JPH0428455B2 - - Google Patents

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JPH0428455B2
JPH0428455B2 JP62188361A JP18836187A JPH0428455B2 JP H0428455 B2 JPH0428455 B2 JP H0428455B2 JP 62188361 A JP62188361 A JP 62188361A JP 18836187 A JP18836187 A JP 18836187A JP H0428455 B2 JPH0428455 B2 JP H0428455B2
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JP
Japan
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casting
titanium
oxide powder
mold
mold material
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JP62188361A
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English (en)
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JPS6431549A (en
Inventor
Hiroya Ogino
Mikinori Nishimura
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J Morita Manufaturing Corp
Original Assignee
J Morita Manufaturing Corp
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Publication date
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Priority to DE3825250A priority patent/DE3825250A1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Dental Prosthetics (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、チタン、ニツケル、コバルト、クロ
ムなどの比較的溶融温度が高い金属及びこれらの
合金やガラスセラミツクスを鋳造する為の鋳型材
に関する。 (従来の技術) 従来から歯科用補綴物等の鋳造に用いられてい
る石英、クリストバライト、石膏などを主成分と
した鋳型材は、高温で分解したり鋳造金属と焼き
付き易く、特にチタンのように高温において活性
な金属とは激しく反応し、鋳造金属を著しく劣化
させてしまう。鋳造材のこのような欠点を解消す
る為に、酸化マグネシウムやジルコニアを主成
分とし更に鋳造金属の凝固収縮を補償するために
金属ジルコニウムを添加した酸化膨張タイプの鋳
型材が開発されている。また、本発明者等も特願
昭61−213459で、酸化マグネシウム及び酸化ア
ルミニウムを骨材としこれに金属チタン微粉末を
含有させることにより収縮量を小さくし且つ鋳造
金属の凝固収縮を補償し得る新規な鋳型材を提案
した。 (発明が解決しようとする問題点) 然し乍ら、上記の新しい鋳型材も次のような欠
点を有していた。即ち、の如く金属ジルコニウ
ムの酸化膨張により鋳造金属の凝固収縮を補償す
るようにしたものは、ジルコニウムが極めて高価
であるため、その使用量をできるだけ少なくする
べくワツクスパターンの表面にこの鋳型材をコー
テイングしその後従来の鋳型材中に埋没すると云
う極めて煩わしい方法がとられる。また、このコ
ーテイング層は外埋没を行う際に剥離し易く、そ
の結果チタンと外埋没材とが反応する。更に、義
歯床を鋳造する場合は、その形状が複雑であるこ
と等の理由により上記コーテイング法は到底採用
できず致命的であつた。 一方、上記の場合、に比べ低価格であつて
極めて実用性が高いが、金属チタンを数%含んで
いるので、埋没時に水と酸化マグネシウムとの反
応により生じたアルカリ溶液とチタンとが反応し
てガスを発生し鋳型中に気泡を生じて鋳造物の表
面に突起を生じ易い。また、チタンは前記ジルコ
ニウムより遥かに安価であるが鋳造用セラミツク
スよりも高くこの意味では価格面でまだ不充分さ
があつた。しかも、添加チタンの膨張効果を充分
に期する為には該チタンを酸化させなければなら
