CH648351A5 - Legierung zum aufbrennen von porzellan sowie deren verwendung. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Legierungen, die zum Aufbrennen von Porzellan geeignet sind sowie auf deren Verwendung zum Gebrauch mit Porzellan zur Herstellung von Zahnerneuerungen ausserhalb des menschlichen Körpers.
Es hat etliche Legierungsgenerationen zum Gebrauch mit Porzellan für Zahnerneuerungen gegeben und das erste erfolgreiche Legierungssystem, welches als Gelblegierung bekannt ist, besass einen relativ hohen Goldgehalt, d.h. etwa 85 Gew.-%, wobei Platin und Palladium die hauptsächlichen Zusätze waren. Die zweite Legierungsgeneration, welche als Weisslegierung bekannt ist, beinhaltet einen grösseren Gewichtsanteil an Platin, um grössere Festigkeit zu schaffen. In gewissen Fällen wurde die Herabsetzung der Kosten eine wichtige Betrachtung und als Ergebnis wurden sowohl die Gelblegierung als auch die Weisslegierung mit Silber verdünnt und das kostspielige Platin wurde fortgelassen. Dann wurde zur Herbeiführung der letzten Kostenminderung das Gold entfernt.
Der Silberzusatz führte jedoch zu einem unerwarteten und unerwünschten Ergebnis. Zahngiesslinge werden vor dem Aufbringen von Porzellan auf das Metall häufig in einem Temperaturbereich von 927 bis 1066 °C voroxydiert, wobei das sich ergebende Oxyd als Bindemittel zwischen dem Metall und dem Porzellan wirkt. Auch ist es üblich, vor der Porzellanauflage eine Goldschicht auf das Metall zu bringen, indem man eine Goldpulveraufschlämmung auf das Metall streicht und dann das Gold an seiner Stelle bei einer Temperatur von etwa 1063 °C schmilzt. Das Porzellan wird dann in einigen Hitzebehandlungen bis zu einer Temperatur von etwa 954 bis 1010 °C auf die Metalloberfläche gebrannt. Das gegossene Substrat befindet sich somit einige Male im Ofen bei Temperaturen im Bereich von etwa 649 bis etwa 1066 °C.
Silber besitzt einen Dampfdruck von etwa 1 ,um bei 927 °C und etwa 10 um bei etwa 1066°C und demzufolge kann etwas Silber während des Brennens verdampfen, falls die Konzentration in der Legierung hinreichend hoch ist. Der sich ergebende Silberdampf kann dann auf der Oberfläche des zu brennenden Porzellans in sehr fein zerteiltem Zustand kondensieren. Wenn eine andere Porzellanschicht über dieses kondensierte Silber gebrannt wird, so wirkt das Silber als ein Pigment und verändert die Schattierung des Porzellans. Die am stärksten bemerkbare Veränderung ist das Grau des Silbers, welches mit der Gelbschattierung des Porzellans zusammenwirkt und einen gründlichen Farbton erzeugt, welcher sehr unerwünscht ist.
Erfindungsgemäss soll daher in erster Linie eine neue und verbesserte Legierung für die Verwendung von Zahnerneuerungen geschaffen werden. Insbesondere soll erfindungsgemäss neue und verbesserte Legierungen zum Gebrauch mit Porzellan für Zahnerneuerungen bereitgestellt werden. Auch soll insbesondere eine Zahnlegierung geschaffen werden, bei welcher die Silbermenge bedeutend begrenzt oder vorzugsweise gänzlich fortgelassen ist, wobei die Legierung ihre Giessfähigkeit, Festigkeitseigenschaften und physikalische Eigenschaften einschliesslich Schmelzbereich und mit verfügbaren Porzellanprodukten verträglichem thermischen Ausdehnungskoeffizienten noch beibehält.
Die erfindungsgemässe, zum Aufbrennen von Porzellan geeignete Legierung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 31,8 bis 63,16 Gew.-% Gold, 0,5 bis 10,55 Gew.-% Indium und 28,96 bis 57,97 Gew.-% Palladium besteht.
Eine weitere erfindungsgemässe Legierung enthält neben den weiter oben definierten Mengen an Gold, Indium und Palladium mindestens eine der folgenden Komponenten:
Silber 0 bis 11,0 Gew.-%, Aluminium 0 bis 1,0 Gew.-%, Bor 0 bis 0,13 Gew.-%, Calcium 0 bis 0,12 Gew.-% , Kupfer 0 bis 5,0 Gew.-%, Eisen 0 bis 0,75 Gew.-% , Gallium 0 bis 5,0
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Gew.-% , Lithium 0 bis 0,04 Gew.-°/o, Nickel 0 bis 2,0 Gew.-%, Rhenium 0 bis 0,25 Gew.-%, Ruthenium 0 bis 1,8 Gew.-% , Silicium 0 bis 0,0125 Gew.-% , Zinn 0 bis 7,5 Gew.-%, Titan 0 bis 0,06 Gew.-%, Vanadin 0 bis 0,12 Gew.-% und Zink 0 bis 1,98 Gew.-%.
Die erfindungsgemässen Legierungen besitzen Giessbar-keit, Festigkeitseigenschaften und physikalische Eigenschaften einschliesslich Schmelzbereich und einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, welcher mit verfügbaren Porzellanprodukten verträglich ist.
