JPS619940A - Mold material for casting titanium or titanium alloy - Google Patents

Mold material for casting titanium or titanium alloy

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JPS619940A
JPS619940A JP13349884A JP13349884A JPS619940A JP S619940 A JPS619940 A JP S619940A JP 13349884 A JP13349884 A JP 13349884A JP 13349884 A JP13349884 A JP 13349884A JP S619940 A JPS619940 A JP S619940A
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heating
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Abstract

PURPOSE:To attain easily thorough dimensional compensation by mixing preliminarily metallic powder which does not generate gas into a mold material, oxidizing the metallic powder in the stage of heating the mold and utilizing the expansion resulted from the oxidation. CONSTITUTION:The metallic powder which does not generate gas in the stage of hardening and heating the mold material and has the smaller free energy for forming oxide than titanium or titanium alloy is added into the magnesia mold material. The metallic powder is then oxidized in the stage of heating the mold and the volume of the mold is increased by the oxidation, by which the mold is expanded in volumn over the entire part. The casting conforming to the prototype is thereupon obtd. even if the molten metal cools down to a room temp. and shrinks dimensionally. The thorough dimensional compensation is thus attained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、チタン又はチタン合金の鋳造用鋳型材料の改
良に関するものであり、歯科用鋳造体や精密機械用鋳造
部品の鋳造に使用するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to the improvement of a mold material for casting titanium or a titanium alloy, which is used for casting dental castings and precision machine casting parts. It is.

(従来の技術) 歯科用鋳造体等の精密鋳造品の鋳造には、従前から金合
金、銀−パラジウム合金、ニッケルークロム合金、コバ
ルト−クロム合金等が多く利用されでおり、これ等の金
属は、通常ノリ力を基材とする石膏系鋳型材料や高温用
燐酸系鋳型材料を用いで鋳造されている。
(Prior art) Gold alloys, silver-palladium alloys, nickel-chromium alloys, cobalt-chromium alloys, etc. have been widely used in the casting of precision castings such as dental castings. are usually cast using gypsum-based molding materials based on glue or high-temperature phosphoric acid-based molding materials.

ところが、前記金合金や銀−パラジウム合金には、価格
や耐食性(特Cζ銀合金)の点に問題かあり、またコバ
ルト−クロム合金には、地下資伸の関係からクロムやコ
バルトの安定供給という点に問題かあるうえ、クラウン
ブリッジ等の金属としでは硬すきるという難点かある。
However, the gold alloys and silver-palladium alloys have problems in terms of price and corrosion resistance (Special Cζ silver alloy), and the cobalt-chromium alloys have problems with the stable supply of chromium and cobalt due to the expansion of underground capital. In addition to this, there is also the problem that it is hard to use for metals such as crown bridges.

更lζ、ニノケル−クロム合金についても、近年二゛ン
ケルの生体為害性が指摘され、その使用か問題視されて
きてl、)る。
Furthermore, in recent years, the biotoxicity of Ninokel-chromium alloy has been pointed out, and its use has been questioned.

そのため、近年地下資源として比較的豊富Cζ埋蔵され
ており、且つ生体適合性昏こ秀れたチタン及びチタン合
金が、歯科界等1こ於ては鋳造用金属として注目されて
きている。即ち、チタン(ま(a)耐食性及び生体適合
性が秀れてし)ること、(b1機械的性質(強さ、硬さ
)が歯科用金属等として最適であること、(C)ニッケ
ルークロム合金等醗ζ比較して比重が約1/2であり、
軽量であること、(dl比重を考慮すれば、ニッケルー
クロム合金等よりも安価であること等の秀れた特性を有
するものであり、歯科界等に於いては、その実用化と普
及力く切望されている。
Therefore, in recent years, titanium and titanium alloys, which have relatively abundant Cζ reserves as underground resources and have excellent biocompatibility, have been attracting attention as metals for casting in the dental world and elsewhere. That is, titanium (a) has excellent corrosion resistance and biocompatibility, (b1 has mechanical properties (strength, hardness) that are optimal as a dental metal, etc., and (C) nickel. The specific gravity is about 1/2 compared to chromium alloy ζ,
It has excellent properties such as being lightweight and being cheaper than nickel-chromium alloys, etc., considering its DL specific gravity. It is highly coveted.

しかし、チタンには融点が高く(略1720℃)、高温
で酸化され易く、高温活性が極めて高(Aうえ、鋳造体
の収縮量が相当大きし)とし)う特質力)あり、従前の
ままの鋳型材料、例えばシーJ力を基材とする高温用燐
酸塩系鋳型材やマグネシア系鋳型材ては、所望の寸法精
度を有する鋳造体を鋳造することが不可能である。
However, titanium has a high melting point (approximately 1720°C), is easily oxidized at high temperatures, and has extremely high high-temperature activity (in addition, the amount of shrinkage of the cast body is quite large), so it remains unchanged as before. It is impossible to cast a cast body with desired dimensional accuracy using a mold material such as a high-temperature phosphate mold material or a magnesia mold material based on CJ.

