JP4334973B2 - Method for producing mold for casting titanium alloy - Google Patents
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Description
本発明は、チタンあるいはチタン合金の鋳造を行う際に使用する鋳型の製造方法に関する。さらに詳しくは、例えば、クラウンやインレーなどの歯科医療用材料に好適に用いることのできるチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a mold used when casting titanium or a titanium alloy. More specifically, for example, the present invention relates to a method for producing a titanium alloy casting mold that can be suitably used for dental materials such as crowns and inlays.
生体適合性が高いチタンあるいはチタン合金は、生体代替材料や歯科医療等の分野において広く利用されつつある。例えば歯科医療の分野において、虫歯の治療に用いられるクラウン、インレーなどには精密加工が必要とされる。このため、チタンあるいはチタン合金の精密鋳造に適した鋳型の研究が種々なされている。 Titanium or titanium alloys having high biocompatibility are being widely used in fields such as biosubstitute materials and dentistry. For example, in the field of dentistry, precision processing is required for crowns, inlays and the like used for the treatment of caries. For this reason, various researches on molds suitable for precision casting of titanium or titanium alloys have been made.
従来、いわゆるロストワックス法によるチタン合金鋳造用鋳型の製造方法として、特許文献１及び特許文献２に開示された技術が知られている。
特許文献１に開示された技術によれば、消失性模型の表面に初層スラリーの付着と初層スタッコの付着を行った後、バックアップスラリーの付着とバックアップスタッコの付着を所要回数実施して耐火物の積層体を形成する。そして、消失性模型の除去及び積層体の焼成を経ることによって、内部に鋳造用キャビティが形成されたチタン合金鋳造用の鋳型を得ることができる。前記初層スラリーの材料としては、カルシアとジルコニアを含む配合原料を溶融粉化して得られたジルコン酸カルシウムの粉末が用いられる。これにより、チタンあるいはチタン合金からなる鋳造品の表面における反応層の発生を抑制することができるので、表面品質に優れた鋳造品を得ることができる。
特許文献２に開示された技術によれば、炭酸カルシウムの粉末と水性バインダーとを含んでなる上塗りコート用スラリーを調整し、このスラリーを消失性模型の表面にコート層として付着させることによって、内部に鋳造用キャビティが形成されたチタン合金鋳造用の鋳型を得ることができる。この場合でも、チタンあるいはチタン合金からなる鋳造品の表面における反応層の発生を抑制することができる。
Conventionally, techniques disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are known as a method for producing a casting mold for titanium alloy by a so-called lost wax method.
According to the technique disclosed in Patent Document 1, after the first layer slurry and the first layer stucco are adhered to the surface of the vanishing model, the backup slurry and the backup stucco are adhered the required number of times to achieve fire resistance. A laminate of objects is formed. Then, a mold for casting a titanium alloy in which a casting cavity is formed can be obtained by removing the vanishing model and firing the laminated body. As the material of the initial layer slurry, calcium zirconate powder obtained by melt-pulverizing a blended raw material containing calcia and zirconia is used. Thereby, since generation | occurrence | production of the reaction layer in the surface of the casting product which consists of titanium or a titanium alloy can be suppressed, the casting product excellent in surface quality can be obtained.
According to the technique disclosed in Patent Document 2, by adjusting a slurry for topcoat coating comprising calcium carbonate powder and an aqueous binder, the slurry is adhered to the surface of the vanishing model as a coating layer. Thus, a casting mold for casting a titanium alloy in which a casting cavity is formed can be obtained. Even in this case, generation of a reaction layer on the surface of a cast product made of titanium or a titanium alloy can be suppressed.
しかしながら、上記した従来の方法によれば、耐火物積層体の各層における体積変化の比率が異なるために、焼成後の耐火物積層体において、最内面に位置するコート層にひび割れ等が生じてしまう。コート層にひび割れが生じると、鋳造品の表面にはそのひび割れに起因した鋳バリ等が発生するので、表面品質に優れて精密に加工された鋳造品が得られなくなるので問題であった。
本願発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鋳型の焼成後におけるコート層のひび割れを防止し、より表面品質に優れた鋳造品を得ることのできるチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法を提供することである。
However, according to the conventional method described above, the ratio of volume change in each layer of the refractory laminate is different, and thus, in the refractory laminate after firing, cracks and the like occur in the coat layer located on the innermost surface. . When a crack occurs in the coat layer, casting burrs or the like due to the crack are generated on the surface of the cast product, which makes it impossible to obtain a precisely processed cast product having excellent surface quality.
The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to prevent the coating layer from cracking after firing of the mold and to obtain a cast product having a higher surface quality. It is to provide a method for producing a mold for casting an alloy.
上記した課題を解決するために、特許請求の範囲の各請求項に記載した発明が構成される。
本願の第１の発明は、消失性模型の表面にコート層を付着させた後に、そのコート層の表面にバックアップ層を付着させて積層体を形成し、前記消失性模型の除去及び前記積層体の焼成を経ることによって内部に鋳造用キャビティが形成された鋳型を得るチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法であって、前記コート層を付着させる工程は、カルシア粉末をバインダ中に混合してなるスラリー中に前記消失性模型を侵漬させて内層側のコート層を付着させる第１の工程と、カルシア粉末と無機繊維状物質とをバインダ中に混合してなるスラリー中に前記消失性模型を侵漬させて外層側のコート層を付着させる第２の工程と、を有しているチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法である。この方法によれば、コート層の材料としてカルシア粉末が用いられているので、チタン合金の表面と鋳型との反応が不活性となり、鋳造品の表面におけるαケースなどの反応層の発生を抑制できる。また、コート層は、内層側のコート層と外層側のコート層との２層構造で形成されるとともに、外層側のコート層には無機繊維状物質が含まれる。これにより、焼成時におけるコート層とバックアップ層との体積変化の差異に基づく応力の発生をこの繊維状物質によって抑制することができるので、焼成後の鋳型におけるコート層のひび割れを効果的に防止することができる。
なお、この第１の発明における「チタン合金」には、チタンと他の金属元素との合金のみならず、チタン単体の金属も含まれる。「チタンあるいはチタン合金」という表現を用いなかったのは、請求項の記載を簡潔にするための便宜的な理由に基づくものである。このことは、本明細書中に記載された他の発明についても同様である。
また、「無機繊維状物質」とあるのは、少なくとも一方向において長い部分を有する繊維状に形成された無機化合物全般を指すものであり、例えば、繊維状のシリカであるシリカファイバー、繊維状のジルコニアであるジルコニアファイバー、繊維状のアルミナであるアルミナファイバー等がこれに該当する。
In order to solve the above-described problems, the invention described in each of the claims is configured.
