DE2944755A1

DE2944755A1 - Legierung fuer keramisches substrat

Info

Publication number: DE2944755A1
Application number: DE19792944755
Authority: DE
Inventors: Dwarika P Agarwal; Clyde E Ingersoll
Original assignee: WILLIAMS GOLD REFINING CO
Current assignee: WILLIAMS GOLD REFINING CO
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1979-11-03
Publication date: 1980-05-22
Also published as: US4201577A; DE2944755C2; CA1146380A; CH648351A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Legierungen für zahnärztliche Zwecke und dergl., insbesondere auf eine neue und verbesserte Legierung zum Gebrauch mit Porzellan für Zahne rne ue rungen.

Es hat etliche Legierungsgenerationen zum Gebrauch mit Porzellan für Zahnerneuerungen gegeben und das erete erfolgreiche Legierungssystem, welches als Gelblegierung beknnnt iat, besnü einen relativ hohen Goldgehalt, d.h. etwa d'j Gew.;i, wobei Platin und Palladium die hauptsächlichen Zusätze waren. Die zweite Legierungsgeneration, weiche als Weißlegierung bekannt ist, beinhaltet einen größeren (Jewichtsanteil an Platin, um größere Festigkeit zu schaffen. In gewissen Fällen wurde die Herabsetzung der Kosten eine wichtige Betrachtung und als Ergebnis wurden sowohl die Gelblegierung alo auch die Weißlegieruii₍·, mit ;;i Hut vonlümit unu ilau kou tnpicl ige platin wurde iortgelansen. Dann wurde zur Herbeiführung der letzten Kostenminderung das Gold entfernt.

Der Silberzusatz führte jedoch zu einem unerwarteten und unerwünschten Ergebnis. Zahngießlinge werden vor dem Aufbringen von Porzellan auf das Metall häufig in einem Temperaturbereich von 927 bis 1o66°C voroxydiert, wobei dan sich ergebende Oxyd als Bindemittel zwischen dem

W /

030021/0747

BAD ORIGINAL

Metall und dem Porzellan wirkt. Auch ist es üblich, vor der Porzellanauflage eine Goldschicht auf das Metall zu bringen, indem man eine Goldpulveraufschlämmung auf das Metall streicht und dann das Gold an seiner Stelle bei einer Temperatur von etwa 1063⁰C schmilzt. Das Porzellan wird dann in einigen I'i tzebehnmi] ungen bis zu einer 'IVnpr rfit.ur von rtw« Ί'>·\ bis Ι0Ι0¹'' /in I" d i α Mn tuJ1 oberflach«; ,vl'j'iitint. Dan . (;, ossene Substrat befindet sich somit einige Male Im Ofen bei Temperaturen im Bereich von etwa υ49 bin etwa I066 C.

Silber besitzt einen Dampfdruck von etwa 1 um bei 927 C una etwa 1o um bei etwa 1o6'5°C und demzufolge kann etwas Silber während des Brennens verdampfen, falls die Konzentration in der !,e^inrun,; hinreichend hoch ist. Der sich ergebende siIberdampf kann dann auf der Oberfläche des zu brennenden Porzellans in sehr fein zerteiltem Zustand kondensieren. Wenn eine andere Porzellanschicht über diesen kondensierte Silber gebrannt wird, so wirkt das Silber als ein Pigment und verändert die Schattierung des Porzellans. Die am stärksten bemerkbare Veränderung ist dae Grau des Silbers, welches mit der Gelbschattierung deo Vor/.ci lana zuuamuienwirkt und einen gründlichen Farbton erzeugt, welcher sehr unerwünscht ist.

Erf indun.;sgem^;iß soll daher in erster Linie eine neue und verbesserte Legierung für Zahnzwecke und dergl. geschaffen werden. Insbesondere soll erfindungSfP maß eine neue und verbesserte Legierung zum Gebrauch mit Porzellan für Zahnerneuerungen geschaffen werden. Auch soll insbesondere eine Zahnlegierung geschaffen werden, bei welcher die Silbermenge bedeutend begrenzt oder vorzugsweise gänzlich fortgelassen ist, wobei die Legierung ihre Gießfähigkeit, Festigkeitseigenschaften und

W 155/1

030021 /0747

BAD ORIGINAL

physikalische Eigenschaften einschließlich Schmelzbereich und mit verfügbaren Porzellanprodukten verträglichem therminohc/i Ausdehnungskoeffizienten noch beibehält.

Die Erfindung schafft pine le^ierun;¹; zum Gebrauch mit Porzellan fur Zahnerneu'irun^en mit den folgenden Rereichen der hes land teile in Gew.··..:

Bo .stund te iie	anteilmüfiiger Hernich	-11,0	- 0,25
Silber	0	- 1	- 1,8
Aluminium	0	8-6'->,16	- 0,0125
Oo Ld	31,	- 0,13	- 7,5
Bor	0	- 0,12	- 0,06
C .--.Ic ium	0	- 5,0	- 0,12
K u [if er	0	- ",7"'	- 1,98
Ki .mill	0	- ',.o
(JhI ) ium	(J	5-10,55
Indium	o,	- 0,04
Lit liium	0	- 2
Nickel	0	28,96-57,97
PalJudiuKi	0
Rhenium	0
Hutlie ui um	0
.;i 1 i a ium	0
Zinn	0
Titan	0
Vanadin	0
.Zink

W 155/1

030021/0747

29U755

Die erfindungsgemäße Legierung besitzt Gießbarkeit, Pestigkeitseigenschaften und physikalische Eigenschaften einschließlich ijchmelzbereich und einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, welcher mit verfügbaren porzellanproiiukten vortrug! ι <;h ist.

