Стоматологічний сплав на основі нікелю

Винахід відноситься до сплавів переважно медичного призначення, які застосовуються в ортопедичній стоматології для виготовлення зубних протезів з керамічним покриттям. Відомий сплав Duseranium U на основі нікелю, що містить (у ваг. %): 21,5 Сг, 4,5 Мо, 5,0 W, 3,2 Nb, 0,5 Co, 3,5 Fe, 0,4 Mn, 0,8 Si, 1,5 Сu, 0,1 С, решта Ni (DUCERA, Dental GmbH & Co. KG). Недоліками цього сплаву є недостатня міцність і твердість. Відомий сплав Wiron-88 на основі нікелю, який містить (у ваг. %): 24 Сr, 10 Мо, 1,5 Si, 0,5 Се, решта Ni (Katalog'90. Das Bego-System. - Bego, 1989-P.9). Недоліками цього сплаву є недостатня міцність і твердість, висока схильність до дендритної ліквації, обумовленою великим температурним інтервалом (60°С) кристалізації (tн-tк =1310-1250°С), використання для рафінування рідкоземельного елемента церію, що здорожує сплав. Найбільш близьким до запропонованого є сплав Supranium на основі нікелю, що містить (у ваг. %): 21,5 Сг, 9 Мо, 4 Nb, 2 Co, 1,5 Fe, 0,5 Mn, 0,5 Si, решта Ni (Lindigkeit J. Non-precious dental alloys from Krupp for fixed dentures // Technische Mitteilungen Krupp. - 1990. - N1. - P.62.). Коефіцієнт термічного розширення (КТР) відомого сплаву складає 1,39.10-6 К-1. Недоліками цього сплаву є недостатня міцність і твердість, а також висока схильність до дендритної ліквації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму, пов'язаної з великим температурним інтервалом (60°С) кристалізації (tн-tк =1360-1300°С). Технічною задачею винаходу, який заявляється, є створення сплаву на основі нікелю, що має підвищені міцність і твердість при збереженні значення коефіцієнта термічного розширення 1,39.10-6 К-1 і з більш вузьким температурним інтервалом кристалізації, що дозволяє одержати однорідні по об'єму виливки. Технічна задача вирішується за рахунок того, що в стоматологічний сплав на основі нікелю, який містить хром, молібден, ніобій, кобальт, додатково вводять вольфрам, титан і алюміній у наступному співвідношенні (ваг. %): Сr 24,0-27,0; Мо 2,6-4,2; W 2,2-3,8; Nb 1,2-2,0; Co 3,5-5,7; Ті 1,0-1,3; Al 1,2-1,5; Ni решта. Введення в сплав вольфраму, ти тану та алюмінію підвищує його механічні характеристики. При вмісті хрому менше 24,0ваг.% і більше 27,0ваг.% сплав віддаляється від евтектичного, збільшуючи інтервал кристалізації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму. При вмісті молібдену менше 2,6ваг.%, вольфраму менше 2,2ваг.%, ніобію менше 1,2ваг.% та кобальту менше 3,5ваг.% знижується міцність і твердість сплаву. При вмісті молібдену більше 4,2ваг.% вольфраму більше 3,8ваг.%, ніобію більше 2,0ваг.% та кобальту більше 5,7ваг.% склад сплаву віддаляється від евтектичного, збільшується інтервал кристалізації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму. При вмісті титану менше 1,0ваг.% і алюмінію менше 1,2ваг.% знижується міцність і твердість сплаву. Збільшується його інтервал кристалізації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму. При вмісті титану більше 1,3ваг.% і алюмінію більше 1,5ваг.% збільшується кількість інтерметалідів Ni3Ti і Ni3Аl, які підвищують схильність сплаву до міжкристалітної корозії, окрихчуючи його при неоднорідному розподілі у виливці. Приклад. Були виплавлені виливки сплавів методом індукційного вакуумного переплаву з донним розливом зі складами, що відповідають середньому і крайнім значенням тому, який заявляється, а також вище і нижче запропонованого діапазону і сплаву-прототипу (табл.1). Таблиця 1 Хімічний склад виплавлених сплавів № сплаву 1 2 3 4 5 6 Вміст легуючи х елементів нижче мінімального мінімальне середнє максимальне вище максимального прототип Cr 22,0 24,0 2,6 27,0 28,0 21,5 Мо 2,4 2,6 3,3 4,2 4,5 9,0 W 2,0 2,2 3,0 3,8 4,0 Nb 1,1 1,2 1,6 2,0 2,1 4,0 Вміст елементів, ваг. % Co Fe Mn Ті 3,4 0,8 3,5 1,0 4,5 1,1 5,7 1,3 6,0 1,4 2,0 1,5 0,5 Аl 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 Si 0,5 Ni решта решта решта решта решта решта Отримані виливки всіх сплавів піддавались механічній обробці (шліфуванню і поліруванню) відповідно до технологічних поверхнево-оздоблювальних операцій при виготовленні металевого каркаса металокерамічного протеза. Результати проведених механічних випробувань зразків сплавів, а також визначення їх КТР і температурного інтервалу кристалізації приведені в табл.2. Таблиця 2 Ме ханічні властивості, КТР і інтервал кристалізації сплавів № сплаву 1 2 3 4 5 6 s 0,2 , Н/мм 304 339 341 342 346 310 2 Ме ханічні властивості Твердість за Вікерсом, HV (10) 179 211 213 216 220 185 КТР, К-1 Інтервал кристалізації, °С 1,39.10-6 1,38.10-6 1,38.10-6 1,39.10-6 1,40.10-6 1,39.10-6 94 34 33 35 86 60 Як видно з приведених у табл.2 даних при вмісті легуючи х елементів меншому ніж той, що заявляється, сплав характеризується недостатньою міцністю і великим інтервалом кристалізації (сплав №1). У той же час запропонований склад сплаву на основі нікелю забезпечує його високі механічні характеристики при значенні КТР рівному 1,39.10-6 К-1 і інтервалом кристалізації 33-35°С. Сплав може бути виплавлений як у лабораторних, так і в промислових умовах.