牙科钛铸造机是通过计算机控制,采用电弧熔融方式进行铸造钛、钛合金的托牙支架、壳冠等精密铸件的设备。
(一)种类
钛具有优越的生物相容性、耐腐蚀性、良好的机械性能、密度小、价格低等优点,是一种理想的新型口腔修复材料。但是,由于钛的熔点高(1668 ℃),高温下化学性能活泼、极易被氧化,且熔化后的钛液流动性差、惯性小,铸造性能不良,因此钛铸造很困难。
常用的钛铸造机种类有差压式铸造机,离心式铸造机,压力、吸引、离心式三合一铸造机。
(二)各类钛铸造机的特点
(1)差压式铸造机:早期使用的纯钛铸造机,在一些方面上有显著缺点。型腔内的气体只能通过包埋材料的空隙排出,铸件内部气孔的发生率很高;同时,加压吸引方式没有特定的方向性和强大的吸引力,在铸造时无法得到稳定的速度。这些原因往往会导致铸件铸造不全。
(2)离心式铸造机:相较于差压式铸造机的铸全率高,原因是离心铸造时型腔内的气体可通过包埋材料的空隙及铸造排出,铸件内部气孔的发生率比较少。但是,流液有一定的方向性,有些部位不能达到,亦会造成铸件不完整。而且离心铸造在铸造时需要调整平衡,铸道的设计也有一定的要求,操作麻烦。
(3)压力、吸引、离心式三合一铸造机:采用离心、加压、吸引三力合一的原理制造的纯钛铸造机,兼具有真空铸造、压力铸造和离心铸造的优点,不仅可用于纯钛的铸造,也可用于钛合金、贵金属合金、镍铬合金等高精密铸造。
(三)结构
钛铸造机主要由旋转体、动力部分、供电系统、真空系统、氩气系统及电控系统组成。
(1)旋转体:内部为熔解室和铸造室,两室被隔盘分开。
(4)真空系统:包括真空泵、高真空截止阀、真空泵、管道等。
(5)氩气系统:包括减压阀、截止阀、安全阀、压力表、管道等。
(6)电控系统:包括计算机程序控制软件、各种电子元件、显示器等。
(四)工作原理
在真空环境和氩气保护下,直流电弧对坩埚中的金属加热,使之熔融,在铸造力(离心力、压力、差压力、吸引力)作用下熔融金属充满铸腔,完成铸造(图3-23)。
(五)操作方法
(1)打开氩气瓶气阀旋钮。
(2)调整氩气瓶的压力至0.31 MPa。
(3)打开电源:打开电源按钮至“ON”;打开铸造主机电源按钮至“ON”;确认真空泵电源开关至“ON”
图3-23 钛铸造机工作原理示意图
(4)按下启动键,保护窗自动打开,铸造壁旋转至水平位置,照明灯点亮。
(5)真空检测,加压检测。按下真空检测键,真空指示值会升至正常位置。打开铸腔按下加压检测键,检测到有氩气喷出。
(6)铸腔内检查:打开铸腔;检查铸腔的垫圈是否有伤痕,如有应及时更换;调查悬臂离空腔内边缘的距离是否为50 mm。
(7)铸造操作:
①自动方式:工作参数设定完成后,按启动键即可完成铸造全过程。在使用自动铸造功能时,应预先设定电流值、熔解时间等必要参数。其铸造全过程由计算机控制,直至其旋转臂停止运行即完成铸造。
②手动方式:根据不同金属选择电流、坩埚,当金属熔融到铸造条件时按下铸造键,铸造结束时将其取出。
(8)铸造完成后处理:
①取出铸圈。
②关闭保护窗。
③关闭氩气压力阀和氩气瓶总阀。
④关闭变压装置电源至“OFF”。
⑤关闭铸造机主体电源至“OFF”。(www.xing528.com)
(六)注意事项
(1)设备安装应符合安装要求。
(2)氩气压力应保持在0.2~0.35 MPa 之间,否则会损坏设备。
(3)配重位置若不恰当,旋转时将产生剧烈震动,严重损伤设备。
(4)连续铸造的时间间隔应参照厂家说明书。
(5)铸造结束,应在真空表和压力表复位后才能开启铸造室。
(6)禁止在未装铸模和密封垫的情况下通入氩气,以免氩气进入真空系统损毁真空仪表。
(七)维护保养
(1)及时修正或更换电弧电极。
(2)注意修整石墨坩埚。
(3)铸腔内的耐热密封垫圈若损坏,应及时更换。
(4)经常检查过滤器是否清洁。
(5)经常清扫目视镜,若有损坏应及时更换。
(6)定期检查通气管道,注意保持清洁。
(7)经常清扫旋转槽内异物。
(8)定期更换铸腔内电极棒的瓷性护套。
(9)氩气用完应及时更换氩气瓶。
(10)定期更换保险管。
(八)常见故障及处理方法
钛铸造机的常见故障机及处理方法见表3-16。
表3-16 钛铸造机的常见故障机及处理方法
(九)国外各类型钛铸造机
(1)日本是最早研制牙科钛铸造机的国家,其产品种类齐全,性能先进,在牙科钛精铸设备、辅助器材和技术方面都处于领先地位,Castmatic 系列钛铸造机是日本最早研制生产的牙科钛铸造机。
(2)美国、德国在钛铸造技术方面也较为先进。如美国的Tycast 3000 型铸造机、德国的VACUTHERM-3 型纯钛铸造机亦有各自优点。
(十)国产LZ-Ⅱ型牙科钛铸造机
国产LZ-Ⅱ型牙科钛铸造机是压力、吸引、离心式三合一钛铸造机,采用电弧方式对钛及钛合金进行熔解。每次铸造时严格按照操作规程,密切观察各表值,是保证机器正常运转、获得合格铸件的关键。
国产LZ-Ⅱ型牙科钛铸造机使用的注意事项如下。
(1)正确调节熔金时间及惰性气体输入指标。
(2)注意铸型腔的方向与离心腔的方向一致。
(3)认真观察熔金前及熔金时的空气真空度的指标,当指标达不到要求时,应及时停机检查。
(4)认真观察熔金时电弧的变化情况及输入电流的大小。
(5)正确配平离心壁两端的比重。
(6)铸造完成后铸型和剩余钛粒应及时从铸造室及熔金室中取出,以降低温度。
(7)当铸型发生裂痕时,并非都会影响铸件的质量,但当铸型处于密封区域发生裂隙时,应先采用高温密封胶加以密封,以防影响合金熔化。
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