DE2720495C3 - Preiswerte Legierungen für Dentalzwecke und Schmuckstücke - Google Patents
Preiswerte Legierungen für Dentalzwecke und SchmuckstückeInfo
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
- C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
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Description
5. Legierung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- ">°
zeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen besteht:
Gold | 45% | aus den folgenden Bestandteilen |
Platin | 4,99% | |
Palladium | 5% | 35% |
Kupfer | 40% | 0,09% |
Gallium | 5% | 14,9% |
Iridium | 0,01% | 40% |
b. Legierung nach Anspruch 4, dadurch gekenn= | 10% | |
zeichnet, daß sie | 0.01% | |
besieht: | ||
Gold | ||
Platin | ||
Palladium | ||
Kupfer | ||
Gallium | ||
Iridium |
7. Legierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen
besteht:
10
mit der weiteren Maßgabe, daß der Gesamtanteil von Gold, Platin und Palladium mindestens 35%
ausmacht
2. Legierung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben 10% Gallium folgende
weiteren Bestandteile innerhalb der angegebenen Anaiysengrenzen enthält:
25
3. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen
besteht:
Gold | 35% |
Platii) | 10% |
Palladium | 10% |
Kupfer | 35% |
Gallium | 10% |
Die Erfindung bezieht sich auf Legierungen. Im speziellen bezieht sich die Erfindung auf ,ireiswerte
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 -brückenlegierungen 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%
Ga'lium, 15% Kupfer und 75% Gold enthält.
Es ist nun gefunden worden, daß eine preiswerte Legierung für Zahnersatz- und Schmuckzwecke erhalten werden kann, dip. beim ständigen Gebrauch
mechanische und physikalische Eigenschaften ähnlich denen von Goldgußlegierungen besitzt, wenn man
folgende Zusammensetzung einhält (alle Angaben erfolgen in Gew.-%):
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% |
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 iu
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 Legierungszu- ü
sammensetzungen aufgeführt werden. Die Legierungen werden dort nach ihren betreffenden ADA-Typ-Nummern
eingeteilt, wie 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 2>
sind, die folgenden Vorteile: Niedrigere Gießtemperatur
und Bearbeitungseigenschaften ähnlich den Legierungen mit hohem Edelmetallgehalt sowie Goldfarbe,
jedoch mit niedrigem Gold- und Edelmetallgehalt. Iridium:
Außerdem besitzt das Legierungssystem der Erfin- s»
dung den erforderl^hen Spielraum in bezug auf Härte
und Festigkeit, um den vielfältigen Erfordernissen genügen zu können, die von der zahnmedizinischen
Fachwelt an Kronen- und Brückenwfkstoffe gestellt werden. Dieser Punkt ist wesentlich, weil die zur Zeit J
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 für 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 kostspieligem Schmuck erwünscht sind.
Die Legierungen der Erfindung besitzen Härte- und Festigkeitswerte innerhalb der Bereiche, die in der
American Dental Assoeiation-Spezifikation Nr. 5 für Zahngußgoldlegierungen des Typs I, Typs II, Typs III
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 Legierungselemente
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 Korrosions- 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.
Zusatz aus unedlem Metall, der die Korrosions- 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 Kornverfeineruagsmittel
benutzt wird.
Platin und
Palladium
Palladium
Edelmetallzusatz, der die Korrosions- und Anlaufbeständigkeit der Legierung verbessert
und zu der »Goldw-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
und abgeschreckt
3. Wärmebehandelt gemäß
American Dental Assoeiation-Spezifikation Nr. 5
American Dental Assoeiation-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 ITC erhöht, bis
ein Durchhängen visuell festgestellt wurde.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung
der Erfindung und stellen keine Beschränkung der Erfindung dar.
Die Beispiele t bis 7 sind Zahngußgoldlegierungen vom Typ I der ADA-Spezifikation Nr, 5, Härte 45 bis
(Brinellhärte) (abgeschreckt).
