Металлы и сплавы, используемые в ортопедической стоматологии. Литьё в стоматологии

1.

Металлы и сплавы, используемые в
ортопедической стоматологии
Литьё в стоматологии.
Заслуженный врач РФ, д.м.н., профессор
Жолудев С.Е.,
Зав. кафедрой ортопедической
стоматологии и стоматологии общей
практики ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава
России

2.

Из 105 элементов таблицы Менделеева только
19 являются неметаллами.
В химии под металлами понимают элементы, которые
легко отдают электроны при вступлении в химические
соединения.
Большая электропроводность, пластичность и другие
специфические металлические свойства обусловлены
наличием в металлах свободных электронов.

3.

4.

Свойства металлов:
ОЦК
ГЦК
ГПУ
В твердом состоянии металлы имеют четко выраженное
кристаллическое строение. Если тщательно отполированную
поверхность металла протравить химически активными веществами,
то под микроскопом можно увидеть его кристаллическую структуру.
Крупные кристаллические конгломераты хорошо видны на изломе.
Атомы металлов в пространстве образуют атомо-кристаллическую
решетку. Атомы колеблются возле точек равновесия, т. е. узлов
решетки с большой частотой.
Наиболее часто встречаются:
ОЦК- кубическая объемно-центрированная (хром, молибден,
ванадий);
ГЦК- кубическая гранецентрированная (никель, медь, свинец);
ГПУ- гексагональная плотноупакованная решетка (титан, цинк).

5.

К технологическим свойствам относятся
жидкотекучесть, ликвация, свариваемость, ковкость,
обрабатываемость резанием, прокаливаемость.
Жидкотекучесть характеризует
способность металлов заполнять
форму Повышение температуры
расплавления металла резко
увеличивает его текучесть, что
связано с уменьшением вязкости.
Однако повышать температуру более
чем на 100- 150 °С выше точки
плавления не рекомендуется, т. к.
усиливается поглощение газов и в
отливке могут появляться газовые
раковины.

6.

К технологическим свойствам относятся
жидкотекучесть, ликвация, свариваемость, ковкость,
обрабатываемость резанием, прокаливаемость.
Возникновение
неоднородности при
затвердевании сплава
называется ликвацией.
Основными факторами,
приводящими к ней, являются:
- скорость охлаждения
сплава;
- тип диаграммы состояния;
- разность в плотностях
компонентов сплава.
Ликвация ухудшает вязкость,
пластичность и снижает
коррозионное сопротивление.

7.

К технологическим свойствам относятся
жидкотекучесть, ликвация, свариваемость, ковкость,
обрабатываемость резанием, прокаливаемость.
Ковкость – свойство металлов и сплавов, дающее возможность
подвергать их ковке и другим видам обработки (прокатка, волочение,
штамповка). Ковкость характеризуется пластичностью, т.е. способность
металлов подвергаться без разрушения деформации под давлением.

8.

К технологическим свойствам относятся
жидкотекучесть, ликвация, свариваемость, ковкость,
обрабатываемость резанием, прокаливаемость.
Свариваемость – свойство металлов давать при установленной
технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным
конструкцией и условиями эксплуатации изделия.

9.

Усталость металлов
При воздействии на металл большого числа циклических
нагрузок (переменных нагрузок, меняющихся в одних и тех же
пределах) может наступить разрушение от усталости.
Наиболее опасная нагрузка при усталости – нагрузка
симметричного типа, при которой меняется знак, а
абсолютные величины напряжения равны между собой: σmax = σmin.
Деталь, разрушенная от усталости, имеет весьма характерный
излом с двумя зонами: зоной усталости с блестящей
полированной поверхностью и зона разрушения с матовой,
зернистой поверхностью (структурой).

10.

В зависимости от назначения
сплавы подразделяются:
Литейные
Деформируемые
Спец. сплавы с металлическими и
оксидными покрытиями
Промежуточных назначений
(вспомогательные)

11.

12.

13.

В зависимости от химического
состава сплавы на основе:

14.

Виды сплавов:
Механическая смесь
(легкоплавкие сплавы на основе
олова, свинца, висмута);
Твердые растворы
(хромоникелевые сплавы)
Химические соединения(никелид
титана,
нитрид титана, карбиды и т.д.)

15.

Механическая смесь:
Сплав в виде механической
смеси возникает, когда
металлы обладают полной
взаимной нерастворимостью
в твердом состоянии и не
образуют химических
соединений. Атомы каждого
металла образуют
отдельные кристаллические
решетки, и затвердевший
сплав состоит из
механической смеси зерен
каждого компонента (свинец
и сурьма; кадмий и висмут).

16.

Твердый раствор
Твердый раствор –
образуется элементами,
которые взаимно
растворимы как в жидком,
так и в твердом
состоянии. Твердым
раствором называется
однородное
кристаллическое тело, в
котором в решетку
основного металла
(растворителя) входят
атомы растворенного
вещества (Ni-Cr; Ni-Cu).

17.

Химическое соединение
Химические соединения –
в сплавах образуются
химические соединения,
имеющие переменный
состав. Кристаллическая
решетка отличается от
решеток образующихся
элементов, и существенно
изменяются все свойства
(карбиды железа и хрома,
(Fe3С и Сг3С2, Mg2S).

18.

Благородные
сплавы металлов
Сплавы на основе золота;
Сплавы на основе серебра и
палладия

19.

