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Verbundmetall, insbesondere für zahntechnische Zwecke.
Gegenstand der Erfindung ist ein neues z. B. in Drahtform mit besonderem Vorteil verwendbares VerbundmetaU, das sich u. a. für zahntechniselhe Zwecke der verschiedensten Art, wie z. B. zur Herstellung der Befestigungsstifte für künstliche Zähne als ausgezeichnet geeignet erwiesen hat.
Die Verwendung von Verbunddrähten aus einem Unedelmetall, wie Nickel, mit einem Überzug aus Platin für zahnärztliche und andere Zwecke ist bekannt. Solche Drähte werden z. B. dadurch hergestellt, dass man auf ein zylindrisches Stück aus dem gewünschten Kernmetall, wie Nickel, von verhältnismässig erheblichem Durchmesser von z. B. 10 bis 30 mm einen Platinmantel aufbringt, diesen mit dem Kern, z. B. durch Erhitzen unter Druck, verbindet und den erhaltenen Verbundzylinder sodann durch Ziehen auf den gewünschten Drahtdurcbmesser von z. B. einem Millimeter verjüngt.
Durch Zerschneiden eines solchen Drahtes in Stücke von entsprechender Länge erhält man Stifte, die nach der einseitigen Verankerung in künstlichen Zähnen zur Befestigung der letzteren in geeigneten Unterlagen, z. B. in der Kautschukgrundlage von Zahnprothesen, befestigt werden können.
Bei der Verwendung solcher Verbunddrähte ist man aber genötigt, in Anbetracht der äusserst starken mechanischen Beanspruchung der Platinauflage beim Ziehvorgang diese Auflage weit stärker zu machen, als es an und für sich zu einem ausreichenden Schutz des Keins gegen Korrosion, z. B. durch die Mundsäfte, nötig sein würde, um die Bildung von Rissen und sontigen Beschädigungen, durch welche die korrodierende Flüssigkeit alsbald Zutritt zu den freigelegten Stellen des unedlen Kernmetalls erlangen würde, bei dem Ziehvorgang zu vermeiden. Der Preis solcher Zahnstifte wird hiedurch angesichts der Kostspieligkeit des Platins in unerwünschter Weise erhöht.
Ein weiterer Nachteil solcher mit Platin überzogener Verbunddrähte besteht darin, dass beim Zerschneiden derselben in Stücke, z. B. zwecks Herstellung von Zahnstiften, die Platinauflage infolge ihrer geringen Dicke von dem Schneidwerkzeug nur wenig über die Schnittstelle herübergezogen wird, so dass in der Mitte der Schnittfläche ein verhältnismässig grosses Stück des unedlen Kernmetalls freiliegt. Dies sieht nicht nur unschön aus, insbesondere, wenn bei Lagerung der Stifte das Kernmetall an der freiliegenden Stelle durch Oxydation schwarz gefärbt wird, wodurch die Verkaufsfähigkeit der Zahnstifte beeinträchtigt wird, sondern es führt auch zu einem unerwünschten Angriff z. B. des Schwefels der Einbettungsmasse beim Vulkanisieren von Kautschukprothesen oder der ätzenden Mundsäfte auf das freiliegende unedle Kernmetall.
Es sind. auch Zahnstifte bekannt, bei denen auf einem Kern aus Unedelmetall, wie Nickel, zunächst eine Schicht aus Platin und auf dieser eine Aussenschicht aus Gold aufgeblacht ist, wobei es ermöglicht ist, infolge der durch die äussere Goldschicht ausgeübten Schutzwirkung die Dicke der Platin-Zwischenschicht so weit zu verringern, dass der Gesamtüberzug bei gleicher Schutzwirkung billiger ist, als ein in bekannter Weise nur aus Platin oder auch nur aus Gold bestehender Überzug. Aber auch hiebei ist die Menge der benötigten besonders kostbaren Edelmetalle, Platin und Gold, noch eine verhältnismässig grosse, so dass der Preis solcher Stifte ihrer Verwendung in vielen Fällen im Wege steht.
