JPH03150323A - Casting device by floating melting of dental titanium or titanium alloy - Google Patents
Casting device by floating melting of dental titanium or titanium alloyInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、歯科用チタンあるいはチタン合金の浮揚溶解
による鋳造装置に関する。また、整形外科用、工業用チ
タンあるいはチタン合金の鋳造にも応用できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a casting apparatus for dental titanium or titanium alloys by flotation melting. It can also be applied to orthopedic and industrial titanium or titanium alloy castings.
〔従来の技術］
金属材料が歯科の補綴物として多く使われている。イン
レー、クラウン、ブリフジ、義歯床等である。このよう
な歯科用金属材料に要求される基本的性質は３つある。[Prior Art] Metal materials are often used as dental prostheses. These include inlays, crowns, bridging, denture bases, etc. There are three basic properties required of such dental metal materials.
■耐食性に優れていること、■生体に対し無毒無害なこ
と、すなわち生体親和性が良いこと、モして■機械的性
質に優れていることである。このような条件を満たせる
のは金や白金など貴金属があるが、貴金属は高価なばか
りでなく、強度など機械的性質に間−があり、また比重
が大きく重たい。そこでＮｉ−Ｃｒ合金やＣｏ−Ｃｒ−
Ｍｏ合金が用いられているが、これらには生体に対しア
レルギー等の問題があり、これを歯科用に禁止している
国もある。これら３つの条件を完全に満たせるものとし
てチタンあるいはチタン合金が歯科材料用として理想的
であり、利用価値は極めて高い。(1) It has excellent corrosion resistance, (2) It is non-toxic and harmless to living organisms, that is, it has good biocompatibility, and (3) It has excellent mechanical properties. Noble metals such as gold and platinum can satisfy these conditions, but precious metals are not only expensive, but also have poor mechanical properties such as strength, and have a large specific gravity. Therefore, Ni-Cr alloy and Co-Cr-
Mo alloys are used, but these have problems such as allergies to living organisms, and some countries ban them for use in dentistry. Titanium or a titanium alloy that completely satisfies these three conditions is ideal for dental materials and has extremely high utility value.
しかし、鋳造などの加工が難しいのが唯一の欠点であっ
た。現在、歯科用チタン鋳造機は銅るつぼやセラミック
るつぼを用いたアルゴンアーク溶解法によるものがあり
、また高周波誘導溶解ではセラミックのるつぼの使用が
試みられている。However, the only drawback was that processing such as casting was difficult. Currently, some dental titanium casting machines use an argon arc melting method using copper crucibles or ceramic crucibles, and attempts are being made to use ceramic crucibles for high-frequency induction melting.
［発明が解決しようとする課題Ｊ
ところがチタンあるいはチタン合金は大変活性な金属で
ありほとんどのるつぼ材料と溶解時に激しく反応し、チ
タンあるいはチタン合金自身が劣化することから高周波
誘導加熱による溶解鋳造が大変難しかった。[Problem to be solved by the invention J] However, titanium or titanium alloy is a very active metal and reacts violently with most crucible materials during melting, causing the titanium or titanium alloy itself to deteriorate, making melting and casting using high-frequency induction heating difficult. was difficult.
また、チタンは融点が１７００℃近くもあること、歯科
用チタン鋳造では１回の溶解量が少ないことなどのため
、るつぼ溶解ではるつぼに熱を奪われ易く溶湯の温度を
高くし難いため、溶湯を鋳型に流し込む間にチタンやチ
タン合金が冷却し凝固し易く鋳込み不足を起こし易い大
きな問題点があった。In addition, titanium has a melting point of nearly 1700°C, and dental titanium casting requires only a small amount of melting at one time. There was a major problem in that titanium and titanium alloys tend to cool and solidify while being poured into a mold, resulting in insufficient casting.
