Untersuchung der Reibkorrosion an mehrteiligen Spezialendoprothesen unter Berücksichtigung der Werkstoffkombination - An Investigation of Frictional Corrosion Concerning Special Multiple Component Prostheses with Regard to the Material Combination

Abstract

Schlüsselwörter: Reibkorrosion, Spezialendoprothesen, Konusverbindung, Titanlegierung Das Problemkomplex der Reibkorrosion bei mehrteiligen Spezialprothesen wird aus der Sicht der Fügestellen betrachtet, wobei metallische Werkstoffe gleicher oder verschiedener Art in Kontakt stehen. Durch die körperliche Belastung können Mikrobewegungen stattfinden, die eine Zerstörung der Passivschicht bewirken und somit Korrosionsvorgänge einleiten können. So werden bei der Kombination von Teilen aus der Titanlegierung nach ISO 5832/3 Reibkorrosionsprozesse z. B. im Bereich einer typischen mechanischen Kegelverbindung beobachtet, die eine Beschichtung dieser Konstruktionselemente erforderlich macht. In dem Falle gibt dann die Auswertung des Reibkorrosionsstromes die Größenordnung der Bewegungen und damit verbundenen abgegebenen Stoffmenge an. Selbst für das Legierungselement Vanadin liegt der errechnete Anteil weit unterhalb der gesamten lebenswichtigen gespeicherten Menge im Körper. Interessanterweise findet bei der Kombination eines Teiles aus der Titanlegierung mit einem Teil aus der Kobaltlegierung nach ISO 5832/4, z. B. im Bereich einer Konusverbindung weder Kontakt-noch Spalt-oder Reibkorrosion statt.Das beschriebene Verhalten läßt sich z. T. mit der Abriebcharakteristik und dem Passivierungsverhalten von Titanwerkstoffen erklären, wonach eine gleichartige Paarung ohne geeignete Beschichtung ungünstig ist. Die angesprochene unterschiedliche Werkstoff-Paarung ist in dieser Hinsicht unbedenklich. This is a study of the problems of frictional corrosion in particular at the joint spots of special multiple component prostheses made of one or dif ferent metallic materials contacting each other. The physical load may effect micromotions causing a destruction of the passive layer which again may trigger corrosive action. As to the combination of components made of titanium alloy, according to ISO 5832/3 frictional corrosion is observed for example at a typic mechanical taper junction. Consequently coating of these components is necessary. In this case an Interpretation of the frictional corrosion flow reveals the magnitude of motions äs well äs the released material quantities. Even for the alloying element Vanadium the portion figured out is far below the totally accumulated and vital quantity. It is quite remarkable that there is neither contact nor crevice nor frictional corrosion for example at the cone junction when a titanium alloy component is combined with a cobalt alloy component according to ISO 5832/4. The described behaviour can be explained to some extent with the frictional characteristics and passivation behaviour of titanium materials according to which the combination of same materials without appropriate coating is disadvantageous. The herein mentioned combination of different materials is in this respect without danger.