DE2814943A1

DE2814943A1 - Zahnaerztliche goldlegierung

Info

Publication number: DE2814943A1
Application number: DE19782814943
Authority: DE
Inventors: Paul Joseph Cascone
Original assignee: Pennwalt Corp
Current assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1977-07-06
Filing date: 1978-04-06
Publication date: 1979-01-25
Also published as: JPS5756541B2; US4123262A; JPS5417320A; CA1103063A

Description

DR.-ING. "WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER Patentanwälte

München,

6. April 1978

Postanschrift / Postal Address Postfach 86O1O9, 8OOO München Se

Fienzenauerstraß· 28

Telefon 98 32 23

Telegramme: Chemindus München

Telex: CO) 523993

28HS43 IR-2328

PENNWALT CORPORATION Philadelphia, Pennsylvania 19102, V.St.A.

Zahnärztliche Goldlegierung

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Die Erfindung betrifft eine silberfreie Goldlegierung, an die bei der Herstellung von Zahnprothesen Porzellan angeschmolzen werden kann. Die physikalischen Eigenschaften der Legierung gemäss der Erfindung sind ähnlich den Vorschriften für Brükken, die von der "American Dental Association" in der Norm Nr. 5 für zahnärztliche Gold-Giesslegierungen vom Typ IV festgelegt worden sind; sie hat eine Schmelztemperatur unter 1370° C. Die Legierung hat eine gute Duktilität, d.h. ihre Dehnung in einer Strecke von 2,54 cm beträgt mindestens 10 %.

Die Anwesenheit von Silber in zahnärztlichen Goldlegierungen, die zur Herstellung von Zahnausbesserungsteilen verwendet werden, bei denen keramisches Material an Gold angeschmolzen wird, führen bekanntlich zur Verfärbung des Porzellans an der Verbindungsstelle zwischen Porzellan und Metall. Eine silberfreie Goldlegierung, die nicht die Eigenschaft hat, Porzellan in dieser Weise zu verfärben, ist von Vorteil für die Herstellung von Zahnersatzteilen, die dazu bestimmt sind, das Aussehen ihres Trägers zu verbessern und die Funktion der Zähne wiederherzustellen. Die hier beschriebene silberfreie,- goldarme Legierung weist die erwünschten physikalischen Eigenschaften auf, führt nicht zur Verfärbung von Porzellan und ist bei ι
bar.

bei einer Temperatur unter 1370° C ohne Schwierigkeiten giess-

Die Legierung gemäss der Erfindung ähnelt in vielen Hinsichten der Legierung gemäss den US-PSen 3 981 723 und 3 961 420, enthält jedoch kein Silber. Die US-PS 3 819 366 besehreibt eine Legierung, an die Porzellan angeschmolzen werden kann, und die einen hohen Edelmetallgehalt hat. Die Patentschrift beschreibt aber eine Legierungszusammensetzung, die Zink enthält, welches bei dem Schmelzpunkt der Legierung einen hohen Dampfdruck hat. Legierungsbestandteile mit einem hohen Dampfdruck beim

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Schmelzpunkt der Legierung beeinträchtigen aber die Giessbarkeit der Legierung, und die Legierung gemäss der Erfindung ist der bekannten Legierung auch in dieser Hinsicht überlegen.

Erfindungsgemäss besteht die Goldlegierung auf Gewichtsbasis ungefähr aus 50 bis 58 % Gold, 0,5 bis 10,5 % Indium, 0,5 bis 8,5 % Zinn oder 1,0 bis 3,0 % Gallium und zum Rest aus Palladium. Wenn die Legierung kein Gallium enthält, enthält sie mindestens 0,5 % Zinn, und wenn sie kein Zinn enthält, enthält sie mindestens 1 % Gallium. Wenn die Legierung Zinn enthält, beträgt ihr Gesamtgehalt an Indium und Zinn vorzugsweise 10 %, um eine optimale Härte zu erzielen.

Die bevorzugte Legierung gemäss der Erfindung besteht zu 51,5 % aus Gold, zu 8,5. % aus Indium, zu 1,5 % aus Gallium und zu 38,5 % aus Palladium.