更に、通常のるつぼ溶解法では溶湯を鋳型に流す際にる
つぼを傾けるかるつぼの下部が開くようにする特別な機
構が必要であり、このような機械的装置が動作するには
時間がかかり、融点が高く冷却し易く凝固し易いチタン
やチタン合金などには不向きである。Furthermore, the conventional crucible melting method requires a special mechanism to tilt the crucible and open the lower part of the crucible when pouring the molten metal into the mold, and such mechanical devices take time to operate; It is unsuitable for titanium and titanium alloys, which have a high melting point and are easily cooled and solidified.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、チタンあ
るいはチタン合金を高周波で浮揚させた状態でるつぼを
使用せず溶解することにより、チタンあるいはチタン合
金が反応を起こし劣化しやすいるつぼ材に触れることが
無く溶解ができ、かつチタンあるいはチタン合金の溶湯
を、鋳造に充分必要な昇温を可能とする歯科用チタンあ
るいはチタン合金の浮揚溶解による鋳造装置を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and by melting titanium or titanium alloy without using a crucible while floating it with high frequency, titanium or titanium alloy can react and become a crucible material that easily deteriorates. It is an object of the present invention to provide a casting device for floating melting of dental titanium or titanium alloy, which can melt the titanium or titanium alloy without touching it and raise the temperature of the molten titanium or titanium alloy sufficiently for casting.
［課題を解決するための手段と作用］
本発明は上記目的を達成するために、真空チャンバ内に
設けられた浮揚溶解用高周波加熱コイルに高周波発生装
置より発生した高周波電力を供給する高周波加熱装置と
、前記浮揚溶解用高周波加熱コイル内に挿入脱出自在に
設けられたチタンあるいはチタン合金をセットする台と
、前記浮揚溶解用高周波加熱コイルの下方に設けられた
鋳造機とを具備したことを特徴とするもので、チタンあ
るいはチタン合金を高周波で浮揚させた状態でるつぼを
使用せず溶解することにより、チタンあるいはチタン合
金が反応を起こし劣化しやすいるつぼ材に触れることが
無く溶解ができ、かつチタンあるいはチタン合金の溶湯
を、鋳造に必要かつ充分な温度に昇温することができる
利点がある。[Means and effects for solving the problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a high-frequency heating device that supplies high-frequency power generated by a high-frequency generator to a high-frequency heating coil for floating melting provided in a vacuum chamber. and a table for setting titanium or titanium alloy, which is installed in and out of the high-frequency heating coil for levitation melting, and a casting machine provided below the high-frequency heating coil for levitation melting. By melting titanium or titanium alloy without using a crucible while floating it with high frequency, it is possible to melt the titanium or titanium alloy without touching the crucible material, which is prone to reactions and deterioration. There is an advantage that the molten titanium or titanium alloy can be heated to a temperature necessary and sufficient for casting.
［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
Ｍ１図は本発明の一実施例であり、１は測温用覗窓、２
はチタンあるいはチタン合金インゴット挿入用チヤンバ
蓋、３は真空チャンバ、４はチタンあるいはチタン合金
インゴット、５は浮揚溶解用高周波加熱フィル、６はチ
タンあるいはチタン合金インゴットセット台、７は鋳型
の受台、８は鋳型、９は溶湯ガイド、１０はバランサ、
１１は真空排気口、１２はモータ回転駆動部、１３は鋳
型挿入用扉、１４は雰囲気ガス導入口、１５は放射温度
計、１６は温度コントローラ、１７は高周波発生装置、
１８は記録計、１９は真空排気装置である。Figure M1 shows an embodiment of the present invention, in which 1 is a temperature measurement observation window, 2
is a chamber lid for inserting a titanium or titanium alloy ingot, 3 is a vacuum chamber, 4 is a titanium or titanium alloy ingot, 5 is a high-frequency heating filter for flotation melting, 6 is a titanium or titanium alloy ingot set table, 7 is a mold pedestal, 8 is a mold, 9 is a molten metal guide, 10 is a balancer,
11 is a vacuum exhaust port, 12 is a motor rotation drive unit, 13 is a mold insertion door, 14 is an atmospheric gas inlet, 15 is a radiation thermometer, 16 is a temperature controller, 17 is a high frequency generator,
18 is a recorder, and 19 is a vacuum evacuation device.
前記真空チャンバ３内に設けられた浮揚溶解用高周波加
熱コイル５に高周波発生装置１７より発生した高周波電
力を供給するようにして高周波加熱装置が構成され、前
記浮揚溶解用高周波加熱コイル５内に挿入脱出自在にし
てチタンあるいはチタン合金インゴットセット台６が設
けられる。前記浮揚溶解用高周波加熱コイル５の下方に
設けられた鋳型の受台７、鋳型８、溶湯ガイド９、バラ
ンサ１０、及びモータ回転駆動部１２は遠心鋳造機を構
成する。A high-frequency heating device is configured to supply high-frequency power generated by a high-frequency generator 17 to a high-frequency heating coil 5 for levitation melting provided in the vacuum chamber 3, and is inserted into the high-frequency heating coil 5 for levitation melting. A removable titanium or titanium alloy ingot setting table 6 is provided. A mold pedestal 7, a mold 8, a molten metal guide 9, a balancer 10, and a motor rotation drive unit 12 provided below the floating melting high-frequency heating coil 5 constitute a centrifugal casting machine.
