CN1050789C - 牙科用银合金粉的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明为牙科用银合金粉的制造方法。属于金属粉末加工领域和医用牙科材料领域。主要适用于制造医用牙科修复龋齿的填充材料。其主要特征是以切削法、喷雾法和急冷喷甩法所制取的粉末经过筛后剩余的粗粉为原料；选配的原料在氢气保护下在380-550℃进行烧结，烧结时间为30-60分钟；将烧结好的块状物研磨成粉末，经筛分后粒度合格的银合金粉在真空和100-200℃温度下进行15-60分钟的时效处理。本发明可制取性能优异的银合金粉。

Description

牙科用银合金粉的制造方法

本发明属于金属粉末加工或用金属粉末制造制品领域，也属于医用牙科材料领域。主要适用于制造医用牙科修复龋齿的填充材料。

在现有技术中，用于生产医用牙科修复龋齿填充材料的银合金粉的生产方法有如下三种：

(1)切削法(WO83-2957)。

该方法是将铸态银合金锭在车床上车成切屑，然后研磨成粉末。缺点是制品颗粒粗，短期抗压强度低，效率低。

(2)喷雾法(WO83-2957)。

该方法是将熔化的银合金熔体通过高速喷雾冷却成粉末。其缺点是设备和工艺复杂，投资大，成本高。

(3)急冷喷甩法(ZL85100673)。

该方法是将熔化的银合金熔体注入高速旋转的冷却辊表面，使熔体直接快速冷却并抛甩成薄片，然后研磨成粉。

上述三种银合金粉的生产方法都共同存在如下三个问题：

(1)产品经分筛分离出合格的银合金粉后，通常约有20％的粗粉粒度不合格，需要返回冶炼炉中再次熔炼。这种粗粉称为二次原料粉，该粉末进入冶炼炉中冶炼，困难较大，一是易飞扬，二是密度小，使冶炼效率低；为了克服此缺点，需先将这些粗粉烧结成块状后，再进入炉中冶炼。因此，势必工序长，损耗大，耗能量高。

(2)银合金粉在使用时，先与汞调和，实行汞齐化。汞齐化速度主要取决于合金粉的活性，合金粉的活性过高，则汞齐化速度过快，导致塑性差，长期抗压强度低；临床使用时由于汞齐化速度太快，往往医生来不及完成全部操作，合金已硬化成形，这个缺点尤其以雾喷法和急冷喷甩法更为突出。

(3)长期抗压强度偏低，尤其是前两种方法的制品。

本发明的目的在于提供一种以二次原料粉为原料的、其制品的短期和长期抗压强度高以及长期抗蠕变性能好的牙科用银合金粉的制造方法。

针对上述目的，本发明的主要技术措施如下：

以上述银合金粉的三种制造方法中，最终制品过筛后剩余的粗粉(二次原料粉)为原料，首先将这种二次原料粉在氢气保护下在烧结炉中进行高温烧结，烧结温度为380-550℃，烧结时间为30-60分钟，烧结成具有一定强度的块状料；将此块状料进入研磨机中研磨，然后过筛得到粒度合格粉，最后将粒度合格的银合金粉在真空和100-200℃温度下进行15-60分钟的时效处理。

在烧结过程中，由于在氢气保护下进行，颗粒表面充分还原、活化。在此温度作用下，颗粒表面局部熔化，颗粒熔接成块，使之具有足够的烧结强度。这样，在研磨过程中，通过颗粒变形、破碎，而引入相当高的畸变能。这就使得银合金粉中每个颗粒都有相当高的能量和活性。正因为该方法引入了相当高的畸变能，为后继的时效处理提供了条件；即银合金粉通过时效处理，可调整组织结构，使合金中金属间化合物γ-Ag₃Sn和ε-Cu₃Sn两相的相对含量处于一个合理的比例，使下述反应得以充分进行：

使汞齐合金具有良好的综合性能。

对于高铜低银合金粉，采用本发明可以确保汞齐合金中不含γ₂相(Sn₈Hg)。

众所周知，γ₂相在银合金粉中被公认是一个极为有害的相。γ₂相本身是个软相，影响长期的抗压强度；在γ₂相形成过程中，其周围要形成许多微孔隙，从而影响制品的致密度、抗压强度、蠕变性能和尺寸稳定性；从物理化学角度看，γ₂相不稳定，长期使用过程中在口腔液和食物等介质作用下，很易分解并形成锡的氧化物、氯化物，甚至形成对人体有害的物质。

