牙科釬料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及釬料，尤其是涉及一種牙科釬料，本發(fā)明還涉及該牙科釬料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釬焊是材料連接的重要方法之一，釬焊時(shí)，依靠熔化的釬料或依靠母材連接面與釬料之間的擴(kuò)散而形成的液相，在毛細(xì)作用下填充母材之間的間隙，并且母材與釬料發(fā)生相互作用，然后冷卻凝固，形成冶金結(jié)合。根據(jù)國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0912-2015《牙科學(xué)釬焊材料》，在牙科學(xué)領(lǐng)域，將牙科合金材料通過釬焊材料連接起來，形成牙科修復(fù)裝置和修復(fù)體的過程中填充的合金材料即為牙科釬料。該標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定鎳、鎘、鈹和鉛等有害元素限量，并未詳細(xì)給出牙科釬料的具體元素、含量。
[0003]隨著生物醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展和新材料、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)牙科材料的發(fā)展和釬焊工藝不斷提出新的要求。目前我國最常用的牙科金屬材料是CoCr、NiCr合金和不銹鋼。CoCr合金化學(xué)穩(wěn)定性好，具有優(yōu)良的生物相容性、耐蝕性、耐磨損及機(jī)械性能。但是，若釬焊連接不可靠，則可能在口腔內(nèi)發(fā)生斷裂，對(duì)患者造成新的傷害，因此醫(yī)務(wù)工作者十分重視CoCr合金釬焊及其可靠性問題。目前常用的牙科釬料有美國3M公司生產(chǎn)的AgCuZnSn釬料和國內(nèi)生產(chǎn)的AgZnCd釬料，但是前者價(jià)格昂貴，后者又含有有毒元素。因此，亟需研制出性能優(yōu)越的綠色環(huán)保型高品質(zhì)釬料，以替代國外進(jìn)口的價(jià)格昂貴的釬料，為臨床合理選擇與種植體相匹配的種植義齒上部結(jié)構(gòu)材料提供參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種成本低、安全無毒、焊接牢固的牙科釬料，本發(fā)明還提供該牙科釬料的制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的牙科釬料，是由鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素組成，其中各原料的重量百分比組成為:鈷 55.0-65.0 %，鉻 23.0-26.0 %，鎢 5.0-7.0 %，鉬 3.5-7.5 %，硼 1.5-2.5%，鎵0.5~1.8 %，余量為微量元素；所述微量元素為硅、碳、錫中的一種或兩種。
[0006]本發(fā)明所述的牙科釬料的制備方法是:根據(jù)鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素的熔點(diǎn)，由低至高依次將所用原料置于熔煉設(shè)備的坩禍內(nèi)，啟動(dòng)熔煉設(shè)備的循環(huán)水，對(duì)熔煉設(shè)備抽真空、通氬氣，待其壓力升至0.5~2.0 MPa后，調(diào)整鎢移動(dòng)電極與固定電極位置；開啟熔煉設(shè)備電源，設(shè)置最小電流值；然后對(duì)鎢移動(dòng)電極進(jìn)行引弧，在起弧后立即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)熔煉設(shè)備手輪使兩電極分開，并用熔煉設(shè)備的搖桿將鎢移動(dòng)電極移開；同時(shí)調(diào)節(jié)熔煉設(shè)備的電源電流，保證電弧籠罩坩禍內(nèi)所有物料，待坩禍內(nèi)物料全部熔融后靜置5 min ;最后將電源電流調(diào)至最小值、關(guān)閉電源；待鑄錠冷卻后，利用熔煉設(shè)備的機(jī)械手翻轉(zhuǎn)坩禍內(nèi)物料；最后移開機(jī)械手，重復(fù)上述熔煉步驟對(duì)鑄錠進(jìn)行反復(fù)熔煉2至3次，保證釬料熔煉均勻。
本發(fā)明的制備方法中，利用真空和氬氣保護(hù)氛圍制備釬焊材料，純度高、不含雜質(zhì)元素，不易被氧化；同時(shí)通過反復(fù)熔煉，使得釬料化學(xué)成分特別均勻，保證釬料組織均一。