In the first invention of the present application, after a coat layer is adhered to the surface of the vanishable model, a backup layer is adhered to the surface of the coat layer to form a laminate, and removal of the vanishable model and the laminate A titanium alloy casting mold manufacturing method for obtaining a casting mold in which a casting cavity is formed by firing, wherein the coating layer is deposited by mixing calcia powder in a binder. A first step of immersing the vanishable model in the slurry to adhere the inner layer side coat layer, and the vanishable model in a slurry obtained by mixing calcia powder and an inorganic fibrous substance in a binder. And a second step of immersing and attaching a coat layer on the outer layer side. A method for producing a mold for casting a titanium alloy. According to this method, since calcia powder is used as the material of the coating layer, the reaction between the surface of the titanium alloy and the mold becomes inactive, and generation of a reaction layer such as an α case on the surface of the cast product can be suppressed. . The coat layer is formed with a two-layer structure of an inner layer side coat layer and an outer layer side coat layer, and the outer layer side coat layer contains an inorganic fibrous substance. As a result, the generation of stress based on the difference in volume change between the coat layer and the backup layer during firing can be suppressed by this fibrous substance, and thus cracking of the coat layer in the mold after firing is effectively prevented. be able to.
The “titanium alloy” in the first invention includes not only alloys of titanium and other metal elements but also metals of titanium alone. The reason for not using the expression “titanium or titanium alloy” is based on a convenient reason for simplifying the description of the claims. The same applies to other inventions described in this specification.
The term “inorganic fibrous substance” refers to all inorganic compounds formed in a fibrous shape having a long portion in at least one direction. For example, a silica fiber, which is fibrous silica, This includes zirconia fiber that is zirconia, alumina fiber that is fibrous alumina, and the like.
本願の第２の発明は、上記第１の発明のチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法であって、第１の工程及び／又は第２の工程におけるカルシア粉末として、平均粒径が０．３ｍｍ以下のカルシア粉末を用いるチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法である。ここで、前記「第１の工程及び／又は第２の工程」とあるのは、「第１の工程及び第２工程のうち少なくとも一方の工程」という意味である。このことは、本明細書中に記載された他の発明についても同様である。
この第２の発明によれば、コート層の材料として平均粒径が０．３ｍｍ以下のカルシア粉末が用いられるので、鋳造品と鋳型との接触面が緻密で平滑になり、表面性状に優れたチタン合金の鋳造品を製造することができる。
A second invention of the present application is a method for producing a casting mold for titanium alloy according to the first invention, wherein the average particle size is 0.3 mm as the calcia powder in the first step and / or the second step. The following is a method for producing a mold for casting a titanium alloy using calcia powder. Here, “the first step and / or the second step” means “at least one of the first step and the second step”. The same applies to other inventions described in this specification.
According to the second invention, since the calcia powder having an average particle size of 0.3 mm or less is used as the material of the coat layer, the contact surface between the cast product and the mold becomes dense and smooth, and the surface property is excellent. Titanium alloy castings can be manufactured.
また上記第１または第２の発明のチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法であって、バックアップ層を付着させる工程では、カルシア粉末１００重量部に対して１０重量部以下のバインダを混合してなるバックアップ材料をコート層の表面に付着させることが好ましい。カルシア粉末に対するバインダの混合比率がこのように小さく設定されると、焼成時におけるバックアップ層の見掛けの体積変化を小さくすることができるので、焼成後の鋳型におけるバックアップ層のひび割れを防止することができる。これにより、鋳造品の表面における鋳バリの発生等をより効果的に防止することができる。
Further, in the method for producing a mold for casting a titanium alloy according to the first or second invention, in the step of attaching a backup layer, 10 parts by weight or less of a binder is mixed with 100 parts by weight of calcia powder. It is preferable to attach a backup material to the surface of the coat layer. When the mixing ratio of the binder to the calcia powder is set so small, it is possible to reduce the apparent volume change of the backup layer at the time of firing, and thus it is possible to prevent cracking of the backup layer in the mold after firing. . Thereby, generation | occurrence | production of the casting burr | flash etc. in the surface of a casting can be prevented more effectively.
本願の第３の発明は、上記第１又は第２の発明のチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法であって、第２の工程における無機繊維状物質として、長軸方向の寸法が０．１ｍｍから１０ｍｍのシリカファイバーを用いるチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法である。これにより、焼成後の鋳型におけるコート層のひび割れをより効果的に防止することができる。
A third invention of the present application relates to a method of producing molds for titanium alloy casting of the first or second aspect of the invention, as the inorganic fibrous substance in the second step, the dimensions of the
本願の第４の発明は、上記第１から第３の発明のうちいずれかの発明のチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法であって、第２の工程におけるスラリー中には、そのスラリー全体に対して７％から２０％（重量％）のジルコニウム（Ｚｒ）が混合されていることを特徴とするチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法である。この方法によれば、外層側のコート層にジルコニウムが含有されることになるので、鋳型の焼成時において、この外層側のコート層の体積膨張率を調整することができる。これにより、鋳型の内部に形成されるキャビティ空間の体積を、所望とする鋳造品の体積に対して適当となるように制御することができる（一般的に、キャビティ空間の体積は、所望とする鋳造品の体積に対して１０２％程度となるように制御されるのが好ましい）。スラリー中のジルコニウムの混合率を７％から２０％の範囲に設定したのは、ジルコニウムがこの範囲の割合で含有されていると、内層側のコート層にひび割れ等が発生せず、かつ、キャビティ空間の体積が適当となるように外層側のコート層の体積膨張率を制御することができるからである。なお、この第４の発明における「ジルコニウム」には、Ｚｒを分子内に含み、酸化反応により膨張する化合物、例えば、ジルコンフラワー（ジルコニウム＋シリカ）なども含まれる。
A fourth invention of the present application is a method for producing a casting mold for titanium alloy according to any one of the first to third inventions, wherein the slurry in the second step includes the entire slurry. On the other hand, it is a method for producing a casting mold for titanium alloy, characterized in that 7% to 20% (weight%) of zirconium (Zr) is mixed. According to this method, since the outer coating layer contains zirconium, the volume expansion coefficient of the outer coating layer can be adjusted during the firing of the mold. This makes it possible to control the volume of the cavity space formed inside the mold so as to be appropriate for the volume of the desired casting (generally, the volume of the cavity space is set as desired. It is preferably controlled to be about 102% with respect to the volume of the cast product). The mixing ratio of zirconium in the slurry is set in the range of 7% to 20% because if the zirconium is contained in a proportion within this range, cracks or the like do not occur in the inner coating layer, and the cavity This is because the volume expansion coefficient of the outer layer-side coat layer can be controlled so that the volume of the space is appropriate. The “zirconium” in the fourth invention includes a compound containing Zr in the molecule and expanding by an oxidation reaction, such as zircon flour (zirconium + silica).