Золото (Au)
- металл желтого цвета с ярким металлическим блеском.
Встречается в природе в самородном состоянии и в виде
золотых руд и в качестве примеси в медных и
полиметаллических рудах.
Плотность = 19,32 г/ см3
t плавления = 1063,5°С
Твердость по Бринеллю – 18,5 кг / мм2
Усадка при затвердевании – 1,2 %
Чистое золото – мягкий металл, однако образец сечением 1
мм при испытании на растяжение выдерживает 12 кг, а
удлинение достигает 40-50%.
Золото устойчиво к коррозии. На него не действуют кислоты
и щелочи, кроме царской водки (3 ч. НСl + 1 ч. HNОз ).
Высокие антикоррозионные свойства используются при
выделении чистого золота из сплавов (аффинаж).

20.

21.

Состав сплавов на основе
золота
900
750
750
(припой)
90
4
6
-
75
8
8
9
-
75
8,35
12,5
4-10
-
Не более
0,3
Не
более
0,3
Компонент в
%
золото
серебро
медь
платина
кадмий
примеси

22.

Для пайки золотых сплавов и сплавов
на основе благородных металлов:
ПЗлСрМ75Кд5,0- Кд 5% Т пл=1113°С
ПЗлСрМ75Кд6,9 –Кд – 6,9% Тпл= 1075°С
ПЗлСрМ75Кд12 –Кд -12%, Тпл = 1058°С
Голпайдент («Супер ВП»)– Зл-83%,Пл-4%,Ср-5%
Бекадент «СПМ» - Зл-75%, Ср- 9%
В качестве флюса рекомендуется:
55% порошковой дегидратированной (плавленной)
буры (Na [B4O5(OH)4] 8H2O, 35% - борной кислоты
(HзВОз), 10% - оксид кремния(SiO2)
2

23.

ПЛАГОДЕНТ Au 85%, Pt 9%, Pd 4%
. Регистрационное удостоверение № ФС 2010/07407 сертификат соответствия № РОСС RU.ИМ05.ВО4115
ПЛАГОДЕНТ предназначен для изготовления цельнолитых коронок, вкладок, мостовидных зубных протезов преимущественно с керамическим покрытием,
а также с полимерным и без покрытия. Оптимальный КТР позволяет работать с широким спектром керамических масс. Обладает высокой биосовместимостью
и коррозионной стойкостью, не содержит Zn. Выпускается в виде маркированных пластинок массой 1 грамм
основные характеристики:
температура плавления
(солидус)
1115 ºС
твердость в литом
состоянии HV5
165
предел текучести
250 МПа
относительное удлинение
плотность
КТР (20-600) ºС×10-6 /ºС
15 %
18,1 г/см3
14
цвет
светло - желтый
припой
ГОЛПАЙДЕНТ

24.

ВитИрий
Фирма Витал ЕВВ совместно с заводом ОЦМ
(г.Екатеринбург) выпускает группу сплавов:
ЗлПлПдСр 87,2-8,6-1,3-0,4 предназначен для
изготовления каркасов металлокерамических и
цельнолитых конструкций зубных протезов и
выпускается в виде полос толщиной 2,0 0,1; 2,5
0,1; 3,0 0,1 мм, шириной 10,0 0,1 мм и длиной
10,0 0,1 мм.
Состав сплава: \ масс %\ золото - 86,7 - 87,7;
платина - 8,3 - 9,3; палладий - 1,0 - 1,6; серебро 0,3 - 0,5; индий - 0,7 -1,1; цинк - 0,2 - 0,6; медь 0,5 - 0,9; железо - 0,15 - 0,25; иридий - 0,07 - 0,13.

25.

ВитИрий плюс
ЗлПлПдИн- 84-8-5
За счёт большей твёрдости сплав
подходит для дугового протезирования.
Поставляется в виде полос толщиной
2мм, шириной 10мм весом от 3,2 до 3,4 г.

26.

Серебро (Ag).
Находится в природе в виде самородков, а также в химических
соединениях с серой, хлором и другими элементами. Серебро –
белый с голубоватым оттенком металл.
Плотность - 10,5 г/см3
T плавления = 960,5°С
Усадка при затвердевании – 4,4 %
Твердость по Бринеллю - 26 кгс/мм2
Хорошо обрабатывается давлением вследствие большой
пластичности. Растворяется в горячей серной и азотной
кислотах. Вступает в реакцию с Н2S, образуя серный ангидрид
серебра. Окисляется. Обладает самой высокой электро- и
теплопроводностью. Серебро входит в состав многих сплавов:
золотых, палладиевых, припоев.
Серебро обладает олигодинамическим действием, применяется
для дезинфекции воды. Олигодинамическое действие серебра
ослабевает в присутствии белков (слюны).

27.

Амальгамовые сплавы
Амальгамовые сплавы состоят из серебра
и олова в соотношении, отвечающем
соединению AgзSn с добавками 6% меди
и 0,2% цинка.
Амальгамовые сплавы смешиваются со
ртутью в соотношении 1:1

28.

Палладий (Pd).
Серебристо-белый металл из группы платиновых металлов. В
химическом отношении обладает большой стойкостью. В
агрессивных средах на поверхности палладия образуется
пассивирующая пленка, что защищает металл от разложения. С
кислородом палладий соединяется лишь при нагревании до
температуры 700-900 °С. Палладий тверже платины, но хуже
обрабатывается давлением. Обладает высокой ковкостью и
хорошо прокатывается.
Плотность - 11,9-12,3 г/см3
t плавления = 1555°С
Твердость по Бринеллю – 49 кгс/мм2
Неядовитый. Слабое олигодинамическое действие. Аллерген.
При работе с соединениями палладия может быть платиноз
(кашель, чихание, насморк, конъюнктивит, крапивница).
Палладий входит в состав сплавов для металлокерамических
зубных протезов, применяется для крампонов в фарфоровых
зубах.

