Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem Primärteil und einem Sekundärteil bestehenden Guß- Stückes nach der Aufgußtechnik. Bei der Aufgußtechnik, einer besonderen Art des Präzisionsgusses, wird zur Herstellung von Gußpassungen großer Genauigkeit auf einen ersten Metall¬ körper (Primärteil), der seinerseits gegossen sein kann, ein hierzu passender zweiter Metallkörper (Sekundärteil) aufge- gössen. Derartige Passungen finden Anwendung im Bereich der -Zahntechnik zur Herstellung von Zahnersatzankern, wie Geschieben und Doppelkronen. Die Aufgußtechnik kann jedoch auch in anderen Bereichen der Präzisionsmechanik aufwendige Verformungs- und Adjustierungsarbeiten bei der Herstellung von Passungen rationalisieren, so z. B. beim Eingießen von komplizierten Bewegungen in Bijouteriewaren, die einer Stif¬ tung nicht zugänglich sind, oder ganz allgemein bei Ein¬ gießen von jedweden wieder zu entfernenden Platzhaltern in der Feingußtechnik.

Das traditionelle Verfahren zur Herstellung von Gußpassungen besteht darin, von dem zuerst gefertigten Primärteil ein den Gußeinwirkungen des folgenden Sekundärgusses widerstehendes Duplikatmodell zu fertigen und auf dieses in einer Form die Sekundärschmelze aufzugießen.

Jedoch müssen bei diesem indirekten Vorgehen, insbesondere bei hochschmelzenden Legierungen mit hohem Oberflächenab¬ brand, auch bei optimaler Abstimmung des Expansions- und Schrumpfverhaltens von Gußform und Gußmetall störende Toleranzen in Kauf genommen werden. Selbst beim Edelmetall-

guß oder bei Verarbeitung der durch Oxid- oder Nitridbildung gefährdeten Gußmetalle im Vakuumgußverfahren wird bei dieser indirekten Herstellung einer Gußpassung auch unter Einsatz der modernen, steuerbaren Einbettmassen für den Präzisions- guß immer noch eine störende, methodisch bedingte Toleranz erzeugt.

Es wurde daher versucht, durch direktes Aufgießen des einen Passungspartners auf den anderen die Präzision der Passung zu erhöhen. Diese Technik des direkten Aufgießens wird als Aufguß echnik bezeichnet. Eine Schwierigkeit dieser Technik besteht darin, daß häufig Primär- und Sekundärteil sich beim Guß untrennbar miteinander verbinden. Man muß deshalb Pri¬ märteil und Sekundärteil gegeneinander isolieren, um sie nach dem Guß voneinander trennen zu können.

Im Stand der Technik wurden zahlreiche Isolationsmethoden für die Aufgußtechnik entwickelt,, die jedoch alle beträcht¬ liche Nachteile besitzen. Man versuchte z. B. die Unterbin- düng von Diffusionsvorgängen zwischen Primär- und Sekundär¬ teil durch die Wahl unterschiedlicher Legierungen für Pri¬ mär- und Sekundärteil zu erreichen. Jedoch treten zwischen stark stark voneinander abweichenden Legierungen elektrische Potentialdifferenzen auf, die durch Korrosion zur Zerstörung der Gußpassung führen können.

Die Vorgabe autogener oxidischer Trennschichten auf dem Pri¬ märteil, sowie auf der Oberfläche der gußflüssigen Sekundär¬ legierung führt in der Praxis oft zu unzureichender Isolie- rung. Der Grund hierfür kann in den chemischen Reaktionen liegen, die beim Kontakt der Sekundärlegierung an der Pri¬ märteiloberfläche beim Aufgießen bei hoher Temperatur ablau¬ fen.

Die Vorgabe einer exogenen Trennschicht, die mechanisch, auf¬ getragen wird, nach der PGA (Präzisions-Geschiebe-Aufguß-

technik)-Methode führt zu ungenügender Isolierung bei flä¬ chigen Strukturen, z. B. Konus- und Teleskopkronen oder Ste¬ gen. Die Bildung eines hochtemperaturfesten und schwerlös¬ lichen Oberflächenfilms aus einem sonderkeramischen Harz- stoff mittels der CVD-Methode führt zu guten Ergebnissen. Jedoch schränken die hohen Arbeitstemperaturen des CVD-Ver- fahrens die Anwendbarkeit auf Legierungen mit Solidustempe- raturen ab ca. 1100°C ein.

Das bekannte Auftragen von kolloidalem Graphit ist auf nied¬ rigschmelzende Goldlegierungen beschränkt und weist keinen konstanten Effekt auf.

Das bekannte Aufblasen von Lycopodium (Bärläpp-Sporen) auf die Primärteile bei niedrigschmelzenden Legierungen ist allein schon wegen der Seltenheit der Bärlapp-Pflanzen abzu¬ lehnen.