本願の第５の発明は、上記第１から第４のうちいずれかの発明のチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法によって製造された鋳型を用いて鋳造される歯科医療用チタン合金である。ここでいう「歯科医療用チタン合金」とは、人工歯根やクラウン、インレーなどの歯科医療用に用いられるチタン合金全般のことを指している。本願発明によるチタン合金は極めて精緻に鋳造することが可能であるので、このような歯科医療分野へ特に好適に用いることができる。
A fifth invention of the present application is a titanium alloy for dentistry cast using a mold manufactured by the method for manufacturing a mold for casting a titanium alloy according to any one of the first to fourth inventions. The “titanium alloy for dentistry” as used herein refers to all titanium alloys used for dentistry such as artificial tooth roots, crowns, and inlays. Since the titanium alloy according to the present invention can be cast very precisely, it can be used particularly suitably in such a dental field.
本願発明によれば、鋳型の焼成後におけるコート層のひび割れを防止し、より表面品質に優れた鋳造品を得ることのできるチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a casting mold for titanium alloy which can prevent cracking of the coat layer after firing of the casting mold and can obtain a cast product having a better surface quality.
以下、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。
本発明の方法では、いわゆるロストワックス法により所望とする形状のキャビティ空間を有するチタン合金鋳造用の鋳型を製造する。この製造方法では、まず、製作しようとする鋳造品の形状と同一形状をなす消失性模型（ワックス模型）を準備する。次に、この消失性模型の表面にコート層を付着させた後に、そのコート層の補強用にバックアップ層を付着させて積層体を成形する。そして、消失性模型の除去及び積層体の焼成を経ることによって、内部に鋳造用のキャビティ空間が形成された鋳型を得ることができる。
The best mode for carrying out the present invention will be specifically described below.
In the method of the present invention, a casting mold for titanium alloy having a cavity space having a desired shape is manufactured by a so-called lost wax method. In this manufacturing method, first, a vanishable model (wax model) having the same shape as that of a cast product to be manufactured is prepared. Next, after a coat layer is attached to the surface of the vanishing model, a backup layer is attached to reinforce the coat layer to form a laminate. A mold having a casting cavity space formed therein can be obtained by removing the vanishing model and firing the laminate.
本実施の形態では、チタン合金の鋳造品を製作するために、（１）Ti-6Al-7Nb合金、及び、（２）Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の鋳造を試みた。このうち、（２）のTi-29Nb-13Ta-4.6Zr合金は、本願の発明者らによって開発された機能性の高いチタン合金であり、生体適合性が高く歯科医療用に特に適している。以下では、Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金のことを、ＴＮＴＺ合金と称する場合がある。 In this embodiment, in order to produce a cast product of titanium alloy, casting of (1) Ti-6Al-7Nb alloy and (2) Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr alloy was attempted. Among these, the Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr alloy (2) is a titanium alloy with high functionality developed by the inventors of the present application, and has high biocompatibility and is particularly suitable for dentistry. Hereinafter, the Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr alloy may be referred to as a TNTZ alloy.
〔ワックス模型について〕
本実施の形態では、図１に示すような６φ丸棒のワックス模型を準備した。ワックス模型の原料としては、市販のワックス材料（READY CASTING WAX：（株）ジーシー製）を用いた。そして、焼成した鋳型の内部にチタン合金を流し込むための湯口として、このワックス模型に市販の湯口フォーマー（PLASTICCRUCIBLE FORMER T：（株）ジーシー製）を取り付けた。
[About wax model]
In the present embodiment, a 6φ round bar wax model as shown in FIG. 1 was prepared. A commercially available wax material (READY CASTING WAX: manufactured by GC Corporation) was used as a raw material for the wax model. A commercially available gate former (PLASTICCRUCIBLE FORMER T: manufactured by GC Corporation) was attached to the wax model as a gate for pouring the titanium alloy into the fired mold.
〔鋳型の材料について〕
本実施の形態では、鋳型の材料として電融カルシア（ＣａＯ）の粉末（タテホ化学工業（株）製）を用いた。
ところで、鋳型の材料粉末における粒径分布は、鋳型の亀裂生成に影響を及ぼす因子であると考えられる。そこで、本実施の形態では、以下の表１に示すＣ１〜Ｃ４までの４種類の粒径を有するカルシア粉末を準備した。そして、鋳型の骨材となる材料として、これら異なる粒径を有する複数種類のカルシア粉末を所定の比率で混合して用いた。なお、表１中には、カルシア粉末の平均粒径をｍｍ単位で表示しているが、この場合の「粒径」とは、ＪＩＳＺ−８８０１等により規格化された標準篩を用いて測定される「粒径」ことを指している。また、「平均粒径」とは、ふるい上＝５０％に相当する粒径のことを指している。
以下では、表１中のＣ１〜Ｃ４のカルシア粉末を混合して得られた材料を、Ｃ１〜Ｃ４の記号を用いて略記して表示する。例えば、Ｃ１の粉末とＣ３の粉末を重量比で４：６で混合して得られた原料のことを、Ｃ１Ｃ３４６のように略記して表示する。
[About mold materials]
In the present embodiment, electrofused calcia (CaO) powder (manufactured by Tateho Chemical Industry Co., Ltd.) was used as a material for the mold.
By the way, the particle size distribution in the mold material powder is considered to be a factor that affects the crack formation of the mold. Therefore, in the present embodiment, calcia powder having four types of particle sizes C1 to C4 shown in Table 1 below was prepared. A plurality of types of calcia powder having different particle diameters were mixed at a predetermined ratio as a material for the aggregate of the mold. In Table 1, the average particle size of calcia powder is indicated in mm. In this case, the “particle size” is measured using a standard sieve standardized by JISZ-8801 or the like. It means “particle size”. The “average particle size” refers to a particle size corresponding to 50% on the sieve.
Below, the material obtained by mixing C1-C4 calcia powder in Table 1 is abbreviated and displayed using symbols C1-C4. For example, a raw material obtained by mixing C1 powder and C3 powder at a weight ratio of 4: 6 is abbreviated and displayed as C1C346.