29.

Платина Pt
Металл серовато –белого
цвета
Плотность = 21, 5 г/см3
Температура плавления 1770°С
Усадка при затвердевании –
ничтожна
Твердость по Бринеллю – 50
кгс/мм2
Платина высокопластична и
вязка. Хорошо обрабатывается
давлением. Растворяется
только в царской водке. При
нагревании не окисляется
Припой состоит из 3 частей
золота и 1 части платины или
чистое золото

30.

Сплавы на основе серебра и
палладия:
Сплав ПД-250 содержит 24,5 % палладия и 72,1 % серебра.
Выпускается в виде дисков толщиной 0,3 мм, диаметром 18,
20, 23, 25 мм, а также полос толщиной 0,3 мм. Применяется
для штампованных деталей.
Сплав ПД-190 содержит 18,5% палладия и 78 % серебра.
Выпускается в виде дисков толщиной 1 мм, диаметром 8 и
12 мм и лент толщиной 0,5; 1; 1,2 мм;
- используется для промежуточных частей мостовидных
протезов, вкладок. При плавке сплава ПД, особенно если
она проводится медленно, интенсивно окисляются и
испаряются цинк и кадмий. Поэтому при новой плавке
рекомендуется добавлять не менее 50 % нового сплава ПД.
Пайка – золотым припоем; можно ЗлСрКдМ-750-30.

31.

ВитИрий - П
ПдЗлСр 75 – 6 – 8,5
Для изготовления металлокерамических
коронок и бюгелей.
Поставляется в виде полос 1,5 х 10 х 10
мм. Вес 1 полосы от 1,7 до 1,9 г.

32.

Неблагородные
сплавы металлов
Сплавы на основе железа,
кобальта, хрома, никеля
Титан и его сплавы

33.

Сплавы на основе железа формируются на основе диаграммы состояния Fe - C
Для получения специфически оптимальных прочностных свойств стали
лигируют Ni, Cr, Si, Mn, Ti, Mo, Al и др. элементами.
Ni, Cr- образуют твердые растворы в Fe с гексагональной структурой,
упрочняют матрицу Υ твердого раствора, обеспечивают антикорозионные
свойства
Si, Mn – раскислители или модификаторы – способствуют измельчению
структуры, связывают растворенный кислород;
Al – раскислитель, упрочняет матрицу Υ твердого раствора;
Ti- карбидо и нитридо образующий элемент; повышает прочность и твердость
сплавов;
С – карбидообразующий, повышает прочность и твердость;
Легирование сталей Nb менее 1% стабилизирует структуру Υ твердого
раствора, препятствует межкристаллитной коррозии.
1Х18Н9Т;
20Х18Н9Т, 25Х18Н10С2, 35Х18Н25С2
Наиболее распространенными сплавами являются

34.

Нержавеющие стали:
К нержавеющим относят стали, устойчивые
против коррозии в атмосфере, речной и морской
воде. Содержание углерода в сталях менее
2,3%.
Химический состав нержавеющих сталей должен
обеспечить следующие ее свойства:
1) образование поверхностной защитной пленки;
2) однородность внутреннего строения;
3) отсутствие фазовых превращении, которые
могут быть причиной образования микротрещин;
4) технологичность.

35.

Железо (Fe)
– в природе встречается главным образом в виде окислов и
сернистых соединений. Это металл синевато-серебристого
цвета.
Плотность – 7,86 г/см3
tплавления = 1535°С
tкипения = 2450°С
Усадка при затвердевании – до 3%
Твердость по Бринеллю – 60-70 кгс/мм2
Железо очень пластичный и мягкий материал. В химическом
отношении это активный металл: во влажной среде быстро
коррозирует, покрываясь толстым слоем окиси. Водные
растворы кислот и солей вызывают интенсивное разрушение
железа. В зависимости от температуры железо может
существовать в четырех аллотропических модификациях α, β,
γ, δ.

36.

Встречаются следующие структурные
связи железа с углеродом:
1. Аустенит – твердый раствор углерода в железе,
характеризуется пластичностью сплава при твердости около
200 кгс/мм2. Образуется при температуре выше 721°С в γ
железа.
2. Феррит – твердый раствор углерода, очень мягкий,
пластичный; твердость около 80 кгс/мм2 по Бринеллю.
Образуется в α-модификации железа.
3. Цементит – карбид железа (Fe3С), очень твердый и хрупкий.
4. Перлит – смесь кристаллов цементита и феррита.
Получается из аустенита в результате его распада, твердый и
хрупкий.
5. Ледебурлит – смесь перлита и цементита, очень твердый и
хрупкий.

37.

Никель (Ni).
Встречается в виде соединений, среди которых наиболее
распространены: гарньерит и мышьяково-никелевый блеск.
Никель блестящий, серебристо-белый металл. Обладает
хорошей вязкостью и ковкостью, хорошо вальцуется и
вытягивается. Обладает устойчивостью к окислению на воздухе
и в воде. НС1, Н2SO4 и крепкая HNO3 действуют слабо. Устойчив
к щелочам.
Плотность (при 20°С) - 8,9 г/см3
tплавления = 1455° С
tкипения = 2730°
Твердость по Бринеллю – 70 кгс/мм2
Добавки никеля в сплавы улучшают их механические свойства,
повышают вязкость, уменьшают усадку, придают химическую
устойчивость.

