DE2720495B2 - Preiswerte Legierungen für Dentalzwecke und Schmuckstücke - Google Patents

Preiswerte Legierungen für Dentalzwecke und Schmuckstücke

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DE2720495B2
DE2720495B2 DE2720495A DE2720495A DE2720495B2 DE 2720495 B2 DE2720495 B2 DE 2720495B2 DE 2720495 A DE2720495 A DE 2720495A DE 2720495 A DE2720495 A DE 2720495A DE 2720495 B2 DE2720495 B2 DE 2720495B2
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Description

Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Iridium
15 bis 30% 0 bis 20% 5 bis 20%
40 bis 45% Obis 0,01%
25
3. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen besteht:
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
25%
19,99%
5%
40%
10%
0,01%
35
4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen innerhalb der angegebenen Gewichtsprozentbereiehe besteht:
Gold 30 bis 45%
Platin Obis 10%
Palladium Obis 20%
Kupfer 35 bis 45%
Gallium 5 bis 10%
Zink Obis 1%
Iridium Obis 0,01%
45
5. Legierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen besteht
50
Gold 45% aus den folgenden Bestandteilen
Platin 4,99%
Palladium 5% 55 35%
Kupfer 40% 0,09%
Gallium 5% 14,9% 65
Iridium 0,01% 40%
6. Legierung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- &o 10%
zeichnet, daß sie 0.01%
besteht:
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
7. Legierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen besteht:
Gold 35%
Platin 10%
Palladium 10%
Kupfer 35%
Gallium 10%
10
15 Die Erfindung bezieht sich auf Legierungen. Im speziellen bezieht sich die Erfindung auf preiswerte Legierungen zur Verwendung als Dentallegierung, also der Herstellung von Zahnrestaurationsmaterialien, wie z. B. Einlagen, Kronen, Brücken und Teilprothesen. Die erfindungsgemäßen Legierungen sind außerdem zur Herstellung von weniger' kostspieligem Schmuck geeignet
Aufgrund des vielfältigen Gebrauchs von Zahnkronen und -brückenwerkstoffen sind Legierungen mit spezifischen Härte- und Festigkeitswerten erforderlich, wie sie in in der Spezifikation Nr. 5 von der American Dental Association (ADA) angegeben sind, in dem vier Grundlegierungstypen aufgeführt sind.
Derzeitige goldfarbene Zahnkronen- und -brückenlegiemngen basieren typischerweise auf Gold mit Zusätzen von Platin, Palladium, Silber, Kupfer, Zink und anderen unedlen Metallen und sind teurer als die Legierungen nach der Erfindung. Zur Zeit verwendete goldfarbene Legierungen erhalten ihren hohen Preis hauptsächlich durch den relativ hohen Gehalt an Gold, Platin und Palladium, der zur Verleihung der erforderlichen Anlauf- und Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist In letzter Zeit hat sich ein Trend zur Verringerung des Edelmetallgehalts dieser Legierungen entwickelt, um deren Preis zu senken.
Die US-Patentschrift 38 92 564 beschreibt galliumartige Goldlegierungen, insbesondere Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt, die als Lötmittel für Schmuckgegenstände und als Zahnersatzwerkstoff geeignet sind und, abgesehen von Verunreinigungen, 1 bis 10% Gallium, 0 bis 25% Kupfer, 0 bis 33% Silber und 0 bis 10% Zink enthalten, wobei der Rest in allen Fällen aus Gold besteht
Speziell beschrieben ist dort eine Legierung, die 10% Gallium, 15% Kupfer und 75% Gold enthält
Es ist nun gefunden worden, daß eine preiswerte Legierung für Zahnersatz- und Schmuckzwecke erhalten werden kann, die beim ständigen Gebrauch mechanische und physikalische Eigenschaften ähnlich denen von Goldgußlegierungen besitzt, wenn man folgende Zusammensetzung einhält (alle Angaben erfolgen in Gew.-%):
Gold Obis 45%
Platin 0 bis 30%
Palladium Obis 20%
Kupfer 30 bis 55%
Gallium 5 bis 10%
Zink Obis 1%
Iridium Obis 0,01%
unter der Voraussetzung, daß der Gesamtanteil von Gold, Platin und Palladium mindestens 35% ausmacht
Die relativen Anteile der verschiedenen Elemente, die die Legierung der Erfindung bilden, sind als Ergebnis intensiver Forschungsarbeiten zur Erzielung einer Legierung mit optimalen chemischen und physikalischen Eigenschaften festgelegt worden. Bevorzugte 5 Kupfer: Legierungsmaterialien sind solche, die etwa 10% Gallium, 15 bis 30% Gold, 0 bis 20% Platin, 5 bis 20% Palladium, 40 bis 45% Kupfer und 0 bis 0,01% Iridium enthalten, sowie solche, die 30 bis 45% Gold, 0 bis 10% Gallium: Platin, 0 bis 20% Palladium, 35 bis 45% Kupfer, 5 bis 10% Gallium, 0 bis 1% Zink und 0 bis 0,01% Iridium enthalten.