Ausserdem legen auch die Schwierigkeiten, die sich bei der Massenve1 wendung solcher Stifte für künstliche Zähne der Beschaffung der hiefür benötigten erheblichen Goldmengen bei vorhandenem Goldmangel entgegenstellen, den Wunsch nahe, auf die Anwendung von Gold ganz verzichten zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss nun dadurch gelungen, dass auf den Kern aus Unedelmetall, insbesondere Nickel, zunächst eine dünne Schicht aus Platin, auf diese dann eine ver-
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gebracht wird.
Ausgezeichnet brauchbare und hochkorrosionsbeständige Überzüge lassen sich auf diese Weise z. B. erhalten bei etwa den folgenden gewichtsmässigen Verhältnissen der einzelnen Schichten in der Reihenfolge von innen nach aussen.
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<tb>
Ni <SEP> 91-5%
<tb> Pt.............................................. <SEP> 1 <SEP> %
<tb> Ag <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Pt.............................................. <SEP> 2-5%
<tb>
Wie die Versuche ergeben haben, würde eine unmittelbar auf den Wickelkern aufgebrachte Schicht nur aus Platin von dem Gesamtgewicht der nach diesem Beispiel verwendeten beiden Platinschichten mit 3'5% des Gewichts des ganzen Verbundstücks viel'zu dünn sein, um beim Ziehvorgang auf dem Kernmetall einen geschlossenen von Rissen und sonstigen Beschädigungen freien Vberzug zu liefern. Derartige Überzüge würden aber z.
B. für zahntwhnisehe Zwecke fflig unbrauchmr sein, weil an den Stellen, wo infolge der Beschädigung des Platinüberzuges das Kernmetall freiliegt, dieses alsbald durch die korrodierende Einwirkung, z. B. der Mundsäfte, angegriffen werden würde.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass infolge der Zwischenschaltung einer vorzugsweise verhältnismässig starken Silberschicht die Dicke der beiden Platinschichten insgesamt weit bis unter die für eine Plntinauflage allein zulässige Mindestdieke verringert und hindurch der Preis der so hergestellten Drähte und der aus diesen hergestellten Zahnstifte in entsprechendem Masse vermindert werden kann, da ja die für die Zwischenschicht aus Silber zusÅatzlieh aufzuwendenden Kosten weit geringer sind, als die durch die Verringerung der Menge des verwendeten Platins erzielte erhebliche Ersparnis.
Die Verbunddrähte nach der Erfindung bieten darüber hinaus noch den weiteren Vorteil, dass bei ihrem Zerschneiden infolge der verhältnismässig grossen Dicke der dreifachen Schutzschicht von dieser weit mehr über die Schnittfläche hinweggezogen wird als von den dünnen Platinsehutzschichten der nur mit einem Platinüberzug auf dem Kernmetall versehenen bekannten Zahnstifte und von den aus Platin mit Goldtkuflage bestehenden Schichten anderer Verbunddrähte. Hiedurch wird die Grösse der an der Schnittstelle freigelegten Fläche des Unedelmetall ganz erheblich verringert, womit auch die obenerwähnten weiteren Nachteile der bekannten Verbupdmetaite in Wegfall kommen.
Die Versuche haben gezeigt, dass die Vorteile der erfindungsgemässen Verwendung von Silber als Überzugsmetall nicht etwa auch erzielt werden könnten durch unmittelbares Aufbringen einef Schicht nur von Silber auf einen Nickelkern. Denn es hat sieh gezeigt, dass hiebei eine feste Verbindung des Silbers mit dein Nickel nicht zu erzielen ist. Es ist gelungen, diese Schwierigkeit erfindungsgemäss in überraschend einfacher und wirksamer Weise dadurch zu beheben, dass zwischen die Schicht aus Silber und den Nickelkern eine dünne Schicht aus Platin eingeschaltet wird, durch die, da sie einerseits mit dem Nickel des Kerns und anderseits mit dem Silber des Überzugs in Verbindung tritt, auch die genannten Metalle fest miteinander verbunden werden.