Es wurde gefunden, dass die Brinell-Härte einer Legierung, die 50 bis 53 % Gold, verschiedene Kombinationen von Indium und Zinn mit einem Gesamtgehalt an Indium + Zinn von 10 % . enthält und zum Rest aus Palladium besteht, nahezu linear mit dem Zinngehalt der Legierung ansteigt (mit Ausnahme der beiden Extreme). Bei einer solchen Legierung liegt z.B. die Brinell-Härte im Bereich von etwa 158 bei einem Zinngehalt von 2,5 % bis etwa 239 bei einem Zinngehalt von 9 %_t und die Beziehung ist nahezu linear.

Die folgenden Beispiele, in denen die physikalischen Eigenschaften von für die Erfindung repräsentativen Weissgoldlegierungen angegeben sind, erläutern die kritische Bedeutung der Erfindung für die Erzielung der gewünschten physikalischen Eigenschaften.

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Alle nachstehend angegebenen physikalischen Eigenschaften der Legierungen werden nach Wärmebehandlung bestimmt, wobei die Wärmebehandlung darin besteht, dass man die Legierung in einem Ofen mit einer Geschwindigkeit von 41,7 bis 55,6 C/min auf 1038° C erhitzt, die Temperatur von 1038° C 10 min innehält, die Probe aus dem Ofen entnimmt und sie unter einer hitzebeständigen Abdeckung erkalten lässt.

In den folgenden Tabellen für die Legierungsbeispiele Nr. 1 bis 6 sind die Zusammensetzungen in Gewichtsprozent angegeben und die Dehnung oder Duktilität ist die prozentuale Dehnung über eine Strecke von 25,4 mm.

Legierungsbeispiel 1 Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften

Gold - 50,5 % Zugfestigkeit 7763 kg/cm²

Palladium - 39,5 % Streckgrenze 5905 kg/cm

Zinn 6 % Dehnung 13,5 %

Indium 4 % Brinell-Härte 212

Dieses ist ein Beispiel für eine Legierung mit einem Goldgehalt von 50 bis 53 % und unterschiedlichen Gehalten an Indium und Zinn mit einem Gesamtgehalt an Indium + Zinn von 10 %_t wobei der Rest aus Palladium besteht.

Legierungsbeispiel 2 Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften

Gold - 52 % Zugfestigkeit 8014 kg/cm² Palladium - 39 % Streckgrenze 7030 kg/cm² Zinn - 9 % Dehnung 5 %

Brinell-Härte 230

Die Duktilität dieser Legierung, die kein Indium enthält, ist viel zu gering. Die Duktilität kann jedoch verbessert werden,

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wenn man etwas Zinn durch Indium ersetzt:

Legierungsbeispiel 3

Zu s amme ns e t zung	- 52	%	Physikalische	Eigenschaften
Gold	- 39	n/ JQ	Zugfestigkeit	6643 kg/cm²
Palladium	8,	5 %	Streckgrenze	5202 kg/cin
Zinn	0,	5 %	Dehnung	13,5 %
Indium		Brinell-Härte	190

Der Indiumzusatz erhöht die Duktilität der Legierung auf einen günstigeren Wert, nämlich über 10 %.

Jedoch hat eine Legierung, die nur Indium und kein Zinn enthält, ebenfalls zufriedenstellende Eigenschaften.

Legierungsbeispiel 4 Zus amme ns e t zung Physikalische Eigenschaften

Gold - 51,7 % Zugfestigkeit 6960 kg/cm²

Palladium - 37,8 % Streckgrenze 5026,5 kg/cm Indium - 10,5 % Dehnung . 22 %

Brinell-Härte 170

Bei höheren Goldgehalten sind jedoch Legierungen, die nur Indium, aber kein Zinn enthalten, zu weich, da die Brinell-Härte weniger als 170 beträgt:

Legierungsbeispiel 5 ■

Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften

Gold 58 % Zugfestigkeit 5624 kg/cm²

Palladium - 33 % Streckgrenze 4710 kg/cm²

Indium - 9 % Dehnung 10 %

; Brinell-Härte 158

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Die Härte und andere physikalische Eigenschaften werden verbessert, wenn man zu dieser Legierung etwas Zinn zusetzt:

Legierungsbeispiel 6

Zusammense t zung^ Physikalische Eigenschaften

Gold - 58 % Zugfestigkeit 6890 kg/cm² Palladium - 32,5 % Streckgrenze 5272,5 kg/cm²

Indium - 9 % ' Dehnung 12,4 %

Zinn - 0,5 % Brinell-Härte 187

Bei höheren Goldgehalten kann also der Zusatz von etwas Zinn die physikalischen Eigenschaften über die verlangten Mindestwerte hinaus verbessern.

