Stopy metali nieszlachetnych stosowane w protetyce i ortodoncji na różnego rodzaju uzupełnienia i aparaty mogą powodować niekorzystne odpowiedzi organizmu. Aby temu zapobiec stosuje się różnego rodzaju modyfikacje warstw wierzchnich oraz pokrycia ochronne. Najczęściej stosowanymi są tlenki, węgliki i azotki metali. Spośród tych ostatnich na szczególną uwagę zasługują węgliki i azotki tytanu, charakteryzujące się dobrymi właściwościami mechanicznymi i dużą odpornością na korozję. Celem niniejszej pracy było zbadanie wybranych właściwości (moduł sprężystości, twardość, przyczepność) powłok Ti(C,N) na stopach protetycznych w zależności od udziału w nich węgla i azotu. Badaniom poddano próbki w kształcie walców ze stopu protetycznego typu Ni-Cr pokrytego powłokami Ti(C,N) o różnej zawartości węgla i azotu w warstwie, poczynając od czystych powłok TiN do czystych TiC. Powłoki osadzano metoda rozpylania magnetronowego. Na tak otrzymanych próbkach wykonano badania twardości i modułu sprężystości metodą nanoindentacji oraz przyczepności zgodnie z normą VDI 3198. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że wzrost zawartości węgla w powłoce Ti(C,N) powoduje zarówno wzrost twardości od 20 GPa (TiN) do 34 GPa (TiC), jak i modułu sprężystości od 272 (TiN) do 382 (TiC). Przyczepność wszystkich badanych powłok do podłoża metalicznego była zadawalająca i mieściła się w klasie HF1 wzorca normy. W żadnym przypadku nie odnotowano delaminacji powłok, a tylko pęknięcia w okolicy odcisku, przy czym widoczne one były dopiero przy dość znacznym powiększeniu (1000x). Podsumowując przeprowadzone badania, można stwierdzić, że powłoki typu Ti(C,N) na protetycznym stopie Ni-Cr są zadowalające z punktu widzenia zastosowania ich jako ochronne na elementach protetycznych i ortodontycznych.
EN
Non-precious metal alloys used in prosthetics and orthodontics for various kinds of restorations and apparatuses can cause disadvantageous responses of the body. In order to prevent this, different surface layer modifications as well as protective coatings are applied. Among the most frequently used, we can name metal oxides, carbides and nitrides, among which titanium carbides and nitrides are especially worth-mentioning, as they characterize in good mechanical properties and high corrosive resistance. The aim of this work was to examine selected properties (modulus of elasticity, hardness, adhesion) of Ti(C,N) coatings applied on prosthetic alloys, depending on the carbon and nitrogen content. The tests involved the use of cylinder-shaped samples made of a Ni-Cr-type prosthetic alloy coated with Ti(C,N) coatings of different carbon and nitrogen contents in the layer, from pure TiN coatings to pure TiC coatings. The coatings were deposited by the magnetronic sputtering method. The samples obtained in this way then underwent hardness and modulus of elasticity tests by the nano-indentation method as well as adhesion tests according to the VDI 3198 standard. The results of the examinations showed that an increase of the carbon content in the Ti(C,N) coating causes an increase of both the hardness, from 20 GPa (TiN) to 34 GPa (TiC), and the modulus of elasticity, from 272 (TiN) to 382 (TiC). The adhesion of all the examined samples to the metal substrate was satisfying and was within the range of the HF1 grade of the standard’s model. None of the cases exhibited coating delamination – only fractures in the vicinity of the indentation, which were visible only at quite a large magnification (1000x). To sum up the performed tests, we can state that Ti(C,N)-type coatings applied on a prosthetic Ni-Cr alloy are satisfying from the point of view of their protective application for prosthetic and orthodontic elements.
