TIPURI DE ALIAJE UTILIZATE IN TEHNOLOGIA METALO-CERAMICA

TIPURI DE ALIAJE UTILIZATE IN TEHNOLOGIA METALO-CERAMICA

Aliajele dentare au inca o utilizare larga in tehnologia protezelor dentare. Sunt indicate in obtinerea protezelor unidentare si pluridentare, pentru baza protezelor partiale si totale, in terapia ortodontica dar si pentru turnarea implanturilor.

Clasificare

Exista o multitudine de aliaje, cu compozitie si indicatii diferite, ceea ce impune un criteriu sau mai multe de clasificare a lor. Cel mai utilizat criteriu de clasificare este cel in functie de prezenta sau absenta metalului nobil in compozitie. Dupa acest criteriu aliajele dentare se clasifica in aliaje nobile si aliaje nenobile.

3.1. Aliajele nobile

Se clasifica in functie de procentul de aur si de elementele predominante de aliere (Ag, Pd) in:

a. aliaje nobile cu continut crescut de aur (> 60%);

b. aliaje nobile cu continut scazut de aur (< 60%);

c. aliaje pe baza de argint-paladiu;

d. aliaje pe baza de paladiu cu sau fara cupru - intrate in grupa aliajelor nobile din 01.04.1986.

In functie de duritatea aliajului nobil, au fost clasificate in patru mari clase (National Bureau of Standards 1932):

Clasa I - aliaje nobile moi (cu 83% Au);

Clasa a-II-a - aliaje nobile medii (cu 78% Au);

Clasa a-III-a - aliaje dure (cu 70% Au);

Clasa a-IV-a - aliaje nobile extradure (cu 66% Au);

Clasa a-V-a - aliaje nobile pentru metalo-ceramica (dure si extradure);

Clasa a-VI-a aliaje nobile pentru baza protezelor scheletate (Au+Pt).

Aliajele din aceasa grupa au fost elaborate special pentru tehnologia metalo-ceramica. Se deosebesc esential de aliajele nobile clasice prin urmatoarele caracteristici:

. au intervalul de topire mai mare cu cca. 150200^oC, decat temperatura de ardere a masei ceramice. Se evita deformarea componentei metalice in etapele de ardere a maselor ceramice;

coeficientul dilatarii termice trebuie sa fie egal sau putin mai mare cu
cel al masei ceramice, pentru a favoriza adeziunea si mentinerea
ceramicii pe componenta metalica;

la temperatura de ardere a maselor ceramice, componenta metalica
trebuie sa fie rigida, nedeformabila in grosimi mici (0,300,50mm);

in momentul sinterizarii maselor ceramice se formeaza in zona de
interfata stratul de oxizi metalici de aderenta pentru masa ceramica. Aliajele
cu continut ridicat de metal nobil (Au + Pt) au in compozitie microprocente
de metale oxido-formatoare (Fe, Zn, Sn, In);

limita de curgere remanenta a acestor aliaje trebuie sa fie ridicata.

Aliajele de aur clasice utilizate in tehnologia metalo-polimerica nu indeplinesc aceste caracteristici si nu sunt indicate in tehnologia metalo-ceramica.

Clasificare

Aliajele pentru tehnologia metalo-ceramica sunt clasificate in doua grupe mari:

aliaje nobile;

aliaje nenobile.

Aliajele nobile, in functie de procentul elementelor de aliere, se clasifica in:

Aliajele nobile pentru tehnica metalo-ceramica au procente reduse de argint. Oxizii de argint modifica considerabil culoarea (gri-verzui) placajului ceramic.

Compozitie si proprietati

I. Aliajele Au-Pt-Pd sunt aliaje cu continut ridicat de metale nobile (cca. 98%). Astazi au utilizare limitata datorita aparitiei aliajelor nobile alternative (Au-Pd) si a   pretului de cost mare.

Au in compozitie: Au (78,587,5%), Pt(4,511%), Pd(1,38%), ca element de echilibrare se adauga Ag si ca elemente formatoare de oxizi se adauga Sn si In.

