CN101283953B - 制造假牙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钴-铬合金在制造假牙中的用途。该合金的组成如下：43-68重量％钴，12-30重量％铬，8-25重量％钨，0-13重量％铁，0-30重量％锰，0-10重量％钼，0-5重量％的元素铝、钽、铼、钛中的至少一种，和小于0.1重量％的碳。由此得到小腐蚀速率的具有优良可加工性的假牙，该假牙通过激光熔融法和/或激光烧结法制备。

Description

制造假牙的方法
技术领域
本发明涉及钴-铬合金用于制造假牙的用途。本发明还涉及一种用于制造假牙的方法。
背景技术
为制造任意几何形状的低成本高劲度的假牙，已知用激光熔融法或激光烧结法制造假牙。对此，原则上可以使用从DE-C-19649865已知的方法。为制备在载体上相继呈层状施加粉末状材料，在下一层施加前，每层均用聚焦激光束加热，以使其固定在下面的粉末层上。
由EP-A-1568472中提供自由形态-烧结(Freiform-Sintern)和/或自由-熔融(Freiform-Schmelzen)以制造牙制品。为此，以如下方式引入激光束或电子束，以便使各待形成的材料层经多次辐照以减少总的加工时间。
由DE-C-3319457中已知一种钴-铬合金，其用作固定或可取出的假牙的熔铸合金(Aufbrenn-Guss-Legierung)。该合金对用陶瓷饰面所需的热处理后的硬度应小于300(HV 5)。该合金由42-69.5重量％的钴、10-35重量％的铬和5-25重量％的钨组成。此外，该合金还含2-10重量％的铁、1-4重量％的铝、0-5重量％的铼和0-2重量％的钛，其中铬、钨和铼的总含量至少为27.5重量％和最高为45重量％，钛和铝的总含量最多为5重量％。用这类合金所做的实验表明，其没有流溢(ausfliessen)到足够的范围，以致不可制备框架的金银丝细工网(filigran)图案区。其原因是铝氧化，和由此所形成的氧化皮阻碍了该流溢。再则其缺点是，形成金属间的钴-铝相，该钴-铝相对硬度产生不利影响。此外，该合金按DIN 22674测定的7天的腐蚀速率(Korrosionsrate)约为65μg/cm2。虽然该腐蚀速率按DIN 22674对牙科技术领域应用是允许的，但基本上不能满足用于牙医领域的合金的制造商的要求。确切地说，人们力求应用其腐蚀速率在贵金属合金的腐蚀速率数量级即7天的腐蚀速率低于10μg/cm2的合金。由于所述钴-铬合金的不利特性，所以其在实际中未经使用。
在EP-A-1696044中已知另一种钴-铬合金。其不含铝，但含2-4重量％的镓。
WO-A-2004/042098中的牙科铸件合金含25-32重量％的铬8-12重量％的钨、在各种情况下0.05-0.4重量％的元素周期表第4和/或第5副族中的一种或多种元素、由制造引来的杂质、其余为钴。
DE-A-19815091的主题是一种用于牙科铸件的合金，其由下列组成：20-35重量％的铬、4-8重量％的钼、至多3重量％的硅、0.05-1.2重量％的钽、铌和/或钨，其中钽、铌或钨各元素的含量均小于0.5重量％；至多0.3重量％的碳；0.05-0.4重量％的氮；至多3重量％的铁；至多3重量％的锰；小于1重量％的可能的杂质；其余是钴。
只要将钴-铬合金用于经自由形态-烧结和/或自由形态-熔融制造假牙，则只有使用在实际中经证实是有效的铸造合金。而与此不同的是，由该文献中已知的其它合金不可使用，因为经激光烧结和/或激光熔融会增强不利特性。同样由钴-铬材料经激光烧结和/或激光熔融所制造的假牙表现出高的变形趋势(Verzugsneigung)，以致通过必需的热处理步骤会发生变脆，这导致断裂伸长大大降低。再则表现出达到特别高的硬度，这对机械后加工是不利的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由钴-铬合金制造的假牙，其有良好的加工性能。其断裂趋势应最小化，其中应达到可顺利后加工的硬度值。其腐蚀速率也应达到贵金属的腐蚀速率范围内。
本发明的目的是通过由下列组成的钴-铬合金用于以激光熔融法和/或激光烧结法制造假牙的用途实现的：
43-68重量％钴，
12-30重量％铬，
8-25重量％钨，
0-13重量％铁，
0-30重量％锰，
0-10重量％钼，
0-5重量％的元素铝、钽、铼、钛中的至少一种，和
小于0.1重量％的碳。
优选该钴-铬合金应含0.5-5重量％的铝。
