Министерство Здравоохранения Республики Бурятия
ГАПОУ «Республиканский базовый медицинский колледж им. Э.Р. Раднаева»
«Аппараты для литья.»
Выполнил (а):Студентка 821 группы
Эрдынеева Н. В.
Проверил (а): Белоусова Г. Д.
Улан-Удэ
2017 г.
Метод литья по выплавляемым моделям получил большое распространение в машиностроении и приборостроении. Прообразом данного метода является известный еще во времена глубокой древности метод восковой формовки. Имеются данные о том, что им пользовались в Вавилонии и Египте более 4 тысяч лет назад. В России по восковым моделям были изготовлены замечательные образцы литейного искусства - памятник Петру I ("Медный всадник" Э. Фалькон, 1782 г.), памятник Минину и Пожарскому (В. П. Екимов, 1816 г.), скульптурные группы "Укротители коней" (П. К. Клодт, 1850 г.) и др. Современный промышленный процесс отливок по выплавляемым моделям или заготовкам состоит в следующем: в специальных пресс-формах изготавливаются модели (заготовки) деталей и литниковой системы. В качестве материала для изготовления заготовок, как правило, употребляются воскообразные составы или смеси. Заготовки с помощью литников соединяются в блок. Затем на них послойно наносят взвесь из специального связующего раствора и пылевидного огнеупорного материала. Слой взвеси или суспензии для лучшей взаимной связи и упрочения стенок присыпают огнеупорным песком и просушивают. Затем или выплавляют восковую заготовку, или сначала заформовывают блок с оболочкой в формовочную массу, а уже после этого выплавляют, выжигают или растворяют модели (заготовки). Освобожденные от заготовок оболочки без опок или в заформованном виде прокаливают и заливают металлом или сплавом.
Охлаждают сплав, отделяют от него формовочную массу. Полученную отливку обрабатывают и используют по назначению. Применение этого метода в промышленности позволяет получить сложные по форме отливки из любых литейных ставов весом or нескольких граммов до десятков килограммов, со стенками толщиной от 0,5-1,0 мм и более, поверхностью, соответствующей 4-6-му классам чистоты и большой точностью. Литейное дело в стоматологии стало развиваться в нынешнем столетии. Кармихаэль (1906), Таггарт (1907) и Олсидорф (1909) разработали способы литья зубных протезов и» золотых сплавов. В нашей стране вопросам применения сплавов металлов много внимания уделял Д. М. Цитрин. В частности, он разработал рецептуру нержавеющей хромоникелевой стали для стоматологических целей, облицовочные и упаковочные массы, печь для плавления и литья нержавеющей стали и все внедрил в повседневную практику. Хорошую печь для плавления и литья стали предложил Корнеев. Авторский коллектив под руководством В. Ю. Курляндского разработал высокочастотную литейную установку, позволяющую значительно ускорить процесс литья, что дало возможность снизить отрицательное воздействие высокой температуры на структуру сплавов.
Технология литья сплавов металлов
Замена восковой репродукции промежуточной части мостовидного протеза методом литья. Отливка деталей зубного протеза отличается от заводского способа тем, что восковая модель выплавляется, после чего остается точная форма будущей металлической детали протеза. Другое отличие заключается в том, что количество расплавляемого металла здесь незначительно, поэтому металл не может заполнить форму в силу своей собственной тяжести.
Для получения металлических деталей посредством литья используют два метода:
Ó метол литья по выплавляемым моделям из моделировочного воска в формах из огнеупорного материала;
Ó метод литья на огнеупорных моделях, помещенных в формы из огнеупорного материала.
Процесс литья включает ряд последовательных операций:
1) изготовление восковых моделей деталей (в случае литья на огнеупорных моделях предварительное получение таковых);
2) установка литникообразующих штифтов и создание литниковой системы;
3) покрытие моделей огнеупорным слоем;
4) формовка модели огнеупорной массой в муфеле;
5) выплавление воска;
6) сушка и обжиг формы;
7) плавка сплава;
8) литье сплава;
9) освобождение деталей от огнеупорной массы и литников.
При всех способах литья в создаваемой литейной форме, кроме формы металлической детали, предусматривается и литниковая система, представляющая собой каналы, по которымжидкий металл подводится ктой или иной детали. Литниковая система создается путем подвода к восковой детали литникообразующих штифтов.