Der weiterhin vorgeschlagene "Kaltguß", bei welchem die Arbeitstemperatur der Gußform weit tiefer als üblich gehal¬ ten wird, ist nur bei wenigen Legierungen möglich, die über- _dur-cJbscAii.ttJJL-cJti.es JÜJ.eßv.exmögen aufweisen. Diese enthalten häufig- Beryllium, das aufgrund seiner Toxizität in der Bun¬ desrepublik Deutschland für Zahnersatz nicht verwendet wer- den darf.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Primärteiloberfläche mit einer möglichst dünnen, beim Guß beständigen Trennschicht zu versehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch eine keramische Isoliermasse gemäß den Patentansprüchen 25 und 26 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 24 benannt.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines aus einem Primärteil und einem Sekundärteil bestehenden Gußstückes nach der Aufgußtechnik ist dadurch gekennzeichnet, daß man auf der Oberfläche des Primärteils eine dünne, gegen die Metallschmelze des zu gießenden Sekundärteils isolierende keramische Trennschicht bildet, die man nach dem Gießen des Sekundärteils und nach der Trennung von Primär- und Sekundärteil wieder entfernt.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Trennschicht ist durch Erhitzen auf Temperaturen von ca. 500 - 1200 °C (im folgen¬ den "Brennen" oder "Sintern genannt) herstellbar; sie schmilzt beim Aufguß des Sekundärteils nicht. Ferner ist sie selbst nicht mit dem Primärteil oder dem Sekundärteil legierungsfähig. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die vorgeschlagene Trennschicht unter der chemischen, insbeson¬ dere reduzierenden Einwirkung der Sekundärlegierung auch nicht zu einem schmelzbaren oder legierungsfähigen Stoff umgesetzt wird.

Gegenüber den dem Stand der Technik zugehörigen Isolations- verfahren für die Aufgußtechnik ermöglichen die hier offen¬ barten Rezepturen und Verfahrensweisen eine gute Trennung praktisch aller im Bereich der Zahnheilkunde, Bijouterie und Präzisionsmechanik zum Feinguß anfallenden Legierungen.

Die Isolation wird über eine temporär aufgebrachte Schicht besorgt, so daß die benutzten Legierungen frei von solchen Bestandteilen bleiben können, die sie, wie Beryllium, zwar für das Aufgußverfahren selbst geeignet machen, aber von vielen, insbesondere medizinischen Anwendungen ausschließen würden.

Die offenbarten Trennschichten befreien den Anwender der Aufgußtechnik von der Notwendigkeit, die Zusammensetzung seiner Legierungen nach diesem Gußverfahren unter Inkauf-

nähme von (insbesondere korrosionschemischen) Nachteilen auszurichten und erlauben, der jeweiligen Legierung entspre¬ chende Trennschichten auszuwählen. Ferner gestattet der weite Rahmen der Sinterbedingungen sowie der mechanischen Auftragsweisen eine kostengünstige Bearbeitung auch umfang¬ reicher Primärteile, die beispielsweise nach den CVD-Ver- fahren nur unter sehr hohem Kostenaufwand zu beschichten wären. Die erfindungsgemäß eingesetzte Masse zur Herstellung der keramischen Trennschicht wird physikalisch gesehen aus einer teilchenhaften Komponente gebildet, die durch eine weitere, nicht teilchenhafte Komponente versintert bzw. verkittet ist. Vorzugsweise stellt man die keramische Trennschicht aus einer Masse her, die a) mindestens ein Erdalkalimetalloxid, ein Selteneserdmetalloxid, Aluminiumoxid oder ein Titangruppenmetalloxid oder b) mindestens ein Metall- Doppeloxid oder ein gemischtes Oxid aus mindestens einem Metalloxid sowie einem Nichtmetalloxid der Elemente Bor, Phosphor oder Silizium und/oder einer dem Nichtmetalloxid entsprechenden Halogen-, insbesondere Fluorverbindung .enthält. Anstelle der oder zu den Komponenten a) oder b) enthält die Masse vorzugsweise: c) rotes Eisen(III)oxid in einer Konzentration von 0,1 - 1,0 Gew.-%, und/oder d) ein Nitrid eines Elementes der Titanmetall-, Vanadinmetall- und Chrommetallgurppe oder Aluminium-, Bor-, Siliziumnitrid, pyrogenes Siliziumdioxid oder Siliziumkarbid.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter "Titangrup- penmetall" Titan, Zirkonium oder Hafnium, unter "Vanadin¬ gruppenmetall" Vanadin, Niob oder Tantal und unter "Chrom¬ gruppenmetall" Chrom, Molybdän und Wolfram verstanden. Ein bevorzugtes Metalloxid eines Metalls der Titangruppe ist Zirkondioxid.

