Сплав на основе никеля для каркасов зубных протезов с керамической облицовкой

 

Использование: для изготовления отливок каркасов несъемных зубных протезов с керамической облицовкой. Сплав обладает хорошими литейными свойствами, обеспечивает высокую прочность адгезии между металлом и керамикой, технологичен и отвечает установленным санитарно-гигиеническим требованиям. Сплав содержит компоненты в количестве, % : углерод 0,005 - 0,06; кремний 1,5 - 2,5, марганец 0,01 - 0,3, хром 22,0 - 25,0, молибден 9,0 - 11,0, железо 0,1 - 3,0, кобальт 0,1 - 4,0, ванадий 0,15 - 0,30, редкоземельные элементы суммарно 0,2 - 1,2, никель остальное. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке сплава на основе никеля, используемого для отливки металлических каркасов несъемных зубных протезов с керамической облицовкой.

В стоматологии для изготовления литых каркасов зубных протезов с керамической облицовкой (коронки и мостовидные протезы) широко используются сплавы на никелевой основе, содержащие хром, молибден, кремний и другие элементы. Эти сплавы должны обладать биологической индифферентностью по отношению к тканям организма, высокой коррозионной стойкостью в среде полости рта и отвечать установленным санитарно-гигиеническим нормам. Композиция сплава также должна обеспечивать необходимое сочетание ряда физико-технических характеристик, определяющих качество металлокерамического протеза и его эксплуатационные свойства. Сплав должен иметь хорошие литейные свойства, позволяющие получать стандартными методами литья по выплавляемым моделям сложные тонкостенные отливки с заданными геометрическими размерами, хорошо обрабатываться абразивным инструментом и полироваться. Композиция сплава должна обеспечивать высокую прочность адгезии между металлом и наносимой керамической массой, близость величин термического коэффициента линейного расширения металла и керамики и не изменять цвета керамической облицовки при обжиге в процессе ее нанесения на каркас протеза.

Наконец, для обеспечения требуемой прочности протеза согласно международному стандарту ИСО 9693-89 предел текучести сплава (σ₀₂) и относительное удлинение (δ₅) при испытании литых образцов на растяжение должны быть соответственно не ниже 250 МПа и 2,0% .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является сплав, запатентованный в ФРГ и содержащий компоненты в следующем соотношении, мас. % : Углерод 0-0,03 Кремний 1,0-2,0 Марганец 0-0,5 Хром 15-25 Молибден 6-15 Церий 0,2-1,5 Железо 0-3,0 Никель Остальное Сплав этот имеет в литом состоянии следующие характеристики Предел текучес- ти (σ₀₂) Не менее 250 МПа Твердость НV 10 Не менее 180 Относительное удли- нение Не менее 15% Термический коэффи- циент линейного рас- ширения в интервале
температур 25-600^оС 14,0-14,4˙10^-6 К^-1
Он применяется совместно с керамическими массами типа Vivodent IТS, Vita и др. и обеспечивает получение качественных металлокерамических зубных протезов, но дает неустойчивые результаты при нанесении на протез отечественной фарфоровой массы марки МK (ТУ 64-2-176-82). Кроме того, из-за высокой пластичности сплава возникают затруднения при его шлифовке и полировке.

Целью изобретения является разработка такого никелевого сплава, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, молибден, железо и церий, который обладал бы более высокой прочностью адгезии с отечественной керамической массой марки МК и лучшей шлифуемостью и полируемостью, чем известные сплавы.

Для достижения указанной цели в сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, железо и церий, дополнительно вводят кобальт, ванадий и редкоземельные металлы (лантан, неодим и празеодим) при следующем соотношении компонентов, мас. % : углерод 0,005-0,06; кремний 1,5-2,5; марганец 0,01-0,3; хром 22-25; молибден 9,0-11,0; железо 0,1-3,0; кобальт 0,1-4,0; редкоземельные металлы (церий, лантан, неодим и празеодим) суммарно 0,2-1,2; никель остальное.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Сплавы выплавляли и разливали на мерные шихтовые заготовки в вакуумной индукционной печи ОКБ-716. Затем эти заготовки переплавляли в открытой высокочастотной литейной установке ВЧИ-9/10 и жидкий металл заливали в горячие керамические формы центробежным способом по технологии, принятой в зубопротезной технике. Сплавы испытывали в термически обработанном состоянии в соответствии с требованием международного стандарта ИСО 9693-89.

Химический состав и свойства предложенного и известного сплавов приведены соответственно в табл. 1 и 2.

Как видно из табл. 2, предложенный сплав обладает более высокой прочностью адгезии с отечественной массой МК и пониженной пластичностью, обеспечивающей лучшую шлифуемость и полируемость изготовленных из него изделий. При этом предел текучести и термический коэффициент линейного расширения предложенного сплава остался на уровне известного.

Нижний предел содержания дополнительно введенных элементов в сплав обусловлен тем, что адгезивная прочность металлокерамического соединения ухудшается, если концентрации кобальта, ванадия и РЗМ уменьшаются соответственно ниже 0,1; 0,15 и 0,2% . В свою очередь, верхний уровень содержания указанных элементов ограничен в связи с тем, что: при повышении содержания кобальта более 4% возможно изменение естественного цвета наносимой на протез керамической облицовки в процессе обжига; при увеличении содержания ванадия свыше 0,3% ухудшается полируемость сплава; при концентрациях РЗМ более 1,2% сплав охрупчивается и относительное удлинение уменьшается ниже уровня (2,0% ), предусмотренного требованиями международного стандарта ИСО 9693-89. (56) Патент ФРГ N 3214490, кл. С 22 С 19/05, 1983.

Формула изобретения

СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ ДЛЯ КАРКАСОВ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ С КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБЛИЦОВКОЙ, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальт, ванадий и один или несколько элементов, выбранных из группы, содержащей церий, лантан, неодим, празеодим, при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Углеров 0,005 - 0,06
Кремний 1,5 - 2,5
Марганец 0,01 - 0,3
Хром 22,0 - 25,0
Молибден 9,0 - 11,0
Железо 0,1 - 3,0
Кобальт 0,1 - 4,0
Ванадий 0,15 - 0,30
Один или несколько элементов, выбранных из указанной группы 0,2 - 1,2
Никель Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1