Die relativen Anteile der verschiedenen Elemente, welche die erfindungsgemässe Legierungsmasse ausmachen, machen es möglich, dass die Silbermenge in der Legierung bedeutend begrenzt oder vorzugsweise gänzlich fortgelassen wird, während die Giessbarkeit, die Festigkeitseigenschaften und die physikalischen Eigenschaften einschliesslich Schmelzbereich und mit verfügbaren Porzellanprodukten verträglicher thermischer Ausdehnungskoeffizient beibehalten werden. Bevorzugte Legierungsmassen sind diejenigen, welche, auf das Gewicht bezogen, enthalten: 0 bis 5,86% Silber, 0 bis 0,3% Aluminium, 40 bis 60% Gold, 0 bis 0,13% Bor, 0 bis 0,12% Calcium, 0 bis 3% Kupfer, 0 bis 0,5% Eisen, 0 bis 1,8% Gallium, 2,5 bis 10,55% Indium, 0 bis 0,04% Lithium, 0 bis 2,0% Nickel, 35 bis 55% Palladium, 0 bis 0,25% Rhenium, 0 bis 0,6% Ruthenium, 0 bis 0,0125% Silicium, 0,5 bis 4 % Zinn, 0 bis 0,06% Titan, 0 bis 0,03% Vanadin und 0 bis 1% Zink, vorausgesetzt, dass die Gesamtmenge an Rhenium und Ruthenium mindestens 0,05%, und die Gesamtmenge an Gallium, Indium und Zinn mindestens 3,5% beträgt.
Es wird angenommen, dass die Rollen der entsprechenden Legierungselemente die folgenden sind: Gold, eines der Elemente, welches in wesentlichem Gewichtsanteil vorliegt, verbessert die Korrosions- und Anlaufbeständigkeit der Legierung und trägt zu deren Färbung bei. Palladium, ein anderes Element, welches in einem wesentlichen Gewichtsanteil vorhanden ist, verbessert die Korrosions- und Anlaufbeständigkeit der Legierung und trägt zur Härte und Festigkeit der Legierung bei. Die Zusatzelemente gehören einigen Kategorien an und zu denjenigen, welche als Entoxydationsmittel bzw. als sauerstoffbindende Substanzen zum Entfernen unerwünschten Sauerstoffs und/oder Oxyden während des Legierens und des nachfolgenden Wiederaufschmelzens dienen, zählen Aluminium, Bor, Calcium, Indium, Lithium, Zinn, Silicium, Titan, Vanadin und Zink.
Bor, Rhenium, Ruthenium, Titan und Vanadin dienen als Kornverfeinerer zur Erzeugung und Beibehaltung der Korn-grösse. Es ist bevorzugt, einen mittleren Korndurchmesser von weniger als 50 ,u aufrechtzuerhalten, weil beim Verfestigen der geschmolzenen Legierung der letzte zu härtende Teil an der Zwischenfläche von Korn zu Korn liegt. Bei Edelme-tallegierungen ist die Wahrscheinlichkeit einer Schwäche bzw. einer Fehlentwicklung im fertigen Guss umso grösser, je grösser der Durchmesser der Körner bzw. Partikel ist, welche diese Zwischenfläche ausmachen. Es ist daher vorteilhaft, zur Legierungsmasse Komponenten hinzuzusetzen, welche die Bildung kleinerer Körner an dieser Zwischenfläche verursachen. Die kleineren Körner verteilen die Zwischenfläche über einen grösseren Bezirk, wodurch die Bildung von potentiell schwachen Stellen herabgesetzt wird. Rhenium und insbesondere Ruthenium sind dafür bekannt, dass sie für das Herabsetzen bzw. Beibehalten des Korngrössendurchmessers brauchbar sind. Es ist bevorzugt, dass sowohl Rhenium als auch Ruthenium in der Legierungsmasse anwesend sind, um eine hinreichend kleine Korngrösse zu gewährleisten. Das Steigern der Gesamtmenge an Rhenium und Ruthenium in einer gegebenen Legierungsmasse von je 0,05% auf je 0,175%, veranlasst eine Herabsetzung des Korngrössendurchmessers von etwa 30 ,u auf etwa 14 li.
Zu denjengien Zusatzelementen, welche als Oberfiächen-oxyderzeuger zum Binden an Porzellan dienen, zählen Aluminium, Bor, Kupfer, Eisen, Gallium, Indium, Nickel, Zinn, Titan und Vanadin. Aluminium und Gallium steuern Oberflächenoxyd zur Einschränkung des übermässigen Wachstums von Oxyden.
Einige der Zusatzelemente dienen zur Steigerung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Legierung. Reines Gold besitzt einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 14,16 x 10~6 und reines Palladium besitzt einen Koeffizienten von 11,76 x 10~6. Legierungen dieser beiden Metalle allein besässen theoretisch einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen diesen beiden Werten. Der thermische Ausdehnungskoeffizient muss jedoch grösser sein als dieser Zwischenwert, um die Legierung mit den allgemeinen Porzellanarten verträglich zu machen. Zu zusätzlichen Elementen mit einem höheren Koeffizienten zur Steigerung des Koeffizienten der sich ergebenden Legierung zählen:
Zusatzelement
Thermischer Ausdehnungskoeffizient
Silber
19,68 x 10-6
Aluminium
23,6 x 10~6
Calcium
22,3 Xl0-6
Kupfer
16,6 xlO-6
Gallium
18,0 xlO-6
Indium
33,0 xlO-6
Nickel
13,3 xlO-6
Zinn
19,9 xlO-6
Zink
39,7 xlO-«
Einige der Zusatzelemente führen eine Steuerung der Schmelztemperatur herbei. Da das Porzellan auf dem gegossenen Metall gewöhnlich bei etwa 982 °C gebrannt wird und reines Gold häufig auf der Oberfläche bei etwa 1066 °C geschmolzen wird, muss der Schmelzbereich der Legierung genügend oberhalb dieser beiden Temperaturen liegen, um eine Deformierung zu vermeiden, wenn auf diese Temperaturen erhitzt wird. Zu Elementen, welche dazu neigen, den Schmelzbereich auf annehmbare Höhen zu steigern, zählen Palladium, Rhenium, Ruthenium, Titan und Vanadin.
