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 Wiron-77 на основі нікелю, який містить (у ваг. %): 20,5 Сr, 6 Мо, 3,5 Si, 0,5 Се, 0,5 В, решта Ni (Katalog'90. Das Bego-System. -Bego, 1989 -P.9). Недоліками цього сплаву є висока схильність до дендритної ліквації, що приводить до хімічної неоднорідності литої конструкції, пов'язаної з великим температурним інтервалом (60°С) кристалізації (tн-tk =1250-1110°С). Крім того, у сплав для рафінування введений дорогий рідкоземельний елемент церій, який є тільки технологічною металургійною присадкою, що здорожує сплав. 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 -Р.9) Недоліками цього сплаву є висока схильність до дендритної ліквації, що приводить до хімічної неоднорідності литої конструкції, пов'язаної з великим температурним інтервалом (60°С) кристалізації (tн-tk =1310-1250°С). Крім того, у сплав для рафін ування введений дорогий рідкоземельний елемент церій, який здорожує сплав. Найбільш близьким до запропонованого є сплав Wiron-99 на основі нікелю, що містить (у ваг. %): 22,5 Сr, 9,5 Мо, 1,0 Nb, 1,0 Si, 0,5 Fe, Се 0,5, решта Ni (Katalog'90. Das Bego-System. -Bego, 1989 -P.9). Коефіцієнт термічного s розширення (КТР) відомого сплаву складає 1,4×10-6К-1, твердість HV (10) - 180, а 0,2 - 330 Н/мм 2. Недоліками цього сплаву є висока схильність до дендритної ліквації, обумовленою великим температурним інтервалом (60°С) кристалізації (tн-tk =1310-1250°С), використання для рафінування рідкоземельного елемента церію, що здорожує сплав. Технічною задачею винаходу, який заявляється, є створення сплаву на основі нікелю з більш вузьким температурним інтервалом кристалізації, що дозволяє одержати однорідні по об'єму виливки при збереженні значення КТР 1,4×10-6К-1, міцності та твердості. Технічна задача вирішується за рахунок того, що в стоматологічний сплав на основі нікелю, який містить хром, молібден, кремній і залізо додатково вводять вольфрам, у наступному співвідношенні (ваг. %): Cr 26,0-29,0 Mo 4,0-5,0 W 1,6-2,0 Fe 1,5-1,8 Si 0,3-1,0 Ni решта. Запропонований сплав не потребує рафінування церієм. При вмісті хрому менше 26,0ваг. % і більше 29,0ваг. % та заліза менше 1,5ваг. % і більше 1,8ваг. % сплав віддаляється від евтектичного, збільшуючи інтервал кристалізації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму. При вмісті молібдену менше 4,0ваг. % і вольфраму менше 1,6ваг. % знижується міцність і твердість сплаву. При вмісті молібдену більше 5,0ваг. % та вольфраму більше 2,0ваг. % склад сплаву віддаляється від евтектичного, збільшується інтервал кристалізації, що приводить до хімічної неоднорідності виливки по об'єму. При вмісті кремнію менше 0,3ваг. % погіршуються адгезійні властивості поверхні при покритті керамікою, що обумовлено зменшенням кількості окислів чи шпинелей після високотемпературного нагріву. При вмісті кремнію більше 1,0ваг. % підвищується крихкість сплаву за рахунок появи на границях зерен крихкої фази Ni3Si. Елементи, що вводяться в сплав, забезпечують мінімальний інтервал його кристалізації, що близький до евтектичного (псевдоевтектичного), при збереженні значення КТР, твердості та міцності. Тому будь-яке відхилення в той чи інший бік приводить до збільшення інтервалу кристалізації і підвищує концентраційну неоднорідність внаслідок розвитку лікваційних процесів. Зміна кількості кожного з легуючи х елементів спричиняє необхідність комплексної корекції складу сплаву у відношенні інших елементів. 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). 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. Як видно з приведених у табл.2 даних при вмісті легуючи х елементів меншому ніж той, що заявляється, сплав характеризується недостатньою міцністю та твердістю і великим інтервалом кристалізації (сплав №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 Сr 25,2 26,0 27,0 29,0 29,7 22,5 Мо 4,6 4,0 4,6 5,0 5,5 9,5 W 1,4 1,6 1,8 2,0 2,3 Вміст елементів, ваг. % Nb Fe Si 1,3 0,1 1,5 0,3 1,7 0,6 1,8 1,0 2,0 1,2 1,0 0,5 1,0 Се 0,5 Ni решта решта решта решта решта решта У той же час запропонований склад сплаву на основі нікелю забезпечує механічні характеристики близькі до сплаву-прототипу при значенні КТР рівному 1,4×10-6К-1 і інтервал кристалізації 20-25°С. Таблиця 2 Ме ханічні властивості, КТР і інтервал кристалізації сплавів № сплаву 1 2 3 4 5 6 s 0,2 , Н/мм 315 327 328 332 338 330 2 Ме ханічні властивості Твердість за Вікерсом, HV(10) 163 177 179 182 188 180 КТР, К-1 Інтервал кристалізації, °С 1,4×10-6 1,4×10-6 1,4×10-6 1,4×10-6 1,4×10-6 1,4×10-6 72 25 20 24 77 60 Сплав може бути виплавлений як у лабораторних, так і в промислових умовах.