Caracteristici

- nu contin cupru, care ar genera strat gros de oxizi diminuand adeziunea ceramicii;

- rezistenta la coroziune in mediul bucal este exceptionala. Sunt aliaje
cu o excelenta biocompatibilitate;

- se obtin turnaturi de mare precizie si pot fi prelucrate si lustruite cu
usurinta;

- au modul de elasticitate cu valoare mica;

- componentele metalice pot fi deformate; au rezistenta mica la
temperatura de ardere a maselor ceramice;

- datorita densitatii mari se obtin proteze grele, inconfortabile si
scumpe.

II. Aliajele Au-Pd-Ag au fost primele aliaje elaborate ca o alternativa la aliajele cu continut crescut de metal nobil (Au+Pt+Pd).

Prin introducerea in compozitie a Ag (10-15%) si a   Pd (20-30%) s-au ameliorat proprietatile mecanice (duritate, rezistenta la indoire, modul de elasticitate).

Aceste aliaje au in compozitie: Au (3954%), Pd (26,545%), Ag (8,518%) si microprocente de metale oxidoformatoare: Sn (2,3 3%), ln (1

Caracteristici

- din aceste aliaje se obtin cape rigide, nedeformabile, fara modificari
volumetrice in timpul arderii masei ceramice;

- rezistenta la coroziune in mediul bucal este buna;

- se toarna si prelucreaza asemanator aliajelor Au-Pt-Pd;

- prezenta Ag in compozitie, prin oxizii formati, poate modifica
culoarea masei ceramice. Se indica aplicarea de bondinguri pe baza
de aur (DECK-GOLD) pe componenta metalica;

- pretul de cost este inferior aliajelor Au-Pt-Pd;

- aceste aliaje au fost inlocuite de grupa de aliaje Au-Pd.

III. Aliajele Au-Pd se considera alternativa ideala pentru aliajele Au-Pt-Pd si Au-Pd-Ag pentru ca elimina doua dezavantaje importante: modificarile de culoare (Ag) si coeficientul mare de dilatare termica.

Firma JELENKO(1975) a elaborat primul aliaj Au-Pd fara argint in compozitie (produsul OLYMPIA).

Compozitia aliajelor Au-Pd: Au (51,5 53,2%), Pd (35 40%), iar ca elemente de echilibrare: In (6,5-8%), Ga (2-8,5%).

Caracteristici

- au proprietati mecanice (duritate, modul de elasticitate) superioare
aliajelor Au-Pt-Pd;

- se obtin turnaturi exacte, rigide si nedeformabile in grosimi mici;

- rezistenta la matuire si coroziune sunt excelente;

- favorizeaza adeziunea ferma a maselor ceramice ;

- valorile densitatii sunt mai mici ca la celelalte aliaje;

- prezinta un dezavantaj major: coeficientul de dilatare termica este
incompatibil cu cel al unor mase ceramice. Producatorii precizeaza masele ceramice compatibile cu aceste aliaje.

IV. Aliajele Pd-Ag aparute in anii '70, sunt primele care nu au in compozitie aur. Elaborate din ratiuni economice ca o alternativa la aliajele cu continut mare de metal nobil, care sunt foarte scumpe.

Aliajele Pd-Ag (WILL CERAM Wl -al firmei WILLIAMS DENTAL-1970) au in compozitie: Pd (53,5 60%), Ag (28 37,5%), iar ca elemente de echilibrare si generatoare de oxizi contin: Sn (5-9%), In (4-6%) sau Zn.

Caracteristici

- proprietatile mecanice sunt bune si pot fi prelucrate ca si celelalte
aliaje nobile;

- rezistenta la coroziune datorita paladiului din compozitie este buna;

- modulul de elasticitate al acestor aliaje are valorile cele mai mari
comparativ cu al tuturor aliajelor nobile;

- se lipesc relativ usor cu lot;

- nu sunt deformabile in momentul sinterizarii maselor ceramice;

- inerenta modificare de culoare a ceramicii nu se produce la toate
masele ceramice. Sunt mase ceramice compatibile cu aceste aliaje
(WILL CERAM, IVOCLAR);

- pentru prevenirea migrarii vizibile de argint in masa ceramica, componenta metalica poate fi acoperita cu bondinguri pe baza de aur sau
cu agenti coloidali de aur, aplicati in strat fin;

- au un pret de cost atragator si inferior celorlalte aliaje;

- topirea se recomanda in creuzete ceramice, nu in cele din grafit sau
carbon;

- turnarea numai in tipare obtinute din mase de ambalat fosfatice, fara
carbon in compozitie.

