JPS59166341A - チタン鋳造用鋳型 - Google Patents
チタン鋳造用鋳型Info
- Publication number
- JPS59166341A JPS59166341A JP21297983A JP21297983A JPS59166341A JP S59166341 A JPS59166341 A JP S59166341A JP 21297983 A JP21297983 A JP 21297983A JP 21297983 A JP21297983 A JP 21297983A JP S59166341 A JPS59166341 A JP S59166341A
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- JP
- Japan
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- casting
- oxide
- mold
- titanium
- magnesium oxide
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
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】
本発明はチタン又はチタン合金鋳造用鋳型の改良に係り
、その目的とするところは鋳込み時におけるチタン又は
チタン合金の溶湯と鋳型材との反応を防止して変質特に
鋳肌荒れ等の表面変質のないチタン鋳造物を得ようとい
うものである。
、その目的とするところは鋳込み時におけるチタン又は
チタン合金の溶湯と鋳型材との反応を防止して変質特に
鋳肌荒れ等の表面変質のないチタン鋳造物を得ようとい
うものである。
チタン及びチタン合金は軽量でかつ硬度、機械強度が高
く、しかも耐蝕性に優れることから、その用途開発が行
われている。しかし乍ら鋳造にて成型するには、チタン
はその融点が約１７００°Ｃ以上と高融点であることと
高温下における活性が高く反応性に富むという物性、化
学的性質を有することから鋳造に際して鋳型用埋没材即
ち鋳型材とチタン溶湯が反応して鋳造物に悪影響を及ぼ
すという問題があり、例えは従来公知のリン酸塩系、エ
チルシリケート系、無結晶シリカ系等の高温用埋没材か
らなる鋳型を用いてチタン鋳造を行えばチタン溶湯と鋳
型材との反応が激しく鋳型の鋳込室内面が侵蝕され若し
くは鋳型に亀裂を生ずる等によって鋳造が不可能となっ
たり、又鋳造可能であってもチタン溶湯と鋳型材との反
応によって脆い性質の酸化チタンを生じて鋳造物の表面
が当該酸化チタン層に被われることからチタン本来の物
性を損なったり、反応時のスプラッシュによって鋳巣を
生じて鋳造物表面が粗荒面となる為に鋳造物を精密機器
部品として使用する場合には当該鋳造物表面の酸化チタ
ン層の鋳肌荒れ部分及び鋳巣発生面を切削除去しなけれ
ばならず作業上困難であるばかりでなく鋳造物の寸法精
度低下を来たすという問題が残されていた。
く、しかも耐蝕性に優れることから、その用途開発が行
われている。しかし乍ら鋳造にて成型するには、チタン
はその融点が約１７００°Ｃ以上と高融点であることと
高温下における活性が高く反応性に富むという物性、化
学的性質を有することから鋳造に際して鋳型用埋没材即
ち鋳型材とチタン溶湯が反応して鋳造物に悪影響を及ぼ
すという問題があり、例えは従来公知のリン酸塩系、エ
チルシリケート系、無結晶シリカ系等の高温用埋没材か
らなる鋳型を用いてチタン鋳造を行えばチタン溶湯と鋳
型材との反応が激しく鋳型の鋳込室内面が侵蝕され若し
くは鋳型に亀裂を生ずる等によって鋳造が不可能となっ
たり、又鋳造可能であってもチタン溶湯と鋳型材との反
応によって脆い性質の酸化チタンを生じて鋳造物の表面
が当該酸化チタン層に被われることからチタン本来の物
性を損なったり、反応時のスプラッシュによって鋳巣を
生じて鋳造物表面が粗荒面となる為に鋳造物を精密機器
部品として使用する場合には当該鋳造物表面の酸化チタ
ン層の鋳肌荒れ部分及び鋳巣発生面を切削除去しなけれ
ばならず作業上困難であるばかりでなく鋳造物の寸法精
度低下を来たすという問題が残されていた。
