JPH0259168A - 精密鋳造方法 - Google Patents
精密鋳造方法Info
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- JPH0259168A JPH0259168A JP20937888A JP20937888A JPH0259168A JP H0259168 A JPH0259168 A JP H0259168A JP 20937888 A JP20937888 A JP 20937888A JP 20937888 A JP20937888 A JP 20937888A JP H0259168 A JPH0259168 A JP H0259168A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/20—Methods or devices for soldering, casting, moulding or melting
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野〕
本発明は、比較的小型の精密鋳造方法に係り、例えば、
チタン及びチタン合金等の高温活性が極めて高い歯科用
精密鋳造方法に関する。
チタン及びチタン合金等の高温活性が極めて高い歯科用
精密鋳造方法に関する。
［従来の技術］
チタンは生体親和性がよく、軽量かつ耐蝕性に優れてい
ることから歯科用材料として注口され、その鋳造技術の
確立が期待されているが、チタンの融点が約１７００℃
と高温であること、高温下における活性が高く、反応性
に富むことから、溶解には銅るつぼを用い、アーク溶解
することが望まれる。又鋳型材との反応を考えると、室
温鋳型への鋳造が好ましい。従って精密で尖った先端ま
でも鋳造する必要のある歯科用補綴物の鋳造に当っては
、どうしても鋳造圧を高くする必要がある。
ることから歯科用材料として注口され、その鋳造技術の
確立が期待されているが、チタンの融点が約１７００℃
と高温であること、高温下における活性が高く、反応性
に富むことから、溶解には銅るつぼを用い、アーク溶解
することが望まれる。又鋳型材との反応を考えると、室
温鋳型への鋳造が好ましい。従って精密で尖った先端ま
でも鋳造する必要のある歯科用補綴物の鋳造に当っては
、どうしても鋳造圧を高くする必要がある。
例えば特公昭５Ｂ−１９８１号公報では溶解室及び鋳込
み室を有する精密鋳造機が提起されている。
み室を有する精密鋳造機が提起されている。
即ち材料の溶解前から鋳込み後まで、溶解室及び鋳込み
室を不活性ガス雰囲気に保つ事により、材料の酸化等の
変質を防ぎ、また、不活性ガスを差圧３．７５ｋｇ／ｃ
ｄで溶解室から隙間通路、通過孔、鋳型内の湯口、造形
空洞、通気性埋没材を経て鋳込み室に流し続ける事によ
り、材料が完全に溶解して鋳型に流れ込む際に、溶解材
料を不活性ガス流に乗せて鋳型の造形空洞の奥深くまで
スムースに流れ込ませた後、差圧３．７ｋｇ／ｃ−で抑
圧し続けて、湯回りをよくすることが開示されている。
室を不活性ガス雰囲気に保つ事により、材料の酸化等の
変質を防ぎ、また、不活性ガスを差圧３．７５ｋｇ／ｃ
ｄで溶解室から隙間通路、通過孔、鋳型内の湯口、造形
空洞、通気性埋没材を経て鋳込み室に流し続ける事によ
り、材料が完全に溶解して鋳型に流れ込む際に、溶解材
料を不活性ガス流に乗せて鋳型の造形空洞の奥深くまで
スムースに流れ込ませた後、差圧３．７ｋｇ／ｃ−で抑
圧し続けて、湯回りをよくすることが開示されている。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、従来の精密鋳造機においては、鋳物を鋳込む
