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钛合金铸造精度符合临床要求

来源:钛棒,钛板,钛丝,钛管,钛设备,钛合金 发布时间:2012-9-7 12:18:08

钛和钛合金具有优越的生物相容性、耐腐蚀性、比重轻及强度高等特点,目前已广泛应用于临床制作修复体。我国钛合金铸造已经基本可以满足临床要求的,但不足的是用于铸造冠桥修复体,其精度尚不能满足临床要求,必须研制铸钛冠桥专用包埋料,或者改变铸造工艺进一步提高铸件的精度。本文通过改进纯钛铸造工艺,对样本试件的精度进行了观察,并与目前临床实际铸造工艺下生产的试件进行了对比。 

1  材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 模    具  自行设计的铝合金分瓣模具,顶部有定位三角,肩台上置间隙器。
1.1.2 包 埋 料  锆系内包埋料(第四军医大学口腔医学院研制),磷酸盐系外包埋料(Dentaurum,Germany)。
1.1.3 金    属  纯钛TA2(宝鸡市力航钛业有限责任公司提供)。
1.1.4 实验仪器  LZ-2型离心-真空-压力铸钛机(第四军医大学口腔医学院与洛阳涧西通用机械厂联合研制);测量显微镜×25(JLC740033,上海);DK7725型电火花数控线切割机(江苏泰州长德数控机床厂)。万能材料实验机AUTOGRAPH AGS-10KNG(SHIMADZU Corporation,Japan)。

1.2 实验方法

1.2.1 熔模的制备及测量  采用滴蜡法在模具上压制壁厚0.5mm,上表面?7±0.1mm,下表面?7.5±0.2mm,高6.5±0.2mm的标准化单冠蜡熔模48个,熔模储存于塑料容器中48小时,在模具上成90°标记4个测量点A、O、F、O’( 模具工作模肩台上成90°标记的4个测量点),将置于模具肩台上高1mm的间隙器去除,使熔模在模具的工作模上就位,用测量显微镜(精确到μm)测量4个标记点处蜡熔模到肩台的距离(图2的AA’、FF’, A’、 F’ 为试件内壁截面边缘的顶点),每个点三次取平均值。

1.2.2 纯钛试件的制备及测量  为了减小变形,测量完成后立即包埋。将熔模分成2组(实验组、对照组),每组24个。实验组竖铸道(图3),使用锆系铸钛内包埋料,只包一层。氨干后空气中放置15分钟,湿水,外层使用磷酸盐包埋料包埋,放置2小时。铸型在焙烧炉中升温,35min内由室温升至300℃,并于300℃保持30min,45min内由300℃升至600℃,并于600℃保持35min,55min内由600℃升至900℃并于900℃保持50min,炉内冷却至600℃。用LZ-2型离心-真空-压力铸钛机熔铸。急冷法冷却试件,去包埋,喷砂(50μmAl2O3、压力30psi、距离5cm)。放大镜(×3)观察试件内面,若发现明显的金属结节用球形碳化钨车针去除,使用蒸馏水于超声清洁机上清洗12分钟,气水枪冲洗后干燥,共获得21个试件,废品3个。按照顶部的定位三角使试件就位于模具的工作模上,用材料实验机于咬合面施加15N的力,按上述参考点重复测量,由同一操作者完成。试件与肩台的距离减去熔模与肩台的距离,其差值就是边缘误差值d。对照组使用目前常用的包埋铸造工艺,即不竖排气道(图3),锆系铸钛包埋料内包埋三层,氨气挥发后不湿水,用磷酸盐系包埋料外包埋,铸型在焙烧炉中的升温除炉内冷却至300℃外,其他与实验组相同,去包埋和清洁过程同实验组,共获得18个试件,废品6个。测量过程同实验组。

将两组试件逐个用线性切割机沿中轴纵切分成均等的两部分,将其中一部分就位于模具的工作模上,用材料实验机于咬合面施加15N的力。在工作模上做好标记点B、C、D、E(C、D为模具工作模近咬合面线角与截面的交点,B、E分别为AC、DF连线的中点)。用测量显微镜测量4个标记点处试件内壁与工作模的距离(图2的BB’、CC’、DD’、EE’, B’、E’分别为过B、E与工作模表面垂直线与试件内壁的交点,C’、D’ 为试件内壁与C、D的对应点),每点测三次取平均值。
1.3 统计分析

使用Excel电子表格软件进行数据的初步整理及计算,SPSS11.0统计软件进行边缘适合性及内部适合性改进工艺前后组和不同标记点组的One-way ANOVA比较、t检验和LSD-t分析。

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