前記真空チャンバ３の上部にはチタンあるいはチタン合
金インゴット挿入用チヤンバ蓋２が設けられ、このチタ
ンあるいはチタン合金インゴット挿入用チ￥ンバ蓋２に
は測温用覗窓１が設けられる。前記真空チャンバ３の前
部には鋳型挿入用扉１３及び雰囲気ガス導入口１４が設
けられ、前記真空チャンバ３の後部にはチタンあるいは
チタン合金インゴットセット台６の導入口６１、真空排
気口１１が設けられ、前記真空チャンバ３の下部にはモ
ータ回転駆動部１２の駆動軸導入口１２１が設けられる
。前記真空チャンバ３の内部には浮揚溶解用高周波加熱
コイル５が前壁を貫通して取り付けられ、この加熱コイ
ル５により高周波電流がチタンあるいはチタン合金イン
ゴット４に誘起される。チタンあるいはチタン合金イン
ゴットセット台６は浮揚溶解用高周波加熱コイル５内に
挿入されており、チタンあるいはチタン合金インゴット
セット台６にチタンあるいはチタン合金インゴット４を
セットする。チタンあるいはチタン合金インゴット４に
高周波電流が誘起され、チタンあるいはチタン合金イン
ゴット４が浮揚したらチタンあるいはチタン合金インゴ
ットセット台６を後退させる。浮揚溶解用高周波加熱コ
イル５内で溶解されたチタンあるいはチタン合金インゴ
ット４は下部に設置された鋳型の受台７にセットされた
溶湯ガイド９に落下させると同時に鋳型８に遠心力によ
り鋳込まれる。前記鋳型の受台７、鋳型８、溶湯ガイド
９、バランサ１０よりなる遠心鋳造部はモータ回転駆動
部１２により矢印の方向へ回転されている。A chamber lid 2 for inserting a titanium or titanium alloy ingot is provided at the top of the vacuum chamber 3, and a temperature measuring observation window 1 is provided on the chamber lid 2 for inserting a titanium or titanium alloy ingot. A mold insertion door 13 and an atmospheric gas inlet 14 are provided at the front of the vacuum chamber 3, and an inlet 61 and a vacuum exhaust port 11 for a titanium or titanium alloy ingot set table 6 are provided at the rear of the vacuum chamber 3. A drive shaft inlet 121 of the motor rotation drive unit 12 is provided at the bottom of the vacuum chamber 3 . A high-frequency heating coil 5 for floating melting is installed inside the vacuum chamber 3 through the front wall, and a high-frequency current is induced in the titanium or titanium alloy ingot 4 by this heating coil 5. The titanium or titanium alloy ingot setting table 6 is inserted into the high frequency heating coil 5 for floating melting, and the titanium or titanium alloy ingot 4 is set on the titanium or titanium alloy ingot setting table 6. A high frequency current is induced in the titanium or titanium alloy ingot 4, and when the titanium or titanium alloy ingot 4 levitates, the titanium or titanium alloy ingot setting table 6 is moved back. The titanium or titanium alloy ingot 4 melted in the high-frequency heating coil 5 for floating melting is simultaneously cast into the mold 8 by centrifugal force as it falls onto the molten metal guide 9 set in the pedestal 7 of the mold installed at the bottom. . The centrifugal casting section consisting of the mold pedestal 7, mold 8, molten metal guide 9, and balancer 10 is rotated in the direction of the arrow by a motor rotation drive section 12.
尚、上記実施例では遠会鋳造機は水平遠心鋳造機で説明
しであるが、縦型遠心鋳造機及び圧迫吸引鋳造方法にし
てもなんら問題なく鋳造できる。In the above embodiments, a horizontal centrifugal casting machine is used as the remote casting machine, but a vertical centrifugal casting machine and a pressure suction casting method can also be used for casting without any problem.
