G - Défauts de coulée :

Tous les matériaux présentent à l’état liquide un volume supérieur à celui qu’ils ont à l’état solide.

Cela est dû au rapprochement des molécules lors du passage de l’état liquide à l’état solide.

Ceci est particulièrement vrai lors de la cristallisation des alliages pendant leur solidification dans le cylindre de coulée.

Après injection de l’alliage liquide dans le cylindre, on obtient immanquablement au démoulage une pièce qui présente des défauts.

1- Types de défauts :

Plusieurs types de défauts existent.

Ceux en rapport avec la contraction de l’alliage sont les plus importants.

La préparation de la mise en revêtement permet de les minimiser.

* Hétérogénéités chimiques :

Elles représentent des différences de composition chimique au sein de la pièce prothétique obtenue après coulée.

Effectuer les coulées à partir de plots d’alliage métallurgiquement stables rend pratiquement impossible la présence de ce défaut dans les pièces prothétiques coulées.

En revanche, la réaction avec l’oxygène des alliages non précieux implique un appauvrissement en chrome dans les prothèses coulées ainsi que dans les masselottes récupérées, d’où une composition de la pièce différente de celle du plot d’alliage de départ.

Se pose alors la question de la réutilisation des masselottes après coulée.

Quel que soit l’alliage étudié (nickel-chrome ou cobalt-chrome), plus l’alliage est régénéré, plus la coulée présente de porosités, et plus les propriétés mécaniques et les caractéristiques microstructurales diminuent.

* Défauts dus à la contraction :

La contraction volumique est un phénomène qui apparaît lors du refroidissement des alliages (sauf pour quelques rares alliages).

Elle ne poserait pas de problème si la contraction de l’alliage était constamment compensée par un apport de nouvel alliage.

En pratique, cela est impossible, l’alliage refroidit dans la totalité du moule aussi bien au niveau de la pièce prothétique que des masselottes, des canaux et des tiges de coulée, entraînant des défauts.

Le déficit volumique apparaissant est provoqué par trois contractions différentes :

• la contraction liquide, qui est la contraction en volume de la charge pendant le processus de refroidissement dans le domaine de températures entre celle de la coulée et celle de liquidus ;

• la contraction de durcissement, qui a lieu entre la température de liquidus et la température du solidus dans l’alliage ; dans cet intervalle de solidification, de l’alliage liquide et de l’alliage déjà cristallisé sont simultanément en présence ; le passage de l’état liquide à l’état solide est accompagné d’une forte perte en volume ;

• la contraction solide, qui se produit quand l’alliage s’est solidifié en passant sous la température de solidus ; il poursuit sa contraction de façon continue pendant la suite du processus de refroidissement à la température ambiante.

Les espaces vides provoqués par la contraction de durcissement sont appelés selon leur taille des retassures ou des microretassures.

Mis à part les retassures, des tensions peuvent apparaître dans le moule pendant le processus de refroidissement de l’objet en raison d’importants gradients de températures à l’intérieur du moule, qui proviennent de sa géométrie.

Les tensions présentes dans le moule peuvent être éliminées par un traitement thermique d’homogénéisation.

2- Recherche des causes et remèdes :

Il faut comprendre l’origine des « défauts de coulée » pour pouvoir y remédier.

Plusieurs types de défauts et leurs remèdes vont être abordés.

* Pièces coulées de manière incomplète :

• Quantité d’alliage insuffisante : elle doit être déterminée en pesant la maquette et le système de tiges de coulée en cire.

• Température trop basse ou trop haute de l’alliage lors de la coulée : elle doit être égale à la température de liquidus de l’alliage augmentée de 80 à 150 °C.

• Température de préchauffage du cylindre trop basse : elle est fonction de l’intervalle de fusion des alliages : environ 650 à 700 °C pour les alliages précieux, 780 à 820 °C pour les alliages précieux céramisables et les alliages non précieux.

• Temps de préchauffage du cylindre trop court : la température finale doit être maintenue 30 à 50 minutes avant la coulée.

• Épaisseur de la couche de cire trop fine : elle doit être d’au moins 0,4 mm.

