APPLICATION OF SILVER-PALLADIUM ALLOYS FOR BONDING DENTAL CERAMICS BY FIRING

Abstract: 1. The use of silver-palladium alloys consisting of 50 to 70% silver, 15 to 45% palladium, 0.1 to 2% ruthenium or rhenium, 0.2 to 10% copper and/or cobalt, 0.2 to 12% indium and/or tin, 0.2 to 5% gallium, 0.05 to 2% tantalum and/or tungsten, 0 to 5% gold and/or platinum and 0 to 2% zinc as materials for the firing-on of dental ceramics.

Description: Verwendung von Silber-Palladium-Legierungen als Werkstoffe zum Aufbrennen von Dentalkeramiken Die Erfindung betrifft die Verwendung von Silber-Palladium Legierungen als Werkstoff zum Ausbrennen von Dentalkeramiken. Zur Herstellung von Kronen, BrUcken und Inlays für die konservierende Zahnheilkunde werden seit langem Edelmetall-Legierungen eingesetzt. In zunehrendem Umfang werden hierfür sogenannte Aufbrennlegierungen verwendet, bei denen aus ästhetischen Gründen die metallischen Kronen bzw. Brücken ganz oder teilweise mit einer zahnfarbenen Keramik über zogen werden. Hierfür haben sich besondere hochgoldhaltige Legierungen auf AuPtPd-Basis mit ca. 80 % Gold, aber auch sogenannte goldreduzierte Legierungen auf AuPd- bzw. AuPdAg-Basis bewährt. Aufgrund der hohen Edelmetallpreise und aufgrund von Kostendämpfungsmassnahmen im Gesundheitswesen werden in Jüngster Zeit Jedoch vermehrt billigere Legierungen auf Palladium-Bsisals Aufbrennlegierungen eingesetzt. Diese Legierungen sind entweder goldfrei oder enthalten nur wenige Gew. % Gold. Die Nachteile dieser Legierungen liegen in ihrer unphysiologisch hohen Härte, dem hohen Schmelzinter vall und ihrer unbefriedigenden Lötbarkeit, insbesondere nach der keramischen Verblendung. Aufgrund ihres hohen Palladium-Gehaltes (über 75 %) können solche Legierungen auf keinen Fall im Graphittiegel aufge- schmolzen werden. Dies erschwert und verteuert ihre Verarbeitung im Dentallabor. Neben Legierungen auf Palladium-Basis werden auch solche auf Palladium-Silber-Basis als Auibrennlegierungen eingesetzt. Solche Legierungen sind beispielsweise in der US PS 4,350,526 und in der DE-PS 32 04 743 beschrieben. Trotz weitgehender Erfüllung einiger der für Aufbrennlegierungen geforderten Eigenschaften, wie Härte, Schmelzintervall und Festigkeit, besitzen diese Legierungen weiterhin auch Nachteile. Durch den noch recht hohen Pd-Gehalt von 45 - 70 % ist die Kohlenstoffaufnahme beim Schmelzen im Graphittiegel noch erheblich und kann zur Blasenbildung in den aufgebrann- ten Dentalkeramiken führen. Als weiterer Nachteil ist der immer noch sehr hohe Preis dieses Legierungstyps anzusehen. Aus der US-PS 3,929,474 ist eine Legierung auf der Basis von Silber-Palladium bekannt, die 28 bis 64 % Silber, 37,5 bis 57,7 % Palladium, 0,5 bis 7 % Chrom, Eisen, Indium und/oder Zinn und 0 bis 5 % Silizium, Nickel, Kobalt, Tantal und/oder Titan enthalten. Bei diesen Legierungen wurde Wert auf ihre Anlaufbeständigkeit gelegt. Ihre thermische Expansion liegt bei der von Porzellan. Für moderne keramische Aufbrennmassen, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient bei Werten grösser als 15,5 10-6K-1 liegt, sind sie nur bedingt brauchbar. Auch zeigen sie keine optimalen Giesseigenschaften, da sie bei höheren Temperaturen nur eine geringe Duktilität besitzen und es daher beim Abkühlen der Guss stücke zu Brüchen kommen kann. Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Silber-Pal ladiui-Legierungen zum Aufbrennen von Dentalkeramik zu entwickeln, die preisgünstig und leicht zu verarbeiten sind, die ein möglichst breites Anwendungsspektrum besitzen, sich auch mit Dentalkeramikiassen verblenden lassen, die hohe thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, und die beim Abkühlen nach dem Vergiessen nicht zu Brüchen neigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Verwendung von Silber-Palladium-Legierungen mit 50 bis 70 % Silber, 15 bis % Palladium, 0,1 bis 2 % Ruthenium und/oder Rhenium, 0,2 bis 10 % Kobalt und/oder Kupfer, 0,2 bis 12 * Indium und/ oder Zinn, 0,2 bis 5 % Gallium, 0,05 bis 2 % Tantal und/oder Wolfram, O bis 5 * Gold und/oder Platin und 0 bis 2 % Zink gelöst. Besonders gut eignen sich Legierungen, die 50 bis 60 % Sil- ber, 35 bis 45 % Palladium, 0,1 bis 2 % Ruthenium und/oder Rhenium, 0,2 bis 10 % Kupfer, 0,2 bis 10 % Indium end/oder Zinn, 0,2 bis 4 % Gallium und 0 bis 1,5 % Zink enthalten. Diese Legierungen können so eingestellt werden, dass sie einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 20 bis eine C von grösser als 15,5 10-6K-1, eine Härte von nehr als 150 HV5 und Solidustemperaturen oberhalb 10750 C besitzen. Dadurch lassen sie sich mit modernen dentalkera- mischen Massen, die ebenfalls einen hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, problemlos verblenden. Die erfindungsgemässen Legierungen zeichnen sich aus durch ein exzellentes Giess- und Formfüllungsverhalten sowie durch eine aussergewöhnliche Feinkörnigkeit. Trotz ihres niedrigen Schmelzintervalls besitzen sie eine hohe Festigkeit bei der Brenntemperatur der Keramik. Die Legierungen weisen ferner eine hohe Anlaufbeständigkeit und Korrosionsfestigkeit auf. Sie sind nicht anfällig für Kohlenstoffauinnhme und die damit verbundenen Probleme bei der Verblendung mit Dental- keramik. Der Zusatz von Gallium iührt in Verbindung mit Sen übrigen Legierungsbestandteilen zu einer dentlichen Verbesserung der Duktilität bei höheren Temperaturen, insbe- sondere bei 6500 C, 80 dass die Gefahr von Gussbrüchen micht mehr besteht. Ausserdem verbessert Gallium die Giesseigen- schaften der Suilber-Paolladium-Legierungen wesentlich. Die Legierungen eignen sich aufgrund ihrer niedrigen Härte auch als Dental- Gusslegierungen, so dass der bei kombinierten Arbeiten erforderliche aufwendige, und zum Teil wenig erfolgreiche L6toorgang entfallen kann. Andererseits weisen alle erfindungsgemässen Legierungen eine sehr gute Lötbarkeit auf, so dass Lötungen sowohl vor als auch nach der keramischen Verbiendung völlig problemlos durchgeführt werden können. Es hat sich ferner gezeigt, dass die Festigkeit der Legierungen über den Tantal- bzw. Wolfram-Gehalt sowie durch den Einsatz von Kobalt gesteuert werden kann, ohne dass die Härte zu sehr ansteigt oder die Duktilität der Legierungen wesentlich abnimmt. Es ist daher möglich, erfindungsgemässe Legierungen auch für zahntechnischen