DE2362588B2

DE2362588B2 - Korrosionsbeständige Präzisionsgußlegierung

Info

Publication number: DE2362588B2
Application number: DE2362588A
Authority: DE
Inventors: Ronald Peter Elmwood Park Dudek; Peter Alsip Kosmos; John Aloysius Woodridge Tesk
Original assignee: Pfizer Inc
Current assignee: AUSTENAL INTERNATIONAL Inc CHICAGO ILL US
Priority date: 1972-12-22
Filing date: 1973-12-17
Publication date: 1981-02-26
Also published as: US3841868A; CA994129A; JPS49101218A; FR2211535A1; IL43842A; IE38669B1; IE38669L; JPS5512089B2; IL43842A0; DE2362588C3; GB1415969A; CH585271A5; DE2362588A1; FR2211535B1

Description

Die Erfindung betrifft korrosionsbeständige Präzisionsgußlegierungen, die insbesondere zur Verwendung als Dentallegierungen brauchbar sind.

Metalle und Legierungen werden in großem Ausmaß in der konservierenden und korrigierenden Zahnheilkunde für entfernbare Modellgußteile, Füllungen, Kronen und Brücken, orthodontische Anwendungsformen und dgl. verwendet. Dentallegierungen müssen strenge physikalische und chemische Anforderungen erfüllen. Zuerst muß die chemische Natur der Legierung so sein, daß keine schädlichen physiologischen Wirkungen auf den Patienten oder auf den Operateur ausgeübt werden. Die Legierung muß rostfrei und beständig gegenüber Angriffen durch die verschiedenen sauren und alkalischen Substanzen, die natürlicherweise im Mund und in Nahrungsmitteln und Getränken vorhanden sind, sein. Sie muß von Zahnärzten und von Zahntechnikern in die gewünschte Anwendungsform gebracht werden können, muß aber auch hart und fest genug sein, um Abnutzungen und Verformungen im Gebrauch zu widerstehen, und sie muß zu Präzisionsgußstücken gegossen werden können, die frei von Einschlüssen, Blasen und anderen Fehlern sind.

Ursprünglich waren Goldlegierungen die am meisten verwendeten und brauchbarsten Dentallegierungen. Die hohen Kosten und das knappe Vorkommen von Gold führten jedoch zur Entwicklung von Dentallegierungen, die hauptsächlich Kobalt und Chrom enthielten und daneben noch geringere Mengen an Wolfram, Nickel und anderen Metallen aufwiesen. Beispiele für diese Dentallegierungen auf der Basis von Kobalt und Chrom sind in den US-PS 19 61 626 und 21 34 423 beschrieben. Jüngere Arbeiten haben zur Entwicklung von Dentallegierungen geführt, die hauptsächlich Nickel und Chrom und daneben geringere Mengen an Molybdän, Eisen, Kupfer und anderen Metallen enthielten. Beispiele für diese Dentallegierungen auf der Basis von Nickel und Chrom sind in der US-PS 25 97 495 beschrieben. All diese bekannten Dentallegierungen besitzen in größerem oder geringerem Ausmaß die Eigenschaften, die für derartige Legierungen erforderlich und vorstehend beschrieben sind. Keine der bekannten Legierungen besitzt jedoch alle geforderten Eigenschaften in optimalem Ausmaß; daher besteht ein Bedürfnis, neue

ίο Dentallegierungen mit verbesserten Eigenschaften zu erforschen und zu entwickeln.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, neue Dentallegierungen mit optimalen physikalischen und chemischen Eigenschaften zu entwickeln.

is Es wurde gefunden, daß der Zusatz einer wirkungsvollen Menge Zinn zu Dentallegierungen auf der Basis von Nickel und Chrom zu einer merklichen Verbesserung der gewüuschten Eigenschaften führt Die Gegenwart von Zinn in der Dentallegierung setzt den

Schmelzpunkt der Legierung herab und führt zu einer Verbesserung der Gießbarkeit; das erhaltene Gußstück

ist leicht auszuarbeiten, zu polieren und besitzt die gewünschte Festigkeit und Härte.

Die verbesserte korrosionsbeständige Legierung

nach der Erfindung besteht aus: 15,0 bis 25,0% Chrom, 3,0 bis 6,0% Molybdän, 1,0 bis 4,0 Zinn, 0,5 bis 1,5% Mangan, 0,5 bis 5,0% Kupfer, 1,0 bis 4,0% Silizium, bis zu 1,0% Aluminium, bis zu 1,0% Kobalt, bis zu 0,2% Kohlenstoff und als Rest (523 bis 79%) Nickel. Die

Legierung läßt sich zu Präzisionsgußstücken gießen, die

frei von Einschlüssen, Blasen und anderen Fehlern sind, und sie ist verhältnismäßig leicht zu bearbeiten, während sie angemessene Festigkeit und Härte besitzt.