Ein weiteres geeignetes Oxid mit durch seine Radioaktivität begrenztem Anwendungsbereich ist Thoriumdioxid. Geeignete Doppeloxide b) im Sinne der Erfindung sind solche Doppeloxide und die wasserfreien, formellen Metallsalze der Metallsäuren und ihrer Halogenderivate, bzw. diejenigen formellen, gemischten Anhydride der Metallsäuren, in welchen mindestens eines der beiden Metallatome zu den unter a) Aufgezählten gehört. Beispiele: Kobalt-Aluminat, oder Nickel-iantόa-πat, Magnesituπ-Molybdat, Barituπ-Wolframat, üfa nesiuzπ-Zirkonat, Bari um-Titanat. Die gewöhnlichen, wie auch die inversen Spinelle sind damit typische Vertreter der erfindungsgemäß gemeinten Verbindungsklasse.

Zu den gemischten Oxiden b) gehören erfindungsgemäß die aus Oxiden der Elemente Bor, Silizium und Phosphor, sowie den Metalloxiden a) gebildeten Doppeloxide, beispielsweise HfO2 ^* Si0 ₂ , Haf iumsilikat.

Nach dem Brennen besitzt die Trennschicht eine Stärke von 1 μm bis 50 μ , vorzugsweise 1 - 8 μm, insbesondere 2 - 5 μm.

Als Brenntemperaturen sind Temperaturen von 500 - 1200°C, vorzugsweise 700 - 1100°C, insbesondere 800 - 1000°C

- geeignet.

In der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen werden gezielt die in der Mineralogie übliche Systematik der Doppel- und gemischten Oxide auch für solche Metallsalze angewendet, die eigentlich nicht von hypothetischen Säuren abstammen. Dies geschieht zum einen, um eine einheitliche Systematik zu wahren, ^' zum anderen soll die systematische Einordnung von beispielsweise Kobaltaluminat als Doppeloxid CoO. AI2O3 zum Ausdruck bringen, daß hier nicht chemische Vorgänge in einem wässerigen Milieu, sondern hochtemperatur- chemische Reaktionen der keramischen Chemie in wasserfreiem Milieu angesprochen werden.

Die genannten Komponenten treten innerhalb der Schicht als Teilchen mit einer Größe von weniger als 1 μm bis zu etwa 3μm auf. Sie finden sich in der keramischen Trennschicht versintert, verglast oder verfestigt durch hier allgemein, ohne Rücksicht auf den Elementarmechanismus der Wirkung, als "Sinterhilfe" bezeichnete Stoffe.

Als Sinterhilfe treten in der Schicht auf:

Boroxid, Siliziu dioxid-Xerogel, und Phosphorpentoxid als metallfreie Sinterhilfen, die während des Brennprozesses aus ihren Quellverbindungen in situ freigesetzt werden, sowie metallhaltige Sinterhilfen in Gestalt von Doppeloxiden der Al-fcaiimetalloxide mit Metalloxiden der Titan-, und Vanadin- gruppe, sowie Aluminium, Molybdän und Wolfram.

Formell sind dies die Salze, bzw. Anhydride teilweise hypo¬ thetischer Metallsäuren, deren formelle Anionen zwar auch am Aufbau der Teilchenphase beteiligt sind; Teilchenfunktionen haben sie jedoch nur in Verbindung mit einem formellen Kation, welches mindestens zweiwertig ist (z. B. : Mg-; AI-; La-; Ti-; Nb-).

Als metallΛaitige Sinterhilfen treten die formellen Salze, bzw. Anhydride der Metallsäuren, und zwar auch ihre komple¬ xen Halogenderivate, ein weiteres mal in Erscheinung, jetzt aber in Kombination mit einem einwertigen formellen Kation, nämlich einem Alkalimetall, bevorzugt Kalium.

Dieser Umstand geht darauf zurück, daß sich die Doppeloxide der Teilchenphase für sich allein auf den meisten für die Aufgußtechnik in Frage kommenden Legierungen nicht direkt sintern lassen. Dieses wäre durch Zugabe eines Alkalimetall- hydroxids und nachfolgende Umsetzung während des Sinterpro- zesses zwar auch möglich, jedoch ist die direkte Zugabe des Alkalimetall-Doppeloxids als Sinterhilfe, insbesondere dann.

wenn es sich um Halogenderivate vom Typ z. B. der Hexa- fluoroaluminate handelt, wesentlich besser praktikabel.

Teilchenkomponenten, wie auch metallhaltige Sinterhilfen 5 werden gemeinsam in einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser suspendiert, welches zum Schutz gegen zu rasches Trocknen hydrophile oder, hygroskopische Substanzen, wie Glycerin, Glykol, Pinakol und zur Stabilisation polymere hydrophile Substanzen, wie Polyvinylpyrrolidon, niederpolymeres

10 Methacrylsäureamid und ein kationisches Netzmittel enthält.

Dem wässerigen Suspensionssubstrat werden auch die Quellver¬ bindungen für Phosphorpentoxid, sowie Siliziumdioxid-Xerogel hinzugefügt. Als Quell erbindungen werden neben ortho-Phosphorsäure und

15 Alkaliphosphat- und Alkalisilikatlösungen Kieselsol, Bor¬ säurelösung sowie die entsprechend silizium- sowie phosphor- oder borhaltigen Heteropolysäuren oder ieggin-Säuren der Nebengruppenmetalle eingesetzt. Bei der Benutzung von Boroxid als alleinige Sinterhilfe wird

20 das Boroxid alternativ aus dem amorphen, elementaren Bor, welches man zu etwa 0,5 - 1,5 % der Teilchenphase zugibt, während des Sinterprozesses in situ freigesetzt. Die gewöhnlich im technischen Vakuum vorhandene Restatmosphäre ist in der Lage, diese Umsetzung zu bewirken.