Die sich ergebenden Legierungen müssen im Mund gegen Verfärbung bzw. Anlaufen und Korrosion beständig sein und zu Zusatzelementen, welche die Anlauf- und Korrosionsbeständigkeit unterstützen, zählen Gold, Indium, Palladium, Ruthenium, Zinn und Titan. Da die Kombination Gold-Palladium an sich eine schwache Legierung ist und keine Kombination beider eine Legierung mit hinreichender Streckgrenze ergeben würde, um den Kaukräften standzuhalten, werden Elemente hinzugesetzt, um die Festigkeit zu steigern; hierzu zählen Aluminium, Bor, Calcium, Kupfer, Eisen, Gallium, Indium, Nickel, Palladium, Rhenium, Ruthenium, Zinn, Vanadin und Zink. Gewisse Elemente verbessern die Fähigkeit der geschmolzenen Legierung, eine kompliziert gestaltete Form auszufüllen, indem die Fliessfähigkeit der Schmelze gesteigert oder deren Oberflächenspannung herabgesetzt wird und zu denjenigen Elementen, welche zur Verbesserung der Giessbarkeit zugesetzt werden, zählen Silber, Kupfer, Indium und Zinn. Zu Verdünnungselementen geringerer Kosten, welche andere Eigenschaften beeinträchtigen oder nicht beeinträchtigen können, zählen Silber, Kupfer, Gallium, Indium, Nickel, Zinn, Titan, Vadadin und Zink. Wenn auch bestimmte Elemente in einige der vorstehenden Kategorien einbezogen sind, so kann doch ihr Gebrauch durch ihre Wirkung auf andere Erfordernisse beherrscht werden. Beispielsweise ist Bor nutzbringend als sauerstoffbindende Substanz,
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25
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4
Kornverfeinerer, Oberflächenoxyderzeuger und Verfestiger, doch seine Erniedrigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (d.h. Koeffizient für Bor beträgt 8,3 x 10-6) und seine starke Herabsetzung der Schmelztemperatur in Kombination mit Palladium, begrenzt seinen Gebrauch auf nur eine spurenmässige Menge.
Die erfindungsgemässen Legierungen können gemäss dem normalen Induktionsschmelzen hergestellt werden und werden gewöhnlich zu flachen Stücken bzw. Elementen ausgewalzt, wobei sie in den Stadien des Walzens angelassen wird.
Die erfindungsgemässen Legierungen seien weiter veranschaulicht durch die hier wiedergegebenen Beispiele 1 bis 35. Die Härtedaten sind für jedes Beispiel gegeben und mit einer genormten Diamantenpyramidenprüfspitze unter einer Belastung von einem Kilogramm abgenommen. Da die Härte nicht von einem Legierungssystem auf ein anderes übersetzbar ist, müssen zum Vergleich.unterschiedlicher Systeme einige andere mechanische Eigenschaften herangezogen werden. Im vorliegenden Falle wird die 0,2%ige Abbiegestreckgrenze als vergleichbare Eigenschaft benutzt. Die in den Beispielen gezeigte Vickershärte gilt für die erfindungsgemässen Gusslegierungen nach dem Aufbringen des Porzellans in der Hitze, mit den gleichen Streckgrenzeneigenschaften wie Legierungen, welche unter die Anweisung Nr. 5 für Zahn-giesslinge der American Dental Association fallen. Für eine eingehendere Beschreibung dieser Anweisung sei Bezug genommen auf die US-Patentschriften 3 929 474 und 3 929 475, deren Inhalt als Bestandteil der vorliegenden Beschreibung zu betrachten ist. Die erfindungsgemässen Legierungen, wie sie in den Beispielen 1 bis 35 veranschaulicht ist, besitzt eine Vickershärte innerhalb des Bereiches der Anweisung Nr. 5 der American Dental Association (abgekürzt ADA).
Der Schmelztemperaturbereich in °C ist für jedes Beispiel angegeben. Der Schmelztemperaturbereich wird erhalten durch eine genormte Kühlkurvenmethode, wobei die obere Grenze des Schmelzbereichs (Liquidus) und dessen untere Grenze (Solidus) erhalten werden, indem man die Änderungen desTemperaturgefälles mit der Zeit kurvenmässig aufträgt, wie man sie unter Verwendung eines Pt-Pt 13Rh Thermoelementes in der Schmelze erzielt. Die Solidustemperatur liegt in jedem Falle hinreichend oberhalb der Temperatur von etwa 982 °C, bei welcher das Porzellan auf das gegossene Metall gebrannt wird, so dass eine Deformierung vermieden wird. Allgemein gesprochen ist eine Abweichung von etwa 56 ° C erwünscht. Mit der möglichen Ausnahme des Beispieles 21, liegt auch die Solidustemperatur in jedem Falle genügend oberhalb der Temperatur von etwa 1066 °C, bei welcher reines Gold in einigen Fällen auf die Oberfläche des Gussme-talles geschmolzen wird. Ausserdem ist es erwünscht, dass die Solidustemperatur oberhalb des Löt- bzw. Hartlöttemperaturbereiches von 1093 bis 1149 °C liegt, welchem man bei Dentalarbeiten bzw. Zahnarbeiten begegnet, und dies ist für viele der hier gegebenen Beispiele der Fall.