そのため、チタン又はチタン合金用の新(7い鋳型材料
を開発すへく、様々な実験研究か行なわれ、でいる。本
願発明者も、チタン又はチタン合金の鋳造用鋳型材料と
して、(a)マグネシア(MgO)を主成分とする骨材
に、硬化促進剤としてアルカリ金属の炭酸水素塩、アル
カリ土類金属の炭酸塩等を添加したもの、及び(b)マ
グネシア(MfO)を主成分とする骨材に、硬化促進剤
としてアルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ土類金属の
炭酸塩等を添加すると共に、膨張促進剤としてアルミニ
ウム微粉末を添加するようにした鋳型材料を開発し、こ
れを公開している。
Therefore, various experimental studies have been conducted to develop new mold materials for titanium or titanium alloys.The inventor of the present application has also developed (a) Aggregates whose main component is magnesia (MgO) to which alkali metal hydrogen carbonate, alkaline earth metal carbonate, etc. are added as hardening accelerators, and (b) whose main component is magnesia (MfO). Developed and released a molding material in which alkali metal hydrogen carbonate, alkaline earth metal carbonate, etc. are added as hardening accelerators to the aggregate, and fine aluminum powder is added as an expansion accelerator. are doing.

ところで、前記マグネシアを主成分とする骨材に、硬化
促進剤と膨張促進剤(アルミニウム微粉末)を添加した
鋳型材料は、(LL)水て練和した鋳型材の凝固か促進
され、鋳型製造工程の能率が向上すること、(b)水で
練和した鋳型材(生型)の硬化時に、該生型が0.7〜
0.8%程度膨張すると共に。
By the way, the mold material in which a curing accelerator and an expansion accelerator (aluminum fine powder) are added to the aggregate mainly composed of magnesia (LL) accelerates the solidification of the mold material kneaded with water, making it easier to manufacture molds. (b) When the mold material (green mold) mixed with water is cured, the green mold becomes 0.7~
It expands by about 0.8%.

鋳込時(約700〜800℃)にも鋳型が0.5〜0.
7%膨張し、全体として約1.5%の鋳型の膨張が得ら
れること、(C)硬化促進剤の作用で鋳型の圧縮強度が
向上すること等の秀れた実用的効用を有するものである
Even during casting (approximately 700-800°C), the temperature of the mold is 0.5-0.
It has excellent practical effects, such as expanding by 7%, resulting in a mold expansion of about 1.5% as a whole, and (C) improving the compressive strength of the mold by the action of the hardening accelerator. be.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、前記鋳型材料にも、下記の如く解決すべき問題
点が多く残されている。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the mold material still has many problems to be solved as described below.

(1)  アルミニウム粉末の添加によって得られる鋳
型の膨張が、最大でも約1.5%程度であり、チタン又
はチタン合金の場合に必要とされる鋳型膨張の最適値1
.8%にほど遠く、その結果十分な寸法補償か達成でき
ないこと。
(1) The expansion of the mold obtained by adding aluminum powder is about 1.5% at most, and the optimum value of mold expansion required in the case of titanium or titanium alloy1.
.. 8%, and as a result sufficient dimensional compensation cannot be achieved.

、2)  アルミニウムと水とが反応する際に発生する
水素ガスにより、生型硬化時(鋳型凝縮時)に鋳型を膨
張(約18%)させるようにしているが、鋳型は通常型
枠内で硬化されるため横方向への膨張か制約され、その
結果、縦方向への膨張と横方向への膨張がアンバランス
になり、歯科用鋳造等に於いてはワックスパターンに変
形を生じる場合がある。
, 2) The hydrogen gas generated when aluminum and water react causes the mold to expand (approximately 18%) during green mold hardening (mold condensation), but the mold is normally kept in the mold frame. Because it is hardened, its expansion in the lateral direction is restricted, resulting in an imbalance between the expansion in the vertical direction and the expansion in the lateral direction, which may cause deformation of the wax pattern in dental castings, etc. .

(3)硬化時の鋳型材内に於ける水素ガス量を所望の値
に制御することは相当困難であり、アルミニウムの混合
率が同じでも常に一定の膨張率が得られるとは限らない
(3) It is quite difficult to control the amount of hydrogen gas in the mold material during curing to a desired value, and even if the mixing ratio of aluminum is the same, a constant expansion rate cannot always be obtained.

まだ、鋳型内に水素ガスが残留したような場合には、鋳
型加熱時に様々な不都合が発生する。
If hydrogen gas still remains in the mold, various problems will occur when the mold is heated.

本発明は、従前の鋳型材料に於ける上述の如き問題の解
決を課題とするものであり、鋳型材内へ予かしめガスを
発生しない金属粉末を混合し、鋳型加熱時に前記金属粉
末を酸化させ、その酸化による膨張を利用せんとするも
のである。即ち、溶融金属が室温まで冷えると、溶融時
よりもその寸法か収縮する。しかし、鋳型が鋳造時に前
記収縮分だけ伸びていれば、原型(例えばワックスパタ
ーン)通りの鋳造体を得ることができ、完全な寸法補償
が達成されることになる。
The present invention aims to solve the above-mentioned problems with conventional mold materials, and involves pre-mixing metal powder that does not generate caulking gas into the mold material, and oxidizing the metal powder when the mold is heated. The aim is to take advantage of the expansion caused by oxidation. That is, when molten metal cools to room temperature, it shrinks in size more than when it was molten. However, if the mold is expanded by the amount of shrinkage during casting, a cast body that matches the original pattern (for example, wax pattern) can be obtained, and complete dimensional compensation can be achieved.

