DE19714034B4 - Use of an alloy for dental castings - Google Patents

Abstract

Verwendung einer Legierung für Dentalgussteile zur Herstellung von mit Energiequellen hoher Leistungsdichte, insbesondere Laser, zu schweißenden Dentalteilen, wobei die Legierung im wesentlichen (jeweils in Masseprozent) 25 bis 35% Chrom, 4 bis 8% Molybdän, bis 3% Silizium, 0,05 bis 5% Tantal, Niob und/oder Wolfram, mehr als 0,3% Kohlenstoff, 0 bis 3% Eisen, 0 bis 3% Mangan aufweist, und wobei der Rest Kobalt und eventuelle Verunreinigungen sind.use an alloy for Dental castings for the manufacture of energy sources of high power density, in particular lasers, dental parts to be welded, the alloy being essentially (by mass) 25 to 35% chromium, 4 to 8% molybdenum, to 3% silicon, 0.05 to 5% tantalum, niobium and / or tungsten, more than 0.3% carbon, 0 to 3% iron, 0 to 3% manganese, and the remainder being cobalt and any impurities.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Legierung für Dentalgussteile.The The invention relates to the use of an alloy for dental castings.

Legierungen der hier angesprochenen Art werden im Fachjargon als Modellgusslegierungen bezeichnet. Es handelt sich hierbei um Legierungen auf Kobalt-Chrom-Basis. Diese Modellgusslegierungen werden überwiegend für herausnehmbaren Zahnersatz, wie zum Beispiel Prothesen, verwendet. Häufig wird der Zahnersatz aus mehreren Dentalgussteilen zusammengesetzt, ergänzt oder repariert. Zu diesem Zweck können die Dentalgussteile verschweißt werden. Dazu werden in zunehmendem Maße Laser oder andere Energiequellen hoher Leistungsdichte verwendet.alloys The type mentioned here is referred to in the jargon as model casting alloys. These are alloys based on cobalt-chromium. These Model casting alloys become predominantly for removable dentures, such as prostheses, used. Often, the dentures are out several dental castings assembled, supplemented or repaired. To this Purpose the dental castings welded become. These are increasingly laser or other energy sources high power density used.

Beim Laserschweißen wird das Material innerhalb kürzester Zeit aufgeschmolzen. Ebenso rasch erstarrt es nach dem Schweißen wieder. Das führt in der Schweißzone zu Schweißeigenspannungen, die bei ungünstigen Verhältnissen Mikrorisse zur Folge haben. Außerdem hat die Legierung in der Schweißzone ein anderes Gefüge als in benachbarten Bereichen, die beim Schweißen nicht aufgeschmolzen worden sind. Es bildet sich nämlich beim Laserschweißen in der Schweißzone ein extremes Feinkorngefüge aus, bei dem sich Legierungselemente und Verunreinigungen anders auswirken als in den an die Schweißzone angrenzenden Bereichen mit ihrem ursprünglichen grobkörnigen Grundgefüge. Beispielsweise kann es in dem Feinkorngefüge der Schweißzone zu Seigerungen kommen, bei denen es sich um Ausscheidungen handelt, die auf den Korngrenzen erstarren und dadurch die Festigkeit des Materials beeinträchtigen. Die Ausbildung dieses problematischen Feinkorngefüges im Bereich der Schweißzone wird auf den Kohlenstoff zurückgeführt.At the laser welding the material will be within the shortest possible time Time melted. Just as quickly it solidifies again after welding. Leading in the welding zone to welding residual stresses, the at unfavorable conditions Micro cracks result. Furthermore has the alloy in the weld zone another structure as in adjacent areas that have not been melted during welding are. It is formed in laser welding in the welding zone an extreme fine grain structure where alloying elements and impurities are different than in the areas adjacent to the weld zone their original one coarse-grained Basic structure. For example It may be in the fine grain texture the welding zone come to segregations, which are excretions, which solidify on the grain boundaries and thereby the strength of the Affect materials. The formation of this problematic fine-grain structure in the area the welding zone is attributed to the carbon.

Aus der DE 39 41 820 A1 ist eine laserschweißbare Kobalt-Chrom-Dentalgusslegierung bekannt, bei der zur Vermeidung der eingangs genannten Nachteile der Kohlenstoffgehalt gesenkt wird und die dadurch verbundene Festigkeitsverminderung ausgeglichen werden soll durch eine entsprechende Erhöhung des Stickstoffanteils. Dieser teilweise Austausch von Kohlenstoff gegen Stickstoff bleibt jedoch nicht ganz ohne Festigkeitseinbußen.From the DE 39 41 820 A1 a laser weldable cobalt-chromium dental casting is known in which the carbon content is lowered to avoid the disadvantages mentioned above and the strength reduction is compensated by a corresponding increase in the nitrogen content. However, this partial exchange of carbon for nitrogen does not remain without loss of strength.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Verwendung einer Legierung für Dentalgussteile (Modellgusslegierungen) vorzuschlagen, die ohne eine Reduzierung des Kohlenstoffgehalts durch Laser oder andere Energiequellen hoher Leistungsdichte schweißbar ist.Of the The invention is based on the object, the use of an alloy for dental castings (Model casting alloys) to propose without a reduction of carbon content by laser or other sources of energy higher Power density weldable is.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.These Task is solved by the features of claim 1.