Der thermische Ausdehnungskoeffizient (abgekürzt C.T.E.) der Legierung, ist nach bekannten Arbeitsgängen für jedes der Beispiele berechnet. Ausserdem ist für einige der Beispiele der thermische Ausdehnungskoeffizient (C.T.E.) der Legierung unter Verwendung eines Orton-Dilatometers gemessen. In jedem Falle besitzt der Koeffizient der erfindungsgemässen Legierungen einen Wert, welcher die Legierungen mit allgemein üblichen Porzellanarten verträglich macht.
Die Streckgrenze wird für die Legierungen der Beispiele 15 und 26 nach Standardmethoden gemessen. Für die restlichen Beispiele wird jedoch die Härte als anzeigendes Merkmal benutzt, weil diese durch einen Test bestimmt wird, der im Vergleich zum Streckgrenzentest weniger Zeit und Anstrengung erfordert, und weil im gleichen Legierungssystem die Streckgrenze proportional der Härte ist. Tests bezüglich des Anlaufens werden bei den Legierungen der Beispiele 25 bis 34 gemäss der Methode durchgeführt, welche in den vorerwähnten US-Patentschriften 3 929 474 und 3 929 475 beschrieben ist. Kurz gesagt, ist bei Verwendung von Ammoniumsulfiddämpfen eine Zahlenskala aufgestellt, welche für Nichteinwirkung bei Null beginnt. Die Legierungen der Beispiele 15 und 27 zeigen beim Test kein Anlaufen bzw. Farbänderung, wenn sie dem .Sulfiddampf ausgesetzt werden. Die Beispiele 27 bis 34 zeigen beim Test eine untergeordnete Farbänderung beim Einwirken des Sulfiddampfes (d.h. Ablesung im Bereich von Vi bis 1). Ausserdem wurde beobachtet, dass die erfindungsgemässen Legierungen hinreichend Fliessfähigkeit in geschmolzenem Zustand besitzen, um eine kompliziert gestaltete Form auszufüllen, wodurch die Legierungen den Giessbarkeitsgrad besitzen, welcher für Dentallegierungen und dergleichen gefordert wird.
Die erfindungsgemässen Legierungen seien ferner durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1
Bestandteil Zusammensetzung in Gew.-%
Silber 1,17
Gold 63,16 Indium 1,75
Palladium 30,99
Zinn 2,92
Vickershärte 108
Schmelzbereich °C 1282-1366
C.T.E. berechnet 13,98 x 10-6
Beispiel 2
Bestandteil Zusammensetzung in Gew.-%
Silber
5,0
Gold
31,8
Bor
0,05
Kupfer
1,0
Indium
1,5
Palladium
57,97
Ruthenium
0,18
Zinn
2,5
Vickershärte
131
Schmelzbereich °C
1410-1443
C.T.E. berechnet
13,50xl0-6
C.T.E. gemessen
13,50 xlO-6
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
648 351
Beispiel 3
Beispiel 7
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-0/o
Gold
50,0
Bor
0,08
Kupfer
3,0
Indium
1,5
Palladium
42,74
Ruthenium
0,18
Zinn
2,5
Vickershärte
154
Schmelzbereich 0 C
1302-1382
C.T.E. berechnet
13,63 xlO-6
Beispiel 4
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-%
Silber
7,65
Gold
59,02
Indium
1,64
Palladium
28,96
Zinn
2,73
Vickershärte
113
Schmelzbereich ° C
1266-1324
C.T.E. berechnet
14,36 x 10-6
Beispiel 5
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-%
Gold
48,5
Bor
0,08
Calcium
0,07
Gallium
1,5
Indium
6,93
Palladium
40,87
Ruthenium
1,0
Zinn
1,0
Titan
0,05
Vickershärte
223
Schmelzbereich °C
1254-1310
C.T.E. berechnet
14,64 x 10-6
Beispiel 6
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-%
Gold
49,0
Bor
0,08
Calcium
0,07
Indium
5,43
Palladium
41,32
Rhenium
0,05
Ruthenium
0,05
Zinn
4,0
Vickershärte
177
Schmelzbereich ° C
1249-1338
C.T.E. berechnet
14,43 x 10-6
C.T.E. gemessen
13,7 x 10-6
25
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-%
Aluminium
1,0
Gold
49,0
Bor
0,08
Calcium
0,12
Kupfer
3,66
Eisen
0,5
Indium
2,5
Nickel
1,0
Palladium
37,73
Ruthenium
0,6
Zinn
2,5
Titan
0,06
Vanadin
' 0,03
Zink
1,22
Vickershärte
319
Schmelzbereich ° C
1096-1149
C.T.E. berechnet
14,32 xlO-6
Beispiel 8
Bestandteil
Zusammensetzung in Gew.-%
Aluminium
0,5
30 Gold
49,5
Bor
0,08
Calcium
0,12
Kupfer
3,66
Eisen
0,5
35 Indium
2,5
Nickel
1,5
Palladium
36,63
Ruthenium
0,7
Zinn
2,5
40 Titan
0,06
Vanadin
0,08
Zink
1,22
Vickershärte
306
Schmelzbereich ° C
1129-1191
45 C.T.E. berechnet
14,22 xlO-6
Beispiel 9
Bestandteil
Zusammensetzung
- 50
in Gew.-%
Aluminium
0,3
Gold
50,0
Bor
0,08
55 Calcium
0,12
Kupfer
3,66
Indium
2,2
Nickel
1,0
Palladium
38,23
60 Ruthenium
0,6
Zinn
2,5 .