際に、鋳物材料を溶解させてるつぼの底部中央に形成さ
れた円形の流出孔から自然落下させるので、材料の溶解
温度の制御が不可能であり、更に落下時点が前もって決
められないため、加圧溶解室と減圧鋳造室との圧力差を
必要な圧力差にすることが出来ない。そのために鋳造不
良、鋳込み不足及び湯がすみずみまで走らないという問
題があった。
際に、鋳物材料を溶解させてるつぼの底部中央に形成さ
れた円形の流出孔から自然落下させるので、材料の溶解
温度の制御が不可能であり、更に落下時点が前もって決
められないため、加圧溶解室と減圧鋳造室との圧力差を
必要な圧力差にすることが出来ない。そのために鋳造不
良、鋳込み不足及び湯がすみずみまで走らないという問
題があった。
本発明はこれらの問題を解決したものであって、歯科用
材料、成形外科用材料の精密性に優れた鋳造方法を提起
するものである。
材料、成形外科用材料の精密性に優れた鋳造方法を提起
するものである。
［課題を解決するための手段］
本発明における精密鋳造装置は上部に非消耗電極が取り
付けられた加圧溶解室とこの加圧溶解室の下方に隔壁で
仕切られた減圧鋳造室とを備えてなり、前記隔壁には加
圧溶解室と減圧鋳造室とを連通させる連通孔が形成され
ると共に、該連通孔には鋳型が配置され、さらに隔壁の
上方には前記非消耗性電極からのアークによって溶解さ
れる鋳物材料を、前記鋳型の内部に流し込むためのるつ
ぼが設けられる。
付けられた加圧溶解室とこの加圧溶解室の下方に隔壁で
仕切られた減圧鋳造室とを備えてなり、前記隔壁には加
圧溶解室と減圧鋳造室とを連通させる連通孔が形成され
ると共に、該連通孔には鋳型が配置され、さらに隔壁の
上方には前記非消耗性電極からのアークによって溶解さ
れる鋳物材料を、前記鋳型の内部に流し込むためのるつ
ぼが設けられる。
本発明においては鋳造時に加圧溶解室と減圧鋳造室の圧
力差が最大になり、この二基を仕切る隔壁に取り付けら
れた鋳型に十分な鋳造圧がかかる。
力差が最大になり、この二基を仕切る隔壁に取り付けら
れた鋳型に十分な鋳造圧がかかる。
即ちるつぼ上の材料が溶解完了した時点で、先ず加圧溶
解室に加圧のための高圧ガス（アルゴンガス）が圧入さ
れ、加圧溶解室の圧力を上昇させた時点で、減圧鋳造室
のガスをリークさせて圧力を下げ、圧力差が最大になる
時期を形成する。そしてこの圧力差の最大時にるつほか
ら溶湯を傾注して鋳造を行うものである。
解室に加圧のための高圧ガス（アルゴンガス）が圧入さ
れ、加圧溶解室の圧力を上昇させた時点で、減圧鋳造室
のガスをリークさせて圧力を下げ、圧力差が最大になる
時期を形成する。そしてこの圧力差の最大時にるつほか
ら溶湯を傾注して鋳造を行うものである。
本発明者の実験では、鋳造圧が７〜８ ｋｇ／ ｃｄ以
上ないと現在の貴金属合金で製作している歯科用補綴物
相当のものがチタンでは鋳造できない。本発明者は、鋳
型の形状、鋳型受台及び鋳型と鋳型受台とのシール方法
等の改良を重ね、インレイ、クラウン等小型の鋳型では
５〜６ｋｇ／ｃ−の圧力差までは長時間係てる状態にな
ったが、鋳型材の通気性その他により、金属床用等の大
型鋳型では、長時間係てる圧力差はせいぜい２〜３ｋｇ
／ｃ−であり、チタンの鋳造に必要な７〜８ ｋｇ ／
ｃシの圧力差は困難であった。
上ないと現在の貴金属合金で製作している歯科用補綴物
相当のものがチタンでは鋳造できない。本発明者は、鋳
型の形状、鋳型受台及び鋳型と鋳型受台とのシール方法
等の改良を重ね、インレイ、クラウン等小型の鋳型では
５〜６ｋｇ／ｃ−の圧力差までは長時間係てる状態にな
ったが、鋳型材の通気性その他により、金属床用等の大
