第二节锻造合金

第二节锻造合金 锻造合金（wrought alloys）是在常温下采用已经锻制好的成品或半成品进行机械加工及必要的热处理，以制作成修复体或修复体和矫治器的附件。

合金在锻造过程中 • 产生塑性变形 • 应变硬化 • 硬度、弹性、强度和磁性会增加 • 延展性及抗腐蚀性降低 • 需要进行热处理使原子重新排列而再结晶得以回复

锻造合金是最早应用于口腔临床的金属材料。现在应用的锻造合金主要有合金丝（口腔修复体的卡环、正畸用弓丝和结扎丝等）、杆（舌杆和腭杆等）、片（不锈钢片、镍铬合金片等）以及冠套等。锻造合金是最早应用于口腔临床的金属材料。现在应用的锻造合金主要有合金丝（口腔修复体的卡环、正畸用弓丝和结扎丝等）、杆（舌杆和腭杆等）、片（不锈钢片、镍铬合金片等）以及冠套等。

第三节铸造合金 将金属或合金加热熔化浇铸入预先制备好的铸型内成为铸件（成品）的过程，称为铸造。铸造方法避免了应力潜伏、应变硬化等缺点，而且铸件精确，结构均匀，已成为口腔修复领域中制作金属修复体的重要加工工艺。

焙烧除蜡 制作蜡型包埋浇注熔融金属铸型腔金属修复体喷沙、打磨去除包埋材

铸造合金除需具备良好的机械性能、抗腐蚀性能、理化性能和生物性能外，还应具有良好的铸造性能。包括： • 铸造收缩率小 • 浇注时流动性好 • 铸件易打磨抛光等性能

铸造合金分类： 高熔铸造合金（11000C以上）中熔铸造合金（500~11000C）低熔铸造合金（5000C以下）贵金属铸造合金非贵金属铸造合金熔化温度主要元素的价值

一、贵金属铸造合金 （一）分类与组成高贵金属铸造合金贵金属铸造合金金-银-铂合金金-铜-银-钯Ⅰ型合金金-铜-银-钯Ⅱ型合金金-铜-银-钯Ⅲ型合金金-银-鈀-铟合金钯-铜-镓合金银-钯合金

金具有黄色光泽，相对原子量为197，面心立方晶格，密度为19.21g/㎝3，熔点为1063℃线胀系数为14.2×10-6℃，拉伸强度150MPa，伸长率为45%。质软，必须与铜、银、铂等金属形成合金。金具有黄色光泽，相对原子量为197，面心立方晶格，密度为19.21g/㎝3，熔点为1063℃线胀系数为14.2×10-6℃，拉伸强度150MPa，伸长率为45%。质软，必须与铜、银、铂等金属形成合金。

银：白色、有延展性、良导体。熔点为961.9℃， 密度10.40g/㎝3。银可以与金或钯组成固溶体以增强合金的强度和提高合金的流动性；可以降低铜红色；在钯合金中银可以使合金变为白色。

钯的熔点15500C，密度12.02g/㎝3 。能与金、银、铜、钴、锡、铟或镓等元素结合组成合金广泛用于口腔医学。 • 铂的熔点17690C，密度21.45g/㎝3 。白色、质硬、延展性好。在口腔环境中具有很强的抗腐蚀性。能提高合金的硬度和弹性。

铜是铸造贵金属的重要组成之一。铜的熔点为1083℃。通过形成固溶体和有序相可以提高合金的强度。铜是铸造贵金属的重要组成之一。铜的熔点为1083℃。通过形成固溶体和有序相可以提高合金的强度。 • 锌：抗氧化作用 • 铱和辽：细化颗粒，使铸件具有规则而细致的合金结构。