本発明は、(a)チタン又はチタン合金を溶融鋳造する
場合に、鋳造品の収縮率(約1゜8チ)を略完全に寸法
補償することかでき、しかも(1))鋳型の膨張が、鋳
型の硬化時ではなく鋳型の加熱時に得られ、その結果(
C)原型(ワックスパターン)に変形を生ずることもな
く、且つ寸法誤差の殆んど無い極めて高精度な鋳造体を
鋳造できるようにした鋳型材料を提供することを目的と
するものである。
The present invention enables (a) to almost completely compensate for the shrinkage rate (approximately 1.8 inches) of the cast product when melt casting titanium or titanium alloy, and (1)) to reduce the expansion of the mold. , obtained during heating of the mold rather than during hardening of the mold, resulting in (
C) It is an object of the present invention to provide a mold material that does not cause deformation of the original model (wax pattern) and allows casting of extremely high-precision castings with almost no dimensional errors.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、鋳型材内に、鋳型材の硬化時及び加熱時にガ
スを発生しない金属の粉末を添加し、当該金属粉末の酸
化による膨張を利用して、加熱時に鋳型を適宜量膨張さ
せることを基本構成とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention adds a metal powder that does not generate gas during curing and heating of the mold material into the mold material, and utilizes the expansion of the metal powder due to oxidation. The basic structure is to expand the mold by an appropriate amount during heating.

(作  用) の体積が増加する。その結果、鋳型は全体として体積膨
張をし、脱蝋をした後の鋳込み空間も一定の割合でその
体積が増加することになる。
(effect) The volume of increases. As a result, the mold as a whole expands in volume, and the volume of the casting space after dewaxing also increases at a constant rate.

尚、金属製の型枠内へ鋳型を収納した状態で、型枠と共
に鋳型を加熱する場合であっても、金属製型枠自体が加
熱によって膨張するため、鋳型の硬化時に於ける膨張の
様な、半径方向への膨張の規制に起因する不都合は生じ
ない。
In addition, even if the mold is heated together with the mold while it is housed in a metal mold, the metal mold itself expands due to heating, so the expansion during hardening of the mold may occur. However, no inconvenience occurs due to restriction of expansion in the radial direction.

(実 施 例) 以下、本発明に係る鋳型材料に関する各種実験とその結
果について説明する。
(Example) Various experiments regarding the mold material according to the present invention and their results will be explained below.

本発明に係る実験に於いては、鋳型材として、太平商事
株式会社製のマグネシア系鋳型材(MD−105)が使
用されており、当該マグネシア系鋳型材の成分は第1表
の通りである。
In the experiments related to the present invention, magnesia-based mold material (MD-105) manufactured by Taihei Shoji Co., Ltd. was used as the mold material, and the components of the magnesia-based mold material are as shown in Table 1. .

又、本発明に於いては、金属粉として半井化学薬品工業
株式会社製のZr 、 Fe 、 3i 、 Sn粉末
及び日本粉末冶金工業株式会社製のCu 、 Ni 、
 Cr粉末が夫々使用されている。更に、前記各金属粉
末のうち、酸化物生成自由エネルギーがチタン又はチタ
ン合金より小さなものはZr粉末であり、後述する如く
、当該Zr粉末がこれ等の金属粉末の中で本願発明の実
施に最も適した金属であるこが判明した。
In addition, in the present invention, Zr, Fe, 3i, Sn powder manufactured by Hanui Chemical Industry Co., Ltd. and Cu, Ni, Ni powder manufactured by Japan Powder Metallurgical Industry Co., Ltd. are used as metal powders.
Cr powder is used in each case. Furthermore, among the above-mentioned metal powders, Zr powder has an oxide formation free energy smaller than that of titanium or titanium alloy, and as described later, among these metal powders, Zr powder is the most suitable for carrying out the present invention. It turned out to be a suitable metal.

本実施例に於いては、前記マグネシャ系鋳型材と金属粉
末を用いて、(イ)鋳型硬化時の寸法変化の測定、#3
)鋳型加熱時の寸法変化の測定、(ハ)鋳造並びに適合
性試験を行なった。前記各試験方法とその試験結果は下
記の通りである。
In this example, using the magnesia-based mold material and metal powder, (a) measurement of dimensional change during mold hardening, #3
) Measurement of dimensional changes during mold heating, (c) Casting and compatibility tests were conducted. The above test methods and test results are as follows.

(イ)鋳型硬化時の寸法変化の測定 第1図に示す如く、内径D=2511φ、高さL=30
jEIの金属管1の内側に、カオウール2を内張すし、
蝋3でプラスチック板4上に固定する。
(a) Measurement of dimensional changes during mold hardening As shown in Figure 1, inner diameter D = 2511φ, height L = 30
The inside of the metal tube 1 of jEI is lined with Kao wool 2,
Fix it on the plastic plate 4 with wax 3.

次にバイブレータで振動を与えながら鋳型材泥漿を流し
込み、その上にプラスチック板(浮き板)5を乗せ、差
動トランス6で垂直方向の寸法変化を測定する。
Next, a mold material slurry is poured while being vibrated with a vibrator, a plastic plate (floating plate) 5 is placed on top of the slurry, and a differential transformer 6 is used to measure dimensional changes in the vertical direction.

尚、差動トランス6による荷重は約5frである。Note that the load caused by the differential transformer 6 is approximately 5 fr.

