DE3830666C2

DE3830666C2 -

Info

Publication number: DE3830666C2
Application number: DE3830666A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 7530 Pforzheim De Knosp
Original assignee: C Hafner GmbH and Co KG
Current assignee: C Hafner GmbH and Co KG
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1993-05-13
Also published as: DE3830666A1

Description

Die Erfindung betrifft goldarme, maximal 20% Gold enthaltende, unter dem Begriff Palladium-Basislegierungen zusammengefaßte Edelmetall-Legierungen für Dentalzwecke, insbesondere für Aufbrennlegierungen, mit jeweils 0,05-2% von mindestens einem der Platinmetalle Ruthenium, Rhodium und Iridium und/oder der Übergangsmetalle Titan, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhenium und 1-10% Zinn.

In der Zahnheilkunde werden üblicherweise Kronen und Brücken nach dem Wachsausschmelzverfahren gegossen. Diese Teile werden entweder als Vollgußteile im Mund eingesetzt oder, vornehmlich im Frontzahnbereich, mit Kunststoff oder Keramik verblendet. Die unter der Be zeichnung "Metallkeramik" seit vielen Jahren ausge übte Keramikverblendtechnik verwendet vorzugsweise Edelmetall-Legierungen auf der Basis von Gold bezie hungsweise Gold-Palladium.

An Edelmetall-Legierungen zum Aufbrennen von Dental keramik werden ganz bestimmte Anforderungen gestellt, zum Beispiel ein optimales Schmelzintervall, das zwischen 1100°C und 1250°C liegen soll, um einer seits eine genügende Warmfestigkeit beim Brennen zu gewährleisten und andererseits relativ leicht auf schmelzbar zu sein. Der Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) sollte gut auf die Keramik abgestimmt sein und im Idealfall bei ca. 14 µm/m K liegen. Bei den mecha nischen Eigenschaften wird eine Härte von ca. 200 HV und eine 0,2% Dehngrenze von mindestens 300 N/mm² nach dem Keramikbrand erwartet. Der mittlere Korn durchmesser sollte weniger als 50 µm betragen. Darü ber hinaus ist eine gute Lötbarkeit der Legierung beziehungsweise eine ausreichende Festigkeit der Löt verbindungen erforderlich.

Edelmetall-Legierungen auf der Basis von Gold genügen diesen Anforderungen seit langer Zeit auf ideale Weise.

Aus Gründen der Einsparung des teueren Goldes wurden goldarme Edelmetall-Legierungen auf der Basis von Gold-Palladium beziehungsweise Gold-Palladium-Silber entwickelt. Derartige Legierungen sind beispielsweise aus der DE-PS 28 13 813 bekanntgeworden, die bei 30-55% Gold, 30-60% Palladium, 1-12% Zinn und 0-10% Indium noch geringe Anteile von Germa nium und Rhenium und/oder Ruthenium enthalten.

In der DE-PS 32 11 703 wird die Verwendung goldarmer Edelmetall-Legierungen aus 10-60% Gold, 20-60% Palladium, 0-15% Silber, 0-10% Indium, 0-10% Zinn, 0-5% Zink, 0-2% Iridium, 0-2% Kupfer, 0,1-5% Platin und/oder jeweils 0,05-2% von min destens einem der Übergangsmetalle Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und Wolfram beansprucht.

Weiterhin sind goldarme, silberhaltige Edelmetall-Legierungen beispielsweise nach den DE-PS 24 40 425, 31 46 794 bekannt, die aus 0-55% Gold, 20-85% Palladium, 0-45% Silber, 0-0,5% Iridium und 0-10% Unedelmetallen, zum Beispiel Kupfer, Eisen, Rhenium, Zinn, Indium und Zink bestehen.

Die mit dem Begriff Palladium-Basislegierungen be zeichneten Legierungen können entsprechend der obenerwähnten Patentschriften 24 40 425 und 32 11 703 sil berhaltig sein. Meist wurden bisher allerdings silber freie Legierungen bevorzugt, da aufgrund der Beschaf fenheit der Keramik die Oxide des Silbers mit den Oxiden der Keramik Mischoxide bilden und durch eine Veränderung des Farbkörpers in der Keramik zu deut lich sichtbaren grünen bis gelbbraunen Verfärbungen der Keramik führen.

