Właściwości ścierne stopów Co-Cr w zawiesinie ceramika-sztuczna ślina

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

Warianty tytułu

EN

Abrasive behaviour of Co-Cr alloys in the ceramic material-artificial saliva suspension

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Publikacja zawiera wyniki badań odporności na ścieranie stopów Co-Cr-Mo i Co-Cr-Mo-W przeprowadzonych na aparacie Millera. W celu oceny podatności na zużycie ścierne w naturalnych warunkach pracy w/w stopów, badania prowadzono w specjalnie zasymulowanym środowisku, składającym się z ceramicznego proszku Dentyna oraz roztworu sztucznej śliny o pH równym 6,7. W ramach badań przeprowadzono obserwacje mikrostruktury przy wykorzystaniu mikroskopu świetlnego stosując kontrast interferencyjno--różniczkowy (kontrast Nomarskiego), wykonano pomiary twardości, zaś powierzchnie po procesie ścierania poddano obserwacji przy wykorzystaniu elektronowej mikroskopii skaningowej. Na postawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że stopy Co-Cr-Mo i Co-Cr-Mo-W charakteryzują się wysoką twardością około 400-450 HV10 i minimalnym ubytkiem masy w procesie ścierania. Cechy te świadczą o wysokiej odporności na ścieranie badanych stopów w środowisku proszek ceramiczny-sztuczna ślina. Dodatkowo stwierdzono również, że trzy z badanych stopów Remanium 2001, Colado CC oraz Heraenium P w odróżnieniu od stopu Wironit LA, posiadają przystanki na krzywych ubytku masy w czasie związane z różnicami twardości materiału osnowy β-Co, wydzieleń węglikowych oraz ramion dendrytów. W przypadku stopu Wironit LA obserwowano równomierne zużycie materiału na całej powierzchni. Stwierdzono również, że pomimo różnic w mechanizmach ścierania pomiędzy stopem Wironit LA I Remanium 2001 wielkość ubytku masy jest dla nich na podobnym poziomie, jednak jest ona znacznie niższa niż dla pozostałych dwóch badanych stopów Colado CC ora Heraenium P.

EN

The publication contains the results of the abrasion resistance tests carried out on Co-Cr-Mo and Co-Cr--Mo-W alloys using Miller apparatus. To assess the susceptibility to abrasive wear of the above mentioned alloys under natural operating conditions, tests were carried out in a specially simulated environment, consisting of a ceramic Dentine powder and artificial saliva solution with pH of 6.7. The scope of studies included the examinations of microstructure performed by light microscopy using differential interference contrast (Nomarski contrast), measurements of hardness, and SEM examinations of surfaces after the abrasion process. The results of these studies enabled formulating the conclusion that alloys from the Co-Cr-Mo and Co-Cr-Mo-W systems are characterised by high hardness of about 400-450 HV10 and minimum weight loss in the process of abrasion. These features prove high abrasive wear resistance of the examined alloys in the environment of ceramic powder and artificial saliva. Additionally, it was also found that three of the tested alloys, i.e. Remanium 2001, Colado CC and Heraenium P, unlike the Wironit LA alloy, show time-related arrests on the weight loss curves caused by different hardness values of the β-Co matrix, carbide precipitates and dendrite arms. The Wironit LA alloy was observed to wear evenly across the whole surface. It was also found that, despite differences in abrasion mechanism operating in the Wironit LA and Remanium 2001 alloys, the magnitude of weight loss has been similar and, at the same time, much lower than for the other two alloys tested, i.e. Colado CC and Heraenium P.

Słowa kluczowe

PL

stopy Co-Cr; testy zużycia ściernego w zawiesinie; protetyka stomatologiczna

EN

Co-Cr alloys; abrasive wear tests in suspension; prosthodontics

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 17, no. 127
• Strony: 7--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Augustyn-Pieniążek J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kurtyka P.

