JPS59166341A - チタン鋳造用鋳型 - Google Patents

チタン鋳造用鋳型

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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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JP21297983A
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JPS6317017B2 (ja
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Isao Obara
小原 伊佐夫
Seizo Nakamura
精三 中村
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Ohara Inc
Original Assignee
Ohara Inc
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Publication date
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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

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  • 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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP21297983A 1983-11-11 1983-11-11 チタン鋳造用鋳型 Granted JPS59166341A (ja)

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JPS59166341A true JPS59166341A (ja) 1984-09-19
JPS6317017B2 JPS6317017B2 (ja) 1988-04-12

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS585749A (ja) * 1981-07-01 1983-01-13 Minolta Camera Co Ltd 感光体

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US8702394B2 (en) 2001-06-06 2014-04-22 Borgwarner, Inc. Turbocharger including cast titanium compressor wheel

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