Eine Legierung zur Lösung dieser Aufgabe weist im wesentlichen folgende Bestandteile (jeweils in Masseprozent) auf: 25 bis 35% Chrom, 4 bis 8% Molybdän, bis 3% Silizium, 0,05 bis 5% Tantal, Niob und/oder Wolfram, mehr als 0,3% Kohlenstoff, 0 bis 3% Eisen, 0 bis 3% Mangan. Der Rest der Legierung wird gebildet aus Kobalt und eventuell kleinen Mengen (Spuren) von anderen Elementen und/oder Verunreinigungen.A Alloy to the solution This object has essentially the following components (in each case in Percent by mass): 25 to 35% chromium, 4 to 8% molybdenum, up to 3% Silicon, 0.05 to 5% tantalum, niobium and / or tungsten, more than 0.3% Carbon, 0 to 3% iron, 0 to 3% manganese. The rest of the alloy will formed from cobalt and possibly small amounts (traces) of others Elements and / or impurities.

Diese Legierung eignet sich besonders zur Herstellung von Dentalgussteilen, die mit Energiequellen hoher Energiedichte, insbesondere Laser, vorzugsweise gepulste Laser, geschweißt werden. Vorzugsweise findet das Schweißen ohne Zusatzstoffe statt. Als Schweißverfahren kommen vorzugsweise Pressschweißen, Abbrennschweißen oder Stumpfschweißen in Betracht.These Alloy is particularly suitable for the production of dental castings, those with energy sources high energy density, especially lasers, preferably pulsed laser, welded become. Preferably, welding takes place without additives. As a welding process are preferably pressure welding, flash butt welding or butt welding into consideration.

Überraschend hat sich gezeigt, dass durch Zugabe von Tantal, Niob oder Wolfram bzw. Mischungen zweier oder aller dieser Elemente die Legierung trotz eines Kohlenstoffgehalts, der über dem in der DE 39 41 820 A1 zur Erzielung der Laserschweißbarkeit genannten Anteil liegt, laserschweißbar ist. Versuche haben gezeigt, dass beim Laserschweißen der erfindungsgemäß verwendeten Legierung mit Tantal, Niob und/oder Wolfram als Legierungsbestandteil Mikrorisse nicht mehr zu beobachten waren.Surprisingly, it has been found that by adding tantalum, niobium or tungsten or mixtures of two or all of these elements, the alloy, despite having a carbon content above that in the DE 39 41 820 A1 to achieve the laser weldability said portion is laser weldable. Experiments have shown that micro-cracks were no longer observed during laser welding of the alloy used according to the invention with tantalum, niobium and / or tungsten as the alloy constituent.

Weiterhin hat sich gezeigt, dass bei der erfindungsgemäß verwendeten Legierung das Vorhandensein von Verunreinigungen zu weniger Beeinträchtigungen führt. Darüber hinaus wirken sich Mengenschwankungen der Legierungsbestandteile beim Laserschweißen nicht nachteilig aus. Die genannten Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Legierung führen dazu, dass sie leichter herstellbar sind. Insbesondere führen nicht immer ganz auszuschließenden Verunreinigungen bei der Herstellung oder Verarbeitung der Legierung nicht zu ihrer Unbrauchbarkeit.Farther has been found that in the alloy used in the invention Presence of impurities to less impairments leads. Furthermore Volume fluctuations of the alloy components do not affect the laser welding disadvantageous. The properties mentioned of the alloy used according to the invention to lead to make them easier to produce. In particular, do not lead always completely to be excluded Impurities in the production or processing of the alloy not to their uselessness.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Legierung zusätzlich bis zu 0,1 Masse-% Bor aufweisen.According to one preferred embodiment of the invention, the alloy may additionally up to 0.1 mass% boron.

Eine besonders vorteilhafte Legierung kommt dann zustande, wenn der Anteil von Mangan und Silizium zusammen 0,5 bis 3,75 Masse-% und/oder der Anteil von Molybdän und Silizium zusammen über 5 Masse-% beträgt.A Particularly advantageous alloy comes about when the proportion of manganese and silicon together 0.5 to 3.75 mass% and / or the Proportion of molybdenum and silicon together over 5% by mass.