(ロ)鋳型加熱時の寸法変化の測定 鋳型材泥漿を、第2図(a)及び(b)に示す如きシリ
コンゴム製割型7a l 7b内へ振動を与えながら流
し込み、生強度か出た時点(流し込みから約18時間後
)で前記型7a 、 7bから取り出し、毎分5℃の速
さで加熱すると共にその寸法変化1を測定した。
(b) Measurement of dimensional changes during mold heating The mold material slurry was poured into silicone rubber split molds 7a and 7b as shown in Fig. 2 (a) and (b) while being vibrated, and the green strength was measured. At that point (approximately 18 hours after pouring), the molds 7a and 7b were taken out, heated at a rate of 5° C. per minute, and the dimensional change 1 was measured.

尚、第2図(a)の割型によるサンプル(5鶏φX20
jlJ1)は、株式会社理学電機工業社製の熱膨張分析
装置(サーモフレックス)を用いて、また第2図(b)
の割型によるサンプル(4mXOam×10鵡)は、株
式会社島津製作所製の熱機械的分析付加装置(TM−2
0)を用いて、夫々その寸法変化量を測定した。測定装
置等による測定荷重は約5g丁である。
In addition, the sample made from the split mold shown in Fig. 2 (a) (5 chickens φ
jlJ1) was measured using a thermal expansion analyzer (Thermoflex) manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd., and as shown in Fig. 2(b).
Samples (4 m x 10 m x 10 m) were prepared using a thermomechanical analysis device (TM-2) manufactured by Shimadzu Corporation.
0) to measure the amount of dimensional change. The load measured by the measuring device etc. is about 5 g.

(ハ)鋳造試験並びに鋳造品の適合試験鋳型材に所定の
水を添加し、先ず予備練和をする。尚、水の量は操作性
を損なわない範囲で最小とし、且つ予備練和は手で士数
秒間練ることにより行なった。
(c) Casting test and suitability test of cast products Add a specified amount of water to the mold material and first premix it. The amount of water was kept to a minimum without impairing operability, and preliminary kneading was carried out by hand kneading for several seconds.

その後、トーワ技研株式会社製の真空自動練和器(CO
NEL)で2分間練和した後、バイブレータで振動を与
えながらワックスパターンと共に埋没した。埋没した鋳
型材は室温にて約16時間乾燥した後、電気炉にて各種
の加熱条件(加熱用リングの使用又は不使用、加熱速度
、加熱温度等)の下で加熱し、岩谷産業株式会社製のア
ルゴンアーク融解式鋳造機(CASTMATIC)によ
って鋳造を行なった。適合性試験や鋳肌荒れ、焼き付き
試験用の鋳造用金属としては、株式会社神戸製鋼所製の
純チタンKS〜50(純度99.8%以上)を使用した
After that, a vacuum automatic kneader (CO) manufactured by Towa Giken Co., Ltd.
NEL) for 2 minutes, and then buried with a wax pattern while being vibrated with a vibrator. After drying the buried mold material at room temperature for about 16 hours, it was heated in an electric furnace under various heating conditions (using or not using a heating ring, heating speed, heating temperature, etc.), and was heated at Iwatani Sangyo Co., Ltd. Casting was carried out using an argon arc melting casting machine (CASTMATIC) manufactured by Co., Ltd. Pure titanium KS~50 (purity of 99.8% or more) manufactured by Kobe Steel, Ltd. was used as the casting metal for the compatibility test, casting surface roughness, and seizure test.

閏、前記埋没したワックスパターンの形態は、第3図(
a)〜第3図(d)に示す如<(a)金型(9a)、(
b)MOD−インレー(9b)、(C)臨床パターン(
9C)及び(d)ブリッジ(9d)の4種であり、各パ
ターンの鋳造体について鋳肌荒れや焼き付き等を調査し
くニ)鋳造品の適合性試験 鋳造品の適合性は、第4図(a)〜第4図(C)に示す
如く、支台歯8と鋳造体9との間の浮き上り量(5)を
遊尺顕微鏡を用いて測定することにより調査した。尚、
浮き上がり量の測定箇所は第4図のAで示されているが
、ブリッジについては測定箇所が複雑であるため、浮き
上り量を測定していない。
The form of the buried wax pattern is shown in Figure 3 (
As shown in a) to FIG. 3(d), (a) mold (9a), (
b) MOD-Inlay (9b), (C) Clinical pattern (
There are four types: 9C) and (d) Bridge (9d), and the casting body of each pattern should be investigated for surface roughness, seizure, etc. d) Compatibility test of cast products The compatibility of the cast products is shown in Figure 4 (a). ) to FIG. 4(C), the amount of uplift (5) between the abutment tooth 8 and the cast body 9 was investigated by measuring it using a sliding microscope. still,
The measurement points for the amount of uplift are shown at A in FIG. 4, but the amount of uplift is not measured for the bridge because the measurement points are complicated.

次に、前記各試験の結果について説明する。Next, the results of each of the above tests will be explained.

(1)鋳造並びに適合性に関する予備試験先ず、前記マ
グネシャ鋳型材M D −105を基材とし、これに各
種金属粉を5重量%添加して試験をした。試験の結果は
第2表の通りである。
(1) Preliminary test regarding casting and compatibility First, a test was conducted using the Magnesia molding material MD-105 as a base material and adding 5% by weight of various metal powders thereto. The test results are shown in Table 2.

