KR100959338B1 - 의치용 합금 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의치용 합금 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인체에 무해하면서도 항복강도나 연신율을 만족하고, 녹는점이 낮아 가공이나 성형 등의 주조성이 크게 우수함은 물론이고 연속적이고도 일률적인 제조가 가능한 의치용 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 베릴륨을 사용하지 않아 인체에 무해하면서도 항복강도나 연신율을 만족하고, 녹는점이 낮아 가공이나 성형 등의 주조성이 크게 우수함은 물론이고 4단계의 공정을 통해서 연속적이고도 일률적인 제조가 가능한 효과를 나타낸다.

의치용 합금, 베릴륨, 니켈, 망간, 붕소, 크롬, 몰리브덴, 진공로

Description

의치용 합금 및 이의 제조방법{A compound metal for false tooth and its manufacturing method}

본 발명은 의치용 합금 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인체에 무해하면서도 항복강도나 연신율, 탄성계수를 만족하고, 녹는점이 낮아 가공이나 성형 등의 주조성이 크게 우수함은 물론이고 연속적이고도 일률적인 제조가 가능한 의치용 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 의치용 합금은 치과에서 주로 부분 의치용으로 많이 사용되는데, 크게 프레임(Frame)용 메탈(Metal)과 도재 소부용 메탈로 나눌 수 있다.

국내의 치과 산업계에서 사용되고 있는 의치용 합금은 전량 수입에 의존하고 있으며, 그 액수는 상당하다. 뿐만 아니라 세계적으로 봐도 상기한 의치용 합금을 제조하는 곳은 소수에 불과하여 그 소재가 지속적으로 고가에 거래되고 있는 실정이며, 이는 곧 소비자 부담으로 증가되는 폐단이 있다.

통상, 상기한 의치용 합금은 니켈(원소기호, Ni)을 주성분으로 한 니켈계 및 코발트(원소기호, Co)를 주성분으로 한 코발트계로 양분되어 생산되는데, 니켈계가 대부분을 차지하게 된다. 특히, 상기 의치용 합금의 경우에는 다른 목적으로 사용 되는 합금과 달리 인간의 이빨을 대신하는 것으로, 의치 시술 후 착용감이라든지 사람마다 상이한 치아의 구조로 주조되기 위해 항복강도 혹은 연신율이 등이 적정 기준치에 부합이 되어야 된다. 예컨대, 식품의약품안전청에서 규정하고 있는 항복강도는 500MPa가 넘어야 되고, 연신율은 2%이상이어야 하며, 탄성계수는 150Mpa가 넘어야 된다. 그러나 현재 상용되고 있는 제품의 규격은 이보다 훨씬 더 높은 항복강도와 연신율이 요구되고 있으며 이러한, 기준치이상에 부합되기 위해 상기 니켈계 합금은 대략 니켈(원소기호, Ni) 63중량%, 베릴륨(원소기호, Be) 1.5중량%, 망가니즈(원소기호, Mn) 3.5중량%, 몰리브덴(원소기호, Mo) 5중량%, 크롬(원소기호, Cr) 16중량%, 코발트(원소기호, Co) 8중량% 및 알루미늄(원소기호, Al) 3중량%가 혼합되어 제조된 것으로, 이러한 원소를 통해 제조된 종래의 니켈계 합금의 강도를 살펴보면 하기 <표 1>과 같다.

<표 1>

항복강도(MPa)	인장강도(MPa)	연신율(%)	단면수축율(%)	탄성계수(GPa)
750	900	4.2	1.8	190.4

상기 표 1을 참조로 하면, 종래의 니켈계 합금은 항복강도, 연신율 및 탄성계수가 적정 기준치이상에 부합된다. 그러나 이러한 기준치이상에 부합되기 위해 소량이지만 베릴륨이 함유됨을 알 수 있다. 이 베릴륨은 주기율표 제2족에 속하는 알칼리토금속으로 원자로의 감속재, 반사재로 쓰이며, 유해물질로 알려져 있다. 이는, 고농도의 분진에 단기간 혹은 저 농도의 먼지에 장시간 노출 시에는 급성으로 접촉성 피부염을 유발하고, 1년 이상 지속적으로 노출된 경우 수년 후에는 기침 등의 건강상 문제를 유발할 수 있다.

