Сплав “Stomet-2kz” 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 литейной технологией бюгельных протезов и протезов с металлическим базисом. Сплав содержит более на 1 кремния и менее 1 хрома, что в свою очередь увеличивает его механические свойства.(72) Алтынбеков Кубейсин Дуйсенбаевич Аубакиров Ержан Габдувич Боянбаев Марат Акылбекович Алтынбеков Аскар Дуйсенбаевич Елисеев Дмитрий Павлович(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 литейной технологией бюгельных протезов и протезов с металлическим базисом. Известен сплав для ортопедической стоматологии, который содержит 0,01-0,05 С, 0,82,0 , 0-1,0 Со, 0,5-2,0 , 24,0-32,0 С, 7,011,0 Мо, 0-0,3 В, 0,1-0,45 Се, 0,1-0,5 А 1,остальное(Патент Германии 3609132 .- МПК А 61 6/04. - С 22 С 19/05. - 1987). Этот сплав имеет высокую пластичность. Однако повышение пластичности происходит за счет снижения остальных механических характеристик. Несмотря на введение бора, который за счет образования карбидов должен увеличить твердость и прочность, малое содержание углерода не позволяет образовывать достаточное количество карбидов. Кроме того,такое пониженное содержание углерода приводит к ухудшению технологических свойств. Чему способствует и высокое содержание хрома. Алюминий в сплаве образует интерметаллидные соединения, которые упрочняют сплав. Но такое упрочнение имеет свои минусы - алюминий образует тугоплавкие соединения, которые повышают температуру плавления сплава, что приводит к усложнению технологии плавки. Известен сплав для ортопедической стоматологии, содержащий 0-0,12 С, 0,3-1,8 ,15,0-28,0 С, 6,0-16,0 Мо, 0,2-3,5 , 0,1-1,5 Се или(и) , 0-5,0 или(и) Со или(и) М,остальное(Патент Германии 3630321.- МПК А 61 6/04.- 1988). Сплав также обладает высокой пластичностью,но повышение пластичности достигается за счет снижения других механических свойств. Высокое содержание хрома, молибдена, марганца, железа приводит к снижению не только предела текучести и твердости, но и увеличению значения КТР,снижению жидкотекучести. Попытка упрочнить сплав ниобием не удалась из-за низкого содержания этого элемента. При этом 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. В ортопедической стоматологии широко применяются сплавы на основе кобальт-хромовых соединений со всевозможными легирующими добавками из цветных и редких металлов. Но не всегда легирующие элементы оказывают положительные эффекты, так при содержании никеля в сплаве свыше 1 вызывают аллергическую реакцию у пациентов. Из этого следует, что необходимо создать сплав для ортопедической стоматологии с высокими физико-химическими и эксплуатационными свойствами и с легирующими элементами, 2 являющимися нейтральными к человеческому организму. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является сплав для ортопедической стоматологии биосовместимый кобальто-хромовый сплав без бериллия и никеля,который обладает высокой коррозионной стойкостью и хорошими механическими свойствами, а также соответствует требованиям стандарта 22674,номер регистрациионного удостоверения РС-МТ 5004646 от 09.01.2008 г. Недостатком известного сплава является его не очень высокие механические свойства. Задачей изобретения является разработка сплава-2 для ортопедической стоматологии с целью придания сплаву более высоких механических свойств. Технический результат - проведение выбора легирующего элемента, который увеличивает механические свойства сплава, в то же время сплав является биосовместимым, для чего выбран для добавления нейтрального элемента кремния. Поставленная задача достигается тем, что сплав-2 для ортопедической стоматологии включает кобальт, хром, молибден, кремний,ниобий вольфрам при следующем соотношении компонентов, мас. кобальт - 63,0 хром - 23,0 молибден - 3,0 кремний - 2,0 ниобий - 1,0 вольфрам - 8,0. Сущность изобретения заключается в том, что сплав содержит более на 1 кремния и менее 1 хрома, что в свою очередь увеличивает его механические свойства. Сплав получают следующим образом. При шихтовке исходных материалов, наряду с первичными металлами, такими как кобальт, хром,молибден, закладывается лигатура - с соотношением 7030, в объеме 7 от веса садки. Плавка производится в индукционной печи при интервале плавления 1315-1365 С с последующей заливкой изложницу при 1500 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 разработанного сплава. Представлены результаты исследований сплава-2 в сравнении со сплавом. Исследован химический состав и механические свойства этих сплавов в сравнении (табл.1 и 2). Химические элементы Со кобальт С хром Мо молибденкремнийниобийвольфрам Наименование Плотность г/см 3 Твердость по ВиккерсуИнтервал плавления С Температура литья С Предел растяжения МПа Е модуль МПа Растяжение Проведено исследование полученного сплава и сплава по прототипу при увеличении. При исследовании известного сплава было определено,что он частично гомогенизировался, дендриты начинают рассыпаться,коагулировать. Обнаруживаются границы крупных зрен извилистой формы как следы вторичной полиэдрической мелкозернистой структуры - Фиг. 1. Образцы разработанного сплава. Литая дендритная структура с осями первого, второго и третьего порядка - Фиг.2. Образцы разработанного сплава можно разделить на две группы однофазные и двухфазные. Присутствие третьей фазы, возможно, связано с увеличением введения в сплав 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 с- модификации в- модификацию возрастает от 470 С до 730 С. Следовательно, наблюдаемые светлые выделения могут быть высокотемпературым- тврдым раствором. Таким образом, полученный сплав -2 является более эффективным по механическим свойствам, и в то же время биосовместимым, и при производстве экономичным, т.к. уменьшено на 1 применение дорогостоящего хрома, вместо которого применяют более дешевый кремний. Изменен химический состав сплава с увеличением на 1 содержания кремния,уменьшение на 1 содержания хрома. При этом увеличены механические свойства твердость по Виккерсу на 30 МПа, предел растяжения 40 МПа, Е модуль на 15000 МПа. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Сплав для ортопедической стоматологии включающий кобальт, хром, молибден, кремний,ниобий и вольфрам, отличающийся тем, сплав содержит эти компоненты в следующем соотношении мас.кобальт - 62,5 - 63, хром - 22,5