空气环境对多次铸造的钴铬合金机械性能的影响

作者:朱松 于德珍 赵华  文章来源:口腔医学纵横 

2006-5-11 17:38:02         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

  钴铬合金熔化时能溶解一些空气中的氧、氮和氢,这些气体的溶解度在合金凝固时突然降低,超过固溶极限的气体必然析出并可能形成小气孔[3]。另外,合金于空 气中反复熔铸,生成的氧化物增加。因此,铸件的体积越大,熔铸的次数越多,内部的气孔 及非金属性夹杂物也越多[4],这会导致合金抗拉强度的降低。

  金属在循环应力作用下,在该应力的最大值远小于材料静拉断裂所需最小应力的情况下 ,就能产生疲劳破坏[5]。人们日常的咀嚼活动,对于钴铬合金铸造的可摘义齿的 基托,连接杆等就是多次的应力循环[6]。空气环境中多次铸造的合金内部某些区 域晶粒结构紊乱现象加剧,气孔及非金属性夹杂物增加,这些缺陷出现在修复体的表面或靠 近表面比远离表面或位于铸件中心更危险[7]。义齿受力时会形成应力集中,萌生 裂纹,过早出现疲劳断裂。另外,修复体表面的小气孔一旦形成还会使菌斑附着,食物残渣 聚集,影响患者的口腔卫生,临床使用空气环境的剩余钢一定要慎重。

  2. 伸长率:伸长率是衡量合金塑性的主要指标。塑性变形的实质是合金内部的晶粒发 生了拉长的不可恢复的变形,每个晶粒在拉长时必然会受到它周围晶粒的约束和障碍,各晶 粒必须相互协调,相互适应才能发生变形。若合金晶粒结构较均匀一致,彼此适应力强,断 裂前可有较大的塑性形变量,伸长率高。

  如果铸造可摘义齿的合金塑性差, 临床上根据需要调整卡环时很困难, 且易产生加工硬化现象,随着变形量的增大,金属的塑性变形抗力迅速增大,塑性显著下降[8] 。再使用这种修复体,固位不良,还可出现部分断裂,产生其它对口腔软硬组织的不良影 响。因此临床上不应再使用空气第二代的钴铬合金铸造各种修复体。

  3. 硬度:空气环境,合金反复熔铸的高温,可使空气中的碳、氮等成分在合金表面产 生气相反应,生成活性碳原子、氮原子,而后向合金内部扩散。碳虽是微量,却影响较大, 它可与钴、铬形成多种碳化物,氮也极易与合金中的铝、铬、钼等形成硬度高而且非常稳定 的氮化物,这些成分的存在提高了合金的硬度和耐磨性。

  合金中的铝、硅、铁是脱氧剂,钙能增加铝的脱氧作用。合金于空气中多次熔化,脱氧 剂会与氧起反应而损耗,金属的抗氧化能力降低,质地变脆、变硬。

  临床上使用太硬的合金铸造的可摘义齿加工困难,特别是面的调改,患者长期使用这种修复体,会造成牙体硬组织的磨损,出现冷热 刺激过敏、龋坏,甚至牙髓、牙周组织损伤。

  近年口腔修复用钴铬合金价格上涨,使铸造剩余合金的回收利用问题日益重要,判断旧 合金能否再应用的重要依据是检测其各项理化性能可否满足临床需要。因此,临床工作中最好使用带有氩气保护的铸造机,若没有条件,应在利用空气环境铸造的剩余合金时加入一定比例的新合金,加入多少还需进一步探讨。本实验可为这一问题的深入研究提供参考依据。

  作者单位:长春(130041)白求恩医科大学口腔医学院

  参考文献

  1 Harcourt HJ.The remelting of cobaltchromium alloy.Br Dent J,1962,112:198

  2 Hesby DA.Physical properties of a repeatedly used nonprecious netal alloy.J Prosthet Dent,1980,44(2):291

  3 罗渌萍,张春元,胡咏大,等.高熔合金可摘铸件表面缺陷的原因分析及对策.口 腔医学纵横,1996,12(4):252

  4 李红长.高熔铸件产生气孔的原因和预防方法.口腔医学,1993,2:97

  5 刘洋,主编.铸造合金力学及物理性能.第1版.北京:北京机械工业出版社,1982 ,126

  6 Reisbick MH,Calamia JR.Influence of loading rates on mechanical properties o f cobalt-chromium alloys.Br Dent J.1975, 138:135

  7 Pharmar S,Hawkins RE,Brain MJ,et al. Radiographic and metallographic evaluati on of porosity and grain structure of ca st chromium cobalt remorable partialde ntures.J Prosthet Dent,1993,69(3):369

  8 Harold FM,Block MJ,Said JW,et al.Inf luence of polishing of cast clasp.J Pros thet Dent,1986,55(1):123

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责任编辑:唐建华  

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