Titan
0,06
Vanadin
0,03
Zink
1,22
65
Vickershärte
209
Schmelzbereich ° C
1174-1249
C.T.E. berechnet
14,19 x 10-
648 351
Beispiel 10
Bestandteil Zusammensetzung in Gew.-%
Aluminium
0,1
Gold
50,0
Bor
0,08
Calcium
0,12
Kupfer
3,66
Indium.
2,5
Nickel
1,0
Palladium
37,93
Ruthenium
0,8
Zinn
2,5
Titan
0,06
Vanadin
0,03
Zink
1,22
Vickershärte
185
Schmelzbereich °C
1191-1266
C.T.E.
14,22 xlO-6
6
Beispiel 13
Bestandteil Zusammensetzung in Gew.-%
Gold
48,5
Bor
0,80
Calcium
0,07
Gallium
0,5
Indium
6,93
Palladium
40,70
Ruthenium
0,175
Zinn
3,0
Titan
0,04
Vickershärte
246
Schmelzbereich °C
1199-1304
C.T.E.
14,68 x IO-6
20
Beispiel 14
Bestandteil
Beispiel 11
Silber
Gold
Bor
Kupfer
Indium
Palladium
Ruthenium
Zinn
Vickershärte Schmelzbereich ' C.T.E.
Zusammensetzung in Gew.-%
5,0 51,4 0,08 2,0 1,5 37,25 0,18 2,5
145
1304-1354 14,00 xlO-6
25
30
35
Bestandteil
Zus ammensetzung in Gew.-%
Gold
50,0
Bor
0,08
Calcium
0,12
Kupfer
3,66
Gallium
1,0
Indium
2,5
Nickel
1,0
Palladium
37,03
Ruthenium
0,8
Zinn
2,5
Titan
0,06
Vanadin
0,03
Zink
1,22
Vickershärte
284
Schmelzbereich ° C
1171-1221
C.T.E. berechnet
14,31 xlO-6
Beispiel 12
Bestandteil
Zusammensetzung in Gew.-%
Beispiel 15
Bestandteil
Zusammensetzung
Gold
49,5
in Gew.-%
Bor
0,08
Calcium
0,12
Gold
49,5
Kupfer
3,66
55 Bor
0,08
Eisen
0,75
Calcium
0,10
Indium
2,0
Kupfer
2,93
Nickel
1,0
Gallium
0,8
Palladium
_ 38,12
Indium
3,0
Ruthenium
0,5
60 Palladium
38,76
Zinn
3,0
Ruthenium
0,80
Titan
0,05
Zinn
2,0
Zink
1,22
Titan
0,06
Vickershärte
197
Zink
1,98
Schmelzbereich °C
1138-1171
65 Vickershärte
219
C.T.E. berechnet
14,15 x 10-6
Schmelzbereich °C
1138-1171
C.T.E. gemessen
14,2 xlO-6
C.T.E. berechnet
14,47 xlO-6
7 648 351
Beispiel 16 Beispiel 19
Bestandteil Zusammensetzung Bestandteil Zusammensetzung in Gew.-% in Gew.-%
Gold
48,5
5 Gold
50,0
Bor
0,08
Bor
0,08
Calcium
0,10
Kupfer
3,0
Kupfer
2,93
Indium
2,0
Gallium
0,8
Nickel Palladium
1,0
Indium
4,0
40,07
Palladium
40,47
Ruthenium
0,35
Ruthenium
1,1
Zinn
2,5
Zinn
1,0
Zink
1,0
Titan
0,05 0,98
15 Vickershärte
Zink
179
Schmelzbereich °C
1232-1318
Vickershärte
184
C.T.E. berechnet
14,03 x 10-'
Schmelzbereich °C
1193-1216
C.T.E.
