Плавлення в електропечах високої частоти

Перші два способи належать до так званих відкритих методів плавлення, де в першому випадку джерело тепла до металу підводиться з допомогою графітових стержнів, а в другому – плавлення відбувається внаслідок безпосереднього зіткнення з розплавленим металом суміші газів, що горять (ацетилену і кисню або парів бензину з повітрям). Ці два способи є більш давні. Температура вольтової дуги досягає до 3000⁰С. Плавлення сплавів в крептолових та високочастотних печах належать до закритих видів плавлення. У крептоловій печі утворюються мікродуги навколо тигля з металом. Вони й створюють температуру, необхідну для плавлення. У високочастотних ливарно-плавильних печах метал плавиться під дією індукційних струмів.

Сплави, які застосовуються в ортопедичній стоматології, поділяються на 3 групи в залежності від температури плавлення:

1) сплави з температурою плавлення до 300⁰С (легкоплавкі сплави на основі олова);

2) сплави з температурою плавлення до 1100⁰С (золоті сплави);

3) сплави з температурою плавлення вище 1200⁰С (нержавіюча сталь, кобальтохромові сплави та ін.).

Плавлення сплавів першої групи виконується в металевій ложці над полум’ям спиртового або газового пальника. Для плавлення сплавів другої і третьої груп потрібна спеціальна апаратура, яка дозволяє отримати високу

температуру. Найбільш простим плавильним апаратом є бензиновий паяльний апарат, полум’я якого досягає температури 1200⁰С. Аппарат складається з компресора або механічного міху,

бачка для бензину (карбюратора) і пальника (пістолету), з’єднаних між собою гумовими шлангами. Повітря, проходячи через карбюратор, насичується парами бензину і по шлангам потрапляє в пальник. Пальник сконструйований таким чином, щоб струмінь насиченого бензином повітря проходив через регулюючі крани і металеву сітку, а це дозволяє регулювати силу подачі повітря і змінювати форму полум’я пальника, а також і температуру полум’я. Металева сітка запобігає всмоктуванню полум’я по шлангу і карбюратору, запобігаючи можливості вибуху бензину. Подачу повітря в карбюратор можна здійснити з допомогою автоматичного компресора, розрахованого на безперервну роботу при визначеному тиску. При збільшені тиску в повітряному резервуарі (ресивері) компресора нагнітання повітря автоматично припиняється.

Сьогодні в стоматологічних установах все ще знаходять застосування всі перелічені способи плавлення металу. Вони забезпечують температуру, достатню для розплавлення сплавів, що застосовуються в стоматологічній практиці, але склад, структура і властивості після проведення лиття, залежно від способу плавлення, можуть значно відрізнятися.

Так, дослідження показали, що в хромонікелевій сталі Е1–95 після різних способів плавлення основні компоненти (хром, нікель) не змінюють свого кількісного вмісту як до, так і після плавлення, проте процентний вміст вуглецю і кисню набагато підвищується порівняно з початковим складом сплаву при плавленні електричною дугою і змінюється найменше при плавленні індукційним струмом у високочастотних ливарно-плавильних печах.

Залежно від способу плавлення змінюється не тільки кількісне співвідношення елементів сплаву, але й структура його. При плавленні

сплаву відкритим полум’ям в структурі його з”являються багато сторонніх включень, які за їхньою природою можна віднести до окислів хімічних елементів і вуглецевих сполук. Такі включення не спостерігаються в деталях, відлитих після плавлення в крептолових або високочастотних печах, при цьому структура сплаву близька до однорідної.

Плавлення сплавів ХНС і КХС відкритим полум’ям призводить до значного навуглецювання сплаву (вміст вуглецю часто перевищує 0,4%), тоді як плавлення цих сплавів у високочастотних і крептолових печах істотно не змінює процентного вмісту вуглецю у сплаві. Підвищений вміст (понад 0,4% від норми) призводить до підвищення крихкості відлитих деталей і, одночасно, збільшує їх твердість.

На властивості відлитих деталей впливає температурний режим плавки металу. Кожний метал або сплав має свою температуру плавлення. Для покращення текучості при заповнені ливарної форми метал нагрівають на 100–150⁰С вище температури плавлення. Це в поєднанні з температурою відпаленої опоки (800–900⁰С) підвищує текучість металу у 3–4 рази, що є достатньою для повноцінного заповнення всіх, навіть найтонших, порожнин ливарної форми. Подальше підвищення температури металу призводить до

значного поглинання газів, які утворюються в результаті вигорання легкоплавких компонентів сплаву, а це може призвести до утворення газових пор у товщі відливка.

Плавлення сплавів повинно відбуватися швидко, щоб компоненти сплаву (особливо легкоплавкі) не окислювалися, та не змінювалася структура сплаву. Повільне плавлення сплаву призводить під час кристалізації до утворення в окремих частинах відливку неоднорідностей сплаву (ліквації). Це пов’язано з тим, що при повільному плавленні внаслідок різниці густини найбільш важкі компоненти відокремлюються від основної маси, яка знаходиться в рідкому стані, і ця неоднорідність зберігається при кристалізації.

Останнім часом у зв’язку з винайденням нових високотехнологічних сплавів з хорошими ливарними властивостями знову почали використовувати плавку металів киснево-ацетиленовим і пропановим полум’ям.