Die korrosionsbeständige Legierung nach der Erfin-

dung besteht hauptsächlich aus Nickel und Chrom und enthält daneben geringere, jedoch bedeutende, Mengen anderer Metalle, die die physikalischen Eigenschaften (z. B. Schmelzpunkt, Härte und Bearbeitbarkeit) der Basislegierung modifizieren. Im allgemeinen kann das Verhältnis von Nickel zu Chrom in der Basislegierung von etwa 2:1 bis etwa 5:1 schwanken, wobei ein bevorzugtes Verhältnis bei etwa 3,5 :1 liegt. Nickel ist der Hauptbestandteil der Legierung und wird verwendet, um ihr die Korrosionsbeständigkeit zu verleihen.

Chrom, der andere Hauptbestandteil, verbessert die Korrosionsbeständigkeit der Legierung und verleiht ihr Ausscheidungshärtbarkeit. Darüber hinaus wird eine wirkungsvolle Menge Molybdän zugesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit und die Ausscheidungshärtbarkeit zu verbessern. Mangan wirkt als Schutz gegenüber möglichen Schwefelverunreinigungen, Silizium als Entoxydationsmittel und erniedrigt auch die Schmelztemperatur der Legierung, und Kupfer wird zugesetzt, um die Oberflächenbearbeitung der gegossenen Legierung zu verbessern. Gegebenenfalls kann die Legierung geringe Mengen Kobalt und Aluminium enthalten, wobei das letztere als Entoxydationsmittel und der Ausscheidungshärtbarkeit dient. Gewöhnlich ist in der Legierung eine sehr geringe Menge Kohlenstoff enthalten. Schließlich enthält die erfindungsgemäße Legierung Zinn mit der vorher bereits beschriebenen Wirkung.

Die folgenden speziellen Beispiele beschreiben die Herstellung von bevorzugten Legierungen der Erfindung.

Eine Vorlegierung aus 68,25 Gewichtsteilen Nickel, 20,0 Gewichtsteilen Chrom, 4,5 Gewichtsteilen Molybdän und 1,25 Gcwichtsteilen Mangan wurde durch

Schmelzen der im wesentlichen reinen Bestandteile in einem Tiegel in einer inerten Atmosphäre hergestellt Dann wurden zu der Legierungsschmelze 14 Gewichtsteile Kupfer, 25 Gewichtsteile Silizium und, besonders wichtig, 2,0 Gewichtsteile Zinn zugegeben. Nachdem die geschmolzenen Bestandteile sorgfältig zu einer homogenen Schmelze gemischt worden waren, wurde die geschmolzene Legierung in eine Form aus feuerfestem Material gegossen. Mehrere Gußstücke mit Kern wurden hergestellt In jedem Fall war das Gußstück genau der Gestalt des Kerns angepaßt und enthielt keine Blasen, Einschlüsse oder sonstige Fehler, das in der Gießform an der Luft abgekühlte Gußstück hatte eine Rockwell-B-Härte von 83, eine 0,2-Grenze von 348 N/mm² und eine maximale Dehnung von 13%. Nach dem Abschrecken in Wasser hatte die Legierung eine Rockwell-B-Härte von 82, eine 0,2-Grenze von 299 N/mm² und eine maximale Dehnung von 17%. Weitere Verminderungen der Rockwell-B-Härte und der 0.2-Grenze auf Werte von 80 bzw. 295 N/mm² unter

s gleichzeitiger Steigerung der maximalen Dehnung auf 25% wurden erreicht, indem man das Gußstück 30 Minuten lang bei 1093⁰C glühte und anschließend in Wasser abschreckte. Die allgemeinen guten Bearbeitungseigenschaften, die für die Legierung typisch sind, wenn sie an Luft abgekühlt wurde, können daher durch die beiden vorstehenden Techniken oder ähnliche Behandlungen am Gußstück verbessert werden. Diese mechanischen Eigenschaften zeigen eine wesentliche Verbesserung gegenüber den Eigenschaften ähnlicher, jedoch zinnfreier korrosionsbeständiger Präzisionsgußlegierungen, die bisher bekannt sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Korrosionsbeständige, warmverformbare und härtbare PräzisionsguSlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

15,0 bis 25,0% Chrom,

3,0 bis 6,0% Molybdän,

1,0 bis 4,0% Zinn,

0,5 bis 1,5% Mangan,

0,5 bis 5,0% Kupfer,

1,0 bis 4,0% Silizium,

0 bis 1,0% Aluminium,

0 bis 1,0% Kobalt,

0 bis 0,2% Kohlenstoff und
Nickel als Rest besteht

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

20,0% Chrom,

4,5% Molybdän,

2,0% Zinn,

1,25% Mangan,

1,5% Kupfer,

2,5% Silizium und
Nickel als Rest besteht.

3. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 1,0% Aluminium und/oder bis zu 1,0% Kobalt und/oder bis zu 0,2% Kohlenstoff enthält.