинка не­ржавеющей стали, пора-


женная интеркристаллической коррозией, при ударе не издает ме­таллического звука, легко разрушается, вплоть до образования по­рошка. Межкристаллическая коррозия объясняется тем, что кар-биды и зерна аустенита имеют различные электрохимические по­тенциалы, а разность потенциалов у мест контакта двух фаз при­водит к коррозии.

Для уменьшения межкристаллической коррозии целесообразно вводить в состав стали стабилизаторы—титан или ниобий, кото­рые, связывая углерод, уменьшают возможность соединения его с хромом. Более правильный путь борьбы с межкристаллической коррозией—уменьшение количества углерода '•в общей массе сплава.

/ Нержавеющую хромоникелевую сталь используют в ортопеди­ческой стоматологии для изготовления различных конструкций зубных протезов, ортопедических и челюстно-лицевых аппаратов, коронок, металлических и комбинированных мостовидных протезов, кламмеров и дуг для съемных конструкций протезов, различных ак­тиваторов и других частей ортодонтических и челюстно-лицевых аппаратов. Выпускается сталь как в виде слитков различной вели­чины, так и в виде специальных заготовок — гильз, литых зубов, фасеток, кламмеров, лент, проволок, дуг и т. д. -— С внедрением в стоматологическую практику индивидуального литья выпуск специальных заготовок значительно уменьшен. Из заготовок изготовляют соответствующие детали путем тщательной их припасовки и механической обработки, а из слитков отливают необходимые детали путем предварительного расплавления стали в специальных плавильных печах и заполнения этим расплавом специальной литьевой формы.

Хромокобальтовая сталь

Хромокобальтовую сталь в стоматологической практике приме­няют недавно. В 1933 г. Эрде (Егае) и Пренг (Ргап§е) предложили сплав «Виталлиум», в состав которого в значительных количествах ;

введены кобальт (66,42 %), хром (24,1 %), никель (1,4 %), молиб- . ден (5,3 %) и другие легирующие элементы.

Согласно специфики хромокобальтовой стали содержание хро­ма, кобальта, никеля в общей массе сплава должно быть не мень­ше 85 %, что обеспечивает высокие антикоррозийные свойства спла­ва, предохраняет возникновение окислительно-восстановительных реакций полости рта независимо от состава слюны и влияния различных факторов. Введение в состав сплава большого количест­ва хрома и кобальта уменьшает его усадку до 1,8—2 %, что по­зволяет применять технологию изготовления протезов, полностью


компенсирующую усадку и обеспечивающую точность размеров из­делия.

Хром, кремний и другие компоненты обусловливают высокую твердость сплава, что значительно осложняет обработку изделии. Однако применяя методы точного литья по выплавленным и зара­нее изготовленным из моделировочных материалов моделям, не требуется сложной обработки отлитых протезов или деталей и кор­рекции их в полости рта.

Кобальт в природе встречается в составе Характеристика различных руд. Часто сопутствует мышья-элемеитов сплава ковым, сернистым и другим соединениям в мьГшьяково-коб альтовых, сернисто-кобальтовых и других рудах.

В чистом виде кобальт — металл белого цвета с розоватым от­тенком. Плотность 8,8—8,9 г/см3, температура плавления 1490 °С, температура кипения 3185 °С, твердость по Бринеллю 132 кг/см2. Обладает малой усадкой, хорошей ковкостью и текучестью. Ха­рактеризуется высокими антикоррозийными свойствами. В чистом виде кобальт почти не применяется, входит в состав сверхтвердых сплавов.

Введение кобальта в больших количествах в сплав марки «Ви-таллиум» резко повысило его антикоррозийные и литейные свойст­ва, уменьшило усадку до 1,8 %. Однако в связи с высокой твер­достью хромокобальтовых сплавов (твердость по Бринеллю 365 кг/см2) значительно усложнились процессы соединения отдель­ных изготовленных из него деталей при помощи припоя (пайки) и механическая обработка готовых изделий. В связи с этим возникла необходимость в повышении точности отлитых деталей, чистоты и гладкости их поверхностей.