（二）分型 ADA规定口腔用铸造合金，根据机械性能分成4种类型Ⅰ型: 软质，适用于受力小的修复体如嵌体。Ⅱ型：中等硬度，适用于中等受力的修复体如嵌体、高嵌体。

Ⅲ型：硬质，适用于受力较大的修复体。如冠、较厚的全冠、短距离固定局部义齿等。Ⅲ型：硬质，适用于受力较大的修复体。如冠、较厚的全冠、短距离固定局部义齿等。 Ⅳ型：超硬质，适用于受力很大的修复体。如较薄的全冠、跨度较大的固定局部义齿、可摘局部义齿等。

（三）性能 1. 熔化范围在合金熔化范围内合金处于固-液相共存状态，此范围越小，合金处于部分熔化流动状态时间越短，合金越不易氧化污染。

合金的液相线温度决定了铸造过程中蜡型包埋厚的脱蜡温度、包埋材料的选择和加热方式。除蜡温度应低于液相线温度500℃左右。合金的液相线温度决定了铸造过程中蜡型包埋厚的脱蜡温度、包埋材料的选择和加热方式。除蜡温度应低于液相线温度500℃左右。 • 合金的固相线温度与焊接有关，实际应用中只需加热到固相线温度下50 ℃ ，以免合金局部熔化或变形。

化学性能：贵金属合金的化学性能稳定，抗腐蚀性优良，不易被氧化变色和变质。化学性能：贵金属合金的化学性能稳定，抗腐蚀性优良，不易被氧化变色和变质。 • 铸造性能：铸造收缩较小，铸造后线收缩为1.24%±0.1%。

在熔铸过程中，合金的收缩可分为三个阶段。 • 第一阶段是液相线以上的液体合金的温度收缩 • 第二阶段是液相线与固相线之间合金的结晶收缩 • 第三阶段是固相线开始的固体合金的温度降到室温的温度收缩。 • 铸造金合金所致的铸造收缩可通过包埋料的膨胀得以补偿。

4. 生物学性能：生物学性能良好，对人体无毒，无刺激性。合金对人体的毒性、过敏性和其他不良反应与释放到口腔中的金属元素密切相关，还与被释放元素的性质、浓度和暴露时间有关。

二、非贵金属铸造合金 （一）钴铬和镍铬铸造合金 1. 组成

钴抗腐蚀性强，可增加合金的强度和硬度。 • 铬可降低合金的熔点并增加抗腐蚀性，含铬量一般不超过30%，否则铸造性能差。 • 3%~6%的钼可以提高合金的强度。 • 如果合金中含有铍，则铍的含量不能超过2%。 • 硅和镁可改善合金的流动性和铸造性能。

碳在合金中几乎全部形成碳化物，碳化物的数量、形态及其大小对合金的机械性能有不同的影响。碳在合金中几乎全部形成碳化物，碳化物的数量、形态及其大小对合金的机械性能有不同的影响。 • 碳化物的数量愈多，合金的强度和硬度愈高，同时塑性和韧性也愈差。 • 碳含量高于或低于规定值0.2%都回影响合金的性能。

性能：合金的物理性能与微量元素如碳、钼、镁、铝等密切相关。性能：合金的物理性能与微量元素如碳、钼、镁、铝等密切相关。 • （1）物理性能 • 熔化温度：在1400～1500℃之间，密度一般在7~8g/cm3，为金合金的1/2。

（2）铸造性能 • 铸造收缩较大，铸造后线收缩在2.13%～2.24%之间。 • 熔点高，铸造收缩大，需要选用高熔合金铸造包埋材料

（3）机械性能 应用于局部义齿的铸造贱金属合金的机械性能

3.应用： （1）冠桥铸造合金（2）口腔金属种植体

熔点高高频铸造机 铸造收缩大高温包埋材料

（二）铸造钛及钛合金优良的生物安全性良好的抗腐蚀性密度低，X半阻射性化学性能稳定适当的机械性能来源丰富、价格便宜（二）铸造钛及钛合金优良的生物安全性良好的抗腐蚀性密度低，X半阻射性化学性能稳定适当的机械性能来源丰富、价格便宜良好的具有发展前途的口腔用非贵金属铸造材料

