Wpływ powtórnego procesu topienia na własności wytrzymałościowe dentystycznego stopu chromowo-kobaltowego

Materiał badawczy

Do badań użyto wieloskładnikowego stopu chromowo-kobaltowego Biosil^® f firmy DeguDent (Niemcy), który ze względu na zadowalającą sprężystość jest polecany do wykonywania konstrukcji szkieletów protez częściowych, zwłaszcza tych z długimi ramionami retencyjnymi klamer (fot. 1).

Dzięki zastosowaniu materiałów wyjściowych o wysokim stopniu czystości oraz wprowadzeniu stosownego procesu technologicznego osiągnięto bardzo niską zawartość Ni poniżej 0,05%. Biosil^® f odpowiada normom DIN 13 912 oraz ISO 68 71, a jego skład chemiczny oraz najważniejsze własności przedstawiono w tab. 1 i 2.

Przeczytaj wszystkie artykuły z kategorii PROTETYKA

Metody wykonania próbek z dentystycznego stopu chromowo-kobaltowego do badań wytrzymałościowych na zrywanie

Do przeprowadzenia badań wytrzymałościowych wykonano 84 próbki, po 12 dla każdego rodzaju przetopionego stopu (tab. 3). Wszystkie próbki zostały sporządzone w tym samym laboratorium protetycznym przez tego samego technika dentystycznego, co miało na celu stworzenie identycznych warunków przygotowania stopu. Każda z próbek została poddana obróbce strumieniowo-ściernej tlenkiem glinu o średnicy ziarna 125 µm, a następnie oczyszczona przy pomocy polerowania elektrolitycznego.

Próbki do jednokrotnego topienia zostały wykonane z wosku odlewowego, natomiast do wielokrotnego, czyli dwu-, trzy- i czterokrotnie, przetopionego stopu przygotowano formę silikonową, do której wlewano wosk odlewowy i po przymocowaniu kanałów wlewowych wytwarzano formę odlewniczą.

Uwzględniając stosunkowo dużą kurczliwość liniową dentystycznego stopu chromowo-kobaltowego, która wynosi od 1,8% do 2,3%, w celu sporządzenia form odlewniczych zastosowano masy wiązane fosforanami, ponieważ są one bardziej stabilne w wysokich temperaturach.

Do wykonania form odlewniczych za każdym razem użyto tych samych mas ogniotrwałych, które zarabiano w mieszalniku próżniowym. Próżniowe mieszanie mas ogniotrwałych pozwala osiągnąć przewidywane rezultaty z minimalnymi defektami powierzchniowymi. Rozrabianie i czas mieszania mas ogniotrwałych były kontrolowane zgodnie z zaleceniami producenta.

Do przygotowanych form odlewniczych użyto pierścieni silikonowych, które w przeciwieństwie do pierścieni metalowych oraz plastikowych zapewniają równomierną zmianę wielkości formy w wyniku ekspansji wiązania (ryc. 1).

Formy odlewnicze umieszczono w piecu w taki sposób, aby otwór kanału wlewowego oraz rysa orientacyjna były skierowane do dołu, co umożliwiło dokładne usunięcie wosku w formie płynnej (fot. 2). Następnie pierścień został odwrócony i umieszczony kanałem wlewowym ku górze. W tej pozycji bowiem łatwiejsze są cyrkulacja tlenu z atmosfery pieca i jego reakcja z woskiem oraz tworzenie głównie gazów, a nie drobnych cząsteczek węgla, które interferują z odpowietrzaniem formy odlewniczej. Dla każdej grupy badawczej przygotowano formy odlewnicze (tab. 4).

Dentystyczny stop chromowo-kobaltowy topiono w ceramicznym tyglu przy pomocy prądu indukcyjnego w kompaktowej odlewni indukcyjnej Fornax T firmy Bego (Niemcy) o mocy topienia indukcyjnego 3,6 KVA, 65 KHz.
W zastosowanej odlewarce stop wprowadzano do formy odlewniczej przy pomocy siły odśrodkowej w ciągu 1 sekundy. Maksymalna prędkość obrotowa wirowania ramienia odlewni wynosiła 400 obrotów na minutę.

Metody badań

W badaniach wytrzymałościowych zastosowano statyczną próbę rozciągania, która najczęściej jest przedstawiana przez producentów stopu. Do badań zastosowano maszynę wytrzymałościową typu Instron 4483 (fot. 3) serii H1907, używając głowicy o sile udźwigu 20 kN, typ 2518-102 (Instron), nr fabryczny UK695 (układ pomiarowy siły), nr świadectwa wzorcowania ZPS-1669-2016, data świadectwa wzorcowania: 30.12.2016 r. Natomiast wyposażenie badawcze to: przyrząd do pomiaru wydłużeń – ekstensometr typu 2630-102 (Instron), seria nr 18, droga pomiarowa od -5 mm do +5 mm, nominalna wartość bazy pomiarowej: 10 mm, nr świadectwa wzorcowania ZPS-1670-2016, data świadectwa wzorcowania: 30.12.2016 r.; termometr elektryczny typu 02188 (Viking), nr identyfikacyjny T 034/11, nr świadectwa wzorcowania 174/A/2014, data świadectwa wzorcowania: 6.02.2014 r.; suwmiarka elektroniczna 500-181-20 (Mitutoyo), nr fabryczny 11448442, nr świadectwa wzorcowania L16253-01, data świadectwa wzorcowania: 18.04.2016 r., przy pomocy której mierzono obszary badawcze dla każdej próbki. Następnie określono grupy badawcze, które przedstawia tab. 5. Wszystkie badania przeprowadzono w temperaturze pokojowej. Dla każdego przetopionego stopu wykonano 12 pomiarów na odpowiednio przygotowanych próbkach (fot. 4).

Galeria

zobacz więcej