Besondere Beispiele für die Legierungen der Erfindung werden in den nachfolgenden Beispielen 1 bis 30 angegeben, worin besonders bevorzugte Legierungszusammensetzungen aufgeführt werden. Die Legierungen werden dort nach ihren betreffenden ADA-Typ-Nummern eingeteilt wia durch die Härtewerte angezeigt wird.
Die Legierungen der Erfindung haben gegenüber anderen billigen Legierungen, wie z. B. den in den US-Patentschriften 38 41 868 und 25 97 495 beschriebenen Zahnlegierungen auf Nickel-Chrom-Basis, die bisher nicht als Ersatzmaterialien für die Zahngoldguß- Zink: legierungen gemäß ADA auf dem Markt erschienen sind, die folgenden Vorteile: Niedrigere Gieß temperatur und Bearbeitungseigenschaften ähnlich den Legierungen mit hohem Edelmetallgehalt sowie Goldfarbe, jedoch mit niedrigem Gold- und Edelmetallgehalt Iridium:
Außerdem besitzt das Legierungssystem der Erfindung den erforderlichen Spielraum in bezug auf Härte und Festigkeit um den vielfältigen Erfordernissen genügen zu können, die von der zahnmedizinischen Fachwelt an Kronen- und Brückenwerkstoffe gestellt werden. Dieser Punkt ist wesentlich, weil die zur Zeit zur Verfügung stehenden preiswerten Legierungen typischerweise höhere Härtewerte haben und daher für einen Gebrauch als Einlagen und Restaurationsteile geringer Beanspruchung ungeeignet sind, für welche Legierungen mit geringer Härte erforderlich sind.
Diese Legierungen können, obwohl sie tür die Verwendung als Zahnkronen- und -brückenwerkstoffe vorgesehen sind, auch in der Schmuckindustrie Verwendung finden, weil die gute Goldfarbe und die Anlauf- und Korrosionsbeständigkeit ebenfalls für die Herstellung von weniger kostspi eligem Schmuck erwünscht sind.
Die Legierungen der Erfindung besitzen Härte- und Festigkeitswerte innerhalb der Bereiche, die in der American Dental Association-Spezifikation Nr. 5 für Zahngußgoldlegierungen des Typs I, Typs II, Typs III so und Typs IV angegeben sind.
Nicht alle Zusammensetzungen innerhalb des nach der Erfindung vorgesehenen Legierungsbereichs ergeben Legierungen mit goldener Farbe. Die nicht goldfarbenen Legierungen sind jedoch ebenfalls für zahnmedizinische Zwecke und für Schmuck geeignet und zwar wegen der Korrosions- und Anlaufbeständigkeit und des geringen Eigenwerts der Legierungen aufgrund des relativ geringen Gehalts an Edelmetall.
