3D打印和铸造钴铬合金耐蚀性及力学稳定性比较

作者：李小宇; 郑美华; 王洁琪; 杨桂成; 何滔; 李劲松; 范松

来源：中华口腔医学研究杂志(电子版), 2016, 10(05): 327-332.

DOI：10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2016.05.005

• 3D打印
• 选择性激光熔融
• 钴铬合金
• 耐蚀性
• 力学稳定性

目的研究3D打印和铸造钴铬合金的耐蚀性及腐蚀对其力学稳定性的影响。方法采用3D打印技术中选择性激光熔融技术(SLM)和传统铸造技术共制作钴铬合金试件72个,根据是否腐蚀采用随机数字法随机平均分为12组(每组6个),各组用于不同的测试及进入腐蚀。采用静态浸泡腐蚀法对试件进行腐蚀实验,激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)检测试件表面粗糙度(Ra)及表面形貌,显微硬度计测量显微维氏硬度(VHN),万能测试机测试拉伸强度(TS)及弯曲强度(BS)。工艺和腐蚀对Ra、VHN、TS、BS等值的影响采用双因素析因方差分析进行分析(α=0.05),Bonferroni法进行组间两两比较。结果工艺和腐蚀对Ra和BS无交互效应(FRa=2.989,PRa=0.099;FBS=0.480,PBS=0.496)。两因素对Co-Cr合金的Ra值的主效应均有统计学意义(F工艺=6.262,P工艺=0.021;F腐蚀=6.581,P腐蚀=0.018),3D组的Ra值[(0.084±0.026)μm]低于铸造组[(0.111±0.024)μm],对照组的Ra值[(0.084±0.025)μm]低于腐蚀组[(0.111±0.025)μm]。两因素对Co-Cr合金的BS值的主效应均有统计学意义(F工艺=6.753,P工艺=0.013;F腐蚀=7.384,P腐蚀=0.017),3D组的BS值[(1651±242)MPa]高于铸造组[(1371±252)MPa],对照组的BS值[(1645±183)MPa]高于腐蚀组[(1377±310)MPa]。两因素对VHN和TS有交互效应(FVHN=5.018,PVHN=0.037;FTS=5.903,PTS=0.025)。Bonferroni法组间两两比较结果显示,3D对照组VHN值和TS值[VHN3D=(469±4)HV,TS3D=(1010±46)MPa]与铸造对照组[VHN铸造=(418±4)HV,TS铸造=(827±25)MPa]比较,差异有统计学意义(PVHN<0.001,PTS<0.001);3D腐蚀组VHN值及TS值[VHN3D=(418±3)HV,TS3D=(985±30)MPa]与铸造腐蚀组[VHN铸造=(375±5)HV,TS铸造=(728±45)MPa]比较,差异有统计学意义(PVHN<0.001,PTS<0.001);3D对照组VHN值与3D腐蚀组比较差异有统计学意义(P<0.001),3D对照组TS值与3D腐蚀组比较差异无统计学意义(P=1.000);铸造对照组VHN值及TS值与铸造腐蚀组差异有统计学意义(PVHN<0.001,PTS=0.001)。结论 3D打印钴铬合金较铸造钴铬合金耐蚀性更优;前者TS、BS的稳定性均大于后者,两者的VHN稳定性相当。

• 单位
  中山大学; 中山大学孙逸仙纪念医院