VI. Aliajele Pd-Cu

sunt aliaje pe baza de paladiu, care au fost elaborate in anii '80 de firma NEY. Paladiul, ca metal principal de aliere poate fi aliat cu cobalt, cupru si aur in cantitati mici.

Aliajele Pd-Cu au in compozitie: Pd (73 80%), Cu (5 13,5%), Sn (2 6,5%), In (0 5%), Ga (5,5 9%), Au (1,6

Se observa procentul ridicat de cupru, generator in alte aliaje a unui strat prea gros de oxizi, care micsoreaza valoarea legaturii metalo-ceramice si influenteaza negativ culoarea masei ceramice.

Caracteristici

- prezinta proprietati fizico-chimice si mecanice bune (duritate,
modul de elasticitate);

- se toarna si se prelucreaza relativ usor, obtinandu-se turnaturi de
precizie (in tipar, curg mai greu decat aliajele Au-Pd);

- nu se deformeaza la temperatura de ardere a maselor ceramice;

sunt compatibile cu orice tip de masa ceramica;

- se contraindica topirea lor in creuzete de grafit (este contaminat
metalul de baza, paladiul);

In zona de interfata pot produce un strat prea gros de oxizi.

Din aceasta grupa mai fac parte aliajele Pd-Co (1987) si Pd-Ag-Au.

Aceste aliaje contin Pd (7586%), Co (4 10%) si Au (2 6%), Ag (1 7%), Pt, In, Ga. Au caracteristici asemanatoare aliajelor Pd-Cu, insa nu au o utilizare pe termen mai lung, pentru a fi evaluate corect.

Aliajele nobile de aur - defecte de turnare

Defectele de turnare se intalnesc atat la aliajele nobile cu continut crescut de aur, cat si pe cele cu continut redus de aur (de 60% Au).

Cauzele curente ale defectelor de turnare

3.2. Aliaje nenobile

Din aceasta grupa fac parte aliajele alternative pe baza de Fe, Cr-Ni, Co-Cr si titan. Acestea au fost elaborate ca o alternativa la aliajele nobile, care au devenit foarte scumpe, inaccesibile si limitate ca resurse.

Au fost utilizate mai intai pentru turnarea componentei metalice a protezelor partiale scheletate (Vitalium - 1930).

Avantajele derivate din proprietatile acestor aliaje (proprietati mecanice superioare, densitate mai mica, pretul de cost inferior) le-au impus si in alte tehnologii: turnarea coroanelor si puntilor dentare. Primele aliaje din aceasta grupa au fost aliajele Ni-Cr ale firmei Krupp-Germania, utilizate o lunga perioada de timp ca substituente pentru aliajele nobile.

Forma de prezentare a aliajelor dentare

Aliajele dentare sunt livrate curent in trei forme:

1. tabla laminata;

2. sarma;

3. pastile sau blocuri pentru turnare. Aceste forme au grosimi, diametre si forme diferite.

1. Tabla laminata se livreaza in grosimi variabile: 0,100,20 mm, pentru confectionarea inelelor ortodontice, sau 0,250,30 mm, sub forma de discuri utilizate in obtinerea coroanelor stantate.

Se lamineaza din Au, Ag-Pd si Fe-Cr-Ni (wipla).

2. Sarma se obtine prin trefilare din lingoul de metal, are diametre diferite: 0,2 mm pentru ligaturi; 0,60,8 mm pentru crosete si 11,5 mm pentru atele si pivoturi intraradiculare. Sunt trefilate din Au, Fe-Cr-Ni si Ni-Ti, Co-Cr.

3. Pastilele se folosesc numai pentru turnare si sunt specifice tuturor aliajelor.

Clasificarea aliajelor nenobile

Se realizeaza in functie de continutul procentual al principalelor metale de aliere:

1. Aliaje pe baza de Ni-Cr, numite si binare (Ni 5080%; Cr 2025%);

2. Aliaje pe baza de Ni-Cr-Fe, numite si ternare (Ni 4866%,Cr 1427%, Fe 827%);

3. Aliaje pe baza de Ni-Cr-Co (Ni 4062%, Cr 1021%, Co 534%);

4. Aliaje pe baza de Co-Cr-Ni, cu utilizare in tehnologia protezei scheletate;

5. Aliaje pe baza de titan.

Aliajele moderne pe baza de Ni-Cr si Co-Cr, datorita proprietatilor mecanice superioare si a pretului de cost avantajos au inlocuit aliajele nobile clasa IV in tehnologiile clasica (metalo-polimerica) si moderne: metalo-compozita si metalo-ceramica.