特别已经设想，该钴-铬合金含50-65重量％钴、15-22重量％铬、15-22重量％钨、3-11重量％铁和1-3重量％铝。
优选该钴-铬合金含50-60重量％钴、15-22重量％铬、15-22重量％钨、4-10重量％铁和1-3重量％铝。
令人意外的是，用前述组成的未在实际中应用的钴-铬合金通过激光熔融法和/或激光烧结法即通过自由形态-熔融或-烧结所制成的假牙的断裂伸长特性与已知的铸造合金的断裂伸长特性相当。同时还令人意外的是，其按DIN 22674测定的7天的腐蚀速率小于10μg/cm2，其比同样组成的牙科铸造合金的腐蚀值低6倍以上。
按DIN 22674测定的腐蚀速率如此测定，也即使通过铸造或通过激光熔融法和/或激光烧结法制备的该合金小片经相应于ISO 10271的试验溶液处理，以测定7天后的从该小片上所溶出的材料量，其中该小片的面积是已知的。
除优异的耐腐蚀性外，该优良的机械性能也是令人意外的。该两者可能以如下方式解释，该金属间相的动力学受激光熔融或激光烧结的如下影响，即与铸造方法相比，该相的形成不会发展到使由此产生的不利特性变得可观察到。
此外，产生的假牙在进一步热处理前的硬度小于350(HV 10)，以致可具有优良的后加工性能。只要是为补偿变形的热处理是需要的，则测量表明该硬度会提高到超过400(HV 10)，尽管如此，优良的后处理特性是可能的，即这是一种不曾可预见的特性。
如果通过激光熔融制造，即将各粉末层完全相互熔融，则特别可实现假牙或框架的有利特性。在各经熔融和之后又经凝固的层上施加以另外的粉末层，并也完全熔融该层和由此连接到下面的层。连续实施该方法步骤，以通过自由形态熔融实现待制假牙或框架的所需几何形状。
具体实施方式
在扩展方案中，该钴-铬合金还含0-0.2重量％的元素硼、钇中的至少一种、0-2重量％的元素钒、硅、铜、锌、铌中的至少一种、0-10重量％的镓、0-5重量％的锗和0-1重量％的元素铈、镧中的至少一种。
与此无关，铬、钨和铼和/或铝的总量应不大于50重量％。
特别是铬∶钨+铼的比应当为约2∶3-约2∶1或约2∶3-约3∶2。
此外，铬+钨的含量应当至少为30重量％和最高为50重量％，铬∶钨的比应当为约3∶4-约4∶3。
本发明的特征还在于通过钴-铬合金粉末的逐层构造来制备假牙的方法，制备中相继施加彼此层叠的多层粉末层，并且在施加下一层粉末层之前在相应于该待制假牙的所选截面区的给定区域用聚焦激光束将各粉末层加热到这样的给定温度，以使在其下设置的粉末层上的粉末层通过该粉末层的熔融和/或烧结而固定，其特征还在于，应用由下列组成的合金作为钴-铬合金：
43-68重量％钴，
12-30重量％铬，
8-25重量％钨，
0-13重量％铁，
0-30重量％锰，
0-10重量％钼，
0-5重量％的元素铝、钽、铼、钛中的至少一种，和
小于0.1重量％的碳。
特别是，对通过激光烧结法和/或激光熔融法而又无预先热处理而制造的假牙要提供用陶瓷或塑料制成的饰面。
令人意外的是，使用相应的钴-铬合金通过自由形态-烧结法或自由-熔融法制得的假牙在饰面前均有铸造合金的通常硬度。未见可能发生变形的缺点。
此外，还可证实，使用本发明所使用的钴-铬合金且在激光熔融工艺或激光烧结工艺前或后无退火处理(Temperaturebehandlung)情况下，提供了一种无变形的框架，其在饰面后也具有铸造型的硬度及足够的延展性。
特别已经设想，该钴-铬合金还含0-0.2重量％的元素硼、钇中的至少一种、0-2重量％的元素钒、硅、铜、锌、铌中的至少一种、0-10重量％的镓、0-5重量％的锗和0-1重量％的元素铈、镧中的至少一种。该合金的铬、钨和铼和/或铝的含量应不大于50重量％。此外，本发明的特征在于铬∶钨+铼的比为约2∶3-约2∶1或约2∶3-约3∶2。
在本发明的实施方案中，铬+钨的含量至少为30重量％和最高为40重量％，铬∶钨的比为约3∶4-约4∶3。
特别是该合金含50-65重量％钴、15-22重量％铬、15-22重量％钨、4-11重量％铁和1-3重量％的铝。
本发明的特征还在于一种由钴-铬合金通过激光-烧结法或激光熔融法制得的假牙，该假牙在饰面前未经热处理情况下的硬度HV(HV10)≤350。
令人意外的是，只要在饰面前经热处理，则本发明假牙如框架的硬度会增加(其值大于400(HV 10)。其抗拉强度和屈服点也增加。尽管硬度增加，但仍可顺利进行后加工。此后如果对假牙或框架进行饰面，则不再可证实到明显的硬度增加。

Claims (23)

1.钴-铬合金用于以激光熔融法和/或激光烧结法制造假牙的用途，该合金由下列组成：
43-68重量％钴，
12-30重量％铬，
