JPS63273563A

JPS63273563A - 精密鋳造方法

Info

Publication number: JPS63273563A
Application number: JP10937587A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsui; 昌松井; Hiroya Ogino; 荻野　碩哉; Tooru Tomai; 徹斗米
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1988-11-10

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】（産業上の利用分野）本発明は１例えば歯科用補綴物或は装飾用小物等をアー
ク溶解により精密鋳造する方法の改良に関するものであ
る。

（従来の技術）従来から、アーク溶解した各種金属（例えば、チタン、
チタン合金、ニオブ、タンタル、ニッケル、クロム、コ
バルト等）を鋳型に鋳入して歯科用補綴物や各種装飾用
小物等を鋳造することがなされていた。斯かる鋳造の方
法としては、特公昭５６−５６２２号公報に開示された
方法が一例として挙げられる。該先行出願は、溶解室及
び該溶解室の直下に連設された鋳込室内を吸引排気した
後、溶解室）こ不活性ガスを注入し、次いで溶解室内の
るつぼに収容されている鋳造材料をアーク溶解し、溶解
された鋳造材料を溶解室から鋳込室に通じる通路を経て
移動させ鋳込室内の鋳型に鋳込むようにしたものである
。そしてこの鋳込時には、溶解室と鋳込室との内圧に差
圧（例えば、溶解室内を２気圧、鋳造室内を−０，７５
気圧とする）を与え、更に溶解室の内圧を５気圧に昇圧
して鋳込室との圧力差による押湯作用により通気性を有
する鋳型の造形空洞内に溶融材料を鋳込むようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）上記鋳造方法は、歯科用補綴物の如き小物の鋳造には極
めて好適でこの種分野では多く採用されているが、なお
以下のような問題点があった。即ち、溶融材料を鋳型に
鋳込む際に、溶解室及び鋳込室の内圧に差圧を設けてい
る為、この差圧に伴い溶解室と鋳込室との間にガスの流
れが起こって溶湯を乱し、その結果鋳造物内にガスが巻
き込まれて所謂巣が生じたり、また溶湯が鋳型に流れ込
む際ガス流により鋳型壁に衝撃的に突入させられ鋳肌荒
れが生じたりすることが多々あった。殊にチタンやチタ
ン合金のように溶湯の粘性が低い場合にこの傾向が強か
った。特に歯科用補綴物の場合、斯かる巣や鋳肌荒れが
生じることは好ましくなく、その早急の対策が強く望ま
れていた。

本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、鋳込時の溶
解室及び鋳込室内の条件設定を適正に行なうことにより
上記巣や鋳肌荒れの発生をほぼ皆無とし得る新規な精密
鋳造方法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構成を添付の実施例図
に基づき説明すると、第１図は本発明方法に用いられる
精密鋳造装置の一例を示す概略的縦断面図、第２図は本
発明方法による代表的な精密鋳造方法の具体例を示すフ
ローチャート図である。即ち１本発明の精密鋳造方法は
、溶解室１及び該溶解室１の直下に連設された鋳込室２
内を吸引排気した後、溶解室１の吸引排気を停止して溶
解室に不活性ガスを注入し、次いで溶解室１内のるつぼ
３に収容されている鋳造材料ｍをアーク溶解し、溶解さ
れた鋳造材料ｍを溶解室１から鋳込室２に通じる通路１
２を経て移動させ鋳込室２内の鋳型４に鋳込むようにし
た精密鋳造方法に於いて、上記鋳込みの際、■鋳込室２
の吸引排気を一時停止させること、■溶解室１に対する
不活性ガスの注入を一時停止させること、■溶解室１の
吸引排気を再開させること、■溶解室１に対する不活性
ガスの注入を停止させると共に溶解室１内の不活性ガス
を排気させること、及び■鋳込室２に不活性ガスを注入
すること、のうち少なくとも一の方法により溶解室１か
ら鋳込室２へのガスの流れを可及的に少なくした状態で
鋳込むようにしたことを特徴とするものである。

上記吸引排気は、溶解室１及び鋳込室２に電磁開閉弁５
１．５３を介して夫々配管接続された真空ポンプ５によ
りなされ、また不活性ガスの注入は、溶解室１及び鋳込
室２に電磁開閉弁６１．６２を介して配管接続された不
活性ガス（例えば、アルゴンガス）ボンベ６によりなさ
れる。

そして、上記のように実質的にガスの流れがな・い状態
で鋳込みがなされた後は、直ちに溶解室１に不活性ガス
を注入すると共に鋳込室２内を排気して両室１．２の内
圧に差をっけ（溶解室１の内圧を大とする）、その差圧
による押湯作用をして鋳型４のキャビティー４１内の隅
々にまで溶解鋳造材料（溶湯）ｍが行き亘り鋳造がなさ
れる。尚、この場合或は上記鋳込み時での鋳込室２の排
気は、真空ポンプ５の作動若しくはリークバルブ５２の
開放による大気中への放出によりなされる。或は、上記
鋳込時での溶解室１と鋳込室２との内圧差は、不活性ガ
スが注入される溶解室１に対して鋳込室２の真空ポンプ
５による吸引排気又はリークバルブ５２の開放による大
気圧保持によりなされる。