그래서 근래에는, 유해한 베릴륨이 함유된 니켈계 합금의 단점을 극복하기 위해서 코발트가 주성분인 코발트 계 합금이 일부 생산되고 있으나 이는 녹는점이 높아 용해 등의 주조에 상당한 애로점이 발생되며, 녹는점이 낮은 일부 코발트 계를 사용하여도 제품은 용해는 되나 코발트의 특성상 용해 시 두터운 산화막이 형성되므로 수차례의 연마 작업이 필요한 단점이 있었다.

따라서 코발트 계 합금의 경우에는 주조를 하기 위해서는 고주파 용해로가 구비되어야 되므로 가능할 정도로 녹는점이 높고, 수차례 연마작업이 필요하여 치과업계에서는 코발트 계 합금보다 상대적으로 주조 및 연마작업이 용이한 니켈계 합금을 주로 사용하고 있는 실정으로, 최근에는 각국의 식약청에서 인체에 유해한 성분인 베릴륨을 함유한 니켈계 합금에 대한 수입 및 사용을 금지하기에 이르렀다.

이에 따라, 근래에는 인체에 무해하면서도 강도나 연신율이 기준치이상으로 부합하고, 주조성 또한 우수한 대체 합금의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인체에 무해하면서도 항복강도나 연신율, 탄성계수를 만족하고, 녹는점이 낮아 가공이나 성형 등의 주조성이 크게 우수함은 물론이고 연속적이고도 일률적인 제조가 가능한 의치용 합금 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 의치용 합금은 니켈을 50%이상 함유되게 하되 알루미늄, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 규소, 붕소 및 망간이 각각 혼합된 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 혼합물은 니켈 53.5 ~ 65중량%, 알루미늄 1~ 3중량%, 코발트2 ~ 5중량%, 크롬 20 ~ 24중량%, 몰리브덴 7.5 ~ 10중량%, 규소 1.5 ~ 3중량%, 붕소 0.01 ~ 1중량% 및 망간1.5 ~ 3.6중량%의 혼합비율로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 혼합물에는 티탄, 니오븀 및 탄소가 적어도 하나 이상 추가로 함유되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 티탄은 0.1 ~ 0.8중량%, 니오븀은 0.1 ~ 1.5중량% 및 탄소는 0.01 ~ 0.1중량%로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 의치용 합금의 제조방법에 있어서, a) 니켈, 알루미늄, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 규소, 붕소 및 망간을 용해하는 용해공정; b) 상기 용해공정에서 용해된 니켈, 알루미늄, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 규소, 붕소, 망간을 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합공정; c) 상기 혼합물을 성형틀 내에 주입시켜 1 ~ 2시간 건조시키는 건조공정; 및 d) 상기 건조공정 후 표면을 가공하여 합금을 완성하는 표면처리공정을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 혼합물은 니켈 53.5 ~ 65중량%, 알루미늄 1~ 3중량%, 코발트2 ~ 5중량%, 크롬 20 ~ 24중량%, 몰리브덴 7.5 ~ 10중량%, 규소 1.5 ~ 3중량%, 붕소 0.01 ~ 1중량% 및 망간1.5 ~ 3.6중량%의 혼합비율로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 혼합물에는 티탄, 니오븀 및 탄소가 적어도 하나 이상 추가로 함유되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 티탄은 0.1 ~ 0.8중량%, 니오븀은 0.1 ~ 1.5중량% 및 탄소는 0.01 ~ 0.1중량%로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 용해공정에서, 상기 니켈은 고온의 진공로에서 용해되고, 알루미늄, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 규소, 붕소, 망간, 티탄, 니오브 및 탄소는 고온의 아르곤 분위기 내에서 용해되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 니켈이 용해되는 진공로는 5×10-3trr의 진공도를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 베릴륨을 사용하지 않아 인체에 무해하면서도 항복강도나 연신율, 탄성계수를 만족하고, 녹는점이 낮아 가공이나 성형 등의 주조성이 크게 우수함은 물론이고 4단계의 공정을 통해서 연속적이고도 일률적인 제조가 가능한 효과를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 의치용 합금 및 이의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등 물 과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 의치용 합금의 개략적 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 의치용 합금의 제조공정을 도시한 블록도 이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 의치용 합금의 제조공정을 도시한 개략적 흐름도이다.

먼저, 도 1을 참조로 하면, 본 발명의 의치용 합금(100)은 사각 바 형상을 가지고 있음을 알 수 있는데, 이는 그 형상을 한정하고자 하는 것이 아니고 일예로 서 도시한 것으로 제작자 혹은 사용자의 요구에 따라 여러 가지 형상을 가질 수 있음을 인지해야 된다.

