Сплав “Stomet-1kz” для ортопедической стоматологии

(51) 61 6/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области металлургии в частности к сплавам, используемым в стоматологии для изготовления каркасов металлокерамичских протезов различных конструкций (для цельнолитых протезов). Сплав для ортопедической стоматологии содержит кобальт, хром, молибден, кремний и марганец в следующем соотношении компонентов в мас.кобальт - 62,5-63,0, хром - 28,0-28,5, молибден - 5,05,5, кремний - 2,3-2,5, марганец - 0,2-0,6. Новизна состава данного сплава заключена в том, что содержание сплава изменено для повышения механических свойств.(72) Алтынбеков Кубейсин Дуйсенбаевич Аубакиров Ержан Габдувич Рузуддинов Саурбек Рузуддинович Минин Валерий Георгиевич Боянбаев Марат Акылбекович Нысанова Бахыт Жакеновна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова Министерства здравоохранения Республики Казахстан Изобретение относится к области металлургии в частности к сплавам, используемым в стоматологии для изготовления каркасов металлокерамических протезов различных конструкций (для цельнолитых протезов). Известно, что среди конструкционных материалов нержавеющая сталь имеет хорошие технологические и литейные свойства и низкую стоимость, в связи, с чем этот сплав широко применяется до сих пор. Наряду с высокими механическими и технологическими свойствами нержавеющим сталям присуще недостатки. При длительном охлаждении или длительном нагревании стали в температурном диапазоне 450-850 С из твердого раствора выпадают карбиды хрома. Потеря хрома приводит к снижению коррозионной стойкостью стали (Рыбаков А.И. Материаловедение в стоматологии. - М., Медицина, 1984, - с.42) в результате этого происходит постоянное выделение ионов металла способных вызывать развитие аллергических реакций приводящих к непереносимости этих сплавов (Гожая Л.Д. Аллергические заболевания в ортопедической стоматологии. - М, Медицина, 1988. - с.35-39). Усадка при литье нержавеющей стали доходит до 3, отмечается низкий предел прочности - около 30 кгс/мм 2 (Жулев Е.Н. Материаловедение в ортопедической стоматологии. - Н-Новгород - 2000 с.23), что вызывает трудности припасовывания ортопедической конструкции. В связи с этим нержавеющая сталь не нашла широкого применения в ортопедической стоматологии. Известно,что для изготовления металлокерамических конструкций широко применяют кобальтохромовые и никельхромовые сплавы многие из которых не отличаются друг от друга и выпускаются под разными названиями и содержание никеля в них доходит до 70(Дойников А.И, Синицын В.Д. Зуботехническое материаловедение. -М. - Медицина. - 1986, - с.6768). Однако стоматологические ассоциации Швеции,Швейцарии, Финляндии, Голландии, Норвегии,Канады и Германии рекомендуют не производить и не использовать для зубного протезирования сплавы на никель-хромовой и железо-никель-хромовой основе. При использовании ортопедических конструкций из никель-хромового сплава,существует вероятность возникновения химико-токсического электрогальванического и аллергизирующего воздействия на организм человека, а также возможны нарушения секреторной функции слюнных желез и химический состав твердых тканей зубов. Кобальтохромовый сплав отличается хорошими технологическими свойствами, в том числе литейными в частности хорошей жидкотекучестью, 2 практически отсутствием ликвации,что обеспечивает однородность химического состава по всему объему отливок. Известен сплав для ортопедической стоматологии - биосовместимый кобальтохромовый сплав, без бериллия и никеля,содержащий следующее соотношение элементов мас.62,5 Со, 29,5 С, 5,5 Мо, 1,4 , 0,4 М, 0,3 С, 0,23 . Сплав обладает высокой коррозионной стойкостью и хорошими механическими свойствами, отвечающий стандарту 6871-1. Известный сплав зарегистрирован в государственном реестре ЛС, ИМН и МТ РК (РКМТ-5 ОО 4646). Недостатком известного сплава является не достаточно высокие механические свойства. Задачей изобретения является создание сплава-1 для