8-25重量％钨，
0-13重量％铁，
0-30重量％锰，
0-10重量％钼，
0-5重量％的元素铝、钽、铼、钛中的至少一种，和
小于0.1重量％的碳。
2.权利要求1的钴-铬合金的用途，其特征在于，铝含量为0.5-5重量％。
3.权利要求1的钴-铬合金的用途，该合金含50-65重量％钴、15-22重量％铬、15-22重量％钨、3-11重量％铁和1-3重量％的铝。
4.权利要求1的钴-铬合金的用途，该合金含50-60重量％钴、15-22重量％铬、15-22重量％钨、4-10重量％铁和1-3重量％的铝。
5.钴-铬合金用于以激光熔融法和/或激光烧结法制造假牙的用途，该合金由下列组成：
43-68重量％钴，
12-30重量％铬，
8-25重量％钨，
0-13重量％铁，
0-30重量％锰，
0-10重量％钼，
0-5重量％的元素铝、钽、铼、钛中的至少一种，和
小于0.1重量％的碳，0-0.2重量％的元素硼、钇中的至少一种、0-2重量％的元素钒、硅、铜、锌、铌中的至少一种、0-10重量％的镓、0-5重量％的锗和0-1重量％的元素铈、镧中的至少一种。
6.权利要求1或5的钴-铬合金的用途，其中铬、钨和铼和/或铝的总量不大于50重量％。
7.权利要求1或5的钴-铬合金的用途，其中铬∶钨+铼的比为2∶3-2∶1。
8.权利要求7的钴-铬合金的用途，其中铬∶钨+铼的比为2∶3-3∶2。
9.权利要求1或5的钴-铬合金的用途，其中铬+钨的含量至少为30重量％和最高为50重量％，铬∶钨的比为3∶4-4∶3。
10.权利要求1或5的钴-铬合金的用途，用于制造未经预先退火而饰面的假牙。
11.通过钴-铬合金粉末的逐层构造来制备假牙的方法，其中相继施加彼此层叠的多层粉末层，并且在施加下一层粉末层之前在对应于该待制假牙的所选截面区的给定区域用聚焦激光束将各粉末层加热到给定温度，加热方式使得通过该粉末层的熔融和/或烧结而将该粉末层固定到下面的粉末层上，
其中使用具有下列组成的合金作为钴-铬合金：
43-68重量％钴，
12-30重量％铬，
8-25重量％钨，
0-13重量％铁，
0-30重量％锰，
0-10重量％钼，
0-5重量％的元素铝、钽、铼、钛中的至少一种，和
小于0.1重量％的碳。
12.权利要求11的方法，其特征在于，铝含量为0.5-5重量％。
13.权利要求11的方法，其特征在于，所述合金含50-65重量％钴、15-22重量％铬、15-22重量％钨、4-11重量％铁和1-3重量％的铝。
14.权利要求11的方法，其特征在于，所述合金含50-60重量％钴、15-22重量％铬、15-22重量％钨、4-10重量％铁和1-3重量％的铝。
15.通过钴-铬合金粉末的逐层构造来制备假牙的方法，其中相继施加彼此层叠的多层粉末层，并且在施加下一层粉末层之前在对应于该待制假牙的所选截面区的给定区域用聚焦激光束将各粉末层加热到给定温度，加热方式使得通过该粉末层的熔融和/或烧结而将该粉末层固定到下面的粉末层上，
其中使用具有下列组成的合金作为钴-铬合金：
43-68重量％钴，
12-30重量％铬，
8-25重量％钨，
0-13重量％铁，
0-30重量％锰，
0-10重量％钼，
0-5重量％的元素铝、钽、铼、钛中的至少一种，和
小于0.1重量％的碳，0-0.2重量％的元素硼、钇中的至少一种、0-2重量％的元素钒、硅、铜、锌、铌中的至少一种、0-10重量％的镓、0-5重量％的锗和0-1重量％的元素铈、镧中的至少一种。
16.权利要求11或15的方法，其特征在于，所述合金含不超过50重量％的铬、钨和铼和/或铝。
17.权利要求11或15的方法，其特征在于，铬∶钨+铼的比为2∶3-2∶1。
18.权利要求17的方法，其特征在于，铬∶钨+铼的比为2∶3-3∶2。
19.权利要求11或15的方法，其特征在于，铬+钨的含量至少为30重量％和最高为50重量％，铬∶钨的比为3∶4-4∶3。
20.权利要求11或15的方法，其特征在于，通过激光熔融法制造假牙或其框架。
21.权利要求11或15的方法，其特征在于，所制得的假牙未经预先退火而饰面。
22.一种用于由权利要求1或11的钴-铬合金按激光熔融法和/或激光烧结法制备的假牙的框架，其中该框架的7天腐蚀速率小于10μg/cm2。
23.一种由钴-铬合金按激光熔融法和/或激光烧结法制备的未经饰面和未经预先热处理的其硬度HV 10≤350的假牙，其中，该钴-铬合金具有权利要求1或11的组成。
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