〔内層側のコート層の材料について〕
本実施の形態では、カルシア粉末をバインダ中に混合してなるスラリー中に消失性模型を侵漬させることで内層側のコート層を付着させる（第１の工程）。
スラリー作製用のカルシア粉末としては、表１中のＣ１の粒径分布を有するカルシア粉末を用いる。このように、平均粒径が０．３ｍｍ以下の微粉状のカルシア粉末を用いることで、コート層の表面が緻密になる。この鋳型を用いてチタン合金を鋳造すると、表面性状に優れた鋳造品を得ることができる。
スラリー作製用のバインダとしては、カルシア粉末のバインダとして一般的なものであればどれを用いてもよいが、塩化カルシウムをメタノールに溶解させた塩化カルシウム−メタノール溶液を用いるのが好ましい。さらに好ましくは、濃度が6．5〜7．5重量％の塩化カルシウム−メタノール溶液である。塩化カルシウム−メタノール溶液の濃度がこの範囲に設定されると、カルシアとの反応によるコート層の硬化が適度に抑制されるので、コート層のひび割れ等をより効果的に防止することができる。
[Material for inner layer side coat layer]
In the present embodiment, the inner layer side coating layer is adhered by immersing the disappearing model in a slurry obtained by mixing calcia powder in a binder (first step).
As the calcia powder for slurry preparation, calcia powder having a particle size distribution of C1 in Table 1 is used. Thus, the surface of the coat layer becomes dense by using fine powdery calcia powder having an average particle size of 0.3 mm or less. When a titanium alloy is cast using this mold, a cast product having excellent surface properties can be obtained.
Any binder may be used as the binder for preparing the slurry as long as it is a general binder for calcia powder, but a calcium chloride-methanol solution in which calcium chloride is dissolved in methanol is preferably used. More preferably, it is a calcium chloride-methanol solution having a concentration of 6.5 to 7.5% by weight. When the concentration of the calcium chloride-methanol solution is set within this range, the coating layer is appropriately hardened by the reaction with calcia, so that cracking of the coating layer can be more effectively prevented.
スラリー調整の際には、粒径がＣ１のカルシア粉末と塩化カルシウム−メタノール溶液とを同一の容器に投入し、大気中にて均一に混和するまで撹拌する。
ここで、バインダの混合比とコーティング性との関係を調べるため、バインダの重量比を18〜22%の範囲で変化させたスラリー中に50mm深さまで浸漬した6mmφ丸棒ワックスを-0.06MPaに保った真空デシケータ中に86.4ks（ks＝103秒）保存し、コーティング前後における重量変化及びコーティングの状況を調べた。図２にその結果をグラフで示す。
図２に示すように、スラリー中のバインダ濃度が18%から19%に変化すると、重量は約1g減少するが、19%から22%までは、重量変化は急激に小さくなる。スラリーの付着重量がその粘性に依存するとすれば、18〜19%でスラリーの粘性が急変することが考えられる。付着重量は、コート厚さに概ね比例すると考えられるから、18%のコート厚さは19%の厚さの2倍以上であると考えられる。一方，真空デシケータ中に86.4ks保存された後のコートの状況を観察すると、18%および19%バインダのものに亀裂が生成していた。したがって、亀裂を生じさせずに消失性模型の表面に最も効率よくコート層を付着させるためには、バインダの濃度が20〜22%程度に調整されたカルシア粉末のスラリーを用いるのが好ましいと考えられる。さらに好ましくは、バインダの濃度が20％に調整されたスラリーである。
When preparing the slurry, the calcia powder having a particle size of C1 and the calcium chloride-methanol solution are put into the same container and stirred until they are uniformly mixed in the atmosphere.
Here, in order to investigate the relationship between the mixing ratio of the binder and the coating property, a 6 mmφ round bar wax immersed to a depth of 50 mm in a slurry in which the weight ratio of the binder was changed in the range of 18 to 22% was kept at −0.06 MPa. was 86.4ks in a vacuum desiccator (ks = 10 3 seconds) to save and check the status of the weight change and the coating before and after coating. The results are shown graphically in FIG.
As shown in FIG. 2, when the binder concentration in the slurry changes from 18% to 19%, the weight decreases by about 1 g, but from 19% to 22%, the weight change decreases rapidly. If the adhesion weight of the slurry depends on its viscosity, it is considered that the viscosity of the slurry changes suddenly at 18 to 19%. Since the adhesion weight is considered to be roughly proportional to the coat thickness, the 18% coat thickness is considered to be more than twice the 19% thickness. On the other hand, when the condition of the coat after being stored in the vacuum desiccator for 86.4ks was observed, cracks were generated in the 18% and 19% binders. Therefore, in order to adhere the coat layer to the surface of the vanishing model most efficiently without causing cracks, it is considered preferable to use a slurry of calcia powder with the binder concentration adjusted to about 20-22%. It is done. More preferably, the slurry has a binder concentration adjusted to 20%.
〔外層側のコート層の材料について〕
本実施の形態では、消失性模型に内層側のコート層を付着させた後、カルシア粉末と無機繊維状物質とをバインダ中に混合してなるスラリー中にその消失性模型を侵漬させることで外層側のコート層を付着させる（第２の工程）。つまり、消失性模型の表面に付着されるコート層は、内層側のコート層と、外層側のコート層とを有しており、２層構造で構成されることとなる。
[Material of outer layer side coat layer]
In this embodiment, after the inner layer side coat layer is attached to the disappearance model, the disappearance model is immersed in a slurry obtained by mixing calcia powder and inorganic fibrous material in a binder. A coat layer on the outer layer side is attached (second step). That is, the coat layer attached to the surface of the vanishing model has an inner layer-side coat layer and an outer layer-side coat layer, and has a two-layer structure.
この第２の工程に用いられるカルシア粉末は、特に制限しないが、第１の工程におけるＣ１のカルシア粉末、すなわち、平均粒径が０．３ｍｍ以下の微粉状のカルシア粉末が用いられるのが好ましい。これにより、内層側のコート層にひび割れ等が生じたとしても、外層側のコート層が緻密に形成されているので、チタン合金の鋳造時における鋳バリ等の発生を最小限に抑えることができる。 The calcia powder used in the second step is not particularly limited, but the C1 calcia powder in the first step, that is, a finely powdered calcia powder having an average particle size of 0.3 mm or less is preferably used. As a result, even if cracks or the like occur in the inner layer side coating layer, the outer layer side coating layer is densely formed, so that occurrence of casting burrs and the like during casting of the titanium alloy can be minimized. .
この第２の工程に用いられるバインダとしては、特に制限しないが、第１の工程と同じバインダが用いられるのが好ましい。すなわち、濃度が6．5〜7．5重量％の塩化カルシウム−メタノール溶液が用いられるのが好ましい。これにより、コート層のひび割れ等をより効果的に防止することができる。 Although it does not restrict | limit especially as a binder used for this 2nd process, It is preferable that the same binder as a 1st process is used. That is, a calcium chloride-methanol solution having a concentration of 6.5 to 7.5% by weight is preferably used. Thereby, the crack of a coating layer, etc. can be prevented more effectively.