In tehnologia dentara au fost introduse si experimentate aliajele pe baza de titan. Acest metal, cu proprietati deosebite (biocompatibilitate, rezistenta la coroziune, densitate foarte mica, proprietati mecanice excelente) poate fi utilizat in stare pura sau aliat. Domeniul de utilizare al acestor aliaje este extins: din titan pur se obtin implanturi, iar forma aliata poate fi utilizata in toate variantele tehnologice ale protezelor dentare (coroane, punti, baza protezelor scheletate).

I.       Aliajele Fe-Ni-Cr, clasice sunt cunoscute si ca aliajele 18/8 datorita continutului de Ni (18%) si Cr (8%) au fost elaborate de firma Krupp, fiind prelucrabile in stomatologie prin forjare-laminare si nu prin turnare. In realitate aliajele Ni-Cr clasice sunt oteluri inoxidabile Fe-C si difera sensibil de aliajele Co-Cr, Ni-Cr moderne si aliajele pe baza de titan.

Forma de prezenare

Sunt livrate in trei forme:

- sarme ortodontice cu grosimi diferite;

- cape sau discuri (0,300,40 mm);

- pastile pentru turnare.

Sunt utilizate si pentru obtinerea acelor de canal, coroanelor si barelor prefabricate.

Compozitie

In afara de Ni si Cr, aceste aliaje mai au in compozitie ca principal element de aliere Fe (72%). Continutul in carbon este de 0,0890,20%, iar cantitatile de Ti, Mg, Si, Mo, Nb, Ta sunt foarte mici, dar produc modificari importante ale proprietatilor.

Rolul elementelor de aliere

Cromul asigura rezistenta la coroziune. Fierul nu poate fi utilizat fara crom, care pasivizeaza aliajul fata de mediu (prin formarea peliculei de oxid de crom). Aliajul 18/8 este cel mai rezistent la coroziune si matuire, datorita solutiei ce se formeaza intre Ni, Cr, Fe.

Carbonul: se adauga in cantitati mici pentru a evita formarea carburilor de crom, care scad rezistenta la coroziune.

Molibdenul mareste rezistenta la coroziunea poroasa.

Microprocentele de Ti, Mg, Nb, Ta au rolul de a preveni formarea de carburi intre carbon si fier sau crom. Ele sunt elementele de echilibrare ale aliajului.

Proprietati

otelurile inoxidabile sunt rezistente la atacul acid;

prelucrate corespunzator isi mentin luciul in mediul bucal: zonele de coroziune apar in aria de lipire a partilor componente;

au coeficient de contractie mare, dupa turnare, necompensat de masele de ambalat clasice;

nu au lot pentru solidarizarea partilor componente ale puntilor (se utilizeaza lot pe baza de argint);

celelalte proprietati sunt asemanatoare cu cele ale aliajelor Ni-Cr moderne (temperatura de topire, densitatea, culoarea, proprietati mecanice).

II. Aliajele Ni-Cr moderne sunt aliaje turnabile, au in compozitie doua metale de aliere principale: Ni (6070%) si Cr (1520%) la care se adauga microprocente de Mo, Al, Mn, Si, Be, Cu, Ga, Fe, pentru echilibrarea aliajului.

Compozitie. Produse comerciale

Metalele principale ale acestor aliaje sunt Ni si Cr, care confera aliajului intr-un anumit raport, o rezistenta maxima la coroziune. Rezistenta la oxidare si coroziune se datoreaza formarii microstratului protector de oxid de crom la suprafata lingoului sau turnaturii din acest aliaj.

Compozitia aliajelor Ni-Cr moderne

Observatii

Aliajele Ni-Cr moderne au o compozitie variabila si pot contine un procent maxim de Ni, pana la 88,5% (produsul Albond), cu diminuarea continutului de Cr (11,5%). Sunt aliaje Ni-Cr care au in compozitie nichel sub procentajul standard (produsul Titacrom, cu 45%), care este compensat de continutul in Cr (20%) si Co (20%). In general aliajele Ni-Cr, cu continut mai mare de 16% Cr si Co, sunt aliaje dure, cu rezistenta mecanica mare si implicit foarte dificil de prelucrat.