• Instytut Techniki, Uniwersytet Pedagogiczny, ul. Podchorążych 2, 30-084 Kraków

autor

Stopka J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Loch J., Łukaszczyk A., Augustyn-Pieniążek J., Krawiec H.: Electrochemical behaviour of Co-Cr and Ni-Cr dental alloys. Solid State Phenomena (in press 2014).
• [2] 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 58 (2013) 1281-1285.
• [3] Łukaszczyk A., Augustyn-Pieniążek J.: Corrosion resistance of Co-Cr-Mo alloy used in dentistry. Archives of Metallurgy and Materials (in press 2015).
• [4] Marciniak J., Kaczmarek M., Ziębowicz A.: Biomaterials in Dentistry, Publisher Silesian University of Technology, Gliwice 2008 (in Polish).
• [5] Surowska B.: Formation of chemical composition and structure of the alloy of Co-Cr-Ni-Mo as biomaterials. Publisher The University Lublin University of Technology, Lublin 1997 (in Polish).
• [6] Surowska B.: Metallic biomaterials and the combination metal - ceramics in dental applications. Publishing College, Lublin 2009 (in Polish).
• [7] Bojar Z.: Analysis of the impact of structure on resistance to corrosion and cracking alloys Co type of Vitallium, Publisher University of Technology, Warszawa 1992 (in Polish).
• [8] Craig R., Powers J.M., Wataha J.W.: Dental Materials, Polish edition, edited by H. Limanowska – Shaw, Medical Publisher Urban & Partner, Wrocław 2000 (in Polish).
• [9] Taylor R.N.J., Waterhouse R.B.: A study of the ageing behaviour of a cobalt based implant alloy. Journal Materials Science 18 (11) (1983) 3265-3280.
• [10] Clemow A.J.T., Daniell B.L.: Solution treatment behavior of Co-Cr-Mo alloy. Journal of Biomedical Materials Research 13(2) (1979) 265-279.
• [11] Walczak M., Pieniak D., Niewczas Agata M.: Effect of re casting on the useful properties CoCrMoW alloy. Maintenance and Reliability 16(2) (2014) 330-336.
• [12] Walczak M., Beer K., Surowska B., Borowicz J.: The issue of using remelted CoCrMo alloys in dental prosthetics. Archives of Civil and Mechanical Engineering 12(2) (2012) 171-177.
• [13] Kalandyk B., Głownia J.: Traveller Miller apparatus for determining the abrasion resistance of steel construction. Archives of Foundry 1(1) (2001) 520-525.
• [14] http://www.dentaurum.de/eng/ccs-13232.aspx
• [15] PN-EN ISO 10993-15 Biological evaluation of medical devices – Vol. 15; Identification and quantification of degradation products identified metals and alloys 2005 (in Polish).
• [16] Giachci J.V., Morando C.N., Fornaro O., Palacio H.A.: Microstructural characterization of as-cast biocompatible Co-Cr-Mo alloys, Materials Characterization 62 (2011) 53-61.
• [17] Podrez-Radziszewska M., Haimann K., Dudziński W., Morawska-Sołtysik M: Characteristic of intermetallic phases in cast dental CoCrMo alloy. Archives of Foundry Engineering 10(3) (2010) 51-56.
• [18] Julián L.C., Muñoz A.I.: Influence of microstructure of HC CoCrMo biomedical alloys on the corrosion and wear behaviour in simulated body fluids. Tribology International 44 (2011) 318-329.
• [19] Montero-Ocampo C., Lopez H., Talavera M.: Effect of alloy preheating on the mechanical properties of as-cast Co-Cr-Mo-C alloys. Metallurgical and Materials Transactions A 30(3) (1999) 611-620.
• [20] Mikulewicz M., Szymkowski J., Stós W.: Analysis of microhardness orthodontic wires. Dentist Medical Problem 43(1) (2006) 79-83.
• [21] Kusy R.P.: Ongoing innovations in biomechanics and material for new millennium. Angle Orthodontist 70(5) (2000) 366-376.
• [22] Combe E.C.: Introduction to dental materials science, Warszawa 1997 (in Polish).
• [23] Błażewicz S., Stoch L.: Biomaterials-Chemical engineering (4), Academic Educational Oficyna Exit, Warszawa 2003 (in Polish).
• [24] Leda H.: Engineering materials for biomedical applications. Publisher University of Technology, Poznań 2011 (in Polish).
• [25] 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).

Uwagi

PL

Praca została wykonana w ramach badań statutowych prowadzonych na AGH Akademii Górniczo-Hutniczej, nr pracy 11.11.110.299.