また、この第２の工程に用いられる無機繊維状物質としては、少なくとも一方向に長い部分（長軸部分）を有する無機化合物やその結晶体であれば適用できる可能性がある。例えば、繊維状のシリカであるシリカファイバー、繊維状のジルコニアであるジルコニアファイバー、繊維状のアルミナであるアルミナファイバー等がこれに該当する。この中では、シリカファイバーが用いられるのが特に好ましい。最も好ましくは、長軸方向の大きさが０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲にあるシリカファイバーである。
本実施の形態では、市販されているシリカファイバー（1260バルク：（株）イソライト工業製）を必要に応じて適宜の大きさにカットして用いている。
Moreover, as an inorganic fibrous substance used for this 2nd process, if it is an inorganic compound and its crystal body which have a part (long-axis part) long at least in one direction, it may be applicable. For example, silica fibers that are fibrous silica, zirconia fibers that are fibrous zirconia, alumina fibers that are fibrous alumina, and the like correspond to this. Of these, silica fibers are particularly preferably used. Most preferred is a silica fiber having a major axis size in the range of 0.1 mm to 10 mm.
In the present embodiment, a commercially available silica fiber (1260 bulk: manufactured by Isolite Kogyo Co., Ltd.) is used after being cut into an appropriate size as necessary.
第２の工程に使用するスラリー調整の際には、第１の工程と同様な方法により、バインダ濃度が20％のカルシア粉末のスラリーを調整する。そして、このスラリーに対してシリカファイバーを0．3％(質量比)添加することにより、外層側のコート層を形成するためのスラリーを調整する。
なお、本実施の形態において、内層側のコート層にシリカファイバーを用いないのは、チタン合金がシリカと反応して表面硬化層を助長する可能性があることから、これらが直接触れ合わないようにするためである。
When adjusting the slurry used in the second step, a slurry of calcia powder having a binder concentration of 20% is prepared by the same method as in the first step. Then, by adding 0.3% (mass ratio) of silica fiber to the slurry, the slurry for forming the outer layer side coating layer is prepared.
In this embodiment, the reason why silica fibers are not used for the inner coat layer is that the titanium alloy may react with silica to promote the surface hardened layer, so that they do not touch each other directly. It is to do.
〔ジルコニウムの添加について〕
さらに、焼成後の鋳型の体積膨張率を適当に制御するために、第２の工程に使用するスラリー全体に対して、７％〜２０％（重量％）のジルコニウム（Ｚｒ）を添加して混合するのが好ましい。
一般的に、焼成後の鋳型におけるキャビティ空間の体積は、所望とする鋳造品の体積に対して１０２％程度の体積となるのが好ましいが、ジルコニウムの混合率が上記の範囲内に設定されると、外層側のコート層の体積膨張率を１０２％程度となるように適当に制御することができる。
なお、第２の工程に使用するスラリー中には、ジルコニウムに代えて、ジルコニウムを分子内の組成の一部として含有する化合物、例えばジルコンフラワー（Ｚｒ・ＳｉＯ２）などを添加することもできる。
[Addition of zirconium]
Furthermore, in order to appropriately control the volume expansion coefficient of the mold after firing, 7% to 20% (wt%) of zirconium (Zr) is added to and mixed with the entire slurry used in the second step. It is preferable to do this.
In general, the volume of the cavity space in the mold after firing is preferably about 102% of the volume of the desired casting, but the mixing ratio of zirconium is set within the above range. Then, the volume expansion coefficient of the coat layer on the outer layer side can be appropriately controlled to be about 102%.
In addition, in the slurry used in the second step, instead of zirconium, a compound containing zirconium as a part of the composition in the molecule, for example, zircon flour (Zr · SiO 2 ) can be added.
〔バックアップ層の材料について〕
バックアップ層の骨材材料としては、Ｃ１〜Ｃ４の粒径の異なるカルシア粉末を混合した材料を用いる（Ｃ１〜Ｃ４については表１参照）。本実施の形態で用いたのは、２種類の混合粉末、すなわち、Ｃ１のカルシア粉末とＣ３のカルシア粉末とを４：６の重量比で混合した粉末材料（以下、Ｃ１Ｃ３４６粉末と称する）、及び、Ｃ１のカルシア粉末とＣ２のカルシア粉末とを４：６の重量比で混合した粉末材料（以下、Ｃ１Ｃ２４６粉末と称する）である。このように、粒径分布の異なるカルシア粉末を混合して用いるのは、以下の理由に基づくものである。
[About the material of the backup layer]
As the aggregate material of the backup layer, a material in which calcia powders having different particle sizes of C1 to C4 are mixed is used (see Table 1 for C1 to C4). In this embodiment, two types of mixed powders, that is, a powder material in which C1 calcia powder and C3 calcia powder are mixed at a weight ratio of 4: 6 (hereinafter referred to as C1C346 powder), and , C1 calcia powder and C2 calcia powder mixed at a weight ratio of 4: 6 (hereinafter referred to as C1C246 powder). As described above, the mixture of calcia powders having different particle size distributions is used for the following reason.
粒径が小さくて微粉状のカルシア粉末を用いた場合には、バックアップ層の組織が緻密に形成される。この場合、チタン合金の鋳造時にコート層にひび割れが生じた場合であっても、溶融したチタン合金のバックアップ層内への伝播が阻止されることとなる。これにより、チタン合金の鋳造時における鋳バリの発生等をより効果的に防止することができる。
これとは反対に、粒径が大きくて粗粒状のカルシア粉末を用いた場合には、バックアップ層の組織内に多くの空隙が形成される。これにより、焼成時の体積変化に基づく鋳型のひび割れを防止することができる。
つまり、ひび割れが生じにくくかつ成形性の高い鋳型を製造するためには、この鋳型の材料として使用するカルシア粉末の粒径の選択が極めて重要な因子となる。本願の発明者らは、Ｃ１〜Ｃ４のカルシア粉末を種々の重量比で混合して試験を行い、次の（１）及び（２）の混合比によるカルシア粉末が最も良好な鋳型の材料となることを見出したのである。
（１）Ｃ１：Ｃ２＝４：６
（２）Ｃ１：Ｃ３＝４：６
When a fine powdery calcia powder having a small particle size is used, the structure of the backup layer is densely formed. In this case, even if a crack occurs in the coat layer during casting of the titanium alloy, propagation of the molten titanium alloy into the backup layer is prevented. Thereby, generation | occurrence | production of the casting burr | flash etc. at the time of casting of a titanium alloy can be prevented more effectively.
On the other hand, when a coarse-grained calcia powder having a large particle size is used, many voids are formed in the structure of the backup layer. Thereby, the crack of the casting_mold | template based on the volume change at the time of baking can be prevented.