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Die soeben gegebene Übersicht gilt für die Aufgußtechnik mit Gußlegierungen auf Kobalt-, Chrom-, Gold-, Nickel-, Palla¬ dium- und Silberbasis. Sie widerstehen dem reduktiven Angriff der in diesen Legierungen häufig vertretenen Ele-

30 mente Silizium und Bor und deren intermetallischen Phasen. Jene sind zugleich die am weitesten verbreiteten legierungs- gebundenen Flußmittel überhaupt. Trennschichten, die gegen¬ über Bor und Silizium wirksam sind, sind gegenüber Kohlen¬ stoff und seinen C-Phasen erst recht wirksam.

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Ein weiterer günstig wirkender Zusatz zu einer Trennschicht für die Aufgußtechnik ist das rote Eisenoxid Fe2θτ in einer Konzentration von 0,1 - 1 %, wenn eine Sekundärlegierung mit Solidustemperatur ab etwa 800°C vergossen werden soll. Das rote Eisenoxid gibt bei höherer Temperatur einen Teil seines Sauerstoffgehaltes auch unabhängig von der Anwesenheit eines geeigneten Akzeptors ab und geht in das wesentlich stabilere und auch beim Arbeiten mit Nickel- und Kobaltbasis-Legierun¬ gen thermisch ausreichend beständige, schwarze Eisenoxid ^Fe 3°4 über. Der frei werdende Sauerstoff puffert nicht nur die Bor- und Siliziumwirkung ab, sondern führt zu Bildung einer Oxidhaut auf der Sekundärlegierung, die ihrerseits trennend wirkt.

Damit stellt das rote Eisenoxid ein hauptsächlich chemisch wirkendes Trennmittel für die Au gußtechnik dar. Es wirkt ferner als Sinterhilfe. Die ^• Brennzeit für die Trennschicht muß bei Eisenoxidbeteiligung auf etwa 3 min, die Temperatur auf etwa 900°C begrenzt werden. Der wesentliche und vorteil- hafte Unterschied zu anderen, Sauerstoffabspaltenden Oxiden, wie Chromoxid, u. ä. liegt darin, daß die primäre, besonders leicht laufende Sauerstoffabgabe nicht mit der Freisetzung metallischen legierungsfähigen, und damit störenden Fremdme¬ talls, einhergeht, sondern daß zunächst das niedere, schwarze Eisen(II/III)oxid entsteht, welches gegenüber dem roten durch besondere Beständigkeit gekennzeichnet ist. Erfahrungsgemäß ist die in der kurzen Reaktionszeit beim Aufguß in der Grenzfläche der erstarrenden Legierung zum Primärteil zur Verfügung stehende Reduktionskapazität zu schwach, um eine Freisetzung metallischen Eisens zu bewir¬ ken.

Allein für sich, also nicht nur als mengenmäßig geringfügi¬ ger Zusatz zu anderen Trennschichten, angewandt, scheint rotes Eisenoxid im gegenwärtigen Stand der Technik nicht

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sicher genug einsetzbar, da eine zu starke Sauerstofffrei- setzung Blasen im Sekundärguß verursachen kann.

Die Komponenten, aus denen die Trennschicht gebildet wird, liegen zu einem Teil als Fraktion von Teilchen mit einer Größe von weniger als 1 μm bis zu etwa 2 μm vor, die mittels einer Sinterhilfe zu einer auf dem Primärteil haftenden Schicht von bis zu etwa 5 μm Dicke gebunden sind.

Die teilchenhaften Komponenten, insbesondere das Metalloxid, das Metall-Doppeloxid und das gemischte Oxid müssen ausrei¬ chend reduktionsfest sein.

Die aus der Teilchenphase und der Sinterhilfe gebildete Schicht ist nach Aufguß und nach dem Zerlegen der Aufgu߬ strukturen wieder entfernbar.

Als Legierungen können im Rahmen der Erfindung alle ver¬ gießbaren Metalle und ihre Mischungen bis zu einer Solidustemperatur von etwa 1600°C eingesetzt werden. Beson¬ ders bevorzugt sind niedrig- und hochschmelzende Goldlegie¬ rungen, wie auch Silber-, Palladiumbasislegierungen und edelmetallfreie Dentallegierungen. Primär- und Sekundärteile können aus unterschiedlichen Metallen oder Legierungen bestehen, wobei das Element Silizium im Sinne dieser Erfin¬ dung als Metall behandelt werden soll, sofern es sich um hieraus gefertigte Primärteile handelt.