38.

Классификация никелевых
сплавов по составу
Никелевые сплавы
Никель - хромовые
Содержание хрома
>20%
Никель - титановые
Содержание хрома
< 15%
С бериллием
Без бериллия

39.

Никель – хромовые сплавы
используют:
Для изготовления каркасов коронок и
мостовидных протезов:
Для облицовки керамикой
Для облицовки пластмассой
Необлицованные
Припои: никель –хромовый припой
припои из белого золота с никелем

40.

Сплавы на основе никеля: формируются
на основе диаграммы состояния Ni-Cr, для которой характерны твердые
растворы Cr в Ni с областью существования от 48% (1345 градусов С) до 30%
(590 градусов С)
Ni (60 -78%),
Cr(12 -24%),
Mo (4-11%),
Co < 2%,
Cr (20-31%),
Nb < 1%,
Si(0,3-1,6%),
Mn <1%,
W< 1%,
V< 1%,
C<0,5%,
Fe <0,5%
Mo снижает температуру плавления
сплавов, измельчает зерно и снижает
образование карбидов по границам зерен
Si, Mn- раскислители, модификаторы
измельчают зерно и снижают температуру
полиморфного превращения
Nb – повышает пластичность,
стабилизирует карбиды и предотвращает
межкристаллитную коррозию
V – повышает прочность не снижая
пластичности, сильный карбидо и
нитридообразующий элемент, вызывает
дисперсное упрочнение
С – карбидообразующий элемент,
упрочняет сплавы за счет образования
карбидов

41.

Никельхромовые сплавы для несъемного
протезирования(примеры)
Wiron NT (BEGO) :Ni – 61,4%, Cr – 22,9%, Mo – 8,8%, Nb - 3,9%, Fe – 2,5%, Mn –
0,4%, Ti – 0,1%
Не содержит: Be Цвет: серебристый, Плотность – 8,2 г/см3, t литья – 1450°С
Wiron 99 (BEGO) :Ni – 65%, Cr – 22,5%, Mo – 9,5%, Si – 1%, Nb – 1%, Fe – 0,5%, Ce
– 0,5%, C – 0,02%
1420°С;
Не содержит: Be Цвет: серебристый, Плотность – 8,2 г/см3, t литья –
Heraenium NA (Heraeus Kulzer):Ni –59,3%, Cr – 24%, Mo – 10% ( менее 2% Fe, Mn, Ta, Si, Nb, Ce, Al) Не содержит: Be Цвет: серебристый, Плотность – 8,3 г/см3, t
литья – 1450°С;
Нихролит (ООО «Медар-сервис» (г.Москва)) : Ni – 63%, Cr – 24%,
Mo – 9.5%, Si,Mn и РЗМ - остальное Не содержит: Fe,Be. Плотность – 8, 25
г/см3; Область плавления – 1280-1330 °С ;Твердость по Виккерсу (HV10) –235
Сталь марки 36Х18Н25С2 ГОСТ 5632-72 (ООО
«Стоматологические материалы»),t литья 1470о С:Fe – основа, С –
0,36%, Ni – 25%, Cr – 18%, Si – 2%. – для цельнолитых конструкций;
сталь коррозионностойкая «Денталит» (ООО «МедарСервис» (г.Москва)) : Fe – 49,5%, Ni – 19%, Cr – 22%, Mn, Si, Mo –
остальное; Плотность – 7,95 г/см3 , t плавления – 1330- 1375 °С

42.

Припои для соединения зубопротезных
деталей из нержавеющих сталей НХС
ПСр 63
– Ag 63%, Cu -23%, Zn – 10%
Tпл = 723° C
ПМнМЦнСр37
Ag- 37%, Cu- 48,8%, Mn-8,2%,
Zn-5,5%
Tпл 810° C
Для пайки
нержавеющей
стали наиболее
эффективен
флюс,
состоящий из
равных частей
борной кислоты
и фтористого
калия

43.

Никель – титановые сплавы
(нитиол)
Для файлов, используемых при обработке
корневых каналов;
Проволоки для челюстной ортопедии

44.

Хром (Сг).
Содержится в сталях до 17-19 %. Основной рудой для получения
хрома является хромистый железняк. Извлечение металлического
хрома производится путем восстановления его при плавке.
Хром – белый, с синеватым оттенком металл. Он имеет высокую
коррозионную стойкость. На хром не действует НNО3, растворяется
в НСl. Лишь при высокой температуре вступает в реакцию с
кислородом, образуя окись хрома Cr 2O3 и хромовый ангидрит СгО 3.
Хром обладает хрупкостью. С углеродом образует карбиды Сг 3С2,
Сг4С, Сг5С2.
Плотность – 7,2 г/см3
tплавления = 1900°С
tкипения = 2200°С
Усадка при затвердевании – 1,8 %
Твердость по Бринеллю – 217-236 кгс/мм2
Хром придает стали большую твердость, высокую
антикоррозийность. Окись хрома Cr2Oз, используют для
приготовления полировочных паст.
При добавлении хрома к сплавам возможность их паяния
ухудшается.

45.

