JPH0349788Y2 - - Google Patents

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JPH0349788Y2
JPH0349788Y2 JP1986080492U JP8049286U JPH0349788Y2 JP H0349788 Y2 JPH0349788 Y2 JP H0349788Y2 JP 1986080492 U JP1986080492 U JP 1986080492U JP 8049286 U JP8049286 U JP 8049286U JP H0349788 Y2 JPH0349788 Y2 JP H0349788Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (1) 産業上の利用分野 この考案は減圧ふんい気または不活性ガスふん
い気において融解した金属を同じふんい気状態に
おかれている鋳型に不活性ガスなどの連続的な加
圧によつて鋳込んで歯科用・工芸用などの小型精
密鋳造物を製造する加圧鋳造装置の改良に関す
る。
(2)従来技術 従来歯科用補綴材料の貴金属または非金属の精
密鋳造に用いられる高周波鋳造装置のうち連続加
圧鋳造方式を採用したいわゆる高周波溶解加圧鋳
造装置は、遠心鋳造を含む別皿溶解鋳造方式の装
置に比し、鋳造品の結晶粒子が細かく、鋳肌表面
がなめらかであるなど品質がすぐれているので、
歯科用鋳造装置として広く普及している。この装
置は筆者らの発明にかかる特公昭60−54825号
「高周波溶解加圧鋳造機」の公告公報に詳述され
ているので、図示ならびに細部の説明は省略する
が、その要点はるつぼと鋳型空洞部とを1体成型
した凸状鋳型の上記るつぼを収容する加熱部と、
上記鋳型空洞部を内部に形成した鋳型基部を収容
する下室とのそれぞれの空間を上記凸状鋳型と相
似する凸状に形成するとともに、それぞれの内部
空間を気密に分離し、かつそれぞれ独立的に減
圧・加圧しうるようにした装置である。この装置
において通常行う鋳造様式は、真空溶解鋳造様式
(バキユームモード)と、アルゴンガス置換溶解
鋳造様式(アルゴンモード)である。前者のバキ
ユームモードは通常排気速度20〜60/min位の
小型真空ポンプによつて鋳造金属の種類に対応し
数T0rrないし10-2T0rr程度に加熱室・下室とも
に減圧し、この減圧ふんい気において、金属を融
解したのち加熱室の排気を止め、通常3Kg/m2
のアルゴンなどの不活性ガスにて加圧注湯する。
この際下室は上記減圧ふんい気にしてあるので、
上記ガス加圧力と鋳型内部の減圧された約1Kg/
m2Gの負圧との圧力差による加圧が鋳込みが完了
するまで持続する。したがつて融解金属にふんい
気ガスの吸収・酸化などが生じないだけでなく、
金属中に吸蔵されているガスが放出されるなどの
冶金効果があり、コバルト−クロム系合金、ニッ
ケル−クロム−コバルト系合金などの高融点合金
に好適の鋳造様式である。後者のアルゴンモード
は加熱室・下室ともに上記と同様減圧したのち
0.1Kg/m2G位のアルゴンガスを両室に注入し、
このアルゴンガスふんい気中で融解し、上記と同
様3Kg/m2Gのアルゴンガスにて加圧注湯する。
この際下室の鋳型内のアルゴンガスは注湯によつ
て押し出されるようにしてある。したがつて溶湯
はアルゴンガス以外の気体にふれることなく無酸
素効果のすぐれた鋳造品ができるのである。
しかしながら近年軽く強靱で耐食性に優れるな
どで「若い金属」と呼ばれ各分野で注目を浴びて
いるチタンおよびチタン合金は人体に無害である
ことから歯科材料としても用途が期待されてい
る。しかるこれらの金属は融点が約1800℃ときわ
めて高く、さらに高温中では強い活性を有し、い
ろいろの元素と反応するので、融解鋳造がきわめ
てむつかしい。また上記従来装置のバキユームモ
ードにて鋳造したばあい、融解時加圧する不活性
