鈦和鈦合金具有優(yōu)越的生物相容性、耐腐蝕性、比重輕及強度高等特點,目前已廣泛應(yīng)用于臨床制作修復(fù)體。我國鈦合金鑄造已經(jīng)基本可以滿足臨床要求的,但不足的是用于鑄造冠橋修復(fù)體,其精度尚不能滿足臨床要求,必須研制鑄鈦冠橋?qū)S冒窳希蛘吒淖冭T造工藝進一步提高鑄件的精度。本文通過改進純鈦鑄造工藝,對樣本試件的精度進行了觀察,并與目前臨床實際鑄造工藝下生產(chǎn)的試件進行了對比。
1 材料與方法
1.1 實驗材料
1.1.1 模 具 自行設(shè)計的鋁合金分瓣模具,頂部有定位三角,肩臺上置間隙器。
1.1.2 包 埋 料 鋯系內(nèi)包埋料(第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院研制),磷酸鹽系外包埋料(Dentaurum,Germany)。
1.1.3 金 屬 純鈦TA2(寶雞市力航鈦業(yè)有限責(zé)任公司提供)。
1.1.4 實驗儀器 LZ-2型離心-真空-壓力鑄鈦機(第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院與洛陽澗西通用機械廠聯(lián)合研制);測量顯微鏡×25(JLC740033,上海);DK7725型電火花數(shù)控線切割機(江蘇泰州長德數(shù)控機床廠)。萬能材料實驗機AUTOGRAPH AGS-10KNG(SHIMADZU Corporation,Japan)。
1.2 實驗方法
1.2.1 熔模的制備及測量 采用滴蠟法在模具上壓制壁厚0.5mm,上表面?7±0.1mm,下表面?7.5±0.2mm,高6.5±0.2mm的標(biāo)準化單冠蠟熔模48個,熔模儲存于塑料容器中48小時,在模具上成90°標(biāo)記4個測量點A、O、F、O’( 模具工作模肩臺上成90°標(biāo)記的4個測量點),將置于模具肩臺上高1mm的間隙器去除,使熔模在模具的工作模上就位,用測量顯微鏡(精確到μm)測量4個標(biāo)記點處蠟熔模到肩臺的距離(圖2的AA’、FF’, A’、 F’ 為試件內(nèi)壁截面邊緣的頂點),每個點三次取平均值。
1.2.2 純鈦試件的制備及測量 為了減小變形,測量完成后立即包埋。將熔模分成2組(實驗組、對照組),每組24個。實驗組豎鑄道(圖3),使用鋯系鑄鈦內(nèi)包埋料,只包一層。氨干后空氣中放置15分鐘,濕水,外層使用磷酸鹽包埋料包埋,放置2小時。鑄型在焙燒爐中升溫,35min內(nèi)由室溫升至300℃,并于300℃保持30min,45min內(nèi)由300℃升至600℃,并于600℃保持35min,55min內(nèi)由600℃升至900℃并于900℃保持50min,爐內(nèi)冷卻至600℃。用LZ-2型離心-真空-壓力鑄鈦機熔鑄。急冷法冷卻試件,去包埋,噴砂(50μmAl2O3、壓力30psi、距離5cm)。放大鏡(×3)觀察試件內(nèi)面,若發(fā)現(xiàn)明顯的金屬結(jié)節(jié)用球形碳化鎢車針去除,使用蒸餾水于超聲清潔機上清洗12分鐘,氣水槍沖洗后干燥,共獲得21個試件,廢品3個。按照頂部的定位三角使試件就位于模具的工作模上,用材料實驗機于咬合面施加15N的力,按上述參考點重復(fù)測量,由同一操作者完成。試件與肩臺的距離減去熔模與肩臺的距離,其差值就是邊緣誤差值d。對照組使用目前常用的包埋鑄造工藝,即不豎排氣道(圖3),鋯系鑄鈦包埋料內(nèi)包埋三層,氨氣揮發(fā)后不濕水,用磷酸鹽系包埋料外包埋,鑄型在焙燒爐中的升溫除爐內(nèi)冷卻至300℃外,其他與實驗組相同,去包埋和清潔過程同實驗組,共獲得18個試件,廢品6個。測量過程同實驗組。
將兩組試件逐個用線性切割機沿中軸縱切分成均等的兩部分,將其中一部分就位于模具的工作模上,用材料實驗機于咬合面施加15N的力。在工作模上做好標(biāo)記點B、C、D、E(C、D為模具工作模近咬合面線角與截面的交點,B、E分別為AC、DF連線的中點)。用測量顯微鏡測量4個標(biāo)記點處試件內(nèi)壁與工作模的距離(圖2的BB’、CC’、DD’、EE’, B’、E’分別為過B、E與工作模表面垂直線與試件內(nèi)壁的交點,C’、D’ 為試件內(nèi)壁與C、D的對應(yīng)點),每點測三次取平均值。
1.3 統(tǒng)計分析
使用Excel電子表格軟件進行數(shù)據(jù)的初步整理及計算,SPSS11.0統(tǒng)計軟件進行邊緣適合性及內(nèi)部適合性改進工藝前后組和不同標(biāo)記點組的One-way ANOVA比較、t檢驗和LSD-t分析。