USE OF A COBALT-CHROMIUM ALLOY FOR DENTAL PROSTHESES

Abstract: 1. Use of a cobalt chromium alloy composed of from 23 to 36% of chromium, from 16 to 22% of iron, from 1 to 10% of molybdenum, from 0.05 to 3% of manganese, from 0.05 to 1% of titanium, from 0 to 1% of silicon, the remainder being cobalt, for the production of dental prostheses.

Description: Verwendung einer Kobalt-Chrom-Legierung iür Dentalprothesen Die Erfindung betrifft eine Eobalt-Chrom -Legierung zur Herstellung von Dentalprothesen, die vorzugsweise mit Dentalkeramik beschichtet werden können. In der Zahnheilkunde werden Legierungen zur Herstellung von Kronen- und Brückengerüsten verwendet, die anschliessend mit dentalkeramischen Massen verblendet werden. Diese Keramikmassen erfüllen in einer hervorragenden Weise die ästhetischen Forderungen, die an einen Zahnersatz gestellt werden. Dabei ist es notwendig, dass der Wärmeausdehnungs- koeffizient der hierfür verwendeten Legierungen dem der Dentalkeramikmassen angepasst ist, da sonst während oder nach der Herstellung der Prothese Risse in der Keramikverblendung entstehen. Hierzu geeignete Legierungen müssen ausserden eine ausreichend niedrige Liquidusteniperatur und gute Gusseigenschaften aufweisen. Es ist bekannt Gold- und Palladiumlegierungen zur Herstellung solcher Brücken- und Kronengerüste zu verwenden. Die bekannten Edelmetallegierungen erfüllen die geforderten Bedingungen sehr gut, sind aber wegen ihres hohen Edelmetallgehaltes sehr teuer. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, billigere Unedelmetallegierungen auf Sobalt-Nickel-Chrom- und Sobalt-Chrom- basis zu entwickeln, die in ihren Eigenschaften den bekannten Edelmetall-Legierungen gleichkommen. So werden in der US-PS-40 10 048 Nickel-Chroi-Legierungen beschrieben, die ausserdem noch Molybdän, Eisen, Aluminium und Silizium enthalten. Nickelhaltige Legierungen haben je- doch den Nachteil, dass Nickel allergische Reaktionen beim Patienten und beim Labor- und Prazispersonal hervorrufen kann. Es ist daher versucht worden, nickelfreie Legierungen für prothetische Teile zu entwickeln, die mit keramischen Nas- sen oder Kunststoffen verblendet werden können. So sind in letzter Zeit Kobalt-Chrom-Molybdän-Gusslegierungen be kanntgeworden, die jedoch nicht zunderbeständig sind und daher nicht mit Keramik verblendet werden können. Ausserdem sind sie sauerstoffempfindlich und passen deswegen in Va knum geschmolzen werden. Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Legierungen auf der Basis Kobalt-Chrom flir Dentalprothesen zu entwickeln, die möglichst kein Nickel enthalten, mit keramischen Nassen und Kunststoffen verblendbar sind, sich in normaler Atmosphäre in üblichen Giessgeräten schmelzen lassen und keine grössere Mengen an Schlacken im Schmelztiegel bilden. Diese Aufgabe wurde erfindungsgenäss durch die Verwendung einer Kobalt-ChroE-Legierung gelöst, die neben Kobalt als Rest aus 23 bis 36 * Chrom, 16 bis 22 % Eisen, 1 bis 10 % Molybdän, 0,05 bis 3 % Nangan, 0,05 bis 1 % Titan und O bis 1 * Silizium besteht. Vorzugsweise verwendet man Legierungen, die neben Kobalt als Rest 28 bts 33 % Chrom, i7 bis 19 % Eisen, 2 bis 6 * Molybdän, 0,5 bis 1,5 % Mangan, 0,1 bis 0,5 * Titan und o bis 0,5 % Silizium enthalten. Nickel kann in diesen Legierungen in Gehalten bis etwa 0,5 % enthalten sein und aus Verunreinigungen der Legierungskomponenten, insbesondere des Kobalts herrühren. Die Summe der Elemente Mangan, Titan und Silizium sollte dabei nicht über 2 % liegen. Solche Legierungen lassen sich gut mit keramischen Massen und Kunststoffen verblenden, sind in normaler Atmosphäre in den üblichen Giessgeraten schmelzbar und bilden nur unwesentliche Mengen Schlacken. Legierungen ähnlicher Zusammensetzung sind für andere Anwendungsbereiche bekannt, wo gute Korrosions- und