DE2441360C3

DE2441360C3 - Gold alloy for firing dental porcelain

Info

Publication number: DE2441360C3
Application number: DE19742441360
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. Dr. 6450 Hanau; Harmsen Nils Dipl.-Ing. Dr. 6451 Bruchköbel Sperner
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Filing date: 1974-08-29
Publication date: 1977-02-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Goldlegierung zum Aufbrennen von Denlalporzellan.The invention relates to a gold alloy for Firing of Denlal porcelain.

Die in der Zahntechnik verwendeten Edelmetall-Legierungen enthalten im wesentlichen Gold, Platinmetalle und Silber. Ihre Farbe hängt von der Höhe des Goldgehaltes ab, sie reicht von gelb über blaßgelb bis weiß.The precious metal alloys used in dental technology essentially contain gold, platinum metals and silver. Their color depends on the height of the Gold content, it ranges from yellow to pale yellow to White.

Goldlegierungen für zahnärztliche Zwecke müssen mundbeständig, hart sowie schmelz- und gießbar sein. Werden sie für Metall-Keramik-Arbeiten verwendet, so müssen sie einen ausreichend hohen Schmelzpunkt besitzen. Ihr Elastizitütsmodul und Ausdehnungskoeffizient muß mit dem des Dentalporzellans (Keramik) abgestimmt sein. Außerdem weisen diese Legierungen einen für die Haftoxidbildung erforderlichen Unedelmctallanteil auf.Gold alloys for dental purposes must be mouth-proof, hard and meltable and castable. If they are used for metal-ceramic work, they must have a sufficiently high melting point own. Your modulus of elasticity and expansion coefficient must be coordinated with that of the dental porcelain (ceramic). In addition, these alloys have a base metal component required for the formation of adhesive oxide on.

Aus der DT PS 11 83 247 sind Goldlegierungen zum Aufbrennen von Porzellan für zahnärztliche Zwecke bekannt, die aus 5 bis 15% Platin, 03 bis 5% Palladium, 0,1 bis 2% Indium, 0,1 bis 2% Zinn, 80 bis 90% Gold und 0,1 bis 0,5% Rhenium bestehen. Sie können noch bis zu 5% Silber, bis zu 1% Kupfer, 0,05 bis 03% Iridium und/oder bis zu 0,5% Zink enthalten.DT PS 11 83 247 includes gold alloys for burning porcelain for dental purposes known, which consists of 5 to 15% platinum, 03 to 5% palladium, 0.1 to 2% indium, 0.1 to 2% tin, 80 to 90% gold and 0.1 to 0.5% rhenium. You can still use up to Contains 5% silver, up to 1% copper, 0.05 to 03% iridium and / or up to 0.5% zinc.

Die für den gleichen Verwendungszweck bestimmten Goldlegierungen, die aus der DTPS 15 33 233 bekannt sind, enthalten zusätzlich noch 0,1 bis 1% Risen. Der Palladium Anteil kann hier bis /u 10% betragen, während die übrige Zusammensetzung der Legierungen weitgehend mit der der I)T- PS 11 83 247 übereinstimmtThe gold alloys intended for the same purpose and known from DTPS 15 33 233 contain an additional 0.1 to 1% Risen. the Palladium content can be up to / u 10%, while the rest of the composition of the alloys largely coincides with that of I) T-PS 11 83 247

Aus der DTPS 1 f 87 J78 ist eine Legierung für zahnärztliche Zwecke bekannt, die aus 10 bis 50% Gold, 2 bis 15% Gallium, 2 bis 5% Ruthenium oder Iridum und 40 bis 70% Palladium besteht. Diese Legierung kann noch 10 bis 25% Kupfer und/oder Silber enthalten, wobei dann der Anteil an Palladium und/oder Gold entsprechend erniedrigt ist.From the DTPS 1 f 87 J78 an alloy for dental purposes is known, which consists of 10 to 50% gold, 2 to 15% gallium, 2 to 5% ruthenium or iridum and 40 to 70% palladium. This alloy can still contain 10 to 25% copper and / or silver, in which case the proportion of palladium and / or gold is correspondingly lowered.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Goldlegierung für zahnärztliche Zwecke, insbesondere eine aufbrennfähi ge Dentallegierung, zu schaffen, die homogenen Gefügeaufbau aufweist, feinkornig ist, ein weißes βο Haftoxid bildet und mil dem Porzellan der Aufbrennkeramik keine farbigen Reaktionsprodukte entstehen läßt.The object of the invention is to create a gold alloy for dental purposes, in particular a burnable dental alloy, which has a homogeneous structure, is fine-grained, forms a white adhesive oxide and does not allow any colored reaction products to develop with the porcelain of the ceramic burn-on.