以上のような従来問題を解決すべく開発した本発明の要
旨とするところは高純度の酸化マグネシウム及び／又は
酸化ジルコニウムにて鋳型を形成することｌとよって鋳
込時におけるチタン溶湯と鋳型材の反応を防止して前述
の如き欠点を解決することにある。即ち鋳型材としての
酸化マグネシウム及び／又は酸化ジルコニウムに数％の
シリカを混入すればその混入量に比例して鋳型西へのチ
タン溶湯鋳込時にチタンと鋳型材の反応が激しくなり、
鋳造曲表面の鋳肌荒れ、巣の発生が著しくなることが判
明した。そこで本発明では鋳型材としての酸化マグネシ
ウム及び／又は酸化ジルコニウムの純度が問題となり、
最も好ましくは純度９９．５％以上であり、祷込温度に
よっては９５．０％以上好ましくは９７．０’Ｘ；以上
の純度でもチタン鋳造が可能である。
旨とするところは高純度の酸化マグネシウム及び／又は
酸化ジルコニウムにて鋳型を形成することｌとよって鋳
込時におけるチタン溶湯と鋳型材の反応を防止して前述
の如き欠点を解決することにある。即ち鋳型材としての
酸化マグネシウム及び／又は酸化ジルコニウムに数％の
シリカを混入すればその混入量に比例して鋳型西へのチ
タン溶湯鋳込時にチタンと鋳型材の反応が激しくなり、
鋳造曲表面の鋳肌荒れ、巣の発生が著しくなることが判
明した。そこで本発明では鋳型材としての酸化マグネシ
ウム及び／又は酸化ジルコニウムの純度が問題となり、
最も好ましくは純度９９．５％以上であり、祷込温度に
よっては９５．０％以上好ましくは９７．０’Ｘ；以上
の純度でもチタン鋳造が可能である。
次いで本発明の鋳型の製造方法について述べると例えば
酸化マグネシウム製の鋳型の場合には、約５０メツシユ
の微粒となした酸化マグネシウム１００部に結合剤とし
てポリメチルセルロース等の有機結合剤若しくは塩化マ
グネシウム、硫酸マグネシウム等の無機結合剤を適訳し
て３〜３０部混合し、この混合物を１２００〜Ｉ４００
°Ｃの高温で焼成すれば結合剤は焼失するかマグネシウ
ム酸化物となって酸化マグネシウムのみを主体とする鋳
型となすものである。とりわけ上記した結合剤の中で硫
酸マグネシウムは水溶性でかつ７０°Ｃ前後で硬化し酸
化マグネシウム粒子との混合成形が容易で約１１４３°
Ｃで完全に分解して酸化マグネシウムとなって基材とし
ての酸化マグネシウムとともに焼結されることから結合
剤としては硫酸マグネシウムの採用が好ましい。
酸化マグネシウム製の鋳型の場合には、約５０メツシユ
の微粒となした酸化マグネシウム１００部に結合剤とし
てポリメチルセルロース等の有機結合剤若しくは塩化マ
グネシウム、硫酸マグネシウム等の無機結合剤を適訳し
て３〜３０部混合し、この混合物を１２００〜Ｉ４００
°Ｃの高温で焼成すれば結合剤は焼失するかマグネシウ
ム酸化物となって酸化マグネシウムのみを主体とする鋳
型となすものである。とりわけ上記した結合剤の中で硫
酸マグネシウムは水溶性でかつ７０°Ｃ前後で硬化し酸
化マグネシウム粒子との混合成形が容易で約１１４３°
Ｃで完全に分解して酸化マグネシウムとなって基材とし
ての酸化マグネシウムとともに焼結されることから結合
剤としては硫酸マグネシウムの採用が好ましい。
一方酸化マグネシウムは前記したように１２００’Ｃ以
上の高温で焼結する際に収縮し、又チタン鋳込時におい
て鋳型を約８００°Ｃ以下に冷却して鋳込みを行うに際
して冷却収縮する性餉を有し、加えてチタンも凝固収縮
を生ずることから鋳型製作時に酸化マグネシウムの焼結
による収縮並びに鋳込時のチタンの凝固収縮を考慮して
鋳型作成時のベースとなるワックス型態模型を予想収縮
分だけ膨張させて形成することにより所望の精度を有す
るチタン訪造物を得るものである。
上の高温で焼結する際に収縮し、又チタン鋳込時におい
て鋳型を約８００°Ｃ以下に冷却して鋳込みを行うに際
して冷却収縮する性餉を有し、加えてチタンも凝固収縮
を生ずることから鋳型製作時に酸化マグネシウムの焼結
による収縮並びに鋳込時のチタンの凝固収縮を考慮して
鋳型作成時のベースとなるワックス型態模型を予想収縮
分だけ膨張させて形成することにより所望の精度を有す
るチタン訪造物を得るものである。
例えば歯科用補綴物の鋳造の場合、第２図に示すように
