Сплав на основе никеля Советский патент 1991 года по МПК C22C19/03 

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на хромоникелевой основе, предназначенным для изготовления цельнолитых коронок и мостовидных протезов, покрываемых керамикой.

В настоящее время известен сплав на основе никеля, содержа.щий мас.%:

0-0,003

Углерод 18,0-25,0

Хром 6,3-10,8

Молибден 2,1-6,6

Алюминий 3,5-7,1

Марганец 0-9,0

Ниобий 0-18,3

Вольфрам 0-9,5

Ванадий 0-2,7

Тантал 0-10,0

Титан

Медь0-18,8

НикельОстальное

Недостатками известного сплава

1C являются высокая температура плавления , склонность к охрупчива;о со нию вследствие выделения значительного количества интерметаллидной фазы NijAl, плохая обрабатываемость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату к изобретению является известный сплав, содержащий, мас.%:

0,09

Углерод 10,0-14,0

Хром

1,0-4,0

Алюминий 5,0

Молибден 5,0

Ниобий 0,8-2,0

Кремний Известный сплав испапьзуется для изготовления металлокерамических зубных протезов. Этот сплав характеризуется f нимaльнoй усадкой после плавления, высокой прочностью и способностью образов. на поверхности металла окисленнуй пленку, обе печивающую прочную связь с фарфором. Не достатком указанного сплава является высокая температура плавления 1400 С, широкий интервал температур ликвидус - солидус, что затруд няет использоваьше металла в зубоврачебной практике, приводит к выделению (выпотеванию) жидкого металла в матрице при операциях нагревания и кристаллизации, создает неоднородность свойств, приводит к уменьшению прочностных характеристик литого сплава при повторных нагревах, связанных с нанесением металлокерамики. Сплав в литом состоянии имеет предел текучести 81 кгс/мм, после повторных нагревов при 59 кгс/мм . Известный сплав характеризуется низкой пластичностью - относительное уд линение О 0,6-1,2%, что затрудняет пластическую деформацию металла, Целью изобретения является повышение пластичности и понижение темпе ратур плавления и затвердевания. Цель достигается тем, что в известный сплав на основе никеля, содержащий хром, алюминий и кремний, дополнительно вводится медь при следующем соотношении компонентов, мае.%: Хром10,0-15,0 Алюминий2,5-5,0 Кремний0,4-1,5 Медь0,1-1,5 Никель Остальное Легирование медью в пределах 0,11,5% облагораживает электрохимически потенциал сплава в агрессивной среде улучшает антикоррозионные свойства. Медь, имеющая температуру плавления 1083с, позволяет уменьщать температуру плавления сплава и сузить интер вал температур ликвидус - солидус . Превышение содержания меди свьппе 1,5% не вызывается необходимостью, а менее 0,1% неэффективно. Содержание хрома в метапле не менее 10% необходимо для обеспечения коррозионной устойчивости металла в атмосферных условиях, водных растворах paa.nviMKoro солесодержания, в том числе в морской воде, физиологических растворах, крови, слюне. Содержание хрома в пределах 10-15% (в сочетании с остальными компонентами сплава) достаточно дпя образования защитной окибной пленки на поверхности сплава, обеспечивающей хорошую антикоррозионную -jani Ty и хорошую сцепляемость метал-па с керамикой. Предложенный сплав имеет прочную связь с керамикой. Содержание хрома свыше 15% недопустимо, так как приводит к повышению температуры плавления сплава. Содержание алюминия в пределах 2,5-5% положительно сказывается на повьш ении коррозионной устойчивости металла в вышеперечисленных условиях вследствие образования устойчивой и прочной окисной пленки на поверхности сплава При содержании алюминия менее 2,5% его влияние практически не проявляется, при содержании более 5% сказывается отрицательное влияние алюминия на охрупчивание сплава в связи с увеличением в структуре количества интерметаллидов типа Ni,Al . Кремний в пределах 0,4-1,5% также положительно влияет на повьш1ение коррозионной устойчивости сплава, входя в состав защитной окисной пленки и твердого раствора, обеспечивает хорошую сцепляемость окисной пленки с керамикой, являясь наряду с алюминием общим компонентом как в сплаве, так и в керамике. Кремний, как и алюминий, способствует раскислению сплава. Содержание кремния менее 0,4% неэффективно, а более 1,5% нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему улучшению свойств металла. Наличие перечисленных легирующих элементов в заданных пределах их содержания позволяет обеспечить ценный комплекс свойств: низкую температуру плавления, узкий интервал температур ликвидус - солидус, высокую коррозионную устойчивость и технологичность сплава применительно к цельнолитым коронкам и мостовидным протезам, предназначенным для покрытия керамикой. При этом сплав характеризуется минимальной усадкой после кристаллизации, высокими прочностными свойствами и способностью образовывать на поверх.51 ности тончайшую защитную окисн.ую пле ку, прочно связывающуюся с керамикой Сплав выполняется на чистых шихто вых материалах в индукционной высоко частотной электропечи. Предпочтитель но использовать вакуумную индукционную печь для обеспечения низкой газонасьщенности сплава. В табл.1 указаны примеры химического состава предложенного и известного сплавов, в табл.2 - физико-механические свойства указанных сплавов. Как видно из табл.2, предложенный сплав характеризуется более низкой температурой плавления (12801350°С) в зависимости от химического состава, более низкой температурой перехода в твердое состояние при юхлаждении ( 1250-1300 С) , меньшим интервалом температур ликвидус - солидус (30-70°С), более высокой пластич ностью при аналогичном уровне прочности в сравнении с известным сплаво

Химически состав спллва па основе никеля 9 Температурный интервал горячей г пластической деформации сплава предложенного состава находится в пределах температур 1200-800с. После горячей пластической деформации и отжига с температуры 1250с сплав характеризуется более высоким, чем в литом состоянии., уровнем пластичности Sj 50-60%, (j; 55-65%, а также высокой вязкостью Дж/см. Упрочненное состояние сплава (CTai6 70-750 МПА) обеспечивается за о счет упрочнения твердого раствора легирующими элементами и вследствие вьиеления интерметаллидов типа Ni-Al. Технико-экономическая эффективность предложенного сплава обусловлена более низкими значениями температур плавления и затвердевания, что облегчает работу со сплавом в стоматологической практике. Более высокие значения пластичности значительно повышают технологичность сплава при его обработке. Таблица 1

СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ,содержащий хром, алюминий и кремний, отличающийся тем, что, с целью повьшения пластичности и понижения температур плавления и затвердевания, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мае0%: 10,0-15,0 Хром 2,5-5,0 Алюминий 0,4-1,5 Кремний Медь 0,1-1,5 Никель Остальное (Л

Физико-механические свойства сплавов известного И предложенного в литом состоянии

Таблиц.а 2