В) вакуумне литво

Литво під тиском і відцентрове литво полягає у створенні тиску на метал ззовні. Це литво дає більш щільні відливки, виключає можливість утворення пор, недоливів, усадочних раковин.

Для литва під тиском використовують спеціальні пристрої. По способу передачі тиску на розплавлений метал вони поділяються на установки поршневої і компресорної дії (тиск створюється стисненим повітрям).

Існує багато пристроїв для литва, побудованих на дії відцентрової сили. Найбільш простим є ручна центрифуга, яка застосовується для литва деталей зі сплавів золота. Розроблені різноманітні центрифуги, які часто поєднують з високочастотною пічкою. Вакуумне литво засноване на створенні від’ємного тиску всередині форми. Це сприяє виведенню бульбашок газу з порожнин форми, що попереджає утворення пор. Але при цьому отримуються менш щільні відливки.

Останнім часом для покращення фізико-механічних властивостей суцільнолитих конструкцій використовують комбінований метод литва – вакуумно–відцентрове.

Вітчизняний і закордонний досвід показує, що для отримання більш якісного литва зі сплавів металів, велике значення має застосування форвакуума, тобто невисокого розрідження атмосферного тиску (до 90–95%).

Застосування такого розрідженого тиску, спільно з тиском центрифуги (2 атм), в ливарній установці як з нагрівальним елементом, так і з індукційною плавкою, дає щільне і більш точне литво (товщиною 0,5 мм і менше).

Поєднання високочастотного литва з вакуумом і тиском, створеним центрифугою при заливанні рідкого металу у форму, дозволяє застосовувати високотемпературні сплави, в тому числі кобальтохромові. Це надає нові можливості для прогресивного зубного протезування.

Техніка литва зі сплавів золота простіша, ніж зі сталі. Температура плавлення золотих сплавів 1000⁰С і може бути досягнута з допомогою паяльного апарату. Опоку заповнюють формувальною масою, а для золота достатньо взяти суміш з двох частин гіпсу і однієї частини пемзи або формувальної маси “Експодент”. Коли маса затвердне, легко підігрівають віск, обережно знімають ливарний конус і витягають металеві штифти. Після видалення конуса в опоці утворюється лійка для розплавлення металу, а на місці штифтів утворюються ливникові канали. Опоку ставлять над полум’ям газової плитки для виплавлення воску і просушування форми. Нагрів поступово збільшують до почервоніння каналів, після чого, розплавивши в лійці потрібну кількість золотого сплаву, відливають

деталі з допомогою ручної центрифуги або інших пристроїв, що забезпечують поступлення розплавлення металу в опоку. Для штучних зубів мостовидних протезів і коронок використовують золото 900-ої проби.

Сучасне покоління ливарно-плавильних установок передбачає індукційний нагрів металу у захисному середовищі з відцентровим заливанням металу у форму. Використання під час плавлення інертного середовища (аргон та ін.) виключає поверхневе окислення розплаву і його насичення газами, які погіршують властивості відливок.

Такі установки, як УЛП 2.1 (Росія), мають потужність 3,5 кВт, робочу частоту генератора – 66 ± 5 кГц. Вони розраховані на розплавлення 10-100 г металу, час розплавлення 100 г кобальтохромового сплаву – 90 сек.

Ливарна установка УЛП 2.1

1 – блок управління;

2 – оглядова бленда;

3 – кнопка управління;

4 – сопло подачі аргону;

5 – опока;

6 – тигель;

7 – противага;

8 – рухома каретка

Невеликі зуботехнічні лабораторії можуть укомплектовуватися компактними настільними високочастотними індукційними ливарними установками з потужним ефективним розігрівом металу (для цього використовують транзисторний генератор). Ці установки, потужністю 3,5 кВт, забезпечують у зоні литва температуру 1550⁰С, що є ідеальною для всіх сплавів, за виключенням титанових сплавів. Вони багатофункціональні і досить прості в обслуговуванні.

Використання чистого, але дуже дорогого, аргону не завжди є доступним для малих лабораторій. Крім того, під час заливання розплав попадає в загазовану форму, що часто з-за поганої газопроникності формувальних матеріалів приводить до недоливів і газової пористості, особливо в тонких елементах конструкції виробу. Цих недоліків можна уникнути, використовуючи вакуумні ливарні установки. Так, установка „Мінімакс-ПВ-01 М” (Росія) дозволяє отримати стоматологічні вироби складної форми з товщиною стінок до 0,2 мм як із неблагородних, так із благородних сплавів. Ця установка здійснює у вакуумі плавку металу з температурою плавлення 1700⁰С з наступним заливанням у форму з допомогою стисненого повітря, для цього вона комплектується вакуумним насосом-компресором. Установка має такі параметри: максимальна потужність – 7,5 кВт, час розплавлення 100 г кобальтохромового сплаву – 90 сек, маса розплавленого металу – 5-145 г, залишковий тиск у плавильній камері – 0,2 кг/см², тиск стисненого повітря при заливанні металу – 3,5 кг/см², маса – 145 кг.

