Effect of the type of abrasive agent on the properties of cast Co-Cr alloys used in prosthetics

• Autorzy: Augustyn-Pieniążek J. , Kurtyka P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2015.6.2

Warianty tytułu

PL

Wpływ rodzaju elementu trącego na właściwości odlewniczych stopów Co-Cr stosowanych w protetyce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study presents the results of abrasion resistance tests carried out on alloys from the cobalt-based family, including Remanium 2001 (CoCrMoW) and Wironit LA (CoCrMo). Tests were performed on the Miller apparatus. The abrasive agent was slurry composed of water and silicon carbide particles of different granulations (SiC > 500 μm and SiC ~45 μm). The study included metallographic examinations, measurements of hardness and weight loss recorded in the tested materials after different times of abrasion amounting to 2, 4, 6, 8, 12 and 16 hours. The surfaces of samples subjected to abrasion were additionally examined by SEM. Alloys were characterized by a dendritic structure typical of cast materials. The results have proved the effect of abrasive particle size on the relative weight loss in Remanium 2001 and Wironit LA alloys. They have also proved that, regardless of the size of abrasive particles, the Wironit LA alloy offers better resistance to abrasion than Remanium 2001. This is due to, among others, the geometric features of the dendrite arms.

PL

W artykule przestawiono wyniki badań odporności na ścieranie stopów z grupy na osnowie kobaltu Remanium 2001 (CoCrMoW) i Wironit LA (CoCrMo), które wykonano na aparacie Millera. Ośrodek ścierający stanowiła zawiesina złożona z wody i węglika krzemu o różniej granulacji (SiC > 500 μm i SiC ~45 μm). W ramach badań wykonano obserwacje metalograficzne, pomiary twardości oraz zarejestrowano ubytki mas badanych materiałów po poszczególnych czasach ścierania tj. 2, 4, 6, 8, 12 i 16 h. Dodatkowo powierzchnie próbek po ścieraniu poddano obserwacji przy wykorzystaniu SEM. Wykazano, że stopy charakteryzowały się strukturą dendrytyczną typową dla materiałów odlewanych. Stwierdzono również istotną rolę wielkości elementów trących na wartości względnych ubytków mas stopu Remanium 2001 oraz Wironit LA. Pokazano również, że stop Wironit, cechuje się większa odpornością na ścieranie od stopu Remanium 2001, niezależnie od wielkości cząstek ścierających. Efekt ten jest związany między innymi z właściwościami geometrycznymi ramion dendrytów.

Słowa kluczowe

EN

cobalt-based alloy; slurry abrasion test (“Miller test”); wear; silicon carbide

PL

stop na osnowie kobaltu; aparat Millera; ścieranie; węglik krzemu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 60, nr 6
• Strony: 262--268
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Augustyn-Pieniążek J.

• AGH University of Science and Technology, Mickiewicza Av.30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kurtyka P.

• Institute of Technology, Pedagogical University of Krakow, Podchorazych Street 2, 30-084 Krakow