ず、それだけ高温において長時間保持する必要が
あり不便且つ不経済である。 本発明は、上記に鑑み更に鋭意研究を重ねた結
果なされたものであり、チタン等の高温活性な鋳
造材料であつても上記不具合を来すことなく好適
に鋳造がなされ、且つロストワツクス等の際に鋳
造材料の凝固収縮を充分補償し得る膨張を生じ、
しかも従来になく安価に供給することができる新
規な精密鋳造用鋳型材を提供せんとするものであ
る。 (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成する為の本発明の精密鋳造用鋳
型材は、酸化マグネシウム粉末、酸化アルミニウ
ム粉末及びバインダーから成るものであつて、当
該バインバーが、酢酸マグネシウム、ジルコニア
セメント、マグネシアセメント、コロイダルシリ
カ及びエチルシリケートの中から選ばれた一種若
しくは複数種から成り、更に当該鋳型材は、当該
酸化マグネシウム粉末及び酸化アルミニウム粉末
の中で0.1〜100μmの粒径を有する酸化マグネシ
ウム粉末及び/若しくは酸化アルミニウム粉末が
10〜99重量%含まれ、当該バインバーが1〜15重
量%含まれて成ることを特徴とするものである。 本発明の鋳型材は、主成分たる酸化マグネシウ
ム粉末及び酸化アルミニウム粉末のうちいずれか
一方若しくは両方の粉末の粒径が0.1〜100μmの
ものを、当該鋳型材中10〜99重量%含有すること
を必須とするが、10重量%未満の場合、後記する
膨張が充分でなく鋳造材料の凝固収縮を補償し得
なくなり、また、99重量%を超えると、バインバ
ーの含有量が少なくなり、鋳型強度が低下して妥
当でない。また、上記粉末の全量が粒型0.1〜
100μmの範囲にあることも本発明の範囲内であ
り、粒径が0.1μmより小さいと混練に必要な混和
量が増加して、焼成後の鋳型に亀裂が生じるので
不適当であり、100μmより大きいと後述のよう
な鋳型の膨張に関与しなくなる。この量を10重量
%、99%以下の範囲内に適宜調整することにより
膨張度合いを可変出来、使用する鋳造材料の固有
の性状即ち凝固収縮度に対応してその補償を好適
になし得ることが出来る。 亦、本発明の鋳造材は、上記酸化マグネシウム
粉末及び酸化アルミニウム粉末を主成分とする
が、これ以外にバインバーとして酢酸マグネシウ
ム、ジルコニアセメント、マグネシアセメント、
コロイダルシリカ、エチルシリケート等より選ば
れたいずれか一種若しくは複数種が前鋳型材中1
〜15重量%含まれ、これらバインバーが1重量%
より少ないと鋳型材強度が低下し、亦、15重量%
より多いと、鋳型材の耐熱性が低下して、チタン
の溶湯とバインダーが直接反応して焼付き、肌荒
れを生じて適当でない。尚、リン酸塩系のバイン
ダーは鋳造中ガスを発生するので使用不可であ
る。 (作用) 本発明の鋳型材を用いた鋳造要領の一例をその
作用と共に述べる。先ず、上記鋳型材を水と練和
し、ワツクスパターンが形成された円錐台上の鋳
造リング内に該鋳型材を充填しワツクスパターン
を埋没させる。これを約70℃の温度で加熱し(但
し、加熱しない場合もある)、乾燥硬化させる。
この時、上記粉末が100μm以下の微粉末を含む
から、これが練和水と反応し易く、その一部が MgO+H2O→Mg(OH)2 若しくは Al2O3+3H2O→2Al(OH)3 の反応により水酸化マグネシウム若しくは水酸化
アルミニウムとなり鋳型材を膨張させる。 このように膨張を伴つて硬化した鋳型を焼成炉
内で850〜900℃に加熱焼成しロストワツクスを行
うと共に鋳型材を焼結する。この焼結工程に於い
ては、鋳型材は膨張状態で焼結し、ロストワツク
スされて成形された空洞は初期のワツクスパター
ンより稍々大きくなる。これは、上記粉末に粒径
が100μm以下の酸化マグネシウム及び/若しく
は酸化アルミニウムの反応性に富んだ微粉末が含
まれるから、焼結が進行するに伴い、 MgO+Al2O3→MgO・Al2O3 の反応により一部が所謂スピネル化合物となり、
或いは該スピネル結晶相に至る過程の相状態とな
つて構成粉末が実質的に膨張するからと推察され
る。 斯くして形成された鋳型をアーク溶解式差圧鋳
造装置等内に設置し、チタン、ニツケル、コバル
ト、クロムなどの比較的溶融温度が高い金属及び
これらの合金やガラスセラミツクス等の溶融鋳造
材料をそのロスワツクス空洞内に注湯して鋳造が
なされる。この時、該空洞は膨張により初期のワ
ツクスパターンより大きくなつているから、鋳造
材料が冷却により収縮しても、予め鋳造材料固有
の凝固収縮度合いと空洞の膨張度合いとを上記微
粉末の配合量を適宜調整により略合致させておけ
ば、鋳造物は元のワツクスパターンの大きさに略
符号することになる。 (実施例) 以下、実施例について述べる。第1表に示す各