型鋳型では、長時間係てる圧力差はせいぜい２〜３ｋｇ
／ｃ−であり、チタンの鋳造に必要な７〜８ ｋｇ ／
ｃシの圧力差は困難であった。
そこでチタン等の鋳造に必要な７〜８ ｋｇ ／ ｃシ
以上の圧力差を瞬間的に作り、その時に鋳造することに
よって極めて安定な精密鋳造が可能であることを知見し
た。
以上の圧力差を瞬間的に作り、その時に鋳造することに
よって極めて安定な精密鋳造が可能であることを知見し
た。
即ち、溶解時に加圧溶解室を適当な圧力（例えば５ ｋ
ｇ ／ ｃシ）にすると、鋳型を通してのリークにより
、減圧鋳造室も同じ圧力になる。銅るつぼ上の鋳物材料
が溶解した時点で注入スイッチを押すと、先ず加圧溶解
室に高圧ガス（例えば１０ｋｇ／ｃシのアルゴンガス）
が流入し始めるが、途中の配管ロス等により、瞬間的に
高圧になることは不可能であるが圧力は急速に上昇する
。
ｇ ／ ｃシ）にすると、鋳型を通してのリークにより
、減圧鋳造室も同じ圧力になる。銅るつぼ上の鋳物材料
が溶解した時点で注入スイッチを押すと、先ず加圧溶解
室に高圧ガス（例えば１０ｋｇ／ｃシのアルゴンガス）
が流入し始めるが、途中の配管ロス等により、瞬間的に
高圧になることは不可能であるが圧力は急速に上昇する
。
次に減圧鋳造室のリーク弁を開くと、これは配管も短か
く、瞬間的に室内の圧力はＯｋｇ／ｃ４（大気圧）にな
り、両室の圧力差は瞬間的には、７〜８ ｋｇ ／ ｃ
−以上となる。この瞬間に溶解された材料を傾注するこ
とは極めて実技に適する。
く、瞬間的に室内の圧力はＯｋｇ／ｃ４（大気圧）にな
り、両室の圧力差は瞬間的には、７〜８ ｋｇ ／ ｃ
−以上となる。この瞬間に溶解された材料を傾注するこ
とは極めて実技に適する。
尚注入スイッチを押して注入までの時間はせいぜい数秒
以下であり、その間アーク時間が長くなり、材料がオー
バーヒートするようなことは、銅るつぼを用いるスカル
溶解ではない。
以下であり、その間アーク時間が長くなり、材料がオー
バーヒートするようなことは、銅るつぼを用いるスカル
溶解ではない。
以下本発明を図面について説明する。
図中、符号１は精密鋳造機であり、この精密鋳造機１は
、上部の加圧溶解室２と下部の減圧鋳造室３とによって
密閉容器を構成している。加圧溶解室２は上部が略半球
状に形成されると共に下端縁にはフランジ２ｒが形成さ
れ、天井部分には非消耗性電極２ｂが取り付けられてい
る。
、上部の加圧溶解室２と下部の減圧鋳造室３とによって
密閉容器を構成している。加圧溶解室２は上部が略半球
状に形成されると共に下端縁にはフランジ２ｒが形成さ
れ、天井部分には非消耗性電極２ｂが取り付けられてい
る。
減圧鋳造室３は、有底円筒状に形成された容器であり、
その上部には前記加圧溶解室２との間を区画する隔壁４
が固定され、隔壁４の外周端は前記フランジ２「と当設
されるフランジ４ｆを構成している。
その上部には前記加圧溶解室２との間を区画する隔壁４
が固定され、隔壁４の外周端は前記フランジ２「と当設
されるフランジ４ｆを構成している。
そして、前記加圧溶解室２と減圧鋳造室３とは、蝶番（
図示せず）によって開閉自在に接続されており、加圧溶
解室２と減圧鋳造室３とが閉じた状態で、フランジ２ｒ
と４ｒの間はＯリング３１によってシールされるように
なっている。
図示せず）によって開閉自在に接続されており、加圧溶
解室２と減圧鋳造室３とが閉じた状態で、フランジ２ｒ
と４ｒの間はＯリング３１によってシールされるように
なっている。
前記、隔壁４には貫通孔５が形成されており、貫通孔５
の周縁部には減圧鋳造室３側へ突出し、その内部に逆円
錐台状の空間が形成された筒体が固定されることにより
、鋳型９の収納部４ａとなっている。鋳型９は通気性の