Diesem Umstand Rechnung tragende goldarme, silber freie Edelmetall-Legierungen bestehen beispielsweise nach der DE-PS 34 14 575 aus 8-25% Gold, 0,1- 0,5% Rhenium, 0,05-0,25% Bor, 0-20% Indium und/oder Zinn, 0-10% Gallium, 0-4% Zink und Rest Palladium. Durch die DE-PS 32 47 399 ist auch eine Legierung bekanntgeworden, die 10-40% Gold, 40-65% Palladium, 0-5% Platin, 0-7% Silber, 5-15% Kupfer, 2-10% Indium, 0,5-10% Zinn, 1-10% Gallium und 0,05-0,2% Iridium und/oder Ruthenium enthält.

Goldarme, silberfreie Legierungen mit entsprechend hohem Palladiumgehalt haben jedoch den Nachteil eines relativ hohen Schmelzintervalls, so daß das Aufschmel zen und Vergießen, insbesondere in widerstandsbeheiz ten Schmelzanlagen, problematisch ist. Durch entspre chend große Zusätze von Gallium wird zwar das Schmelz intervall wirkungsvoll gesenkt, gleichzeitig aber die Härte und Festigkeit der Legierung so stark erhöht, daß die Herstellung von Gußwürfeln außerordentlich er schwert ist. Eine zu große Härte beeinträchtigt darü ber hinaus auch die mechanische Bearbeitung im zahn technischen Laboratorium. Silberfreie Legierungen zei gen noch andere Nachteile, wobei insbesondere die schlechte Lötbarkeit mit Loten niedriger Arbeitstempe ratur zu erwähnen ist. Niedrigfließende Lote müssen meist dann verwendet werden, wenn nach dem Keramik brand gelötet werden muß.

Um die Lötbarkeit zu verbessern und auch Lote niedri ger Arbeitstemperatur verwenden zu können, wurden, wie der bereits erwähnten DE-PS 32 47 399 zu entneh men ist, wieder geringe Silberzusätze eingesetzt, zu sammen mit 5 bis 15% Kupfer. Konnte mit dem geringen Silberzusatz noch die Verfärbung der Keramik in Gren zen gehalten werden, so beeinflußte jedoch insbeson dere der Kupferzusatz die Farbe der Legierung durch die dabei entstehenden dunklen Metalloxide. Diese dunkle Legierung beeinträchtigt das Aussehen der Kera mikverblendung, da das dunkle Metall unter der Ver blendkeramik einen entsprechend dunklen Hintergrund bildet, der sich vor allem in der Nähe des Kronenran des, wo die Keramik besonders dünn aufgetragen wird, ästhetisch nachteilig bemerkbar macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, goldarme Edelmetall- Legierungen auf der Basis von Palladium für Dental zwecke, insbesondere für Aufbrennlegierungen, aufzu zeigen, die den eingangs genannten Anforderungen ge nügen, insbesondere keine Farbänderungen beziehungsweise Abschaltungen bewirken.

Nach der Erfindung bestehen derartige Legierungen über die eingangs genannten Legierungsbestandteile hinaus 0,1-20% Gold, 40-60% Palladium, 5-40% Silber, 1-10% Indium, 0,5-5% Gallium und 0,05-2% Platin.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß Legie rungen, die innerhalb der beanspruchten Zusammenset zungen liegen, die Farbe der Keramik nicht verändern. Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften, wie Schmelzintervall, Wärmeausdehnungskoeffizient, Härte, Dehngrenze und mittlerer Korndurchmesser, sind insgesamt gesehen denjenigen bekannter goldarmer Le gierungen für die Metallkeramik deutlich überlegen.

Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, daß das Schmelzintervall in einem optimalen Bereich zwischen etwa 1100°C und 1250°C liegt. Der Wärmeausdeh nungskoeffizient der erfindungsgemäßen Legierungen läßt sich in idealer Weise auf die Keramik abstimmen, so daß sich optimale Werte zwischen 13,9 und 14,6 µm/m K erzielen lassen. Die Härte der erfindungs gemäßen Legierungen läßt sich auf die für die Verar beitung geeigneten Werte um ca. 200 HV einstellen. Die Dehngrenze genügt mit weit mehr als 300 N/mm² den durch die Kaukräfte gestellten Anforderungen. Der mittlere Korndurchmesser ist bei allen Legierungen kleiner als 30 µm. Zudem lassen sich Legierungen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mit herkömmlichen Gold- und Silberloten, deren Arbeitstemperaturen im Bereich zwischen 700°C und 800°C liegen, problemlos löten. Die Festigkeit dieser Lötverbindungen genügt den Anforderungen. Entsprechende Zerreißversuche haben ergeben, daß der Bruchverlauf entweder im Lot oder im Grundmetall erfolgt.