Dir roliitivcn Anteile der verschiedenen Elemente, welche die erfindungngemäße Legierungsmasse ausmachen, machen e.i möglich, daß die silbermenge in der Legierung bedeutend begrenzt oder vorzugsweise gänzlich fortgelassen wird, während die Gießbarkeit, die Festigkeitseigenschaften und u ie hysikalischen Eigenschaften einschließlich o'.:hmelzberf!ir:h und mit verfügbaren l'orzellanprodukten vertraglicher thermischer Ausdehnungskoeffizient beibehalten weraen. Insbesondere enthält die erfindungsgemäße Legierungsmacse, auf das Gewicht bezogen, ο bis 11 °/Ό Silber, ο bis 1 i> Aluminium, 31,0 bis 6 3,1 b^c;u Gold, ο bis o,13 # Bor, ο bis o,12 ■;.'. Calcium, ο bis 5, ο ^ι>. Kupfer, ο bis 0,75 ' Eisen, ο bis 5, ο ·}!> Gallium, o,5 bis 1o,55 ^c/o Indium, ο bis ο,οΊ ','> Lithium, ο bis 2 ,ü Nickel, 28,96 bis 57,97 '/Ό l'Mlludium, ο biu ο,',^Μ> ·;·.' Hhonium, ο bin 1,H ·/, Huthtmiurn, ο biu o,o1^5 ν oilic-ium, ο biu 7,5 ,.' Zinn, ο bio o,o6 "/> Titan, ο bis 0,12 % vanadin und ο bis 1,99 > Zink. Bevorzugte l,ogi erungnmassen sind diejenigen, welche, auf daa Gewicht bezogen, enthalten: ο bis 5, B6 yu Silber, ο bis o, j -/ο Aluminium, 4o bis 6o °'o Gold, ο bis o,13 ^c/o Bor, ο bis o,12 ;i Calcium, ο biß j γό Kupfer, ο bis o,b ^c/o Eisen, ο bis 1,8 > Gallium, 2,5 bis 1o,55 i<> Indium, ο bis o,o4 ^ Lithium, ο V. in :.' ,., Nici-.ei, ·;5 bir, 55 ')> > 'J'allatii um, ο bis o,25 ',Ό Rhenium, ο bis o,0 ,Ό Kutheniuui, ο bis o,o125 "/o Silicium,

o,5 bis 4 °/o Zinn, ο bis 0,06 ^υ/ό Titan, ο bis o,o3 % Vanadin und ο bis 1 °/j Zink, vorausgesetzt, daß die Gesamtmenge an Rhenium und Ruthenium mindestens o,o5 %, und

W 155/1

030021/0747

BAD ORIGINAL

die Gesamtmenge an Gallium, Indium und Zinn mindestens 3,5 '/« betragt.

Es wird angenommen, daß die Rollen der entsprechenden Legierungselemente die folgenden sind. Gold, eines der Elemente, welches in wesentlichem Gewichtsanteil vorliegt, verbessert die Korrosions- und Anlaufbeständigkeit der lifigiorun;; und tragt zu deren Färbung bej . palladium, ein anderes Element, welches in einem wesentlichen Gewichtsanteil vorhanden ist, verbessert die Korrosions- und Anlaufbeständigkeit der Legierung und trägt zur Härte und Festigkeit der Legierung bei. Die Zusatzelemente gehören einigen Kategorien an und zu denjenigen, welche als EntOxydationsmittel bzw. als sauerstoffbindende Substanzen zum Entfernen unerwünschten Sauerstofls und/oder Oxyden während des l,e₍;icr(!nn und dea nachfolgenden Wiederaufschmelzens dienen, zählen Aluminium, Bor, calcium, Indium, Lithium, Zinn, Silicium, Titan, Vanadin und Zink.

Bor, Rhenium Ruthenium, Titan und Vanadin dienen als Kornverfeinerer zur Erzeugung und Beibehaltung der Korngröße. Es ist bevorzugt, einen mittleren Korndurchmesser von weniger als 5o ^a aufrechtzuerhalten, weil beim Verfestigen der ^i'ac.'hniolzenun Legierung der letzte zur härtende Teil an der Zwischenfläche von Korn zu Korn liegt. Bei Edelmetallegierungen ist die Wahrscheinlichkeit einer Schwäche bzw. einer Fehlentwicklung im fertigen Guß umso größer, je größer der Durchmesser der Körner bzw. Partikel ist, welche diese Zwischenfläche ausmachen. Es ist daher vorteilhaft, zur Legierungsmasse Komponenten hinzuzusetzen, welche die Bildung kleinerer Körner an dieser Zwischenfläche verursachen. Die kleineren Körner verteilen die Zwischenfläche über einen größeren Bezirk, wodurch die Bildung von potentiell schwachen Stellen herabgesetzt wird. Rhenium und insbesondere Ruthenium sind dafür

W /

030021/074

29U755

!mummt, iiMl: n i (> Cue ilfn: ]!<τμ b:;r t/,on bzw. Tie 1 bon« 1 ten des Korn/;rüUr>n(lurchmeB.'iPi'i5 brauchbar Bind. Es ist bevorzugt, dal? sowohl Rhenium als auch Huthenium in der Legierungs-Kiasse anwesend sind, um eine hinreichend kleine Korngröße zu gewährleisten. Das Steigern der Gesamtmenge an Rhenium und Kuthemum in einer gegebenen Legierungsmasse von je 0,O¹J .;■·■ auf je o,175 %, veranlasst eine Herabsetzung df;:"! KorngroUendurohmepners von etw« 3o u auf etwa 14 u.

Zu denjenigen Zusatzelert;enten, welche als überflächenoxyderzeu_£;er zum Binden an Porzellan dienen, zählen Aluminium, Bor, kupfer, Eisen, Gallium, Indium, Nickel, Zinn, Titan una Vanadin. Aluminium und Gallium steuern Oberflächenoxyd zur Einschränkung des übermäßigen Wachstums von Oxyden.

