DE4419408C1

DE4419408C1 - Gold@ dental alloy contg. titanium and other named hypoallergenic additives

Info

Publication number: DE4419408C1
Application number: DE4419408A
Authority: DE
Inventors: Katja Spohn; Gerolf Bossert; Gerhard Griebler; Rudolf Dipl Ing Dr Wagner
Original assignee: Wieland Edelmetalle KG
Current assignee: Wieland Dental and Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2014-06-04

Abstract

A gold dental alloy has the compsn. (in wt.%) 95-98% Au, 1-4% Ti and 0.05-1.5% of at least one of the grain-refining elements Re, Rh, Ru, Ir and Ta.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gold-Legierung zur Herstellung von fest sitzendem Zahnersatz, die gleichermaßen zum Aufbrennen von Dental porzellanen als auch als unverblendeter oder mit Kunststoff verblendeter Zahnersatz verwendet werden kann.The invention relates to a gold alloy for the production of solid sedentary dentures that are equally used for dental bonding porcelain as well as unblended or with plastic veneered dentures can be used.

Dentallegierungen auf der Basis von Gold für oben angeführte Ver wendungsbereiche sind seit langem bekannt und in der Literatur beschrieben. Zur Abstimmung der technischen Daten und zur Erhaltung der notwendigen Korrosionsresistenz werden Goldlegierungen regel mäßig auch Edelmetalle der Platingruppe zulegiert. Legierungen auf der Basis von Gold und Platin, die kein Ag und Cu enthalten, sind in der US-Patentschrift 4,062,676 beschrieben. Weitere Legierungen auf der Basis von Gold mit Ag und Cu und einem Platinanteil bis zu 9 bzw. 15% und etwa gleichen Pd-Anteilen sind in der DE-PS 40 31 169 und der US-PS 3,413,723 beschrieben.Dental alloys based on gold for the abovementioned ver Areas of application have long been known and in the literature described. To coordinate the technical data and for maintenance The necessary corrosion resistance is governed by gold alloys platinum group alloys are also moderately alloyed. Alloys the base of gold and platinum, which do not contain Ag and Cu, are in U.S. Patent 4,062,676. More alloys on the base of gold with Ag and Cu and a platinum content up to 9 or 15% and approximately the same Pd proportions are in DE-PS 40 31 169 and U.S. Patent 3,413,723.

Die erwähnten Systeme extraharter Dentallegierungen enthalten eine Vielzahl von Edelmetall- und Nichtedelmetall-Legierungsbestand teilen, deren wechselnde Zusammensetzung die Farbe, Festigkeit und Härte, sowie die zahntechnischen Verarbeitungseigenschaften bestimmen. Palladium und Platinzusätze bewirken bei Goldbasis- Legierungen eine ausreichend hohe Solidustemperatur und eine hohe Festigkeit der Legierungen. Bei Goldbasislegierungen mit Platin und/oder Palladiumzusätzen ist eine weitere Festigkeits- und Härtesteigerung dann nur noch durch eine Anhebung der unedlen Legierungsbestandteile, für die üblicherweise Cu, Zn, Ga, In, Sn, Ge, Fe verwendet werden, zu erreichen. Aufgrund der Tendenz dieser Metalle, das Schmelzintervall abzusenken, ist eine weitere Festigkeitserhöhung einerseits mit einer Absenkung der Solidustemperatur andererseits verbunden; die Möglichkeit, keramische Massen mit Aufbrenntemperaturen um 960° aufzubrennen, ist somit stark eingeschränkt. Außerdem neigen Legierungen um so eher zum Verziehen des Metallgerüstes, je näher die Solidustemperatur der Legierung und die Brenntemperatur der Keramiken beieinander liegen.The mentioned systems of extra hard dental alloys contain one Variety of precious and non-precious metal alloy inventory share, the changing composition of the color, strength and Hardness, as well as the dental processing properties determine. Palladium and platinum additives in gold-based Alloys have a sufficiently high solidus temperature and a high one Strength of the alloys. For gold-based alloys with platinum and / or palladium additives is another strength and The only way to increase the hardness is to raise the base Alloy components for which Cu, Zn, Ga, In, Sn, Ge, Fe used to achieve. Because of the tendency of this Metals to lower the melting interval is another Strength increase on the one hand with a lowering of the Solidus temperature connected on the other hand; the possibility, to burn ceramic masses with firing temperatures around 960 ° thus severely restricted. In addition, alloys tend to tend to warp the metal frame, the closer the solidus temperature of the Alloy and the firing temperature of the ceramics are close together.

Eine Härte- bzw. Festigkeitssteigerung schließt somit bei den bekannten Legierungen auf Goldbasis, sofern auf Platin oder Palladium verzichtet wird, eine ausreichend hohe Solidustemperatur aus. Einen genügend großen Abstand zwischen der Aufbrenntemperatur für keramische Massen und der Solidustemperatur entsprechender Legierungen stellt eine Temperaturdifferenz von ca. 100°C dar.An increase in hardness or strength thus closes the known gold-based alloys, provided they are made of platinum or Palladium is dispensed with, a sufficiently high solidus temperature out. A sufficient distance between the firing temperature for ceramic masses and corresponding to the solidus temperature Alloys represent a temperature difference of approx. 100 ° C.