第    2    表 マグネシャ鋳型材     MD−105金属粉添加量
       5重量% ワックスパターンの種類  金  型 (2)鋳型硬化時の寸法変化の測定結果前記鋳造並びに
適合性の予備試験の結果から、比較的良好な試験結果が
得られたジルコニウム粉末を添加した場合について、そ
の添加量をパラメータとして寸法変化を測定した。その
結果は第5図に示す通りであり、曲線C1はZrが3w
t%、C2は4 wt %、C3は5 wt%、C4は
6wt%、C5は6.54 wt%の場合を夫々示し、
またC6はZr=Qwt%の場合を示す。Zr粉の添加
量と硬化時の寸法変化との間には、何ら相関性が見られ
ない。結論として、M D −105にZr粉を添加し
た場合には、測定荷重の影響物(約0.2%)を除けば
、硬化時の収縮は最大で約0.2%位いとなる。
Table 2 Magnesia mold material Addition amount of MD-105 metal powder 5% by weight Type of wax pattern Mold (2) Measurement results of dimensional changes during mold hardening From the results of the preliminary casting and compatibility tests mentioned above, relatively good results were obtained. In the case where the zirconium powder for which the test results were obtained was added, dimensional changes were measured using the amount added as a parameter. The results are shown in Fig. 5, and the curve C1 shows that Zr is 3w.
t%, C2 is 4 wt%, C3 is 5 wt%, C4 is 6 wt%, and C5 is 6.54 wt%.
Moreover, C6 shows the case where Zr=Qwt%. There is no correlation between the amount of Zr powder added and the dimensional change during curing. In conclusion, when Zr powder is added to MD-105, the maximum shrinkage during curing is about 0.2%, excluding the influence of the measurement load (about 0.2%).

(3)  鋳型加熱時の寸法変化の測定結果加熱時の寸
法変化の測定結果は第6図の通りである。尚、第6図に
於いて、曲線DlはZrが3 wt %、D2は4 w
t%、D3は5 wt %、D4ハ5wL%、D5は6
.54 wt%の場合を夫々示す。
(3) Measurement results of dimensional changes during mold heating The measurement results of dimensional changes during heating are shown in Figure 6. In addition, in FIG. 6, the curve Dl has a Zr content of 3 wt%, and the curve D2 has a Zr content of 4 wt%.
t%, D3 is 5 wt%, D4 is 5wL%, D5 is 6
.. The case of 54 wt% is shown respectively.

第6図からも明ら力・な様に、加熱時の寸法変化はZr
粉の添加量に略比例する。
It is clear from Figure 6 that the dimensional change during heating is
It is approximately proportional to the amount of powder added.

Zr粉末を5 wt%添加した場合、900℃Iく於け
る寸法変化率が+2.25%となり、鋳型硬イヒ時の収
縮(約0.2〜0.4%)を考慮すると、総膨張量が約
1,85%(900℃)となる。即ち、Zr粉末5 w
L%の添加で、必要とする鋳型の膨張が達成されること
になる。
When 5 wt% of Zr powder is added, the dimensional change rate at 900℃I is +2.25%, and considering the shrinkage (approximately 0.2 to 0.4%) when the mold hardens, the total expansion amount is is approximately 1.85% (900°C). That is, Zr powder 5w
The addition of L% will achieve the required mold expansion.

(4)鋳造並びに適合性試験(1) 7)結果鋳造時に
於ける加熱条件や加熱時1こ於(するIJソング使用又
は不使用等の条件を変えて、試験を行なった。 Zr粉
末の酸化の程度と鋳造体の適合性の間には緊密な関係力
≦ある力)らである。
(4) Casting and compatibility test (1) 7) Results Tests were conducted by changing the heating conditions during casting and the conditions such as using or not using an IJ song during heating. Oxidation of Zr powder There is a close relationship between the degree of molding and the compatibility of the casting.

第3表の(alは適合性試験の結果てあり、第3表の(
b)は加熱条件を示すものであり、何れの場合も各鋳造
体に焼き付きや諸肌荒れを生ずることは無い。
(al in Table 3 is the result of the compatibility test,
b) shows the heating conditions, and in any case, no seizure or surface roughness occurs in each cast body.

第3表の(−1金型による適合試験の結果第3表のTo
)  適合性試験ξζ於ける加熱条件第3表の(1)と
(2) 、 (2)と(3) 、 (5)と(6)は夫
々同一組成の鋳型材料を加熱する場合に、鋳型にリング
を嵌着したまま加熱した方が良いか、或いはリングを嵌
めないで加熱した方が良いのかを比較したものであり、
何れの場合も、リングを使用した方が、リングを使用し
ない場合よりも適合性か向上している。
Table 3 (-1 Mold Compatibility Test Results Table 3 To
) Heating conditions (1) and (2), (2) and (3), (5) and (6) in Table 3 for the compatibility test This is a comparison of whether it is better to heat the ring with the ring attached to it, or whether it is better to heat it without the ring attached.
In both cases, the use of the ring provides better compatibility than the case without the ring.