Einige der Zusatzelemente dienen zur Steigerung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Legierung. Reines Gold besitzi einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von I ·), 1L χ 1o~ und reines Pallaiiium besitzt einen Koeffizienten von 11,76 χ 1o . Legierungen dieser beiden Metalle allein besäßen theoretisch einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen diesen beiden Werten. Der thermische Ausdehnungskoeffizient rnuß jedoch größer twin .':li. :iienrr Zwi f.chpnwert, um die Legierung mit den υ ] 1 ,eine i mil i'orzül] annr ten verträglich zu machen. Zu zusätzlichen Kiementen mit einem höheren Koeffizienten zur Steigerung des Koeffizienten der sich ergebenden Legierung zählen:

W 1/

030021 /0747

BAD ORIGINAL

■s-

29ΛΑ755

Zu:;atzelement

Thermischer Aundehnungnkoeffizient

Ai αϊ-in j um U.'lic ium Kupfer Gallium Indium Nickel Zi tin Zink

1'J,G8 χ 10

23,6 χ 10

22,'5 x 10

16.6 χ 10 18,0 χ 10 33,0 χ 10 13,3 x 10 19,9 x 10

39.7 χ 10

-6 -6 -6 -6 -6 -6 -6 -6 -6

Einige der Zusatzelemente führen eine Steuerung der Schmelztemperatur herbei. Da das Porzellan auf dem gegossenen Metall bei etwa 982⁰C gebrannt wird und reines Gold häufig euf der Oberfläche bei etwa 1o66°C geschmolzen wird, muß der Schmelzbereich der Legierung genügend oberhalb dieeer be iden Temperaturen liefen, um eine Informierung zu vermeiden, wenn auf diese Temperaturen erhitzt wird. Zu Elementen, welche dazu neigen, den Llohmelzbereich auf annehmbare Höhen zu steigern, zählen Palladium, Rhenium, Ruthenium, Titan und Vanadin.

Die sich ergebende Legierung muß im Mund gegen Verfärbung bzw. Anlaufen und Korrosion beständig sein und zu Zusatzelementen, welche die Anlauf- und Korrosionsbeständigkeit unterstützen, zählen Gold, Indium, Palladium, Ruthenium, Zinn und Titan. Da die Kombination Gold-Palladium an sich eine schwache Legierung ist und keine Kombination beider eine Legierung mit hinreichender Streckgrenze ergeben würde, um den Kaukräften standzuhalten, werden Elemente hinzugenetzt, um die Festigkeit zu steigern; hierzu

W 155/1

030021/0747

29U755 Ψ

zählen Aluminium, Bor, Calcium, Kupfer, Eisen, Gallium, Indium, Nickel, Palladium, Rhenium, Ruthenium, Zinn, Vanadin und Zink. Gewisse Elemente verbessern die Fähigkeit der geschmolzenen Legierung, eine kompliziert gestaltete Form auszufüllen, indem die Fließfähigkeit der Schmelze gesteigert oder deren Oberflächenspannung herabgenetzt wird und zu denjenigen /,lementen, welche zur Verbei;nerung der (Jieübnrke L t zugetietzt werden, zählen silber, Kupfer, Indium und Zinn. Zu Vrrdünnungselementen geringerer Konten, welche andere Eigenschaften beeinträchtigen oder nicht beeinträchtigen können, zählen Silber, Kupfer, Gallium, Indium, Nickel, Zinn, Titan, Vanadin und Zink. Wenn auch bestimmte Elemente in einige der vorstehenden Kategorien einbezogen sind, so kann doch ihr Gebrauch durch ihre Wirkung auf andere FJrf ordernisse beharscht werden. IU; 1 spie lsweise ist Hör nutzbringend als sauerstoff bindende Substanz, Kornverfeinerer, Oberflächenoxyderzeuger und Verfestiger, doch seine Erniedrigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (d.h. Koeffizient für Bor beträgt 8,3 x 1o~ ) und seine starke Herabsetzung der Schmelztemperatur in Kombination mit Palladium, begrenzt seinen Gebrauch auf nur eine spurenmäßige Menge.

Die erfiridungsgemäUe Legierung wird hergestellt gemüü dem normalen Induktionsschmelzen und wird zu flachen Stücken bzw. Elementen ausgewalzt, wobei sie in den Stadien des Walzens angelassen wird.

Die erfindungßgemäße Legierung sei weiter veranschaulicht durch die hier wiedergegebenen Beispiele 1 bis 35 Die Hurtedaten nirid für jodeo HeJnpiel gegeben und mit einer genormten Diamantenpyramidenprüfspitze unter einer Belastung von einem Kilogramm abgenommen. Da die Härte nicht von einem Legierungssystem auf ein anderes übersetzbar

W /

030021 /0747

ist, müssen zum Vergleich unterschiedlicher Systeme einige andere mechanischen Eigenschaften herangezogen werden. Im vorliegenden Falle wird die o,2 ^'ige Abbiegestreckgrenze (o,2 >' ofl'3et yield strength) als vergleichbare Eigenschaft benutzt. Die in den Beispielen gezeigte Vickershärte gilt für die erfindungsgemäße Gußlegierung nach dem Aufbringen des Porzellans in der Hitze, mit den gleichen otreckgrenzeneigenschaften wie Legierungen, welche unter die Anweisung Nr. 5 für Zahngießlinge der American Dental Association fallen. Für eine eingehendere Beschreibung dieser Anweisung sei Bezug genommen auf die UGA-Patentschriften 3-929 474 und 3 929 475, deren Inhalt als Bestandteil der vorliegenden Beschreibung zu betrachten ist. Die erfindungsgemäße Legierung, wie sie in den Beispielen 1 bis 35 veranschaulicht ist, besitzt eine Vickershärte innerhalb des Bereiches der Anweisung Nr. 5 der American Dental Association (abgekürzt ADA).