[0007]本發(fā)明制備的牙科釬料元素中，提高了錫、銦、鎵等有益元素的含量，在一定程度上降低、節(jié)省了釬料中金、銀、鉑等貴金屬的含量，原材料成本得以降低；由于釬料中不含粘結(jié)劑，加熱速率不受限制，焊接的釬縫無非金屬夾渣，可得到高質(zhì)量的釬焊接頭；同時(shí)本發(fā)明制備方法利用現(xiàn)有設(shè)備，對(duì)加工工藝及參數(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)整，具有實(shí)施時(shí)間短、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，且操作非常簡單方便，生產(chǎn)出的成品釬料化學(xué)成分均勻，無雜質(zhì)元素，純度高，釬料各組分不分離。同時(shí)，本發(fā)明制備的釬料不含有害元素鎳、鎘、鈹、鉛；CoCr合金釬焊接頭的拉伸強(qiáng)度介于270~300 MPa，高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的250 MPa ;熔化溫度范圍及成分允差均滿足國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0912-2015《牙科學(xué)釬焊材料》的規(guī)定。與常規(guī)使用的牙科釬料相比，本發(fā)明的釬料優(yōu)點(diǎn)是與種植體的匹配度高，無毒無害，綠色環(huán)保，不含貴金屬金、銀、鉑等元素，制造成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做更加詳細(xì)的說明。
[0009]實(shí)施例1
一種牙科釬料，是由原料鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素硅、錫按下述重量百分比組成熔煉而成:鈷 64.10 %，鉻 23.50 %，鎢 5.04 %，鉬 4.12 %，硼 1.55 %，鎵 1.63 %，錫 0.04 %，石圭0.02 % ；
熔煉時(shí)，首先根據(jù)上述金屬恪點(diǎn)，按照鎵、錫、娃、鈷、絡(luò)、硼、鉬、媽(恪點(diǎn)由低至高)的順序?qū)⒃弦来畏湃隓HXC電弧熔煉爐的銅坩禍內(nèi)；啟動(dòng)該設(shè)備的循環(huán)水系統(tǒng)，以防止燒壞熔煉爐體和銅坩禍，同時(shí)對(duì)設(shè)備抽真空、通氬氣，到設(shè)定壓力1.05 MPa后，需調(diào)整鎢移動(dòng)電極與銅坩禍固定電極位置(通過透視窗觀察移動(dòng)電極與坩禍位置，利用熔煉設(shè)備的搖桿進(jìn)行對(duì)正，使二者相距1~2 cm)；
開啟熔煉設(shè)備電源，設(shè)置最小電流值400 A，然后對(duì)鎢移動(dòng)電極進(jìn)行引弧，在起弧后立即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)熔煉設(shè)備手輪使兩電極分開，并使用熔煉設(shè)備的搖桿將鎢移動(dòng)電極移開，防止燒壞坩禍；同時(shí)調(diào)節(jié)熔煉設(shè)備的電源電流，保證電弧籠罩坩禍內(nèi)所有原料，待坩禍內(nèi)原料全部熔融后靜置5min ;最后將電源電流調(diào)至最小值后關(guān)閉電源；待坩禍內(nèi)熔液冷卻成鑄錠后，利用熔煉設(shè)備的機(jī)械手翻轉(zhuǎn)坩禍內(nèi)鑄錠，移開機(jī)械手后再重復(fù)引弧，對(duì)鑄錠反復(fù)熔煉三次，保證釬料恪煉均勻。
[0010]所得釬料的熔化溫度區(qū)間為1025~1191 ° C，熔化溫度范圍、拉伸強(qiáng)度、成分允差等均能滿足國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0912-2015《牙科學(xué)釬焊材料》的規(guī)定。
[0011]實(shí)施例2
一種牙科釬料，是由原料鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素硅按下述重量百分比組成熔煉而成:鈷 60.10 %，鉻 23.89 %，鎢 5.81 %，鉬 7.32 %，硼 2.30 %，鎵 0.50 %，硅 0.08 %。
[0012]熔煉時(shí)，首先根據(jù)金屬原材料熔點(diǎn)的高低不同，依次將鎵、硅、鈷、絡(luò)、硼、鉬、媽(恪點(diǎn)由低至高)原材料置于熔煉設(shè)備的坩禍內(nèi)，后續(xù)操作步驟同實(shí)施例1。
[0013]所得釬料的熔化溫度區(qū)間為1045~1205 ° C。熔化溫度范圍、拉伸強(qiáng)度、成分允差等均能滿足國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0912-2015《牙科學(xué)釬焊材料》的規(guī)定。
[0014]實(shí)施例3 一種牙科釬料，是由原料鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素錫按下述重量百分比組成熔煉而成:鈷 65.0 %，鉻 23.0%，鎢 5.0 %，鉬 3.5 %，硼 1.5 %，鎵 1.9 %，錫 0.1 %。
[0015]熔煉時(shí)，首先根據(jù)金屬原材料熔點(diǎn)的高低不同，依次將鎵、錫、鈷、鉻、硼、鉬、鎢(熔點(diǎn)由低至高)原材料置于熔煉設(shè)備的坩禍內(nèi)，后續(xù)操作步驟同實(shí)施例1。