이러한, 의치용 합금(100)은 니켈(원소기호, Ni)을 주성분 즉 50%이상 함유되게 하되 알루미늄(원소기호, Al), 코발트(원소기호, Co), 크롬(원소기호, Cr), 몰리브덴(원소기호, Mo), 규소(원소기호, Si), 붕소(원소기호, B) 및 망간(원소기호, Mn)이 각각 혼합된 혼합물로 이루어지며, 상기 혼합물은 니켈 53.5 ~ 65중량%, 알루미늄 1 ~ 3중량%, 코발트 2 ~ 5중량%, 크롬 20 ~ 24중량%, 몰리브덴 7.5 ~ 10중량%, 규소 1.5 ~ 3중량%, 붕소 0.01 ~ 1중량% 및 망간 1.5 ~ 3.6중량%의 혼합비율로 이루어진다.

한편, 상기 혼합물에는 연신율이 향상될 수 있도록 티탄(원소기호, Ti), 니오븀(원소기호, Nb) 및 탄소(원소기호, C) 중 적어도 어느 하나 이상 추가로 함유되는 것이 바람직하며, 그 함유비율은 티탄 0.1 ~ 0.8중량%, 니오브 0.1 ~ 1.5중량% 및 탄소 0.01 ~ 0.1중량% 함유된다. 물론, 상기 티탄, 니오븀 및 탄소는 어느 하나만 함유되어도 좋으나(강도나 연신율 만족 정도) 세 가지가 동시에 함유되는 것이 더욱 좋다.

한편, 본 발명의 의치용 합금(100)의 성분을 살펴보면, 종래의 합금에서 사용된 베릴륨(원소기호, Be) 대신에 규소 및 붕소가 함유됨을 알 수 있으며, 티탄, 니오븀 및 탄소가 추가로 함유됨을 알 수 있다. 이들로 인해 본 발명의 합금(100)은 베릴륨과 유사한 성능을 가지나 인체에 무해한 장점을 지닐 수 있는 것으로, 하 기에서는 상기한 의치용 합금(100)의 제조방법에 대해서 살펴보기로 한다.

본 발명의 의치용 합금(100)은 크게 4단계의 공정 즉, a) 용해공정(S110), b) 혼합공정(S120), c) 건조공정(S130) 및 d) 표면처리공정(S140)을 포함하여 제조된다.

먼저, 상기 a) 용해공정(S110)은 니켈, 알루미늄, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 규소, 붕소 및 망간을 용해하는 공정으로, 바람직하게 상기 니켈 53.5 ~ 65중량%를 고주파 또는 저항가열 방식으로 진공도 5×10-3torr 이상의 진공도(200)에서 1400 ~ 1600도의 고온으로 용해하고, 상기 알루미늄 1 ~ 3중량%, 코발트 2 ~ 5중량%, 크롬 20 ~ 24중량%, 몰리브덴 7.5 ~ 10중량%, 규소 1.5 ~ 3중량%, 붕소 0.01 ~ 1중량%, 망간 1.5 ~ 3.6중량%를 아르곤 분위기를 가지는 고온의 용해로(300)에서 각각 용해하게 된다. 이때, 상기 용해로(300)의 온도는 각 재료의 녹는점에 설정하게 되며, 그 범위는 대략 1400 ~ 1800도 정도이고 약 1 ~ 2시간 정도 용해하게 된다.

이때, 상기 용해공정에서 연신율 향상을 위해 티탄, 니오븀 및 탄소 중 적어도 어느 하나 바람직하게는 세 가지를 추가로 용해시키게 되며, 그 비율은 상기 티탄 0.1 ~ 0.8중량%, 니오븀 0.1 ~ 1.5중량% 및 탄소 0.01 ~ 0.1중량%가 되도록 한다.

다음으로, 상기 혼합공정(S120)은, 상기 용해공정(S110)에서 용해된 용해 물 을 혼합하는 것으로, 주성분인 니켈에 알루미늄, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 규소, 붕소, 망간을 혼합하여 혼합물을 제조하게 되며, 티탄, 니오븀 및 탄소가 추가로 용해된 경우에는 이들을 함께 혼합하여 혼합물을 제조하게 된다.