Rolul elementelor componente

Nichelul: (4588%) este metalul principal de aliere pentru aliajele moderne Ni-Cr, care le modifica esential proprietatile mecanice. Micsoreaza duritatea, mareste maleabilitatea lui si elasticitatea, rezultand un aliaj usor   prelucrabil. Substituie procente importante de Fe, pentru a conferi aliajului o rezistentA mai buna la coroziune.

Cromul: (724,5%) are o mare solubilitate in Ni, si raportul dintre aceste metale influenteaza esential rezistenta aliajului la oxidare, coroziune si temperaturi crescute. Mareste considerabil proprietatile mecanice, iar prin oxidul de crom format la suprafata aliajului are efect protector anticoroziv, dar si de adeziune a maselor ceramice.

Cobaltul: (0,520%) influenteaza proprietatile mecanice, fluidifica aliajul in stare topita, este continut de majoritatea aliajelor in cantitati mici (0,52%).

Molibdenul: procentul de Mo este mic (3,510,5%), insa mareste rezistenta la coroziune, modifica coeficientul de expansiune termica, este formator de oxizi si structuri cristaline omogene. Microprocentele de Mn, W, Ti au acelasi rol, de a mari rezistenta la coroziune a aliajului.

Borul, Siliciul, Beriliul sunt introdusi in compozitie pentru efectul lor dezoxidant, marirea fluiditatii aliajului. Beriliul scade temperatura de topire a aliajului, are rolul de protectie a metalelor in timpul topirii, este formator de oxizi pentru adeziunea maselor ceramice. Prezenta beriliului in compozitia aliajelor Ni-Cr este controversata, datorita efectului toxic al pulberii in momentul prelucrarii. Majoritatea aliajelor Ni-Cr actuale nu mai contin beriliu, fiind specificat pe ambalajul aliajului (Non Be Alloy).

Carbonul (0,050,1%) - se adauga in cantitati foarte mici, unele aliaje nu-l contin, pentru evitarea carburilor si a unei structuri de aliaj fragil, casant.

Continutul mic de carbon mareste duritatea, rezistenta mecanica si ductilitatea aliajului.

Microstructura aliajelor Ni-Cr

Aliajele Ni-Cr dupa turnare-solidificare au o structura multifazica dendridica.

Structura dendridica confera acestor aliaje proprietatile mecanice si fizico-chimice specifice.

Structura multifazica a aliajelor Ni-Cr favorizeaza gravajul acid, necesar in tehnicile adezive si tehnologia coroanei mixte (metalo-compozita). Prin conditionarea componentelor metalice din aceste aliaje se obtin suprafete retentive, deosebit de eficiente in retentionarea rasinii compozite. Aceeasi structura favorizeaza tratamentul termic pentru reomogenizarea turnaturilor.

Proprietatile aliajelor Ni-Cr moderne

Aliajele Ni-Cr au duritatea mai mare ca cea a aliajelor pe baza de aur, cu circa 30% (300 H.V.) si prin proprietatile lor mecanice sunt situate intre aliajele de aur si cele pe baza de Co-Cr. Studiul comparativ al constantelor fizice, pentru cele trei grupe de aliaje pe baza de aur, Ni-Cr si Co-Cr, releva proprietati mecanice superioare aliajelor de aur, dar inferioare aliajelor Co-Cr.

Datorita acestor proprietati (duritate, modul de elasticitate, densitate) aceste aliaje sunt preferate celor pe baza de aur, in special in tehnologia metalo-ceramica.

Proprietatile macanice ale aliajelor Ni-Cr (studiu comparativ)

. Intervalul de topire al aliajelor Ni-Cr este cuprins intre 12601350 ^oC si este superior cu circa 100200^oC aliajelor de aur.

. Aliajele Ni-Cr moderne sunt turnabile datorita fluiditatii lor si compensarii coeficientului de contractie de catre masele de ambalat fosfatice (masele de ambalat moderne pot atinge valori ale dilatarii de 3,13,4%);

. Electrochimic, aliajele Ni-Cr au o stabilitate apropiata de cea a aliajelor Co-Cr. Rezistenta la coroziune este asigurata de stratul protector de oxid de crom.