КОБАЛЬТО-ХРОМОВЫЕ СТАЛИ
В 1953 г. А. И. Дойниковым и соавт. разработан и выпускается
промышленностью кобальтохромовый
сплав (КХС).
Основу сплава составляет кобальт (61-68%), имеющий высокие
механические свойства.
Хром (20 -31%) вводится для придания сплаву твердости и
антикоррозийных свойств.
Молибден (3 -6%) сообщает сплаву мелкокристаллическую структуру, что
усиливает прочностные свойства сплава.. Молибден в небольших
количествах повышает качество литья, улучшает жидкотекучесть.
Молибден понижает температуру плавления, снижает образование
карбидов по границам зерен, способствует удалению газов и сернистых
соединений.
Никель (менее 3%)повышает вязкость сплава
Кремний (0,3 -1,5%), марганец (менее 1%) – раскислители, модификаторы
–измельчают зерно и снижают температуру полиморфного превращения;
Ниобий (Nb) (менее 1%) – повышает пластичность, стабилизирует
карбиды и предотвращает межкристаллическую коррозию
Ванадий (менее 1%) – повышает прочность не снижая пластичности,
сильно карбидо и нитридообразующий элемент, образует
карбониридные фазы с ГЦК решеткой, вызывая дисперсное упрочнение;
Углерод (менее 0,5%) карбидообразующий, упрочняет сплавы за счет
образования карбидов;
Примесь железа не более 0,5 %, так как оно увеличивает усадку при
литье, ухудшает физико-химические свойства сплава.

46.

Состав сплава КХС
(проф. Дойников А.И. И соавт.):
67,0 % Co
26,0% Cr
6,0% Ni
0,5% Mn
0,5% Mo

47.

Кобальто –хромовые сплавы
Исследования Eisenring et all.(2003) показали,
что эти сплавы являются наилучшими (после
титана) биологически совместимыми
материалами на базе неблагородных металлов.
В сравнении с титаном они обладают лучшими
литейными свойствами. Для биологической
совместимости сплав должен содержать не
менее 25% хрома и 4% кобальта,которые
необходимы для образования пассивационного
слоя на поверхности протеза.

48.

Кобальто –хромовые сплавы фирмы
HERAEUS

49.

Бериллий
В стоматологии бериллий используется в
некоторых никелиево-хромовых сплавах.
Бериллий образует с множеством элементов
интерметаллиды, так называемые
бериллиды. Бериллий растворим в никеле,
кобальте и меди Сведения о содержании
бериллия обязательно должны указываться
на упаковке, если это содержание
превышает уровень 0,02 % массы. Не
допускается содержание бериллия
свыше 2% массы.
Бериллий высвобождается на поверхность
сплава. Сплав, содержащий бериллий
становится более светлым благодаря оксиду
бериллия. С повышением содержания
бериллия коррозионная устойчивость
сплава уменьшается.
Плотность 1,85 г/см3;
Бериллий известен как токсичный элемент, и
в экспериментах на животных доказана его
канцерогенность. Он накапливается в
организме (костях, легких), что может
привести с годами к проблемам со
здоровьем. Бериллий и все его производные
считаются канцерогенами (класс IIIA2 по [9]).
Концентрация бериллия в человеческой
крови составляет до 0,26 µг/л . В то время
как кровь зубных техников содержит
бериллий в объеме 0,34 µг/л (предельные
величины: 0,04-1,7 µг/л ).
Курильщики вдыхают бериллий в большом
количестве (0,47-0,74 µг/сигарета]. Бериллий
накапливается в костях. Т.к. бериллий
является земным щелочным металлом, он
проторивает дорогу в организм таким же
элементам (например, кальций, магнезий).
Другим органом-мишенью являются легкие,
независимо от ресорбции. Вывод из
организма идет через почки.

50.

Титан. (Ti).
Достаточно распространен. Занимает 9 место среди других элементов и
7 среди других металлов, составляя
0,61 % земной коры.
Титан существует в 2 кристаллических
модификациях. Низкотемпературный α –
титан имеет гексагональную решетку с
плотной упаковкой атомов.
Высокотемпературная модификация (β –
титан) обладает объемноцентрированной
кубической решеткой. α
β при 882,5°С с
изменением объема на 5,5%.

51.

Титан. (Ti).
Металл серебристо-белого цвета
Порядковый номер 22
Плотность – 4,5 г/см3
tплавления = 1668°С
tкипения = 3277°С
Твердость по Бринеллю – 100 кгс/мм2
Хорошая коррозийная стойкость в
атмосферном воздухе, воде. Образует на
поверхности защитную пассивирующую
пленку. Устойчив в HNOз, слабо растворим в
серной кислоте.

52.

Ti 22
Титан
В зубопротезной технике используется чистый титан в четырех
градациях (от Т1 до Т4)
Твердость в зависимости от градации, от 140 до 250 ед., КТР 9,6х10(6) К(-1)
Незначительная теплопроводность
Возможность избежать восприимчивости к раздражению твердых и
мягких тканей
Биологическая совместимость, устойчивость к коррозии
Титан образует на поверхности необратимый пассивный слой с
керамическим характером, который отвечает за биосовместимость
Нейтральный вкус не вызывает неприятных вкусовых ощущений;
отсутствие привкуса металла во рту, как при использовании
некоторых сплавов
Титан прозрачен для рентгеновских лучей, что делает возможным,
например, легко обнаружить вторичный кариес у зуба, покрытого
коронкой, или в зуботехнических целях - рентген-контроль отлитых
изделий на предмет литьевых раковин

53.

Титан
Это инертный металл для организма; устойчив к коррозии,
нейтральный вкус, нет привкуса металла;
Титан прозрачен для рентгеновских лучей;
Твердость от 140 до 250 ед.