Und es hat sich gezeigt, dass auch noch bei äusserst geringer Dicke der Platin-Zwischenschicht diese Wirkung und eine vollkommen homogene Verbindung erzielt wird.
Anderseits würde selbst bei Anwendung einer Zwischenschicht aus Platin ein Silbeiüberzug allein ungeeignet sein, wegen der Einwirkung z. B. des Schwefels der Einbettungsmasse auf das Silber der Aussenschicht. Durch das Auftragen einer weiteren Platinschicht auf den Silberüberzug wird erfindungsgemäss auch dieser Nachteil des letzteren vermieden, wobei es sich gezeigt hat, dass dieser äussere Platinüberzug so dünn gemacht werden kann, wie es bei Anwendung von Platin als einziges Überzugsmetall nicht möglich sein würde.
Es ist ein Verbundmetall bekannt, das aus einer unteren Lage Stahl, Kupferbronze, Aluminium oder Argentan, einer mittleren Lage Silber und einer oberen Lage Platin zur Herstellung von Kapseln, Pfannen, besteht. Die Zwischenlage Silber soll hiebei die bei Erhitzung entstehenden verschiedenen Ausdehnungen der beiden andern Metalle ausgleichen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das unmittelbare Aufbringen von Silber auf ein Unedelmetall in der Plaxis sieh nicht bewährt hat. Die erforderliche Festigkeit zwischen der Silberschicht und dem unedlen Kernmetall wird demgegenüber erfindunggemäss durch das Zwischenschalten einer dünnen Platinschicht erhalten.
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unmittelbar eine Silberschicht und auf diese eine Schicht aus Gold aufzubringen.
Die Versuche haben aber gezeigt, dass sich auf diese Weise, ganz abgesehen von der Notwendigkeit der Verwendung von Gold, ein festes Haften des Silberüberzuges an dem Nickelkern nicht erzielen lässt. Es ist weiterhin schon vorgeschlagen worden, auf einen Nickelkern eine Schicht aus Palladium und auf diese eine Aussenschicht aus Gold aufzubringen. Abgesehen von den auch in diesem Falle mit der Verwendung von Gold verbundenen Nachteilen sind Verbunddrähte dieser Art bei genügender Dicke der Zwischenschicht aus Palladium infolge des weit höheren Preises des letzteren gegenüber Silber wesentlich teurer als die erfindungsgemäss unter Verwendung von Silber in Verbindung mit Platin hergestellten Ver- bundmeiaüe.
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An Stelle von Platin können für die innere und/oder die äussere Schicht erfindungsgemäss auch
Legierungen des Platins mit einem andern Platinmetall oder andern Platinmetallen Verwendung finden.
An Stelle von Silber können für die mittlere Schicht erfindungsgemäss in Fällen, in denen die
Preisfrage dies gestattet, auch Legierungen aus Silber mit Platin oder einem oder mehreren ändern
Platinmetallen, wie z. B. Palladium, oder mit Gold, einzeln oder in Kombination, verwendet werden, wobei die Legierungen einen Gehalt von mindestens 50% Silber aufweisen sollen.
Ein besonderer Vorteil der Verbunddrähte nach der Erfindung besteht noch darin, dass infolge ihres Gehaltes an Silber ihre Verbindung mit andern Metallteilen durch Verlöten, z. B. vermittels des üblichen Silberlots od. dgl., ausserordentlich erleichtert ist.
Dies ist von besonderer Wichtigkeit z. B. bei der Befestigung von aus Verbunddrähten nach der Erfindung hergestellten Zahnstiften in künstlichen Zähnen, wobei man in üblicher Weise derart verfährt, dass der Stift in eine kleine Hülse aus Platin eingelötet wird, die beim Brennen des Zahns in eine entsprechende Aussparung desselben eingebrannt wurde.