Der Ljohmelztemperaturbereich Jn ⁰C ißt für jedes Beispiel angegeben. Der Schmelztemperaturbereich wird erhalten durch eine genormte Kühlkurvenmethode, wobei die obere Grenze des Gchmelzbereiche (Liquidus) und dessen untere Grenze (Solidus) erhalten werden, indem man die Änderungen des Temperaturgefalles mit der Zeit kurvenmäßig aufträgt, wie man sie unter Verwendung eines Pt-Pt 13Rh Thermoelementes in der Schmelze erzielt. Die Solidustemperatur liegt in ,jedem Falle hinreichend oberhalb der Temperatur von etwa 9^2⁰C, bei v/elcher das Porzellan auf das gegossene Metall gebrannt wird, sodaß eine Deformierung vermieden wird. Allgemein geap rochen ist eine Abweichung von etwa 56 C erwünscht. Mit der möglichen Ausnahme des Beispieles 21, liegt auch die solidustemperatur in jedem Falle genügend oberhalb der Temperatur von etwa 1o66°C, bei welcher reines Gold in einigen Fällen auf die Oberfläche dee Gußmetalles geschmolzen wird. Außerdem ist es erwünscht,

030021/0747

w 155/1

daß die Solidustemperatur oberhalb des Lot- bzw. Hartlöttemperaturbereichee von 1o93 bis 1149°C liegt, welchem man bei Dentalarbeiten bzw. Zahnarbeiten begegnet, und dies ist für viele der hier gegebenen Beispiele der Fall.

Der thermische Ausdehnungskoeffizient (abgekürzt C.T.E.) der Legierung, ist nach bekannten Arbeitsgängen für jedes der Beispiele berechnet. Außerdem i3t für einige der Beispiele der thermische Ausdehnungskoeffizient (G.T.E.) der Legierung unter Verwendung eines Orton-Dilatometers gemessen. In jedem Falle besitzt der Koeffizient der erfindungsgeraäßen Legierung einen Wert, welcher die Leg ierung mit allgemein üblichen Porzellanarten verträglich macht.

Die Streckgrenze wird für die Legierungen der Beispiele 15 und 26 nach Standardmethoden gemessen. Für die restlichen Beispiele wird jedoch die Härte als anzeigendes Merkmal benutzt, weil diese durch einen Test bestimmt wird, der im Vergleich zum Streckgrenzentest weniger Zeit und Anstrengung erfordert, und v/eil im gleichen Legierungaaystem die Streckgrenze proportional der Härte ist. Tests bezüglich des Anlaufens werden bei den Legierungen der Beispiele 25 bis 34 gemäß der Methode durchgeführt, welche in den vorerwähnten USA-Patentschriften 3 929 474 und 3 929 475 beschrieben ist. Kurz gesagt, ist bei Verwendung von Ammoniumsulfiddämpfen eine Zahlenskala aufgestellt, welche für Nichteinwirkung bei Null beginnt. Die Legierungen der Beispiele 15 und 27 zeigen beim Test kein Anlaufen bzw. Farbänderung, wenn sie dem Sulfiddampf ausgesetzt werden. Die Beispiele 27 bis 34 zeigen beim Test eine untergeordnete Farbänderung beim Einwirken des Sulfiddampfes (d.h. Ablesung im Bereich von 1/2 bis 1). Außerdem wurde be-

W 155/1

030021/0747

obachtet, daß die erfindungsgemäße Legierung hinreichend Fließfähigkeit in geschmolzenem Zustand besitzt, um eine kompliziert gestaltete Form auszufüllen, wodurch die Legierung den Gießbarkeitsgrad besitzt, welcher für Dentallegierungen und dergl. gefordert wird.

Die erfindungsgeraüLSe Legierung sei ferner durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.

W 155/1

030021 /0747

	Beispiel 1	ZuBammenaetzung in Dew, ^c/o
Π»? stand teil		1,17
Silber		63,16
Gold		1,75
I lld 1 UiD		30,99
Palladium		2,92
Zinn		108
Viokernhärte		1282-1366
JeJimolMbon; j.oli C		13,98 χ 10~⁶
G.T.E, berechnet
	Beispiel 2	Zusammensetzung in Gew.jS
Bestandteil		5,0
Silber		'-51 ,0
(ίο ld		O₁!'
Jjor		1,0
Kup.Cer		1,5
ImI .ium		57,97
Palladium		0,18
Ruthenium		2,5
Zinn		131
Vi nJff;r!ih;irl/O		1410-1443
ychmolzberuich ⁰G		13,50 χ 10~⁶
G.T.E. berechnet

G.T. 12. ,;ome:;:;en

13,5 x 10

-6

030021/0747

29U755

Beispiel 3

Bestandteil	Beispiel 4	Zusammensetzung in Gew.<p
(JoId		'>(),()
bor		0,0»
Kupfer		3,0
Indium		1f5
Palladium		42.74
Ruthenium		0,18
Zinn	2,5
Viekerohürte	154
Schnelzbereich ⁰C	13*02-1382
C.T.E, berechnet	13,63 x 10~⁶

Bestandteil	Zusammensetzung in Gew.#
Silber	7,65
Gold	59,02
Indium	1,64
Palladium	28,96
Zinn	2,73

Vickorahiirte Schmelzbereich ⁰C C.T.E. berechnet

113

1266-1324 14,36 x 10

-6

030021/0747

29ΛΑ755

Do I-ü

Bestandteil	Beispiel 6	Zusammensetzung in Gew.$
Gold		48,5
Bor		0,08
Cl. ei um		0,07
Gallium		1,5
ludium		Γι ,93
i'al l:i'l I 'Ui.		40,MY
iMtiienJ urn		1,0
Zinn		1,0
Titan	0,05
Vickernhärte	223
Schrnelzboreich C	1254-1310
Ο.'!'.:,', berechnet	14.64 x 10"⁶

Bestandteil	Zusammensetzung in Gew.#
Gold Bor	49.0 0,08
Calcium	0,07
Indium	5,43
Pal ladium	41,32
Rhenium	0,05
Ruthenium	0,05
Zinn	4,0

Vickershürte Schrnelsbereich G C.T.tf. bereclinet C.T.E.

