Сплав для изготовления заготовок зубных протезов и способ его получения

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в стоматологии при изготовлении каркасов зубных коронок и мостов, предназначенных к последующей облицовке керамическими материалами, у которых диапазон среднего значения термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР) составляет 13,5-14,5×10-6 К-1 в интервале температур 250-550°С. Для достижения высокой степени чистоты сплава, имеющего простой состав исходных компонентов, повышения технологичности получения сплава и повышения выхода годного сплав содержит, мас.%: хром 25,00-28,60; молибден 5,20-5,90; кремний 0,66-0,90; углерод 0,40-0,80; марганец 0,20-0,50; кобальт - остальное. Плавку высокочистых шихтовых материалов ведут под защитным шлаком при удельной мощности 3-5 кВт на 1 кг шихты в течение 20-25 минут. Разливку осуществляют в кварцевую трубку вакуумным всасыванием, при этом один конец трубки через шлак погружают под уровень сплава на глубину не менее 40 мм, а через другой конец разряжением поднимают металл в трубке на высоту не менее 400 мм. Изобретение позволяет получить сплав с минимальным количеством вредных примесей, не превышающим 0,2%. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, при этом заготовки могут быть использованы в стоматологии при изготовлении каркасов зубных коронок и мостов, предназначенных к последующей облицовке керамическими материалами, у которых диапазон среднего значения термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР) составляет 13,5-14,5×10-6 К-1 в интервале температур 250-550°С.

Для указанного назначения известен стоматологический сплав на основе кобальта (Патент РФ № 2009247, опубл. 1994 г.), содержащий, мас.%:

хром20,0-25,0
молибден4,0-6,0
кремний1,0-2,0
углерод0,005-0,030
марганец0,01-0,30
ванадий0,15-0,30
ниобий0,2-1,2
железо0,1-1,0

а также один или несколько редкоземельных элементов, таких как церий, лантан, неозим, празеодим, кобальт - остальное.

Известный сплав является дорогостоящим и нетехнологичным, т.к. в качестве шихтовых материалов содержит редкоземельные, а также легкоокисляемые элементы, которые требуют специальных приемов по введению в сплав и соответствующих режимов плавки.

Способ изготовления известного сплава представляет собой выплавку металла и его разливку в керамические формы, осуществляемые в вакуумной индукционной печи. Недостатками этого способа являются низкий выход годного и высокие затраты, обусловленные сложностью оборудования и необходимостью привлечения высококвалифицированного персонала для эксплуатации и обслуживания печи.

Задача настоящего изобретения - повышение технологичности получения сплава и снижение его себестоимости. Для решения поставленной задачи заявленный сплав содержит в мас.%: хром 25,00-28,60; молибден 5,20-5,90; кремний 0,66-0,90; углерод 0,40-0,80; марганец 0,20-0,50; кобальт - остальное. Способ получения сплава для изготовления заготовок зубных протезов включает его выплавку и разливку в керамические формы, для получения сплава используют высокочистые шихтовые материалы, плавку ведут под защитным шлаком при удельной мощности 3-5 кВт на 1 кг шихты в течение 20-25 минут, в качестве керамической формы используют кварцевую трубку, разливку осуществляют вакуумным всасыванием, при этом один конец трубки через шлак погружают под уровень сплава на глубину не менее 40 мм, а через другой конец разряжением поднимают металл в трубке на высоту не менее 400 мм.

Применение высокочистых шихтовых материалов позволяет получить сплав с минимальным количеством вредных примесей. Чистота исходных материалов, их количественное содержание, а также условия осуществления способа его получения позволяют получить сплав с содержанием примесей, не превышающим 0,2%. Исключение редкоземельных, а также легкоокисляемых компонентов упрощает процесс плавки. Разливка с применением кварцевой трубки позволяют получить цилиндрическую заготовку, чистота поверхности которой визуально соответствует чистоте поверхности, полученной полированием. Такая заготовка не требует последующей механической обработки, что способствует увеличению выхода годного.

Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в достижении высокой степени чистоты сплава, имеющего простой состав исходных компонентов, в более высокой технологичности способа получения этого сплава и повышении выхода годного. Состав исходных компонентов сплава, не содержащий редкоземельных, а также легкоокисляемых элементов, способ получения сплава, не требующий приемов по введению таких элементов и применения сложного в эксплуатации и обслуживании дорогостоящего оборудования, значительно снижают себестоимость изготовления заготовок для зубных протезов.

Для изготовления заготовок зубных протезов использовали шихтовые материалы следующих марок: хром марок Х99А, Х99Б ГОСТ 5905-79, молибден - молибденовый штабик ТУ-48-19-102-82, кремний марки Кр00 ГОСТ 2169-69, углерод - графит порошковый особой чистоты ГОСТ 23463-79, марганец марки Мр00 ГОСТ 6008-90, кобальт марки КО ГОСТ 123-98.

Сплав выплавляли в индукционной печи емкостью 10 кг с кислой футеровкой под слоем защитного шлака. Особенность плавки заключается в большой скорости расплавления твердой шихты и перегреве сплава до необходимой температуры литья. Для соблюдения этого условия плавку ведут при удельной мощности 3-5 кВт на 1 кг шихты в течение 20-25 минут. За счет использования защитного шлака и высокой скорости расплавления существенно сокращается время контакта жидкого расплава как с атмосферой воздуха, так и с футеровкой печи, уменьшается возможность растворения в нем окислов и продуктов взаимодействия сплава с футеровкой, что позволяет получить более чистый по примесям сплав. При этом погружение трубки через шлак под уровень сплава на глубину не менее 40 мм предотвращает попадание шлака в металл, заполняющий трубку, что гарантирует сохранение достигнутой чистоты сплава.

После расплавления сплава и его нагрева до температуры литья шлак снимают, сплав раскисляют, наводят свежий шлак и начинают разливку металла в прутки диаметром 8-10 мм, длиной 300-400 мм. Разливку металла осуществляют методом вакуумного всасывания в трубки из кварцевого стекла марки ТК ГОБ ТУ 5932-014-00288679-01 с диаметром наружной поверхности 10 мм, длиной 500 мм, толщиной стенки 1 мм следующим образом.

Один конец трубки погружают через шлак под уровень сплава на глубину не менее 40 мм, исключающую попадание шлака в металл. При этом для уменьшения расхода дорогостоящих трубок за счет возможности их многократного использования глубину погружения трубки под уровень сплава нежелательно повышать более 60 мм, поскольку часть трубки, погруженная в расплав, теряет свои свойства и после ее использования удаляется.

Через другой конец трубки разряжением в ней поднимают металл на высоту не менее 400 мм. При меньшем значении этой высоты увеличивается время разливки сплава, что неизбежно приводит к изменению его химического состава, загрязнению продуктами взаимодействия сплава с футеровкой печи и соответственно к снижению качества получаемого сплава.

После охлаждения металла пруток извлекают из трубки. В процессе разливки температуру расплава в тигле печи поддерживают в заданных пределах. После окончания разливки и охлаждения прутков концы прутков отрезают, т.к. они представляют собой зоны возможного окисления воздухом. Готовые прутки режутся на мерные заготовки необходимой длины массой 10-15 г. Мерные заготовки используются для набора нужной массы плавки при изготовлении зубных протезов в стоматологии.

В таблице приведены сплавы с различным содержанием компонентов, содержание примесей для каждого сплава и среднее значение термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР) для приведенного сплава, рассчитанного для плавок в интервале температур 250-550°С.

Из данных таблицы следует, что полученный сплав имеет термический коэффициент линейного расширения, среднее значение которого находится в пределах, соответствующих назначению заявленного изобретения. Содержание примесей в сплаве не превышает 0,2%. При этом значения физико-химических и механических свойств сплава удовлетворяют требованиям стандарта в стоматологии.