. Conductibilitatea termica are valori inferioare eliajelor nobile de aur. Este de 45 ori mai mica, la temperatura de 1200C. Pentru topirea uniforma a acestor aliaje se va utiliza o sursa de incalzire cu aceeasi rata pe intreaga suprafata a pastilei de aliaj.

Sunt aliaje vascoase in stare topita, necesita introducerea in tipar cu centrifugele semiautomate sau automate tip CASTOMAT.

Coeficientul de contractie al acestor aliaje, datorita temperaturilor inalte de topire, atinge valori cuprinse intre 2,3-3,4%.

Densitatea: aliajele Ni-Cr au valori ale densitatii de 22,5 ori mai mici ca cele ale aliajelor nobile. Se obtin piese protetice mult mai usoare si confortabile. In stare topita, datorita densitatii mici, aceste aliaje necesita o forta de impingere (centrifugala) mare, pentru a patrunde in toate detaliile tiparului;

Biocompatibilitatea: aliajele Ni-Cr nu prezinta potential toxic acut sau carcinogenetic; sunt aliaje stabile fizico-chimic si sigure pentru sanatatea bolnavilor protezati.

Unele studii incrimineaza Ni si Be ca potential carcinogenetice la animale, sub forma de micropulberi.

La subiectii umani sensibili, purtatori de bijuterii din Ni (cercei, bratari, coliere) pot prezenta dermatite de contact sau alergii.

Nu s-au constatat intolerante locale la vechi purtatori de punti din wipla sau aparate ortodontice ce contin elementele componente incriminate.

Indicatiile aliajelor Ni-Cr

Aliajele clasice Fe-Ni-Cr au un domeniu de utilizare restrans, au fost abandonate in mare parte pentru tehnologia protezelor dentare fixe (tehnologie depasita). Astazi sunt utilizate sub forma de banda pentru inelele ortodontice; pentru confectionarea crosetelor din sarma (0,60,8mm) sau a arcurilor vestibulare la aparatele ortodontice.

Aliajele Ni-Cr moderne au inlocuit cu succes aliajele tip Wipla (Fe-Ni-Cr) si sunt utilizate pentru turnarea coroanelor si puntilor dentare in toate variantele (total metalice, mixte, punti de hemiarcada sau totale). Sunt utilizate, ca solutie alternativa pentru aliajele nobile, in tehnologiile moderne: metalo-compozita si metalo-ceramica.

Recomandari practice

Pentru evitarea erorilor de turnare, in manipularea aliajelor Ni-Cr, se indica:

prepararea masei de ambalat la vacuum-malaxor, aplicarea ei in conformatoare din material plastic intr-un singur timp. Prin aceasta modalitate se faciliteaza dilatari maxime ale tiparului (de priza, higroscopica si termica);

utilizarea maselor de ambalat silico-fosfatice, cu coeficienti de dilatare mari (3,13,4%), pentru a compensa contractia mare a aliajului solidificat;

temperatura de incalzire a tiparului nu va depasi 950C, in intervalul termic 650 950C dilatarea termica se mentine constanta;

utilizarea intervalului de topire specific aliajului, precizat de fabricant.

topirea aliajului cu o flacara mare, cu multe orificii pentru a atinge rapid temperatura de topire a aliajului. Se contraindica flacara spot, care datorita intensitatii caldurii poate supraincalzi aliajul si volatiliza unele elemente metalice;

. Anterior topirii, cu 15 minute, pastilele de aliaj pentru topit vor fi introduse in cuptor, in conul tiparului sau in creuzetul aflat in cuptorul de preincalzire, pentru a evita supraincalzirea aliajului in momentul topirii;

. Aprecierea riguroasa a momentului topirii pastilelor de aliaj. Vizual se va observa pierderea formei geometrice a pastilelor si prabusirea lor in conul tiparului. Datorita oxizilor metalici, pastilele topite nu formeaza o sfera lucioasa tipica aliajelor nobile;

. Utilizarea curentitor de inductie pentru topirea acestor aliaje. Este procedeul tehnologic ideal pentru topirea aliajelor Ni-Cr. Flacara oxigaz, sau oxiacetilenica, vor fi utilizate cu prudenta la topirea directa in conul tiparului. Este sursa curenta a erorilor de turnare;