Zwar werden mit der offenbarten Trennschicht unter anderem Zahnersatzteile temporär versehen, um das bestimmte Feingu߬ verfahren der Aufgußtechnik auf diese Zahnersatzteile anwendbar zu machen; auch handelt es sich bei der offenbar¬ ten Trennschicht in chemischer Hinsicht um eine keramische Substanz. Dennoch wäre es sachlich unzutreffend und unzuläs- sig die Trennschicht als "Dentalkeramik" anzusprechen oder einzuordnen:

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Die technische Lehre der Dentalkeramik meint einen dauerhaft mit einem zahnärztlichen Therapiemittel verbundenen und ana¬ tomisch der Zahnform entsprechend ästhetisch ausgeformten und eingefärbten Überzug von etwa der 200- bis 2000-fachen 5 Schichtstärke der hier angesprochenen Trennschichten. Ferner steht die Dentalkeramik in keinerlei funktionellem Zusammenhang mit einer technischen Lehre zu einem Gußverfah¬ ren . Nicht zuletzt sind die Dentalkeramiküberzüge dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Metallen gezielt einen besonders 0 festen und innigen Verbund, den metallkeramischen Verbund, eingehen.

Auch diese Eigenschaft läuft der technischen Lehre zuwider, denn das Wesen der hier offenbarten Trennschichten ist ihr 5 Isolationsvermögen gegenüber schmelzflüssigen Metallen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform stellt man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einen zahntechnisch-protheti- schen Geschiebeanker, insbesondere eine Konus- oder Tele- 0 skopkrone bzw. einen Riegel aus einer dentalen Gußlegierung, insbesondere einer Goldlegierung her, wobei man eine Trennschicht aus bildet, die je nach Arbeitstemperatur durch Sinterhilfen modifiziert wird. Wirkungstragender Bestandteil der keramischen Masse ist 5 Zirkoniumdioxid Zr0 ₂ , dem als Sinterhilfen Kieselsäuresol und in Form einer Niedertemperaturversion der Ausführung Vanadiumpentaoxid V ₂ 0 ₅ und Lithiumfluorid LiF als Haft- und Flußmittel zugegeben werden.

0 Bei dieser Ausführungsform wird eine gegen die Metall¬ schmelze des Sekundärgusses isolierende Zirkoniumdioxid ent¬ haltende dünne Keramikschicht auf die Oberfläche des Primär¬ teils aufgesintert.

5 Zirkoniumdioxid kann von vielen flüssigen Metallen nicht be¬ netzt werden. Es ist daher zum Aufbau der Isolierschicht

besonders geeigent. Der hohe Schmelzpunkt von mehr als 2700°C macht jedoch ein direktes Aufschmelzen bzw. Aufsin¬ tern auf die Primärteile aus Goldgußlegierungen unmöglich. Einige der dentalen Goldgußlegierungen liegen mit ihrem Soliduspunkt schon im Bereich von 850°C, die meisten der nicht für die "Aufbrennkeramik" geeigneten bei 900 - 950 °C, die sogenannten "Auf rennlegierungen" zwischen 1000 und 1100°C. Es ist also ein Haftvermittler erforderlich, der bereits bei solch niedrigen Temperaturen das Zirkoniumdioxid ausreichend sicher auf den Primärteilen zu fixieren vermag. Dabei ist je nach Soliduspunkt der Primärlegierung ein Hoch¬ oder Niedertemperaturvorgehen zu unterscheiden.

ZrOn.* Hochtemperaturmethode (Soliduspunkt über 1000°C): Wird Zirkoniumdioxidpulver mit einer Korngröße von 1 - 3 μm (Fa. Ventron) in wässerigem Kieselsäuresol suspendiert, so bildet diese Mischung bereits beim Auftrocknen unter Raum¬ temperatur gegen Kratzen und Wassereinwirkung recht bestän¬ dige Schichten. Auf vorbereiteten Goldgrund aufgetragen nach Trocknen bei 900°C für Ca. 5 min gebrannt (Vakuum ist zweck¬ mäßig, aber nicht Bedingung), sintert die Zirkoniumdioxid- Kieselsäuremischung zu einer -durchscheinenden Schicht von etwa ein bis wenigen Mikrometern Dicke zusammen, welche sich mit den autogenen Oxiden der Legierung verbindet, sehr fest 5 haftet, bei nachfolgenden Arbeitsgängen nicht ohne weiteres verletzt wird, bis weit über die notwendigen Arbeitstempera¬ turen hinaus stabil ist und gut gegen den Sekundärguß iso¬ liert. Da das Haftvermögen auf blankem Metall ungenügend ist, muß vor Auftrag mit Mikrokorund-Strahlmittel von ca. 25 0 μ Korngröße bei schwachem Luftdruck (2 bar) die glatte Metalloberfläche gerade eben für das Auge wahrnehmbar ange¬ rauht werden. Keinesfalls darf die Rauhtiefe so groß sein, wie bei anderen Methoden. Strahlmittelüberreste entfernt man aus der Metalloberfläche durch Abblasen mit gespanntem Was- 5 serda pf von ca. 140°C, nachfolgendem Ultraschallbad in Aqua des . von 70°C für 5 min, wonach man erneut kurz abdampft.