• Mauvaise préparation du système de tiges de coulée : la longueur et le diamètre des tiges de coulée, le positionnement et le diamètre de la matrice ainsi que le diamètre des canaux d’alimentation doivent permettre un remplissage rapide du moule.

• Augmentation de la teneur d’oxydes dans l’alliage : lors de la réutilisation de masselottes, il est nécessaire de les décaper et de respecter la quantité adéquate d’alliage neuf.

* Inclusions solides ou gazeuses dans l’alliage :

• Inclusions de revêtement : les cires doivent être lissées et ne pas présenter d’angles.

Le revêtement doit être assez résistant et avoir terminé sa prise.

La coulée ne doit pas être trop violente.

• Inclusion de particules de céramique et/ou de graphite : les creusets doivent être bien entretenus et changés régulièrement.

• Résidus de gaz au sein du revêtement : les revêtements liés au phosphate sont particulièrement denses.

Pour permettre l’évacuation de l’air lors de la coulée, la surface lisse du cylindre doit être éliminée (cf. ci-dessous).

• Mauvais réglage de la flamme : lors de la fusion à la flamme oxypropane, il faut fondre l’alliage en utilisant la zone réductrice de la flamme.

• Surchauffe de l’alliage : iI ne faut pas surchauffer l’alliage car il peut absorber une quantité excessive de gaz qui provoque des porosités dans la coulée.

* Fracture de l’objet coulé :

• Fracture au moment du démoulage : le démoulage doit toujours se faire après refroidissement de l’alliage, en particulier pour les alliages à haute teneur en palladium qui sont fragiles à chaud.

• Fragilisation par le soufre : les revêtements à liant plâtre ne doivent pas être chauffés à plus de 750 °C, sinon ils se décomposent en libérant du soufre qui rend fragiles les alliages contenant du platine et du palladium.

* Défauts de surface :

• Vide insuffisant lors du mélange du revêtement : si le vide n’est pas suffisant, des bulles d’air sont incorporées au revêtement.

• Vibrations trop importantes lors de la coulée du revêtement : il faut limiter l’intensité des vibrations, voire pour certains revêtements ne pas utiliser de vibreur pour ne pas générer la formation de bulles.

• Montée en température du revêtement trop rapide. La cinétique de montée en température doit être respectée pour éviter l’apparition de fissures.

• Position du cylindre dans le four de préchauffage : le cylindre ne doit pas être trop près d’une paroi car une chauffe inhomogène du cylindre peut entraîner des craquelures.

• Épaisseur trop faible de la couche de revêtement : une épaisseur minimale de 6 mm en tous points de la maquette doit être laissée pour garantir une résistance mécanique suffisante du revêtement lors de la coulée et éviter la fuite de l’alliage par le fond du cylindre.

• Revêtement trop sec : une certaine humidité du revêtement est nécessaire pour obtenir une bonne élimination de la cire.

Métallurgie des poudres :

Principe :

Le principe du frittage, ou sintérisation, est le pressage des particules de poudres métalliques pour favoriser de nombreuses zones de contact et les chauffer ensuite à une température proche ou supérieure aux deux tiers de leur point de fusion pour initier des apparitions de liaisons entre les particules.

On obtient ainsi un matériau facile à mettre en oeuvre et précis après frittage final.

En opposition à la technique de coulée, la sintérisation ne comporte aucune phase liquide.

À ce jour, c’est une des deux méthodes, avec la fabrication par électrodéposition, permettant la conception de chapes pour reconstitutions céramométalliques en or pur.

Mise en oeuvre :

* Préparation des particules :

Des microsphères de métal d’une dimension comprise entre 1 et 30 lm sont produites par un atomiseur.

Celui-ci se présente comme une fondeuse à induction maintenant de l’or pur (99,9 % d’or et traces d’iridium, rhodium, tantale, fer) à l’état liquide dans un creuset.

L’or liquide est déversé au travers d’un jet de gaz azoté qui le désintègre en microparticules, dans un réservoir où il est refroidi par une brumisation d’eau.

La solidification instantanée de l’or en fusion provoquée par le gaz azoté (l’atomisation) le fige en microsphères stables au niveau de leurs formes et leurs dimensions.

