Efecto de las variaciones térmicas durante la fusión de los colados en prótesis fija

Abstract

[spa] Las aleaciones usadas para la confección de prótesis dentales fijas tienen unas propiedades físico-químicas que los hacen aceptables para su uso en el ser vivo. Durante el proceso de colado estas propiedades pueden ser modificadas si no se respeta la temperatura de fusión recomendada por el fabricante. En esta tesis se hace una revisión bibliográfica en la que se demuestra que las propiedades físico-químicas de las aleaciones dependen de su tamaño de grano, y que este puede ser modificado dependiendo de la temperatura de fusión a la que se somete la aleación. Las propiedades físico-químicas más importantes en las aleaciones de uso dental son: su resistencia a la corrosión (se exponen conceptos como celda electrolítica y galvánica, potencial de electrodo, polarización y pasividad), al desgaste (se exponen los diferentes tipos de desgaste existentes en el medio oral), la dureza, la elasticidad, la ductilidad y la maleabilidad. Así mismo se hace una exposición de los diferentes tipos de aleaciones disponibles en la actualidad, así como toda la secuencia de procesos y materiales usados en la técnica de colado, y como cada uno de ellos puede ser origen de un error en el producto final. Los objetivos de esta tesis han sido: l. Hacer una descripción del tipo de grano presente en cada una de las aleaciones estudiadas. 2. Ver si las aleaciones estudiadas son monofásicas o multifásicas. 3. Evaluar la variación del tamaño de grano de las aleaciones testadas a diferentes temperaturas de colado. 4. Evaluar el crecimiento de grano de cada una de las aleaciones sometidas a tratamiento térmico. 5. Evaluar el cambio de dureza de las aleaciones cuando se han colado a diferentes temperaturas. 6. Evaluar el cambio de dureza de las aleaciones cuando se han sometido a tratamiento térmico. 7. Evaluar el cambio en la resistencia al desgaste por abrasión de las aleaciones cuando han estado coladas a diferentes temperaturas. 8. Evaluar el cambio en la resistencia a la corrosión de las aleaciones estudiadas cuando han sido coladas a temperaturas diferentes. 9. Buscar la influencia general de la temperatura de colado de las aleaciones estudiadas en su aplicación a la odontología. Para ello se colaron unas probetas de tres aleaciones diferentes; Cerapall 6 (Falor-Metalor) que es una aleación de base paladio, Pontor 4CF (Falor-Metalor) aleación de base oro sin cobre y Nibon (Madespa-Ventura) la cual englobaríamos en los cromo-níquel. Estas aleaciones se colaron en una máquina inductora con pirómetro calibrado a tres temperaturas diferentes; la recomendada por el fabricante, 100 grados por encima de ella y 60 grados por debajo. Se procedió a evaluar la microestructura de las aleaciones, su tamaño de grano respecto la temperatura de colado y como este crecía al aplicar a las aleaciones un tratamiento térmico, con lo cual pudimos calcular el exponente de orden de crecimiento, la energía de activación y el ratio del área del límite de grano. Para ello atacamos las muestras mediante la inmersión en ácido y la evaluamos a través de un PC que llevaba incorporado un programa de análisis de imagen. Mediante dispersión de rayos-X evaluamos la composición de unos precipitados que hallamos en Cerapall 6 y vimos que eran de rutenio. Así mismo se calculó la variación de la dureza respecto la temperatura de colado y respecto al tratamiento térmico, para lo cual usamos un indentador Vickers. También calculamos la resistencia al desgaste, calculando la pérdida de volumen por unidad de tiempo mediante una báscula de precisión y un equipo de desgaste abrasivo. Para evaluar la resistencia a la corrosión de las aleaciones cuando habían sido coladas a diferentes temperaturas sumergimos las aleaciones en un recipiente electrolítico, usando saliva artificial, mantenido a 37 ºC. Tanto la preparación como la medición se realizaron siguiendo normas estandarizadas internacionalmente. Las conclusiones finales que obtuvimos fueron las siguientes: 1. De los materiales estudiados Cerapall 6 y Pontor 4CF presentan una estructura con granos equiaxiales. Nibon presenta una estructura dendrítica. 2. De los materiales estudiados Cerapall 6 y Pontor 4CF presentan una estructura monofásica. Cerapall 6 presenta unos precipitados de Rutenio que podrían tener la función de limitador de tamaño de grano. Nibon es multifásico, presentando segregación. 3. El tamaño de grano de todas las aleaciones testadas aumenta al aumentar la temperatura de colado. 4. El tamaño de grano de todas las aleaciones aumenta al ser sometidas a tratamiento térmico, tanto en función del tiempo como de la temperatura. 5. La temperatura de colado no afecta la dureza de Cerapall 6 ni de Pontor 4CF. En Nibon la dureza aumenta si lo colamos por debajo de la temperatura recomendada aunque de forma no clínicamente significativa. 6. El tratamiento térmico no afecta de forma significativa la dureza de Cerapall 6 ni de Nibon. En Pontor 4CF hay un decrecimiento de la misma en los primeros 15 minutos, estabilizándose después. 7. La temperatura de colado no afecta a la resistencia al desgaste de Nibon, mostrándose un aumento del desgaste en Cerapall 6 y Pontor 4CF al aumentar la temperatura de colado. 8. La resistencia a la corrosión aumenta al aumentar la temperatura de colado en todas las aleaciones estudiadas. 9. Aunque es difícil extrapolar los resultados obtenidos in-vitro al vivo, podemos concluir que las aleaciones estudiadas resisten bien las diferencias de temperatura de colado evaluadas en este estudio, de forma que permiten un margen de maniobrabilidad en su colado.