Die Erfindung betrifft daher eine Goldlegierung zum Aufbrennen von Dentalporzellan, die neben Gold, Palladium, Silber, Zinn, Iridium, Kupfer und Indium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 20 bis 30% Palladium, 15 bis 25% Silber, 2,5 bis 5% Zinn, 0,0.5 bis 0.5% Iridium, 0,05 bis 0.5% Ruthenium. 0.05 bis 0.5% Kupfer, 0.1 bis 2% Indium, und Gold, besteht. Insbesondere haben sich Legierungen für den angegebenen Zweck bewährt, die aus 50 bis 55% Gold, 24 bis 28% Palladium, 15 bis 20% Silber, 23 bis 3% Zinn, 0,08 bis 0,15% Iridium, 0,08 bis 0,15% Ruthenium, 0,1 bis 03% Kupfer und 0,6 bis 1 % Indium bestehen, wobei das Verhältnis der Anteile an Zinn und Indium zwischen 3 bis 5:1 liegt. Als besonders überraschend hat sich hierbei herausgestellt, daß bei diesem Verhältnis von Zinn zu Indium geringe Beigaben von Ruthenium und Iridium zu einer optimalen Kornfeinung der Legierung führeaThe invention therefore relates to a gold alloy for firing dental porcelain, which contains gold, palladium, silver, tin, iridium, copper and indium, characterized in that it consists of 20 to 30% palladium, 15 to 25% silver, 2.5 to 5% tin, 0.0.5 to 0.5% iridium, 0.05 to 0.5% ruthenium. 0.05 to 0.5% copper, 0.1 to 2% indium, and gold. In particular, alloys have proven to be useful for the stated purpose, consisting of 50 to 55% gold, 24 to 28% palladium, 15 to 20% silver, 23 to 3% tin, 0.08 to 0.15% iridium, 0.08 to 0.15% ruthenium, 0.1 to 03% copper and 0.6 to 1% indium, the ratio of the proportions of tin and indium being between 3 and 5: 1. It turned out to be particularly surprising that with this ratio of tin to indium, small additions of ruthenium and iridium lead to optimal grain refinement of the alloy

Während es bei der Verwendung von Rhenium erforderlich ist, die Legierung bei der ersten Erschmelzung auf Grund des hohen Schmelzpunktes von Rhenium sehr stark zu überhitzen, damit das Rhenium in den schmelzflüssigen Zustand überführt werden kann, erfordert die erfindungsgemäße Legierung keine so hohe Erhitzung, so daß sie energiesparender hergestellt werden kann.While it is with the use of rhenium it is necessary to use the alloy at the first melting due to the high melting point of To overheat rhenium very strongly so that the rhenium can be converted into the molten state, the alloy according to the invention does not require such high heating that it is produced in a more energy-saving manner can be.

