二、锻制合金
锻制合金是指在再结晶温度下,通过冲压、拉伸、锻压和锤击等机械方法所形成的合金。目前口腔常用的锻制合金有合金丝(正畸弓丝、结扎丝和弯制卡环用不锈钢丝)、杆(舌杆和腭杆)、片(镍-铬合金片)等。
(一)贵金属锻制合金丝
1.种类 主要有铂-金-钯合金、金-铂-钯合金、金-铂-铜-银合金、金-银-铜-钯合金。
2.性能 贵金属锻制合金丝具有良好的力学性能,优异的生物学性能和耐腐蚀性能。
3.应用 贵金属锻制合金丝主要用于制作高弹性的卡环及正畸弓丝。
(二)非贵金属锻制合金
1.18-8不锈钢丝 这是在口腔临床中广泛使用的一种锻制合金丝,经拉拔而成,横断面为圆形或半圆形。
1)组成 19%~21%的铬、9%~11%的镍以及少量的碳、钼、硅、锰等元素,铁为余量。当合金中的铬含量超过13%时,便具有优良的耐腐蚀性能,可称为不锈钢。
铬能明显提高钢的耐腐蚀性能,改善钢的抗氧化性,使合金的硬度和强度明显增加,是不锈钢的主要元素。
镍是提高钢的耐腐蚀性能的第二重要元素,并能提高合金的强度、韧性和延展性。
碳是不锈钢中不可缺少的重要元素之一,它能提高合金的硬度和强度,降低韧性。
锰具有增加合金硬度和强度的作用。
硅能除去合金中的氧化物,提高耐腐蚀性能。
铁是不锈钢的主体,占70%左右,起溶解元素作用。
2)性能 ①机械性能:口腔用18-8不锈钢丝具有强度高、坚硬而富有弹性的特点。②耐腐蚀性能:18-8不锈钢丝化学性能稳定,耐腐蚀性能良好。③生物学性能:18-8不锈钢丝具有良好的生物安全性,对组织、细胞无明显毒性。
3)应用 直径较粗的18-8不锈钢丝(直径>0.9 mm)主要用于弯制可摘局部义齿卡环,直径较细(直径<0.9 mm)的主要用于制作正畸矫治器的唇弓、舌弓、双曲舌簧、辅助弹簧及其附件。直径为0.25 mm的钢丝用作结扎丝。(https://www.daowen.com)
4)注意事项 用不锈钢丝弯制卡环或矫治器的过程是冷变形加工过程,会产生加工硬化现象。因此,在弯制过程中,应掌握材料的特点,缓慢弯曲,使变形程度尽可能小些,同时应注意用力均匀,切忌用暴力和反复多次弯制,以减少加工硬化的程度。弯制时注意避免弯制工具对钢丝表面的损伤。
2.镍-钛合金丝 镍-钛合金丝是目前口腔正畸广泛使用的正畸丝材料。
1)组成 镍-钛合金丝一般含有55%的镍和45%的钛。
2)类型 目前临床使用的镍-钛合金丝有两种类型。①超弹性型:该合金丝质脆而易折,不能弯制成形,可焊接性较差,没有形状记忆功能。②形状记忆型:又称为热激活弓丝,该合金丝在室温下刚性低,柔软,回弹性好,同时具有超弹性,但加工性能和焊接性较差。
3)性能 镍-钛合金丝具有质轻、强度高、弹性好、耐腐蚀性及良好的生物学性能等优点。因其回弹性及弹性恢复能较大,残余变形小,因此临床上加力和换弓的次数较少,有利于减少复诊次数及缩短疗程。
4)应用 镍-钛合金丝主要用作正畸弓丝,特别是用于固定矫治器的弓丝。
3.β-钛合金丝
1)组成 钛(70%~78%)、钼(11.5%~13%)、锆(6%~9%)及锡(4.5%~9%)。
2)性能 β-钛合金丝的强度、弹性模量、刚性及回弹性介于镍-钛合金丝与18-8不锈钢丝之间,但它具有较好的可弯制性和可焊接性。β-钛合金丝同样具有优良的耐腐蚀性能,其与金属托槽的摩擦系数大于18-8不锈钢丝及镍-钛合金丝。
3)应用 β-钛合金丝主要用作正畸弓丝。
4.钴-铬-镍合金丝
1)组成 以Elgiloy锻造钴-铬-镍合金丝为例,其组成包括40%的钴、20%的铬、15%的镍、7%的钼、2%的锰、15.4%的铁、0.15%的碳、约0.4%的铍以及微量其他成分,其中加入少量的铍可降低合金的熔点,易于加工。
2)性能 钴-铬-镍合金丝耐腐蚀性强,可焊接性良好。在软化状态下,具有较好的加工性能,有利于制作形状复杂的各种矫治附件。在482℃条件下经7分钟热处理后,可使应力释放,改善合金的性能,并得到不低于不锈钢丝的强度和弹性。
3)应用 主要用作正畸弓丝和活动义齿的卡环。
5.镍-铬合金片 又名白合金片,简称SPM,主要用于制作锤造冠,现已很少使用。