组成 • 商品化纯钛：含99%以上的钛元素和微量的铁、氧、硅、碳、氮和氢等元素。 • 钛合金：Ti-6Al-4V、Ti-13Cu-4.5Ni、Ti-15V、Ti-20Cu、Ti-30Pd、Ti-Co等。

2. 性能纯钛的密度为4.5 g/cm3，熔点1618℃，线胀系数为8.5(25℃)×10-6/℃，弹性模量为108.5（GPa）。 钛的熔点高，高温时化学活性大，易氧化，给铸造带来一定困难。

3.应用 牙体牙列缺损修复：纯钛冠、桥，局部义齿和全口义齿的基托。 口腔钛种植体

三、烤瓷熔附合金 • 金属烤瓷修复体由于兼有陶瓷的美观性和金属的强度，因此在口腔修复领域的应用日趋广泛。

烤瓷熔附金属修复系统的基本要求： • 合金的熔点要高于烤瓷的烧结温度 • 熔融的烤瓷必须易于润湿合金 • 金属与烤瓷之间必须结合良好 • 合金与瓷的线胀系数必须相匹配 • 合金应有足够的硬度和强度 • 合金及其氧化物不会降低瓷的强度 • 修复体必须具有良好的挠曲性能 • 合金的可铸造性能良好 • 合理的设计

（一） 合金与烤瓷的结合合金与烤瓷的牢固结合是修复成功的关键。机械结合物理结合压力结合化学结合在烤瓷材料的角度已作讲述，现从金属材料角度讲述这四种力。

化学结合力 化学结合力是合金表面氧化物层与烤瓷成分中氧化物和非晶型玻璃质反应生成的结合力。这种结合力在合金与烤瓷中起着最大的作用。在金合金系中添加微量非贵金属可在表面生成Fe2O3、In2O3和SnO2等氧化物。

机械结合力 是指熔融的烤瓷流入合金粗糙表面凹凸部形成机械锁结。但如为了增加这种结合，人为使合金表面过于粗糙，反而会在界面产生气泡和介入异物而影响结合。

压缩结合力 瓷的热胀系数应略小于合金，这是因为瓷对压缩力的耐受大于对拉伸力的耐受。而且由烧成温度降到室温时，产生的压缩力加强了瓷与金属的结合。

范德华力结合力 即分子间引力。这种结合是分子接近时互相吸引所产生的，这种结合力在合金与烤瓷的结合中起的作用较小。

（二）影响金、瓷结合的相关因素 • 合金表面氧化膜的厚度 • 烤瓷与合金热胀系数的匹配 • 合金表面粗化程度 • 修复体的正确设计和制作 0.2~2μm （0~0.5）×10-6·K-1 机械结合、化学结合

（三）增加合金与烤瓷结合的方法 • 酸侵蚀法贵金属 • 涂布粘接剂 • 固位珠法 • 电沉积法 • 喷涂金属氧化物膜法 • 等离子喷涂法

（四）烤瓷熔附金属修复的合金 Au-Pt-Pd Au-Pd 贵金属合金 Au-Pd-Ag Pd-Ag Pd-Cu

Ni-Cr 非贵金属合金 Co-Cr Ti

第四节焊接与其他合金 • 金属或合金之间的熔接称为焊接。 • 用于焊接的合金称为焊接合金。 • 口腔临床上应用的焊接合金有银焊合金、金焊合金和锡焊合金等。

焊接合金，必须具有以下性能 ①焊接合金的成分、强度、色泽等应尽量与被焊的合金相接近 ②焊接合金的熔点必须低于被焊的合金，以低100℃为宜 ③焊接合金熔化后流动性大、扩散性高，能均匀到达焊接界面，且与被焊接合金牢固结合 ④焊接合金应有良好的抗腐蚀性和抗玷污性。

第二节 锻 造 合 金