Galliumhaltige Legierungen für zahnärztliche Zwekke weisen ein heterogenes Gefüge auf. wodurch die Lokalelement Bildung begünstigt wird und damit die Legierung korrosionsanfälliger ist Darüber hinaus bildet die galliumhaltige Legierung ein dunkles Oxid, das auch bei der Verarbeitung mit Dentalporzellan nach der Methode der Aufbrenntechnik seine Farbe nicht ändert, so daß ein dunkler Untergrund erhalten bleibt, der dem Erscheinungsbild des Zahnes einen Hörenden dunklen Schimmer gibt. Demgegenüber erfüllt die erfindungsge mäße Goldlegierung das angestrebte Ziel, weise Haftoxide zu bilden, die auch mit dem aufzubrennenden Dentalporzellan keine farbigen Reaktionsprodukte bilden, außerordentlich gut. Die erfindungsjremäßcn Legierungen lassen sich auch gut schmelzen, gießen, fräsen, polieren und löten und besitzen nicht nur die für ihre Verwendung in der Zahntechnik gewünschte Härte von etwa 200 kp/mm' bereits im gegossenen Zustand, sondern sogar eine darüber liegende Härte, die Werte über 230 kp/mm² erreichen kann. Die Härte der erfindungsgemäßen legierungen kann durch eine nachträgliche Wärmebehandlung, z. B. durch ein 30 Min. langes Erhitzen auf 500 bis 600⁰C, noch erhöht werden. Ihre ausgezeichnete Haftungseigenschaft zum Dental porzellan, die sich durch hohe Scherfestigkeitswerte von etwa 5,5 kp/mm² ausdrückt, macht sie besonders zum Aufbrennen von keramischen Massen geeignet. Die Scherfestigkeit wurde nach einer neu entwickelten Prüfmethode ermittelt, die die Nachteile der Haftfestig keitsmessung nach Shell und Nielsen (Shell, J. S. und Nielsen, J. P.: J. Dent. Res. 41 [1962], 1424) vermeidet und in engen Grenzen reproduzierbare Werte liefert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Legierungen besteht darin, daß ihr Rlasti/ilätsmo dul und der lineare Ausdehnungskoeffizient (etwa 12 600 kp/mm'; etwa 14,5 · JOVgrd im Temperaturbereich von 20 bis 600"C) den Werten Üblicher Dentalkeramiken möglichst nahe kommt, wodurch Spannungen zwischen der Aufbrennlegierung und dem Dentalporzellan, die zu nicht vorhersehbaren Rissen und damit Schäden führen, vermieden werdenGallium-containing alloys for dental purposes have a heterogeneous structure. whereby the local element formation is favored and thus the alloy is more susceptible to corrosion.In addition, the gallium-containing alloy forms a dark oxide that does not change its color even when processed with dental porcelain using the burn-on technique, so that a dark background is retained, which enhances the appearance of the tooth gives a hearing dark shimmer. In contrast, the gold alloy according to the invention fulfills the desired goal of forming adhesive oxides that do not form colored reaction products with the dental porcelain to be fired on, exceptionally well. The alloys according to the invention can also be easily melted, cast, milled, polished and soldered and not only have the hardness of about 200 kp / mm 'required for their use in dental technology in the cast state, but even a hardness higher than this, the values can reach over 230 kp / mm ^2. The hardness of the alloys according to the invention can be increased by subsequent heat treatment, e.g. B. by heating to 500 to 600 ^° C. for 30 minutes. Their excellent adhesion properties to dental porcelain, which are expressed by high shear strength values of around 5.5 kp / mm ² , make them particularly suitable for firing ceramic masses. The shear strength was determined by a newly developed test method which avoids the disadvantages of the adhesive strength measurement according to Shell and Nielsen (Shell, JS and Nielsen, JP: J. Dent. Res. 41 [1962], 1424) and provides reproducible values within narrow limits . Another advantage of the alloys according to the invention is that their elasticity module and the linear expansion coefficient (approx. 12,600 kp / mm '; approx. 14.5 · JOV degrees in the temperature range from 20 to 600 ° C) come as close as possible to the values of conventional dental ceramics , whereby tensions between the bonding alloy and the dental porcelain, which lead to unpredictable cracks and thus damage, are avoided

Nicht zuletzt sei noch darauf verwiesen, daß ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgcmaßen Legierung in ihrer Preisgünstigkeit zu sehen ist, die sich aus dem relativ geringen Gehalt an teuren Edelmetallen ergibt, ohne daß Mundbeständigkeit, Schmelz- und Gießbarkeit, Homogenität und Feinkörnigkeit nachteilig beeinflußt werden.Last but not least, it should be pointed out that an essential advantage of the alloy according to the invention can be seen in their low cost, which results from the relatively low content of expensive precious metals, without adversely affecting oral stability, meltability and pourability, homogeneity and fine grain size will.

In der nachstehenden Tabelle sind für zwei bevorzugte Legierungen A und B ihre Zusammensetzung sowie ihre Vickers-Härte und Korngröße für den Gußzustand angegeben.In the table below, their composition, as well as their Vickers hardness and grain size for the as-cast state, are given for two preferred alloys A and B.

Legie-Alloy
rungs-foresight
bezeich-denoting
nungtion LegieniLegieni
AuAu neszusamnot together nensct/uncnensct / unc ; in °/o
Sn; in ° / o
Sn InIn CuCu IrIr RuRu Technische Daten im GuBzustandTechnical data in good condition
(Zahnkrone)(Tooth crown)
Härte HV KorngrößeHardness HV grain size
nach mittlererafter middle
ASTM Durchmes-ASTM diameter
(kp/mm·) ser in μηι(kp / mm) ser in μm 8 22
8 228 22
8 22 A
BA.
B. 51,5
51,551.5
51.5 PdPd AgAg 2,5
32.5
3 0,8
0,60.8
0.6 0,2
0,20.2
0.2 0,1
0,10.1
0.1 0,1
0,10.1
0.1 ca. 230
ca. 220approx. 230
approx. 220 26,7
26,426.7
26.4 18,1
18,118.1
18.1

Claims

Patent claims:

! .Gold alloy for firing denture porcelain which, in addition to gold, contains palladium, silver, tin, iridium, copper and indium, characterized in that it consists of 20 to 30% palladium, 15 to 25% silver, 23 to 5% tin, 0 , 05 to 03% iridium, QJ05 to 03% ruthenium. 9.05 to 03% copper and 0.1 to 2% indium and gold

2. Gold alloy for the in claim I mentioned NEN purpose, characterized in that it consists of 50 to 55% gold, 24 to 28% palladium, 15 to 20% Silver, 23 to 3% tin, 0.08 to 0.15% iridium, 0.08 up to 0.15% ruthenium, 0.1 to 03% copper and 0.6 to 1% indium.