又、(7)と(8)と(9)は、ワックスパターンの埋
設位置による酸化の違いを検討したものであり、第6図
からZrの酸化物生成温度範囲が約600〜700℃で
あるので、この温度区間を低い加熱速度で加熱したもの
である。その結果(力では表面側はよく伸びていて、中
央側は伸びが少なく、かなりのゆがみを生じていた。(
8)と(9)の鋳型が横に広い場合と縦に長い場合では
、はとんど差異はみられなかった。つまり、埋没するワ
ックスパターンは鋳型の中央に位置するように固定すれ
ば、ゆがみもほとんとない鋳造体が得られる。
In addition, (7), (8), and (9) are results of examining the difference in oxidation depending on the buried position of the wax pattern, and from Figure 6, the temperature range for Zr oxide formation is approximately 600 to 700°C. Therefore, this temperature range was heated at a low heating rate. As a result (under force), the surface side had been stretched well, but the center side had little elongation, resulting in considerable distortion.
There was almost no difference in the molds of 8) and (9) when the molds were wide horizontally and long vertically. In other words, if the wax pattern to be embedded is fixed at the center of the mold, a cast body with almost no distortion can be obtained.

最後にα切と(1B、αりと(至)についてであるが、
Zrの酸化物生成温度範囲(約600〜700℃間)を
ゆっくり加熱した時、リングとリングレスでは違いを生
しるかを検討してみた。ゆっくり加熱する温度範囲は安
全を見こして600〜750℃とし、昇温速度は0.8
0/分であった。(lりと(13)では、明らかにリン
グのほうがリングレスより、より適合している。(1〔
とul)を比へてみると、リングレスのほうが適合性が
良いように思われるが、Uの鋳造体は埋没不良Iζよる
気泡かカップの内側についていたため、気泡分をけずり
落としたが、これがはめ合いの際の適合の低下をまねい
たと考えられる。故にこの場合(600〜7500間を
ゆっくり加熱)も、リングを使用したほうが、リングレ
スより有効であることがわかった。
Finally, regarding α-kiri and (1B, α-rito (to)),
We investigated whether there is a difference between a ring and a ringless type when slowly heated in the Zr oxide formation temperature range (approximately 600 to 700°C). The temperature range for slow heating is 600-750℃ for safety, and the heating rate is 0.8
It was 0/min. (In (13), the ring is clearly more suitable than the ringless. (1 [
Comparing UL and UL), it seems that the ringless version has better compatibility, but the U casting had air bubbles on the inside of the cup due to poor burial, so I scraped off the air bubbles. This is thought to have led to a decrease in compatibility during fitting. Therefore, in this case (slow heating between 600 and 7500), it was found that using a ring was more effective than using a ringless one.

また、Zrを5 wt%添加した(1)と(13)を比
へてみると、031のほうが適合性かかなり良くなって
いる。このことから Zrの酸化物生成温度範囲(60
0〜700 ’C間)tζおいて、ゆっくり加熱するほ
うがより適合性があがることが判明した。
Furthermore, when comparing (1) and (13) in which 5 wt% of Zr was added, 031 has considerably better compatibility. From this, the temperature range for Zr oxide formation (60
It was found that slow heating at tζ (between 0 and 700'C) provides better compatibility.

以上の結果をまとめると、鋳型材中のZr粉を鋳造体の
変形なく、完全に酸化させるには、加熱速度をゆっくり
lζしく特tζ600〜700℃間)、リングを使用し
、その内側にはカオウールをまく方法が最適であると思
われるので、以後の加熱はこの方法で行なった。
To summarize the above results, in order to completely oxidize the Zr powder in the mold material without deforming the casting, the heating rate should be slow (especially between 600 and 700°C), a ring should be used, and the inside of the Since the method of spreading Kao wool seemed to be optimal, subsequent heating was performed using this method.

(5)鋳造並びに適合性試験(2)の結果第7図に示す
様に、ステンレス製リングtOaの内側にカオウールペ
ーパー10bを張り付けて形成した埋没用リング10を
使用し、ワックスパターン11をスプール121ζて円
錐台13に固定して鋳型泥臭を流し込んだ後、約16時
間これを乾燥する。その後金14及び円錐台13を取り
外し、そのまま電気炉にて900℃まで第8図に示す如
きスケジュールで加熱し、各種ワックスパターンについ
て鋳造を行なった。
(5) Results of casting and compatibility test (2) As shown in FIG. 7, using the investment ring 10 formed by pasting Kao wool paper 10b on the inside of a stainless steel ring tOa, the wax pattern 11 was attached to the spool 121ζ. After fixing it on the cone 13 and pouring mold mud odor into it, it was dried for about 16 hours. Thereafter, the gold 14 and the truncated cone 13 were removed and heated as they were in an electric furnace to 900° C. according to the schedule shown in FIG. 8, and various wax patterns were cast.

尚、鋳造の結果は第1実施例の場合と同様に、どの鋳造
体にも鋳肌荒れや焼き付きが見られない。
Incidentally, the results of the casting are similar to those of the first embodiment, and no roughening of the casting surface or seizure is observed in any of the cast bodies.

次に、前記方法によって鋳造した各鋳造体について、適
合性試験を実施した。第4表はその結果を示すものであ
る。
Next, a compatibility test was conducted on each cast body cast by the above method. Table 4 shows the results.