前記真空チャンバ３の内部は真空排気口１１を通じ、真
空排気装置１９により高真空状態にすることができ、又
、雰囲気ガス導入口１４より真空チャンバ３内をＡ「ガ
ス等の不活性ガス雰囲気にすることもできるのでチタン
あるいはチタン合金インゴット４の酸化防止と鋳型８内
の残留ガスを取り除くことができる。放射温度計１５は
チタンあるいはチタン合金インゴット４の鋳込温度を監
視すると同時にチタンあるいはチタン合金インゴット４
の温度をコントロールする目的で設けられ、計測された
温度は温度コントローラ１６により高周波発生装置１７
に温度信号がフィードバックされることにより、チタン
あるいはチタン合金インゴット４の温度コントロールが
できる。記録計１８はチタンあるいはチタン合金インゴ
ット４の温度を記録する。The inside of the vacuum chamber 3 can be brought into a high vacuum state by a vacuum exhaust device 19 through the vacuum exhaust port 11, and the inside of the vacuum chamber 3 can be brought into an inert gas atmosphere such as A gas through the atmosphere gas inlet 14. Therefore, it is possible to prevent oxidation of the titanium or titanium alloy ingot 4 and remove residual gas in the mold 8.The radiation thermometer 15 monitors the casting temperature of the titanium or titanium alloy ingot 4, and at the same time prevents the titanium or titanium alloy ingot 4 from oxidizing. ingot 4
The measured temperature is sent to the high frequency generator 17 by the temperature controller 16.
By feeding back a temperature signal to the ingot, the temperature of the titanium or titanium alloy ingot 4 can be controlled. The recorder 18 records the temperature of the titanium or titanium alloy ingot 4.
以上のように、チタンあるいはチタン合金インゴットを
高周波で浮揚させた状態でるつぼを使用せず溶解するこ
とにより、チタンあるいはチタン合金が反応を起こし劣
化しやすいるつぼ材に触れることが無く鋳造ができる。As described above, by melting the titanium or titanium alloy ingot while floating it with high frequency without using a crucible, it is possible to cast the titanium or titanium alloy without touching the crucible material, which tends to react and deteriorate.
またチタンあるいはチタン合金の溶解は融点が高く冷却
し易いが浮揚溶解法では溶湯は非接触であるから、溶湯
の温度を高めやすく、冷却しにくい利点がある。浮揚溶
解法を用いることにより瞬時に確実に溶湯を鋳型に流し
込むことが可能となる。チタンあるいはチタン合金は機
械的性質に優れ生体親和性が良く歯科用の金属材料とし
て理想的であり利用価値は極めて高い。更に高真空中あ
るいはＡｒガス等不活性ガス中で浮揚状態でチタンある
いはチタン合金を溶解するのでるつぼとの接触や反応に
よりチタンあるいはチタン合金が劣化することは有り得
ないし、全く不純物が溶湯に混入する恐れもない。Furthermore, when melting titanium or a titanium alloy, it has a high melting point and is easy to cool down, but in the floating melting method, the molten metal is not in contact with the melt, so it has the advantage that the temperature of the molten metal is easily raised and it is difficult to cool it down. By using the flotation melting method, it becomes possible to instantly and reliably pour the molten metal into the mold. Titanium or titanium alloys have excellent mechanical properties and good biocompatibility, making them ideal as dental metal materials and having extremely high utility value. Furthermore, since the titanium or titanium alloy is melted in a suspended state in a high vacuum or in an inert gas such as Ar gas, there is no possibility that the titanium or titanium alloy will deteriorate due to contact or reaction with the crucible, and no impurities will be mixed into the molten metal. There's no fear.
また溶解したチタンあるいはチタン合金は高周波電源を
切れば瞬時に重力により落下し鋳型に入る。Furthermore, when the high-frequency power is turned off, the molten titanium or titanium alloy instantly falls due to gravity and enters the mold.
したがって、電源を切ればチタンあるいはチタン合金が
何に触れることもなく直ちに鋳型まで到達する。この溶
湯を圧迫、圧迫真空吸引、真空吸引、遠心力などを利用
して鋳型内に入れ、冷却すれば鋳造は完了する。このよ
うにしてチタンあるいはチタン合金がこれ以上望めない
理想的な状態で溶解鋳造が可能となる。Therefore, when the power is turned off, the titanium or titanium alloy immediately reaches the mold without touching anything. This molten metal is poured into a mold using pressure, pressure vacuum suction, vacuum suction, centrifugal force, etc., and is cooled to complete casting. In this way, titanium or a titanium alloy can be melted and cast in ideal conditions.