口腔内印象４を基に図中Ａ工程の如く石膏模型５を作成
し、次いでＢ工程に示す如く寒天印象６を作成し、その
凹部に各種埋没材を充填してＣ工程に示すように副模型
７を常法通り作成するものであるが、この副模型作成時
に酸化マグネシウムの焼結による収縮率及び鋳込み時の
チタンの凝固による収縮率を補正すべく模型材として凝
固時に膨張し、その膨張率を予じめ設定し得る材料、例
えばリン酸塩系模型材を用いて目的とする鋳造物寸法よ
りも収縮分だけ大寸法（約２〜１０％）とした副模型７
となし、この副模型７をベースとして比較的精度の低い
ものを対象とする時例えば鋳造冠等の場合にはＤ工程に
示すようにワックスアップした後側模型７を取外してワ
ックスパターン８を作成し、このワックスパター″／８
をＥ工程に示すように前記した酸化マグネシウム鋳型材
にて埋没した後焼成して鋳型９を形成するものとし、高
精度の鋳造物例えば金属床又はインブラント等の場合に
は上記副模型７で再び寒天印象１０を作成しくＦ工程参
照）、この寒天印象１０の凹部に酸化マグネシウム鋳型
材を埋没してＣ工程に示すように副々模型１１を作成し
当該副々模型にＨ工程の如くワックスアップ８を施した
後、更にＩ工程で示すように酸化マグネシウム鋳型材に
て二次埋没し、次いで焼成することによってワックスを
焼去しワックス跡である鋳込室９′を空隙として有する
鋳型９を形成するものである。上述した酸化マグネシウ
ム鋳型材は酸化マグネシウムと結合剤としての硫酸マグ
ネシウム及び水によって水混練物としたものを用いるも
のであり、図中Ｅ、Ｇ及びＩ工程における酸化マグネシ
ウム鋳型材による埋没工程では埋没後は１〜２日自然乾
燥するか又は温水加熱、乾燥炉中での加熱若しくは電磁
波加熱等による強制乾燥例えば７０〜ｔｏｏ’ｃの加熱
状態で約１０分間乾燥することにより硬化させ、その後
焼成するものとする。
口腔内印象４を基に図中Ａ工程の如く石膏模型５を作成
し、次いでＢ工程に示す如く寒天印象６を作成し、その
凹部に各種埋没材を充填してＣ工程に示すように副模型
７を常法通り作成するものであるが、この副模型作成時
に酸化マグネシウムの焼結による収縮率及び鋳込み時の
チタンの凝固による収縮率を補正すべく模型材として凝
固時に膨張し、その膨張率を予じめ設定し得る材料、例
えばリン酸塩系模型材を用いて目的とする鋳造物寸法よ
りも収縮分だけ大寸法（約２〜１０％）とした副模型７
となし、この副模型７をベースとして比較的精度の低い
ものを対象とする時例えば鋳造冠等の場合にはＤ工程に
示すようにワックスアップした後側模型７を取外してワ
ックスパターン８を作成し、このワックスパター″／８
をＥ工程に示すように前記した酸化マグネシウム鋳型材
にて埋没した後焼成して鋳型９を形成するものとし、高
精度の鋳造物例えば金属床又はインブラント等の場合に
は上記副模型７で再び寒天印象１０を作成しくＦ工程参
照）、この寒天印象１０の凹部に酸化マグネシウム鋳型
材を埋没してＣ工程に示すように副々模型１１を作成し
当該副々模型にＨ工程の如くワックスアップ８を施した
後、更にＩ工程で示すように酸化マグネシウム鋳型材に
て二次埋没し、次いで焼成することによってワックスを
焼去しワックス跡である鋳込室９′を空隙として有する
鋳型９を形成するものである。上述した酸化マグネシウ
ム鋳型材は酸化マグネシウムと結合剤としての硫酸マグ
ネシウム及び水によって水混練物としたものを用いるも
のであり、図中Ｅ、Ｇ及びＩ工程における酸化マグネシ
ウム鋳型材による埋没工程では埋没後は１〜２日自然乾
燥するか又は温水加熱、乾燥炉中での加熱若しくは電磁
波加熱等による強制乾燥例えば７０〜ｔｏｏ’ｃの加熱
状態で約１０分間乾燥することにより硬化させ、その後
焼成するものとする。
而して前述の如く本発明では鋳型材として高純度の酸化
マグネシウム及び／又は酸化ジルコニウムを用いること
を特徴とするものであるか、このような高純度の鋳型材
を鋳型の全員として用いることはコスト上及び鋳型の機
械強度上問題であることから直接チタン溶湯と接触する
鋳込室の内面のみを高純度鋳型材にて構成し、その他の
部分は低純度・の同−鋳型材又は他の鋳型材にて構成す
ることも可能である。例えば第３図に示すように側杖型