のアルゴンガスといえども3Kg/m2Gもの高圧だ
と、溶湯中にガスをまき込み、鋳造品に巣などを
生ずると言う欠点がある。またアルゴンモードの
ばあい、上記と同様ガスのまき込みを生ずるだけ
でなく、流動性の低い溶湯が鋳型空洞部に完全に
注湯しえず、欠陥製品となり易く、アルゴンモー
ドにてはチタンの鋳造は困難である。
(3) 目的 この考案は上記従来の加圧鋳造装置の問題点や
欠点を解消し、歯科材料として他の如何なる金属
より優れた性質をもつチタンおよびチタン合金を
精密加圧鋳造するについて、従来装置の構成に大
巾な改造を加えることなく、また特に大容量の真
空ポンプを要せず、無酸素効果がすぐれ、かつ、
溶湯に加圧する不活性ガスのまき込みがなく、そ
の他の鋳造欠陥もほとんど生ずることなく鋳造し
うるとともに、チタン以外の金属も従来装置に比
し高品質で能率良く鋳造しうる操作容易で廉価な
装置の提供を目的とする。
(4) 構成 この考案にかかる加圧鋳造装置はその鋳造法お
よび鋳造部の基本的構成においては従来装置と大
差はない。大きく異なりこの考案の要部となる点
は、るつぼ内の融解金属を鋳型空洞部に加圧注湯
するとき、下室内を瞬時に減圧するため、従来装
置の真空排気系および不活性ガス圧力供給系を結
合した下室に、さらに加えて、下室内部空間容量
の少なくとも3倍以上の内容量をもつチヤンバを
介在させた真空排気系を結合し、この真空排気系
を前記加圧注湯に同期して切換的に作動せしめる
構成である。
(5) 実施例 以下図面によつてこの考案の実施例を説明す
る。
第1図はこの考案にかかる加圧鋳造装置の鋳造
部の縦部分断面図および装置の真空排気系および
アルゴンガス供給系を簡略化した配管図である。
図において鋳造部1は凸状鋳型2と、加熱室3
と、下室4と、下室内の鋳型台5の昇降圧接機構
と、下室筐体6の昇降圧接機構と、真空排気系7
およびアルゴンガス供給系8と図示を省略した鋳
造工程シーケンス制御系とで構成される。凸状鋳
型2は上部突出部に鋳造用金属Mを収容するるつ
ぼ9を、下部基部10内に鋳型空洞部(以下鋳型
パターンと記す)11と湯道12とを造型し、1
体的に成型されている。るつぼ9は耐火性筒状体
13の内部すなわち加熱室3に収容され、上記鋳
型基部10は通気孔14を有する鋳型台5上に同
じく通気孔15をもつガスケツト16を介して載
置される。鋳型台5は図示しないたとえば空気圧
シリンダにてなる鋳型昇降圧接機構のピストン1
7にて上下動され、上昇時予め設定された圧力に
て鋳型基部10上面をガスケツト18を介して上
記筒状体13と1体的なたとえばアスベスト成型
材にてなる加熱室台座部19の下面に圧接し、上
記加熱室3を外界と気密にしや断する。上記鋳型
基部10および鋳型台5を収容する下室筐体6
は、図示しない下室昇降圧接機構のピストン20
にて上下動され、上昇時加熱室台座部19の周縁
に気密結合した蓋部材22に筐体封止部23の0
リングを介して圧接し、下室4を外界と気密にし
や断する。蓋部材22にはこの考案の要部であ
り、後述するチヤンバを含む真空排気系(定速減
圧系との区別のため、以下この系を急速減圧系と
記す)と連通する急速減圧導管24および定速減
圧兼ガス導入出導管25が設けられている。ただ
し配管接続具は図示を省く。再び加熱室3にもど
り、筒状体13の外周に電気的加熱手段としての
高周波加熱コイル26を巻回し、加熱室上端部に
はそこを密封する耐火性半透明材にてなるのぞき
窓27を設け、かつこの密封部の側面に定速減圧
兼アルゴンガス吐出導管28およびアルゴンガス
加圧導管29とを設けている。真空吸引系7は排
気速度50〜200/min位の真空ポンプ31を排
気源とし、電磁開閉弁V1,V2,フイルタF1とで
なる加熱室定速(ポンプ31の排気速度に対応す
る速度)減圧系32と弁V3,V4,フイルタF2
なる下室定速減圧系33と、この考案の要部であ
る下室チヤンバ34と弁V5,フイルタF3とでな