177

1249-1338 14,43 x 10 13,7 x 10

-6 -6

030021/0747

BAD ORIGINAL

-X-

Beispiel 7

Bestandteil	Zusammensetzung
	in Gnw_#/5
Aluminium	1,0
üolfi	49,0
Bor	0,08
Calcium	0,12
Kupfer	3,66
!•linen	0,5
lud ium	2,5
Nickel	1,0
PaI .lad ium	'57,73
Ru Lhtmi.un	0,6
Zinn	2,5
Ti tan	0,06
Vanadin	0,03
Zink	1,22

Violter3hürte Schmelzberoich ⁰G (3.T.E. berechnet

319

1096-1149 14,^2 χ 10

-6

030021/0747

-X-

	Bei»piel 8	Zuaammenfietzung
		in Gew.^o
e.i		0,5
Aluniniαπ		40,5
Hold		o,oa
Uo r		0,12
UaIo inn		3,66
Kupfer		0,5
'; ί.πυη		2,5
I mi iui η		V->
MicJcel		36,i.3
Pa i. Ladi'up.		0,7
Üut horiiiim		-,5
",inn		0,06
Titan		0,08
Vanadin		1,22
Zink

Vickerahärte Schumi/.be ro Ich G U.T.l·). bo rf; c luiet

306

1129-1191 14,22 χ 10

-6

030021/0747

	Beispiel 9	Zusammensetzung in Gew.;4
Bestandteil		0,3
Aluminium		50,0
Gold		0,08
Bor		0,12
Calcium		3,66
Kupfer		2,2
Indiun		1,0
Nickel		38,23
P; ti lad ium		0,6
Iiu tilt.· nium		2,5
Zinn		0,06
Titan		0,03
Van; id in		1,22
Zi til:

Vickershiirte Schmelzberoich ⁰G C.T.E, bornohnet

209

1174-1249 14,19 x 10

-6

030021/0747

-j*"- Io

29U755

Beispiel 10

Beatandteil

'iini .um

Gold

(J·¹.!.': L¹Ii.)

Fa.!. 1. /id ium Ru the nJ. um Zinn Titan Vanadin Zink Zusamraennetzung in (Jew./S

0,1 ^0,0 0,08 0,12 3,66 2,5 1,0 37,93 0,8 2,5 0,06 0,03 1,22

Vickerahurte Schmelzbereich G G.T.E.

185

1191-1266 14,22 χ

-6

030021/0747

BAD ORIGINAL

29U755

	Beispiel 11	Zusammensetzung in Gew.#
Bestandteil		5,0
Silber		^r)1,4
Gold		0,08
i3or		2,0
Kupfer		1,5
Indium		37,25
?aL Ladium		0,18
Ruthenium		2,5
Zinn		141)
V i ent· '":ih i.r iv		1304-1354
ochiriel;·, boi-eich G		14,00 χ 10~⁶
G.T.E.

030021/0747

BAD ORIGINAL

-X-

Be inpiol 12

Bestandteil	Beispiel 13	Zusaramenaetzung in Gew. ^c/₀
Gold		49,5
Bor		0,08
Calcium		0,12
Κΐφ'"'ϊΓ		3,66
'■·) i ;;ι;π		O₁Yb
Indium		2,0
!iiolciil		1,0
palladium		38,12
lUitbeniiun		0,5
Zinn	3,0
Titan	0,05
Zink	1,22
Vickershärte	197
Schrnolzbft reich ⁰C	1138-1171
CT.U. borochnot	14,15 x 10~⁶
C.T.E. ;:eno::3en	14,2 χ 10~⁶

J3o:iLandteil	Zuaamraennetzung in Gew."β,
Gold	48,5
Bor Calcium	0,80 0,07
Gallium	0,5
Indium	6,93
palladium	40,70
Huthonliun	0,175
Zinn	3,0
Titan	0,04

030021/0747

BAD ORIGINAL

Beispiel 13 (Ports.)

Vickershärte 246

H -6

Schmelzbereich ⁰C 1199-1304

C.T.E. 14,68 χ

Beispiel 14

Bestandteil	Zusammennetzung
	in Gew.#
Gold	50,0
Bor	0,08
Calcium	0,12
Kupfer	3,66
Gallium	1,0
Indium	2,5
Nickel	1,0
Palladium	37,03
Rutlie nium	0,8
Zinn	2,5
Titan	0,06
Vanadin	0,03
Zink	1,22

Viokershärte

Schmelzbereich ⁰C 1171-1221

C.T.E, berechnet 14,31 x 10"

030021/0747

29U755

Beispiel 15

	Zusammensetzung
Bestandteil	in Gew.jo
Gold	49,5
Bor	0,08
C n.lc ium	0,10
Kupfer	2,93
(jaLliun	0,8
I)I(IiUId	3,0
PaM adium	38,76
Ruthenium	0,80
Sinn	2,0
T i tan	0,06
Zink	1,98

Vickerghärte 219

M -6

Sohmelzbereioh ⁰C 1138-1171

C.T.E. berechnet 14,47 x

030021/0747

zsr

	Beispiel 16	Zusammenaetzung in Gew.jS
Beatandteil		4B,!>
Gold		0,08
üor		0,10
Calcium		2,93
Ku]»fer		0,8
Gallium		4,0
Indiun		40,47
Pal ladium		1,1
Ruth»} η j um		1,0
Zinn		0,05
Titan		0,90
Zink		184
Vickershärte		1193-1216
Schnelzbereich C		14,29 x 10"^b
C.T.E.

030021/0747

-Χ'- Zi

Beispiel 17

Deutandteil	Zuoammenaetzung in Gew.jS
Gold	48,5
Bor	0,08
Calcium	0,10
Kupfer	1,94
(ία Ν inn	1,1
Indium	5,5
?αΊ lad ium	40,05
Ruthenium	1,32
Zinn	1,0
Titan	0,05
Zink	0,97

Vickornhür t<; Gchnolzbereich ⁰G G.T.Ji. bi;r(!fj}inet

1121-1316 14,63 x 10

-6

030021/0747

Beispiel 18

	Zu3amnenaetzung
Bestandteil	in Gew.55
Gold	50,0
Dor	0,0«
Calcium	0,12
Kupfer	3,66
Eisten	0,5
Indium	2,5
Nickel	2,0
Palladium	36,73
Ruthenium	0,6
Zinn	-Ί5
Titan	0,06
Vanadin	0,03
Zinx	1,22

Vickershärte 203

Sehinnlabereich ⁰G 1163-1238

C.T.E, berechnet 14,25 x 10"

C.T.E, ßemeanen 14,5 x 10"

030021/0747

-X- 2!