Молибден — металл серебристо-белого цвета. Встречается в при­роде в соединениях, главным из которых является молибденовый блеск (МоЗг).

Для получения металлического молибдена молибденовый блеск переводят в молибденовый ангидрид путем обжига. Ангидрид вос­станавливают водородом и получают порошкообразный молибден. Порошок вначале прессуют, а затем нагревают переменным током и подвергают прокатке. В результате получается металлический молибден, характеризующийся высокой тугоплавкостью. Темпера­тура плавления 2625 °С. В обычных условиях на воздухе не окис­ляется, не поддается воздействию соляной кислоты, растворяется только в азотной и горячей серной кислоте.

Чистый молибден применяется в электротехнической промыш­ленности в связи с его высокой термостойкостью. Входит в состав некоторых сплавов. В хромокобальтовых сплавах он способствует образованию мелкокристаллической структуры, повышает твер­дость, вязкость и антикоррозийную стойкость.


Сведения об остальных компонентах хромокобальтовой стали изложены в разделе «Хромоникелевая сталь» (см. с. 48—53).

Известно много марок хромокобальтовой Свойства сплава стали, выпускаемых промышленностью СССР и зарубежными фирмами. В стома­тологической практике чаще всего используют кобальтохромовый сплав (КХС). В разработанный в 1935 г. А. И. Дойниковым КХС входит 67 % кобальта, 26 % хрома, 6 % никеля, 0,5 % молибдена и 0,5 % марганца.

КХС, разработанный ММСИ, содержит 62,8—64 % кобальта, 25—28 % хрома, 2,7—3,5 % железа, 0,5—0,7 % марганца, 0,3— 0,5 % кремния, 3,1—9,7 % других элементов.

Плотность КХС 8,3 г/см3, температура плавления 1280—1450 °С, твердость по Бринеллю 217—365 кг/см2, усадка 1,8—2,7 %.

Иногда как более мягкий материал используют сплав марки ЛК-4, в состав которого входит 0,25 % углерода, 58 % кобальта, 25—28 % хрома, 4,5—5,5 % молибдена, 0,5 % железа, 0,6 % мар­ганца, 3—3,75 % никеля, 0,8 % кремния. В стоматологической прак­тике применяют также сплавы «Виталлиум» и «Вириллиум».

Физико-механические свойства сплавов зависят от характера и количественного содержания в них легирующих элементов. Хромо-кобальтовая сталь характеризуется высокими литейными и техно­логическими свойствами, имеет хорошую текучесть и малую усад­ку, стойкая к коррозии. Для сохранения этих свойств следует строго придерживаться технологии изготовления из них изделий, не сле­дует допускать перегрева расплава перед заливкой в литьевую фор­му. Перегрев сплава допускается не более чем на 100 °С после до­стижения температуры плавления. Более значительное повышение температуры плавления способствует увеличению усадки, образо­ванию грубозернистой структуры, понижению других механичес­ких свойств и антикоррозийной стойкости.

Хромокобальтовая сталь более совершенна в конструктивном отношении по сравнению с хромоникелевой сталью и золотопла-тиновыми сплавами. Это способствовало быстрому внедрению ее в стоматологическую практику для изготовления цельнолитых бю-гельных протезов и цельнолитых шинирующих аппаратов. В пос­леднее время достаточно разработана технология и уже успешно применяются цельнолитые конструкции мостовидных протезов и коронок из хромокобальтовой стали с пластмассовой или керами­ческой облицовкой.

При отливке сложных тонкостенных конструкций хромокобаль-товый сплав необходимо заливать в форму, подогретую до 900 °С. Это способствует сохранению хорошей текучести расплавленной массы, продвижению ее по каналам литейной формы и обеспечи­вает возможную компенсацию усадки в период кристаллизации


сплава, так как подогретая форма вследствие термического рас­ширения увеличена в размерах. Несмотря на то, что термическое расширение материала, из которого изготовлена литейная форма, и усадка хромокобальтового сплава не идентичны (расширение фор­мы намного меньше усадки сплава), все же при правильном под­боре формовочного материала и соблюдении режима литья можно получить отливку, совершенно точную по размерам (без усадки), так как компенсировать необходимо не всю усадку (1,8—2 %), а лишь ту ее часть, которая происходит от начала кристаллизации до полного охлаждения сплава. Усадку металла, находящегося в жидкой фазе, компенсировать не обязательно (подробно см. в раз­деле «Изготовление мостовидных протезов, не содержащих при-;—н<та»).