る下室急速減圧系35とで構成される。下室チヤ
ンバ34の内容量CRは下室4の内部空間容量C4
の少くとも3倍以上事情の許す限き大容量とす
る。アルゴンガス供給系8はボンベなどの圧力容
器36と圧力調整弁R1,R2と、弁V6,V7による
下室・加熱室アルゴンガス微量吐出系37と、弁
V8,蓄圧チヤンバ38および圧力計39とでな
るアルゴンガス加圧系40とで構成され、蓄圧チ
ヤンバ38の内容量CPも加熱室3の内部空間容
量C3に対し数倍大きくしてある。
つぎに第2図のタイムチヤートによつてこの装
置によるチタンを含む高融点金属を鋳造する減圧
溶解鋳造工程を説明する。図の横軸は時間経過を
示し、縦軸の上段は第1図で示した各電磁弁、下
段は同じく第1図で示した鋳造部の各部を示す。
T1時点にて弁V1が開き、加熱室3の定速減圧を
はじめ、鋳型2を吸着し、さらに下室筐体6が圧
接して下室4を構成したのち弁V3が開き下室4
も同じく定速減圧し、T3時点に達するまでは従
来装置のバキユームモードと工程としては変らな
い。ただし、加熱室3および下室4の減圧到達圧
力はこのばあい約10-3T0rrとする。T3時点で弁
V6が開き、たとえば0,1Kg/cm2G位のアルゴ
ンガスを下室4に吐出してアルゴンガスふんい気
に置換する。一方高周波加熱コイル36によつて
誘導加熱されたチタンまたはチタン合金Mが融解
し、鋳込み最適温度に達したT4時点にて弁V8
開き、蓄圧チヤンバ38に蓄積された約1Kg/cm2
Gのアルゴンガスが加熱室3に一気に圧入し、る
つぼ内の融解金属Mを加圧する。この加圧と同時
に弁V6が閉ぢ弁V5が開くことによつてアルゴン
ガスふんい気の下室4内は下室チヤンバ34内の
真空圧PVたとえば10-3T0rrに急速に減圧される。
この瞬間的な高速の排気速度は鋳型基部10内の
パターン11を介して、溶湯Mに約1Kg/cm2Gの
吸引として作用するとともに加熱室台座部19の
アスベスト成型材、0シリンダ23およびその他
のガスケツトなどからの放出ガスや漏れなどを完
全に除き、注湯が完了するまで上記真空効果を維
持する。この急速減圧によつて溶湯Mを瞬間的に
吸引するので、加熱室3のアルゴンガス加圧力
PAが上記の如く従来の約1/3の低圧にて溶湯はガ
スをまき込むことなく、鋳型パターンに完全に注
入されるのである。つぎに第3図のタイムチヤー
トによつてチタンを含む高融点金属を鋳造するこ
の装置におけるバキユームモードを説明する。電
磁弁は作動するすべてのものを示すが、鋳造部各
部においては第2図と同じ動作のものは図示を省
く。図においてT2時点にて弁V3が開き、加熱室
3,下室4ともに鋳造金属Mの種類に応じた真空
到達圧力に減圧する。T4時点すなわち注湯時点
での加熱室3の加圧および下室4の急速減圧は上
記第2図の工程と同じである。
第4図はこの考案の装置にてチタン以外の金属
全般に対して行うアルゴンモードのタイムチヤー
トである。上記第2、第3図の工程では作動させ
なかつた弁V7を弁V6とともにT3時点において開
き、あらかじめ所定の到達圧力に減圧してある加
熱室3,下室4に0.1Kg/cm2G位のアルゴンガス
を吐出して両室をガス置換する。金属融解時の加
熱室3の加圧および下室4の急速減圧は上記第
2、第3図の工程と同じである。
以上がこの考案の実施例であるが、この考案は
図示や説明に限定されないことはいうまでもな
い。たとえば真空排気系の真空ポンプは排気速度
50〜200/minに限定されず、装置に応じ任意
に選択すればよいがむやみに大容量とする必要は
ない。また第1図の真空排気系、アルゴンガス供
給系も図示以外の構成も考えられる。さらに第2
〜第4図のタイムチヤートは工程のシーケンスを
示すもので各工程の時間の長短を正しく示すもの
ではない。また不活性ガスはアルゴンガス以外の
ガスを用いることもある。
(6) 効果 この考案は以上のように構成されているので、