54.

Сплавы титана:
Тритан 1 (пригоден для всех видов работ)
Рематитан М (имеет значительно
повышенный предел прочности и
эластичности – для бюгелей и больших
мостовидных протезов)
Химическая чистота минимум 99,5%

55.

Литейные титановые сплавы:
ВТ1Л
ВТ5Л
ВТ8Л
ВТ20Л
ВТ21Л
ВТ3-1Л
ВТ6Л
ВТ14Л

56.

Применение никелида титана
для брекетов

57.

Литьё титана
Титан –это металл, чистый хим.
элемент с порядковым номером
22.
Это инертный металл для
организма; устойчив к коррозии,
нейтральный вкус, нет привкуса
металла;
Незначительная
теплопроводность;
Точка плавления 1668°С.
Плотность 4,51 г/ см з
Титан прозрачен для
рентгеновских лучей;
Твердость от 140 до 250 ед.

58.

Особенности
моделирования
Анатомическая форма должна быть уменьшена.
Для благоприятного теплообмена между керамикой и
металлом обязательно наличие охладительных
ребрышек
На мостовидных протезах большой протяженности
обязательно наличие гирлянды.
Толщина колпачков д.б. не менее 0,4 -0,5 мм
Каркасы дуговых протезов также должны быть несколько
толще (чем при литье из кхс)

59.

Штифтование:
Используется специальный литейный
конус
Подводные каналы не должны
располагаться напротив входного
литникового канала из – за
возможности образования газовых
пор
Все соединения д.б. очень гладкими
без острых углов, чтобы
предотвратить турбулентность во
время заливки металла

60.

Особенности литья:
За счет реакции и дифузии газообразных и
твердых элементов на поверхности происходит
образование реакционной зоны и более твердой
поверхности титана.
Поверхностный слой или альфированный слой
хрупкий и грязный д.б. полностью удален;
При 882.5°С. Титан переходит в другое
кристаллическое состояние, что приводит к
увеличению до 17 % объема
У титана при контакте с кислородом на
поверхности мгновенно образуется тонки
защитный оксидный слой (пассивный слой)

61.

Особенности обработки:
Используются
специальные фрезы
с крестообразной
насечкой
При неправильной
обработке – м.б.
сколы,
оксидирование,
перегрев металла,
трещины.

62.

Особенности обработки:
При обработке скорость
вращения не д.б. более
15 000 об/мин
Низкое давление на
изделие
Обрабатывать в одном
направлении
Избегать острых углов и
напусков металла
Периодически чистить
фрезы пароструйным
аппаратом и кисточкой из
стекловолокна.

63.

Вспомогательные металлы:
Кадмий (Cd).
Очень пластичный мягкий металл, легко куется и вальцуется. Хорошо растворяется в НС1 и
Н2SО4. На воздухе в присутствии влаги покрывается окисной пленкой CdO.
Кадмий применяют для приготовления припоев и легкоплавких сплавов.
Плотность – 8,6 г/см3
tплавления = 320°С
tкипения = 778°С
Твердость = 18 кгс/мм2
Усадка – 4,7%.
Магний (Мg)
Серебристо – белый металл, гексагональная кристаллическая решетка
Плотность 1,74 г/смз
Т пл = 650 °С
Используется как добавка в стоматологические сплавы для улучшения адгезии
керамических покрытий.
Марганец (Mn)
Серебристо – белый металл
Плотность 7,2 -7,4 г/смз
Т пл = 1245 °С
Используется как легирующий элемент, раскислитель и десульфатор
Некоторые соединения марганца токсичны: поражают ц.н.с. и многие органы

64.

65.

Вспомогательные металлы:
Галлий (Ga)
Серебристо – белый металл с синеватым оттенком.
Плотность от 5,9 до 6,09 г/смз
Тпл = 29,76 °С По твердости близок к золоту.
Добавки галлия улучшают механические свойства многих
сплавов. Применяется для создания легкоплавких сплавов и
припоев.
Германий (Gе)
Серебристо –серое вещество с металлическим блеском.
Имеет кубическую кристаллическую решетку
Плотность 5,32 Г/смз
Т пл. = 937,2 °С
Повышает стойкость сплавов к кислотам
Применяется для создания припоев.

66.

Вспомогательные металлы
Иттрий (Y)
Металл светло –серого цвета, на воздухе тускнеет. Кристаллическая решетка
низкотемпературной модификации – гексагональная, а высокотемпературной –
кубическая объемноцентрированная.
Плотность 4,47 г/смз, Тпл= 1526 °С
Оказывает раскисляющее, дегазирующее и рафинирующее действие,упрочняя
сплавы вследствие легирования твердого раствора.
Иттрий (более 0,5%) увеличивает прочностные параметры титановых сплавов.
Наличие устойчивой оксидной пленки на поверхность изделий определяет
высокую адгезионную способность к керамическим покрытиям.
Ниобий (Nb)
Ковкий металл светло –серого цвета Плотность = 8,57 г/смз, Т пл = 2468 °С.
Служит легирующей добавкой к сплавам, содержащим карбиды,
предотвращает межкристаллитную коррозию и их технологические
свойства

67.