In other words, in order to produce a mold that is unlikely to crack and has high moldability, the selection of the particle size of the calcia powder used as the mold material is an extremely important factor. The inventors of the present application mixed and tested C1-C4 calcia powders at various weight ratios, and calcia powders with the following mixing ratios (1) and (2) are the best mold materials. I found out.
(1) C1: C2 = 4: 6
(2) C1: C3 = 4: 6
コート層の表面にバックアップ層を付着させる工程では、カルシア粉末１００重量部に対して１０重量部以下のバインダを混合してなるバックアップ材料をコート層の表面に付着させる。本実施の形態では、カルシア粉末とバインダとを重量比で１４：１に混合したバックアップ材料を用いる。
バックアップ材料の調整に使用するバインダとしては、カルシア粉末のバインダとして使用できるものであれば特に制限しないが、好ましくは塩化カルシウム−メタノール溶液を用いることができる。特に好ましくは、濃度が6．5〜7．5重量％の塩化カルシウム−メタノール溶液である。
カルシア粉末に対するバインダの混合比率がこのように小さく設定されると、バックアップ材料の性状がスラリーよりもむしろ粉体状に近づくことになる。すると、焼成時におけるバックアップ層の見掛けの体積変化をより小さくすることができるので、鋳型の焼成時におけるバックアップ層のひび割れ等をより効果的に防止することができる。
In the step of attaching the backup layer to the surface of the coat layer, a backup material obtained by mixing 10 parts by weight or less of binder with 100 parts by weight of calcia powder is attached to the surface of the coat layer. In this embodiment, a backup material in which calcia powder and a binder are mixed at a weight ratio of 14: 1 is used.
Although it will not restrict | limit especially if it can be used as a binder of a calcia powder as a binder used for adjustment of a backup material, Preferably a calcium chloride-methanol solution can be used. Particularly preferred is a calcium chloride-methanol solution having a concentration of 6.5 to 7.5% by weight.
When the mixing ratio of the binder to the calcia powder is set to such a small value, the properties of the backup material are closer to powder rather than slurry. Then, since the apparent volume change of the backup layer during firing can be further reduced, cracking of the backup layer during firing of the mold can be more effectively prevented.
本発明をさらに具体化した実施例１〜実施例４について説明する。
〔実施例１〕
6mmφの丸棒状に形成した消失性模型をＣ１カルシア粉末のスラリーに侵漬させて内層側のコート層を付着させた。その後、この消失性模型を2.4ks大気中に放置してコート層の乾燥を行った（第１の工程）。
次に、第１の工程で用いたスラリー中に2mm厚さで5mmにカットしたシリカファイバーを0.3質量%添加し，1.8ks手練り練和してスラリーを調整した。このスラリー中に消失性模型を侵漬させて外層側のコート層を付着させた後、-0.06MPaの真空デシケータ中に86.4ks保存してコート層の乾燥を行った（第２の工程）。
バックアップ材料については、カルシア粉末（Ｃ１Ｃ３４６及びＣ１Ｃ２４６）とバインダとを１４：１に混合した材料を用いた。鋳型を成形するためのプラスチック製のカップ型を準備し、そのカップ型のほぼ中心部に消失性模型を配置し、その消失性模型の周囲にバックアップ材料を搗き固めてバックアップ層を付着させた。これにより、消失性模型の表面にコート層及びバックアップ層が付着してなる積層体を形成した。
こうして得た積層体をカップ型から取り出し、その積層体を-0.06MPaの真空デシケータ中に86.4ks保存した後、323Kに14.4ks、353Kに14.4ks、1373Kに3.6ks連続保持の熱サイクルによる焼成を施した。こうして得られた鋳型による鋳造品の試験片について、鋳バリ発生の有無、鋳肌の状況を調べた。
Examples 1 to 4 that further embody the present invention will be described.
[Example 1]
The vanishable model formed in the shape of a 6 mmφ round bar was immersed in a slurry of C1 calcia powder to attach the inner layer side coating layer. Thereafter, the vanishing model was left in the atmosphere for 2.4ks to dry the coat layer (first step).
Next, 0.3% by mass of silica fiber cut to 2 mm thickness and 5 mm was added to the slurry used in the first step, and the slurry was prepared by hand kneading for 1.8 ks. After the extinction model was immersed in this slurry to attach the outer coat layer, it was stored for 86.4ks in a vacuum desiccator of -0.06 MPa, and the coat layer was dried (second step).
As the backup material, a material in which calcia powder (C1C346 and C1C246) and a binder were mixed at a ratio of 14: 1 was used. A plastic cup mold for molding the mold was prepared, and a vanishing model was placed at the center of the cup mold, and a backup material was squeezed around the vanishing model to attach a backup layer. Thereby, the laminated body in which the coat layer and the backup layer were adhered to the surface of the disappearance model was formed.
The laminated body thus obtained was taken out from the cup mold, and the laminated body was stored in a vacuum desiccator of -0.06 MPa for 86.4ks, and then fired by thermal cycle of 14.4ks at 323K, 14.4ks at 353K, 3.6ks at 1373K. Was given. With respect to the test piece of the cast product using the mold thus obtained, the presence or absence of casting burr and the condition of the casting surface were examined.
Ｃ１Ｃ３４６粉末およびＣ１Ｃ２４６粉末によりバックアップされたそれぞれの鋳型の写真を図３に示す。後者の方が、骨材が緻密に充填されていることが確認できる。この鋳型に、Ti-6Al-7Nb合金を鋳込んだ後、バックアップ材料のみを壊して取り出した、コート層にくるまれたままの鋳造試験片の写真を図４に示す。シリカファイバー入りの外層側コート層は、割れておらず、特に試験片底部の状況も良好である。コート層はバックアップ層から容易に分離し、バックアップ材料の崩壊性も極めて良い。次に、コート層から取り出した鋳造試験片の写真を図５に示す。コート層は試験片表面から容易に剥離する。写真に示す試験片は、サンドブラスターなどによる表面処理は全く施されておらず、コート層から取り出したままの状態を示している。また試験片底部あるいは側面に鋳バリは無い。このことから、Ｃ１のカルシア粉末にシリカファイバーを添加したスラリーを用いることで、コート層が強化され、き裂生成防止に効果があることが認められた。なおまた、バックアップ材料の崩壊性が良いことは、実用化の際、骨材カルシアの再利用にも都合が良く、このことも本願発明の大きな利点であると考えられる。 A photograph of each mold backed up by C1C346 powder and C1C246 powder is shown in FIG. It can be confirmed that the latter is more densely filled with aggregate. FIG. 4 shows a photograph of a cast specimen that is encased in a coating layer, in which only a backup material is broken and taken out after casting a Ti-6Al-7Nb alloy into this mold. The outer layer side coating layer containing silica fiber is not cracked, and the condition at the bottom of the test piece is particularly good. The coat layer is easily separated from the backup layer, and the disintegration property of the backup material is very good. Next, a photograph of the cast test piece taken out from the coat layer is shown in FIG. The coating layer easily peels from the surface of the test piece. The test piece shown in the photograph is not subjected to any surface treatment with a sand blaster or the like, and shows a state as taken out from the coat layer. There is no casting burr on the bottom or side of the test piece. From this, it was recognized that the coating layer was strengthened by using slurry in which silica fiber was added to C1 calcia powder, and it was effective in preventing crack formation. In addition, the good disintegration property of the backup material is convenient for reuse of the aggregate calcia at the time of practical use, and this is considered to be a great advantage of the present invention.