埋没材１１を、前記収納部４ａの内部空間に嵌まり合う
ように逆円錐台状に鋳込んで形成されており、埋没材１
１には湯口１２と造形空洞１３とが形成されている。
の周縁部には減圧鋳造室３側へ突出し、その内部に逆円
錐台状の空間が形成された筒体が固定されることにより
、鋳型９の収納部４ａとなっている。鋳型９は通気性の
埋没材１１を、前記収納部４ａの内部空間に嵌まり合う
ように逆円錐台状に鋳込んで形成されており、埋没材１
１には湯口１２と造形空洞１３とが形成されている。
そして隔壁４の上部には、チタンまたはチタン合金等の
鋳物材料７ａを溶解させるための容器であるるつは７が
配設されている。
鋳物材料７ａを溶解させるための容器であるるつは７が
配設されている。
るつぼ７は、チタン等の高温活性の高い鋳物飼料７ａと
反応しないように、熱伝導性の高い銅によって製作され
ており、内部にすり林状の空間を形成したものであり、
該るつぼ７の前部には溶解した鋳物材料７ａの注湯ロア
ｍが形成されている。
反応しないように、熱伝導性の高い銅によって製作され
ており、内部にすり林状の空間を形成したものであり、
該るつぼ７の前部には溶解した鋳物材料７ａの注湯ロア
ｍが形成されている。
７０は支持ピンである。
加圧溶解室２は管２５を介してアルゴン用ボンベ２１に
導通し、かつ管２８を介して真空ポンプ２０に導通して
いる。又減圧鋳造室３は管２７を介して真空ポンプ２０
に導通し、かつ管２６によって放散系を形成している。
導通し、かつ管２８を介して真空ポンプ２０に導通して
いる。又減圧鋳造室３は管２７を介して真空ポンプ２０
に導通し、かつ管２６によって放散系を形成している。
２４はバイパス管であり、アルゴンガス供給系に調整弁
２２．２３及び弁Ｖ ｔ 、 Ｖ ２を設け、真空ポ
ンプ系に弁Ｖ ａ 、 Ｖ ４ 、 Ｖ ｅを設け、
排気系に調整弁３０、弁Ｖ５を有する。
２２．２３及び弁Ｖ ｔ 、 Ｖ ２を設け、真空ポ
ンプ系に弁Ｖ ａ 、 Ｖ ４ 、 Ｖ ｅを設け、
排気系に調整弁３０、弁Ｖ５を有する。
加圧溶解室及び減圧鋳造室の操業と弁操作は第１表の通
りである。
りである。
第 １ 表
これらの動作は電気的なリレーとタイマーで容易に自動
化が可能である。
化が可能である。
以上の操業によって加圧溶解室と減圧鋳造室との圧力差
の最大時に鋳造し、優れた鋳造品をうろことができる。
の最大時に鋳造し、優れた鋳造品をうろことができる。
［実 施 例］
実施例 Ｉ
ＪＩＳ １種のチタンを高さ１０．５ｍｍ、断面直径
ｌＧｍｍ、重Ｍｉ １０ ｇの円柱形インゴットとなし
、これを銅るつは上でアーク溶解した。
ｌＧｍｍ、重Ｍｉ １０ ｇの円柱形インゴットとなし
、これを銅るつは上でアーク溶解した。
この時の加圧溶解室、減圧鋳造室の圧力変化は、画室共
真空ポンプで真空にするためＯｋｇ／ｃｄ（大気圧）か
ら−７８ｃｍＨｇになり、アークスタートと同時に加圧
溶解室はアルゴンガスの流入により、圧力は上昇し、セ
ットされた３ ｋｇ ／ ｃ＋＃に１〜２秒でなった。
真空ポンプで真空にするためＯｋｇ／ｃｄ（大気圧）か
ら−７８ｃｍＨｇになり、アークスタートと同時に加圧
溶解室はアルゴンガスの流入により、圧力は上昇し、セ
ットされた３ ｋｇ ／ ｃ＋＃に１〜２秒でなった。
減圧鋳造室は鋳型を通してのリークにより溶解完了特約
０ 、７ｋｇ／ ａｄであった。注入スイッチを押すと
加圧溶解室の圧力は急速に上昇し、減圧鋳造室は瞬間的
にＯｋｇ／ｃｄ（大気圧）になり、るつぼから溶湯が傾
注された時点の圧力差は７〜８ｋｇ／Ｃ−以上になって
いた。
０ 、７ｋｇ／ ａｄであった。注入スイッチを押すと
加圧溶解室の圧力は急速に上昇し、減圧鋳造室は瞬間的