Après séchage et tamisage, les particules d’or sont mélangées à un liant organique et compressées dans un moule qui restitue une feuille d’une épaisseur de 0,35 mm, souple et manipulable comme une feuille de cire.

La structure à « microsphères » dont est doté le matériau favorise un empilement particulièrement dense qui lui donne une précision d’adaptation remarquable après sintérisation.

Ce processus s’effectue sous atmosphère dans un four à céramique conventionnel et ne demande donc aucun matériel spécifique.

Au début de la sintérisation, les sphères se lient entre elles par des petits ponts.

Sous l’action de la chaleur, les liaisons deviennent plus franches pour atteindre une structure homogène tout en conservant une surface rugueuse, propice à l’accrochage micromécanique de la céramique.

* Modelage de la cupule :

Après avoir apposé les couches d’espaceur et isolé le die de façon habituelle, la feuille de pâte métallique prélevée est appliquée sur celui-ci en sorte que la jonction soit située sur la face palatine.

La jonction des bords est réalisée avec une spatule légèrement chauffée.

La cupule est ensuite brunie délicatement pour appliquer uniformément la feuille sur les parois du die.

Sa forme définitive est réalisée par petits apports successifs de matière à chaque fois soudés à la masse déjà présente avec une spatule tiède.

* Enrobage :

La chape ainsi préparée peut être enrobée dans le matériau réfractaire approprié mélangé à de l’acétone pur.

La première étape consiste à enduire l’extrados et à retourner l’ensemble pour noyer la cupule jusqu’aux limites cervicales dans un dôme de revêtement préalablement préparé sur un support réfractaire.

Après séchage, le die est retiré délicatement.

L’intrados est à son tour rempli du même revêtement, en prenant soin de bien déborder pour que l’enrobage soit total.

* Frittage :

Le cycle de frittage doit être scrupuleusement respecté.

Il conditionne directement la qualité de la chape (son homogénéité), ainsi que les propriétés mécaniques de l’alliage obtenu.

La température finale est de l’ordre de 1 000 °C.

Après refroidissement, l’élément dégagé révèle une couleur or naturelle, il est nettoyé à l’eau et aux ultrasons et ne doit présenter aucun défaut.

* Cuisson de la céramique :

L’or pur sintérisé peut être recouvert par toutes les céramiques compatibles avec les alliages dont le CDT est compris entre 13,8 et 15,2 10–6/ °C à 600 °C.

Aucun liant n’est nécessaire puisque l’accrochage est assuré par l’aspect rétentif de la surface.

Électrodéposition :

Principe :

L’électrodéposition consiste à déposer une couche de métal par l’action du courant électrique dans un bain électrolytique nommé aussi solvant.

Le duplicata conducteur du modèle positif est placé en cathode (pôle négatif).

Un régulateur permet de doser l’intensité de courant circulant entre l’anode (pôle positif) et le duplicata.

Le bain est chargé de molécules de sels d’or qui, sous l’effet du courant, se décomposent en deux ions.

II existe des ions positifs (cations), ici l’or (Au+), qui se déposent sur le modèle dupliqué et des ions négatifs (anions) qui se déposent sur l’anode.

Dès la mise sous tension, les ions négatifs migrent vers l’anode et les ions positifs (Au+) migrent vers le modèle dupliqué, où ils récupèrent les électrons manquants et se transforment en or stabilisé.

Ce mécanisme appelé galvanisation crée un dépôt métallique uniforme qui prend ensuite la forme d’une chape régulière dont l’épaisseur est fonction du temps et de l’intensité du courant.

Mise en oeuvre :

* Préparation du modèle positif unitaire :

La précision extrême de la technique de galvanoplastie ou électrodéposition peut parfois poser des problèmes ; en effet, tous les détails de la préparation sont reproduits, détails désirables ou indésirables.

Le technicien de laboratoire doit corriger sur le modèle positif unitaire les éventuelles imperfections et contrôler les zones de frictions futures, et le cas échéant les zones de contre-dépouille.

* Réalisation d’un duplicata :

Une fois préparé, le modèle positif unitaire peut être dupliqué.