第4表 各種ワックスパターンによる適合性の結果臨床パターン
による適合試験では、 Zr粉末の添加量が増えるに従
って、適合性が良くなっている。しかし、Zr 5 w
も%添加とZr 5 wも%添加では0.0211しか
違わず、鋳型は使い捨てなので、経済面を考慮に入れる
と Zr粉の添加量は5 wt%くらいが適当であると
思われる。
Table 4 Compatibility results for various wax patterns In the compatibility test using clinical patterns, the compatibility improved as the amount of Zr powder added increased. However, Zr 5 w
There is only a difference of 0.0211 between Zr powder addition and Zr 5 w% addition, and since the mold is disposable, taking economic aspects into consideration, it seems appropriate for the amount of Zr powder added to be about 5 wt%.

臨床応用上、現在使用中の合金と浮き上がり量が略同程
度(約0.0611りであり、問題はないと思われるか
らである。
This is because, in clinical applications, the lifting amount is approximately the same as that of the alloy currently in use (approximately 0.0611), so there is no problem.

また、Zr粉末を5 wt%添加したMOD−インレー
による適合試験では、浮き上がり量が0.44mm で
、あまり適合していないように思えるが、従来の歯科合
金を用いた場合でも、この程度の浮き上がり量となる。
In addition, in a compliance test using a MOD-inlay with 5 wt% of Zr powder added, the lifting amount was 0.44 mm, which seems not to be very suitable, but even when conventional dental alloys are used, lifting to this extent is amount.

MOD−インレーは鋳造体が大きすぎても小さすぎても
支台歯にはまらないものだからである。MOD−インレ
ーによる適合試験からも、Zr粉の添加量は5 wt%
ぐらいが適当であると思われる。
This is because MOD-inlays do not fit into the abutment teeth if the cast body is too large or too small. According to the suitability test using MOD-inlay, the amount of Zr powder added was 5 wt%.
It seems appropriate.

ブリッジによる適合試験も、従来の歯科用合金を用いた
場合と同等の適合性を示している。
Compatibility tests using bridges have also shown similar compatibility to those using conventional dental alloys.

上述の如(、本実施例に於いては、マグネシア系鋳型材
であるM D −1,05に、2〜7 wL%。
As described above (in this example, 2 to 7 wL% is added to MD-1.05, which is a magnesia-based molding material).

望ましくは5 wL%のZr粉末を添加することで、鋳
肌荒れや焼き付きの無い鋳造体を得ることかてき、且つ
略完全な寸法補償が達成できる。
By preferably adding 5 wL% of Zr powder, it is possible to obtain a cast body without roughening of the casting surface or seizure, and almost complete dimensional compensation can be achieved.

また、本実施例では高純度(純度99.8%以上)のチ
タンを鋳造金属きしているが、これよりも低純度のチタ
ンであっても、或いはチタンと他の金属との合金であっ
ても、前記各実施例の場合と略同様の結果を得ることが
できる。例えば、チタンを50〜5Qwt%含む合金の
場合には、Zr粉末を2〜3%添加することにより、十
分所期の目的を達成し得ることが確認されている。
Furthermore, although high purity titanium (purity of 99.8% or higher) is used as the cast metal in this example, it is also possible to use titanium of lower purity or an alloy of titanium and other metals. However, substantially the same results as in each of the above embodiments can be obtained. For example, in the case of an alloy containing 50 to 5 Qwt% of titanium, it has been confirmed that the desired purpose can be sufficiently achieved by adding 2 to 3% of Zr powder.

更に、本実施例に於いでは、鋳型材として前記M D 
−105を使用しているが、鋳型材は当該M D −1
,05に限定されるものではなく、他の種類の鋳型材で
あってもよいことは勿論である。
Furthermore, in this example, the M D
-105 is used, but the mold material is M D -1.
, 05, and other types of mold materials may of course be used.

(発明の効果) 本発明に於いては、鋳型材に金属粉末を適宜量だけ添加
し、その酸化による膨張を利用する様にしているため、
加熱時に極めて高い鋳型の膨張率を得ることができ、略
完全な寸法補償を容易に達成することができると共に、
鋳肌荒れや焼き付き。
(Effects of the Invention) In the present invention, since an appropriate amount of metal powder is added to the mold material and the expansion due to oxidation is utilized,
It is possible to obtain an extremely high expansion coefficient of the mold during heating, and it is possible to easily achieve almost complete dimensional compensation.
Casting surface roughness or burning.

の無い鋳造が行なえる。Casting can be performed without any problems.

また、本発明〔こ於いては、先行技術の様に発生したガ
スによって鋳型を膨張せしめるものてないため、ガスに
よる悪影響が全く無く、原型に略一致する鋳造体を得る
ことが出来る。
Further, in the present invention, unlike the prior art, there is no need to expand the mold by the generated gas, so there is no adverse effect from the gas, and a cast body that substantially matches the original mold can be obtained.

更に、本発明に於いては、鋳型を加熱時に於いてのみ膨
張させ、鋳型硬化時には膨張が起らないため、先行技術
に比較してワックスパターンfζ与える悪影響が皆無と
なり、極めて高精度な鋳造体を得ることができる。
Furthermore, in the present invention, the mold expands only when it is heated, and no expansion occurs when the mold hardens, so there is no adverse effect on the wax pattern fζ compared to the prior art, and an extremely high-precision cast body can be obtained. can be obtained.