Die Rolle, die jedes der betreffenden Legierungsele- ω mente spielt ist wie !folgt:
Anlaufbeständigkeit der Legierung verbessert und außerdem die Härte und Festigkeit der Legierung auf spezielle Werte einstellt
Zusatz aus unedlem Metall, der zur »Gold«-Farbe der Legierungen beiträgt und außerdem die Härte und die Festigkeit der Legierung erhöht Zusatz aus unedlem Metall, der die Korrcsions- und Anlaufbeständigkeit der Legierung verbessert Der Zusatz von Gallium bewirkt auch eine Verbesserung der Goldfarbe der Legierung, und zwar dadurch, daß der rosarote Ton, der für ähnliche kupferhaltige Legierungen ohne Gallium typisch ist verringert wird. Galliumzusätze haben außerdem die Wirkung, daß sie die Härte der Legierung im Vergleich zu ähnlichen Legierungen, die kein Gallium enthalten, verringern. Galliumzusätze verringern außerdem den Schmelzpunkt des Legierungssystems, wodurch die Gießbarkeit verbessert wird. Zusatz aus unedlem Metall, der desoxydierend wirkt und außerdem den Schmelzpunkt des Legierungssystems senkt, wodurch die Gießbarkeit verbessert wird.
Kostbarer Metallzusatz, der als Kornverfeinerungsmittel benutzt wird.
Platin und
Palladium
Edelmetallzusatz, der die Korrosions- und Anlaufbeständigkeit der Legierung verbessert und zu der »Gold«-Farbe der Legierung beiträgt
Edelmetallzusatz, der die Korrosions- und
Die folgenden speziellen Eigenschaften wurden in der nachfolgend angegebenen Weise bestimmt:
Härte Versuchsproben — Gußstücke mit einer Abmessung von 1,27 cm χ 1,91 cm χ 0,32 cm (Dicke)
Prüfverfahren — Die Härtezahlen wurden in Rockwellwerten in den folgenden drei Zusätzen ermittelt und in Brinell-Werte umgerechnet:
1. In dem gegossenen Zustand
2. 10 Minuten bei 699° C geglüht und abgeschreckt
3. Wärmebehandelt gemäß American Dental Association-Spezifikation Nr. 5
Durchgangstemperatur
Vorrichtung — Muffelofen mit Zweipunktauflageständer mit 2,54 cm-Einspannlänge.
Versuchsproben - Gußstück mit einer Länge von 3,18 cm, einer Breite von 0,95 cm und einer Dicke von 0,076 bis 0,102 cm.
Prüfverfahren — Der Auflageständer wurde auf eine Temperatur innerhalb eines Bereiches von 93° C der erwarteten Durchgangstemperatur vorerwärmt Die Probe wurde auf dem Ständer angeordnet und konditioniert. Die Temperatur wurde dann in Abschnitten von H0C erhöht, bis ein Durchhängen visuell festgestellt wurde.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung
der Erfindung und stellen keine Beschränkung der Erfindung dar.
Die Beispiele 1 bis 7 sind Zahngußgoldlegierungen vom Typ I der ADA-Spezifikation Nr. 5. Härte 45 bis (Brinellhärte) (abgeschreckt).
Bestandteil Beispiel 1 Zusammensetzung Beispiel 2 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 40%
Platin 4,99%
Palladium 7,5%
Kupfer 37,5%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte(Brinell)
In dem gegossenen Zustand 74
Abgeschreckt 62
ADA-wärmebehandelt 78
Durchhangtemperatur 827-838° C
Beispiel 3 Bestandteil Zusammensetzung Bestandteil Zusammensetzung
Gold
Platin
Palladium
40% 4,99% 50/0
Gold 40%
Platin 7,49%
Palladium 5%
Kupfer 373%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte( Brinell)
In dem gegossenen Zustand 65
Abgeschreckt 58