Modellguss, d.h. für heraus nehmbaren Zahnersatz einzusetzen. Die folgende Tabelle zeigt die Haupteigenschaften einiger erfindungsgemässer Legierungen. Tabelle EMI5.1 Leg. <SEP> Schmelz- <SEP> Guss- <SEP> 0,2%- <SEP> Bruch <SEP> Therm. <tb> Nr. <SEP> Zusammensetzung <SEP> in <SEP> Massen <SEP> - <SEP> % <SEP> intervall <SEP> härte <SEP> Dehn- <SEP> dehng <SEP> Ausdehng <tb> <SEP> Sons- <SEP> gren- <SEP> 20 C-600 C <tb> <SEP> ze <tb> <SEP> Ag <SEP> Pd <SEP> Re <SEP> Ru <SEP> Co <SEP> Cu <SEP> Ga <SEP> In <SEP> Sn <SEP> Ta <SEP> W <SEP> tige <SEP> C <SEP> HV5 <SEP> MPa <SEP> % <SEP> .10-6K-1 <tb> 1 <SEP> 51 <SEP> 40,5 <SEP> 0,8 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 2,0 <SEP> 0,5 <SEP> 3,5 <SEP> 1,5 <SEP> -- <SEP> 0,2 <SEP> 1217-1158 <SEP> 217 <SEP> 530 <SEP> 10,5 <SEP> 16,1 <tb> 2 <SEP> 51 <SEP> 40,2 <SEP> -- <SEP> 0,8 <SEP> 1,0 <SEP> -- <SEP> 1,0 <SEP> 5,0 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> -- <SEP> 1220-1130 <SEP> 235 <SEP> 560 <SEP> 7,5 <SEP> 16,1 <tb> 3 <SEP> 55 <SEP> 39,2 <SEP> -- <SEP> 0,7 <SEP> -- <SEP> 1,0 <SEP> 0,5 <SEP> 2,5 <SEP> 1,0 <SEP> -- <SEP> 0,1 <SEP> 1200-1125 <SEP> 195 <SEP> 415 <SEP> 14,0 <SEP> 16,6 <tb> 4 <SEP> 55 <SEP> 39,0 <SEP> 0,6 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 1,2 <SEP> 1,0 <SEP> 2,0 <SEP> 0,5 <SEP> 0,2 <SEP> -- <SEP> Zn0,5 <SEP> 1190-1120 <SEP> 210 <SEP> 470 <SEP> 11,5 <SEP> 16,6 <tb> 5 <SEP> 60 <SEP> 35,0 <SEP> -- <SEP> 0,5 <SEP> -- <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 2,5 <SEP> 0,7 <SEP> 0,3 <SEP> -- <SEP> 1195-1125 <SEP> 180 <SEP> 410 <SEP> 12,5 <SEP> 17,3 <tb> 6 <SEP> 59 <SEP> 33,0 <SEP> 0,5 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 1,5 <SEP> 1,0 <SEP> 1,4 <SEP> 0,5 <SEP> 0,1 <SEP> -- <SEP> Pt3 <SEP> 1205-1120 <SEP> 195 <SEP> 430 <SEP> 12,5 <SEP> 16,9 <tb> 7 <SEP> 64 <SEP> 30,4 <SEP> 0,6 <SEP> -- <SEP> 1,5 <SEP> -- <SEP> 0,5 <SEP> 1,2 <SEP> 0,8 <SEP> 0,2 <SEP> 0,3 <SEP> Au0,5 <SEP> 1164-1095 <SEP> 170 <SEP> 380 <SEP> 13,7 <SEP> 17,5 <tb> 8 <SEP> 67 <SEP> 28,1 <SEP> -- <SEP> 0,8 <SEP> 1,0 <SEP> 0,9 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 1,2 <SEP> 0,2 <SEP> 0,2 <SEP> 1158-1088 <SEP> 162 <SEP> 368 <SEP> 14,8 <SEP> 17,8 <tb>

Claims: Patentansprüche: 1. Verwendung von Silber-Palladium-Legierungen, bestehend aus 50 bis 70 % Silber, 15 bis 45 % Palladium, 0,1 bis 2 %Ruthenium oder Rhenium, 0,2 bis 10 % Kupfer und/oder Kobalt, 0,2 bis 12 % Indium und/oder Zinn, 0,2 bis 5 % Gallium, 0,05 bis 2 % Tantal und/oder Wolfram, O bis 5 % Gold and/oder Platin und 0 bis 2 % Zink, als Werkstoffe zum AuSbrennen von Dentalkeramiken. 2. Verwendung von Silber-Palladium-Legierungen, bestehend aus 50 bis 60 % Silber, 35 bis 45 * Palladium, 0,1 bis 2 % Ruthenium und/oder Rhenium, 0,2 bis 10 % Kupfer, 0,2 bis 10 % Indium und/oder Zinn, 0,2 bis 4 % Gallium und 0 bis 1,5 % Zink, für den Zweck nach Anpruch 1.

Inventors: HATHAWAY, DORIS, HAUSSELT, JURGEN, DR. DIPL.-PHYS., ROTHAUT, JOSEF, DR. DIPL.-PHYS., SCHOCK, GERNOT, DIPL.-ING., Hausselt, Jürgen, Dr. Dipl.-Phys., Schöck, Gernot, Dipl.-Ing.
Applicants: DEGUSSA AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: A61K6
IPC codes: C22C5, A61K6