Хромокобальтовая сталь плохо поддается штамповке, паянию, изгибанию и другим механическим воздействиям, направленным на изменение формы изделия, поэтому для изготовления паяных и штампованных изделий не применяется.

Свойства хромокобальтовой стали, особенно механические свойства стоматологических отливок, еще недостаточно изучены. Почти нет сведений об утомляемости отлитых деталей, хотя имен­но эта характеристика является одной из наиболее необходимых, так как в полости рта протезы и аппараты постоянно находятся в условиях воздействия знакопеременных сил.

Сведения о режиме термической обработки протезов в стома­тологической литературе весьма противоречивы. Так, Б. Кисела, И. Киселева (1962) и другие авторы считают, что при медленном охлаждении отлитые детали из К.ХС имеют более высокие механи­ческие свойства. Поэтому после залива металла в литьевую форму рекомендуют кювету с отлитой деталью помещать в муфельную печь, подогретую до 600... 700 °С, где она должна постепенно ох­лаждаться до комнатной температуры.

Г. П. Соснин (1968), наоборот, считает целесообразным отлив­ки из К.ХС подвергать быстрому охлаждению под струёй воды. В. П. Панчоха (1976) рекомендует отливку из КХС быстро охлаж­дать в проточной воде и после двухминутной выдержки на возду­хе подвергать механической обработке. Отливка в это время имеет небольшую твердость и высокую пластичность, хорошо поддается механической обработке, что значительно облегчает ее припасовку.

После шлифовки и полировки отливку подвергают отжигу в муфельной печи при температуре 700 °С в течение 15 мин, после чего отливка медленно остывает вместе с муфельной печью.

Чтобы изделие не покоробилось, отжиг его целесообразно про­водить на огнеупорной модели, а для предупреждения появления окисной пленки на отполированной детали перед отжигом ее про­тирают жаростойкой обмазкой.


ПАЯЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Припои Паяние—это соединение металлических деталей или частей изделия при помощи

другого металла или сплава, находящегося в расплавленном состоя­нии. Металлы или сплавы металлов, применяемые для соединения металлических частей, называются припоями.

Различают два вида паяния —твердое и мягкое. При мягком па­янии расплаву подвергается только припой, при помощи которого соединяют металлические части изделия, не подвергшиеся спе­циальному нагреву. Вследствие этого осуществляется лишь поверх­ностная диффузия расплавленного припоя в холодную поверхность спаиваемых деталей. Обычно для мягкой пайки применяют спла­вы, имеющие низкую температуру плавления (до 230 °С). Мягкое паяние не обеспечивает достаточно прочного соединения деталей и поэтому имеет ограниченное применение.

Примером мягкой пайки в стоматологической практике являет­ся точечная пайка частей мостовидного протеза для временного удержания их в определенном положении в период подготовки к твердой пайке. При этом между деталями мостовидного протеза, находящегося в определенном положении, помещают небольшое количество олова или его сплава. Олово расплавляют электричес­кой дугой. Расплавленное олово весьма поверхностно диффунди­рует в металл спаиваемых деталей и фиксирует их в заданном по­ложении до осуществления твердой пайки.

Точечную мягкую пайку не следует путать с электросваркой, при которой стенки спаиваемых деталей расплавляются посредст­вом электродов и электрического тока. По месту прилегания дета­лей образуется шов, прочно соединяющий детали между собой. Структура сварного шва резко отличается от структуры спая и по­этому метод электросварки в стоматологической практике не при­меняется.

При твердом паянии припой нагревают до полного расплавле-ния, а спаиваемые детали нагревают до температуры плавления применяемого припоя. В результате происходит глубокая взаимная диффузия сплавов и прочное соединение металлических частей. Прочность соединения зависит от характера припоя, степени нагре­ва спаиваемых частей, глубины диффузии в толщу припоя, условий пайки, поверхностного натяжения припоя, его прочности, толщины слоя и др.