ADA-Wärmebehandelt 67
Durchhangtemperatur 827 - 838° C
Kupfer 40%
Gallium 10% Iridium 0,01%
Härtewerte( Brinell)
In dem gegossenen Zustand 76
Abgeschreckt 69
ADA-wärmebehandelt 73
Durchhangtemperatur 793-804" C
Beispiel 5
Bestandteil Zusammensetzung
Gold 45%
Platin 7,49%
Palladium 7^%
Kupfer 30%
y Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte(Brinell)
In dem gegossenen Zustand 256
5 Abgeschreckt 72
ADA-wärmebehandelt 210
Durchhangtemperatur 771-782°C
) Beispiel 6
Bestandteil Zusammensetzung
Gold 35%
« Platin 1939%
Kupfer 35%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte (Brinell) In dem gegossenen Zustand 200 Abgeschreckt 66 ADA-wärmebehandelt 179 Durchhangtemperatur 816-827° C
Gold 40%
Platin 7,49%
Palladium 7,5%
Kupfer 35%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte (Brinell)
!η dem gegossenen Zustand 101 Abgeschreckt 71
ADA-wärmebehandelt 235 Durchhangtemperatur 816-827°C Beispiel 4 Beispiel 7 V) Bestandteil Zusammensetzung
Gold 250/0
Platin 19,99%
Palladium 5%
">"i Kupfer 40%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte(Brinell)
w In dem gegossenen Zustand 165
Abgeschreckt 75
ADA-wärmebehandelt 162
Durchhangtemperatur 860-871°C
Die Beispiele 8 bis 14 sind ZahnguBgoldlegierungen vom Typ II der ADA-Spezifikation Nr. 5. Härte 70—100 f B r i η e 1Π iabeeschrecktV
Beispiel 8 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 200/0
Platin 15%
Palladium 10%
Kupfer 45%
Gallium 10%
Härtewerte( Brinell)
In dem gegossenen Zustand 121
Abgeschreckt 92
ADA-wärmebehandelt 106
Durchhangtemperatur 904-9160C
Beispiel 9 Bestandteil Zusammensetzung Bestanteil Zusammensetzung
Gold 35%
Platin 7,49%
Palladium 7,5%
Kupfer 40%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte(Brinell)
In dem gegossenen Zustand 110
Abgeschreckt 90
ADA-wärmebehandelt 123
Durchhangtemperatur 871-882-C
Beispiel 11 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 35%
Platin 7,49%
Palladium 7,5%
Kupfer 42£%
Gallium 7,5%
Iridium 0,01%
Härtewerte( Brinell)
In dem gegossenen Zustand 127
Abgeschreckt 93
20
Gold 35%
Platin 9,99%
Palladium 5%
Kupfer 40%
Gallium 10%
Iridium 0,01 %
Hsrtewerte(Brinell) Indem gegossenen Zustand 107 Abgeschreckt 82 ADA-wärmebehandelt 106 Durchhangtemperatur 860-8710C Beispiel 10
40
60
65
ADA-wärmebehandelt Durchhangternperatur
114 871-916°C
Beispiel 12
Bestandteil Zusammensetzung
Gold 35%
ίο Platin 7,49%
Palladium 7,5%
Kupfer 393%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
is Zink 0,5%
Härtewerte( Brinell) In dem gegossenen Zustand 119 Abgeschreckt 88 ADA-wärmebehandelt 125 Durchhangtemperatur 882-893° C
Beispiel 13
Bestandteil Zusammensetzung
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
Härtewerte( B r i η e 11)
In dem gegossenen Zustand Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt Durchhangtemperatur
Beispiel 14
45%
439%
5% 40%
5%
0,01%
121 88 117 893-9040C
Bestandteil Zusammensetzung
Gold 35%
Platin 15%
Kupfer 40%
Gallium 10%
Härtewerte( Brinell)
In dem gegossenen Zustand 147
Abgeschreckt 83
ADA-wärmebehandelt 106
Durchhangtemperatur 860-871°C
Die Beispiele 15 bis 24 sind Legierungen vom Typ III der Spezifikation Nr. 5. Härte 90—140 (Brinell) ADA-fabgeschreckt).