Abriebbeständigkeit verlangt werden. Solche Legierungen werden z.B. verwendet zur Besdichtung von Teilen, deren Oberfläche korrosiven Medien und/oder hohen Abriebkräften ausgesetzt ist. Sie werden ausserdem zur Herstellung von Strangpressformen verwendet, wo gute Thermoschockbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit verlangt werden. Wie nunmehr gefunden wurde, besitzen diese Legierungen in dem genannten Zusammensetzungsbereich Wärmeausdehnungskoeffizienten, die denen der üblichen Dentalkeramiken angepasst sind. Durch ihr niedriges und enges Schmelzintervall lassen sie sich z.B. mit der Propan-Sauerstoff-Flamme gut schmelzen und giessen. Darüber hinaus können diese Legierungen auch als Gusslegie- rungen zur Herstellung von Platten und Gerüsten für heraus nehmbaren Zahnersatz verwendet werden, da ihre technischen Daten den Anforderungen für solche Legierungen entsprechen. Ihre guten mechanischen Eigenschaften und das günstige Ver arbeitungsverhalten erlauben weiterhin ihre Verwendung als Gusslegierung ftir die Herstellung von Kronen- und Brückengerüsten zur Kunststoffverblendung. Folgende Beispiele sollen die Vorteile dieser Legierungen bei der Verwendung für Dentalprothesen näher erläutern. Dabei wurden die Legierungen mit einer Propan-Sauerstoff-Flamme sowie in Dentalgissgeräten mit Hochfrequenz-Induktion geschmolzen und vergossen. Anschliessend wurden Brückengerüste mit bis zu vierzehn Gliedern hergestellt und diese mit marktüblichen dentalkeramischen Massen verblendet. Weder Risse noch Sprünge wurden in der Keramik festgestellt. Die Giessfähigkeit der Legierungen und die Ergebnisse der Verblendversuche waren durchaus befriedigend. Beispiel 1: Zusammensetzung: 31,0 % Chrom, 18,8 % Eisen, 3,0 % Molybdän, 0,9 * Mangan, 0,2 % Titan, Rest Kobalt einschliesslich her stellungsbedingter Verunreinigungen. Schmelzintervall (00): 1395 - 1345 0,2 %-Dehngrense Rp0,2(N/mm2): 520 - 550 p0,2 Zugfestigkeit Rm (N/=R2): 630 - 660 Dehnung A5 (%): 3 - 5 Vickershärte BT 10: 320 - 350 Beispiel 2: Zusammensetzung: 29,4 % Chrom, 18,4 % Eisen, 5,8 % Molybdän, 0,8 * Mangan, 0,1 % Titan, Rest Kobalt einschliesslich herstellungsbedingter Verunreinigungen. Schmelzintervall ( C): 1385 - 1340 0,2 %-Dehngrenze RRp0,2 (N/mmê): 720 - 740 Rp0,2 2 Zugfestigkeit R- (N/mm2): 760 - 780 Dehnung d (%): 0,3 - t Vickershärte HV 10 400 - 420 Beispiel 3: Zusammensetzung: 29,2 % Chrom, 18,3 % Eisen, 5,7 % Molybdän, 0,8 % Mangan, O,i % Titan, 0,5 % Si, Rest Kobalt einschliesslich herstellungsbedingter Verunreinigungen. Schmelzintervall ( C): 1380 - 1340 0,2 %-Dehngrenze Rp0,2 (N/mmê): 680 - 700 Rp0,2 (N/mmê): - 700 Zugfestigkeit Rm (N/mmê): 700 - 720 Dehnung A5 (%): 0,3 - 1 Vickershärte HV 10 400 - 420 Beispiel 4: Zusammensetzung: 25,5 % Chrom, i9,0 % Eisen, 8,0 % Molybdän, 0,8 % Mangan, 0,1 % Titan, Rest Kobalt einschliesslich herstellungsbedingter Verunreinigungen. Schmelzintervall ( C): 1375 - 1300 0,2 % Dehngrenze 1Lp0,2 (N/mmê): 600 - 630 Zugfestigkeit Rm (N/mmê): 720 - 790 Dehnung A5 (%): 5 - 8 Vickershärte HV 10 300

Claims: Patentansprüche: i. Verwendung einer Eobalt-Chrom-Legierung aus 23 bis 36 % Chrom, 16 bis 22 % Eisen, i bis 10 % Molybdän, 0,05 bis 9 Mangan, 0,05 bis i % Titan, O bis i % Silizium, Rest Kobalt, zur Herstellung von Dentalprothesen. 2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 29 bis 33 % Chrom, 17 bis 19 % Eisen, 2 bis 6 * Molybdän, 0,5 bis 1,5 % Mangan, O,i bis 0,5 % Titan, 0 bis 0,5 * Silizium, Rest Kobalt, besteht. 3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet dass die Summe der Elemente Mangan, Silizium und Titan nicht über 2 % liegt.

Inventors: NAWAZ, M. H. A., DR., STUMKE, MANFRED, DR. DIPL.-PHYS., Stümke, Manfred, Dr. Dipl.-Phys.
Applicants: DEGUSSA AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: C22C19
IPC codes: A61K6, C22C19