W pracy przedstawiono wyniki badań eksploatacyjnych wierteł krętych wykonanych ze stali szybkotnącej HS6-5-2 bez powłoki oraz z powłokami węgloazotku tytanu Ti(C, N) wytworzonymi metodą PVD - katodowym odparowaniem łukowym. Przed badaniami wiertła poddano kontroli sprawdzając 17 parametrów geometrycznych wierteł pod względem zgodności ich wykonania z dokumentacją producenta i zaleceniami norm. Do oceny dokładności wykonania wierteł zastosowano addytywne wskaźniki jakości. Podczas badań eksploatacyjnych wiercono na sucho otwory O21 mm w odlewach bębnów hamulcowych z żeliwa szarego EN-GJL-250. Mierzono wielkość zużycia naroży zewnętrznych, na powierzchniach przyłożenia, łysinek prowadzących oraz krawędzi poprzecznej, dla których zdefiniowano krytyczne wskaźniki zużycia wierteł. Jako główne kryterium zużycia przyjęto graniczną wartość zużycia naroży zewnętrznych wierteł określoną wskaźnikiem W. Graniczne zużycie (W ? 0,4 mm) dla wierteł niepokrytych osiągnięto po wykonaniu 530 otworów. Wiertła z wytworzonymi powłokami Ti(C, N) osiągnęły takie wielkości zużycia po wykonaniu 980 otworów - wytworzone na wiertłach powłoki pozwalają na około dwukrotny wzrost ich trwałości. Pomiary średnicy wierteł w okolicy naroży po każdej partii wykonanych otworów wskazują, że wytworzone powłoki Ti(C, N) obniżają skłonność do tworzenia się narostów, przez co ograniczone zostaje zużycie adhezyjne ostrzy narzędzi. Analiza składu chemicznego metodą EDS oraz obserwacje mikroskopowe potwierdzają, że na zużytych krawędziach ostrzy skrawających tworzą się narosty materiału obrabianego, co świadczyć może o znacznym udziale mechanizmu adhezyjnego w zużyciu badanych narzędzi. Przy określaniu zużycia wierteł niepokrytych, jak i z twardymi powłokami, wskazane jest stosowanie kilku wskaźników zużycia. Zastosowane wskaźniki charakteryzujące zużycie wierteł na narożach, łysince prowadzącej i krawędzi poprzecznej dobrze charakteryzują przebieg zużycia badanych wierteł. Często stosowany, jako jedyny, wskaźnik VB (charakteryzujący zużycie na powierzchni przyłożenia narzędzi) - przy obróbce żeliwa szarego nie odzwierciedla rzeczywistego stopnia zużycia wierteł i prowadzić może do nadmiernego zużycia ostrzy narzędzia w innych strefach.
EN
Results of operation tests on twist drills made of HS6-5-2 high-speed steel without coating and coated with titanium carbonitride Ti(C, N) coatings deposited by the PVD method - cathodic arc plasma deposition are presented in this paper. These drills prior to testing were made subject to control on 17 geometrical parameters respecting their execution in compliance with the manufacture's documentation and standard recommendations. For evaluation of their execution accuracy, the additive quality coefficients were applied. During operation tests, the holes 21 mm in diameter were dry-drilled in castings of brake drums made of EN-GJL-250 grey cast iron. There were taken measurements of the wear rate on outer corners, tool flanks, drill margins and a transverse edge, for which the critical drill-wear coefficient were defined. The boundary wear value of drill outer corners marked by the coefficient W was assumed as a main criterion of wear. The boundary wear (W ? 0.4 mm) for uncoated drills was obtained after drilling 530 holes. Drills coated with Ti(C, N) films achieved such the wear resistance after drilling 980 holes - the films deposited on drills made it possible for them to achieve about a twofold increase in their durability. The measurements of drill diameters near corners taken after drilling each lot of holes revealed that deposited Ti(C, N) films reduced a tendency to produce built-up edges, thus the adhesive wear of tool points was limited. An analysis of the chemical composition by EDS method and microscopic examinations confirmed that growths of material being machined are formed on worn out tool points, which may signify that the adhesive mechanism plays an important part in wear of tools under investigation. To determine the wear of uncovered drills, and also covered with hard films, it was advisable to introduce several wear rate coefficients. The applied indicators characterising the drill wear on corners, a drill margin and a transverse edge well describe the course of wearing the drills under investigation. The VB indicator (describing the wear of a tool flank) frequently being applied as unique, in case of machining the grey cast iron does not reflect a real degree of drill wear and may lead to excessive wear of tool noses in other zones.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.