Chaque modèle positif unitaire est placé dans un moule en plastique destiné à contenir le matériau de duplication en silicone.

Après positionnement correct, du silicone est coulé.

Ensuite, le duplicata est coulé en plâtre spécifique destiné à la technique de galvanoplastie.

Ce plâtre doit pouvoir se décomposer (sous l’action d’un bain de rinçage éventuellement associé à des ultrasons) une fois la phase de galvanisation terminée.

* Préparation du duplicata :

Après avoir contrôlé la qualité du duplicata, un petit orifice de quelques millimètres de profondeur est percé à l’aide d’une fraise cylindrique à quelques millimètres au-dessous de la limite cervicale.

Une tige de cuivre est insérée dans cet orifice. Une goutte de colle placée à son extrémité assure le contact électrique.

Ensuite, l’ensemble de la préparation est recouverte au pinceau d’une fine couche de solution d’argent.

Une zone oubliée ou une arête insuffisamment recouverte peut avoir pour conséquence un trou une fois la chape finie et galvanisée.

Cette solution d’argent assure la transmission du courant sur toute la surface où elle est appliquée.

Il est aussi nécessaire d’établir le contact avec la tige de cuivre.

Enfin, une gaine de plastique est enfilée sur la tige de cuivre jusqu’au die en plâtre.

Cette gaine en plastique va se rétracter sous l’effet de la chaleur et assurer un rôle d’étanchéité.

* Mise en place dans l’appareil et électrodéposition :

La tige de cuivre est insérée dans le couvercle de l’appareil.

Celui-ci est repositionné sur l’appareil et verrouillé correctement afin d’éviter tout risque de fuite.

La durée du cycle et l’intensité électrique sont choisies.

Ces paramètres déterminent l’épaisseur de la chape.

Suivant le nombre de modèles à traiter et l’épaisseur souhaitée, la durée du cycle est de 5 à 20 heures.

* Ajustage et finition de la chape :

La galvanisation finie, le plâtre est dissout. Le peu de plâtre restant dans l’intrados de la chape est éliminé par un sablage doux. Celui-ci doit également éliminer toute trace de solution d’argent.

En effet, des résidus d’argent, si minimes soient-ils, pourraient migrer dès la première cuisson dans la structure aurifère et en abaisser le point de fusion qui s’approcherait trop de celui de la céramique et par conséquent entraîner de gros risques pour la suite du travail.

La galvanisation de l’or se produisant toujours en trois dimensions, les limites des préparations se trouvent légèrement recouvertes ; mais il est aisé, en observant l’intrados, de situer les limites.

L’ajustage se fait à l’aide d’une fraise caoutchouc assez tendre.

Il ne s’agit pas réellement d’un ajustage, il faut simplement diminuer et réduire le surplus de métal déposé au-delà de la limite cervicale.

Après correction, la chape descend d’ellemême sur la préparation sans aucun autre fraisage ou ajustage de l’intrados.

L’épaisseur de la chape varie de 0,15 à 0,4 mm.

* Cuisson de la céramique :

Après rectification du bord vestibulaire de la chape en vue de l’épaulement céramique, la chape est plongée dans un bain d’acide fluorhydrique afin d’éliminer toute trace de graisse et autres contaminations.

Une couche d’agent de liaison est appliquée sur toute la surface de la chape, car l’or pur à 99 % ne peut produire suffisamment d’oxyde.

Pour l’adhérence de la céramique, il est nécessaire d’apporter artificiellement ces oxydes.

Certains agents de liaison sont composés d’or et de céramique, ce qui permet, en complément de la liaison chimique, d’assurer une liaison mécanique par l’intermédiaire des particules de céramique.

Façonnage des métaux :

A - Soudage et brasage des alliages dentaires :

Les assemblages par soudage ou brasage sont utilisés en odontologie pour joindre des parties entre elles ou des éléments entre eux, tels que :

• assemblage de plusieurs couronnes ou d’éléments d’un bridge ;

• assemblage de bagues, crochets ou fils d’orthopédie dentofaciale ;

• réparations en prothèse adjointe : plaques coulées, crochets ;

• réparations en prothèse conjointe : perforations de couronnes, fractures de bridges ;

• positionnement d’attachements conjoncteurs ;

• assemblages primaires et secondaires en technique céramométallique.

