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Niedrigkarätige G8ldlegierung
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Die Erfindung betrifft eine niedrigkarätige Goldlegierung, wie sie
als Guß legierung für Zahnfüllungen oder -ersatz verwendet wird oder wie sie allgemein
bei Schmuckgegenständen oder Kontakten elektrischer Anwendungen verwendet wird.
Insbesondere soll mit der Erfindung das Schwärzen der'Deckschicht der Gußlegierung
vermieden werden, wie es für derartige niedrigkarätige Goldlegierungen eigentümlich
ist, und es soll ferner ein Verfahren zum Entfernen der Schwärzung sowie die Verwendung
von scharfen Waschmitteln bei einem derartigen Verfahren überflüssig gemacht werden.
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Im folgenden wird auf eine dentale Legierung (d. h. eine Legierung
für die zahntechnische Anwendung) Bezug genommen, was eine typische Anwendung der
niedrigkarätigen Goldlegierung darstellt. Die Goldlegierung nach der Erfindung ist
jedoch auf eine derartige Anwendung nicht beschränkt sondern kann vielmehr auch
für Schmuckgegenstände und elektrische Kontakte eingesetzt werden.
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Bisher setzen sich niedrigkarätige Goldlegierungen für die dentale
Anwendung, d. h. Goldlegierungen wie sie zum
Herstellen bzw. Reparieren
von Zahnkronen verwendet werden, aus Gold, Palladium und Kupfer zusammen, wie in
Tabelle 1 gezeigt ist, wobei das Gold mit einem Anteil von 2 bis 35 Prozent und
das Palladium mit einem solchen Anteil enthalten ist, daß die kombinierten Gold-
und Palladiumgehalte im wesentlichen zwischen 27 und 48 Prozent liegen.
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Kupferanteile werden hinzugefügt, um die mechanische Festigkeit und
die Gießbarkeit zu verbessern, wobei jedoch das Hinzufügen von Kupfer zu geringerer
Farbbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Legierung führt, wenn die Legierung
in der Mundhöhle eingesetzt wird, und wobei sich die Oberfläche des gegossenen Gegenstandes
mit schwarzen oder schwarz bis grauen Oxidfilmen unmittelbar nach dem Gießen überzieht.
Wenn die Legierung für das Reparieren von Zahnkronen verwendet wird, sind solche
schwärzlichen Oxidfilme sehr unerwünscht, und zwar nicht nur aus ästhetischen Gründen
sondern auch aus Gründen der Montage und der Anpassungsfähigkeit der Legierung an
ihren Untergrund. Wenn daher eine Kronenfüllung (Zahnersatzmaterial) vorbereitet
wird, müssen derartige Filme vollständig sowohl von den innen liegenden Flächen
als auch von den nach außen weisenden Flächen des gegossenen Gegenstandes entfernt
werden.
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Zum Entfernen dieser schwärzlichen Oxidfilme ist es erforderlich,
den Gußgegenstand mit scharfen Säuren wie Salzsäure oder Schwefelsäure zu waschen.
Die Verwendung und Aufbewahrung solcher Waschmittel erfordert besondere Vorkehrungen.
Darüberhinaus müssen zusätzliche Maßnahmen beim Abführen der Waschmittel zur Vermeidung
von Umweltverschmutzung getroffen werden.
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Aus den oben angegebenen Gründen sind.:korrosionsbe-
ständige,
niedrigkarätige Goldlegierungen erwünscht, die nicht Kupfer enthalten und die unter
Erfüllung der wesentlichen Anforderungen an Zahnersatz-Legierungen in hohem Grade
ästhetisch, einfach in der Herstellung und sicher im'Gebrauch sind und die schließlich
eine vereinfachte Abfuhr von überschüssigem MateriaL wie Waschmittel, zulassen.
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Eine derartige Legierung, wie sie die Erfindung anstrebt, sollte also
gute Gießbarkeit, vereinfachte Herstellung und klinische Eigenschaften aufweisen,
die mindestens gleichwertig zu konventionellen Legierungen sind, wobei ein vollständiger
Ausschluß von Kupfer gegeben sein sollte.
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Unter der Annahme, daß bei einerniedrigkarätigen Goldlegierung mit
2 bis 12 Prozent Goldgehalt, mehr als 10 Prozent Palladiumgehalt, mehr als 40 Prozent
Silbergehalt und um 10 oder mehr Prozent Kupfergehalt, die sehr üblich ist, einfach
der Kupfergehalt weggelassen ist, würde die entstehende Legierung verbesserte Farbbeständigkeit,
Korrosionsbeständigkeit und Oberfläche haben. Die Legierung wäre jedoch in der Praxis
wegen verschlechterter Gießbarkeit, Bearbeitbarkeit und mechanischer Festigkeit
unbrauchbar.