Bibliografia

• 1. Loch J., Łukaszczyk J., Augustyn-Pieniążek J., Krawiec H.: Electrochemical behaviour of Co-Cr and Ni-Cr dental alloys. Solid State Phenomena, 2015, no. 227, pp. 451÷454.
• 2. Łukaszczyk A., Augustyn-Pieniążek J.: Corrosion resistance of Co-Cr-Mo alloy used in dentistry. Archives of Metallurgy and Materials, 2015, vol. 60, no. 1, pp. 525÷530.
• 3. Augustyn-Pieniążek J., Łukaszczyk A., Zapała R.: Microstructure and corrosion resistance characteristics of Co-Cr-Mo alloys designed for prosthetic materials. Archives of Metallurgy and Materials 2013, no. 58, pp. 1281÷1285.
• 4. Gil F. J., Fernandez E., Manero J. M., Planell K. J. Sabria J., Cortada M., Giner L.: A study of the abrasive resistance of metal alloys with applications in dental prosthetic fixators. Bio-Medical and Engineering, 1995, vol. 5, no. 3, pp. 161÷167.
• 5. Cawley J., Metcalf J. E. P., Jones A. H., Band T. J., Skupien D. S.: A tribological study of cobalt chromium molybdenum alloys udes in metal-on-metal resurfacing hip arthroplasty. Wear 2003, vol. 255, pp. 999÷1006.
• 6. Hernandez-Rodriguez M. A. L., Mercado-Solis R. D., Perez- Unzueta A. J., Martinez-Delgado D. I., Cantu-Sifuentes M.: Wear of cast metal-metal pairs for total replacement dip prostheses. Wear 2005, vol. 259, pp. 958÷963.
• 7. Kacprzyk B., Szymczak T., Gumienny G., Klimek L.: Effect of the Remelting on Transformations in Co-Cr-Mo Prosthetics Alloy. Archives of Foundry Engineering, 2013, vol. 13, no. 3, pp. 47÷50. 8. Prabhu R., Geetha Prabhu K. R., Ilango T.: Dental Prosthesis: An Evaluation on Mechanical Properties of Recast Base Metal Alloys. Journal of Clinical and Diagnostic Research, 2011, vol. 5, no. 8, pp. 1682÷1685.
• 9 Walczak M., Pieniak D., Niewczas A. M.: Effect of Recasting on the Useful Properties CoCrMoW Alloy. Maintenance and Reliability, 2014, vol. 16, no. 2, pp. 330÷336.
• 10. Al-Ali A. A.: Evaluation of Macrohardness of Recasted Cobalt- Chromium Alloy. Al-Rafidain Dental Journal, 2007, vol. 7, no. 1, pp. 111÷117.
• 11. Ameer M . A ., K hamis E ., A l-Motlaq M.: Electrochemical behaviour of re casting Ni-Cr and Co-Cr nono-precious dental alloys. Corrosion Science 2004, vol. 46, pp. 2825÷2836.
• 12. Zhang Ch. Y., Cheng H., Lin D. H., Zheng M., Özcan M., Zhao W., Yo H.: Effects of Recasting on the Biocompatibility o f a Ni-Cr Alloy, The Chinese Journal of Dental Research, 2012, vol. 15, no. 2, pp. 105÷113.
• 13. Yavuz T., Acar A., Akman S., Ozturk A., N.: Effect of Surface Treatment on Elemental Composition of Recast NiCr Alloy. Materials Sciences and Applications, 2012, vol. 3, pp. 193÷167.
• 14. Kurtyka P., Ryłko N.: Structure analysis of the modified cast metal matrix composites by use of the RVE theory. Archives of Metallurgy and Materials, 2013, vol. 58, no. 2, pp. 357÷360.
• 15. Kurtyka P., Sulima I., Wójcicka A., Ryłko N., Pietras A.: The influence of friction stir welding process on structure and me chanical properties of the AlSiCu/SiC composites. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2012, vol. 55, no. 2, pp. 339÷344.
• 16. www.dentaurum.de
• 17. www.dental.pl
• 18. Giachci J. V., Morando C. N., Fornaro O., Palacio H. A.: Microstructural characterization of as - cast biocompatible Co-Cr-Mo alloys. Materials Characterization 2011, vol. 62, pp. 53÷61.
• 19. Bojar Z., Korpiewicz J.: The analysis of morphology and chemical composition of carbides in Co-Cr-Mo-C cast alloys. Solidification of Metals and Alloys, 1996, no. 27, pp. 85÷92.
• 20. Augustyn-Pieniążek J., Łukaszczyk A., Szczurek A., Sowińska K.: Structure and properties of dental cobalt alloys used to perform framed dentures. Materials Science 2013, no. 2, pp. 116÷120.
• 21. Augustyn-Pieniążek J., Kurtyka P., Sulima I., Stopka S.: Properties and tribological wear of materials used in dental prosthetics Co-Cr-Mo and Co-Cr-Mo-W alloys. Archives of Metallurgy and Materials (in press 2015).
• 22. Augustyn-Pieniążek J., Kurtyka P., Stopka S.: Abrasive behaviour of Co-Cr alloys in the ceramic material-artificial saliva suspension. Engineering of Biomaterials, 2014, no. 127, pp. 7÷15.