Bei niedrigeren Goldgehalten von 50 bis 53 %, wenn der Gesamtgehalt an Indium und Zinn 10 % beträgt und die Legierung zum Rest aus Palladium besteht, genügen jedoch die Legierungen, wenn sie mehr als 6 % Indium enthalten, nicht mehr den Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften, indem die Brinell-Härte weniger als 170 beträgt.

Das obige Legierungsbeispiel 4 zeigt, dass die physikalischen Eigenschaften einer Legierung mit sehr hohem Indiumgehalt gerade das verlangte Minimum übersteigen. Wenn man aber statt Zinn Gallium zusetzt, werden die physikalischen Eigenschaften viel stärker verbessert, wie es sich aus den folgenden Beispielen Nr. 7 bis 11 ergibt:

In den nachstehenden Tabellen beziehen sich die in den Querreihen neben den Elementen angegebenen Zahlen auf Gewichtsprozente.

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Legierungsbeispiele 7 bis 11

	Au	7	8	9	10	11
	Pd	53,5	52,25	51,5	50,75	50,5
	In	35,0	37,0	38,5	40,0	40,0
	Ga	8,0	9,5	8,5	7,5	- 6,5
	, kg/cm	1,5	1,25	1,5	1,85	3,0
Zugfestigkeit	kg/cm	7733	7663	8436	7170	7592
Streckgrenze,		5905	5624	5835	5062	5975
Dehnung, %		10	16	22	24	15
Brinell-Härte	214	195	200	185	195

Legierungen ausserhalb dieser Bereiche sind entweder zu spröde, wie es die Beispiele 12 und 14 erläutern, oder zu weich, wie es Beispiel 13 erläutert:

Legierungsbeispiele 12 bis 14

12 13 14

Au Pd In Ga

Zugfestigkeit, kg/cm Streckgrenze, kg/cm
Dehnung, %
Brinell-Härte

Bemerkungen: spröde weich spröde

Aus den obigen Werten ist ersichtlich, dass erfindungsgemäss eine silberfreie Weissgoldlegierung zur Herstellung von Zahnprothesen zur Verfugung gestellt werden kann, die den physikalischen Anforderungen der ADA-Normvorschrift Kr. 5 für.zahn-

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51,5	53	50
37,0	39	40
10,0	7	5
1,5	1	5
7382	5694	7592
6257	3023	7592
4,1	28	0
200	127	272

IR-2328 ^ ¹^ ^

ärztliche Gold-Giesslegierungen vom Typ IV genügen, und die ausserdem eine gute Duktilität und Giessbarkeit einschliesslich eines Schmelzpunktes unterhalb 1370 C haben. Eine solche Legierung besteht auf Gewichtsbasis ungefähr zu 50 bis 58 % aus Gold, zu 0,5'bis 10,5 % aus Indium, zu 0,5 bis 8,5 5 aus Zinn oder zu 1,0 bis 3,0 % aus Gallium und zum Rest aus Palladium.

Wenn die Legierung kein Gallium enthält und einen Verhältnismassig hohen Goldgehalt von 53 bis 58 % aufweist, enthält sie ausserdem 6 bis 10,5 % Indium, 0,5 bis 4 % Zinn und besteht zum Rest aus Palladium. Wenn die Legierung kein Gallium enthält und einen verhaltnismässig niedrigen Goldgehalt von 50 bis 53 % aufweist, enthält sie 4 bis 6 % Indium, 4 bis 6 % Zinn und besteht zum Rest aus Palladium. Im Interesse der optimalen Härte von Legierungen von verhaltnismässig niedrigem Goldgehalt, die kein Gallium enthalten, soll jedoch der Gesamtgehalt an Indium und Zinn etwa 10 % betragen.