Die gattungsbildende DE 23 02 877 enthält neben Platin und Palladium einen Zusatz von Titan, der offenbar durch spezifische Reaktionen mit den Palladium- und Platinbestandteilen die physikalischen Legierungseigenschaften verbessern soll und einen kräftigeren, gelben Farbton erzeugen soll als die eingangs genannten Legierungen.The generic DE 23 02 877 contains platinum and palladium an addition of titanium, apparently through specific reactions with the palladium and platinum components the physical ones Alloy properties should improve and a stronger, should produce a yellow hue as the alloys mentioned at the beginning.

Dies mag darauf zurückzuführen sein, daß die entfärbende Wirkung der bisher als unverzichtbar erachteten Legierungsbestandteile wie z. B. Pt oder Pd durch Komplexbildung mit Titan reduziert wird.This may be due to the fact that the decolorizing effect of the Alloy components previously considered indispensable, such as B. Pt or Pd is reduced by complex formation with titanium.

Für die Herstellung von Schmuck, Münzen und Barren ist aus der DE-OS 35 02 914 die Verwendung von Gold mit geringen Titan-Zusätzen bekannt. Diese können im Dentalbereich allerdings nicht eingesetzt werden, da aufgrund des grobkörnigen und dendritischen Gefüges solcher Schmucklegierungen ein stark anisotropes Verhalten des Wärmeausdehnungskoeffizienten beobachtet wird. Dies würde beim Verblenden mit dentalkeramischen Massen zu einer starken Rißbildung in der Keramik führen.For the manufacture of jewelry, coins and bars is from DE-OS 35 02 914 the use of gold with low titanium additions known. However, these cannot be used in the dental field because of the coarse-grained and dendritic structure such jewelry alloys have a strongly anisotropic behavior Thermal expansion coefficient is observed. This would be the case with Blending with dental ceramic materials to form a strong crack lead in ceramics.

Auch der Verzicht auf die oben erwähnten zusätzlichen Legierungs bestandteile wie z. B. Pt und Pd hat die Verwendung solcher Legierungen für Dentalzwecke bisher verhindert. Also the waiver of the additional alloy mentioned above ingredients such as B. Pt and Pd has the use of such Alloys for dental purposes previously prevented.

Eine zunehmende Anzahl von Patienten zeigt auf diese üblichen, für die angestrebten technischen Eigenschaften vermeintlich notwendigen Legierungsbestandteile allergische Reaktionen oder sonstige Beschwerden.An increasing number of patients are pointing to these usual, for the desired technical properties supposedly necessary Alloy components allergic reactions or other Complaints.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine extraharte Goldlegierung zu schaffen, die frei von solchen kritischen Legierungsbestandteilen ist oder zumindest möglichst wenige davon enthält und die trotzdem mit keramischen Massen bebrannt werden kann, eine hohe Härte von ca. 200 HV 5/30 und eine Solidustemperatur von < 1060°C aufweist.It is therefore an object of the invention to provide an extra hard gold alloy create that free of such critical alloy components is or contains at least as few of them as possible and that anyway can be fired with ceramic materials, a high hardness of approx. 200 HV 5/30 and a solidus temperature of <1060 ° C.

Im einzelnen beinhaltet diese Aufgabenstellung Dentallegierungen auf der Basis von Gold zur Herstellung von festsitzendem Zahnersatz zu finden, dieIn particular, this task includes dental alloys the basis of gold for the manufacture of fixed dentures find that

1. both have a sufficiently high hardness or strength to can also be used for long span bridges,
2. are equipped with sufficiently high solidus temperatures in order to with sufficient security against twisting when Firing to be equipped with ceramic masses
3. A thermal expansion suitable for ceramic facings have behavior,
4. contains as little as possible of alloy components, who are responsible for complaints of all kinds be made and
5. have a pleasant golden yellow color.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst, daß diese Legierungen lediglich aus 95-98% Au, 1-4% Ti sowie 0,05-1,5% eines oder einer Mischung der Elemente Re, Rh, Ru, Ir und Ta bestehen. Die Prozentangaben beziehen sich dabei auf Gewichtsprozente. This object is achieved according to the characterizing part of claim 1 solved that these alloys only 95-98% Au, 1-4% Ti and 0.05-1.5% of one or a mixture of the elements Re, Rh, Ru, Ir and Ta. The percentages refer to percentages by weight.

