Сплав на основе кобальта для каркасов зубных протезов с керамической облицовкой

 

Использование: для отливки каркасов зубных протезов с керамической облицовкой (коронок и мостовых конструкций). Сплав содержит кремний в количестве, % : 1,0 - 2,0; хром 20 - 25; молибден 4,0 - 6,0; ниобий 0,2 - 1,2; ванадий 0,15 - 0,30; углерод 0,005 - 0,03; марганец 0,01 - 0,3; железо 0,01 - 1,0 и один или несколько редкоземельных элементов (церий, неодим, празеодим, лантан) суммарно 0,3 - 1,2, остальное кобальт. Сплав характеризуется хорошим сочетанием технологических, эксплуатационных и медико-биологических свойств. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке сплава на основе кобальта, используемого для отливки металлических каркасов несъемных зубных протезов с керамической облицовкой (коронок мостовидных конструкций и т. п. ).

В стоматологии для изготовления литых каркасов зубных протезов с керамической облицовкой широко используются сплавы на кобальтовой основе, содержащие хром, молибден, кремний и другие элементы. Эти сплавы должны отвечать установленным медико-биологическим и санитарно-гигиеническим нормам и обладать необходимым сочетанием свойств, определяющих качество и эксплуатационные характеристики металлокерамического протеза.

Литейные свойства сплава должны обеспечивать получение бездефектных ажурных отливок с заданными геометрическими размерами. Сплав должен хорошо обрабатываться абразивным инструментом и полироваться, иметь высокую прочность адгезии и близкий термический коэффициент линейного расширения с наносимой керамической массой и не изменять ее цвет при обжиге протеза. Для обеспечения конструкционной прочности протеза предел текучести сплава (σ₀₂) и относительное удлинение (δ_s) при испытаниях литых образцов на растяжение должны быть не ниже 250 МПа и 2,0% соответственно (согласно международному стандарту ИСО 9693-89).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей сущности является сплав, запатентованный в ФРГ и содержащий компоненты в следующем соотношении, мас. % : Углерод 0-0,3 Кремний 1,0-2,0 Марганец 0-1,5 Хром 20-35 Молибден 2,0-8,0 Церий или иттрий 0,3-2,0 Железо 0,3-2,0 Кобальт Остальное Этот сплав в литом состоянии имеет следующие характеристики: Предел текучести (σ₀₂) 350-570 МПа Удлинение (δ_s) 4,1-16,4% Твердость Н 10 270-310 Термический коэ- ффициент линей- ного расширения в интервале темпе- ратур 25-600^оС 14,6-15,0х10^-6 К^-1
Он применяется совместно с некоторыми импортными керамическими массами, но не обеспечивает получения качественных изделий при использовании отечественных масс типа "Стомма-1" и МК, в основном из-за повышенного значения термического коэффициента термического расширения (16,6-15,0х10^-6 К^-1).

Поэтому для получения качественных зубных протезов с фарфоровыми покрытиями "Стомма-1" и МК отечественного производства разработан сплав на основе кобальта содержащего кремний, молибден, хром и церий, который имел бы пониженный термический коэффициент линейного расширения.

Для достижения указанной цели в сплав содержащий кремний, хром, молибден и церий вводят дополнительно ванадий, ниобий и один или несколько элементов из редкоземельной группы металлов (лантан, неодим и празеодим) при следующем соотношении компонентов, мас. % : Кремний 1,0-2,0 Хром 20,0-25,0 Молибден 4,0-6,0 Ванадий 0,15-0,30 Ниобий 0,2-1,3
Редкоземельные
элементы лантан, церий,
неодим и празеодим, суммарно 0,3-1,2 Кобальт Остальное
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Сплавы выплавляли и разливали на мерные заготовки в вакуумной индукционной печи ОКБ-716. Полученные заготовки переплавляли в высокочастотной литейной установке ВЧЧ-9/10 и жидкий металл заливали в горячие керамические формы центробежным способом по технологии, принятой в зубопротезных поликлиниках. Сплавы испытывали в термически обработанном состоянии в соответствии с требованиями 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 низким значением термического коэффициента линейного расширения в рабочем интервале температур и более высокой прочностью адгезии с отечественными массами "Стомма-1" и МК по сравнению с известным. При этом механические свойства предложенного сплава соответствуют требованиям ИСО 9693-89 и близки к характеристикам известного сплава.

Нижний предел содержания дополнительно введенных элементов в сплав обусловлен, тем, что адгезивная прочность металлокерамического соединения заметно ухудшается, если концентрации ванадия, ниобия и редкоземельных элементов уменьшаются соответственно ниже 0,15, 0,2 и 0,3% (по массе).

Верхний уровень содержания указанных элементов ограничен исходы из следующих соображений: при концентрациях РЗМ, превышающих 1,2% , сплав охрупчивается и относительное удлинение сплава становится меньше предела допускаемого стандартом ИСО 9693-89 (2,0% ); при увеличении содержания ванадия и ниобия в сплаве соответственно сверх 0,3 и 1,3% ухудшаются шлифуемость и полируемость материала.

Формула изобретения

СПЛАВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА ДЛЯ КАРКАСОВ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ С КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБЛИЦОВКОЙ, содержащий кремний, хром, молибден, железо, углерод, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ванадий, ниобий и один или несколько элементов, выбранных из группы, содержащей церий, лантан, неодим, празеодим, при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Кремний 1,0 - 2,0
Хром 20 - 25
Молибден 4,0 - 6,0
Ванадий 0,15 - 0,30
Ниобий 0,2 - 1,2
Железо 0,1 - 1,0
Углерод 0,005 - 0,030
Марганец 0,01 - 0,30
Один или несколько элементов, выбранных из указанной группы 0,3 - 1,2
Кобальт Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1