W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wytworzenia i scharakteryzowania półwyrobów spiekanej stali narzędziowej Astaloy CrM. Do ich wytworzenia zastosowano metodę iskrowego spiekania plazmowego (SPS). Produktem końcowym zastosowanego procesu były spieki charakteryzujące się porowatością całkowitą od 7 do 37%. Wykazano, iż wraz ze wzrostem ciśnienia prasowania wzrasta gęstość pozorna spieków oraz wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie. Przeprowadzone badania wykazały, że największą wytrzymałością na rozciąganie (794 MPa) i ściskanie (2910 MPa) charakteryzują się półwyroby wytworzone przy ciśnieniu prasowania wynoszącym 50 MPa.
EN
This paper presents the results of studies concerning the production and characterization of semi-products made from sintered Astaloy CrM tool steel. The spark plasma sintering (SPS) method was used to produce them. The final product of the applied process were sinters characterized by a total porosity from 7 to 37%. It was shown that as compaction pressure increases, so does the apparent density of sinters, along with their tensile and compression strength. Conducted studies showed that the greatest tensile strength (794 MPa) and compression strength (2910 MPa) are exhibited by semi-products produced at a compaction pressure equal to 50 MPa.
Zaawansowany proces destrukcji stawu biodrowego w przebiegu wielu schorzeń może być skutecznie leczony z zastosowaniem endoprotezoplastyki tego stawu. W ostatnich latach do praktyki klinicznej wprowadzono endoprotezy nowej generacji, których konstrukcję oparto na doborze skojarzenia materiałowego typu metal-on-metal (MoM). W literaturze medycznej coraz częściej pojawiają się doniesienia, w których autorzy zwracają uwagę na zależność pomiędzy częstością występowania różnego rodzaju niepowodzeń po implantacji sztucznych stawów biodrowych, a wzajemnym ustawieniem komponentów endoprotezy. W Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu wspólnie z chirurgami z Kliniki Ortopedii i Traumatologii Szpitala Klinicznego im. Wiktora Degi podjęto badania mające na celu określenie wpływu wzajemnego ustawienia komponentów endoprotezy typu MoM na opory tarcia i zużycie. Na podstawie wyników badań klinicznych z zastosowaniem tomografu komputerowego określono maksymalne zakresy odchyleń w ustawieniu wzajemnym elementów endoprotez. Przedmiot badań tribologicznych stanowiły endoprotezy stawu biodrowego firmy Zimmer. Panewka i głowa o średnicy 44 mm były wykonane ze stopu Co28Cr6Mo (Metasul). W ramach przeprowadzonych prób tribologicznych określono współczynnik tarcia i zużycie masowe komponentów endoprotez. Przeprowadzono także pomiary chropowatości powierzchni kontaktu oraz dokonano pomiarów geometrii powierzchni trących przed i po próbie. Przeprowadzone próby wykazały, że wzajemny kąt ustawienia panewki względem głowy wpływa na ich zużycie. Na skutek zmniejszenia lub zwiększenia wartości kąta antewersji panewki w odniesieniu do ustawienia zalecanego (kąt antewersji równy 20°) obserwuje się wzrost współczynnika tarcia. Tendencje zmian wartości współczynnika tarcia są zbieżne z ubytkiem masy elementów układu pary trącej (głowa i panewka) oraz korelują ze zmianami chropowatości powierzchni trących.
EN
An advanced process of destruction of a hip joint in the course of numerous diseases may be treated effectively through the replacement of the hip joint. In recent years, new generation endoprostheses have been introduced in clinical practice and their structure was based on a “metal-on-metal” (MoM) articulation type. Medical literature is increasingly flooded with papers, the authors of which refer to a relation between the frequency of occurrence of various types of failures following the total hip replacement and a mutual placement of the endoprosthesis components. In Metal Forming Institute in Poznan in collaboration with the surgeons of the Orthopaedic and Traumatic Surgery Clinic at Wiktor Dega Clinical Hospital undertook a research aimed at a determination of the influence of the placement of MoM endoprosthesis components on the friction resistance and wear. The clinical test results and CT images constitute a basis for determining of the maximum ranges of deviation in the mutual placement of the endoprosthesis elements. Zimmer hip endoprostheses were subject to tribological tests. The acetabular and the head of the diameter of 44 mm were made of Co28Cr6Mo alloy (Metasul). The tribological tests allowed determining the coefficient of friction as well as the mass wear of the endoprostheses components. The tests also included the measurements of the roughness of the contact surface and the geometry of the friction surfaces before and after the tests. The tests showed that the mutual angle of placement of the acetabular cup in relation to the head has effects on the wear of these elements. As a result of a decrease or an increase in the value of the acetabular cup anteversion angle in relation to the recommended placement (the anteversion angle of 20°) we may observe an increase in the coefficient of friction. Trends involving the change of the coefficient of friction correspond to the loss of the mass of the elements of the friction pair (head and acetabular cup) and are correlated with the changes in the value of the roughness of the friction surfaces.
W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych pary trącej „głowa-panewka”, stanowiącej układ ruchowy endoprotezy stawu biodrowego, o średnicy ?28 mm. W badaniach uSyto głowę wykonaną ze stopu CoCrMo oraz panewkę UHMWPE z powłoką C-C wykonaną w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Badania prowadzono w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Instytutu Obróbki Plastycznej w Poznaniu z wykorzystaniem symulatora SBT-01. Przeprowadzono badania momentu tarcia, siły docisku, wartości temperatury styku oraz zużycia elementów endoprotezy o średnicy 28 mm i porównano z wynikami pary trącej: głowa CoCrMo oraz panewka UHMWPE bez powłoki uformowanej jonowo. Podano i omówiono wyniki badań.
EN
The article presents results of tribological tests for 28 mm head-cup friction couple, which is the motion system of the hip endoprosthesis. In the studies femoral head made of CoCrMo alloy and polyethylene acetabular cup with C-C coating made in Institute of Nuclear Physics of Polish Academy of Science were applied. Investigations were performed in Laboratory of Surface Engineering and Tribology in Metal Forming Institute in Poznan using SBT-01 simulator. Friction moment, contact force, joint temperature and o 28 mm friction elements wear were investigated. This results was compared to results of friction couple: CoCrMo femoral head and UHMWPE acetabular cup without ion formed coating. There are presented and discussed investigations results.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.