现将本发明牙科用银合金粉的制造方法的具体工艺步聚分述如下：

本发明的工艺流程为：

原料准备—高温烧结—研磨—筛分—时效处理—分装—成品。

1、原料准备

本发明的原料可以是切削法、喷雾法和急冷喷甩法所制取的粉末经过筛后剩余的粗粉—二次原料粉，也可以是上述三种方法在筛分前的粉末，即上述三种方法所得的所有粉末都可经过本发明工艺处理。

2、高温烧结

将原料粉置于容器中，连同容器一起进入高温烧结炉中，在氢气保护下进行烧结。烧结温度为380-550℃，烧结时间为30-60分钟。将合金粉烧结成具有一定强度的块状物。烧结过程实际上也是还原过程。

3、研磨

将烧结后成块状的银合金粉置于研磨机中进行研磨。由于烧结前的原料为粉末状，经高温烧结后具有一定强度，经高强度研磨成合格的粉末。

4、筛分

将研磨的银合金粉末进行筛分，粒度合格者，成为成品；粒度不合格者，再作为烧结原料。

5、时效处理

经筛分后，粒度合格的银合金粉最后在真空下在100-200℃温度范围内进行时效处理，处理时间为15-60分钟。其目的是消除应力和组织结构的调整。

采用本发明所制取的银合金粉，可以通过热处理手段，调整合金组织结构，使其具有较高的短期和长期抗压强度，具有优异的长期蠕变性能，且汞齐化过程均匀，临床使用时工作时间可调。

本发明所制取的牙科用银合金粉可以直接用作修复龋齿的填充材料，临床应用。也可以与上述三种方法制取的合格的银合金粉，以一定的比例混合后使用，尤其是与急冷喷甩法制取的银合金粉混合使用，可以获得最佳的使用效果。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)对于二次原料粉的重新制取合格粉的工艺，本发明工艺和设备简单，工艺流程短，成本低。

(2)制品性能优异，不仅具有较高的短期和长期抗压强度，还有较好的长期抗蠕变性能。

(3)汞齐化过程均匀，临床使用时工作时间可调。

实施例

采用本发明所述的方法，制取了三批银合金粉。其原料采用切削法和急冷喷甩法制取的银合金粉在过筛后粒度不合格的粗粉，三批粉分批进入烧结炉中进行高温烧结，其烧结工艺参数如表1所示。烧结后，将烧结的块状料分批置于研磨机中研磨成粉末，随后过筛，粒度合格者，再在真空下进行时效处理，最后分装成为成品。对成品进行了不同时间的抗压强度试验和蠕变试验，并测定γ₂相。其结果列入表2。表3还给出了本发明所制取的制品在不同固化时间下的抗压强度。

为了与现有技术对比，将国际上生产银合金粉的主要厂家美国登士柏公司、澳大利亚南方齿科材料厂、德国Degusa公司和中国专利Z185100673所提供的产品性能，以及国家标准和美国ADA标准所规定的指标都列入表2中。

表1  实施例所用原料和烧结工艺参数

批号	原料粉	高温烧结		时效处理
						温度℃	时间分钟	真空度兆帕	时间分钟
		1	急冷喷甩法过筛后剩余粗粉	380	45					-0.09	20
2	急冷喷甩法过筛后剩余粗粉					490	40	-0.08	40
		3	切削法过筛后剩余粗粉	530	35					-0.10	30

表2实施例及对比例制品的性能注：SDI为澳大利亚南方齿科材料厂代号。

表3实施例合金固化过程的抗压强度

固化时间(小时)	0.5	1	10	17	24	41	65	72	95	119	168
												抗压强度(MPa)	78	138	439	529	533	557	568	575	594	592	595

Claims (1)

1、一种牙科用银合金粉的制造方法，其特征在于：

A.以切削法、喷雾法和急冷喷甩法所制取的粉末经过筛后剩余的粗粉为原料；

B.选配的原料粉在烧结炉中在氢气保护下进行高温烧结，其烧结温度为380-550℃，烧结时间为30-60分钟；

C.将烧结成块状物的粉料在研磨机中研磨，并筛分；

D.经筛分后，粒度合格的银合金粉最后在真空下在100-200℃温度范围内进行时效处理，处理时间为15-60分钟。