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

Ponadto uzyskane wyniki wykazały, że średnia wytrzymałość mechaniczna wszystkich przetopionych stopów jest niższa od średniej wartości deklarowanej przez producenta, która wynosi dla rozciągania 900 MPa, a dla granicy plastyczności – 700 MPa.

Badane rodzaje stopów wykazują również nieznaczne obniżenie wytrzymałości na rozciąganie wraz ze zwiększonym udziałem w stopie nowym stopów już przetapianych, natomiast średnie wartości stopów wielokrotnie przetapianych są różne. Na przykład stopy dwukrotnie topione względem stopów jednokrotnie topionych obniżają swoje średnie wartości na wytrzymałość, a z kolei stopy jednokrotnie topione względem stopu trzykrotnie topionego.

Należy również zwrócić uwagę na zróżnicowanie zaobserwowanych wartości minimalnych i maksymalnych wytrzymałości na rozciąganie oraz granicy plastyczności.

Warty odnotowania jest także fakt, że wszystkie przetopione stopy osiągnęły w maksymalnych wartościach rozciągania wyższą wartość niż średnia wyznaczona przez producenta, jedynie stopy trzy- i czterokrotnie topione wykazały w maksymalnych wartościach minimalnie wyższą granicę plastyczności niż stopy fabryczne.

Dyskusja

Podjęte badania miały na celu uzyskanie odpowiedzi na pytanie, czy wielokrotny proces topienia stopu chromowo-kobaltowego oraz dodanie do stopu nowego materiału wcześniej przetopionego ma wpływ na własności wytrzymałościowe uzyskanych odlewów. Wiadomo bowiem, że właściwości odlewów zależne są od procedury odlewniczej, na którą składają się: dokładność powielenia modelu, prawidłowe zaprojektowanie i wykonanie wzorca woskowego, uwzględnienie ekspansji wosku pod wpływem temperatury, rozmiar, długość, konfiguracja, punkty przymocowania i sposób łączenia układu wlewowego, wybór masy osłaniającej, umiejscowienie matrycy woskowej w formie odlewniczej, sposób zarabiania masy osłaniającej, rozszerzalność wiązania, termiczna oraz inwersyjna masy, czas i temperatura wygrzewania formy, metoda odlewania, siła użyta do wtłoczenia metalu do formy odlewniczej, skurcz podczas schładzania formy odlewniczej. Powyższy ciąg odlewniczy stanowi o jakości wykonanego uzupełnienia protetycznego przy założeniu, że materiał, który został użyty, nie miał wad. Nieprzestrzeganie procedur technologicznych albo ich zakłócenie prowadzą do powstawania wadliwych odlewów i są głównymi przyczynami pękania konstrukcji metalowych (19).

W niniejszej pracy wykonane badania wytrzymałościowe statycznej próby rozciągania wskazały, że żaden z przetapianych stopów nie osiągnął średniej deklarowanej przez producenta, co potwierdziły również badania przeprowadzone przez Jadczaka i wsp. (19) oraz Surowską i wsp. (4). Przyczyną tego stanu rzeczy mogą być najprawdopodobniej proces topienia oraz krzepnięcia metali wchodzących w skład stopu, który wpływa na pogorszenie właściwości mikromechanicznych (20).

Berr i wsp. (21) przeprowadzili statyczną próbę rozciągania dla próbek ze stopu chromowo-kobaltowego odlewanych metodą odśrodkową oraz ciśnieniowo-próżniową. Autorzy lepsze wyniki uzyskali dla próbek wykonanych metodą ciśnieniowo-próżniową i są one zbliżone do wyników uzyskanych w niniejszej pracy, z tą różnicą, że próbki wykonano przy pomocy odlewnictwa odśrodkowego. Należy zaznaczyć, że w badaniach cytowanych autorów defekty strukturalne wystąpiły zarówno w próbkach odlewanych metodą odśrodkową, jak i ciśnieniowo-próżniową (21).

W badaniach własnych najwyższą średnią wytrzymałość na rozciąganie osiągnął stop trzykrotnie przetapiany, co jest zgodne z wynikami badań, jakie przeprowadzili Hajduga i Puchalik (22). Jednak autorzy ci we wszystkich poddanych ocenie próbkach stwierdzili występowanie różnego rodzaju zanieczyszczeń, które ich zdaniem mogły zostać wprowadzone do odlewu podczas topienia stopu otwartym płomieniem.

Z przytoczonych danych w tej pracy można wywnioskować, że wielokrotność przetapiania stopów pochodzących z tego samego przetopu o tym samym kształcie i masie nie pogarsza właściwości produktu finalnego, jeżeli stop podczas procedury odlewniczej topił się równomiernie. Uzyskane wyniki w teście na zrywanie były do siebie zbliżone, co świadczy o tym, że najważniejsze jest wyeliminowanie wad w odlewach, które wpływają na trwałe odkształcenia plastyczne (23).

Najczęstszym błędem podczas przeprowadzania procedury odlewniczej w przypadku stopów mieszanych składających się z części stopów nowych i elementów już przetopionych jest przegrzanie stopu, ponieważ jedna część stopu topi się zdecydowanie szybciej, natomiast stop przetopiony może osiągnąć temperaturę topnienia wolniej niż stop nowy lub odwrotnie, w zależności od tego, jak jest usytuowany w tyglu. Należy podkreślić, że decydujące znaczenie dla równego przetapiania stopu ma nie tylko jego masa, ale również kształt.

Dlatego w przeprowadzonych badaniach do powtórnych procesów topienia zawsze przygotowywano takie same pod względem kształtu i masy części stopu. Bowiem przy wykonywaniu konstrukcji protetycznej ze stopu nowego w postaci kostek o tym samym kształcie i masie topienie stopu oraz osiągnięcie temperatury odpowiedniej do wypełnienia formy odlewniczej odbywa się równomiernie. Natomiast przy kolejnych przetopach jest utrudnione, gdyż topione są elementy o różnym kształcie oraz masie (kanały odlewnicze, stożek i resztki po obróbce mechanicznej), w konsekwencji czego proces ten przebiega nierównomiernie.

W niniejszej pracy materiał badawczy za każdym razem był topiony równomiernie, ponieważ na rzecz badań przygotowano negatyw silikonowy z kostek metalu dostarczanych przez producenta. Procedura ta pozwoliła na sporządzenie takich samych pod względem kształtu i  masy partii stopu, które uzyskiwano z przetopienia nowego stopu. Dzięki temu stop był równomiernie topiony na całej powierzchni, także w przypadku stopów mieszanych.

Ponadto przeprowadzone badania wykazały, że stopy jedno-, trzy- i czterokrotnie przetopione oraz stopy mieszane (oprócz ²/₃ nowego i ¹/₃ przetopionego) mają zbliżone wartości wytrzymałościowe, co nie jest zgodne z powszechnie panującą opinią, która zaleca mieszanie już raz przetopionego stopu w proporcjach nieprzekraczających połowy wartości wagowej stopu nowego (24-26).

Galeria

zobacz więcej