（作用）上記構成の精密鋳造方法に於いて、鋳造材料ｍをアーク
溶解させている間は、溶解室１内は不活性ガスで充たさ
れているから、鋳造材料ｍが酸化することなくその溶解
がなされる。そしてこの溶解が充分になされた時に、上
記■〜■のうち少なくとも一の方法を講じて溶解室１及
び鋳込室２の内圧の差を可及的にほぼゼロとなるように
してから、るつぼ３上の溶解鋳造材料ｍを鋳型４に移動
させる。この時上記内圧の差がほぼゼロとなっており、
溶解室１及び鋳込室２間のガスの流れが殆どないので、
溶湯がガスの流れによって乱されることなく、従って溶
湯の移動に伴いその内部にガスが巻き込まれたり、溶湯
が鋳型に流れ込む際ガス流により鋳型壁に衝撃的に突入
させられたりすることがない。

爾後、上記の如く溶解室１の内圧を高めるようにすれば
、鋳込室２との差圧に基づく押湯作用により溶解鋳造材
料ｍは、鋳型４のキャビティー４１内に隈なく注入され
、巣や鋳肌荒れ等のない高品質の鋳造物が得られる。

（実施例）以下、実施例を採って本発明を更に詳述する。

第１図は、本発明方法が採用された精密鋳造装置の一例
を示すものであり、装置本体１０が区画壁１１により上
下に区画され、その上部が溶解室１、下部が鋳込室２と
されている。

溶解室１の土壁にはアーク電極１３が上下位置調整自在
に貫装吊持され、また上記区画壁１１上にはるつぼ傾動
軸支持ブロック３１．３１が対設され、該ブロック３１
．３１に支持された傾動軸３０．３０によりるつぼ３が
傾倒自在に支持されている。溶解時には、該るつぼ３は
水平状態とされ、るつぼ３内に収納された鋳造材料ｍの
直上に上記アーク電極１３の下端が臨むようになされて
いる。そしてアーク電極１３をマイナス極、るつぼ３を
プラス極として電圧を印加することにより鋳造材料ｍと
アーク電極１３間にアーク放電され、その放電エネルギ
ーにより鋳造材料ｍが溶解される。鋳造材料ｍが完全に
溶解したことが確認されれば、るつぼ３を外部操作によ
り傾倒させ、その注ぎ口より溶解鋳造材料ｍが鋳型４に
注入されるのである。

また、溶解室１の側壁には電磁石１３１・・・が保持さ
れ、該電磁石１３１・・・の磁束の変化をしてアーク電
極１３の発するアーク放電柱及び鋳造材料ｍにローレン
ツ力が作用してアーク柱を移動させ、これによりその均
一な溶解がなされる。

上記区画壁１１には溶解室１と鋳込室２とを連通させる
通路１２が開設され、該通路１２には広口の漏斗状ブツ
シュ１４が嵌挿され、更にこのブツシュ１４の直下にパ
ツキン１５を介して通気性の鋳型４が連接されている。

該鋳型４は上下位置調整自在な支台４０上に載置され、
鋳造開始前にこの支台４０上に鋳型４を載せ、その上面
が上記パツキン１５の下面に密接的に配置される。

溶解室１及び鋳込室２には、真空ポンプ５が配管接続さ
れ且つその各配管の途中には電磁開閉弁５１．５３が配
設されると共に、鋳込室２側の配管の途中にはリークバ
ルブ５２が、溶解室１側の配管の途中にはリークバルブ
５４が夫々設けられている。また、溶解室１には電磁開
閉弁６１を介して、鋳込室２には電磁開閉弁６２を介し
て、夫々アルゴンガスボンベ６からアルゴンガスが注入
されるよう配管接続されている。

上記アーク放電、真空ポンプ５の作動、各種電磁開閉弁
５１．５３．６１．６２、リークバルブ５２．５４の開
閉及びるつぼ３の傾倒動作等は、装置本体１０外に設置
された制御装置（不図示）に予め入力されたプログラミ
ングに基づきシステマティックになされる。