Вспомогательные металлы
Индий (In)
Серебристо – белый мягкий металл. Плотность = 7,31 г/смз, Т пл = 156,6 °С
Сплавы индия легкоплавки, хорошо смачивают многие металлические
и неметаллические материалы. Наличие индия снижает окисляемость
сплавов.
In диффундирует в другие сплавы, образуя прочные соединения или твердые
износоустойчивые покрытия.
Как легирующий элемент увеличивает твердость сплавов и прочность сплавов
на разрыв, повышает коррозионную стойкость
Сплавы In с медью.серебром, золотом, палладием, платиной, кадмием и
цинком применяется для изготовления зубных протезов.
Гафний (Нf)
Серебристо – белый металл, Плотность 13,31 г/смз,Т пл = 2222 °С ± 30 °С
Повышает прочность в сталях и серебряно –палладиевых сплавах.

68.

Вспомогательные металлы:
Алюминий. (Аl). В природе – самый
распространенный. Металл серебристо-белого цвета с
голубым отливом. Самый легкий металл.
Удельный вес = 2,7
t плавления = 658° С
t кипения = 1800 °С
Твердость = 20 кгс/мм2
Усадка – 2,3 %
Легко штампуется, вытягивается в проволоку. Мягкий, менее
вязок, чем серебро. При сухой среде индифферентен, при
обычной температуре на него не действует HNO3 и
концентрированная Н2SО4 так как образуется окисная
пленка. Растворяется в соляной кислоте, щелочах,
органических кислотах в присутствии NaCl. Алюминиевую
проволоку используют при лечении переломов,
ортодонтических аппаратов.

69.

Вспомогательные металлы
Свинец (РЬ). Синевато-серый блестящий
металл.
Удельный вес – 11,34 г/смз.
Усадка - 2,9 %.
Твердость 1 кгс/мм2.
Т пл= 327,4°С Очень мягок, тягуч, но мало прочен
на изгиб. На влажном воздухе окисляется и
пассивируется.. Плохо проводит электричество и
тепло. Применяется в легкоплавких сплавах

70.

71.

72.

Вспомогательные металлы:
Олово (Sn). Блестящий металл серебристо-белого цвета.
Удельный вес – 7,28г/смз
t плавления = 232° С
t кипения = 227°С
Усадка до 21 %
Ковкое, может быть прокатано в тонкие листы. Твердость – 3 кгс/мм2.
Растворяется в разбавленных кислотах, медленно охлаждается. Входит
в состав легкоплавких металлов.
Сурьма (Sb). Серебристо-белый металл с голубоватым отливом.
t плавления = 630 °С
t кипения = 1440°С
Усадка – 0,17 %
Очень хрупкий металл. Твердость 30 кгс/мм2.Не окисляется кислородом
воздуха.
Висмут (Bi). Серебристо белый блестящий металл с красноватым
оттенком.
Удельный вес – 9,8г/смз
t плавления = 271,3°С
t кипения = 1420°С
Усадка до 0,13%
Твердость – 35 кгс/мм2
Очень хрупок, в изломе металлопластичен. Устойчив в кислотах.

73.

Легкоплавкие металлы в
стоматологии
Сплав Вуда.
Температура плавления 68 С.
Состав: Висмут – 50%,
Свинец – 25%,
Олово – 12,5%,
Кадмий – 12,5%.
Токсичен, так как содержит
кадмий.
Сплав Меллота.
Температура плавления 63 С
Состав: Висмут – 50%, Свинец – 20%, Олово
– 30%
Сплав Розе
Температура плавления 94 С.
Состав: Висмут – 50%,
Свинец и Олово по 25%.

74.

Легкоплавкие металлы в
стоматологии
Сплав Меллота.
Температура плавления 63 С
Состав: Висмут – 50%, Свинец – 20%, Олово
– 30%

75.

Вспомогательные сплавы:
Нейзильбер (или новое серебро, или мельхиор.)
50 % Сu Удельный вес = 7,5
22 % Zn t плавления = 1024°С
15 % Ni
Небольшая усадка. Хорошие механические свойства, особо ценна
упругость. Применяется для регулирующих и репонкрующих аппаратов.
Бронза – сплав меди с драгоценными металлами. Медно-алюминиевый
сплав (алюминиевая бронза).
90 % - Сu
10 % - А1.
Золотисто-желтого цвета.
t плавления = 1030 °С
Твердость = 50 кгс/мм2
Применяется в виде проволоки в ортодонтии и челюстно-лицевой
ортопедии.
Латунь – сплав меди – 50 % и цинка – 50 %.
Наиболее известна латунь, состоящая из 2 частей меди и 1 части цинка.
Золотистый цвет. Применяется для музейных экспонатов

76.

Коррозия металлов:
Коррозией называется процесс разрушения
металлов вследствие химического или
электрохимического взаимодействия их с
внешней средой. Коррозия снижает прочность и
пластичность металла, портит его поверхность,
ухудшает его электрические и оптические
свойства. Коррозия вызывает безвозвратную
потерю металла.
Различают: сплошную, местную,
межкристаллическую коррозии.

77.

Равномерная коррозия
Сплошная коррозия – менее опасный вид
коррозии, т. к. при достаточной толщине металла
механическая прочность изделия в результате
коррозии меняется незначительно (шероховатый
или «изрытый» вид).
Сплошная коррозия подразделяется на:
- равномерную;
- неравномерную;
- избирательную

78.

Местная коррозия
Местная коррозия приводит к
разрушению только
отдельных участков металла
и проявляется в виде пятен и
точечных поражений
различной глубины. Она
возникает в случае
неоднородной поверхности,
при наличии включений в
металл или внутренних
напряжений. Резко
ухудшаются механические
свойства изделия.
Местная коррозия:
- в виде пятен:
- в виде точек (питтингов);

79.