다음으로, 상기 건조공정(S130)은, 상기 혼합물을 일정한 형상을 갖는 성형 틀(400) 내에 주입시켜 약 1 ~ 2시간 정도 자연 건조시켜 합금을 제조하는 것으로, 건조공정(S130) 중에 이물질이 유입되지 않도록 이물질에 대한 필터링이 가능한 장소에서 건조시키는 것이 바람직하다. 이때, 상기 성형 틀(400)의 형상에 따라 합금의 형상이 다르게 되는 것은 너무나 자명한데, 본 발명에서는 비록 사각 바 형상을 도시하였으나 여기에 한정되지 않고 봉 형태나 판상의 형태 등으로 다양하게 제조될 수 있음을 인지하여야 된다.

마지막으로, 상기 표면처리공정(S140)은, 상기 건조공정(S130)에서 건조된 합금의 표면을 처리하여 매끈하게 하는 것으로, 미 도시 하였으나 연마기 및 연삭기 등을 통해서 처리되는데, 주요 성분으로 사용되는 니켈은 그 특성상 녹는점이 낮아 산소토치로도 용해가 가능하고, 대기 중 용해 시에도 산화막이 얇게 형성되므로 연마작업 등이 용이하다. 이렇게 표면처리공정(S140)까지 완료되면 일정한 크기로 절단하여서 각 치과 기공소 등으로 운반되고, 기공소 에서는 이를 사용자의 구강구조에 맞게 주조 및 가공하게 된다.

이렇게 하여 제조된 니켈계 합금(100)은 그 비중이 7.7 ~ 8.0g/㎠로 코발트 계 합금에 비해 비교적 낮아 가벼우므로 구강 착용 시 이물감이 적은 장점도 가지게 된다.

한편, 상기 합금(100)의 재료로 사용되는 니켈은 내식성과 변색저항이 우수한 소재이고, 알루미늄은 니켈의 공정조직을 만들어 강도를 증가시키며, 코발트는 부식방지가 좋은 장점이 있고, 크롬은 내식성이 좋은 장점이 있으며, 몰리브덴은 타액에 의한 공식과 틈 부식에 대한 저항을 증가시키고, 규소는 강도가 좋고 융점을 낮춰주는 장점이 있으며, 붕소 및 탄소는 결정입계를 강화하여 강도를 높이는 장점이 있고, 망간은 강도 및 주조성을 향상시키는 장점이 있으며, 티탄은 마모를 감소시키는 장점이 있고, 니오븀은 결정립을 미세화 하여 인성을 향상시키는 장점이 있는 것으로, 종래의 베릴륨(원소기호, Be) 대신에 사용된 규소, 붕소, 티탄, 니오븀 및 탄소는 베릴륨이 함유된 종래의 합금과 거의 유사하거나 일부 더 뛰어난 성질을 가질 수 있도록 하기에 충분한데, 이는 하기의 실시예 및 비교예를 통해서 상세히 살펴보기로 한다.

<실시예 1>

니켈 59.45중량%, 알루미늄 1.6중량%, 코발트 4.58중량%, 크롬 21중량%, 몰리브덴 8.53중량%, 규소 2.81중량%, 붕소 0.03중량%, 망간 2중량%를 준비해두고, 니켈을 고주파 가열 방식의 진공도 5×10-3torr의 진공로(200)에서 1500도의 고온 으로 용해하고, 나머지 재료인 상기 알루미늄, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 규소, 붕소 및 망간은 아르곤 분위기를 가지되 1800도 고온의 용해로(300)에서 각각 용해하였다.

그런 뒤, 용해된 니켈과 다른 재료를 혼합하여서 혼합물을 제조하고, 성형 틀(400) 내에 부어서 사각 바 형상의 합금(100)으로 제조하였다.

그리고 이 합금(100)을 표면처리 하여 매끈하게 한 뒤 합금이 가지는 항복강도, 연신율, 단면 수축 율 및 탄성계수를 실험한 결과 아래 표 2와 같이 나왔다.

<표 2>

항복강도(MPa)	인장강도(MPa)	연신율(%)	단면수축율(%)	탄성계수(GPa)
601.84	637.04	2.08	4	210.8

상기 표 2를 참조로 하면, 본 발명에 의해서 제조된 합금(100)은 항복강도, 인장강도 및 연신율이 종래의 합금에 비해 다소 낮게 나왔고, 단면 수축율과 탄성계수는 오히려 높게 나왔다. 비록, 항복강도나 인장강도 및 연신율이 종래에 비해 다소 낮지만 적정 기준치로 제시되는 항복/인장강도의 수치인 500MPa, 그리고 연신율의 수치인 2% 이상에는 충분히 만족했다. 결과적으로 인체에 유해한 성분인 베릴륨을 사용하지 않고도 규소나 붕소를 사용하여 적정 기준치에는 부합되는 합금을 얻을 수 있었다.