斯かる装置にあっては、上記の要領で精密鋳造がなされ
るが、これの具体的な２．３の手法を以下に述べる。

第１図のるつぼ３上に鋳造材料ｍを載せ各室１゜２の開
口部を覆蓋した上で、第２図に示す如く、装置のメイン
スイッチをＯＮＬ、て、溶解室１及び鋳込室２を吸引排
気する。尚、この際は当然のことながら真空ポンプ５が
ＯＮ、電磁開閉弁５１．５３が開、リークバルブ５２．
５４は閉となっている１次いで電磁開閉弁５１を閉にし
て溶解室１の排気を停止し、電磁開閉弁６１を開とし溶
解室１にアルゴンガスを注入しその内圧を略０．１〜３
ｋｇ／ａ＃（ゲージ圧、以下同様）とする。そして。

アーク電極１３の電源をＯＮしてアーク放電させ、るつ
ぼ３上の鋳造材料ｍを溶解させる。鋳造材料ｍが完全に
溶解したことを確認して（この溶解したことの確認は目
視で行なうことはもとより可能であるが、溶解室１内に
感熱センサー等を配置して自動検出することも可能であ
る）から、以下の鋳造・押湯工程に入るのであるが、斯
かる工程は例えば図の如き（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（
Ｅ）５種の方法が望ましく採用される。　　− （Ａ）の工程７電磁開閉弁５３を閉にして鋳込室２の吸引排気を停止す
ると共に電磁開閉弁６１を閉として溶解室１へのアルゴ
ンガスの注入を停止する。これにより溶解室１内のアル
ゴンガスが通路１２及び鋳型４を構成する埋没材の細孔
を通じて鋳込室２に流入し、両室１．２の内圧がほぼ同
圧となり、両室１，２間にガスの流れが生じなくなる。

この状態でるっぽ３を傾倒させて溶解鋳造材料ｍを鋳型
４に流し込む。この傾倒の時と同時又は一定時間後アー
ク放電が自動的に停止されるにの間１秒弱で、流し込みが終了すると同時に電磁開閉弁
６１を開として溶解室１へアルゴンガスを注入させると
共に電磁開閉弁５３を開は鋳込室２の吸引排気を再開し
て、両室１．２の内圧差を０．１〜４ｋｇ／ｄとする。

この内圧差により、鋳型４に移動した溶解鋳造材料ｍが
そのキャビティー４１の隅々にまで隈なく押湯される。

爾後、電磁開閉弁６１を閉じ溶解室１へのアルゴンガス
の注入を停止して室内を冷却し、その後電磁開閉弁５３
を閉じて鋳込室２の吸引排気も停止し真空ポンプ５を停
止してリークバルブ５２゜５４を関けて室内圧を大気圧
とする。

（Ｂ）の工程：　　− この場合、るつぼ３の傾倒までの工程は（Ａ）の工程と
同じであるが、鋳造材料ｍｔ＝鋳型４に流し込んでから
後の工程が異なる。即ち、この直後では溶解室１及び鋳
込室２の内圧は略同圧の状態にあるので、電磁開閉弁６
１を開とすることにより溶解室１にアルゴンガスを注入
すると共にリークバルブ５２を開けて鋳込室２内のアル
ゴンガスを放出させれば、両室１．２の内圧は上記の如
く差圧を生じ、この差圧により上記同様溶解鋳造材料ｍ
は押湯され、キャビティー４１内に鋳込まれる。

爾後、電磁開閉弁６１を閉じ溶解室１へのアルゴンガス
の注入を停止して室内を冷却し、真空ポンプ５を停止す
ると共にリークバルブ５２．５４を開として室内圧を大
気圧とする・（Ｃ）の工程；電磁開閉弁６１を閉じ溶解室１へのアルゴンガスの注入
を停止すると共に電磁開閉弁５１を開は溶解室１の吸引
排気を再開する（この時鋳込室２の吸引排気は継続され
ている）、これにより溶解室ｌの内圧が低下し、鋳込室
２の内圧と略等しくなる。この状態でるっぽ３を傾倒さ
せ鋳型４に溶解鋳造材料ｍを流し込む、その後直ちに電
磁開閉弁６１を開とし溶解室１へのアルゴンガスの注入
を再開し、電磁開閉弁５１を閉として溶解室１の吸引排
気を停止させ両室１．２の内圧に差圧を付与して上記同
様の押湯を行なう。

爾後、電磁開閉弁６１を閉としアルゴンガスの溶解室１
への注入を停止して室内を冷却し、更に電磁開閉弁５３
を閉叱吸引排気を停止すると共に真空ポンプ５を停止し
てリークバルブ５２．５４を開けて室内圧を大気圧とす
る。

（Ｄ）の工程；溶解室１にアルゴンガスを注入させながら、電磁開閉弁
５１を開として溶解室１の吸引排気を行なう、これによ
り溶解室１の内圧が下がり鋳込室２の内圧との差が少な
くなり、上記同様両室１．２の間のガスの流れが可及的
に少なくなる。尚。