[eng] Physical and chemical properties of dental alloys are very important for using these alloys in humans. Cast procedure can modify this properties if melt temperature is modified. In this thesis, the bibliography remark that physical and chemical properties depends on grain sizes, and grain size can be modified depending on melt temperature. A) Objectives: 1. Describe the grains of the studied alloys. 2. Classify alloys in monophasical or multiphasical. 3. Evaluate variation of grains size depending on melt temperature. 4. Evaluate variation of grains size depending on heat treatment. 5. Test changes in hardness when melt temperature is changed 6. Test changes in hardness depending on heat treatment. 7. Test the effect of melt temperature on abrasive wear of studied alloys. 8. Test changes in corrosion resistance when melt temperature is changed. 9. See general influence of melt temperature on uses of dental alloys. In this study we used three commercial alloys for odontological use, one type IV gold alloy, Pontor 4CF (Falor-Metalor), one palladium based alloy, Cerapall 6 (Falor Metalor) and one nickel-chromium based alloy, Nibbon (Madespa-Ventura). We melt 14 0.3x10x40x mm samples using MIE 200 Automática (Ordenta) melting machine with calibrated pyrometer. The specimens were cast at different temperatures: manufacturers recommended temperature, 60 ºC under recommended temperature an 100° over it. B) Conclusions: 1. Cerapall 6 and Pontor 4CF have an equiaxial grain structure and they have monophasical composition. Nibon presents an dendrítical mutiphasical structure. 2. Grain size grows up in all tested alloys as higher is melt temperature and with heat treatment. 3. Melt temperature do not affect Cerapall 6 and Pontor 4CF hardness. Hardness improves in Nibon as melt temperature as lower. 4. Heat treatment doesn't affect hardness in Cerapall 6 and Nibon in Pontor 4CF hardness decrease at the beginning of heat treatment. 5. Melt temperature do not affect wear resistance in Nibon, but in Cerapall 6 and Nibon wear resistance is better increasing melt temperature. 6. Corrosion resistance improves as melt temperature is higher in all studied alloys. 7. AH studied alloys can be used in human varying melt temperature in the studied range.