14,29 X 10-6
20
Beispiel 17
Bestandteil
Zusammensetzung in Gew.-%
Gold Bor
Calcium
Kupfer
Gallium
Indium
Palladium
Ruthenium
Zinn
Titan
Zink
Vickershärte Schmelzbereich °C C.T.E. berechnet
48,5 0,08 0,10 1,94 1,1 5,5 40,85 1,32 1,0 0,05 0,97
252
1121-1316 14,63 x 10-6
Beispiel 18
Bestandteil
Zusammensetzung in Gew.-%
25
Beispiel 20
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-%
Gold
50,0
30 Bor
0,08
Calcium
0,1
Kupfer
3,0
Indium
2,0
Indium
2,0
35 Nickel
1,0
Palladium
39,77
Ruthenium
1,5
Zinn
2,5
Titan
0,05
40 Zink
1,0
Vickershärte
175
Schmelzbereich °C
1227-1310
C.T.E. berechnet
14,02 x 10-6
45
50
Gold Bor
50,0 0,08 0,12 3,66
Beispiel 21
Calcium Kupfer
Bestandteil
Zusammenstzung in Gew.-%
Eisen
0,5
55
Indium
2,5
Gold
49,0
Nickel
2,0
Bor
0,08
Palladium
36,73
Calcium
0,07
Ruthenium
0,6
Gallium
1,0
Zinn
2,5
60
Indium
6,43
Titan
0,06
Palladium
40,97
Vanadin
0,03
Ruthenium
1,8
Zink
1,22
Zinn
1,0
Vickershärte
203
65
Titan
0,05
Schmelzbereich °C
1163-1238
Vickershärte
199
C.T.E. berechnet
14,25 x 10-6
Schmelzbereich 0 C
1071-1371
C.T.E. gemessen
14,5 x 10-6
C.T.E. berechnet
14,41 x 10-6
648 351 8
Beispiel 22 Beispiel 25
Bestandteil Zusammensetzung Bestandteil Zusammensetzung in Gew.-0/o in Gew.-°/o
5
Gold
48,5
Gold
48,50
Bor
0,08
Bor
0,13
Calcium
0,07
Calcium
0,08
Indium
6,93
Indium
6,92
Palladium
40,82
io Palladium
41,77
Rhenium
0,05
Rhenium
0,05
Ruthenium
0,05
Ruthenium
0,05
Zinn
3,5
Zinn
3,50
Vickershärte
221
Vickershärte
219
Schmelzbereich ° C
1188-1288
15 Schmelzbereich °C
1146-1224
C.T.E. berechnet
14,70 x 10-6
C.T.E. berechnet
14,58x10-
C.T.E. gemessen
14,0 x 10-6
0,2% Abbiege-Streckgrenze kg/cm2
5554
Alllaufen 0
C.T.E. gemessen 13,8 xlO-6
20
Beispiel 23
Beispiel 26
Bestandteil
Zusammensetzung in Gew.-°/o
Gold
50,0
Bor
0,08
Calcium
0,12
Kupfer
3,66
Eisen
0,5
Indium
2,5
Nickel
1,0
Palladium
37,75
Ruthenium
0,6
Zinn
2,5
Titan
0,06
Vanadin
0,01
Vickershärte
203
Schmelzbereich ° C
1149-1271
C.T.E. berechnet
14,23 x 10-«
25
35
Bestandteil
Zusammensetzung in Gew.-%
Aluminium 0,01
Gold 48,46
Bor 0,02
Calcium 0,08
Indium 9,92
Lithium 0,04
Palladium 39,91
Rhenium 0,03
Ruthenium 0,03
Silicium 0,01 Zinn 1,50
Vickershärte 215
Schmelzbereich °C 1238-1324
C.T.E. berechnet 15,10xl0-6
C.T.E. gemessen 13,8 x 10-6 0,2% Abbiege-Streckgrenze kg/cm2 5287
Anlaufen 0
Beispiel 24 Beispiel 27
Bestandteil Zusammensetzung 50 Bestandteil Zusammenstzung in Gew.-°/o in Gew.-%
Gold
50,0
Bor
0,08
Calcium
0,12
Kupfer
3,66
Eisen
0,5
Indium
2,5
Nickel
1,0
Palladium
37,74
Ruthenium
0,6
Zinn
2,5
Titan
0,06
Vanadin
0,02
Vickershärte
198
Schmelzbereich ° C
1241-1260
C.T.E. berechnet
14,23 x 10-6
Gold
48,725
Bor
0,02
Gallium
0,50
Indium
10,55
Lithium
0,025
Palladium
39,63
Rhenium
0,025
Ruthenium
0,025
Zinn
0,5
Vickershärte
224
Schmelzbereich 0 C
1235-1302
0,2% Abbiege-Streckgrenze kg/cm2
5041
C.T.E. berechnet
15,24x 10-6
C.T.E. gemessen
14,02 x 10-6
Anlaufen
0
9 648 351
Beispiel 28 Beispiel 30
Bestandteil Zusammensetzung Bestandteil Zusammensetzung in Gew.-% in Gew.-%
Silber
11,0
5
Silber
5,76
Gold
43,0
Aluminium
0,0125
Bor
0,075
Gold
45,0
Calcium
0,075
Bor
0,025
Kupfer
1,0
10
Kupfer
4,0
Gallium
1,0
Gallium
1,0
Indium
1,925
Indium
2,0
Nickel
0,5
Lithium
0,04
Palladium
35,575
Nickel
1,0
Rhenium
0,175
15
Palladium
39,15
Ruthenium
0,175
Rhenium
0,25
Zinn
5,5
Ruthenium
0,25
Vickershärte
276
Silicium Zinn
0,0125 1,5
Schmelzbereich 0 C
1143-1179
0,2% Abbiege-Streckgrenze kg/cm2
6462
20
Vickershärte
182
C.T.E. berechnet
14,63 x 10-6
Schmelzbereich °C
1216-1304
C.T.E. gemessen
14,97 x 10-6
Streckgrenze kg/cm2
2777
Anlaufen
Vi
C.T.E. berechnet C.T.E. gemessen
14,11 x 10-6 14,20 x 10-6
25
Anlaufen
Vi
Beispiel 31
Bestandteil Zusammensetzung in Gew.-°/o
Silber
5,86
Aluminium
0,0125
Gold
44,8
35
Bor
Gallium Indium Lithium Nickel
0,025
1,8
3,3
0,04
1,0
40
Palladium
Rhenium
Ruthenium
Silicium
Zinn
40,45 0,25 0,25 0,0125 2,2
45
Vickershärte
205
Beispiel 29
Schmelzbereich °C
1188-1282
0,2% Abbiege-Streckgrenze kg/cm2
5512
Bestandteil
Zusammensetzung in Gew.-°'o
C.T.E. berechnet C.T.E. gemessen
14,29 x 10"6 14,62 x 10-6
Silber
5,0
50
Anlaufen
1
Gold Bor
Calcium
45,0 0,075 0,075
Beispiel 32
55
Bestandteil
Zusammensetzung in Gew.-%
Kupfer
5,0
Indium
1,925
Nickel
1
Silber
7,0
Palladium
40,075
Gold
35,0
Rhenium
0,175
Indium
7,5
Ruthenium
0,175
60
Palladium
50,4
Zinn
1,5
Rhenium
0,1
Vickershärte
172
Vickershärte
135
Schmelzbereich °C
1138-1249
Schmelzbereich °C
1349-1399
3,2% Abbiege-Streckgrenze kg/cm2
4204
f.
