牙科用的被切削加工用坯材以及粉末冶金用金屬粉末的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及牙科用的被切削加工用坯材、粉末冶金用金屬粉末、牙科用的烤瓷用 金屬框架及牙科用修補物。
【背景技術】
[0002] 在牙科治療中，修補牙冠缺損部、牙體缺損部時，經(jīng)常使用冠、橋或義齒。其中，從 審美觀、功能性的角度出發(fā)，可使用在金屬框架的表面烤上被稱為陶材的陶瓷材料而成的 牙科用修補物。
[0003] 在專利文獻1中公開了一種對Au、Pd、Cu、Ir、Ag等金屬元素加上Sn、Ga、In等金 屬元素的、貴金屬類的金屬框架用合金。由于這種合金可以通過鑄造法成形為所需的形狀， 因此，通過在由這種合金構(gòu)成的金屬框架的表面烤上齒冠修復用陶材，從而可以得到審美 性良好的牙科用修補物。
[0004] 另一方面，最近，測定患部的立體形狀，并根據(jù)所得的形狀數(shù)據(jù)形成金屬框架的方 法正在普及。這種結(jié)構(gòu)被稱為牙科CAD/CAM系統(tǒng)。CAD(computeraideddesign，計算機輔 助設計）是通過3D掃描等取得患部的立體形狀并將其數(shù)值化的系統(tǒng)。而且，CAM(C〇mputer aideddesign，計算機輔助制造）是根據(jù)由CAD生成的數(shù)值數(shù)據(jù)，對被加工物實施切削加 工，切出形狀適合于患部的金屬框架的系統(tǒng)。由于將這些系統(tǒng)組合后的牙科CAD/CAM系統(tǒng) 可輕松實現(xiàn)不得不依賴于牙科技師的技能的高尺寸精度，因此，能夠有效地形成患部適應 性良好的金屬框架，從這一點上看，預計將進一步普及（例如，參照專利文獻2。）。
[0005] 供牙科用CAD/CAM系統(tǒng)的被加工物通常被稱為"坯材"。坯材除了需具備審美性、 生物體適應性、化學穩(wěn)定性、耐磨性這樣的金屬框架所需特性以外，還需具備切削性。切削 性是可實施良好的切削加工的性質(zhì)，通過使用切削性良好的坯材，從而根據(jù)由CAD生成的 數(shù)值數(shù)據(jù)，能夠利用CAM更有效地切出目標形狀準確再現(xiàn)的金屬框架。
[0006] 專利文獻1中記載的合金雖是適合于鑄造的合金，但存在切削性差這一問題。若 坯材的切削性低，則不能進行預期加工，且加工后的形狀與所需形狀之間會發(fā)生偏差。其結(jié) 果是，增加因形狀修正而需實施二次加工的時間，所以帶來患部適應性低這樣的不良結(jié)果。
[0007] 【現(xiàn)有技術文獻】
[0008] 【專利文獻】
[0009] 專利文獻1 :日本特開平11-1738號公報
[0010] 專利文獻2 :日本特開2007-215854號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供切削性良好的牙科用的被切削加工用坯材、可制造上述被 切削加工坯材的粉末冶金用金屬粉末、陶材貼緊性良好的牙科用的烤瓷用金屬框架、以及 可靠性高的牙科用修補物。
[0012] 上述目的是通過下述的本發(fā)明實現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材的特征在于，Co是主成分，以占質(zhì)量比26% 以上占質(zhì)量比35%以下的比例含有Cr，以占質(zhì)量比5%以上占質(zhì)量比12%以下的比例含有 Mo,以占質(zhì)量比0. 3%以上占質(zhì)量比2. 0%以下的比例含有Si，以占質(zhì)量比0. 09%以上占質(zhì) 量比0.5%以下的比例含有N，所述牙科用的被切削加工用坯材由金屬粉末的燒結(jié)體構(gòu)成。
[0014] 由此，可形成燒結(jié)體專有的結(jié)構(gòu)，因此，可得到切削性良好的牙科用的被切削加工 用坯材。
[0015]本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材中，在該被切削加工用坯材的斷面中，當將 由表面起至深度為0. 3_的位置作為表層部，將由表面起至深度為5_的位置作為內(nèi)層部 時，上述內(nèi)層部的N濃度優(yōu)選為上述表層部的N濃度的50%以上200%以下。
[0016] 由此，內(nèi)層部與表層部的物理性能接近，在對牙科用的被切削加工用坯材實施切 削加工時，可以抑制切削過程中切削性的變化。因此，切出的金屬框架的尺寸精度難以降 低。而且，能夠抑制金屬框架的機械特性的部分不相同。
