Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Электролитно-плазменное полирование кобальт-хромовых сплавов медицинского назначения


https://doi.org/10.29235/1561-8358-2019-64-3-296-303

Полный текст:


Аннотация

При изготовлении имплантатов, подверженных повышенным циклическим нагрузкам, в последнее время широко используются кобальт-хромовые сплавы, обладающие высокой твердостью и износостойкостью. Шероховатость рабочих поверхностей является одной из важнейших характеристик таких изделий. Традиционные процессы финишной отделки поверхности имплантатов из кобальт-хромовых сплавов основаны на механических и электрохимических методах. Недостатками механических методов являются малая производительность, подверженность внедрению инородных частиц, затруднения при обработке сложных геометрических форм. Для электрохимических технологий рассматриваемые материалы труднообрабатываемые, в процессах их полирования используются вредные электролиты, состоящие из растворов кислот. В качестве альтернативы существующим методам предложено использование экологически безопасного метода электролитно-плазменного полирования, основным преимуществом которого является применение в качестве электролитов водных растворов солей концентрацией 3–5 %. По результатам отработки технологического процесса установлено, что на большинстве режимов электролитно-плазменного полирования кобальт-хромовых сплавов медицинского назначения на поверхности происходит формирование рельефа в виде сетки выступов, происхождение которых можно объяснить неоднородностью структуры материала, возникающей на стадии получения заготовки литьем. Причем высота образующихся рельефных выступов оказывает непосредственное влияние на величину шероховатости поверхности. В результате исследований определены режимы процесса электролитно-плазменного полирования, обеспечивающие формирование гладкой поверхности без присутствия рельефных выступов, сглаживание микрорельефа с удалением царапин, образуемых в результате предварительного шлифования, с достижением низкого значения шероховатости (Ra 0,057 мкм) и высокого коэффициента отражения (0,7), что полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к поверхности имплантатов.


Об авторах

Ю. Г. Алексеев
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Алексеев Юрий Геннадьевич – кандидат технических наук, доцент, генеральный директор – проректор по производственной деятельности

Государственное предприятие «Научно-технологический парк БНТУ «Политехник»

ул. Я. Коласа, 24, 220013, Минск



А. Ю. Королёв
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Королёв Александр Юрьевич – кандидат технических наук, заведующий научно-исследовательским сектором перспективных технологий

Государственное предприятие «Научно-технологический парк БНТУ «Политехник»

ул. Я. Коласа, 24, 220013, Минск

 



В. С. Нисс
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Нисс Владимир Семёнович – кандидат технических наук, доцент, заведующий инновационно-производственным центром медицинского оборудования и изделий

пр. Независимости, 65, 220013, Минск



Список литературы

1. Cobalt-chromium alloys in fxed prosthodontics in Sweden / M. Kassapidou [et al.] // Acta Biomaterialia Odontologica Scandinavica. – 2017. – Vol. 3, iss. 1. – P. 53–62. https://doi.org/10.1080/23337931.2017.1360776

2. Высокие технологии на службе отечественной медицины / В. Минченя [и др.] // Наука и инновации. – 2018. – №5 (183). – С. 21–23.

3. Surface properties and corrosion behavior of Co–Cr alloy fabricated with selective laser melting technique / Xianzhen Xin [et al.] // Cell Biochem. Biophys. – 2013. – Vol. 67. – P. 983–990. https://doi.org/10.1007/s12013-013-9593-9

4. The effect of microstructure on the wear of cobalt-based alloys used in metal-on-metal hip implants / R. Varano [et al.] // Proc. IME H.J. Eng. Med. – 2006. – Vol. 220, iss. 2. – P. 145–159. https://doi.org/10.1243/09544119jeim110

5. Alvarez, E. Surface Damage in Retrieved Total Knee Replacement Femoral Components / E. Alvarez. – Clemson: Clemson Univ., 2012. – 222 p.

6. Жулев, Е. Н. Несъемные протезы. Теория, клиника и лабораторная техника / Е. Н. Жулев. – М.: Мед. информ. агентство, 2010. – 488 c.

7. Surface fnish machining of medical parts using plasma electrolytic polishing / H. Zeidler [et al.] // Procedia CIRP. – 2016. – Vol. 49. – P. 83–87. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.07.038

8. Особенности электролитно-плазменного нагрева при электрохимико-термической обработке стали / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. – 2013. – № 6. – С. 20–24.

9. Aliakseyeu, Yu. Electrolyte-Plasma Treatment of Metal Materials Surfaces / Yu. Aliakseyeu, A. Korolyov, A. Bezyazychnaya // CO-MAT-TECH 2006: Proceeding of the Abstracts of 14th International Scientifc Conference, Slovak University of Technology, 19–20 October 2006. – Trnava, 2006. – P. 6.

10. Влияние электролитно-плазменной обработки на структуру и свойства поверхностного слоя стали 12Х18Н10Т / И. В. Фомихина [и др.] // Весцi Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2008. – № 3. – С. 24–29.

11. Модель размерного съема материала при электролитно-плазменной обработке цилиндрических поверхностей / Ю.Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. – 2012. – №3. – С. 3–6.

12. Электролитно-плазменная обработка при нестационарных режимах в условиях высокоградиентного электрического поля / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника – 2017. – № 5. – С. 391–399. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-5-391-399

13. Электролитно-плазменное полирование титановых и ниобиевых сплавов / Ю.Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. – 2018. – №3. – C. 211–219. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-211-219


Дополнительные файлы

Просмотров: 29

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1561-8358 (Print)
ISSN 2524-244X (Online)