ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2277602
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ ДЛЯ СТОМАТОЛОГИИ
Имя изобретателя: Ганеев Альмир Амирович (RU); Шайхутдинова Евгения Флюровна (RU); Якупов Рамиль Шамильевич
Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
Адрес для переписки: 450000, Респ.Башкортостан, г.Уфа, ул. К. Маркса, 12, УГАТУ, отдел интеллектуальной собственности, В.П. Ефремовой
Дата начала действия патента: 2005.04.11
Изобретение относится к области
металлургии, а именно к сплавам на основе
никеля, используемым для изготовления
зубных коронок, протезов, бюгелей.
Предложен сплав для стоматологии,
содержащий хром, молибден, углерод и никель,
при этом он дополнительно содержит ниобий и
кобальт при следующем соотношении
компонентов, мас.%: Cr 22,1-23,4, Мо 8,8-9,6, Nb 3,3-3,7, Co
3,0-4,0, С 0,1-0,2, Ni остальное. Технический
результат - оптимальное сочетание свойств
сплава стоматологических изделий, в
частности прочностных характеристик и
коррозионной стойкости.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области
металлургии, в частности к сплавам,
используемым в стоматологии для
изготовления литейной технологией зубных
коронок, протезов, бюгелей и т.д.
Сплав на никелевой основе для
стоматологии должен отвечать следующему
комплексу требуемых свойств:
- хорошая способность цельнолитых
каркасов сохранять форму, что
обеспечивается повышенным значением
предела текучести (
0,2) с гарантией от их разрушения, что
обеспечивается определенным запасом
пластичности (достаточно высокое значение 
при растяжении);
- прочное сцепление между керамикой и
цельнолитым каркасом и соответствующая
величина коэффициента термического
расширения (КТР) в диапазоне температур 20-600°С,
т.к. КТР сплава должен несколько превышать
значение КТР керамики с тем, чтобы
обеспечить требуемый уровень сжимающих
напряжений в керамике после обжига отливок,
облицованных керамикой;
- невысокая температура плавления,
высокая жидкотекучесть, заполнение тонких
сечений, отсутствие горячих трещин и усадки;
- высокая коррозионная стойкость и
отсутствие токсичности сплава в среде
полости рта;
- прочное сцепление с основным металлом
пленки, образующейся после обжига на
поверхности отливок, и достаточно светлый
ее цвет, исключающий просвечивание сквозь
слой керамики и потемнение зубов;
- возможность легкой механической
обработки отлитых каркасов;
- и, наконец, низкая стоимость и
доступность используемых материалов и
процессов.
Выбор композиции того или иного сплава
определяется стремлением к достижению
наилучшего оптимального сочетания
указанных свойств, которые часто
взаимоисключают друг друга (например,
снижение твердости с целью улучшения
обрабатываемости сопровождается, как
правило, снижением значений предела
прочности и предела текучести, которое
приводит к повышенной деформируемости
сплава, что естественно нежелательно).
Известен сплав (патент Германии №3609132, МПК
А 61 К 6/04, С 22 С 19/05, 1987) (см. табл.1), содержащий
0,01-0,05% С, 0,8-2,0% Fe, 0-1,0% Со, 0,5-2,0% Si, 24,0-32,0% Cr, 7,0-11,0%
Mo, 0-0,3% В, 0,1-0,45 Се, 0,1-0,5% Al, остальное Ni. Этот
сплав имеет высокую пластичность. Однако
повышение пластичности происходит за счет
снижения остальных механических
характеристик. Несмотря на введение бора,
который за счет образования карбидов
должен увеличить твердость и прочность,
малое содержание углерода не позволяет
образовывать достаточное количество
карбидов. Кроме того, такое пониженное
содержание углерода приводит к ухудшению
технологических свойств. Чему способствует
и высокое содержание хрома. Алюминий в
сплаве образует интерметаллидные
соединения, которые упрочняют сплав. Но
такое упрочнение имеет свои минусы -
алюминий образует тугоплавкие соединения,
которые повышают температуру плавления
сплава, что приводит к усложнению
технологии плавки.
Известен сплав (патент Германии №3630321, МПК
А 61 К 6/04, 1988) (см. табл.1), содержащий 0-0,12% С,
0,3-1,8% Si, 15,0-28,0% Cr, 6,0-16,0% Mo, 0,2-3,5% Nb, 0,1-1,5% Се или(и)
La, 0-5,0% Fe или(и) Со или(и) Mn, остальное Ni. Сплав
также обладает высокой пластичностью, но
повышение пластичности достигается за счет
снижения других механических свойств.
Высокое содержание хрома, молибдена,
марганца, железа приводит к снижению не
только предела текучести и твердости, но и
увеличению значения КТР, снижению
жидкотекучести. Попытка упрочнить сплав
ниобием не удалась из-за низкого содержания
этого элемента.