Im folgenden werden Beispiele der konkreten erfindungsgemäß verwendeten Legierungen genannt, wobei alle prozentualen Mengenangaben sich (wie auch in den Ansprüchen) auf Masseprozente beziehen: Beispiel 1: Chrom 29% Molybdän 5% Silizium 1,3% Mangan 0,6% Kohlenstoff 0,35% Tantal 0,25% Beispiel 2: Chrom 29% Molybdän 5% Silizium 1,3% Mangan 0,6% Kohlenstoff 0,35% Niob 0,25% Beispiel 3: Chrom 29% Molybdän 5% Silizium 1,3% Mangan 0,6% Kohlenstoff 0,35% Wolfram 0,25% Beispiel 4: Chrom 29% Molybdän 5% Silizium 1,3% Mangan 0,6% Kohlenstoff 0,35% Tantal, Niob und/oder Wolfram 0,25%–0,75% Beispiel 5: Chrom 29% Molybdän 5% Silizium 1,5% Mangan 0,6% Kohlenstoff 0,4% Tantal 0,6% Bor 0,05% In the following examples of the concrete alloys used according to the invention are in which all percentage quantities are (as in the claims) to percentages by mass: Example 1: chrome 29% molybdenum 5% silicon 1.3% manganese 0.6% carbon 0.35% tantalum 0.25% Example 2: chrome 29% molybdenum 5% silicon 1.3% manganese 0.6% carbon 0.35% niobium 0.25% Example 3: chrome 29% molybdenum 5% silicon 1.3% manganese 0.6% carbon 0.35% tungsten 0.25% Example 4: chrome 29% molybdenum 5% silicon 1.3% manganese 0.6% carbon 0.35% Tantalum, niobium and / or tungsten 0.25% -0.75% Example 5: chrome 29% molybdenum 5% silicon 1.5% manganese 0.6% carbon 0.4% tantalum 0.6% boron 0.05%

Der restliche Masseanteil der Legierungen aller vorstehend genannten Beispiele ist gebildet aus Kobalt.Of the residual mass fraction of the alloys of all the above Examples are made of cobalt.

Zusätzlich zu den vorstehend genannten Elementen können in der Legierung der beiden vorstehenden Beispiele noch Spuren eines oder mehrerer weiterer Elemente enthalten sein, insbesondere in Form von Verunreinigungen.In addition to The above elements can be used in the alloy of the two above examples still traces of one or more others Be contained elements, in particular in the form of impurities.

Claims (7)

Verwendung einer Legierung für Dentalgussteile zur Herstellung von mit Energiequellen hoher Leistungsdichte, insbesondere Laser, zu schweißenden Dentalteilen, wobei die Legierung im wesentlichen (jeweils in Masseprozent) 25 bis 35% Chrom, 4 bis 8% Molybdän, bis 3% Silizium, 0,05 bis 5% Tantal, Niob und/oder Wolfram, mehr als 0,3% Kohlenstoff, 0 bis 3% Eisen, 0 bis 3% Mangan aufweist, und wobei der Rest Kobalt und eventuelle Verunreinigungen sind.Use of an alloy for dental castings for the manufacture of power sources of high power density, in particular lasers, to be welded Dental parts, the alloy essentially (in each case in mass percent) 25 to 35% chromium, 4 to 8% molybdenum, up to 3% silicon, 0.05 to 5% tantalum, niobium and / or tungsten, more than 0.3% carbon, 0 to 3% iron, 0 to 3% manganese, and the remainder cobalt and possible impurities are. Verwendung einer Legierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung einen zusätzlichen Anteil von bis zu 0,1 % Bor aufweist.Use of an alloy according to claim 1, characterized that the alloy has an extra Containing up to 0.1% boron. Verwendung einer Legierung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Mangan und Silizium zusammen 0,5 bis 3,75% beträgt.Use of an alloy according to claim 1 or claim 2, characterized in that the proportion of manganese and silicon together 0.5 to 3.75%. Verwendung einer Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Molybdän und Silizium zusammen über 5% beträgt.Use of an alloy according to one of the preceding Claims, characterized in that the proportion of molybdenum and silicon together over 5%. Verwendung einer Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißen ohne Zusatzstoffe erfolgt.Use of an alloy according to one of the preceding Claims, characterized in that the welding takes place without additives. Verwendung einer Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißen ein Laserpressschweißen, Laserabbrennschweißen oder Laserstumpfschweißen ist.Use of an alloy according to one of the preceding Claims, characterized in that the welding is a laser pressure welding, Laserabbrennschweißen or Laser butt welding is. Verwendung einer Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Impulslaserschweißen.Use of an alloy according to one of the preceding Claims, characterized by pulsed laser welding.