ортопедической стоматологии с целью придания сплаву более высоких механических свойств, для чего был изменен химический состав сплава. При выборе легирующего элемента, который бы смог увеличить механические свойства, в то же время оставлять сплав биосовместимым, был выбран нейтральный элемент кремний, который так же присутствует в аналогичном известном сплаве. Сущность изобретения Сплав -1 для ортопедической стоматологии,содержащий кобальт, хром, молибден, кремний и марганец заключается в том, что содержание сплава изменено для повышения механических свойств, в таком соотношении компонентов кобальт - 62,5-63,0, хром- 28,0-28,5, молибден - 5,0-5,5, кремний - 2,3-2,5,марганец - 0,2-0,6. Сплав получают следующим образом. При шихтовке исходных материалов, наряду с первичными металлами, такими как кобальт, хром,молибден, марганец, закладывают лигатуру - с соотношением 7030, в объеме 7 от веса садки. Плавку производят в индукционной печи при интервале плавления 1315-1365, с последующей заливкой изложницу при 1480 С. В процессе плавки алюминий, находящийся в лигатуре,окисляется и создает окисную плнку на поверхности жидкой ванны расплава, которая препятствует проникновению атмосферного кислорода в расплав, т.е. предотвращает окисление основных легирующих элементов расплава. В то же время алюминий дегазирует расплав, удаляет азот и кислород. Кремний же в свою очередь при таких температурах создает устойчивые соединения и с кобальтом и хромом, которые измельчают величину зерна при кристаллизации, что и способствует увеличению механических свойств. Представлены результаты исследований сплава .1 в сравнении со сплавом . Наименование Плотность г/см 3 Твердость по ВиккерсуИнтервал плавления С Температура литья С Предел растяжения МПа Е модуль МПа Растяжение Проведено исследование микроструктуры при различных увеличениях образцов сплава - с целью изучения его механических свойств. Литая структура твердого раствора на основе кобальта с направленно ориентированной дендритной структурой с осями первого и второго порядка. Углы между осями близки к 90 в одних сечениях, и к 30 и 60 в других (в зависимости от того, в какой плоскости пересекается ячейка с поверхностью шлифа). В междендритном пространстве слабо проявляется вторичная зернистая структура с мелкими полиэдрическими зернами - Фиг.1. Проведено исследование микроструктуры при различных увеличениях образцов сплава-1 с целью изучения механических его свойств. Литая дендритная структура с осями первого, второго и третьего порядка. Высокая концентрация светлой фазы. Таким образом,образцы можно разделить на две группы однофазные и двухфазные. Присутствие третьей фазы, возможно, связано с введением в сплавы (810) кремния в количестве 1,5-2,0. Диаграмма состояния системы кобальт-кремний имеет сложный характер с многочисленными (5 или более),промежуточными фазами - интерметаллидами при концентрации более 10 ат. кремния. При меньшей концентрации кремния, как в нашем случае,образуются тврдые растворы. Однако, надо учитывать, что с повышением концентрации кремния от 0 до 10 ат. температура превращения- модификации в - модификацию возрастает от 470 С до 730 С. Следовательно, наблюдаемые светлые выделения могут быть высокотемпературным - твердым раствором(Фиг.2). Увеличение механических свойств твердость по Виккерсу на 20 МПа, предел растяжения 20 МПа, Е модуль на 15000 МПа. Таким образом, полученный сплав -1(табл. 1,2 Фиг. 1,2) является более эффективным по механическим свойствам и в то же время биосовместимым, при производстве экономичным,т.к. состав содержит на 1,5 менее дорогостоящего хрома, вместо которого применяется более дешевый кремний. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Сплав для ортопедической стоматологии,содержащий кобальт, хром, молибден, кремний и марганец, отличающийся тем, что сплав содержит следующее соотношение компонентов в мас. кобальт - 62,5- 63,0,хром - 28,0 - 28,5,молибден - 5,0 - 5,5,кремний - 2,3 - 2,5,марганец - 0,2 - 0,6.