JPH069727B2 - 鋳型材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属を鋳造するための鋳型材に関し、詳しくは
インベストメント鋳造法（ロストワックス法）による高
溶合金（融点1000℃以上）を鋳造するための隣接塩系鋳
型材である。さらに詳しくは、特定の金属粉末を用いる
ことにより、高融点金属を鋳造したとき、型離れが良く
鋳造体に焼き付きの少ない平滑な鋳造面を得ることので
きる鋳型材に関する。

〔従来の技術及び課題〕

インベストメント鋳造法は一般産業界において複雑な形
状を有する部品の製作に好んで応用されているもので、
寸法精度が良いことで知られている。また、歯科界など
ではオーダーメイドの鋳造体の製作に古くから利用され
ている。近年、高価な貴金属合金に変わり安価な卑貴金
属合金例えばニッケルクロム合金やコバルトクロム合金
等が利用されている。これらの合金は一般的に融点が高
く、従来の石膏系鋳型材で鋳造すると石膏の分解あるい
はそれらによる鋳造体の焼き付きや変色を引き起こした
りしてほとんど使うことが出来ない。従って、このよう
な石膏系鋳型材に代わり、より高温に耐える鋳型材の一
つとして、燐酸塩と金属酸化物を含む結合材と骨材とか
らなるいわゆる燐酸塩系鋳型材が使われるようになっ
た。しかしながら、該燐酸塩系鋳型材の結合材の反応生
成物の耐熱温度にも限界がありニッケルクロムやコバル
トクロム合金等は、この耐熱温度を越える温度で鋳造す
ることがしばしばおこなわれる。そのために型離れが悪
く、鋳造体に焼き付くことになり鋳造面を平滑にするこ
とが難しい欠点がある。かかる欠点を解消するために黒
鉛や窒化ホウ素等を含有させることも行なわれている
が、必ずしも十分ではない。従って、型離れが良く鋳造
体に焼き付きの少ない平滑な鋳造面を得ることのできる
鋳型材の開発が望まれていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記燐酸塩系鋳型材の欠点を改良すべく
鋭意研究を重ねてきた。その結果、特定の金属粉末を特
定量配合することにより、型離れが良く鋳造体への焼き
付きがない平滑な鋳造面を得ることが出来ることを見い
だし本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、(ｉ)燐酸塩及び金属酸化物を含む結合
材、(ｉｉ)骨材及び（iii周期律表第Ｉｂ族，第IIｂ
族，第IIIｂ族及びIVａ族に属する金属よりなる群から
選ばれた少なくとも１種の金属粉末よりなり、該金属粉
が上記結合材及び骨材の合計量１００重量部に対して
０．２〜１０重量部の割合で含有されたことを特徴とす
る燐酸塩系鋳型材である。

本発明で使用される鋳型材の結合材成分は、燐酸塩系鋳
型材として公知の成分が特に限定されずに使用される。
一般に好適に使用される燐酸塩系鋳型材の結合材成分と
しては燐酸塩と金属酸化物である。該燐酸塩は、燐酸塩
系鋳型材成分として公知のものが特に限定されずに使用
される。一般には第一燐酸アンモニウム，第一燐酸マグ
ネシウム，第一燐酸カルシウム，第一燐酸ナトリウムな
どの酸性燐酸塩が好適に使用出来る。

また、金属酸化物も特に限定的ではなく、燐酸塩系鋳型
材として公知のものが使用できる。一般には、酸化マグ
ネシウム，酸化カルシウム等が使用され、このうち酸化
マグネシウムが最も広く使用されており特に高温で焼成
あるいは溶融したマグネシウム粉末などが使用される。

尚、燐酸塩と金属酸化物との反応は一般に燐酸塩が易溶
性であるため金属酸化物の粒子界面で起る固液反応が主
体となるため反応生成物が大きくなり鋳造面を粗くする
場合がある。そのために一般に金属酸化物は粉砕粉末を
使用することが好ましく、通常２００メッシユを通過す
る大きさの粒子が好適に用いられる。

また燐酸塩系鋳型材の主な結合材である燐酸塩と金属酸
化物との混合比は特に限定されず公知な組成比から選べ
ばよいが、一般には燐酸塩１００重量部に対して金属酸
化物５０〜１００重量部の範囲から選んで用いれば好適
である。

本発明で使用される鋳型材の骨材成分は、燐酸塩系鋳型
材の成分として公知のものが特に限定されずに使用され
る。一般には、石英，クリストバライト，ジルコニア等
の耐熱性のある無機物が単独または混合して使用出来
る。

また、該骨材は、通常１００メッシユ以上が０〜７０重
量％，１００〜２００メッシユが２０〜８０重量％及び
２００メッシユ以下が２０〜１００重量％の粒径のもの
が好適に用いられる。本発明に於いて、該骨材の配合量
は特に限定されるものではないが、一般には、燐酸塩，
金属酸化物及び骨材の合計量のうちの５０〜９０重量％
となるように配合されることが好適である。