Межкристаллитная коррозия:
Межкристаллитная коррозия (транскристаллическая или
ножевая коррозия) – разрушает металлы по границам
зерен (кристаллитов), при этом агрессивная среда
проникает в глубь металла. Продукты коррозии остаются
между кристаллитами металлов, зачастую не вызывая
внешнего изменения изделия, настолько ослабляет
прочность металла, что изделие легко ломается руками.
Этому виду коррозии особенно подвержены нержавеющие
стали и ряд сплавов алюминия.

80.

Ряд напряжений металлов

81.

82.

На гипсовой модели проведено восковое
моделирование каркасов зубных протезов
К восковым репродукциям искусственных
коронок установлены отрезки восковой
проволоки, образующей литьевые каналы

83.

а
б
Создание литейной формы: а – кювета для литья; б - на
дне кюветы на конусе установлено «литниковое дерево».

84.

Основные элементы
литниковой системы:
1- объект литья;
2- питатель;
3-коллектор;
4 – литниковый канал;
5- литниковая воронка

85.

86.

Этап заполнения кюветы для литья
огнеупорной массой.

87.

88.

ФОРМОВКА ОГНЕУПОРНОЙ
МАССОЙ
Основными компонентами фосфатных формовочных материалов являются фосфаты и
некоторые кристаллические модификации окиси кремния (кварц, кристобалит), способные
при повышении температуры превращаться из одной формы (альфа-форма) в другую (бетаформа), что сопровождается увеличением объёма и используется для компенсации усадки
сплава:
- окись кремния придает формовочной массе термостойкость;
- формовочные массы на основе кристобалита имеют преимущества
перед кварцевыми, так как кристобалит расширяется больше, чем кварц.
Кристобалит может вызвать термическое расширение формовочного материала до 1,6%, а
кварц — до 1,4%. В настоящее время выпускаются формовочные материалы, которые
можно заливать в специальную форму и почти сразу проводить заливку металла. Такие
материалы достаточно прочны и выдерживают поступление расплавленного металла по
литниковой системе без разрушения внутренних слоев

89.

Опока для литья в стеклянной форме со
снятым подопочным конусом

90.

После предварительного подогрева конической подставки (подопочного конуса) и литейной
формы их снимают с опоки, устанавливают кювету-опоку на поддон воронкой вниз для
стекания расплавленного воска и переносят в печь, нагретую до температуры 200° С на 2025 минут для окончательного удаления воска

91.

Далее переносят опоку в прокалочную печь с
температурой 400°С и, постепенно доводят
её до 900 - 1000°С
Нагретая до10000С опока
устанавливается в литейную
установку
Прокаливание литейной формы обеспечивает хорошие литейные свойства сплаву,
уменьшает его усадку, исключает выделение газов при его заливке. В процессе литья
необходимо обеспечить удаление из литейной формы воздуха, влаги и газа,
выделяющегося из жидкого металла. Для этого форма должна быть газопроницаемой. При
недостаточном удалении газа в отливке образуются газовые раковины.

92.

Вакуумные литейные установки по принципу
заливки расплава могут быть разделены на две
группы:
Первую группу составляют установки с
донной заливкой расплава.
Благодаря донному методу разлива расплава,
нерастворимые в расплаве соединения оксидной
пленки, не попадают в литейную полость опоки.
Опока теплоизолированна и неподвижна.
Механическое влияние на опоку отсутствует.
Вакуумная литейная установка с
донной заливкой расплава.
В тиглях с донным разливом расплава в
качестве затвора используется керамический
шток, вставляемый внутрь тигля и
закрывающий выходное отверстие. В момент
литья шток приподнимается, открывая
выходное отверстие тигля. Недостатками
данной конструкции тигля являются:
1). Затруднение загрузки металла в него изза наличия керамического штока. Полезная
ёмкость такой конструкции уменьшена.
2) Наличие керамического штока, как затвора
выходного отверстия тигля, не даёт
возможности прогреть металл вместе с
тиглем в муфельной печи для
предварительного нагрева, в связи с чем,
снижается оперативность этапа литья
сплава металла.
Вариантом устранения этих недостатков
может быть раздвижной тигель с донным
разливом расплава. В момент литья одна из
половинок тигля приподнимается, открывая
пространство для выхода расплава. В таком
тигле загрузке металлических заготовок
ничего не мешает.

93.

а
б
Тигель с донным разливом металла:
а- в центре индуктора установлен тигель б- вид раздвижного тигля.
Вариантом устранения этих недостатков может быть раздвижной
тигель с донным разливом расплава. В момент литья одна из
половинок тигля приподнимается, открывая пространство для выхода
расплава. В таком тигле загрузке металлических заготовок ничего не
мешает.

94.

Вторую группу составляют установки с заливкой расплава с верхней части тигля
.Вакуумная литейная установка с заливкой
расплава с верхней части тигля.

95.

Тигель с разливом расплава через
выходное отверстие в верхней части
тигля
в момент литья вместе с
индуктором и опокой поворачиваются
на угол, необходимый для истечения
расплава. В такую конструкцию тигля
загрузке металлических заготовок
ничего не мешает, перед плавкой
есть возможность прогреть металл
вместе с тиглем в печи для
предварительного нагрева.
б
а
Тигель с разливом расплава через выходное
отверстие в верхней части: а- тигель в центре
индуктора печи б- общий вид тигля

96.

97.

ПЛАВКА И ЛИТЬЁ СПЛАВА