Wenn die Legierung Gallium anstelle von Zinn enthält, beträgt ihre ungefähre Zusammensetzung 50 bis 54 % Gold, 6,0 bis 9,5 % Indium, 1 bis 3 % Gallium, Rest Palladium. Dieses ist die bevorzugte Zusammensetzung, und eine besonders bevorzugte Legierung besteht im wesentlichen aus 51,5 % Gold, 8,5 % Indium, 1,5 % Gallium und 38,5 % Palladium.

Die Erfindung stellt eine Legierung aus 50 bis 58 % Gold,· 0,5 bis 10,5 % Indium, 0 bis 8,5 % Zinn,' 0 bis 3 % Gallium, Rest Palladium, zur Verfügung, die die gewünschten physikalischen Eigenschaften einschliesslich einer Dehnung von mindestens 10 % über eine Strecke von 25,4 mm und eines Schmelzpunktes von weniger als 1370° C aufweist. Falls die Legierung jedoch kein Gallium enthält, soll sie mindestens 0,5 % Zinn mit einem bevorzugten Gesamtgehalt an Indium und Zinn von

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etwa 10 % aufweisen, und wenn sie kein Zinn enthält, soll sie mindestens 1 % Gallium enthalten.

Die Erfindung umfasst ferner die Herstellung von Zahnersatz und Zahnausbesserungsteilen durch Giessen der hier beschriebenen Legierung und vorzugsweise Binden von Porzellan an mindestens einen Teil der Oberfläche der Legierung.

Genaue Anweisungen zur Herstellung von Zahnersatz oder Zahnausbesserungsteilen, bei denen Keramik an Gold angebrannt ist, finden sich in der US-PS 3 981 723 hinter den Beispielen.

Ende der Beschreibung.

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Claims

28U943 IR-2328 Patentansprüche

1. Zahnärztliche Goldlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 50 bis 58 Gew.% Gold, 0,5 bis 10,5 Gew.% Indium, 0,5 bis 8,5 Gew.% Zinn oder 1,0 bis 3,0 Gew.% Gallium, Rest Palladium, besteht.

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 50 bis 53 Gew.% Gold, 4 bis 6 Gew.% Indium, 4 bis 6 Gew.% Zinn enthält und zum Rest aus Palladium besteht.

3. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Gesamtgehalt an Indium und Zinn etwa 10 Gew.% beträgt.

4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 53 bis 58 Gew.% Gold, 6 bis 10,5 Gew.% Indium, 0,5 bis 4 Gew.% Zinn enthält und zum Rest aus Palladium besteht.

5. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie etwa 50 bis 54 Gew.% Gold, 6 bis 9,5 Gew.% Indium, 1 bis 3 Gew.% Gallium enthält und zum Rest aus Palladium besteht.

6. Legierung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 51,-5 Gew.% Gold, 8,5 Gew.% Indium, 1,5 Gew.% Gallium und 38,5 Gew.% Palladium besteht.

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ORIGINAL INSPECTED

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7. Zahnärztliche Goldlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie zu 50 bis 58 Gew.# aus Gold, zu 0,5 bis 10,5 Gew.% aus Indium, zu 0 bis 8,5 Gew.% aus Zinn, zu 0 bis 3 Gew.% aus Gallium und zum Rest aus Palladium besteht, eine Verflüssigungstemperatur unterhalb 1370 C und in einer Strecke von 25,4 mm eine mindestens 10-prozentige Dehnung aufweist.

8. Legierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Abwesenheit von Gallium mindestens 0,5 Gew.% Zinn enthält.

9· Legierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Gesamtgehalt an Indium und Zinn etwa 10 Gew.% beträgt.

10. Legierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Abwesenheit von Zinn mindestens 1 Gew.% Gallium enthält.

11. Zahnersatzteil, dadurch gekennzeichnet, dass er die gegos-■ sene Legierung gemäss Anspruch 1 enthält bzw. aus ihr besteht.

12. Zahnersatzteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einen Oberflächenteil desselben Porzellan gebunden ist.

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