本発明に於いては、前記燐酸塩，金属酸化物を含む結合
材及び骨材に、下記特定の金属粉末を配合することが最
大の特徴である。該金属粉末としては、周期律表第Ｉｂ
族，第IIｂ族，第IIIｂ族及びIVａ族に族する金属より
なる群から選ばれた少なくとも１種の金属粉末が使用さ
れる。より具体的に例示すると、銅，銀，金，亜鉛，ア
ルミニウム，インジウム，チタン，ジルコニウム，ハフ
ニウム等の金属である。特に、銅，アルミニウム，チタ
ンは入手も容易で、しかも少量で効果を発揮するので最
も好適に使用しうる。

また、上記金属粉末は一般に粉状、例えば６０メッシユ
を通過する粒子を使用すると良い。上記金属粉末の配合
量は、本発明の効果を発揮させるため燐酸塩，金属酸化
物及び骨材との合計量１００重量部に対して０．２〜１
０重量部の範囲から選んで用いられる。即ち、金属粉末
の配合量が、上記下限値よりも少ない場合は型離れ等の
効果が充分でない傾向があり、逆に上記上限値よりも多
い場合は結合材の反応に悪影響を及ぼす傾向があるばか
りでなく経済的でないからである。

〔効 果〕

本発明の燐酸塩系鋳型材は型離れが著しく良好で鋳造体
表面に付着することが殆どないし、鋳造体表面は平滑
で、時には金属光沢を有することもあり優れた効果を発
揮する。本発明で使用する燐酸塩，金属酸化物，骨材及
び金属粉末の混合組成がどのような作用をなして上記効
果を発揮するのかその作用機構については必ずしも明白
ではない。しかしながら後述する実施例で明らかにする
ように金属粉末を含有させることにより、優れた効果を
発揮するので高融点合金を鋳造する分野に於いては計り
知れない利益をもたらす。

〔実施例〕

本発明をさらに具体的に説明するために、以下の実施例
及び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。

実施例 １ 下記第一表に示す成分を混合して燐酸塩系鋳型材を調製
した。

上記調製した鋳型材１００重量部に対して、２０％のコ
ロイダルシリカ（触媒化成工業(株)製）１３容量部で練
和し、耐火模型を製作した。耐火模型を乾燥させワック
スバスした後、ワックスアップした。次に、同じ鋳型材
100重量部に対して、１４容量部の水で練和した練和物
で、先にワックスアップした耐火模型を埋没する。硬化
後８００℃で充分焼成した後、コバルトクロム合金（融
点１３８０〜１４１０℃）を用いて鋳造する。鋳造後、
鋳型をばらして鋳造体を取り出し鋳造体表面への鋳型材
付着状態を観察した。その結果を第二表に示す。

評 価 １：鋳型材が鋳造体表面の全面に焼き付いて付着。

２：鋳型材が鋳造体表面の全面に付着。

３；鋳型材が鋳造体表面の大部分に付着。

４；鋳型材が鋳造体表面の部分的に付着。

５；鋳型材の鋳造体表面への付着は少なく平滑。

尚、上記に於いて用いた石英は、１００メッシユ以上が
５０重量％、１００〜２００メッシユが３０重量部％及
び２００メッシユ以下が２０重量％の粒径で、クリスト
バライトは、１００〜２００メッシユが３０重量％及び
２００メッシユ以下が７０重量％の粒径にある。また、
酸化マグネシウムは、２００メッシユを通過する粒子で
ある。そして、金属粉末は、Ａｌがほとんど２００メッ
シユ通過、Ｃｕが２５０メッシユ通過９０％、Ｚｎが３
２５メッシユ通過、Ｆｅが１５０メッシユ通過９５％、
Ｔｉが３２５メッシユ通過９５％の粒子のものである。

比較例１ 実施例１の第二表の６の配合例において、金属粉末（Ｃ
ｕ）の量を１５ｗｔ部とした以外は同様にして鋳型材を
得た。

得られた鋳型材を使用して実施例１に記載の鋳造方法と
同様な鋳造を実施した。

その結果、鋳型付着状況の評価は２であった。

比較例２ 実施例１の第二表の４の配合例において、金属粉末の銅
粉に代えて、金属マグネシウム粉末を使用した以外は同
様にして鋳型材を得た。

得られた鋳型材を使用して実施例１に記載の鋳造方法と
同様な鋳造を実施した。

その結果、鋳型付着状況の評価は、前記実施例１の第二
表の１２に示した例と同様、２であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（i）燐酸塩及び金属酸化物を含む結合
   材、（ii）骨材及び（iii）周期律表第Ｉｂ族、第IIｂ
   族、第IIIｂ族及び第IVａ族に属する金属よりなる群か
   ら選ばれた少なくとも１種の金属粉よりなり、該金属粉
   が上記結合材及び骨材の合計量１００重量部に対して
   ０．２〜１０重量部の割合で含有されたことを特徴とす
   る燐酸塩系鋳型材。