Bci.-.pinl 19

De- Uu

;uid

;: ii'i'ur

iu t,!U!nii:in

Vicker3hurte oolinelzberoich G C. 7.1·]. berechnet

He:; Laud t'-j

Beispiel 20

Zu π a ι irn ο 11 π e t:; ι mg

in Ge ν/.-ο

50,0 0,OM 3,0 2,0 1,0

40,07 0,35 2,5 1,0

179

1232-1318 14,0'i χ

-6

Zuoamnennetzung in Gew.'^

Gold Dor Ciilc ium Kupfer 1 ml j mn

i'.-i L ! ad ium liutheniun Zinn Titan Zink

S chine lzb«? re ich G 50,0 0,08 0,1

1,	0	310
39,	77	χ 10
1,	5
2,	5
ο,	05
1,	0
175
1227-1
14,02

-6

030021 /0747

BAD ORIGINAL

Heinpiel 21

Beatandteil	⁰G	Beinpiel 22	Zuisumnensjetzurii; in '',OV/.T^
Gold			49,0
Bor			0,Oo
Calcium			0,07
Gall ium			1,0
Indium			b,4·)
pal.! ;t(i Lum			40,97
Ku tuoiiiuia			v>
Zinn			1,0
Si tan			0,05
Viclcnri-ihärt«		199
'Jckinolr.bo reich 'J.T.i;. *·■<! n'c.rie		1071-1371 14,41 x 10~⁶

Bc;j tandteil		Zunanimonae t «ung in Gev/.yi
Gold		43,5
Bor		0,0a
GaIc i.uri		0,07
i n<l iui.i		(>,9·''
Pa! Lad ium		40,02
ϊ ϊ r ι * ? r L i um		0,05
liu th«· nium		0,05
Zinn		5,5

Vickeriüiarte [3ohi.i«!.Lsbnroich C.T.E. bor

221

1100-1280 14,70 χ 10 14,0 χ 10

-6 -6

0 30021/0747

BAD ORIGINAL

piel 23 Beistand t fiil

Cold Bor
(Jti'l ei Kupfer

Irid L¹UH Ni c:kol p.-i I 1. rid ium !{n IΙιι·>ι i ijiii !'inn Titan '/.■mad in

Vioke r'filKirte

G ι 1 ⁱvj— ι'- ι ι

in (	271
',o
0
■)
O₁
2,
1 ,
' i
I )
'1
0,
0,

·<>
,08
_r6G


»o

,')
,',
,6
,01
203
1149-1

0 3 0 0 2 1 / 0 7 U 7

BAD ORIGINAL

^!;vLaudt(:il ' 'in t;«w_e/

Calcium 0,12

Kupfer ."5,60

IJisen 0,S

Ir.diuin l',t'

I!ic:iUil 1,0

PaLLa₁IiIUn 37_f74-

.Huthenium 0,6

Zinn 2,5

Titan 0,06

Y-Li iad in 0,02

Viiilcersihiirte 190

3c)uaclzberoich G 1241-1260

C.T.E. borechnet 14,23 χ 10"

030021/0747

BAD ORIGINAL

- ZZ

ijcinpiel 25

.Hont;ind toil	Zu:-.armnenL;etzung in (}ew,',5
Go Lei	48,SO
3or	0,13
Calcium	0,00
1 mi inn	6,92
i'a. IJ adiun	41,77
'{hon i urn	0,0')
i;u t.in ·.' ι :i u;;i	0,0[)
Ziini

Schi;)olzb(.T(;ich G C.T.E. berechnet

0,2¹/' Abbi(;/:c-:Jtrcok.':renze kg/cm'¹

C.'?.E. .-oi;;e:jL-en

219
1146- 1224 14,58 χ 10

-6

0
13,8 χ 10"

030021/0747

BAD ORIGINAL

-χ- π ^29U755

Beispiel 26

Beatandteil	"usatnmensetzung in Gev/.jS
Λ Inulin i uvi	(),()1
Co l.d ßor	4B,46 o,o:·
C-ilcium	ü, OH
Indium	9,92
Lithium	0,04
palladium	39,91
Jilionium	0,03
Ruthenium	0,03
Gi1icium	o,o1
Zinn	1,50

Vickershärte 215

!324

üchmelzbereich ⁰C 1238-1324

C.T.E, berechnet 15,10 χ 10

CT.]]. ,";emtj:;!sen 13,β χ 10 O_fL'';i Abl)j.ijj;o-L5treck^renze kg/cm'" 5287

Anlaufen 0

030021/07A7

- If

27

Bestandteil	Zur.arnmenseti in (Jew. ^c/o
Gold	48, 725
Bor	0,02
(JuI I iuin	0,50
lud ium	10,55
Lithium	0,025
p;J L;id ium	39,63
Rhenium	0,025
Ruthenium	0,025
Zinn	0,5
Vickershürte	224
Schmelzbereich G	1235-1302
0,2°J Abbiege-ütreckgrenze kg/cm	5041
C.T.Ii. berechnet	15,24 x 10
C¹ Φ 1' TOIr)O r. ί·ο η \j · 1 · 1 j · ■, K Iii ti · ι. > c i I	14,02 χ 10
Aul.¹nifon	0

-6 -6

030021 /0747

Bei»Diel

Beatandteil	Zu 8 amine η a e t a ung in Gew.^5
Silber	11,0
Gold	45,0
Bor	0,075
Galoiura	0,075
Kupfer	1,0
Gr.'il i.iuin	1,0
Indium	1,925
Nickel	0,5
i'a 1 Lad ium	35_f575
Rhenium	o,175
Ruthenium	0,175
Zinn	5,5

Vickershärte Schmelzbereich C (),'.'/» Abbie^u-iJtre G.T.E. bt;rnolinet Ü.T.ij. ;:oine:'.:'.on Anlaufen

k^/cia*

276 1143-1179 6 4 (>?