従来の高周波溶解加圧鋳造装置の問題点や欠点を
解消するものである。すなわち、鋳型を収容する
下室の真空排気系に大容量のチヤンバによる急速
減圧系を設けることによつて鋳型内部の真空圧力
を高め、溶湯を強く吸引せしめて、同時に溶湯を
加圧するガス圧力を低圧化し、従来装置にては鋳
造困難とされていたチタン系金属の溶湯が加圧ガ
スをまき込むことなく、高品質で歩留り良く鋳造
しうるとともに、チタン系以外の金属に対しても
上記急速減圧工程を加えることによつてそれぞれ
従来以上に鋳造性を向上せしめ高品質の鋳造品を
能率良く製造することができる操作容易で廉価な
装置を提供しえたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案にかかる加圧鋳造装置の鋳造
部の縦部分断面および真空排気系・アルゴンガス
供給系図、第2図は上記装置による減圧溶解鋳造
工程タイムチヤート、第3図は上記装置による真
空溶解鋳造工程タイムチヤート、第4図は上記装
置によるアルゴンガス置換溶解鋳造工程タイムチ
ヤームである。 1……鋳造部、2……凸状鋳型、3……加熱
室、4……下室、5……鋳型台、6……(下室)
筐体、7……真空排気系、8……アルゴンガス供
給系、9……るつぼ、10……鋳型基部、11…
…鋳型空洞部(鋳型パターン)、17……鋳型台
昇降圧接機構のシリンダ、20……下室筐体昇降
機構のシリンダ、23……筐体封止部(0リン
グ)、24……下室(急速)減圧導管、25……
下室減圧兼不活性ガス入出導管、26……電気的
加熱手段(高周波加熱コイル)、28……加熱室
減圧兼不活性ガス入出導管、29……加熱室不活
性ガス加圧導管、34……チヤンバ、CR……チ
ヤンバの内容量、C4……下室内部空間容量、PA
……加熱室加圧圧力、PV……チヤンバ内真空圧
力、M……融解金属。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 上部突出部にるつぼを有し、下部基部内に鋳型
    空洞部を形成した凸状鋳型と、前記鋳型の突出部
    を下部から収容する凹空間部をもち、その外周に
    電気的加熱手段を、かつその内部空間の減圧およ
    び不活性ガスなどによる加圧導管を設けた加熱室
    と、前記鋳型基部を載置し昇降自在の鋳型台およ
    びこれらを収容し、外気と気密に分離する封止部
    をもち昇降自在の筐体を有するとともに、筐体内
    部空間の減圧および不活性ガスなどの入出導管を
    設けた下室と、前記鋳型台と下室筐体のそれぞれ
    の昇降圧接機構と、鋳造様式に対応し、前記加熱
    室と下室とをそれぞれ独自に減圧・加圧する真空
    排気系および不活性ガスなどの圧力源供給系とか
    らなる装置において、前記真空排気系および不活
    性ガス圧力供給系を結合した下室にさらに加えて
    下室内部空間容量の少くとも3倍以上の内容量を
    もつチヤンバを介在させた真空排気系を結合し、
    この真空排気系をるつぼ内の融解金属を加圧注湯
    するとき、これに同期して切換的に作動せしめる
    ようにしたことを特徴とする加圧鋳造装置。
JP1986080492U 1986-05-27 1986-05-27 Expired JPH0349788Y2 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS585749B2 (ja) * 1981-03-02 1983-02-01 岩谷産業株式会社 純チタンまたはチタンを主成分とする合金からなるチタン鋳造品の鋳造方法
JPS6054825A (ja) * 1983-09-05 1985-03-29 Sumitomo Bakelite Co Ltd 積層射出成形品の製造方法

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