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Der Auftrag der Zirkoniumdioxidsuspension muß sehr sparsam, nur lasierend erfolgen, so daß der Untergrund deutlich durchscheint. Der Auftrag darf nicht verlaufen und Pfützen bilden; Strukturen, die der Pinsel oder der Aufsprühvorgang hinterlassen sollten, sind sofort durch Vibration mit einem feinen Riffelinstrument zu verteilen. Angetrocknete Schich¬ ten sind durch Befeuchten nicht wieder erweichbar und lassen sich nur durch Abstrahlen oder Abdampfen entfernen. Gebrannt wird nach augenscheinlichem Abtrocknen des Auftrags, nach Abkühlen verarbeitet man den Primärteil, wie üblich, weiter.

ZrOo • Niedertemperaturmethode:

Soll auch der Primärteil aus einer Legierung mit Solidustem- peratur nahe oder unterhalb 900°C gegossen werden, so muß die Brenntemperatur der Isoliermasse noch weiter gesenkt werden: man sintert das Zirkoniumdioxid mit Kieselsäure unter Zugabe einer flüssigen Phase aus Vanadiumpentoxid und Lithiumfluorid. Der niedrige Schmelzpunkt dieser Verbindun¬ gen von 690°C (V ₂ 0 ₅ ) bzw. 842°C (LiF) und der noch niedri- gere ihrer Mischung erlaubt den Einsatz als Flußmittel.

Zusätze von jeweils 5 % (Masse) zum Zirkoniumdioxid sind

.ausreichen, um bei einer Temperatur von 750°C sintern zu können. Der Aufbau des keramischen Systems entspricht damit der in der keramischen Praxis oft geübten Methode, das an sich schlecht zu handhabende Zirkoniumdioxid durch Zugabe von Silikaten und einer flüssigen Phase zu sintern. Als flüssige Phase wurde hier Vanadiumpentoxid gewählt, da es zum einen ein günstiges Haftmittel für die Aufbrennkeramik ist, und zum anderen beim Erhitzen einen Teil seines Sauerstoffs abgibt, um sich partiell in niedere Oxide mit weitaus höheren Schmelzpunkten (knapp unterhalb 2000°C) umzuwandeln. Dies Verhalten läßt die Erweichungstemperatur der isolierenden Sinterschicht ebenfalls ansteigen, wodurch eine keramische Verklebung zwischen Primär- und Sekundärteil verhindert wird.

Nach dem Aufgießen wird das äußerlich versäuberte Geschiebe erhitzt und in Wasser abgeschreckt, bzw. bei Konus- und Te- leskopkrσnen die Außenkrone unter Kühlung der Innenkrone rasch aufgeheizt, um die Gußteile voneinander zu lösen. Die eigentliche Zerlegung erfolgt mit dem pneumatischen Meißel. Über große Friktions- und Haftflächen in Kontakt stehende Doppelkronen können trotz einwandfreier Ablösung der Teile voneinander so fest aufeinander halten, daß der Schlagimpuls des Meißels bei der geringen Innenkronenmasse zur mechani- sehen Zerlegung nicht ausreicht. Vor einem erneuten Trenn¬ versuch wird dann die Innenkrone zur Massevergrößerung mit leichtschmelzendem Metall (z. B. WOODsches Metall) ausgegos¬ sen, bzw. der entstehende Gußkörper mit "Sekundenkleber" ^* in die Innenkrone eingeklebt, oder es wird mit einem kontrast- farbigen Edelmetallot von niedrigem Schmelzpunkt eine Abzug¬ hilfe in die Innenkrone eingelötet. Nach Geschiebezerlegung lötet man diese wieder aus; die Lotreste werden unter Sicht¬ kontrolle im Punktstrahlgerät entfernt.