Bestandteil
Zusammensetzung in
Gold 40% Platin 7,49%
Palladium 5%
Kupfer 37,5%
Gallium 10% Iridium 0,01%
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand 65
Abgeschreckt 58
ADA-Wärmebehandelt 67
Durchhangtemperatur 827-338° C
Bestandteil
Zusammensetzung
Gold 40%
Platin 4,99%
Palladium 7,5%
Kupfer 373%
Gallium 10%
Iridium 0,01 %
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand 74
Abgeschreckt 62
ADA-wärmebehandelt 78
Durchhangtemperatur 827 - 838° C
Bestandteil
Zusammensetzung
Gold 40%
Platin 7,49%
Palladium 7,5%
Kupfer 35%
Gallium 10%
Iridium 0,01 %
Härtewerte( Brinell)
In dem gegossenen Zustand 101
Abgeschreckt 71
ADA-wärmebehandelt 235
Durchhangtemperatur 816-827°C
Bestandteil
Gold
Platin
Palladium
Platin
Palladium
Zusammensetzung
40% 4,99% 5%
Kupfer 40%
Gallium 10% Iridium 0,01%
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand 76
Abgeschreckt 69
ADA-wärmebehandelt 73
Durchhangtemperatur 793-8040C
Bestandteil | Bestandteil | Zusammensetzung | 6 | Zusammensetzung |
Gold | 45% | |||
Platin | 7,49% | |||
Palladium | 73% | |||
Kupfer | 30% | |||
Gallium | 10% | |||
Iridium | 0,01% | |||
Härtewerte (Brine 11) | ||||
In dem gegossenen Zustand | 256 | |||
Abgeschreckt | 72 | |||
ADA-wärmebehandelt | 210 | |||
Durchhangtemperatur | 771-782° C | |||
Beispiel |
Gold 35%
Platin 19,99%
Kupfer 35%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand 200
Abgeschreckt 66
ADA-wärmebehandelt 179
Durchhangtemperatur 816-827°C
-,<> Bestandteil
Zusammensetzung
Gold 25%
Platin 19,99%
Palladium 5%
Kupfer 4ΟΨο
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Härtewerte(B.inell)
In dein gegossenen Zustand 165
Abgeschreckt 75
ADA-wärmebehandelt 1 o2
Durchhangtemperatur 860-871 "C
Die Beispiele 8 bis 14 sind Zahngußgoldlegierungen vom Typ Il der ADA-Spezifikation Nr. 5. Härte 70—100
(Brinell) (abeeschreckt).
Bestandteil
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Ilärtewerte( Brinell)
N dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
A DA-wärmebehandelt
Durchhangtemperatur
be i s piei 9
Bestandteil
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Platin
Palladium
Kupfer
Iridium
Härtewerte (Brinell)
In dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
A D A-wärmebehandelt
Durchhangtemperatur
Bestanteil
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
Härtewerte ( Brinell)
In dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
A DA-wärmebe handelt
Durchhangtemperatur
Beispiel Π
Bestandteil
Zusammensetzung
20% 15% 10% 45% 10%
121 92 106 904-9160C
Zusammensetzung
35%
9,99%
5% 40% 10%
0,01%
107 82 106 860-871°
Beispiel 10
Zusammensetzung
35%
7.49%
7,5% 40% 10%
0.01%
110 90 123 871-882° C
Zusammensetzung
Gold 35%
Platin 7.49%
Palladium 73%
Kupfer 42.5%
Gallium 7.5%
Iridium 0,01%
Härtewerte( Bri η ei 1)
In dem gegossenen Zustand 127
Abgeschreckt 93
A DA-wärmebehandelt
Durchhangtemperatur
Durchhangtemperatur
114 87I-9I6"C
Beispiel 12
Bestandteil
Gold
Platin
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
Zink
Zink
Härtewerte ( Brinell)
!π rjpm gpgn«;<;rnrn Zustand
Abgeschreckt
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Durchhang !-.'inperatur
Durchhang !-.'inperatur
Zusammensetzung
35% 7,49% 7.5%
39.5%
10% 0,01% 0,5%
1 \H
88 125 882-893° C
Beispiel 13
Bestandteil
Zusammensetzung
Gold
Platin
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
Kupfer
Gallium
Iridium
Härtewerte( Bri nell)
In dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Duichhangtemperatur
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Duichhangtemperatur
45%
4,99%
5% 40%
5%
0,01%
121 88 117 893-9040C
Beispiel 14
Bestandteil
Gold
Platin
Kupfer
Gallium
Platin
Kupfer
Gallium
Härtewerte( Brinell)
In dem gegossenen Zustand
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Durchhangtempera tür
Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt
Durchhangtempera tür
Zusammensetzung
35% 15% 40% 10%
147 83 106 860-87I = C
Die Beispiele 15 bis 24 sind Legierungen vom Typ III der Spezifikation Nr. 5. Härte 90-140 (Brinell)
ADA-(abgeschreckt).
