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 <в 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

55

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.

56

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

57

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.

58