この場合電磁開閉弁５３を閉じて鋳込室２の吸引排気を
停止させることも除外するものではない。

斯くしてるつぼ３を傾倒させ溶解鋳造材料ｍを鋳型４に
流し込む、その後直ちに電磁開閉弁５１を閉じて溶解室
１の吸引排気を停止させ（鋳込室２の吸引排気が停止さ
れている場合は電磁開閉弁５３を開としてその吸引排気
を再開）、溶解室１と鋳込室２との内圧に差を付与し押
湯を行なう。

爾後電磁開閉弁６１を閉として溶解室１に対するアルゴ
ンガスの注入を停止して室内を冷却し、その後真空ポン
プ５を停止すると共にリークバルブ５２．５４を開は室
内圧を大気圧とする。

（Ｅ）の工程；電磁開閉弁６２を開として鋳込室２にアルゴンガスを注
入する。この時電磁開閉弁５３を閉じて鋳込室２の吸引
排気を停止させておいても良い。

この鋳込室２へのアルゴンガスの注入により溶解室１と
鋳込室２との内圧差が小さくなり、両室１．２間のガス
の流れが可及的に少なくなり、この状態でるつぼ３を傾
倒させ溶解鋳造材料ｍを鋳型４に流し込む。その後直ち
に電磁開閉弁６２を閉じて鋳込室２へのアルゴンガスの
注入を停止しく鋳込室２の吸引排気が停止されている場
合は電磁開閉弁５３を開としてその吸引排気を再開する
）、両室１．２の内圧に差を付けて押湯を行なう。

、爾後、電磁開閉弁６１を閉じて溶解室１へのアルゴン
ガスの注入を停止して冷却し、真空ポンプ５を停止する
と共にリークバルブ５２．５４を間として室内圧を大気
圧とする。

上記（Ａ）乃至（Ｅ）の５種の方法は、溶解鋳造材料ｍ
の鋳造時に溶解室１及び鋳込室２の内圧をほぼ等しくし
、且つその後両室１，２に差圧を付与する為の具体的手
段を示すものであるが、これに限定されず本発明を逸脱
しない限り他の方法も採用可能である。亦、上記一連の
工程は、各種の鋳造材料に適した鋳造工程データ等を予
め制御装置に入力させ、これと関連付けられた動作プロ
グラミングに基づき、各種バルブの開閉或はるつぼの傾
倒等も含めて自動的になされるようにすることは可能で
あり、斯くすることにより熟練者でなくても極めて簡易
に鋳造することができる。また、上記実施例の各工程で
はアーク溶解は、溶解室１にアルゴンガスを注入、鋳込
室２を吸引排気の状態でアークスタートすることを前提
にしているが、本発明はこれに限定されることなく溶解
室１のアルゴンガス注入が停止又は鋳込室２の吸引排気
が停止している状態でアークスタートしても良いし、ま
たはアーク溶解の終了時に（Ａ）又は（Ｂ）の工程の各
第１工程になっているようにしても良い。

（発明の効果）取上の如く２本発明の精密鋳造方法に於いては、溶解し
た鋳造材料を鋳型に注入する際に、溶解室と鋳込室との
内圧がほぼ等しくされるから、ガスの流れが生じず、鋳
造物内にガスが混入せず、また溶湯が鋳型に流れ込む際
にガス流により鋳型壁に突入させられたりすることがな
く、その結果鋳造品の中に巣が生じたり、表面に鋳肌荒
れが生じることが著減される。特に歯科用補綴物等の鋳
造にとってはこのような特性は極めて意義深く、その実
用価値頗る大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いられる精密鋳造装置の一例を
示す概略的縦断面図、第２図は本発明方法による代表的
な精密鋳造方法の例を示すフローチャート図である。（符号の説明）１・・・溶解室、　１２・・・通路、　２・・・鋳込室
、３・・・るつぼ、　４・・・鋳型。 −以上−

Claims

【特許請求の範囲】

１、溶解室及び該溶解室の直下に連設された鋳込室内を
吸引排気した後、溶解室の吸引排気を停止して溶解室に
不活性ガスを注入し、次いで溶解室内のるつぼに収容さ
れている鋳造材料をアーク溶解し、溶解された鋳造材料
を溶解室から鋳込室に通じる通路を経て移動させ鋳込室
内の鋳型に鋳込むようにした精密鋳造方法に於いて、上
記鋳込みの際、鋳込室の吸引排気を一時停止させること
、溶解室に対する不活性ガスの注入を一時停止させるこ
と、溶解室の吸引排気を再開させること、溶解室に対す
る不活性ガスの注入を停止させると共に溶解室内の不活
性ガスを排気させること、及び鋳込室へ不活性ガスを注
入すること、のうち少なくとも一の方法により溶解室か
ら鋳込室へのガスの流れを可及的に少なくした状態で鋳
込むようにしたことを特徴とする精密鋳造方法。