常用的正畸弓丝根据材料可以分为不锈钢(stainless steel,SS)弓丝,钴铬镍合金(cobalt-chromium-nickel)丝,β钛合金(beta-titanium,β-Ti)丝,镍钛合金(Nickel-Titanium,NiTi)丝。另外还有金合金丝,由于其成本高昂,用量很少,不在本文讨论之中。
不锈钢弓丝
是正畸临床中使用最多的弓丝之一,其优点是有较好的弯制性能、耐腐蚀、价格便宜。其原材料大部分为符合美国钢铁协会(AISI)规定的302和304奥氏体不锈钢。它们一般都被称为18-8 SS,因为两者原料中的铬和镍大约各为18%和8%。也有用17-7 SS,其性质相与18-8 SS相似。
不锈钢弓丝具有较大的弹性模量,其大小受多种因素影响,如合金的组成、拉伸工艺、热处理等等。弹性模量显著下降是较为困难的。不锈钢弓丝的屈服力变化较弹性模量大,通过热处理可以增大屈服力,同时还可以消除弓丝残余应力,增大弹性模量。残余应力的消除可以减少弓丝在临床使用过程中折断的可能性。热处理的温度及时间有严格的要求,具体可以参考厂家的说明,过度的热处理会破坏金属内晶体的结构,弓丝变软。临床常用的热处理方式是利用点焊机的加热功能,通过电流进行有控的加热。
并不是所有的不锈钢弓丝都需要热处理,对弹性模量大或金属晶体结构易改变的弓丝,一般不主张再进行热处理。
钴铬镍合金
钴铬镍合金是一种外观、性质和不锈钢丝非常相似的弓丝,但其组成与不锈钢丝有本质不同,并且有非常独特的热处理特性。最典型的弓丝是Elgiloy(RMO公司生产),它含有40%钴、20%铬、15%镍、 15.8%铁、7%钼等元素,其性质与义齿生产材料相似。
Elgiloy根据回火形式有四种不同的种类:柔软、有延展性的、半弹性、弹性,分别用四种不同的颜色标出。柔软型Elgiloy为蓝色,是最常用的一种弓丝,因为它易于弯制成形,热处理后可以增加屈服力和弹性,有报告称屈服力的增加可以达到20%~30%,从830 ~1000 MPa 增加到1100~1400 MPa;弹性模量从160~190GPa增加到 180~210 GPa。其他三种Elgiloy弓丝由于价格较贵,成形性差,没有蓝色的应用广泛。蓝色Elgiloy的力学特点总体上和不锈钢丝弓丝非常相似。