Установки типу „Мінімакс-ПВ-01” прийшли на зміну потужним, морально застарілим, установкам ВЧИ-10/044.

Високочастотні вакуумні установки на сьогодні вважаються найкращими, але і вони мають певні недоліки: дорого коштують, вимагають постійного нагляду, для малих зуботехнічних лабораторій не рентабельні.

В умовах невеликих ливарних дільниць доцільніше використовувати апарат електрошлакового плавлення металів. Цей апарат недорогий, нескладний і простий у користуванні.

Схема установки

електрошлакового лиття УЕШЛ-6:

1 – металева шафа; 2 – пружина повернення пароутворювача; 3 – пароутворювач; 4 – штанга; 5 –стояк; 6 – тяга ножної педалі опускання пароутворювача; 7 – опока; 8 – стакан; 9 – основа шафи; 10 – тяга ножної педалі; 11 – вікно із захисним світофільтром; 12 – ножна педаль опускання пароутворювача; 13 – ножна педаль для вмикання зварювального трансформатора.

Установка складається з металевої шафи, яка не має бічних стінок. На основі шафи змонтовано пароутворювач та підставка з стаканом для опоки. На передній стінці шафи є віконце із захисним світофільтром. Кришка пароутворювача з”єднана з штангою, яка закріплена на задній стінці шафи. Пароутворювач опускається на опоку за допомогою ніжної педалі, з”єднаної з штангою тягою. Переміщення пароутворювача у зворотному напрямку здійснюється пружиною. Пароутворювач за формою нагадує стакан, його заповнюють вологим азбестом або глиною.

Метод електрошлакового плавлення полягає в переплавленні сталевих електродів у середовищі розплавленого синтетичного шлаку. Плавлення металу в середовищі шлаку дозволяє отримати виливки високої якості, бо розплавлений метал проходить через шлак і добре очищається від домішок. Шлак захищає метал від окислення і запобігає виведенню зі сплавів легуючих компонентів, чого не вдається досягти плавленням у високочастотних індукційних плавильних установках. Виливки, отримані цим способом плавлення, за своїми характеристиками кращі за ті, які виготовлені на високочастотних плавильних установках.

Схема перерізу опоки під час

електрошлакового плавлення:

1 – опока; 2 – ливарний лійка; 3 – електроди; 4 – розплавлений шлак; 5 – розплавлений метал; 6 – клапан з пружиною; 7 – вогнетривка модель.

Модель з каркасом і ливниковою системою закріплюють на спеціальному конусі, покритому тонким шаром воску. На цьому конусі можна встановлювати до трьох моделей з каркасами бюгельних протезів.

Опоку формують звичайним способом. Після прожарювання опоку виймають з муфельної печі. Основний стояк закривають спеціальним пристроєм (клапаном з пружиною), щоб у канали не потрапив шлак. Опоку з клапаном ставлять у стакан установки і в ливникову лійку насипають синтетичний шлак АНФ-1 або АНФ-6 (6-8% від маси металу, який переплавлятимуть). До складу шлаку входять фторид кальцію, оксид алюмінію, оксид титану. За рахунок великого опору під час проходження струму шлак плавиться, розплавляючи металеві електроди. У сухому стані шлак не проводить струм. Щоб струм проходив, на поверхню шлаку наносять декілька крапель насиченого розчину гідрооксиду натрію. У ці краплі розчину вводять на невеликій віддалі один від одного два електроди з кобальтохромового сплаву або нержавіючої сталі. Електроди закріплюють в спеціальних утримувачах. На електроди від звичайного зварювального апарату подають напругу (напруга -45-60 В, сила струму – 60-80 А).

Шлак швидко нагрівається, плавиться, досягаючи температури 1700-1800⁰С, внаслідок чого розплавляються електроди. Розплавлений метал краплями стікає через шлак на дно ливарної лійки, очищаючись при цьому від неметалевих частинок.

Наплавивши необхідну кількість металу, електроди виймають із шлакової ванни, одночасно вимикаючи струм. Натискають на педаль опускання пароутворювача і стакан пароутворювача щільно прикриває ливникову лійку. Поверхня шлакової ванни має температуру понад 1000⁰С, тому в пароутворювачі швидко утворюється велика кількість пари і створюється тиск 10-12 атм. Тиск передається на рідкий шлак, який знаходиться над розплавленим металом, котрий, у свою чергу, тисне на клапан і спонукає його різко зміститися у своє крайнє положення в стоякові. Розплавлений метал заповнює стояк і по каналам – усю форму. Через 3-4 хв після заливання металу опоку занурюють у холодну воду, розбивають опоку і очищають відливки від залишків формувального матеріалу. Деякі автори рекомендують відлитий каркас бюгельного протеза витримати спочатку 2 хв на повітрі, а потім швидко охолодити його в проточній воді.

Для надання каркасові добрих механічних властивостей (твердості, пружності) проводять термічну обробку при температурі 760⁰С протягом 15 хв з подальшим поступовим охолодженням у муфельній печі. Для запобігання деформації каркаса протеза його термічну обробку проводять на вогнетривкій моделі.