Eine wichtige Voraussetzung der Zerlegbarkeit von Teleskop¬ kronen und sinngemäßen Strukturen besteht darin, daß die Sekundärlegierung eine geringere Wärmeschrumpfung als die Primärlegierung hat. Die Außenkrone erleidet beim Erstarren und Abkühlen infolge des Phasensprunges von flüssig zu fest einen wesentlich stärkeren Volumenverlust, als die Innen¬ krone, so daß es bei Verwendung z. B. derselben Legierung für Primär- und Sekundärkrone zu unlösbaren Verklemmungen durch Aufschrumpfen kommen kann. Beim Einguß in vorgegebene Hohlformen liegen die Schrumpfungsverhältnisse umgekehrt und sind dementsprechend zu berücksichtigen. Auch sollen sich die Schmelzintervalle von Primär- und Sekundärlegierung nach Möglichkeit nicht überlappen. Es besteht sonst die Gefahr einer Erweichung und Aufrauhung der Innenkrone, wodurch die Partner mikroverschlüsselt werden und nicht oder nur unter Präzisionsverlust getrennt werden können. Zur Endbearbeitung

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wird die Isolierschicht mit 25 μm- Korundpulver zart abge¬ strahlt und nur mit Filzscheibe und Diamantpaste poliert.

Diese Methode wie auch das Zirkoniumdioxid enthaltende kera- 5 mische Isoliermittel wurden speziell auf das zahntechnisch- prothetische Aufgußverfahren mit dentalen Goldlegierungen eingestellt. Grundsätzlich ist die Hochtemperaturversion auch mit gutem Erfolg auf Palladium- und Nickel- sowie Kobaltbasislegierungen anwendbar. 0

Bei Kobalt- und Nickelbasislegierungen erlaubt die Zirkoni¬ umdioxidisolierung auch dem Techniklabor mit geringerem Aus¬ stattungsstandard eine routinesichere Aufgußtechnik mit einer Präzision, die derjenigen der Dotierungsmethode recht 5 nahe kommt, denn die beim Zirkoniumdioxidkeramik-Verfahren aufgetragene Isolierschicht ist im Vergleich zum "PGA"-Ver¬ fahren sehr viel dünner ("PGA" = Präzisions-Geschiebe-Auf¬ gußtechnik) . Es sind nur Schichtdicken von 10-20 % der her¬ kömmlichen "PGA"-Auftragsstärke erforderlich..Für nicht mit 0 Fremdmetallen dotierungsfähige Goldgußlegierungen is damit die Zirkoniumdioxidkeramik-Methode der Aufgußtechnik zur Zeit diejenige Methode, die am genauesten arbeitet. Dies insbesondere . im Vergleich zu den indirekten Herstellungsverfahren von Geschieben und Riegeln. Die sonst 5 üblichen Kosten verursachenden Friktionshilfen können entfallen. Als weiterer wichtiger Vorteil gegenüber der "PGA"-Technik ist die unproblematische Handhabung der Zirkoniumdioxidkeramik zu nennen. Derartige Sinterschichten sind gegen Berührung vollkommen unempfindlich und weitgehend 0 kratzfest. Abplatzungen während des Sekundärgusses sind bislang nicht vergekommen. Die Trenn- und Zerlegbarkeit nach dem Guß ist weitaus besser.

Bevorzugte Ausführungsformen, die jedoch fakultativ sind, 5 werden in den folgenden Beispielen beschrieben:

Vorbereitung des Primärteils:

Zur Verbesserung des Haftvermögens der Trennschicht Abstrah¬ len der Oberfläche mit Korund-Strahlmittel 25 μm und 22,5 - 3 bar Druck, bis eine gerade eben sichtbare, gleichmäßige 5 Mattierung eingetreten ist. Danach Reinigen im Ultraschall¬ bad von 70°C für 10 min mit dest. Wasser und Abdampfen mit gespanntem Heißdampf. Diese Vorbereitung ist für alle Trenn¬ schichtaufträge dieselbe.

O Beispiel 1

Besonders bevorzugte Ausführungsform einer Trennschicht mit einem einzelnen teilchenhaften Oxid nach Anspruch 2a) : Möglichst feinkörniges Titandioxid (2 - 2 μm) wird mit 0,1 % 5 rotem Eisenoxid in 50 %-iger wässeriger Orthophosphorsäure, die ca. 5 % Glykol enthält, suspendiert und gerade eben dek- kend auf die Primärteiloberfläche gleichmäßig mit Pinsel, Tauch-, Spritz- oder Druckverfahren aufgetragen.

0 Nach Antrocknen der Schicht erfolgt Sintern unter Vakuum bei etwa 900°C für 3 min z. B. im zahntechnischen Keramikofen.

Der abgekühlte Primärteil zeigt eine in der Wärme gelbe, bei Raumtemperatur zartrose, kratzfeste Schicht auf welcher die 5 Sekundärteilmodellation erfolgt. Eignung für Gold-, Palla¬ dium- und Kobalt-, wie Nickelbasislegierungen, die Bor bis zu etwa 2 %, Silizuium bis etwa 2 %, Kohlenstoff in jeder legierungsüblichen Menge, sowie stickstoffhaltige Phasen enthalten dürfen. Sehr große Bormengen (um 3 %) können die 0 Schicht in den am stärksten thermisch belasteten Bereichen nach purpur und blau verfärben, ohne daß das Isolationsver¬ mögen darunter leidet.