1- Brasage :

En métallurgie, le brasage est le processus thermique qui permet de joindre deux pièces métalliques par un apport de métal, la brasure.

Ce procédé est couramment utilisé dans l’application dentaire.

Son succès dépend de la bonne diffusion des alliages en présence, ce qui implique une certaine affinité entre l’alliage de base et la brasure qui doit présenter de bonnes propriétés mécaniques.

Le point liquidus de la brasure doit être suffisamment inférieur au point solidus du métal de base pour que ce dernier conserve son état solide et ne se déforme pas lors du brasage.

L’utilisation de désoxydants de surface, appelés fondants, permet un meilleur étalement de la brasure.

* Étude de la liaison :

La liaison par brasage est réalisée par la création localisée d’un nouvel alliage : il y a diffusion entre le métal liquide et le métal solide de base. Dans un premier temps, le mouillage permet un rapprochement étroit entre les atomes qui échangent des électrons périphériques.

L’élévation de température favorise le mouvement des atomes qui vont ainsi former un nouveau composé de liaison par dissolution : c’est le phénomène de diffusion.

Cela aboutit à la formation de zones caractéristiques : la zone médiane et la zone interfaciale.

L’importance relative de ces couches varie en fonction :

• de l’épaisseur du joint ;

• de la température de brasage ;

• du temps de maintien à cette température.

* Caractéristiques des brasures dentaires :

L’intervalle de fusion de la brasure doit être inférieur à celui des parties à braser, en général de 100 °C.

Il est réglé par la composition de la brasure elle-même.

La composition des brasures doit être telle qu’elles puissent s’écouler facilement après fusion.

Les facteurs qui conditionnent l’écoulement sont liés à la fluidité, à la tension superficielle et à la capacité de la brasure à adhérer aux pièces.

Une brasure qui adhère trop aisément risque de pénétrer le métal au lieu de couler le long de sa surface.

À l’inverse, une brasure s’écoulant aisément « mouille » facilement et rapidement des surfaces métalliques propres.

Elle pénètre dans les petites anfractuosités et se concentre aux points de contact par pénétration capillaire. Porosités (ou piqûres).

La fusion de la brasure ne doit pas causer de porosité au niveau du joint.

Or, il s’agit là d’un défaut fréquemment observé dans ces techniques d’assemblage.

Les porosités sont dues habituellement à une technique incorrecte ou à une brasure contenant trop de métaux vils qui, surchauffés, se volatilisent, leurs vapeurs créant des piqûres.

Les porosités sont également bien souvent liées à la distance ou à l’espace vide séparant les deux pièces à braser.

Si l’opération de chauffage est excessivement prolongée, le fondant se sature en oxydes et prend la formulation d’un verre de bore, dont la viscosité l’empêche d’être repoussé de la zone de jonction par la pression capillaire exercée par le métal liquide.

Il subsiste alors des inclusions de fondant.

La résistance de la brasure doit être au moins aussi grande que celle des parties à braser.

La dureté et la résistance des brasures d’alliages d’or augmentent quand la teneur en or (titre) diminue. Aspect de la brasure. La brasure doit s’assortir aux parties à braser.

Quand la technique de brasage est correcte, le joint, après polissage, doit demeurer invisible.

Résistance à la ternissure et à la corrosion et biocompatibilité.

La brasure peut être soumise à plusieurs types de corrosion, notamment à haute température, mais également en milieu humide (cavité buccale).

Pour les métaux précieux, un titre en or élevé constitue une bonne prévention contre la corrosion en milieu humide.

Dans les autres cas, le choix de la brasure dépend de la nature des réalisations à effectuer : titre inférieur en prothèse adjointe pour ne pas sacrifier la résistance mécanique ou pour les appareils orthodontiques de nature temporaire.

* Composition des brasures :

Deux cas de figure se présentent ; le brasage homogène ou le brasage hétérogène.

Le brasage est homogène lorsque l’alliage de base et la brasure sont à base du même métal.