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、チタンあるいはチタ
ン合金を高周波で浮揚させた状態でるつぼを使用せず溶
解することにより、チタンあるいはチタン合金が反応を
起こし劣化しやすいるつぼ材料に触れることが無く鋳造
ができ、かつチタンあるいはチタン合金の溶湯は非接触
であるから冷却しにくい歯科用チタンあるいはチタン合
金の浮揚溶解による鋳造装置を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by melting titanium or titanium alloy while floating it with high frequency without using a crucible, titanium or titanium alloy can react and easily deteriorate in a crucible. It is possible to provide an apparatus for casting dental titanium or titanium alloy by floating melting, which can perform casting without touching the material, and which is difficult to cool down since the molten titanium or titanium alloy is not in contact with the material.
第１図は本発明に係る歯科用チタンあるいはチタン合金
の浮揚溶解による鋳造装置の一実施例を示す構成説明図
である。
１−・−測温用覗窓、２・・・チタンあるいはチタン合
金インゴット挿入用チヤンバ蓋、３・・・真空チャンバ
、４・・・チタンあるいはチタン合金インゴット、５・
・・浮揚溶解用高周波加熱コイル、６・・・チタンある
いはチタン合金インゴットセット台、フー・・鋳型の受
台、８・・・鋳型、９・・・溶湯ガイド、１０・・・バ
ランサ、１１・・−真空排気口、１２・・・モータ回転
駆動部、１３・・・鋳型挿入用扉、１４−・・雰囲気ガ
ス導入口、１５・・−放射温度計、１６・−・温度コン
トローラ、１７・・・高周波発生装置、１８−・・記録
計、１９・・・真空排気装置。FIG. 1 is an explanatory view showing the construction of an embodiment of a casting apparatus for casting dental titanium or titanium alloy by flotation melting according to the present invention. 1-.-Temperature measurement viewing window, 2...Chamber lid for inserting titanium or titanium alloy ingot, 3...Vacuum chamber, 4...Titanium or titanium alloy ingot, 5.
... High frequency heating coil for floating melting, 6... Titanium or titanium alloy ingot setting stand, Fu... Mold pedestal, 8... Mold, 9... Molten metal guide, 10... Balancer, 11... - Vacuum exhaust port, 12... Motor rotation drive unit, 13... Door for mold insertion, 14-... Atmosphere gas inlet, 15... - Radiation thermometer, 16... Temperature controller, 17. ...High frequency generator, 18-...Recorder, 19...Evacuation device.
Claims (1)
ルに高周波発生装置より発生した高周波電力を供給する
高周波加熱装置と、前記浮揚溶解用高周波加熱コイル内
に挿入脱出自在に設けられたチタンあるいはチタン合金
インゴットセット台と、前記浮揚溶解用高周波加熱コイ
ルの下方に設けられた鋳造機とを具備したことを特徴と
する歯科用チタンあるいはチタン合金の浮揚溶解による
鋳造装置。A high-frequency heating device that supplies high-frequency power generated by a high-frequency generator to a high-frequency heating coil for levitation melting provided in a vacuum chamber, and titanium or a titanium alloy that is provided in the high-frequency heating coil for levitation melting so that it can be inserted into and removed from the high-frequency heating coil. 1. A casting apparatus for flotation melting of dental titanium or titanium alloy, comprising an ingot setting table and a casting machine provided below the high frequency heating coil for flotation melting.
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641619B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006175508A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Tohoku Univ | Method for molding amorphous alloy and device therefor |
| JP2010240726A (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Olympus Corp | Molding apparatus |
| CN110216272A (en) * | 2019-07-03 | 2019-09-10 | 西北工业大学 | A kind of pressure solidification molding machine and method for the manufacture that suspends |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP28497989A patent/JPH0641619B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006175508A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Tohoku Univ | Method for molding amorphous alloy and device therefor |
| JP2010240726A (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Olympus Corp | Molding apparatus |
| CN110216272A (en) * | 2019-07-03 | 2019-09-10 | 西北工业大学 | A kind of pressure solidification molding machine and method for the manufacture that suspends |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0641619B2 (en) | 1994-06-01 |
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