. Aparate de turnat centrifugate, semiautomate sau automate, pentru a dezvolta forta necesara impingerii aliajului topit in toate detaliile tiparului. Aliajele Ni-Cr, sunt vascoase, curg greu datorita densitatii mici, si prezinta fenomenul de curgere lamelara cu aparitia vertijurilor;

. Dimensionarea corecta a sistemului de tije (4,5 mm) pentru a asigura o cantitate de metal topit in tipar inainte de racirea rapida a aliajului. Canalele vor fi largi si scurte, pentru a mari presiunea metalului in tipar si absorbtia acestora din rezervorul de metal (sferele de contractie);

. In centrul termic al tiparului se vor plasa rezervoarele de metal (sferele de contractie), sau canalul mic de turnare. Macheta va fi totdeauna pozitionata excentric, pentru a mentine un timp mai lung, in stare fluida, aliajul;

. Turnarea unica, din elemente unite a pieselor protetice, deoarece aliajele Ni-Cr nu au un lot specific, pentru lipirea elementelor componente separate;

. Turnaturile din aliaje Ni-Cr, sa fie supuse tratamentului termic, pentru reomogenizarea si recristalizarea lor. Tratamentul termic se efectueaza prin incalzirea la 1000C a turnaturii urmata de racirea brusca.

III. Aliajele Co-Cr au un continut ridicat de cobalt (cca. 60%) si crom (2530%) in compozitie. Au fost elaborate ca o alternativa pentru aliajele nobile clasa a IV-a si proprietatile lor sunt comparate cu ale acestora.

Comparativ cu aliajele nobile necesita un proces tehnologic complex, pentru obtinerea diferitelor proteze dentare, datorita urmatoarelor caracteristici:

au intervalul de topire inalt, si nu pot fi topite cu flacara oxigaz;

prezinta valori mari ale duritatii, se prelucreaza si finiseaza foarte greu;

datorita acestor caracteristici utilizarea lor este limitata la anumite proteze;

au un pret de cost inferior si proprietati mecanice superioare aliajelor nobile clasa a IV-a.

Forma de prezentare Aliajele Co-Cr se prezinta sub forma de sarma (Wiptam) pentru crosete, elemente prefabricate (bare, sisteme speciale), pastile pentru turnare de diferite forme (cilindrice, hemisfere, cuburi).

Produse comerciale

Aliajele Co-Cr, in functie de proprietatile mecanice, se clasifica in aliaje dure si elastice:

Compozitia

Aliajele Co-Cr-Ni au nevoie in compozitie de minimum 85 % crom, cobalt si nichel, si sunt cele mai indicate in tehnologia protezelor scheletate. Desi rezistente la coroziune, aliajele pe baza de fier (otel inoxidabil) si aliajele fier-crom sunt excluse pentru aceste tehnologii.

Compozitia aliajelor Co-Cr

NOUTATI IN DOMENIUL ALIAJELOR NENOBILE

Aliaje pe baza de Ni-Cr

Catedra de Propedeutica si Materiale Dentare a Facultatii de Stomatologie din cadrul Universitatii de Medicina si Farmacie 'Carol Davila' Bucuresti, in colaborare cu alte firme din domeniul metalurgiei stomatologice, a participat la elaborarea a doua aliaje pe baza de Ni-Cr:

NICROMAL_S - aliaj Ni-Cr din clasa soft;

MINICROM (NI-Cr-Mo) din clasa medie.

Caracteristici generale

Aliajele nenobile Ni-Cr se obtin prin alierea metalelor nenobile, care sunt de neinlocuit si in compozitia aliajelor nobile, carora le confera proprietati fizico-chimice superioare. Rezistenta la pasivizare, rezistenta mecanica la intindere si abraziune.

Au fost elaborate numeroase aliaje nenobile pe baza de Co-Cr si Ni-Cr, ca alternative pentru aliajele nobile devenite foarte scumpe si cu utilizari clinice restranse.

Din grupa aliajelor nenobile, prin anii 1990, se cunosteau peste 80 de aliaje, din care 24 de aliaje pe baza de Ni-Cr si care sunt indicate in tehnologiile moderne (20 aliaje) metalo-compozite si metalo-ceramica.