[0017]本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材中，在該被切削加工用坯材的斷面中，當將 由表面起至深度為0. 3_的位置作為表層部，將由表面起至深度為5_的位置作為內(nèi)層部 時，上述內(nèi)層部的維氏硬度優(yōu)選為上述表層部的維氏硬度的67%以上150%以下。
[0018] 由此，內(nèi)層部與表層部的硬度接近，在對牙科用的被切削加工用坯材實施切削加 工時，可以抑制切削過程中切削性的變化。因此，切出的金屬框架的尺寸精度難以降低。
[0019]在本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材中，優(yōu)選所述內(nèi)層部的維氏硬度為200以 上480以下。
[0020] 由此，能得到可制造對咬合力具有足夠的耐變形性的金屬框架的坯材。而且，由于 切削阻力變得比較小，因此，能得到切削性良好且可有效地切出所需形狀、尺寸的金屬框架 的坯材。
[0021] 在本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材中，優(yōu)選上述N的含有率相對上述Si的含 有率的比例為〇. 1以上〇. 8以下。
[0022] 由此，可以同時實現(xiàn)高機械特性和高切削性。即，通過添加一定量的Si，可提高切 削性，另一方面，若Si的添加量過多，則有可能坯材的機械特性會降低。因此，當以上述范 圍內(nèi)的比例添加N，則可在因添加了Si而獲得的高切削性與因添加了N而獲得的效果不會 彼此相抵的情況下發(fā)揮作用，因此，可以協(xié)同改善切削性。而且，通過N固溶可抑制因Si固 溶而導致的晶體結(jié)構(gòu)的畸變，因此，可以防止機械特性的降低。此外，若添加Si，晶體結(jié)構(gòu)會 發(fā)生畸變，在這種狀態(tài)下，因熱膨脹和熱收縮的行為而容易出現(xiàn)大的遲滯。若因熱膨脹和熱 收縮的行為而出現(xiàn)大的遲滯，則坯材的熱特性有可能會隨時間而改變。對此，通過以上述比 例添加N，可使N侵入晶體結(jié)構(gòu)中并固溶，從而可抑制晶體結(jié)構(gòu)的畸變。其結(jié)果是，可以抑制 因熱膨脹和熱收縮的行為而出現(xiàn)的遲滯，實現(xiàn)坯材的熱特性的穩(wěn)定化。
[0023]本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材中，優(yōu)選所述Si中的一部分作為氧化硅而 被含有，所述Si中的作為所述氧化硅而被含有的Si的比率是占質(zhì)量比10%以上占質(zhì)量比 90%以下。
[0024]由此，可帶來高切削性、金屬框架的高機械特性、陶材的高貼緊性這樣的效果，另 一方面，由于存在一定量的氧化娃，能夠充分抑制該還材中含有的Co、Cr、Mo這樣的過渡金 屬元素的氧化物的含量。其結(jié)果是，使得牙科用修補物可實現(xiàn)更高的可靠性。
[0025] 本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材中，優(yōu)選所述氧化硅在所述燒結(jié)體的晶界偏 析。
[0026] 由此，能更可靠地抑制金屬結(jié)晶的肥大化，從而得到可切出機械特性更良好的金 屬框架的還材。而且，在晶界（grainboundary)偏析的氧化娃的析出物彼此能自然地保持 適當?shù)木嚯x，因此，能夠使坯材中的氧化硅的析出物更均勻地分散。結(jié)果，可得到更勻質(zhì)的 坯材。
[0027] 本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材中，優(yōu)選在通過使用了CuKa線的X射線衍 射法得到的X射線衍射圖譜中，當設起因于基于ICDD卡（國際衍射數(shù)據(jù)中心卡）確定的Co 的峰中最高峰的高度為1時，起因于基于準衍射數(shù)據(jù)卡確定的Co3Mo的峰中最高峰的高度 的比率為0.01以上0.5以下。
[0028] 由此，可得到既可制造防止金屬框架的硬度降低，難以因咬合力而變形的牙科用 修補物，同時，又能抑制拉伸強度、耐力和伸長率的降低的坯材。
[0029] 在本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材中，優(yōu)選所述牙科用的被切削加工用坯材 的0. 2%耐力為450MPa以上，伸長率為2%以上，楊氏模量為150GPa以上。
[0030] 由此，能得到可制造耐久性卓越的金屬框架的坯材。