C’est le cas des alliages précieux : les brasures d’alliages précieux sont à base d’or.

Le brasage est hétérogène lorsque l’alliage de base et la brasure sont de nature différente.

Cette solution est souvent proposée pour les alliages non précieux.

Malgré les progrès importants pour l’élaboration de brasures à base de nickel et d’or, le brasage des alliages non précieux provoque une oxydation et, par conséquence, une corrosion qui rend le résultat aléatoire.

Ainsi, pour l’assemblage des alliages non précieux, la méthode de soudage serait préférable.

Afin de faciliter le choix de la brasure, les fabricants d’alliages établissent des tableaux de correspondance entre l’alliage de base et l’alliage d’apport.

Ces tableaux tiennent compte de l’écart entre la température de brasage et la température de solidus de l’alliage.

Cas des brasures pour alliages précieux.

Les compositions de ces brasures « à l’or » sont variables et elles contiennent également du platine, du palladium, mais aussi de l’argent, du cuivre, du zinc et de l’étain pour en abaisser le point de fusion.

Les proportions sont les suivantes :

• or : de 65 à 80,9 % ;

• argent : de 8,1 à 16,3 % ;

• cuivre : de 6,8 à 16,4 % ;

• zinc : de 2,1 à 3,9 % ;

• étain : de 1,7 à 3,1 %.

Les températures de fusion peuvent varier de 745 à 940 °C selon la composition.

Le cuivre abaisse la température de fusion et améliore également la tenue de l’alliage.

L’argent améliore la diffusion et l’étalement de la brasure et contribue à en éclaircir la couleur.

Le zinc et l’étain abaissent la température de fusion.

Le nickel peut remplacer le cuivre si un alliage plus « blanc » est souhaité.

Cas des brasures pour éléments céramométalliques.

Ces brasures primaires doivent résister aux températures élevées de cuisson et glaçage des porcelaines.

Pour ces raisons, elles contiennent plus de métaux précieux, et moins d’étain et de zinc.

Elles ne doivent pas non plus contenir de cuivre ou d’argent qui risquent d’entraîner des colorations verdâtres dans la porcelaine.

Cas des brasures dites « à l’argent ». Elles contiennent en général de 10 à 80 % d’argent, de 15 à 50 % de cuivre, de 4 à 35 % de zinc et, en faibles quantités, du cadmium, de l’étain et du phosphore pour abaisser la température de fusion.

* Fondants et antifondants (ou flux et antiflux) :

• Borax : c’est le fondant habituellement employé pour les brasures pour alliages précieux.

Il est obtenu à partir de borax déshydraté (Na2B4O7), d’acide borique (H3BO3) et de silice (SiO2).

Le borax en fusion est un excellent désoxydant de surface, permettant ainsi un meilleur étalement de la brasure.

Il peut être utilisé sous forme de poudre, de pâte, de suspension dans de l’alcool.

Le fondant est appliqué avant la brasure.

Appliqué en excès, il peut entraîner une brasure poreuse.

• Fondant à base de fluorures : ils sont utilisés pour les alliages contenant du chrome. Les fluorures sont, en effet, les seuls à pouvoir dissoudre convenablement les oxydes de chrome.

La composition de ces flux est en général à base de fluorures de potassium, d’acide borique, de borax minéral, de carbonates de sodium et de silice.

• Antifondant : il permet de limiter l’écoulement de la brasure et de la confiner précisément dans la zone où elle est souhaitée.

Le graphite (pointe de crayon au plomb) constitue un excellent antiflux.

Dans les cas de hautes températures ou de chauffages prolongés, on peut employer une suspension de rouge anglais (oxyde ferrique déshydraté) ou de carbonate de calcium (blanc d’Espagne), en suspension dans l’alcool.

L’antifondant est appliqué sur les pièces, pour circonscrire la zone à braser, avant l’application du fondant sur les surfaces à braser.

* Manipulations. Techniques de brasage :

Le brasage avec mise en revêtement a, pour principe, une clé d’occlusion des éléments à braser réalisée sur le modèle de référence.