От характера припоя и спаиваемых деталей зависит структура получаемого в результате пайки шва (рис. 5). Различают три вида структуры шва: механическую смесь, твердый раствор и химическое соединение. Лучшим из них является твердый раствор. Он получа­ется при химическом или физическом сродстве составов спаивае-


Рис. 5. Структура шва паяного протеза.

мых детален и припоя. Поэтому для соедине­ ния методом пайки ме­ таллических деталей необходимо знать сос­ тав сплавов, из кото­ рых изготовлены эти детали, и соответствен­ но этому составу под­ бирать необходимый припой, который при соединении со сплавом деталей образует твер­ дый раствор. Идеаль­ ный шов может полу­ читься лишь при пая­ нии, тем же сплавом, из

которого состоят спаиваемые детали. Однако на практике это не­возможно, так как для обеспечения взаимной диффузии припой следует подогревать до полного расплавления, а при такой темпе­ратуре расплавляются и теряют необходимую форму спаиваемые детали.

Следовательно состав припоя должен отличаться от состава спа­иваемых металлов и иметь температуру плавления ниже темпера­туры плавления спаиваемых деталей, но иметь максимальное сродство.

Для понижения температуры плавления припоя в состав его вводят элементы, имеющие низкую температуру плавления, т. е. проводят присадку металлов. Припой также должен иметь непро­должительный период скрытой теплоты плавления, иначе это при­ведет к тому, что к моменту спая еще не вся масса припоя распла­вится, или наоборот, перегреется и произойдет выгорание некото­рых его компонентов, образуя пористый шов.

Припои, имеющие большое поверхностное натяжение, плохо рас­текаются по поверхности спаиваемых деталей и особенно плохо проникают в узкие щели между деталями, что ухудшает структуру шва и его прочность.

При выборе припоя в стоматологической практике необходимо руководствоваться следующими основными положениями.

1. Физико-механические свойства припоя (цвет, прочность и др.) должны быть близкими к физико-механическим свойствам спаи­ваемых металлов.

2. Припой не должен обладать токсическими свойствами и раз­рушаться в полости рта.

3. Температура плавления припоя должна быть ниже темпера-


Та бли ц а 2. Состав припоя для пайки частей из золото платиновых сплавов
    Состав. % Температура плавления,
Проба Золото | Серебро Медь Кадмий Латунь
583 750 58,3 16 16 5,5 4.2 75 5 13 5 2 722-740 791-810

 

туры плавления спаиваемых металлов на 50... ГОО°С и иметь ко­роткий период скрытой теплоты плавления.

4. Припой должен обладать хорошими антикоррозийными свой­ствами.

5. Припой должен обладать высокой прочностью, текучестью, хорошо смачиваться и т. д.

В качестве припоя для соединения зубных протезов, изготовлен­ных из сплавов, содержащих золото, можно использовать сплавы золота более низкой пробы с добавлением в их состав некоторого количества кадмия и латуни. При этом проба припоя после пайки несколько меняется.

Рекомендуемые составы припоев для пайки частей из золото-.платиновых сплавов приведены в табл. 2.

В. Н. Копейкин приводит состав припоев, содержащих некото­рое количество цинка для пайки сплавов золота.

Перечисленные припои применяют в стоматологической прак­тике, однако в нашей стране в состав припоев для золота цинк не вводят, так как он способствует окислению, понижает прочность.

Способы соединения стальных деталей при изготовлении зуб­ных протезов, челюстно-лицевых и ортодонтических аппаратов наи­более полно разработаны Д. Н.'Цитриным. Им предложен специ­альный припой, состоящий из следующих компонентов: серебра, меди, цинка, марганца, никеля, кадмия, магния и бериллия. При­пой имеет серебристый цвет (несколько светлее стали). Темпера­тура плавления 913 °С, твердость по Бринеллю 115 кг/см2, проч­ность на растяжение 60 кг/см2. Обладает хорошей текучестью и антикорроз

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти