CH632534A5

CH632534A5 - Verfahren zur elektrophoretischen keramik-grundbeschichtung von metallteilen, insbesondere zahnersatzteilen, aus nichteisen-metallen.

Info

Publication number: CH632534A5
Application number: CH236978A
Authority: CH
Inventors: Juergen Neisen
Original assignee: Miele & Cie
Priority date: 1977-03-09
Filing date: 1978-03-06
Publication date: 1982-10-15
Also published as: DE2710122A1; FR2383243B1; FR2383243A1; IT7820959A0; GB1557047A; JPS53113192A; IT1093189B; US4204931A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrophoretischen Keramik-Grundbeschichtung von Metallteilen, insbesondere Zahnersatzteilen, aus Nichteisen-Metallen.

Es ist allgemein bekannt, Teile aus Nichteisen-Metallen durch Aufspritzen oder Pinselauftrag von flüssigem oder zähflüssigem Schlicker, das ist eine Suspension einer keramischen Masse, oder durch Aufpudern von pulverförmigen Email auf das erwärmte Werkstück mit Email oder einer anderen keramischen Masse zu beschichten. Nachteilig dabei ist, dass der Zeitaufwand für das Aufbringen der keramischen Schicht sehr hoch ist und wegen auftretender Fehlerstellen oft mehrmals wiederholt werden muss.

Ausserdem ist die so erzielbare Schichtdicke der keramischen Beschichtung sehr ungleichmässig. Diese ungleichmäs-sige Schichtdicke stört jedoch insbesondere bei der Aufbringung der ersten keramischen Grundschicht auf die Grundkörper von Zahnersatzteilen. Die Keramik-Grundbeschichtung dient als Haftbrücke zwischen dem Grundkörper aus einem Nichteisenmetall oder dessen Legierung und den keramischen Schichten, aus denen z.B. die Zahnoberfläche modelliert wird.

Bei der Zahnersatzherstellung werden üblicherweise vier Keramikschichten für die Zahnformmodellierung und eine Deckschicht auf die erste keramische Grundschicht aufgebracht. Da insgesamt sechs Keramikschichten auf den metallischen Grundkörper aufgebaut werden, sind die Anforderungen an die erste Grundschicht sehr hoch. Erschwerend kommt noch hinzu, dass die mechanischen Belastungen beim späteren Gebrauch dieser Teile ebenfalls sehr hoch sind.

Wird diese erste keramische Grundschicht nicht gleichmässig und lückenlos ausgebildet, so haften die für die Zahnmodellierung notwendigen Keramikschichten und die Deckschichten nicht einwandfrei und die Nacharbeitskosten sind sehr hoch. Da jede keramische Grund- und Deckschicht vor dem Aufbringen der nächsten Beschichtung eingebrannt wird, sind die Bearbeitungskosten ebenfalls sehr hoch. Bei der z.Zt. üblichen Beschichtung der Grundkörper von Zahnersatzteilen mit einer keramischen Grundschicht wird das Teil mit einem keramischen Beschichtungsmaterial beschichtet und anschliessend eingebrannt. Die gleichmässige und lückenlose Beschaffenheit dieser Grundschicht ist dabei in hohem Masse vom manuellen Geschick der die Beschichtung vornehmenden Person abhängig.

Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zur elektrophoretischen Keramik-Grundbeschichtung von Metallteilen aus Nichteisen-Metallen zu schaffen mit dem die Beschichtung gleichmässig und fehlerfrei durchgeführt werden kann, ohne besondere Handfertigkeiten zu erfordern. Die für die Durchführung dieses Verfahrens notwendigen Massnahmen ergeben sich aus dem Anspruch 1.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfin-dungsgemässen Verfahrens beschrieben.

Die Grundkörper aus Nichteisenmetallen von beispielsweise Zahnersatzteilen, werden entfettet und/oder gesandstrahlt. Besteht der Grundkörper aus einem Metall das in der elektrischen Spannungsreihe unedler als Kupfer ist, so wird der metallische Grundkörper anschliessend in einer kalten salzsauren Kupfersulfatlösung behandelt bzw. aktiviert. Diese Behandlung ist z.B. notwendig bei Grundkörpern aus Chrom-Kobalt-Legierungen. Bei Edelmetall-Legierungen mit hohem Goldanteil ist dies jedoch überflüssig.

Danach folgt eine elektrolytische Verzinkung der metallischen Grundkörper. Die Stärke des Zinküberzugs soll zweckmässig 1 mg/cm2 nicht übersteigen. Die Verzinkungsdauer und damit die Dicke der Zinkschicht richtet sich nach der Zeit der nachfolgenden Keramik-Grundbeschichtung.

Bei der anschliessenden elektrophoretischen Keramik-Grundbeschichtung läuft neben dem gewünschten Elektro-phoreseprozess noch eine unvermeidliche Elektrolyse ab, bei der ein Teil des Wassers in Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt wird. Der entstehende Sauerstoff bildet sich an dem metallischen Grundkörper. Wenn dieser Grundkörper aus einem Nichteisen-Metall, z.B. einer Nickel-, Chrom-, Platin-, Palladium- oder Goldlegierung, besteht das nicht verzinkt wurde, kann der entstehende Sauerstoff die edle Werkstückoberfläche nicht oder nur zum Teil oxidieren. Der entstandene Sauerstoff wird deshalb an dem Werkstück gasförmig abgeschieden und dadurch die keramische Beschichtung abgelöst oder beschädigt.

Ist jedoch eine dünne Zinkschicht auf der Metalloberfläche vorhanden, so wird bei der elektrophoretischen Grundbe-schichtung kein gasförmiger Sauerstoff gebildet. Der Sauerstoff verbindet sich sofort mit der relativ unedlen Zinkschicht zu Zinkoxid. Die elektrophoretisch aufgetragene Keramikschicht haftet deshalb fest auf der Grundkörperoberfläche.

Die Zinkschicht muss gerade so dick sein, dass das gesamte reine Zink während der elektrophoretischen Grundbeschich-tung in Zinkoxid umgewandelt wird. Ist die Zinkschicht dicker, so wird während der elektrophoretischen Grundbe-schichtung nicht mehr das gesamte metallische Zink in Zinkoxid umgewandelt; die Keramikschicht kann auf der Grundkörperoberfläche nicht mehr ausreichend haften, weil metallisches Zink ein Haften der keramischen Grundbeschichtung verhindert.

Bei richtig auf die nachfolgende elektrophoretische Keramik-Beschichtungszeit abgestimmte Zinkschichtdicke haftet die keramische Schicht so fest auf der Grundkörperoberfläche, dass der Grundkörper vor dem Einbrennen der keramischen Schicht mit Wasser abgespritzt werden kann um noch lose anhaftende Keramikmasse abzuspülen.

Die so erzielten keramischen Grundbeschichtungen sind sehr gleichmässig in der Schichtdicke, ohne Blasen oder Fehlstellen und können nach einem anschliessenden Trockungs-vorgang eingebrannt werden.

Die sich daran anschliessende Modellierung der Zahnoberfläche mit den nachfolgenden Deckbeschichtungen kann in üblicher Weise von Hand vorgenommen werden.

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Der Zeitaufwand für die keramische Grundbeschichtung sinkt durch das erfindungsgemässe Verfahren von ca. 30 Minuten auf wenige Sekunden.

Beim elektrophoretischen Beschichten von kupferhaltigen Metallteilen wie Anstecknadeln aus Messing oder der- s

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gleichen treten die gleichen Schwierigkeiten auf wie beim elektrophoretischen Beschichten von Edelmetall-Legierungen. Auch diese Schwierigkeiten lassen sich beheben durch eine entsprechend angepasste Verzinkung vor der elektrophoretischen Keramik-Grundbeschichtung.

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Claims

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1. Verfahren zur elektrophoretischen Keramik-Grundbe-schichtung von Metallteilen, insbesondere Zahnersatzteilen, aus Nichteisen-Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Metallteile als Vorbehandlung mit einem Zinküberzug versehen wird der bezweckt, dass bei der nachfolgenden elektrophoretischen Keramik-Grundbeschichtung der sich durch eine unvermeidliche Wasser-Elektrolyse an den Metallteilen bildende Sauerstoff vom Zink bei Bildung von Zinkoxid gebunden wird bevor er als Gas die Bildung der Keramik-Grundbeschichtung stören kann.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Zinküberzugs so gehalten wird, dass bei Abschluss der Keramik-Grundbeschichtung weder freies Zink noch freier Sauerstoff verbleibt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorbehandlung ein Zinküberzug aufgebracht wird, der eine Stärke von 1 mg/cm2 nicht übersteigt.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen von Metallteilen welche aus einem Metall bestehen welches in der elektrischen Spannungsreihe unedler als Kupfer ist, vor der Verzinkung mit einer salzsauren Kupfersulfat-Lösung behandelt werden.