К смоделированным из воска деталям прикрепляют восковые штифты, на месте которых после выплавления из формы воска получаются литьевые каналы. Диаметр воскового штифта 2—3 мм, а длина 3-4 см. Для изготовления восковых штифтов имеется специальный аппарат, подобный шприцу. Аппарат состоит из полого металлического цилиндра со снимающейся канюлей на одном конце и поршнем с винтовой нарезкой на другом. Цилиндр заполняют размягченным воском, поршень приводят в действие и получают восковую нить, которую остается нарезать на штифты нужной длины.
Восковой штифт без предварительного нагрева прикладывают к смоделированной детали и приклеивают к ней, слегка расплавляя воск разогретым шпателем со стороны штифта (а не восковой детали), чтобы не нарушить точности моделировки. Чтобы избежать образования усадочных раковин и снизить степень усадки детали, создают депо металла вне пределов детали — так назывеемые «муфты».
После установки литниковой системы приступают к созданию литейной формы. Для этого восковую репродукцию детали вместе с металлическими или восковыми штифтами устанавливают на покрытом тонким слоем воска деревянном или металлическом конусе, в котором имеется паз для литейной кюветы.
Для получения качественного литья большую роль играет расположение отливаемой детали в литейной кювете. Отливаемая деталь должна располагаться на расстоянии 0,8-1,2 см от дна кюветы, вне зоны так называемого теплового центра кюветы. Такое расположение кюветы обеспечивает начало охлаждения литья именно с отливаемой детали. Зона тепла в кювете располагается по центру формовочной массы и в ней расплавленный металл охлаждается в последнюю очередь. В этой зоне должны быть расположены и компенсаторные муфты.
Восковую модель протеза, укрепленную на подопочном конусе, покрывают слоем огнеупорной массы или, фигурально говоря, создают «огнеупорную рубашку». Техник берет модель или блок моделей рукой за литниковую систему и погружают в сосуд с подготовленной смесью наполнителя и связующего вещества. Для нанесения первого слоя блок погружают в смесь 3—6 раз. После последнего погружения излишкам смеси дают стечь с блока, для чего его поворачивают над сосудом. Как только излишек массы стечет с моделей, необходимо немедленно и аккуратно обсыпать модель сухим кварцевым песком с тем, чтобы закрепить нанесенную огнеупорную облицовку и предупредить ее стекание с отдельных участков.
После высушивания первого огнеупорного слоя, покрывающего непосредственно восковую репродукцию протеза, укрепленную на конусе, на последний устанавливается опока. Следует отметить, что перед формовкой опоку с внутренней стороны обкладывают несколькими слоями пергаментной бумаги, служащей компенсатором. При высокой температуре она сгорает, и формовочная масса имеет возможность расширяться на толщину бумажного слоя (0,3 мм).
Кювету с подопочным конусом и укрепленной на нем деталью устанавливают на вибрационный столик и заполняют на всю высоту формовочной массой. В качестве формовочной служит смесь речного песка с борной кислотой (90 частей песка и 10 частей борной кислоты) и гипсом в соотношении 1:1, смесь гипса с песком.
После того как формовочная масса затвердеет, опоку освобождают от подопочного конуса легким вращательным движением. Выплавка воска должна проводиться в муфельных печах при температуре 40—60°, которая поднимается в течение часа до 150—200°. При этом воск расплавляется и вытекает (кювета должна быть установлена литниковыми отверстиями вниз или наклонно). Выплавку модельной массы можно вести горячей водой. В ванну с горячей водой в проволочной сетке помещают заформованную в опоке деталь и кипятят 5—10 минут. Воск от тепла расплавляется, вытекает из формы и всплывает на поверхности воды.
Так как форма содержит около 30—40% влаги, процессу обжига предшествует сушка для удаления влаги. Сушку следует проводить медленно во избежание образования большого количества пара, лучше проводить ее при температуре меньше 100°. После этого температуру муфельной печи медленно поднимают и доводят до 900—950°, проводя обжиг формы. Обжиг необходим для выжигания остатков воска, повышения гаюпроницаемости формы и создания высокой температуры внутри формы и литниковой системы, для лучшей текучести металла и заполнения тонкостенных участков формы. Обжиг формы ведут до тех пор, пока стенки литниковых каналов не станут красными.
Сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии, делятся на три группы в зависимости от температуры плавления. К первой группе относятся сплавы с точкой плавления до 300° (легкоплавкий сплав на основе олова, олова с присадкой серебра и меди и т. д.); ко второй группе — сплавы с точкой плавления до 1100° (золотые сплавы); к третьей группе — с точкой плавления выше 1200° (нержавеющая сталь, хромокобальтовые сплавы и т. д.).