７にワックスアップして形成されるワックスパターン８
に高純度の酸化マグネシウム鋳型材で一次埋没１２シた
後、次いで低純度の酸化マグネシウム鋳型材で二次埋没
１３シて前記同様に乾燥硬化、焼成にて鋳型を成形する
ものである。
マグネシウム及び／又は酸化ジルコニウムを用いること
を特徴とするものであるか、このような高純度の鋳型材
を鋳型の全員として用いることはコスト上及び鋳型の機
械強度上問題であることから直接チタン溶湯と接触する
鋳込室の内面のみを高純度鋳型材にて構成し、その他の
部分は低純度・の同−鋳型材又は他の鋳型材にて構成す
ることも可能である。例えば第３図に示すように側杖型
７にワックスアップして形成されるワックスパターン８
に高純度の酸化マグネシウム鋳型材で一次埋没１２シた
後、次いで低純度の酸化マグネシウム鋳型材で二次埋没
１３シて前記同様に乾燥硬化、焼成にて鋳型を成形する
ものである。
以上のようになる本発明によれば高融点でかつ反応性に
富むチタン又はチタン合金溶湯の鋳込み用鋳琶として酸
化マグネシウム及び／又は酸化ジルコニウムを用いたこ
とによってチタン溶湯と鋳型材との反応による諸欠点を
除去してチタン製品、特に歯科用補綴物の如き極小部品
の鋳造による製作を可能となし、初期の純チタン若しく
はチタン合金の物性及び化学的性質を変化させることな
く巣、“なめられ”又は鋳肌荒れを生ずることなく良質
なチタン製品を得ることができ、特に鋳型材としての酸
化マグネシウム及び／又は酸化ジルコニウムの純度を９
７．０９６以上の高純度で用いることによって鋳込時に
おけるチタン溶湯との反応をほぼ完壁に防止し得ること
から鋳造物表面に鋳巣を生じたり酸化チタンを形成して
表面が脆くなってこれを後加工で切削する等の問題なく
チタン鋳造物を得るのである。
富むチタン又はチタン合金溶湯の鋳込み用鋳琶として酸
化マグネシウム及び／又は酸化ジルコニウムを用いたこ
とによってチタン溶湯と鋳型材との反応による諸欠点を
除去してチタン製品、特に歯科用補綴物の如き極小部品
の鋳造による製作を可能となし、初期の純チタン若しく
はチタン合金の物性及び化学的性質を変化させることな
く巣、“なめられ”又は鋳肌荒れを生ずることなく良質
なチタン製品を得ることができ、特に鋳型材としての酸
化マグネシウム及び／又は酸化ジルコニウムの純度を９
７．０９６以上の高純度で用いることによって鋳込時に
おけるチタン溶湯との反応をほぼ完壁に防止し得ること
から鋳造物表面に鋳巣を生じたり酸化チタンを形成して
表面が脆くなってこれを後加工で切削する等の問題なく
チタン鋳造物を得るのである。
第１図は本発明の鋳型を用いたチタン鋳造の具体構成物
の配置例を示す略図、第２図は本発明鋳型の製作工程例
を示す工程図、第３図は本発明鋳型の他構成例を示す断
面図である。 １：坩堝、２：チタン、６：溶解装置、４：印象、５：
石膏模型、６：寒天印象、７：側杖型、８：ワックスパ
ターン、９：鋳型、１０ ： 寒天印ＩＡ、１１：副々
模型、１２ニ一次埋没、１６：二次埋没。 第１図 第２図 （Ｈ） （Ｄ） （Ｉ） （Ｅ）
の配置例を示す略図、第２図は本発明鋳型の製作工程例
を示す工程図、第３図は本発明鋳型の他構成例を示す断
面図である。 １：坩堝、２：チタン、６：溶解装置、４：印象、５：
石膏模型、６：寒天印象、７：側杖型、８：ワックスパ
ターン、９：鋳型、１０ ： 寒天印ＩＡ、１１：副々
模型、１２ニ一次埋没、１６：二次埋没。 第１図 第２図 （Ｈ） （Ｄ） （Ｉ） （Ｅ）
Claims (1)
- １）純チタン又はチタン合金の溶湯を鋳込むに際して用
いられる鋳型を純度略９７．０９６ 以上の酸化マグネ
シウム及び／又は酸化ジルコニウムで構成したことを特