[0016]所得釬料的熔化溫度區(qū)間為1016~1182 ° C，熔化溫度范圍、拉伸強(qiáng)度、成分允差等均能滿足國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0912-2015《牙科學(xué)釬焊材料》的規(guī)定。
[0017]實(shí)施例4
一種牙科釬料，是由原料鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素錫、碳按下述重量百分比組成熔煉而成:鈷 55.0 %，鉻 26.0 %，鎢 7.0 %，鉬 7.5 %，硼 2.5 %，鎵 1.9 %，錫 0.05 %，碳 0.05%。
[0018]熔煉時(shí)，首先根據(jù)金屬原材料熔點(diǎn)的高低不同，依次將鎵、錫、鈷、鉻、硼、鉬、鎢、碳(熔點(diǎn)由低至高)原材料置于熔煉設(shè)備的坩禍內(nèi)，后續(xù)操作步驟同實(shí)施例1。
[0019]所得釬料的熔化溫度區(qū)間為1062~1208 ° C，熔化溫度范圍、拉伸強(qiáng)度、成分允差等均能滿足國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0912-2015《牙科學(xué)釬焊材料》的規(guī)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種牙科釬料，其特征在于:該釬料由鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素組成，其中各原料的重量百分比組成為:鈷55.0-65.0 %，鉻23.0-26.0 %，鎢5.0-7.0 %，鉬3.5-7.5 %，硼1.5-2.5 %，鎵0.5-1.8 %，余量為微量元素；所述微量元素為硅、碳、錫中的一種或兩種。2.權(quán)利要求1所述的牙科釬料的制備方法，其特征在于:根據(jù)鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素的熔點(diǎn)，由低至高依次將所用原料置于熔煉設(shè)備的坩禍內(nèi)，啟動(dòng)熔煉設(shè)備的循環(huán)水，對(duì)熔煉設(shè)備抽真空、通氬氣，待其壓力升至0.5-2.0MPa后，調(diào)整鎢移動(dòng)電極與固定電極位置；開啟熔煉設(shè)備電源，設(shè)置最小電流值；然后對(duì)鎢移動(dòng)電極進(jìn)行引弧，在起弧后立即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)熔煉設(shè)備手輪使兩電極分開，并用熔煉設(shè)備的搖桿將鎢移動(dòng)電極移開；同時(shí)調(diào)節(jié)熔煉設(shè)備的電源電流，保證電弧籠罩坩禍內(nèi)所有物料，待坩禍內(nèi)物料全部熔融后靜置5min ;最后將電源電流調(diào)至最小值、關(guān)閉電源；待鑄錠冷卻后，翻轉(zhuǎn)坩禍內(nèi)物料，重復(fù)上述熔煉步驟對(duì)鑄錠進(jìn)行反復(fù)恪煉2至3次，保證釬料恪煉均勻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種牙科釬料，是由鈷、鉻、鎢、鉬、硼、鎵及微量元素按一定重量百分比熔煉組成：按照各元素的熔點(diǎn)，由低至高依次將其置于熔煉設(shè)備坩堝內(nèi)，啟動(dòng)循環(huán)水并對(duì)熔煉設(shè)備抽真空、通氬氣，待其壓力升至設(shè)定值后，開啟熔煉設(shè)備電源，對(duì)坩堝內(nèi)物料反復(fù)熔煉2至3次得到成品釬料。本發(fā)明利用現(xiàn)有設(shè)備，對(duì)加工工藝及參數(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)整，具有實(shí)施時(shí)間短、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，且操作非常簡單方便，生產(chǎn)出的釬料化學(xué)成分均勻，無雜質(zhì)元素，純度高，釬料各組分不分離；由于釬料中不含有害元素鎳、鎘、鈹、鉛，與種植體的匹配度高，無毒無害，綠色環(huán)保，各參數(shù)均滿足國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T？0912-2015《牙科學(xué)釬焊材料》的規(guī)定。
【IPC分類】B23K35/30, C22C19/07, B23K35/40, C22C1/02
【公開號(hào)】CN105345312
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510866602
【發(fā)明人】王星星, 李智勇, 王博, 韋樂余, 上官林建, 龍偉民, 李蘭偉, 曹斌
【申請(qǐng)人】華北水利水電大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月2日