0,2% Abbiege-Streckgrenze
1561
c-.T.E. berechnet
14,01 x 10-6
03
C.T.E. berechnet
14,74 x 10-6
C.T.E. gemessen
14,95 x IO"6
C.T.E. gemessen
13,78 x 10-6
Anlaufen
Vi
Anlaufen
'/2
648 351
10
Beispiel 33
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-%
Silber
3,0
Gold
40,0
Indium
5,0
Palladium
44,4
Ruthenium
0,1
Zinn
7,5
Vickershärte
260
Schmelzbereich ° C
1168-1285
0,2% Abbiege-Streckgrenze kg/cm2
6004
C.T.E. berechnet
14,63xl0-6
C.T.E. gemessen
14,18 x 10-6
Anlaufen
Vi
Beispiel 34
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-%
Silber
1,0
Gold
50
Bor
0,1
Gallium
5,0
Indium
0,5
Palladium
43,4
Vickershärte
320
Schmelzbereich °C
1182-1238
0,2% Abbiege-Streckgrenze kg/cm2
7398
C.T.E. berechnet
13,48x10-6
C.T.E. gemessen
14,08xl0-6
Anlaufen
Vi
Beispiel 35
Bestandteil
Zusammensetzung
in Gew.-%
Gold
50,0
Bor
0,08
Calcium
0,12
Kupfer
3,66
Eisen
0,5
Indium
2,5
Nickel
1,0
Palladium
37,45
Ruthenium
0,8
Zinn
2,5
Titan
0,06
Vanadin
0,12
Zink
1,22
Vickershärte
207
Wenn die erfindungsgemässen Legierungen zur Herstellung von Zahnerneuerungen und dergleichen gebraucht werden, so werden sie gewöhnlich nach normalen, bekannten Giessverfahren zur gewünschten Gestalt gegossen. Die Legierungen erhitzt man in der Regel bei der angemessenen Schmelztemperatur, bis sie ein Schmelzbad ergeben, und dann werden sie unter Verwendung einer normalen Dental-giessmaschine gegossen. Die erfindungsgemässen Legierungen besitzen beim Schmelzen hinreichende Fliessfähigkeit zum Giessen, um eine kompliziert gestaltete Form vollständig zu füllen.
Nachdem der Giessling gewünschter Gestalt gebildet worden ist, wird auf die gegossenen erfindungsgemässen Legierungen mindestens eine Porzellanschicht bei der Bereitung der Zahnerneuerungen aufgebracht. Dies kann gemäss allgemein bekannter, genormter Arbeitsgänge erfolgen und häufig werden die Zahngiesslinge bei einer Temperatur von etwa 927 bis 1066 °C voroxydiert, bevor das Porzellan auf das Metall aufgebracht wird, wobei das sich ergebende Oxyd als ein Bindemittel zwischen dem Metall und dem Porzellan wirkt. Ausserdem wird gewöhnlich vor dem Auflegen von Porzellan eine Goldschicht auf das Metall aufgebracht, indem man eine Goldpulveraufschlämmung auf das Metall aufstreicht und dann das Gold an seiner Stelle bei einer Temperatur von etwa 1063 °C schmilzt. Das Porzellan kann auf den Giessling nach bekannten, genormten Brenntechniken aufgebracht werden. Dies erfolgt vorzugsweise in mindestens einem, jedoch typischerweise einigen Brenngängen bzw. Hitzebehandlungen in einem Temperaturbereich von etwa 649 bis etwa 996 °C. Es können im Handel erhältliche Porzellanarten benutzt werden. Beispielsweise ist eine bekannt als Will-Cerm Porcelain der Williams Gold Refinin Co. Inc., Buffalo, New York.
Die erfindungsgemässen Legierungen zeichnen sich aus durch die Abwesenheit von Silber oder durch nur eine sehr unwesentliche Silbermenge, und vermeidet das unerwünschte Ergebnis des Verdampfens von Silber während des vorhergehenden Erhitzens und Brennens. Die erfindungsgemässen Legierungen ermöglichen es vorteilhafterweise, die Menge an Silber bedeutend zu begrenzen bzw. vorzugsweise gänzlich auszuschalten, während Giessbarkeit, Festigkeitseigenschaften und physikalische Eigenschaften einschliesslich Schmelzbereich und einem mit verfügbaren Porzellanprodukten verträglichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufrechterhalten bleiben. Die Erfindung ist nicht auf die hier beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsformen speziell abgestellt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weiteres gegeben.