〔実施例２〕
実施例２では、実用歯科精密鋳造品の製作を試みた。
試作用歯科模型として、臼歯およびクラウンを選び、ワックス模型を作製した。作製したワックス模型の写真を図６に示す。これに内層側及び外層側のコート層を付着させ、-0.06MPaの真空デシケータに86.4ks保存した後、Ｃ１Ｃ２４６粉末のバックアップ材料によるバックアップを施し、-0.06MPaの真空デシケータに86.4ks保存した。図７は、消失性模型の表面に２層コートを施した状態の写真である。
得られた積層体を、323Kに14.4ks、353Kに14.4ks、1373Kに3.6ks連続保持の熱サイクルにより焼成し、焼成された鋳型によって鋳造を行った。得られたクラウン鋳造見本から、製品部分を切り取り、仕上研磨を施して完成品とした。図８に、得られた鋳造品の写真を示す。図８に示すように、本実施例では、表面が平滑で金属光沢のある製品が得られた。図９は、TNTZ合金によるクラウンの試作品をコート層から取り出している状況を示している。図９（ａ）は、鋳造品がコート層にくるまれたままの状態を示している。図９（ｂ）、（ｃ）は、コート層を破壊している状況を示し、図９（ｄ）は、鋳造品が完全に取り出された状態を示している。このように、試作されたクラウンには、鋳バリや焼着もなく、また平滑で金属光沢がある。
[Example 2]
In Example 2, an attempt was made to produce a practical dental precision casting.
As prototype dental models, molars and crowns were selected to produce wax models. A photograph of the produced wax model is shown in FIG. The inner layer and outer layer side coating layers were attached to this and stored in a vacuum desiccator of -0.06 MPa for 86.4 ks, then backed up with a backup material of C1C246 powder and stored in a vacuum desiccator of -0.06 MPa for 86.4 ks. FIG. 7 is a photograph of a state in which a two-layer coat is applied to the surface of the vanishing model.
The obtained laminate was fired by a thermal cycle of 14.4ks at 323K, 14.4ks at 353K, 3.6ks at 1373K, and 3.6ks, and cast by the fired mold. From the obtained crown casting sample, the product portion was cut out and subjected to finish polishing to obtain a finished product. FIG. 8 shows a photograph of the obtained casting. As shown in FIG. 8, in this example, a product with a smooth surface and metallic luster was obtained. FIG. 9 shows a situation in which a prototype of a crown made of TNTZ alloy is taken out from the coat layer. FIG. 9A shows a state where the cast product is still wrapped around the coat layer. FIGS. 9B and 9C show a situation where the coat layer is broken, and FIG. 9D shows a state where the cast product is completely taken out. Thus, the prototype crown has no casting burr or seizure, and is smooth and has a metallic luster.
〔実施例３〕
本発明の方法により作製された試験片について、試験片表面からバルクにかけてのミクロビッカース硬さ試験を行った。
硬さ測定では、実施例１の二重コーティングによるカルシア鋳型、および、比較のための市販マグネシア鋳型によって、6mmφ×55mm長さの丸棒試験片用の鋳型を作製した。ただしTNTZ合金をマグネシア鋳型に鋳込んだ試験片のみ、6mmφ×55mm長さで平行部を3mmφとするダンベル型試験片のグリップ部から切り出した試験片による結果を参考値とした。これらの鋳型に、Ti-6Al-7Nb合金およびTNTZ合金を鋳造し、試験片の中間部付近を、機械加工により鋳込み方向に対し垂直に切断した後、切断面を#1500までエメリー紙による湿式研磨を施し、さらに0.3mmのアルミナ粉末によるパフ研磨を施して、表面層硬さ測定用試験片とした。硬さ試験は、試験片表面からバルクにかけて、約25μm間隔でジグザグに測定した。硬さ測定は、加重200g、および保持時間15sにて行った。硬さ試験は各試験片につき5ヶ所測定し、その平均値をその試験片におけるビッカース硬さとした。
Example 3
About the test piece produced by the method of this invention, the micro Vickers hardness test from a test piece surface to a bulk was done.
For the hardness measurement, a 6 mmφ × 55 mm long round bar specimen was prepared using the double coating calcia mold of Example 1 and a commercially available magnesia mold for comparison. However, only the test piece in which the TNTZ alloy was cast in a magnesia mold was used as a reference value based on the test piece cut out from the grip portion of a dumbbell-type test piece having a length of 6 mmφ × 55 mm and a parallel portion of 3 mmφ. These molds are casted with Ti-6Al-7Nb alloy and TNTZ alloy, and the middle part of the test piece is cut perpendicular to the casting direction by machining, and then the surface is wet polished with emery paper up to # 1500 And puffed with 0.3 mm alumina powder to obtain a test piece for measuring the surface layer hardness. The hardness test was measured zigzag at intervals of about 25 μm from the test piece surface to the bulk. The hardness was measured at a weight of 200 g and a holding time of 15 s. The hardness test was performed at five points for each test piece, and the average value was defined as the Vickers hardness of the test piece.