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Beispiel 2

Besonders bevorzugte Ausführungsform einer Trennschicht mit einem Doppeloxid nach Anspruch 2b) : Möglichst feinkörniges Kobalt-Aluminat (1-2 μm) wird mit dem im Verhältnis 1:1 verdünnten, handelsüblichen Kieselsäuresol (von etwa 60 % Kieselsäuregehalt) aufgeschwemmt, die Suspen¬ sion mit ca. 5 % Glycerin versehen und gleichmäßig auf den Primärteil aufgetragen. Nach Antrocknen Brennen im Keramik- ofen unter Vakuum bei 1000°C ^' für 10 min und Weiterverarbei¬ tung, wie oben. Diese Schicht ist tiefblau.

Eignung besonders für Goldbasislegierungen. Die Trennwirkung ist so groß, daß sie auch dann erhalten bleibt, wenn der Primärteil infolge grober Überhitzung deformiert wird.

Beispiel 3

Besonders bevorzugte Ausführungsform einer Trennschicht mit einem gemischten Oxid nach Anspruch 2b):

Möglichst feinkörniges Magnesium-Zirkonat (1 - 2 μm) wird

Mit -0,L % xotem Eisenoxid in 30 %-iger Wolframokieselsäure unter Zusatz von 1 % Polyvinylpyrrolidon suspendiert und auf den Primärteil gerade eben deckend aufgetragen. Das Poly- vinylpyrrolidon wird aus einer entsprechend konzentrierten Stammlösung entnommen, da es zur vollständigen Lösung einige Zeit braucht. Nach Vakuumbrand bei 1000°C, wie oben angegeben, erhält man eine zitronengelbe Trennschicht, die bei Kontakt mit Reduktionsmitteln in der Wärme, z. B. beim Verbringen in die Bunsenbrennerflamme, reversibel die Blau¬ färbung niederer Wolframoxide annehmen kann. Eignung für Palladium- und Kobaltbasislegierungen.

Beispiel 4

Besonders bevorzugte Ausführungsform einer Trennschicht mit Aluminiumnitrid nach Anspruch 2b) s Möglichst feinkörniges Aluminiumnitrid wird mit möglichst feinkörnigem Borphosphat und Aluminiumphosphat zu jeweils gleichen Teilen in 30 %-iger Molybdophosphorsäure suspen¬ diert, auf den Primärteil aufgebracht und nach Abtrocknen bei 1000°C im Vakuum, wie oben, gebrannt. Es entsteht eine hellgraue, haftende Schicht auf dem Primärteil, die ähnlich, wie wolframhaltige Schichten, auf Reduktionsmittel in der Hitze durch reversible Blaufärbung reagiert.

Eignung für niedrigschmelzende Gold-, Kupfer-, Silberbasis- legierungen; für Legierungen mit hohem Anteil an phosphid- haltigen Phasen.

Beispiel 5

Besonders bevorzugte Ausführungsformen einer Trennschicht für Legierungen mit Schmelzbereich von 450 bis etwa 700°C: JJafni mdioxid in 50 %-igem Kieselsol, das 3 % Glycerin ent¬ hält, suspendieren und den gerade eben deckenden Auftrag nach Antrocknen nur auf etwa 300°C erhitzen. Danach Auf- gießen auf die kratzfeste, nunmehr durch ein Kieselsäure- Xerogel gebundene Trennschicht, die obwohl sie nicht regel¬ recht "gebrannt" worden ist, nicht mehr wasserlöslich ist und abgestrahlt werden muß.

Beispiel 6

Beispiele für die Zusammensetzung einer Trennschicht mit einer Sinterhilfe aus der Gruppe der Alkali¬ metall/Titanmetall-Doppeloxide, bzw. ihre komplexen Halogen- derivate sind:

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Hafniumdioxid 90 - 95 %; Kaliu -Hexafluorotitanat 2 - 5 %; Kaliumhexafluoroaluminat-Kaliumtetrafluoroaluminat 2 - 5 %. Als gemischtes Pulver z. B in Polyvinylpyrrolidonlösung, 1 % in Wasser, spritzbar oder mit dem Pinsel etwa in dünner Lackfarbenkonsistenz suspendieren. Nach Trocknen Brand bei 1000°C im Vakuum für 10 min.

Ergebnis: eine weiße feste Trennschicht für hochschmelzende Legierungen mit hohen Silizium- und Boranteilen (bis etwa 3 %) .

Nach dem Entformen der AufgußStruktur werden die Teile zunächst in der Weise voneinander gelöst, daß der Teil mit Patrizenfunktion mittels gespanntem Wasserdampf zur Kühlung angeblasen wird, während man die Matrize kurzfristig stark aufheizt. An den unterschiedlichen Glühfarben von Primär- und Sekundärteil ist die erfolgte Lösung der Teile über die Unterbrechung der Wärmeleitung zwischen beiden zu erkennen. Zerlegung erfolgt in der dem Fachmann vertrauten Weise mit dem Luftdruckmeissel.