뿐만 아니라, 본 발명의 합금(100)은 니켈이 주성분이므로 니켈계 합금의 장점을 그대로 가지게 된다. 즉, 녹는점이 낮아 산소 토치 등으로 쉽게 용해 가능하고, 대기 중 용해 시에도 산화막이 얇게 형성되므로 연마 등이 편리한 점 등이다.

<실시예 2>

이번에는 티탄, 니오븀 및 탄소를 함유하여 제조해 보기로 하겠다.

즉, 니켈 58.62중량%, 알루미늄 1.6중량%, 코발트 3.5중량%, 크롬 22중량%, 몰리브덴 8.5중량%, 규소 2중량%, 붕소 0.05중량%, 망간 2.4중량%, 티탄 0.5중량%, 니오븀 0.8중량% 및 탄소 0.03중량%를 준비해 두고, 니켈을 고주파 가열 방식의 진공도 5×10-3torr의 진공로(200)에서 1500도의 고온으로 용해하고, 나머지 재료인 상기 알루미늄, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 규소, 붕소, 망간, 티탄, 니오븀 및 탄소는 아르곤 분위기를 가지되 1800도 고온의 용해로(300)에서 각각 용해하여 실시예 1과 같이 합금을 제조하였다.

그리고 이 합금(100)을 표면처리 하여 매끈하게 한 뒤 합금이 가지는 항복강도, 연신율, 단면 수축 율 및 탄성계수를 실험한 결과 아래 표 3과 같이 나왔다.

<표 3>

항복강도(MPa)	인장강도(MPa)	연신율(%)	단면수축율(%)	탄성계수(GPa)
638.40	660.66	4.34	2.34	194.60

상기 표 3을 참조로 하면, 본 발명에 의해서 제조된 합금(100)은 항복강도가 종래의 합금에 비해 다소 낮으나 실시예 1보다는 높게 나왔고, 단면 수축 율은 종래의 합금과는 비슷하나 실시예 1보다는 낮게 나왔다. 그러나 연신율이나 탄성계수는 오히려 높게 나왔다. 비록, 항복강도나 인장강도가 종래에 비해 다소 낮지만 적정 기준치로 제시되는 수치인 500MPa 이상에는 충분히 만족했다. 결과적으로 인체에 유해한 성분인 베릴륨을 사용하지 않고도 적정 기준치에는 부합되며, 오히려 연신율이 더 높아 주조성이 더욱 뛰어난 장점을 가지게 된다. 결국, 티탄, 니오븀 및 탄소가 추가로 함유됨에 따라 항복강도, 인장강도 및 연신율이 크게 향상됨을 알 수 있었으며, 이들이 함유될 때 주조성이 뛰어난 가장 바람직한 합금이 제조되었다.

<실시예 3>

다른 재료들은 상기 실시예 2와 같이 준비해 두되, 코발트를 4.58중량%로 1.08중량% 높이고, 붕소를 0.03중량%로 0.02중량% 낮추며, 망간을 2.0중량%로 0.4중량% 낮추고, 니오븀, 티탄, 탄소를 제외 하고,크롬을 21중량%로 1%낮추고, 규소를 2.81중량%로 0.81중량%높이고, 니켈을 59.45%중량%로 0.83중량%로 높인 뒤 동일한 제조방법으로 합금(100)을 제조한 뒤 이 합금이 가지는 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면 수축 율 및 탄성계수를 실험한 결과 아래 표 4와 같이 나왔다.

<표 4>

항복강도(MPa)	인장강도(MPa)	연신율(%)	단면수축율(%)	탄성계수(GPa)
601	637.04	2.8	4	210

상기 표 4를 참조로 하면, 코발트, 붕소, 망간, 니오브 및 니켈의 함량 조절에 따라 항복강도, 인장강도, 연신율 및 탄성계수가 실시예 2보다 다소 낮게 나왔지만 단면 수축 율은 더 높게 나왔다. 그러나 상기 항복강도, 인장강도 및 연신율은 적정 기준치보다는 높게 나와 충분히 부합시켰다. 결과적으로, 붕소의 함량은 높이되 망간의 함량을 낮추고 니오븀, 티탄, 탄소의 함량을 제외한 합금은 항복강도, 인장강도 및 연신율이 다소 낮게 나왔음을 알 수 있다.