図１０は、本発明によるカルシア鋳型および市販マグネシア系鋳型をそれぞれ用いて鋳造したTi-6Al-7Nb合金の、表面近傍から内部にかけてのミクロビッカース硬さ分布を示すグラフである。いずれの鋳型の場合も表面硬化層が認められ、表面から内部に向かって硬さが下がり、一定の内部硬さ約Hv330に到達している。マグネシア系鋳型では最表面硬さがHv450であるのに対し、本発明によるカルシア鋳型ではHv370である。また、硬化層範囲は、マグネシア系鋳型が約180μmであるのに対し、本発明のカルシア鋳型では約80μmであり、前者の1/2程度であることが判明した。すなわち、本発明により製造されるカルシア鋳型では、硬化層範囲が約1/2になるうえに、最高硬さ自体も極めて低く、表面硬化層の大きさを、これらの相乗的な効果として捉えれば、Ti-6Al-7Nb合金におけるカルシア鋳型の表面硬化層の大きさはマグネシア鋳型におけるそれの半分以下と考えられる。 FIG. 10 is a graph showing the micro Vickers hardness distribution from the surface vicinity to the inside of a Ti-6Al-7Nb alloy cast using a calcia mold according to the present invention and a commercially available magnesia mold. In any of the molds, a hardened surface layer is observed, the hardness decreases from the surface toward the inside, and reaches a certain internal hardness of about Hv330. In the magnesia mold, the outermost surface hardness is Hv450, whereas in the calcia mold according to the present invention, it is Hv370. The hardened layer range was about 180 μm for the magnesia mold and about 80 μm for the calcia mold of the present invention, which was found to be about half of the former. That is, in the calcia mold produced by the present invention, the hardened layer range is about 1/2 and the maximum hardness itself is extremely low, and the size of the hardened surface layer can be regarded as a synergistic effect. The size of the hardened surface of calcia mold in Ti-6Al-7Nb alloy is considered to be less than half of that in magnesia mold.
図１１は、本発明によるカルシア鋳型および市販マグネシア系鋳型をそれぞれ用いて鋳造したTNTZ合金の、表面近傍から内部にかけてのミクロビッカース硬さ分布を示すグラフである。Ti-6Al-7Nb合金の場合と同様に表面硬化層が認められる。カルシア鋳型に鋳込んだものは表面硬さがHv260であるのに対し、マグネシア鋳型の場合はそれがHv580に達している。硬化層範囲については、本発明によるカルシア鋳型の場合、分布曲線の変化が小さいため、硬化層の境界を判断するのが困難であるが、約200μm程度までなだらかに下がっている。しかし、最高硬さ自体が260Hvと十分低く、またマグネシア鋳型について得られた内部硬さが既にHv240〜260を示していることを考慮すれば、本発明の方法で得られた鋳型により、鋳造品の表面においてαケース層の発生が抑制されることが判明した。なお、鋳造品の表面にαケースなどの硬化層が形成されないことは、歯科材料用のチタン合金の鋳造に際して極めて有利な点である。 FIG. 11 is a graph showing the micro Vickers hardness distribution from the surface vicinity to the inside of a TNTZ alloy cast using a calcia mold according to the present invention and a commercially available magnesia mold. A surface hardened layer is observed as in the case of Ti-6Al-7Nb alloy. The surface casted in the calcia mold has a surface hardness of Hv260, whereas the magnesia mold has reached Hv580. Regarding the hardened layer range, in the case of the calcia mold according to the present invention, since the change in the distribution curve is small, it is difficult to judge the boundary of the hardened layer, but it gradually falls to about 200 μm. However, considering that the maximum hardness itself is sufficiently low as 260 Hv, and that the internal hardness obtained for the magnesia mold has already shown Hv 240 to 260, the mold obtained by the method of the present invention can be used as a cast product. It was found that the generation of the α case layer was suppressed on the surface of the film. In addition, it is a very advantageous point at the time of casting of the titanium alloy for dental materials that the hardened layer such as the α case is not formed on the surface of the cast product.
〔実施例４〕
実施例１の２重コーティングによるカルシア鋳型について、外層側のコート層にジルコニウムあるいはジルコンフラワーを添加した。具体的には、実施例１の第２の工程で用いるスラリー中に、さらに、ジルコニウムあるいはジルコンフラワーを量を変化させて添加した。そして、得られた焼成後の鋳型について、焼成前の鋳型とのキャビティ容積の比較を行った。比較した結果を以下の表２及び表３に示す。
Example 4
About the calcia mold by the double coating of Example 1, zirconium or zircon flour was added to the coat layer on the outer layer side. Specifically, zirconium or zircon flour was further added in varying amounts to the slurry used in the second step of Example 1. And the cavity volume of the obtained mold after firing was compared with the mold before firing. The comparison results are shown in Table 2 and Table 3 below.
表２及び表３に示すように、第２の工程におけるスラリー中に７％〜２０％のジルコニウムあるいはジルコンフラワーを添加することにより、鋳型の内部に形成されるキャビティ空間の体積を、所望とする鋳造品の体積に対して適当な膨張率となるように制御できることが判明した。 As shown in Tables 2 and 3, by adding 7% to 20% zirconium or zircon flour into the slurry in the second step, the volume of the cavity space formed inside the mold is set as desired. It has been found that the expansion rate can be controlled appropriately for the volume of the cast product.
Claims (5)
前記コート層を付着させる工程は、カルシア粉末をバインダ中に混合してなるスラリー中に前記消失性模型を侵漬させて内層側のコート層を付着させる第１の工程と、カルシア粉末と無機繊維状物質とをバインダ中に混合してなるスラリー中に前記消失性模型を侵漬させて外層側のコート層を付着させる第２の工程と、を有しているチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法。 After depositing the coat layer on the surface of the vanishing model, a backup layer is deposited on the surface of the coat layer to form a laminate, and after passing through the removal of the vanishable model and firing the laminate, A method for producing a casting mold for titanium alloy to obtain a casting mold in which a casting cavity is formed,
The step of attaching the coat layer includes the first step of immersing the vanishing model in a slurry obtained by mixing calcia powder in a binder and attaching the coat layer on the inner layer side, calcia powder and inorganic fibers A mold for casting a titanium alloy, comprising: a second step of immersing the extinguishing model in a slurry obtained by mixing a particulate substance in a binder and adhering a coat layer on the outer layer side. Method.
第１の工程及び／又は第２の工程におけるカルシア粉末として、平均粒径が０．３ｍｍ以下のカルシア粉末を用いるチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法。 A method for producing a mold for casting a titanium alloy according to claim 1,
A method for producing a casting mold for titanium alloy using calcia powder having an average particle size of 0.3 mm or less as the calcia powder in the first step and / or the second step.
第２の工程における無機繊維状物質として、長軸方向の寸法が０．１ｍｍから１０ｍｍのシリカファイバーを用いるチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法。 A method for producing a mold for casting a titanium alloy according to claim 1 or 2,
The As 2 inorganic fibrous material in step, the manufacturing method of a mold for titanium alloy casting Ru with a major axis direction of 10mm silica fibers from 0.1mm dimensions.
第２の工程におけるスラリー中には、そのスラリー全体に対して７％から２０％のジルコニウムが混合されていることを特徴とするチタン合金鋳造用の鋳型の製造方法。 A method for producing a mold for casting a titanium alloy according to any one of claims 1 to 3,
A method for producing a casting mold for titanium alloy , characterized in that 7% to 20% of zirconium is mixed in the slurry in the second step with respect to the entire slurry .
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