* Andere Testdaten (d.h. Schmelzbereich und C.T.E.) usw. wurden für das Beispiel nicht bestimmt.
Claims (10)
- 648 3512PATENTANSPRÜCHE1. Zum Aufbrennen von Porzellan geeignete Legierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 31,8 bis 63,16 Gew.-% Gold, 0,5 bis 10,55 Gew.-% Indium und 28,96 bis 57,97 Gew.-% Palladium besteht.
- 2. Zum Aufbrennen von Porzellan geeignete Legierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie 31,8 bis 63,16 Gew.-% Gold, 0,5 bis 10,55 Gew.-% Indium und 28,96 bis 57,97 Gew.-% Palladium sowie mindestens eine der folgenden Komponenten: Silber 0 bis 11,0 Gew.-%, Aluminium 0 bis 1,0 Gew.-%, Bor 0 bis 0,13 Gew.-%, Calcium 0 bis 0,12 Gew.-% , Kupfer 0 bis 5,0 Gew.-%", Eisen 0 bis 0,75 Gew.-%, Gallium 0 bis 5,0 Gew.-%, Lithium 0 bis 0,04 Gew.-%, Nickel 0 bis 2,0 Gew.-%, Rhenium 0 bis 0,25 Gew.-%, Ruthenium 0 bis 1,8 Gew.-%, Silicium 0 bis 0,0125 Gew.-%, Zinn 0 bis 7,5 Gew.-%, Titan 0 bis 0,06 Gew.-%, Vanadin 0 bis 0,12 Gew.-% und Zink 0 bis 1,98 Gew.-% enthält.
- 3. Legierung nach Anspruch 2, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.-%: Silber 0 bis 5,86%, Aluminium 0 bis 0,3%, Gold 40,0 bis 60,0%, Bor 0 bis 0,13%, Calcium 0 bis 0,12%, Kupfer 0 bis 3,0%, Eisen 0 bis 0,5%, Gallium 0 bis 1,8%, Indium 2,5 bis 10,55%, Lithium 0 bis 0,04%, Nickel 0 bis 2,0%, Palladium 35 bis 55%, Rhenium 0 bis 0,25%, Ruthenium 0 bis 0,6%, Silicium 0 bis 0,0125%, Zinn 0,5 bis 4,0%, Titan 0 bis 0,06%, Vanadin 0 bis 0,03% und Zink 0 bis 1,0%.
- 4. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge an Rhenium und Ruthenium mindestens 0,05%, und die Gesamtmenge an Gallium, Indium und Zinn mindestens 3,5% beträgt.
- 5. Legierung nach Anspruch 2, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.-%: Gold etwa 48,5%, Palladium etwa 41,77%, Indium etwa 6,92%, Rhenium etwa 0,05%, Ruthenium etwa 0,05%, Calcium etwa 0,08%,Zinn etwa 3,50% und Bor 0,13%.
- 6. Legierung nach Anspruch 2, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.-%: Gold etwa 48,46%, Palladium etwa 39,91%, Indium etwa 9,92%, Rhenium etwa 0,03%, Ruthenium etwa 0,03%, Aluminium etwa 0,01%, Calcium etwa 0,08%, Lithium 0,04%, Zinn etwa 1,50%, Bor etwa 0,02% und Silicium etwa 0,01%.
- 7. Legierung nach Anspruch 2, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.-%: Gold etwa 48,725%, Palladium etwa 39,63%, Gallium etwa 0,50%,Indium 10,55%, Rhenium etwa 0,025%, Ruthenium etwa 0,025%, Lithium etwa 0,025%, Zinn etwa 0,05% und Bor etwa 0,02%.
- 8. Legierung nach Anspruch 2, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.-%: Gold etwa 44,8%, Palladium etwa 40,45%, Gallium etwa 1,8%, Indium etwa 3,3%, Rhenium 0,25%, Ruthenium etwa 0,25%, Lithium 0,04%, Zinn etwa 2,2%, Bor etwa 0,025%, Silber 5,86%, Aluminium 0,0125%, Nickel etwa 1,0% und Silicium 0,0125%.
- 9. Verwendung der. Legierung gemäss Anspruch 1, zum Gebrauch mit Porzellan zur Herstellung von Zahnerneuerungen ausserhalb des menschlichen Körpers, dadurch gekennzeichnet, dass man die genannte Legierung mit mindestens einer Porzellanschicht versieht, welche auf die Oberfläche des Giesslings, der aus der genannten Legierung besteht, aufgebrannt wird.
- 10. Verwendung der Legierung gemäss Anspruch 2, zum Gebrauch mit Porzellan zur Herstellung von Zahnerneuerungen ausserhalb des menschlichen Körpers, dadurch gekennzeichnet, dass man die genannte Legierung mit mindestens einer Porzellanschicht versieht, welche auf die Oberfläche des Giesslings, der aus der genannten Legierung besteht, aufgebrannt wird.
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| CA1146380A (en) | 1983-05-17 |
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| US4201577A (en) | 1980-05-06 |
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Legal Events
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| PL | Patent ceased | ||
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