Reines unlegiertes Gold weist im vergossenen Zustand eine sehr geringe Härte von ca. 30 HV 5/30 auf. Die Titanzusätze bei der DE-PS 23 02 914 haben einen mäßigen Einfluß auf Festigkeit und Härte. Solche Zusätze sind praktisch auch schwer umsetzbar, da Titan aufgrund seiner hohen Reaktivität mit den weiteren Legierungsbe standteilen in seiner Wirkung durch die Bildung von Reaktionsphasen und Oxidation zu TiO₂ gemindert wurde.Pure unalloyed gold shows a very high level when cast low hardness of approx. 30 HV 5/30. The titanium additives at DE-PS 23 02 914 have a moderate influence on strength and hardness. Such additives are practically difficult to implement because titanium due to its high reactivity with the other alloys participate in its effect through the formation of reaction phases and oxidation to TiO₂ was reduced.

Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß Legierungen auf der Basis von Gold mit erfindungsgemäßen Anteilen an Titan stark aushärten und vor allem ein feinkörniges Gefüge mit isotropen Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen, wenn erfindungsgemäße Anteile an kornfeinenden Zusätzen verwendet werden, und daß dann im Gegensatz zu den bisher herrschenden Auffassungen auf weitere unter Umständen gesundheitsgefährdende Legierungsbestandteile verzichtet werden kann.Surprisingly, however, it has been found that alloys on the Base of gold with proportions of titanium strong according to the invention harden and above all a fine-grained structure with isotropic Have thermal expansion properties when according to the invention Shares in grain-fine additives are used, and that then in Contrary to the prevailing views on others below Alloy ingredients that are hazardous to health are omitted can be.

Die erfindungsgemäßen kornfeinenden Zusätze zeichnen sich auch dadurch aus, daß sie mit dem Titan keine bzw. vernachlässigbare Reaktionen eingehen, so daß sich das Titan in diesem Fall fast völlig mit dem Gold legieren kann. Auf diese Weise können mit erfindungsgemäß geringen Anteilen eines Metalls, das sich in der Implantattechnik als besonders biokompatibel erwiesen hat, und somit nicht zu der Gruppe der Legierungselemente gehört, denen eine die Gesundheit negativ beeinflussende Wirkung unterstellt wird, vergleichsweise feste, harte und zudem intensiv gelbe Legierungen auf der Basis von Gold hergestellt werden. Legierungen, die nur aus diesen Legierungskomponenten bestehend sind somit hart und gelb, weisen aber kein dendritisches Gußgefüge auf. Die kornfeinenden Zusätze Re, Rh, Ru, Ir und Ta sind für eine isotrope Gefügestruktur mit feinem Korn (< 100 µm) verantwortlich und tragen so zu einer hohen Gußqualität, Festigkeit und einwandfreiem Verblendverhalten aufgrund eines optimalen isotropen Verhaltens des Wärmeausdehnungs koeffizienten der Legierungen bei. The grain-refining additives according to the invention also stand out characterized in that they have no or negligible with the titanium Reactions, so that the titanium is almost in this case can completely alloy with the gold. That way, with According to the invention, small proportions of a metal that is in the Implant technology has proven to be particularly biocompatible, and thus does not belong to the group of alloying elements, one of which Negative effects on health are assumed, comparatively strong, hard and also intensely yellow alloys be made on the basis of gold. Alloys that only consist of these alloy components are hard and yellow, but have no dendritic cast structure. The grain refining Additions Re, Rh, Ru, Ir and Ta are used for an isotropic structure fine grain (<100 µm) and thus contribute to a high one Cast quality, strength and perfect veneering behavior due to optimal isotropic behavior of thermal expansion coefficients of the alloys.

Bei der Zusammenstellung der Legierung ist insbesondere auf die Einhaltung der Anteile dieser Legierungselemente zu achten, denn zu hohe Anteile o. g. Legierungselemente führen bei erfindungsgemäßen Legierungen zu einer zu starken Absenkung des Schmelzintervalles und aufgrund der Bildung von spröden intermetallischen Phasen sowie einer stark zunehmenden Oxidationsneigung der Legierungen, zu einer Versprödung, die sich dann wiederum in einer Neigung zur Gußbrüchig keit oder schlechten Dehn- und Fließeigenschaften negativ bemerkbar machen können. Eine ordentliche bestimmungsgemäße Verarbeitung als Dentallegierung im Dentallabor ist somit nicht mehr möglich.When putting the alloy together, special attention is paid to the Adhere to the proportions of these alloying elements, because too high proportions above Alloy elements lead to the invention Alloys to reduce the melting interval too much and due to the formation of brittle intermetallic phases as well a strongly increasing tendency of the alloys to oxidize, to a Embrittlement, which in turn turns into a tendency to cast iron negative or poor stretch and flow properties are noticeable can do. Proper processing as intended Dental alloy in the dental laboratory is therefore no longer possible.

Die technischen Eigenschaften einiger erfindungsgemäßer Legierungen sind in beiliegender Tabelle aufgeführt. Die Prozentangaben beziehen sich dabei auf Gewichtsprozente.The technical properties of some alloys according to the invention are listed in the attached table. Get the percentages percentages by weight.

Claims

Dental gold alloy for dentures containing titanium, characterized in that it consists of 95 to 98% gold, 1 to 4% titanium and 0.05 to 1.5% grain-refining additives from the group: rhenium, rhodium, ruthenium, iridium and / or tantalum.