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Eine Legierung nach der Erfindung zeichnet sich durch die Merkmale
des Anspruchs 1 aus.
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Die Legierung gemäß der Erfindung hat anstelle des Kupfergehaltes
einen Indiumgehalt, woraus sich für die Legierung eine verbesserte Verarbeitbarkeit
einschließlich Gießbarkeit und verbesserte, bei Zahnersatzlegierungen geforderte
mechanische Eigenschaften wie auch eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und
eständigkeit
der Farboberfläche der Gußgegenstände rgeben. Unter den Vorteilen, die sich bei
der Erfindung einstellen, ist zu allererst darauf hinzuweisen, daß die DeckschicWtoberflächender
Gußgegenstände eine Silber- bis Grau färbung aufweisen und somit den ästhetischen
Anforderungen genügen, weil ein Schwärzen der Gußoberfläohen, das ein wesentlicher
Nachteil bei der üblichen niedrigkarätigen Goldlegierung war, vermieden wird. Darüberhinaus
lassen sich Arbeitsschritte nach dem Gießen dank Vermeidung des Anwendens starker
Säuren sicher und einfach durchführen, und die Abfallbeseitigung im Hinblick auf
UmweltveSschmutzung kann erleichtert werden. Zweitens können trotz des Fehlens eines
Kupfergehaltes die physikalischen und anderen bei Zahnersatz-Materialien verlangten
Eigenschaften verwirklicht werden. Drittens weist durch Zufügen des Indiums die
sich ergebende Legierung eine helle,weiße bis graue Farbe auf, die als Färbung für
Zahnfüllungen bzw. Kronen sehr erwünscht ist. Diese Eigenschaften sind in gleicher
Weise günstig bei anderen Anwendungen der Legierung wie allgemein bei Schmuckgegenständen
und bei Kontakten für elektrische Vorrichtungen. Es ist zu erwähnen, daß bekannte
und für den Zahnersatz verwendetete mittel - und hochkarätige Goldlegierungen ebanso
wie Legierungen mit Platin kein Kupfer enthalten, wobei diese bekannten, kupferfreien
Legierungen jedoch keinen Bezug zur Erfindung haben, weil die Wirkungen von Kupfer
gehalten unterschiedlich wären und die Goldgehalte wesentlich verschieden von denjenigen
bei der erfindungsgemäßen Legierung sind.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zahlenbeispielen näher
erläutert.
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TABELLE 1
| Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4 |
| 3 |
| Gold i 10 5 3 20 |
| Palladium 25 30 27 20 |
| Palladium 25 30 27 20 |
| Silber 47 55 68 44 |
| Kupfer 18 10 2 16 |
| Farbe der schwarz schwarz grau bis schwarz |
| Gußober- bis grau schwarz |
| fläche |
Die Tabelle 1 zeigt typische Zusammensetzungen der bisher bekannten und gebräuchlichen
Legierungen sowie die Oberflächenfärbungen der aus diesen Legierungen hergestellten
Gußgegenstände. Wie aus Tabelle 1 deutlich wird, haben die üblichen Legierungen
ziemlich hohe Kupfergehalte, weshalb die Oberflächenfärbung, die Farbbeständigkeit
und die Korrosionsbeständigkeit der daraus erhaltenen Guß stücke ziemlich schlecht
sind, wenngleich die mechanischen Eigenschaften der Gußgegenstände ausreichen.
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TABELLE 2
| Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 |
| Gold 15,0 10,4 19,7 |
| Palladium 22,0 26,7 18,3 |
| Palladium 22,0 26,7 18,3 |
| Gehalt Indium 15,0 17,2 8,5 |
| Zink 4,4 1,3 6,0 |
| Silber 43s6 44,4 47,5 |
| Härte (HB) 164 169 162 |
| Zugfestigkeit 2) 51 45 49 |
| (Ks |
| Dehnung (%) 3,4 W 2,1 4,1 |
| Farbänderung 9/2 8/2 9/3 |
| (JIS) 10YR |
| Farbe der Guß- silbern silbern silbern |
| oberfläche bis grau |
Die Tabelle 2 betrifft Beispiele der erfindungsgemäßen Legierung, wobei Gold und
Indium in einer Reinheit von mehr als 99,99 %, Palladium in einer Reinheit von mehr
als 99,9 % und Zink in einer Reinheit gemäß JIS-H2107 und -H2141 verwendet sind.
Die entsprechenden Anteile wurden gemäß dem in der Tabelle angegebenen Gewichtsprozentsätzen
gemischt und in einem Kammerofen und einem Graphit-Schmelztiegel in einen Barren
gegossen. Die sich ergebende Legierung aus Gold, Palladium, Indium, Zink und Silber
hat eine homogene Grundstruktur und ist hochstabii, so daß sie selbst bei kleinen
Schwankungen der Gehalte der entsprechenden Zusätze im Gleichgewicht bleibt.