徴とするチタン鋳造用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21297983A JPS59166341A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | チタン鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21297983A JPS59166341A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | チタン鋳造用鋳型 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58040972A Division JPS6045974B2 (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | チタン製品の鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59166341A true JPS59166341A (ja) | 1984-09-19 |
| JPS6317017B2 JPS6317017B2 (ja) | 1988-04-12 |
Family
ID=16631457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21297983A Granted JPS59166341A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | チタン鋳造用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59166341A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62176664A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-08-03 | Morita Mfg Co Ltd | 純チタン又はチタンを主成分とする合金の鋳造方法 |
| EP0733419A1 (de) * | 1995-03-21 | 1996-09-25 | Schütz-Dental GmbH | Gusseinbettmasse |
| US8702394B2 (en) | 2001-06-06 | 2014-04-22 | Borgwarner, Inc. | Turbocharger including cast titanium compressor wheel |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS585749A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-13 | Minolta Camera Co Ltd | 感光体 |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP21297983A patent/JPS59166341A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS585749A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-13 | Minolta Camera Co Ltd | 感光体 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62176664A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-08-03 | Morita Mfg Co Ltd | 純チタン又はチタンを主成分とする合金の鋳造方法 |
| EP0733419A1 (de) * | 1995-03-21 | 1996-09-25 | Schütz-Dental GmbH | Gusseinbettmasse |
| US8702394B2 (en) | 2001-06-06 | 2014-04-22 | Borgwarner, Inc. | Turbocharger including cast titanium compressor wheel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6317017B2 (ja) | 1988-04-12 |
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