La surface de brasage minimale est de 6 à 8 mm2, pour opposer une résistance suffisante aux contraintes de torsion et de flexion.

Si un bridge doit être sectionné, il est préférable, dans la mesure du possible, d’effectuer la découpe en travers d’un élément intermédiaire massif pour augmenter la surface de brasage.

L’ensemble est extrait avec soin de ce modèle et investi dans un revêtement réfractaire.

La masse de matériau réfractaire doit être aussi petite que possible pour éviter qu’elle n’absorbe la chaleur de la pièce à braser.

La cire est éliminée à l’eau bouillante.

Le revêtement est chauffé et les éléments à braser portés à température de fusion avec une flamme air-gaz.

La brasure est alors effectuée.

Une appréciation correcte de la distance qui doit séparer les éléments à braser est importante pour empêcher les éventuelles déformations.

Cette distance est liée à trois facteurs :

• la dilatation thermique du revêtement pendant le chauffage ;

• la dilatation thermique des pièces d’alliage ;

• le retrait de la brasure pendant sa solidification.

Au plan pratique, il convient donc de veiller à ce que les parties à braser ne soient pas en contact avant que le chauffage du revêtement n’intervienne.

Un espace de l’ordre 0,05 à 0,20 mm paraît idéal pour favoriser l’aspiration par capillarité de la brasure dans la séparation.

Si l’espace est plus large, il faut y introduire un morceau d’alliage de base pour le réduire.

Une épaisseur irrégulière de brasure favorise la formation de porosités qui affaiblissent la résistance de la liaison.

Elles peuvent également être responsables de la formation de bulles lors de la cuisson de la céramique.

Il ne faut pas enfouir trop profondément dans le revêtement les pièces à braser, afin de laisser accéder la partie chaude de la flamme au point de métal qui doit être le plus chaud.

Pour le brasage proprement dit, le bloc revêtement/ pièces à braser peut, soit être chauffé directement à la flamme, soit être soumis à un préchauffage qui permet d’éviter les risques de fragilisation ou de fissuration du revêtement pendant les opérations de brasage.

Le préchauffage sert également à déshydrater le revêtement et à limiter son expansion thermique.

Le chauffage excessif d’un revêtement peut entraîner une contamination sulfurée de l’alliage et de la brasure.

Après cette première période de chauffage, le fondant est étalé, uniquement sur l’emplacement où sera déposée la brasure.

Le chauffage des pièces à braser est alors repris graduellement avec une flamme réductrice jusqu’à ce que le fondant coule.

La température est ensuite amenée à la température de brasage.

La brasure est alors déposée.

La flamme du chalumeau est dirigée depuis le côté opposé à l’apport de la brasure pour que celle-ci soit aspirée vers la partie chaude et remplisse parfaitement l’espace à braser.

Si l’opération est convenablement menée, la brasure doit s’écouler spontanément et uniformément.

Si la brasure ne coule pas immédiatement et régulièrement, il est préférable d’interrompre aussitôt l’opération.

Il faut dégager au plus tôt la pièce métallique du matériau réfractaire pour accélérer son refroidissement, sans la plonger dans l’eau et la laisser refroidir jusqu’à température ambiante.

Après brasage, le flux, en refroidissant, peut laisser une pellicule vitreuse.

Ce dépôt est facilement éliminé par sablage.

Dans certains cas, comme les brasures secondaires de prothèses céramométalliques, on peut être amené à braser secondairement des éléments céramométalliques préalablement élaborés :

• les éléments antérieurs et les éléments intermédiaires sont céramométalliques et les éléments postérieurs entièrement métalliques ;

• exigences esthétiques particulières pour les embrasures des secteurs antérieurs ;

• lorsque l’adaptation est défectueuse lors de l’essayage, il peut être nécessaire de sectionner les éléments qui sont alors repositionnés in situ.

Il est à noter que ce type de brasage ne peut être réalisé sur les alliages à base palladium sans argent à cause de la formation importante d’oxydes qui empêche une diffusion suffisante.

Il faut, pour ces alliages, se limiter aux brasages primaires.

La difficulté de l’assemblage réside essentiellement dans le fait que la céramique a été réalisée avant le brasage.