にＯｋｇ／ｃｄ（大気圧）になり、るつぼから溶湯が傾
注された時点の圧力差は７〜８ｋｇ／Ｃ−以上になって
いた。
その結果、巣もなく、先端の尖部まで鋳造された完全な
りラウン鋳造体が得られた。
りラウン鋳造体が得られた。
実施例 ２
金属床の例としてＪＩＳ ２種のチタンを高さ１２．
６ｍｍ、断面直径３０報、重！４０ｇの円柱形インゴッ
トとなし、これを銅るつぼ上でアーク溶解した。
６ｍｍ、断面直径３０報、重！４０ｇの円柱形インゴッ
トとなし、これを銅るつぼ上でアーク溶解した。
この時の加圧溶解室、減圧鋳造室の圧力変化は、Ｏｋｇ
／ｃｄ（大気圧）から−７８ｃｎ＋ｔ１ｇに減圧し、ア
ルゴンガス流人により加圧溶解室を５ｋｇ／ｃ−にする
と、減圧鋳造室は加圧溶解室の圧力上昇から０〜１ ｋ
ｇ ／ ａｄ遅れて上昇し、溶解時には画室とも５ｋｇ
／ｃｄと同じ圧力になった。
／ｃｄ（大気圧）から−７８ｃｎ＋ｔ１ｇに減圧し、ア
ルゴンガス流人により加圧溶解室を５ｋｇ／ｃ−にする
と、減圧鋳造室は加圧溶解室の圧力上昇から０〜１ ｋ
ｇ ／ ａｄ遅れて上昇し、溶解時には画室とも５ｋｇ
／ｃｄと同じ圧力になった。
これは床のような大きな鋳型ではリークが大きいためで
ある。
ある。
注入スイッチを押すことにより、加圧溶解室の圧力は急
速に上昇し、減圧鋳造室は瞬間的にＯｋｇ、／ｃｄ （
大気圧）になり、そのとき溶湯が注入された。加圧溶解
室の圧力は８ｋｇ／＋４に達していた。
速に上昇し、減圧鋳造室は瞬間的にＯｋｇ、／ｃｄ （
大気圧）になり、そのとき溶湯が注入された。加圧溶解
室の圧力は８ｋｇ／＋４に達していた。
かくて上顎全部床を鋳造した結果、完全な鋳造床か得ら
れた。
れた。
［発明の効果］
本発明の方法によりインレイ、クラウン、ブリッジ、金
属床等、歯科用補綴物のチタン鋳造を殆んど１００％の
成功率で鋳造することが可能である。
属床等、歯科用補綴物のチタン鋳造を殆んど１００％の
成功率で鋳造することが可能である。
又本発明の方法はチタンのみではなく他の金属でも同じ
であり、歯科用補綴物の鋳造のみならず、他の精密鋳造
でも応用できる。
であり、歯科用補綴物の鋳造のみならず、他の精密鋳造
でも応用できる。
第１図は本発明の説明図である。
１：精密鋳造機 ２：加圧溶解室
３ ： 減圧ｎ造室 ２１：アルゴンガスボンベ２
０：真空ポンプ 第１図 代 理 人 弁理士 茶野木 立 夫手糸ゾｄネ市
正書 （自発） １層相６３年９月２２日
０：真空ポンプ 第１図 代 理 人 弁理士 茶野木 立 夫手糸ゾｄネ市
正書 （自発） １層相６３年９月２２日
Claims (1)
- 加圧溶解室と減圧鋳造室とを設けて不活性ガス雰囲気下
で両室の差圧下で鋳造する方法において、材料の溶解完
了時に加圧溶解室に不活性ガスを圧入して、溶解時より
も高い加圧状態を加圧溶解室に形成するとともに、減圧
鋳造室を減圧して圧力差の最大時に鋳造することを特徴
とする精密鋳造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20937888A JPH0259168A (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 精密鋳造方法 |
| DE19893927998 DE3927998A1 (de) | 1988-08-25 | 1989-08-24 | Praezisions-giessverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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