Таблица
№ примераКомпоненты полученного сплава, мас.%Среднее значение ТКЛР, К-1×106Содержание примесей в сплаве, %
-ХромМолибденКремнийУглеродМарганецКобальт--
128,605,900,900,400,2064,0014,040,11
227,565,520,660,600,4065,2614,300,18
328,205,300,580,400,2865,2413,990,17
427,005,200,890,400,2966,2214,030,19
525,005,770,900,800,5067,0313,880,17

1. Сплав для изготовления заготовок зубных протезов, содержащий кобальт, хром, молибден, кремний, марганец, углерод, отличающийся тем, что он содержит ингредиенты при следующем соотношении, мас.%:

хром25,0-28,60
молибден5,20-5,90
кремний0,66-0,90
углерод0,40-0,80
марганец0,20-0,50
кобальтостальное

2. Способ получения сплава для изготовления заготовок зубных протезов по п.1, включающий плавку шихты и разливку сплава в керамические формы, причем в качестве шихты используют высокочистые материалы, плавку ведут под защитным шлаком при удельной мощности 3-5 кВт на 1 кг шихты в течение 20-25 мин, в качестве керамической формы используют кварцевую трубку, разливку осуществляют вакуумным всасыванием, при этом один конец трубки через шлак погружают под уровень сплава на глубину не менее 40 мм, а через другой конец разряжением поднимают металл в трубке на высоту не менее 400 мм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе кобальта, которые могут быть использованы для изготовления лопаток турбореактивных двигателей.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе кобальта, которые могут быть использованы в энергетическом машиностроении. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам литейных сплавов на основе кобальта, которые могут быть использованы для изготовления лопаток турбореактивных двигателей.
Изобретение относится к области приборостроения и может использоваться в качестве материала для термомагнитной записи при создании магнитооптических запоминающих устройств.

Изобретение относится к области металлургии жаропрочных деформируемых свариваемых сплавов на основе кобальта и может быть использовано для изготовления жаровых труб камер сгорания, стабилизаторов пламени и других горячих узлов и двигателей ГТД, работающих при температуре до 1300°С.

Изобретение относится к металлургии прецизионных сплавов на основе кобальта, которые могут применяться для изготовления высокопрочных аморфных материалов в виде лент с высоким значением магнитной проницаемости.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литых сплавов на основе кобальта, которые могут быть использованы в авиационной промышленности для конструктивного упрочнения бандажных полок в лопатках газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе кобальта, изделиям на их основе, которые могут быть использованы при производстве минеральной ваты.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к коррозионно-стойким сплавам на основе кобальта, предназначенным для отливки каркасов бюгельных и цельнолитых зубных протезов, а также других изделий, для которых необходимы высокие прочность, твердость, упругость и пластичность.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к магнитным сплавам. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в приборостроении, ювелирной промышленности, зубном протезировании. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в зубном протезировании, при изготовлении медицинского инструмента, изделий точной механики. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления деталей приборов и точной механики, медицинского оборудования, зубных протезов, оправ очков, ювелирных изделий.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в приборостроении, зубном протезировании. .
Сталь // 2317348
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в стоматологии в зубном протезировании. .
Изобретение относится к области стоматологии и касается использования сплавов для протезирования. .
Изобретение относится к литейным сплавам на основе золота для стоматологии, которые предназначены для изготовления стоматологических конструкций, в частности бюгельных съемных протезов.

Изобретение относится к области ортопедической импланталогии и может быть использовано для изготовления имплантатов (штифтов), внедряемых в костную ткань. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам, используемым в стоматологии для изготовления литейной технологией зубных коронок, протезов, бюгелей и т.д.
Изобретение относится к области стоматологии и касается препаратов для лечения стоматологических заболеваний таких, как гингивит, пародонтит и пародонтоз. .
Сплав // 2331689
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в зубном протезировании
Наверх