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Die Zusammensetzungen und Eigenschaftender verschiedenen
Beispiele
gemäß der Erfindung, wie sie in Tabelle 2 angegeben sind, machen deutlich, daß die
Indium anstelle von Kupfer enthaltende Gußlegierung gemäß der Erfindung mit für
die Verwendung als Zahnersatzmaterial ausraichenden technischen Eigenschaften ausgestattet
ist.
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Die zahlenmäßige Begrenzung der verschiedenen Bestandteile der erfindungsgemäßen
Goldlegierung.wurde aus folgenden Gründen gewählt. Zunächst werden die Gold-und
Palladiumgehalte auf Werten gehalten, die gerade für die mindestens verlargte Korrosionsbeständigkeit
erforderlich sind, wie im Fall von Kupfer enthaltenden Legierungen. Die Funktion
des Indiums, welche das Kupfer ersetzt hat, besteht darin, die Schmelztempcratur
der Legierung herabzusetzen, die schlechte Farbbeständigkeit zu verbessern und die
Korrosionsbeständigkeit aufgrund der Gold- und Palladiumgehalte zu steigern sowie
die Robustheit oder Festigkeit und Härte der Legierung zu erhöhen, um der Druckbeanspruchung
in der Praxis zu widerstehen. Zink wurde in der erforderlichen Menge zugesetzt,
um als Deoxidationsmittel zu wirken. Ähnliche Wirkungen können auch erhalten werden,
wenn der Zinkgehalt teilweise oder gänzlich durch ein Zinn ersetzt wird.
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Die zahlenmäßige Begrenzung der entsprechenden Legierungsbestandteile
liegt in einem praktisch zulässigen Bereich und wurde Hinblick darauf gewählt, daß
die verschiedenen erforderlichen Eigenschaften der Zahnersatz-Legierung ausgeglichen
sind, insbesondere im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit, die technischen Eigenschaften,
die Festigkeitkeit und Härte, und zwar aufgrund der Erkenntnisse der Erfinder bei
Veränderung der Legierungsbestandteile, welche
durch Hinzufügung
und die gegenteilite Wirkung der oben angegebenen Legierungsbestandteile erzielt
wurden.
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Wenngleich die Beschreibung sich auf Zahnersatz-Gußlegierungen bezieht,
sei festgestellt, daß sie auch für Legierungen zur Anwendung bei elektrischen Kontakten
oder für Schmuckgegenstände gültig ist. Es ist bekannt, daß bei der Herstellung
solcher Legierungen für Schmuckgegenstände oder elektrischer Kontakte der Oberflächenzustand
der gegossenen Gegenstände unmittelbar nach dem Gießen wesentliche Auswirkungen
auf die Verarbeitbarkeit und die Festigkeit der Gegenstände hat. Ferner müssen bedeutende
Maßnahmen zur Vermeidung von Umweltverschmutzung ergriffen werden, was die wirtschaftliche
Herstellung der bekannten Zahnlegierungen erschwert. Im allgemeinen haben niedrigkarätige
Goldlegierungen für die oben angegebenen Anwendungen Kupfer gehalte, aufgrund deren
die Oberflächen der gegossenen Gegenstände wie bei Zahnersatz-Guß legierungen geschwärzt
werden können. Es sind folglich in ähnlicher Weise scharfe Säuren als Waschmittel
zum Entfernen der schwärzenden Oxide erforderlich. In der industriellen Anwendung
solcher Legierungen wächst der Verbrauch von Waschmittel mit der Menge an herzustellendem
Legierungsmaterial, so daß der Lösung dieser Problemsituation eine wachsende Bedeutung
zukommt.
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Wenn die erfindungsgemaße Legierung den oben beschriebenen Verwendungen
zugeführt wird, kann von ihr nicht nur erwartet werden, daß die verschiedenen gewünschten
Eigenschaften von Schmuck- und Kontaktlegierungen sämtlich erfüllt werden sondern
daß auch der Herstellungsprozeß wesentlich vereinfacht bzw. verkürzt wird und die
Entfernung von anfallendem Waschmittel mit geringerem Aufwand, d. h. mit wirtschaftlichen
Vorteilen
vor sich gehen kann. Es wurde experimentell nachgewiesen, daß die Oberfläche der
Gußartikel eine silberne bis mattgraue Färbung hat und ziemlich leicht gewaschen
werden kann, weil die GuBgegenstäSde nicht an ihrer Oberfläche oxidieren oder eine
unerwünschte schwarze oder schwarzgraue Färbung annehmen. Aus diesen Ergebnissen
kann abgeleitet werden, daß die erfindungsgemäße Legierung in gleicher Weise für
Schmuckgegenstände und elektrisches Kontaktmaterial eingesetzt werden kann.