種配合の鋳型材を準備し、第1図に示す疑似金型
支台歯Aから印象採取して形成したワツクスパタ
ーンをこの鋳型材で埋没させ、これを焼成してロ
ストワツクスの後アーク溶解式差圧鋳造装置で金
属チタンを鋳造し、鋳造成形されたチタン鋳造ク
ラウンBをもとの支台歯Aに適合させてその浮き
上がり量hを産出した。その結果を第2表に示
す。
【表】 但し、表1表中実−1〜6は本発明の実施例
を、比−1、2は比較例を夫々示す。また、*1
は粒径100μm以下、*2は100μmを越えるもの
を夫々示す。バインバーは酢酸マグネシウムを用
いた。
【表】
【表】 但し、ロストワツクス時の焼成時間はいずれも
60分であり、また鋳造時の鋳型温度は150℃とし
た。 上記で得られたチタン鋳造クラウンはいずれも
金属光沢表面を有する極めて美麗なものであつ
た。第2表から、酸化マグネシウム若しくは酸化
アルミニウムの粒径100μm以下の微粉末を10重
量%以上を含むと、チタン鋳造クランウンBの金
型支台歯Aに対する適合性が極めて優れているこ
とが理解される。亦、粒径100μm以下の微粉末
の量を変えることによりhが変化するので、例え
ば実施例5、6の如くチタンに対して渦膨張であ
つてもニツケル、コバルト、クロム及びこれらの
合金等の如くチタンよりも膨張収縮が大きき鋳物
材料に対しては適合することが予想される。従つ
て、使用する鋳造材料の性状に応じて微粉末の量
を調整することにより夫々に適合性をもたせるこ
とが出来る。そして、上記鋳型材には金属粉末を
含まないので、焼成時間は60分で充分であり、時
間の短縮が図れ経済的である。因みに、比較例
1、2に金属チタン粉末を添加して同様のテスト
を実施したところ、120分焼成してようやくhが
0.03〜0.15mmとなつた。 尚、実施例の如く金属チタンを鋳造する場合、
酸化マグネシウムはチタンの溶融点以上の温度で
チタンと反応し、また酸化アルミニウムはこれよ
り低い温度域でもチタンと反応しAl2OやAlOな
どを生成する可能性があるが、これら反応生成物
はチタン鋳造クラウンの表面に付着するだけであ
るから払試することにより簡単に除去でき、金属
光沢を有する美麗な表面が発現される。また、バ
インダーとして酢酸マグネシウムを用いている
が、これは焼成中MgO、CO2、H2Oに分解し、
焼成後にはMgOのみとなるのでチタンを汚染す
ることがなく実用上問題はない。 (発明の効果) 叙上の如く本発明の精密鋳造用鋳型材は、酸化
マグネシウム粉末及び酸化アルミニウム粉末を主
成分とし、且つこれらの両方または一方の粒径が
0.1〜100μmの範囲の微粉末を当該鋳型材中10〜
99重量%含有しているから、この微粉末の反応活
性により鋳造形成の為に焼成した時、膨張を伴う
スピネル等への結晶変態が惹起され、その結果鋳
造材料の凝固収縮を好適に補償し、補綴形成にお
ける複摸型等に対する適合精度が飛躍的に向上す
る。しかも、上記主成分とした材料は汎用されて
いる安価な材料であつて、これにより生体親和性
に優れたチタン、チタン合金その他の前記鋳造材
料による鋳造物を患者に低価格にて供給すること
できる。更に、金属粉末を含まないからその酸化
の為に長時間高温に維持する必要がなく、鋳造時
間の短縮が図られる。このように著効を奏する本
発明はその有用性極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋳造物の適合性テストの要領を示す縦
断説明図である。 (符号の説明)、A……金型支台歯、B……鋳
造クラウン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸化マグネシウム粉末、酸化アルミニウム粉
    末及びバインダーから成る精密鋳造用鋳型材にお
    いて、 当該バインダーが、酢酸マグネシウム、ジルコ
    ニアセメント、マグネシアセメント、コロイダル
    シリカ及びエチルシリケートの中から選ばれた一
    種若しくは複数種から成り、 当該鋳型材は、当該酸化マグネシウム粉末及び
    酸化アルミニウム粉末の中で0.1〜100μmの粒径
    を有する酸化マグネシウム粉末及び/若しくは酸
    化アルミニウム粉末が10〜99重量%含まれ、当該
    バインバーが1〜15重量%含まれて成ることを特
    徴とする精密鋳造用鋳型材。
JP62188361A 1987-07-27 1987-07-27 Molding material for precision casting Granted JPS6431549A (en)

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