14,63 χ 14,07 x 1/2

-6 -6

030021/0747

- 3C

Beispiel 29

Beistund teil	Zusammensetzung in '!(!v/.ji
ΰπ 1 bor	-'»0
Π ο ld	45.0
Bor	0,075
C' ϊ-1 C ium	0,075
iLU])f.'(;r	5,0
Ij Ki im;;	1,925
'li.cl'f I	1
	40,075
:Mcniur:	0,175
iU '„::<■ ■· inn	0,175
""'· tin.	• i,h

L3c	Ii	t	• π	(5 ru	i c h	°C	iMt7n V" -'7* /rV\ '*
o,	O ί.	. Yj	Con	LC.'		trr:ck,'rf
C.	T	Uli	ore;	cn.	Ί
An	J.

030021/0747

172

1158-1249

4204

14,01 x 10~⁶ 14,95 x 10"⁶

1/2

BAD ORIGINAL

- Vl

29U755

	Beispiel 30	Zunanrnennetzung in Gew.;5
Bestandteil		[-,70
LI I I. Ih: r¹		0,0125
Aluminium		4^r),0
(Jo ld		0,025
]!or		4,0
Kupfer		1,0
Gallium		2,0
Iridium		0,04
Li tii i.um		1,0
;,^r.L<;kiil.		39,15
pa Had Lum		0,25
Uheniui'i
iiu tliiiriiuia		0,0125
oilinium		1,5
Zinn

Viokortihiir to

Streckgrenze k^/cm
C.T.E. berechnet
C.T.E. L'ß
Ληΐ uuΙ."cn

1.?1G-15O4 2777

14,11 x 14,20 χ 1/2

-6 -6

030021/0747

-χ¹ ν

29U755

Beispiel '5

Ri !ist ;.ind teil

LjI 1 her AliJi iin i iua

Γιΐ'Λ 1. ium Indium Li t'ii i un nickel Pa I lad ium '{i.eti ι um Rutile nium üj ι iciuT.1 Zin.'i

ai menne t zung

0,0125 ,H ο,ο''5 1,8

0,04 1,0 40,45

o,;ⁿj)

0,25 0,0125

Vifikernhärte L-jOlii inl/,b(; roicli C 0,2',j Abhi.e;;e-:jtrook.^renze

G. T.U. bore G.T.D. i:ei:io;i:!

An I.,·in fen 205 1188-1282

5M2

14,29 x 14,62 χ

-6 -6

030021/0747

-X- 21

Silb.T GoJ.d Iruiiur¹. Ta I Indium R'ieniun

Beispiel 32

üciiirielsberoich C

0, ?;'j Abbic^o-Gtrock,^renze

G.T.E, berechnet C.T.E. .·-eine s-jen AnL in f cn

"u MUnneruie X'.'.unr, in 'ifvr./j

7,0

?0,4

1349-1599

14,71 x 10

1?,7ß x 10
1/2

~⁶ "⁶

Γ311 bi;r Gold Irifiiura

in Gev/.-ό

40,0

?ülIfdium	»4,4
ilu l",l!i:nj um	0,1
7, i nii	V,¹.:·
VickershUrte	260
Gcliüolzbereich ⁰C	1168-1285
0,2^i Abbie,";e-Streck^renze kg/cm	6004
C.T.E, berechnet	14,63 x 10
G.T.E, gemessen	14,10 χ 10
ΑηΙίΐηΓριι	1/2

-6 -6

030021 /0747

BAD ORIGINAL

Beispiel 34

lnil

L)i1 her <;υ 1 (i Bor

G u 1.1 ium I mi ium !-"a I 1 ad j mn

Vie leer r.hür te CcJinelzbereich C 0,?;i Ab hi li^e-S trcckcrense CT. Ii. bore c !met CT.]·:. ;:c;,]f!::r;eji Λ Π I -¹MJ ί'ΐ'Μ r.etzimß

in Gew.fi

1,0 50
0,1 5,0

43,4

320 1182-1238 7398

13,48 γ. 10" 14,08 χ 1/2

-6

030021/0747

BAD ORIGINAL

- HA

Beiupiel 35 Bestand toil

in

Gold ',»0,0

Bur 0,08

Calcium 0,12

Kupfer 3,66

Ki:; en 0,f>

Indium 2, ·>

iiiuknl 1,0 palladium · 37,45

Ruthenium 0,8

Zinn 2,5

Titan 0,06

Vanadin 0,12

Zink 1,22

Vickcrshärte 207

♦Andere Tentdaten (d.h. üchiriolzbercloh und C.T.E.) u:sw. v/nrdcn Tür dan Beispiel nicht bestimmt

030021/0747

Wenn die erfindungsgemäße Legierung zur Herstellung von Zahnerneuprun ;nn und der,;l. gebraucht wird, bo wird Bie mich norniu J on , Iu; kann ton G i ob ve r¹ rühren zur gewünschten Gestalt _t;e.;o!iBen. U i e Legierung erhitzt man bei der angemessenen .',chr.olz temperatur, bin sie ein Schmelzbad ergibt, und dann wird sie unter Verwendung einer normalen Dentalgießrnasch ine gegossen. Die er i'i ndungsgemäße Legierung besitzt beim Schmelzen hinreichende Fließfähigkeit zum (ließen, um eine kompliziert, gestaltete Form vo 1 Is t;ind J,. ;:u füllen.