Beispiel 15 Zusammensetzung
Bestandteil 20%
20%
5%
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt Durchhangtemperatur
Beispiel 16
45% 10%
132 101 116 904-9160C
Bestandteil Zusammensetzung
Platin 30%
Palladium 5%
Kupfer 55%
Gallium 10%
Härtewerte(Brinell)
In dem gegossenen Zustand 153
Abgeschreckt 130
ADA-wärmebehandelt 130
Durchhangtemperatur 1038-10490C
Beispiel 17 Bestandteil Zusammensetzung Bestandteil Zusammensetzung Bestandteil Zusammensetzung
Gold 35%
Palladium 15%
Kupfer 40%
Gallium 10%
Härtewerte( Brine 11)
In dem gegossenen Zustand 242
Abgeschreckt 121
ADA-wärmebehandelt 235
Durchhangtemperatur 871—882°C
Platin 25%
Palladium 10%
Kupfer 55%
Gallium 10%
Härtewerte (.Brinell) In dem gegossenen Zustand 159 Abgeschreckt 132 ADA-wärmebehandelt 139 Durchhangtemperatur 1004—10160C Beispiel 18
Platin 30%
Palladium 10%
Kupfer 50%
Gallium 10%
Härtewerte(Brinell) In dem gegossenen Zustand 139 Abgeschreckt 137 ADA-wärmebehandelt 141 Durchhangtemperatur 1004—10160C Beispiel 19
10
Beispiel 20 Bestandteil Zusammensetzung
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Durchhangtemperatur
35%
0,09% 14,9% 40% 10%
0,01%
200 119 165 860-871°C
Beispiel 21 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 30%
Platin 9,99%
Palladium 10%
25 Kupfer 40%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte( Brinell)
*> In dem gegossenen Zustand 179
Abgeschreckt 123
ADA-wärmebehandelt 162
Durchhangtemperatur 893-904°C
Beispiel 22 Bestandteil Zusammensetzung
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Durchhangtemperatur
35%
7,49%
7,49% 45%
5%
0,01%
147 HO 175 916-966°C
Beispiel 23 Bestandteil
"
Gold 35% Platin 7,49%
Palladium 7,5%
Kupfer 39%
Gallium 10% Zink 1%
Iridium 0,01%
Härtewerte ( B r i π e 11)
In dem gegossenen Zustand 127 Abgeschreckt 93
ADA-wärmebehandelt 125 Durchhangtemperatur 816° C Zusammensetzung
11
Beispiel 24 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 35%
Platin 7,49%
Palladium 7,5%
Kupfer 41,5%
Gallium 7,5%
Zink 1%
Iridium 0,01%
Härtewerte( Brine 11) In dem gegossenen Zustand 117 Abgeschreckt 92 ADA-wärmebehandelt 123 Durchhangtemperatur 838—849° C
Die Beispiele 25 bis 30 sind Legierungen vom Typ IV der ADA-Spezifikation Nr. 5. Härte 130 (Brinell) Mindestwert (abgeschreckt).
Beispiel 25 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 20%
Platin 20%
Palladium 10%
Kupfer 40%
Gallium 10%
Härtewerte(Brinell) In dem gegossenen Zustand 228 Abgeschreckt 185 ADA-wärmebehandelt 222 Durchhangtemperatur 904-9160C Beispiel 26 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 35%
Platin 10%
Palladium 10%
Kupfer 35%
Gallium 10%
Härtewerte ( B r i η e 11) In dem gegossenen Zustand 263 Abgeschreckt 153 ADA-wärmebehancelt 249 Durchhangtemperatur 860-8710C Beispiel 27 Bestandteil Zusammensetzung
Platin
Palladium
30% 0,09% 12
Kupfer
Gallium
Iridium
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Durchhangtemperatur
40% 10% 0,01%
276 176 276 860-8820C
Beispiel 28 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 250/0
Platin 4,99%
Palladium 20%
Kupfer 40%
20 Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand 270
25 Abgeschreckt 200
ADA-wärmebehandelt 263
Durchhangtemperatur 904-916°C
Beispiel 29 Bestandteil Zusammensetzung
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Durchhangtemperatur
20%
9,99% 20% 40% 10%
0,01%
256 228 242 916-927°C
Beispiel 30 Bestandteil Zusammensetzung
Gold 15%
Platin 14,99%
Palladium 20%
Kupfer 40%
Gallium 10% Iridium 0,01%
Härtewerte( Brine 11) In dem gegossenen Zustand 263 Abgeschreckt 228 ADA-wärmebehandelt 228 Durchhangtemperatur 927-
938-C

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    .1. Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen innerhalb der angegebenen Analyst »grenze besteht:
    Gold 0 bis 45% Platin 0 bis 30% Palladium 0 bis 20% Kupfer 30 bis 55% Gallium 5 bis 10% Zink Obis 1% Iridium Obis 0,01%
    mit der weiteren Maßgabe, daß der Gesamtanteil von Gold, Platin und Palladium mindestens 35% ausmacht
  2. 2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben 10% Gallium folgende weiteren Bestandteile innerhalb der angegebenen Analysengrenzen enthält:
    20
DE2720495A 1976-05-14 1977-05-05 Preiswerte Legierungen für Dentalzwecke und Schmuckstücke Expired DE2720495C3 (de)

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