<실시예 4>

니켈 56.98중량%, 알루미늄 1.6중량%, 코발트 3.5중량%, 크롬 22중량%, 몰리브덴 8.5중량%, 규소 2.0중량%, 붕소 0.07중량%, 망간 3.3중량%, 티탄 0.5중량%, 니오븀 1.5중량% 및 탄소 0.05중량%를 준비해 두고, 실시예 2와 같은 방법으로 합금(100)을 제조한 뒤 이 합금이 가지는 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면 수축 율 및 탄성계수를 실험한 결과 아래 표 5와 같이 나왔다.

<표 5>

항복강도(MPa)	인장강도(MPa)	연신율(%)	단면수축율(%)	탄성계수(GPa)
650.74	661.82	2.18	1.7	204.20

상기 표 5를 참조로 하면, 니켈의 함량을 실시예 2에 비교해서 낮추고, 이에 따라 다른 재료는 약간씩 줄이거나 동일하게 했더니 항복강도와 탄성계수는 높게 나왔으나 연신율은 상당히 낮게 나왔음을 알 수 있다. 그러나 항복강도나 인장강도 및 연신율은 요구되는 기준치에는 부합됨을 알 수 있다.

<비교예>

다른 재료들은 상기 실시예 2와 같이 준비해 두되, 니켈 59.02중량%로 약간 높이고, 망간 1.3중량%로 본 발명에서의 설정범위를 벗어나도록 낮췄으며, 니오브 1.0중량%로 약간 높여서 실시예 2와 같이 합금을 제조한 뒤 실험을 하였더니 하기 표 6과 같이 나왔다.

<표 6>

항복강도(MPa)	인장강도(MPa)	연신율(%)	단면수축율(%)	탄성계수(GPa)
644.46	660.40	1.64	1.86	241.20

상기 표 6을 참조로 하면, 항복강도, 인장강도 및 탄성계수는 실시예 2보다는 낮지만 기준치를 부합함에 문제가 없었다. 그러나 연신율이 크게 낮게 나온 것은 물론이고 기준치를 부합하지도 못했다. 결과적으로, 망간이 1.5 ~3.6중량%의 범위를 벗어난 함량에 따라 제조되어 연신율이 크게 떨어지는 것을 알 수 있었다.

따라서 상기 실시예 1 내지 4를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 경우 종래에서 문제가 되는 베릴륨을 사용하지 않고도 규소 및 붕소를 함유시켜 전체적으로 유사한 성질을 가지는 합금을 제조할 수 있었으며, 특히 실시예 2의 경우와 같이 티탄, 니오븀 및 탄소를 추가로 함유시켜 종래와 전체적으로 유사한 성질을 가지되 오히려 연신율은 더 높아 주조성이 우수한 새로운 합금(100)을 제조할 수 있게 되었다.

이렇게 하여서 제조된 본 발명의 의치용 합금(100)은, 베릴륨을 사용하지 않아 인체에 무해하면서도 항복강도나 연신율을 만족하고, 녹는점이 낮아 가공이나 성형 등의 주조성이 크게 우수함은 물론이고 4단계의 공정을 통해서 연속적이고도 일률적인 제조가 가능한 장점을 지니게 된다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허 청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시 예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 의치용 합금의 개략적 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 의치용 합금의 제조공정을 도시한 블럭도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 의치용 합금의 제조공정을 도시한 개략적 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 본 발명의 의치용 합금 200 : 진공로

300 : 용해로 400 : 성형 틀

S110 : 용해공정 S120 : 혼합공정

S130 : 건조공정 S140 : 표면처리공정

Claims (10)

1. 니켈 53.5 ~ 65중량%, 알루미늄 1~ 3중량%, 코발트 2 ~ 5중량%, 크롬 20 ~ 24중량%, 몰리브덴 7.5 ~ 10중량%, 규소 1.5 ~ 3중량%, 붕소 0.01 ~ 1중량%, 망간 1.5 ~ 3.6중량%의 혼합비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 의치용 합금.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 의치용 합금은 선택적으로 티탄, 니오븀 및 탄소가 적어도 하나 이상 추가로 함유되는 것을 특징으로 하며 상기 티탄은 0.1~0.8중량%, 상기 니오븀은 0.1~1.5중량%, 상기 탄소는 0.01~0.1중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 의치용 합금.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

Images