Nachdem der Gioßling .gewünschter· Gestalt g&ildet worden ist, wird auf die ₍;e/;ossene erfindungsgemäüe Legierung mindestens eine Porzelanschicht bei der Bereitung der Zahnerneuerungen aufgebracht. Dies erfolgt gemäß allgemein bekannter, genormter Arbeitsgänge und häufig werden die Zahngießlinge bei einer Temperatur von etwa 927 bis 1o(>>) ι¹ vornxyii i or t, bevor di-u; Γο-rzellan auf rln?j Metall au l'gobrach t wird, wot.O \ Λην. uich er^i.'bfnde Oxyd ale ein B indeiii i tte"J zwischen dem Metall und dem Porzellan wirkt. Außerdem wird gewöhnlich vor dem Auflegen von Porzellan eine GoldBchicht auf das Metall aufgebracht, indem man eine Goldpulveraufsehlämmung auf das Metall aufstreicht und dann das Gold an seiner Stelle bei einer Temperatur von etwa 1o63°0 schmilzt. Das Porzellan wird auf den G ießl ing nach bekannten, .,onormten Rronntechni ken aufgebracht. Dieij erfolgt in mindeotonu einem, jedoch typischerweise einigen Brenngängen bzw. Hitzebehandlungen in eim;m Temperaturbereich von etwa 649 bis etwa 996 C. Es können im Handel erhältliche Porzellanarten benutzt werden. Beispielsweise ist eine bekannt als Will-Cerara Porcelain der Williams Gold He fining Go. Inc., Buffalo, New York.

W 1bt)/1

030 0 21/0 7 47

BAD ORIGINAL

29U755

Sie erfindungegemäße Legierung zeichnet eich aus durch die Abwesenheit von Silber oder durch nur eine sehr unwesentliche Silbermenge, und vermeidet das unerwünschte Ergebnis des Verdampfens von Silber während des vorhergehenden Erhitzens und Brennens. Die erfindungsgemäße Legierung ermöglicht es vorteilhafterweise, die Menge an Silber bedeutend zu begrenzen bzw. vorzugsweise gänzlich auszuschalten, während Gießbarkeit, Festigkeitseigenschaften und physikalische Eigenschaften einschließlich Schmelzbereich und einem mit verfügbaren Porzellanprodukten verträglichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufrechterhalten bleiben. Die Erfindung ist nicht auf die hier beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsformen speziell abgestellt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weiteres gegeben.

W 155/1

030021/0747

Claims

29447.5 Patentansprüche

1. Legierung, geeignet zum Aufbrennen von Porzellan,

im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.?£: Silber ο bis 11,ο "/·, Aluminium ο bis 1,0 9b, Gold 31,θ bis 63,16 #, Bor ο bis o,13 ^, Calcium ο bis o,12 %_§ Kupfer ο bis 5,ο ^L/o_t Eisen ο bis o,75 %t Gallium ο bis 5,ο #, Indium o,5 bis 1o,55 ^c/>, Lithium ο bis o,o4 ?£, Nickel ο bis 2,ο 9», Palladium 28,96 bis 57,97 #, Rhenium ο biB o,25 %, Ruthenium ο bis 1,8 ^a/>, Silicium ο bis o,o125 '/o_t Zinn ο bis 7,5 #, Titan ο bis 0,06 °/₀, Vanadin ο bis O,12 $ und Zink ο bie 1,98 °/o.

2. Legierung nach Anspruch 1, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.#: Silber ο bis 5,86 $S_f Aluminium ο bis o,3 $, Gold 4o,o bis 60,0%, Dor ο bis o,13 $, Calcium ο bis ο,12 ^, Kupfer ο bis 3,o $, Eisen ο bis 0,5 i⁷*, Gallium ο bis 1,8 yi, Indium 2,5 bis 1o,55 %, Lithium ο bis o,o4 #, Nickel ο bis 2,o #, Palladium 35 bis 55 "/<>, Rhenium ο bis o,25 50, Ruthenium ο bis o,6 ^c/o_t Silicium ο bis o,oi25 ^c/>, Zinn o,5 bis 4,o $, Titan ο bis 0,06 °/Ό_% Vanadin ο bis o,o3 -fo und Zink ο bis 1,o $>.

3. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Gesamtmenge an Rhenium und Ruthenium mindestens o,o5 ⁰A, und die Gesamtmenge an Gallium, Indium und Zinn mindestens 3,5 i» beträgt.

4. Legierung nach Anspruch 1, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.#: Gold etwa 48,5 #, Palladium etwa 41,77 #, Indium etwa 6,92 %, Rhenium etwa o,o5 $, Ruthenium etwa o,o5 $, Calcium

^{w 155}/¹ 0 30021 / 07 A7

ORIGINAL INSPECTED

etwa 0,08 ;j, Zinn etwa 3,5o ^l)d und Bor etwa o,13 ⁰A*

5. Legierung n;ach Anspruch 1, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.¹;.'.: Gold etwa 48,46 ·.;',, Palladium etwa ';)9,91 ;.;>, indium etwa 9,92 ■/>, Rhenium etwa ο,οί >j, Ruthenium etwa o,o'j> '/.'>, Aluminium etwa o,o1 ¹U, Calcium etwa ο, o8 ■;£, Lithium etwa o,o4 /', Zinn etwa 1,5 ο ^;;ύ, Bor etwa o,o2 ■/> und Silicium etwa ο, ο 1

6. Legierung nach Anspruch 1, im wesentlichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.^i: Gold etwa 48,725 ·,-.'·, palladium etwa ί9,υ3 /■>, Gallium etwa o,5o vi, Indium etwa 1o,55 '·'» Rhenium etwa o,o25 -/5, Ruthenium etwa o,o25 ^, Ijithium etwa o,o25 '/ί, Zinn etwa o,o5 '/', und Bor etwa o,o2 ;ύ.

7. I, f,ierung nach Anspruch 1, im wocent 1 ichen bestehend aus den folgenden Bestandteilen in Gew.>i: Gold etwa 44,Π ■;.',, palladium etwa 4o,45 "/>, Gallium etwa 1,8 ^, Indium etwa f>,3 '/£, Rhenium etwa o,25 ^a/>, Ruthenium etwa o,25 ';£, Lithium etwa o,o4 %, Zinn etwa 2,2 #, Bor etwa o,o25 y«, Silber 5,86 γ,, Aluminium o,o125 $, Nickel etwa 1,o "/<> und Gilicium etwa o,o125 "/>·

H. l,tgi(?rung nnoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie gegossen ist und mit mindestens einer Porzellanschicht versehen ist, welche auf die Oberfläche des Gießlings aufgebrannt ist.

W 155/1

030 0 21/07*7

BAD ORIGINAL