Während es nun bei Anwendung von aus ändern Verbundmetallen hergestellten Zahnstiften im allgemeinen notwendig ist, diese Stifte, nachdem sie an dem einzulötenden Ende mit Lötwasser und einer kleinen Menge des fein geraspelten
Lots betupft worden sind, zwecks Verlöten in die erwähnten, in die künstlichen Zähne eingebrennten
Hülsen bei Löttemperatur einzudrücken, hat es sich gezeigt, dass es bei Anwendung von Stiften aus
Verbunddrähten nach der Erfindung genügt, die mit Lötwasser und Lot versehenen Stifte nur in die erwähnten Hülsen bei Löttemperatur einzustecken und, dass sie ohne jeden äusseien Druck von selbst in die Hülse bis zum Boden derselben einsinken, so dass die Verlötung ohne jede manuelle Nachhilfe erfolgen kann.
Wie schon einleitend gesagt wurde, ist die Erfindung weder beschränkt auf die beschriebenen Verbundmetalle in Drahtform, noch auf ihre Anwendung für zahntechnische Zwecke. Die Verbundmetalle nach der Erfindung können vielmehr sowohl in jeder beliebigen Form, so z. B. auch in Form von Blechen, als auch für die verschiedensten sonstigen Zwecke Verwendung finden, wobei in allen Fällen ein weitgehender Schutz des vorzugsweise aus Nickel bestehenden Kerns gegenüber korrodierenden Einflüssen erzielt wird. Auch sind die Mengenverhältnisse der Komponenten nicht etwa auf das oben nur beispielsweise angegebene Gewichtsverhältnis beschränkt. Es kann vielmehr die Dicke der einzelnen Überzugsschichten sowie das Verhältnis der Dicken dieser Schichten zueinander je nach den im Einzelfall vorliegenden Anforderungen weitgehenden Änderungen unterliegen.
In der Zeichnung ist als Beispiel für eine Ausführungsform der E : findung in Fig. 1 ein Zylinder im Längsschnitt dargestellt, wie er zur Herstellung von Verbunddrähten der z. B. für Zahnstifte verwendeten Art Verwendung finden kann. Es ist hier 1 der z. B. aus Nickel bestehende Kern, 2 eine auf diesem aufgebrachte dünne Schicht aus Platin, 3 eine auf diese Schicht aufgebrachte Schicht aus Silber und 4 die auf diese aufgetragene Aussenschicht aus Platin.
Fig. 2 zeigt im Längsschnitt einen Zahnstift, der auf folgende Weise erhalten ist : Zuerst wird der in Fig. 1 dargestellte zylindrische Grundkörper zu einem Draht von etwa 1 mm Stärke gezogen.
Danach wird der Draht in Stücke von gewünschter Länge zerschnitten, worauf ein Kopf angestaucht wird, der beispielsweise zur Befestigung des mit dem andern Ende in einen künstlichen Zahn eingelöteten Stiftes in eine Kautschukplatte dient. Die einzelnen Metallschichten sind mit denselben Bezugs- zeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie weitgehend infolge der Dicke der dreifachen Überzugsschicht diese beim Abschneiden der Stifte von dem Draht von dem Schneidwerkzeug über die Schnittstelle herübergezogen wird, so dass kaum etwas von dem Kernmetall freigelegt ist.
Die Verbindung der Auflageschichten mit dem Kernmetall und miteinander kann z. B. in an sich bekannter Weise derart geschehen, dass auf den Zylinder des Kernmetalls dünnwandige Rohre aus den Überzugsmetallen in der gewünschten Reihenfolge aufgeschoben werden und der so erhaltene
Block alsdann in an sich bekannter Weise unter Diuck auf die Verschweissungstempeiatur erhitzt wird.