本発明は上述の通り、秀れた実用的効用を有するもので
ある。
As mentioned above, the present invention has excellent practical utility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、鋳型硬化時の寸法変化の測定法の説明図であ
る。 第2図は、鋳型加熱時の寸法変化の測定に使用したシリ
コンゴム製割型の斜面図である。 第3図は、鋳造試験に用いた各種ワックスパターンの斜
面図である。 第4図は、4各一種ワックスパクーンの浮き上がり量の
測定箇所を示す説明図である。 第5図は、鋳型の硬化時に於ける寸法変化率を示すもの
である。 @6図は、鋳型の加熱時(こ於ける寸法変化率を示すも
のである。 第7図は、別の鋳造試験に於ける鋳造装置の斜面図であ
る。 第8図は、鋳型の加熱スケシール曲線である。 1  金  属  管 2 カオウール 3蝋 4 プラスチック板 5  浮  き  板 6 差動トランス 7a  、  7b   割    型8  支  台
  歯 9  鋳  造  体 A 浮き上り量 第1図 第4図 第3図 (a)      (b) 第7図 手  続  補  正  書 (方式)工 事件の表示
   特願昭59−1334982 発明の名称   
チタン又はチタン合金の鋳造用鋳型材料3 補正をする
者 事件との関係  特お一出願人 住 所   大阪市西区天神ノ森1丁目15番18号氏
名    都賀谷建 治 4代理人 他1名 5 補正命令の日付 昭和59年9月25日6 補正の
対象   願書に添付した図面7 補正の内容
FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for measuring dimensional changes during mold hardening. FIG. 2 is a perspective view of a silicone rubber split mold used to measure dimensional changes during mold heating. FIG. 3 is a perspective view of various wax patterns used in casting tests. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the measurement points of the lifting amount of each of the four types of wax parquets. FIG. 5 shows the rate of dimensional change during curing of the mold. Figure 6 shows the dimensional change rate during heating of the mold. Figure 7 is a perspective view of the casting equipment in another casting test. Figure 8 shows the heating of the mold. This is the Sukeshiel curve. 1 Metal tube 2 Kao wool 3 Wax 4 Plastic plate 5 Floating plate 6 Differential transformer 7a, 7b Split mold 8 Support tooth 9 Casting body A Lifting amount Fig. 1 Fig. 4 Fig. 3 (a) (b) Figure 7 Procedure Amendment (Method) Indication of case Patent application 1982-1334982 Title of invention
Mold material for casting titanium or titanium alloys 3 Relationship with the case of the person making the amendment Address of the applicant: 1-15-18 Tenjinnomori, Nishi-ku, Osaka Name Kenji Tsugaya 4 agents and 1 other person 5 Amendment order Date September 25, 1980 6 Subject of amendment Drawing attached to application 7 Contents of amendment

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、鋳型材内に、鋳型材の硬化時及び加熱時にガスを発
生しない金属の粉末を添加し、当該金属粉末の酸化によ
る膨張を利用して、加熱時に鋳型を適宜量膨張させるよ
うにしたことを特徴とするチタン又はチタン合金の鋳造
用鋳型材料。 2、鋳型材をマグネシア系鋳型材とすると共に、添加す
る金属の粉末をチタン又はチタン合金よりも酸化物生成
自由エネルギーが小さな金属の粉末とした特許請求の範
囲第1項に記載のチタン又はチタン合金の鋳造用鋳型材
料。 3、金属の粉末としてジルコニウム又はジルコニウム合
金の粉末を添加するようにした特許請求の範囲第1項又
は第2項に記載のチタン又はチタン合金の鋳造用鋳型材
料。 4、添加するジルコニウム成分を2重量%〜7重量%と
した特許請求の範囲第3項に記載のチタン又はチタン合
金の鋳造用鋳型材料。
[Claims] 1. A metal powder that does not generate gas when the mold material is hardened or heated is added to the mold material, and the expansion of the metal powder due to oxidation is used to expand the mold in an appropriate amount when heated. A mold material for casting titanium or a titanium alloy, characterized in that it is made to expand. 2. Titanium or titanium according to claim 1, in which the molding material is a magnesia-based molding material, and the metal powder to be added is a metal powder having a smaller free energy of oxide formation than titanium or a titanium alloy. Mold material for alloy casting. 3. The mold material for casting titanium or titanium alloy according to claim 1 or 2, wherein zirconium or zirconium alloy powder is added as the metal powder. 4. The mold material for casting titanium or titanium alloy according to claim 3, wherein the added zirconium component is 2% by weight to 7% by weight.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001062413A3 (en) * 2000-02-23 2002-03-21 Sandor Cser Method for production of an oxidation inhibiting titanium casting mould
DE10232135A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Wieland Dental + Technik Gmbh & Co. Kg Model material for dental technology purposes as well as its manufacture and use

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59218237A (en) * 1983-05-25 1984-12-08 Iwatani & Co Self-curing mold material for casting titanium or titanium alloy

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59218237A (en) * 1983-05-25 1984-12-08 Iwatani & Co Self-curing mold material for casting titanium or titanium alloy

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001062413A3 (en) * 2000-02-23 2002-03-21 Sandor Cser Method for production of an oxidation inhibiting titanium casting mould
US6802358B2 (en) 2000-02-23 2004-10-12 Sandor Cser Method for production of an oxidation inhibiting titanium casting mould
DE10232135A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Wieland Dental + Technik Gmbh & Co. Kg Model material for dental technology purposes as well as its manufacture and use

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