Beispiel 15
Bestandteil Zusammensetzung
Bestandteil Zusammensetzung
Gold
Platin
Palladium
Palladium
20%
20%
5%
Kupfer 45%
Gallium 10%
Beispiel 16
Platin 30%
Palladium 5%
Kupfer 55%
Gallium 10%
Beispiel 17
Platin 25%
Palladium 10%
Kup Jr 55%
Gallium 10%
Beispiel 18
Platin 30%
Palladium 10%
Kupfer 50%
Gallium 10%
Beispiel 19
Gold | 35% |
Palladium | 15% |
Kupfer | 40% |
Gallium | 10% |
Härtewerte (Brinell) | |
In dem gegossenen Zustand | 242 |
Abgeschreckt | 121 |
ADA-wärmebehandelt | 235 |
Durchhangtemperatur | 871-882°C |
Beispiel 20
Gold 35% Platin 0,09%
Palladium 14,9%
Kupfer 40%
Gallium 10% Iridium 0,01%
Beispiel 21
Gold 30% Platin 9,99%
Palladium 10%
Kupfer 40%
Gallium 10% Iridium 0,01%
Gold 35% Platin 7.49%
Palladium 7,49%
Kupfer 45% Gallium 5%
Iridium 0,01%
Gold 35% Platin 7,49%
Palladium 7,5%
Kupfer 39%
Gallium 10% Zink 1%
Iridium 0,01%
!n dem gegossenen Zustand 127 Abgeschreckt 93
Beispiel 24
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
In dem gegossenen Zustand Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt Durchhangtemperatur
35%
7,49%
7,5% 41,5%
7,5%
1%
0,01%
117 92 123 838-849° C
Die Beispiele 25 bis 30 sind Legierungen vom Typ IV der ADA-Spezifikation Nr. 5. Härte 130 (Brinell)
Mindestwert (abgeschreckt).
Gold 20%
Platin 20%
Palladium 10%
Kupfer 40%
Gallium i0%
Gold 35%
Platin 10%
Palladium 10%
Kupfer 35%
Gallium 10%
Platin
Palladium
30% 0,09% 19.9%
Kupfer 40%
Gallium 10%
Iridium 0,01%
Beispiel 28
Gold 25% Platin 4,99%
Palladium 20%
Kupfer 40%
Gallium 10% Iridium 0,01%
Gold
Platin
Palladium
Kupfer
Gallium
Iridium
In dem gegossenen Zustand Abgeschreckt
ADA-wärmebehandelt Durchhangtemperatur
20%
9,99% 20% 40% 10%
0,01%
256 228 242 916-927°C
Gold | 15% |
Platin | 14,99% |
Palladium | 20% |
Kupfer | 40% |
55 Gallium | 10% |
Iridium | 0,01% |
Härtewerte (Brinell) | |
In dem gegossenen Zustand | 263 |
M Abgeschreckt | 228 |
ADA-wärmebehandelt | 228 |
Durchhangtemperatur | 927-938° C |
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen innerhalb der angegebenen Analysengrenze 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% Gold 15 bis 30% Platin 0 bis 20% Palladium 5 bis 20% Kupfer 40 bis 45% Iridium Obis 0,01% Gold 25% Platin 19,99% Palladium 5% Kupfer 40% Gallium 10% Iridium 0,01% 4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den folgenden Bestandteilen innerhalb der angegebenen Gewichtsprozentberei- ■"' ehe besteht:Gold 30 bis 45% Platin Obis 10% Palladium 0 bis 20% Kupfer 35 bis 45% Gallium 5 bis 10% Zink Obis 1% Iridium Obis 0,01% 45
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