Плавление сплавов первой группы осуществляется в металлической ложечке над пламенем спиртовой или газовой горелки. Для плавления сплавов второй и третьей группы требуется специальная аппаратура, позволяющая достигать высокой температуры.
Плавку следует вести пламенем, не касаясь металла углями, чтобы не науглероживать металл. Отливать расплавленный металл необходимо немедленно, так как он может вскипеть или сгореть.
Для плавки были предложены аппараты Д. Н. Цитриным и И. П. Корнеевым. Основу этих двух аппаратов составляют электрическая печь с находящимся внутри огнеупорным керамическим цилиндром. Разница в том, что у аппарата Цитрина литье осуществляется с помощью вакуум-насоса, у аппарата Корнеева — центробежной силой.
По способу заполнения формы расплавленным металлом различают следующие виды литья:
1) центробежное литье,
2) литье под давлением,
3) литье под вакуумом.
Центробежное литье и литье под давлением дают более плотные отливки и исключают пористость, недоливы, усадочные раковины.
Литье под вакуумом требует наиболее просто устроенных литейных агрегатов. Создание вакуума в опоке способствует более полному удалению пузырьков газов со стенок полости, что предупреждает образование пор и обеспечивает более гладкую поверхность отливок. Но при этом получается менее плотное литье с нечеткими очертаниями острых граней.
Опоку после заливки металла быстро охлаждают в холодной воде для улучшения структуры металла в отливках.
Литье, освобожденное от упаковочной массы, очищают от формовочной массы на электрическом моторе с помощью металлической круглой щетки, затем отрезают литниковую систему и контролируют отливку для выявления брака.
Устройство аппарата для плавки и литья стали системы Д. Н. Цитрина. Аппарат для плавки и литья стали под вакуумом, предложенный Д. Н. Цитриным, имеет две основные части: электрическую печь сопротивления и вакуум-насос.
Электрическая, печь состоит из металлического кожуха (1) со съемной крышкой и вставленного внутрь него огнеупорного керамического цилиндра (3), изолированного от кожуха слоем асбеста (2). Внутри керамического цилиндра имеется овальное углубление (4), в которое вставлены электроды (5) и тигель (6), изготовленный из кварцевой трубки и электрокорунда, кварцита, мулита и пр. (рис. 78).
Схема устройства печи для плавки стали
Пространство между тиглем и керамической футеровкой заполнено мелкими кусочками графита одинаковой величины, между которыми при включении тока возникают микровольтовы дуги; вследствие этого происходит расплавление стали в тигле. Овальное углубление в цилиндре закрыто керамической крышкой (7) с отверстием в центре. Печь установлена на двух стойках (8), на правой оси ее укреплена рукоятка (9) для опрокидывания печи при заливке металла в форму. После расплавления стали на керамическую крышку устанавливают опоку (12), которая плотно фиксируется с помощью подвижной дуги (10) и цилиндрического флянца (11). Последний имеет трубку, соединенную посредством резинового шланга с вакуум-насосом. Через шланг отсасываются газы и создается отрицательное давление в опоке.
Вакуум-насос может быть механическим или водоструйным. Устройство второго вида насоса более простое. Он состоит из насоса (13), двух резиновых шлангов, стеклянной бутыли и вакуумметра. Электрическая печь снабжена понижающим трансформатором на 3—5 kW и 40—50 А, реостатом, вольтметром, амперметром и термопарой с потенциометром.
Печь может питаться от обычной осветительной сети или трехфазным током в 350 V. Она дает высокую температуру нагрева, достигающую 2 000—2 500°. Процесс первой плавки и литья занимает около 15—20 минут, последующие плавки длятся 3—4 минуты.
Плавка стали в печи системы Д. П. Цитрина, имеет ряд важных преимуществ; прежде всего не происходит науглероживания стали, имеющего место при электродуговой плавке; кроме того, температура нагрева стали легко регулируется, что позволяет избежать перегрева металла и ухудшения качества отливок.
Устройство печи простое, она удобна для пользования и позволяет расплавлять до 100—200 г металла.
Муфельная печь
Назначение данных установок в том, чтобы имитировать тепловые процессы в агрессивных условиях. Например, при воздействии на исследуемый материал таких факторов, как пыль, газ, кислоты, механические частицы и пр.
Температура нагрева в зависимости от модификации достигает +1150°С или +1300°С. Оборудование позволяет прогревать, сжигать, обжигать и охлаждать металлы, керамику, реактивы и прочие образцы.