Datorita pretului mai redus, a proprietatilor fizice superioare si a posibilitatilor de manipulare mai usoare decat cele ale aliajelor nobile, aliajele pe baza de Ni-Cr au utilizari clinice similare cu cele ale aliajelor nobile, aliajele pe baza de Ni-Cr au utilizari clinice similare cu cele ale aliajelor nobile: tehnologia protezelor fixe unidentare si pluridentare total metalice si mixte.

Pe plan national, dupa 1990, firmele de profil au pus in vanzare diferite tipuri de aliaje Ni-Cr, elaborate de firme precum DENTAURUM, BEGO, DEGUSSA, HERAEUS- Germania sau NEY, JELENKO, ALBADENT din S.UA. Intre timp au aparut si aliaje elaborate sub licenta, de firme din Ungaria (VASKO), Turcia si China, care nu satisfac din punct de vedere al proprietatilor.

Preturile acestor aliaje, din 1990 si pana in prezent, au fost intr-o continua ascensiune, devenind mai putin accesibile pentru laboratoarele private medii si cele din centrele medicale stomatologice universitare sau in profil M.S.

Scopul elaborarii aliajelor Ni-Cr

Autorii brevetelor pentru aliajul NICROMAL_S (ing. C. Gurgu, ing. I. Surcel, dr. I. Patrascu) si aliajul MINICROM (ing. Gh.Jula, dr. I. Patrascu), pe baza datelor din literatura de specialitate, a studiilor de compozitie si a dificultatilor reale din serviciile de stomatologie din tara, si-au propus elaborarea a doua aliaje pe baza de Ni-Cr, din clasa soft (NICROMAL) si din clasa medie (MINICROM).

Pentru elaborarea acestor aliaje s-au avut in vedere observatiile clinico-tehnice ale cercetarilor din alte tari, privind aceasta grupa de aliaje.

Majoritatea aliajelor Ni-Cr cu dubla utilizare in stomatologie, mai au in compozitie pe langa Ni si Cr si Fe, Co, Mo, Mn, Nb, Ti, Si, Al, Be, care confera acestor aliaje proprietati mecanice superioare, prelucrare facila prin turnare, polizare, lustruire si implicit restrangerea domeniului de utilizare.

Aliajele cu un continut mai mic de 16% Cr si sub 5% Mo, Mn, expun aliajul la coroziune.

Microprocentele de Be, Si, pe langa avantaje (dezoxidanti, fluidizanti) sunt mentionate ca agenti alergeni si cu potential carcinogenetic (Be).

Compozitia aliajelor elaborate a fost conceputa din aceasta perspectiva, fiind raportate la compozitiile nominale ale unor aliaje Ni-Cr cunoscute, devenite clasice prin utilizarile in stomatologie.

Observatii

In compozitia aliajului NICROMALs, procentul de Cr este apropiat de cel al aliajelor Ni-Cr moderne.

Alierea Cr cu elemente metalice de echilibrere (Cu, Al, Ti, B) a facut posibila obtinerea unui aliaj cu proprietati paramagnetice.

Adaosul microprocentual de Mn, Al, Si, Ti a favorizat obtinerea unui aliaj cu proprietati mecanice medii.

Procentul de Cu se incadreaza in standardele pentru aliaje nobile si, combinat cu Ni, formeaza o solutie solida ce contribuie la micsorarea duritatii aliajului.

Aliajul MINICROM (Ni-Cr-Mo) are in compozitie un procent mai mare de Cr (20%) si Mo (6,5%). Nu contine metale grele, precum Pb, Ga, Cd sau Be (alergen).

Obtinerea aliajelor 

Aliajele pe baza de Ni-Cr s-au obtinut prin topire, la temperatura de 13001350^oC, a cantitatilor necesare din metale de aliere. Topirea s-a realizat in vid pentru MINICROM si in forme metalice de turnare sau forme coji pentru NICROMAL_S, obtinandu-se semifabricate sub forma de bare sau pastile cilindrice.

Aliajele obtinute, prezinta o structura omogena, fina dupa solidificare, proprietati mecanice si valori de duritate medii, turnabilitate excelenta si o buna prelucrabilitate prin taiere, polizare, slefuire.

Toate aceste caracteristici, fac aliajele Ni-Cr elaborate foarte atractive, pentru utilizarile clinice stomatologice din tara noastra.