Наиболее близким по технической сущности
и достигаемому результату к заявляемому
является известный сплав (патент РФ №2048574,
МПК С 22 С 19/05, 1995) (см. табл.1), содержащий 23,0-25,0%
Cr, 9,0-10,0% Mo, 1,4-1,9% Si, 0,5-1,0% Fe, 0,1-0,3% Mn, 0,008-0,2% С,
0,03-0,1% Се, остальное Ni. Сплав обладает более
высокой пластичностью, что приводит к
понижению прочности, способности протезов
сохранять форму и твердости. Высокое
содержание железа увеличивает КТР.
Общим недостатком известных сплавов
является высокое содержание в них
редкоземельных металлов (РЗМ) (церия и
лантана), введение или однородное
распределение которых в литых сплавах
весьма затруднительны. Адгезионная
способность сплава возрастает
пропорционально увеличению РЗМ в сплаве, но
одновременно и с ее возрастанием
увеличивается вероятность появления
горячих трещин, что особенно сказывается в
тонкостенных сечениях литых каркасов.
Поэтому задачей изобретения является
повышение комплекса свойств, в частности
прочностных, коррозионных и
технологических характеристик.
Поставленная задача достигается тем, что
литейный сплав для стоматологии,
содержащий хром, молибден, углерод и никель,
отличающийся от прототипа тем, что он
дополнительно содержит ниобий и кобальт
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Cr |
22,1-23,4 |
| Мо |
8,8-9,6 |
| Nb |
3,3-3,7 |
| Co |
3,0-4,0 |
| С |
0,1-0,2 |
| Ni |
Остальное |
Хром в данном сплаве обеспечивает его
высокую коррозионную стойкость в ротовой
полости, упрочняет сплав, способствует
повышению его биологической совместимости.
Известно, что содержание хрома много меньше
23,0% снижает прочность и твердость, а его
увеличение более 25,0% снижает литейные
качества, что недопустимо.
Молибден содержится в сплаве для его
упрочнения. При содержании молибдена более
10% снижается жидкотекучесть и повышается
КТР, что приводит к снижению литейных
свойств, а также снижается прочность
сцепления металла с керамикой.
Углерод в данном сплаве обеспечивает
упрочнение. Содержание углерода в сплаве
должно быть не менее 0,1%, при содержании,
меньшем указанного, снижается прочность.
Попытка упрочнить сплав за счет других
элементов приводит к изменению КТР и
ухудшению литейных свойств.
Введение кобальта в данном сплаве
повышает пластичность, а введенный в сплав
ниобий играет роль интерметаллидного
упрочнителя, который повышает прочностные
свойства сплава. Кроме того, он не влияет на
прочность сцепления металла с керамикой, а
также повышает коррозионную стойкость
сплава.
Сплав на никелевой основе для зубного
протезирования выплавляли из чистых
шихтовых материалов по стандартной
технологии. Сплав выплавляли из следующих
шихтовых материалов:
- Никель электролитический марки Н0 - ГОСТ
849-97
- Хром алюмотермический марки Х0 - ГОСТ 5905-79
- Молибден металлический в штабиках МШ-В -
ТУ 48-19-73-86
- Кобальт металлический марки К1 - ГОСТ 123-98
- Ниобий металлический в штабиках НБШ000 -
ГОСТ 16100-79
- Углерод (электродный бой) - ГОСТ 4426-79
Предложенный материал опробован для
изготовления литых металлокерамических
зубных протезов и мостов. Химический состав
и свойства предложенного сплава см. в табл.2.
При сравнительных исследованиях
установлено, что предложенный материал
имеет хорошие плавильные и литейные
свойства, удовлетворительно
обрабатывается медицинским инструментом,
имеет качественную прочную связь с
керамикой, светлый цвет и нетоксичен. При
сравнительных испытаниях известных и
предложенного материала установлено, что
предел прочности (
в), твердость по Виккерсу (HV10) выше в 2-3
раза у предложенного материала, чем у
аналогов (см. табл.2).
Таким образом, установлено, что
применение предложенного материала
позволяет повысить качество и надежность
стоматологических изделий из-за высокого
уровня твердости, прочности и предела
текучести, а также лучшего сцепления со
слоями керамики и более низкой
токсичностью.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Литейный сплав для стоматологии,
содержащий хром, молибден, углерод и никель,
отличающийся тем, что он дополнительно
содержит ниобий и кобальт, при следующем
соотношении компонентов, мас.%:
| Cr |
22,1-23,4 |
| Мо |
8,8-9,6 |
| Nb |
3,3-3,7 |
| Со |
3,0-4,0 |
| С |
0,1-0,2 |
| Ni |
Остальное |
Версия для печати
Дата публикации 03.06.2007гг
вверх
|