Le plus délicat est de s’assurer, avant la mise en revêtement, que toutes les surfaces de porcelaine soient recouvertes d’un film de cire afin que le revêtement ne puisse absolument pas entrer en contact avec elles.

Il en est de même avec le flux qui ne doit être appliqué que sur les seules zones métalliques concernées par le brasage et ne doit, en aucun cas, être en contact avec la porcelaine.

Un non-respect de ces précautions entraîne des risques de fracture ou de décoloration de la céramique.

Les brasures sont plus résistantes si elles sont effectuées dans un four :

• préchauffer l’ensemble pendant 10 minutes sur le plateau du four stabilisé à 450 °C ;

• positionner les paillons de brasure, préalablement enduits de décapants, dans les espaces à braser ;

• après un nouveau préchauffage de 10 minutes, procéder à un cycle de cuisson sous vide en élevant la température de 55 °C par minute jusqu’à dépasser de 60 à 80 °C le point liquidus de la brasure ;

• lâcher le vide et stabiliser une minute à cette température finale pour permettre une bonne diffusion.

Ensuite, l’ensemble est rapidement sorti du four et la pièce métallique aussitôt dégagée du matériau réfractaire pour éviter un déséquilibre entre les coefficients de dilatation thermique et des risques d’éclatement de la céramique. Les causes d’insuccès sont :

• un mauvais réglage de la flamme : chauffe insuffisante (flamme oxydante) ;

• un nettoyage insuffisant des pièces : la brasure se met en boule (oxydation) ;

• un fondant inefficace ;

• une interface incorrecte : moins la distance entre les pièces est grande, plus la brasure y est attirée (action capillaire).

Cependant, une interface trop étroite peut également contribuer à augmenter la porosité de la jonction.

L’écoulement de la brasure est influencé par la pesanteur, la température, la capillarité et les forces d’adhésion.

La brasure se dirige toujours vers la zone de température la plus élevée.

La flamme pointue est donc utile ; elle permet d’orienter l’écoulement de la brasure.

Certaines opérations de brasage peuvent être effectuées « à main levée » (brasage à main levée) pour l’assemblage d’appareillages orthodontiques par exemple.

Les sources de chaleur restent essentiellement le chalumeau air-gaz, le bec Bunsen ou, mieux, des petites torches à recharges.

Les brasures se présentent soit en plaque ou en ruban, dont on découpe des paillons de 1 à 2 mm de largeur sur 2 à 4 mmde longueur, soit sous forme de tubes, le fondant étant inclus à l’intérieur (brasures au palladium).

Le maintien des pièces en contact se fait soit simplement par juxtaposition des deux extrémités des fragments se recouvrant l’un l’autre, soit par ligature avec un fil de liasse, soit par précelles à souder à serrage automatique.

Pour garder la liberté des deux mains, il est possible de poser les pièces à braser sur un petit support réfractaire prévu à cet effet.

La technique de brasage est simple :

• le matériel est préparé : bloc d’amiante ou support réfractaire, précelles, paillons de brasure, source de chaleur ;

• la pièce à braser, tenue par les précelles ou non, est chauffée sans interruption (flamme courte) ;

• quand le métal est de couleur rouge orangé assez clair, les paillons y sont déposés ;

• la brasure coule parfaitement, d’elle-même, dans la zone à braser ; c’est la chaleur du métal qui doit faire fondre la brasure.

Cas des fils minces en orthodontie : ils doivent être fermement maintenus en contact pour éviter un risque de rétrécissement de la section transversale de la zone brasée sous l’effet de la tension superficielle de la brasure.

Il en résulte une perte de résistance de la jonction brasée.

Les fils peuvent, par ailleurs, être très facilement soumis à une surchauffe exagérée qui leur fait perdre toutes leurs propriétés mécaniques.

L’emploi de torches orthodontiques spécifiques, avec des flammes en forme de dards minuscules permettant le chauffage de zones ponctuelles, est particulièrement recommandé.

La surchauffe incontrôlée d’un fil d’acier inoxydable entraîne une précipitation de carbures qui se traduit par un adoucissement du métal et donc une perte de ses qualités.

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