[0031] 本發(fā)明的粉末冶金用金屬粉末的特征在于，Co是主成分，以占質(zhì)量比26%以上占 質(zhì)量比35%以下的比例含有Cr，以占質(zhì)量比5%以上占質(zhì)量比12%以下的比例含有Mo,以 占質(zhì)量比〇. 3%以上占質(zhì)量比2. 0 %以下的比例含有Si，以占質(zhì)量比0. 09%以上占質(zhì)量比 0.5%以下的比例含有N，所述粉末冶金用金屬粉末用于制造牙科用的被切削加工用坯材。
[0032] 由此，可得到能制造切削性卓越的牙科用的被切削加工用坯材的粉末冶金用金屬 粉末。
[0033] 本發(fā)明的牙科用的烤瓷用金屬框架的特征在于，Co是主成分，以占質(zhì)量比26%以 上占質(zhì)量比35%以下的比例含有Cr，以占質(zhì)量比5%以上占質(zhì)量比12%以下的比例含有 Mo,以占質(zhì)量比0. 3%以上占質(zhì)量比2. 0%以下的比例含有Si，以占質(zhì)量比0. 09%以上占質(zhì) 量比0.5%以下的比例含有N，所述牙科用的烤瓷用金屬框架通過切削由金屬粉末的燒結(jié) 體構(gòu)成的牙科用的被切削加工用坯材而得。
[0034] 由此，可得到陶材貼緊性卓越的牙科用的烤瓷用金屬框架。
[0035] 本發(fā)明的牙科用修補物的特征在于具有：本發(fā)明的牙科用的烤瓷用金屬框架；以 及陶材層，設置于所述牙科用的烤瓷用金屬框架的表面。
[0036] 由此，能得到牙科用的烤瓷用金屬框架與陶材層強力貼緊的可靠性高的牙科用修 補物。
[0037] 在本發(fā)明的牙科用修補物中，優(yōu)選所述陶材層包含氧化鋁，所述牙科用修補物還 具有位于所述牙科用的烤瓷用金屬框架與所述陶材層之間的莫來石相。
[0038] 由此，可得到陶材層與金屬框架通過莫來石相堅固地緊貼，陶材層難剝落的可靠 性高的牙科用修補物。而且，通過形成莫來石相，在烤瓷處理時，可提高陶瓷材料對金屬框 架的潤濕性。因此，從這一角度來看，陶材層的貼緊性也會提高。
【附圖說明】
[0039] 圖1是示出本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材的實施方式的立體圖。
[0040]圖2是圖1所示的牙科用的被切削加工用坯材的縱斷面圖。
[0041]圖3是利用本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材的電子束分析儀得到的Si組成 圖像的一例。
[0042]圖4的（a)是本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材的觀察圖像的一例，圖4的（b) 是原有技術的牙科用的被切削加工用坯材的觀察圖像的一例。
[0043] 圖5是用于說明測定本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材的切削阻力的方法的 圖。
[0044]圖6的（a)、（b)是示出測定本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材的切削阻力時， 加工工具掃描坯材的軌跡的圖。
[0045] 圖7是示出對圖1所示的坯材進行切出本發(fā)明的牙科用的烤瓷用金屬框架的實施 方式的加工后的狀態(tài)的立體圖。
[0046] 圖8是圖7的A-A線斷面圖。
[0047] 圖9是示出本發(fā)明的牙科用的烤瓷用金屬框架的實施方式的縱斷面圖。
[0048] 圖10是示出本發(fā)明的牙科用修補物的實施方式的縱斷面圖。
[0049] 圖11是示出各樣品No.30~No.36的牙科用的被切削加工坯材中的N濃度與表 層部和內(nèi)層部的維氏硬度之間的關聯(lián)性的坐標圖。
【具體實施方式】
[0050] 下面，根據(jù)附加圖面所示的優(yōu)選實施方式，對本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯 材、粉末冶金用金屬粉末、牙科用的烤瓷用金屬框架及牙科用修補物進行詳細說明。
[0051][牙科用的被切削加工用坯材]
[0052] 首先，對本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材的實施方式進行說明。
[0053] 圖1是示出本發(fā)明的牙科用的被切削加工用坯材的實施方式的立體圖，圖2是圖 1所示的牙科用的被切削加工用坯材的縱斷面圖。
[0054] 圖1所示的牙科用的被切削加工用坯材1 (以下簡稱"坯材1"）是通過供以切削加 工而用于切出所需形狀的牙科金屬配件的構(gòu)件。如上所述，牙科用的被切削加工用坯材是 用于牙科用CAD/CAM系統(tǒng)且包括通過CAM加工的"CAD/CAM坯材"、"牙科用研磨坯材（mill blanks) "。牙科金屬配件只要是可臨時性或半永久性留置于口腔中的金屬配件，則不受特 別限定，但以下說明是對切出金屬