Als ganz besonders vorteilhaft haben sich nach der Erfindung Legierungen erwiesen, die neben den oben erwähnten, jeweils 0,05-2% von mindestens einem der Platinmetalle Ruthenium, Rhodium und Iridium und/oder der Übergangsmetalle Titan, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhenium und 1-10% Zinn, noch aus 5-20% Gold, 40-60% Palladium, 5-25% Silber, 1-10% Indium, 0,5-5% Gallium und 0,05-2% Platin bestehen. Der noch relativ hohe Summengehalt an Gold und Platinmetallen bewirkt bei diesen Legierungen eine besonders gute Mundbeständigkeit. Bei allen Legierungen bewegt sich das Schmelzintervall zwischen 1100°C und 1250°C, die Wärmeausdehnungskoeffizienten liegen zwischen 13,9 und 14,3 µm/m K. Härtewerte und Dehngrenzen liegen ebenfalls im optimalen Bereich.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß diese Legie rungen, deren Verarbeitung im zahntechnischen Labora torium den hochgoldhaltigen Legierungen entspricht, beim Brennen unter oxidierender Atmosphäre ein helles Oxid aufweisen. Diese Eigenschaft kommt insbesondere dem ästhetischen Aussehen der Keramikverblendung sehr entgegen, da nunmehr kein dunkler Hintergrund für die Keramikverblendung vorhanden ist, also auch am Kronen rand, bei besonders dünn aufgetragener Keramik, kein dunkler Rand entsteht.

Wegen des geringen Goldgehaltes äußerst kostengünstig sind Legierungen, die wiederum neben den angeführten 0,05-2% von mindestens einem der Platinmetalle Ruthenium, Rhodium und Iridium und/oder der Übergangsmetalle Titan, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhenium und 1-10% Zinn erfindungsgemäß aus 0,1-5% Gold, 40-60% Palladium, 20-40% Silber, 1-5% Indium, 0,5-5% Gallium, 0,05-2% Platin bestehen. Auch bei diesen Legierungen hat sich gezeigt, daß sie beim Brennen der Keramik das oben beschriebene, vorteilhaft helle Oxid aufweisen. Das Schmelzintervall dieser Legierungen ist außerdem vorteilhaft schmal und liegt zwischen 1130°C und 1245°C.

Einige beispielhafte Zusammensetzungen der für Dental zwecke geeigneten, goldarmen Edelmetall-Legierungen auf der Basis von Palladium sind in den Tabellen angegeben.

Neben der Anwendung dieser Legierungen in der Metall keramik ist es auch ohne weiteres möglich, diese Legierungen für andere in der Zahnheilkunde möglichen Indikationen zu verwenden. Hierzu gehören insbeson dere die Herstellung von Vollgußkronen und -brücken nach dem Wachsausschmelzverfahren sowie von Kronen und Brücken, die für eine Verblendung mit Kunststoff vorgesehen sind. Darüber hinaus sind diese Legierun gen auch zur Herstellung von Gußfüllungen, Klammern, skelettierten Prothesen, Teleskop- und Konuskronen sowie prothetischen Halteelementen geeignet.

Claims

1. Goldarme, maximal 20% Gold enthaltende, unter dem Begriff Palladium-Basislegierungen zusammengefaßte Edelmetall-Legierungen für Dentalzwecke, insbesondere für Aufbrennlegierungen, mit jeweils 0,05-2% von mindestens einem der Platinmetalle Ruthenium, Rhodium und Iridium und/oder der Übergangsmetalle Titan, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhenium und 1-10% Zinn,
gekennzeichnet durch folgende Legierungsbestandteile: 0,1-20% Gold
5-40% Silber
1-10% Indium
40-60% Palladium
0,5-5% Gallium
0,05-2% Platin.

2. Palladium-Basislegierung nach Anspruch 1, jedoch mit 5-20% Gold
5-25% Silber

3. Palladium-Basislegierung nach Anspruch 1, jedoch mit 0,1-5% Gold
20-40% Silber
1-5% Indium.