JP2003523287A - 酸化防止チタン鋳造モールドの製造方法 - Google Patents
酸化防止チタン鋳造モールドの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
一つ以上の酸化可能成分とくにジルコニウムを含む硬化可能な埋没成形材料からチタン鋳造用のロストモールドを製造するものであって、少なくとも、（ａ）溶融可能な材料からなる模型を前記埋没成形材料内に埋没させることによりオリジナルのモールドを成形する工程と、（ｂ）加熱により、前記埋没成形材料を硬化させると共に前記模型の材料を溶融させ、次いで、所定の温度−時間プロフィールに従って前記モールドを焼成炉内で冷却させる工程とを実施する方法を提供する。モールドの性状を向上させるため、保護ガス雰囲気下または低密度のガスを用いて、特に減圧下または真空中で、モールドを硬化させることができる。或いは、冷却時間を短くするため、最高温度に達してから最高温度を保持した後にモールドを積極的に冷却可能である。
Description
【０００１】
本発明は、チタン鋳造用のロストモールドの製造方法に関する。
【０００２】
チタンは、材料の性質が優れていると共に比較的廉価であることから、各種工
業分野において鋳造チタンからなる加工品の使用が増えている。チタンの使用は
歯科医療分野で特に顕著である。
業分野において鋳造チタンからなる加工品の使用が増えている。チタンの使用は
歯科医療分野で特に顕著である。
【０００３】
チタン鋳造用モールドの製造手順は公知である。先ず、鋳造対象である加工品
の模型が作られる。模型を作る際、好ましくは特に好適なワックスが使用される
。これは、ワックスが模型製作に良好であり、また、埋没成形材料内に埋没させ
た後にワックスを容易に燃やすことができるからである。模型製作後、ワックス
ワイヤからなる鋳造路が模型に形成される。模型の寸法によっては幾つかの模型
をつなげて一つの模型を作る。次に、模型をマッフルリングやマッフル内に装着
するが、鋳造リング及びまたは鋳造ゲート形成装置などの種々の補助を用いても
良い。次に、埋没成形材料をかき混ぜてからマッフル内に注入し、これにより模
型が包囲されてロストコアとなり、所望のモールドが埋没成形材料内にめす型の
形式で形成される。次に、所定の温度−時間プロフィールに従って埋没成形材料
が炉内で加熱され、その後冷却される。このプロセスでは埋没成形材料が硬化し
、また、溶融すべき模型材料がモールド外へ燃え尽きる。モールドを十分に冷却
した後で、モールド内に溶融チタンを鋳造可能であり、所望のチタン鋳造品を得
ることができる。
の模型が作られる。模型を作る際、好ましくは特に好適なワックスが使用される
。これは、ワックスが模型製作に良好であり、また、埋没成形材料内に埋没させ
た後にワックスを容易に燃やすことができるからである。模型製作後、ワックス
ワイヤからなる鋳造路が模型に形成される。模型の寸法によっては幾つかの模型
をつなげて一つの模型を作る。次に、模型をマッフルリングやマッフル内に装着
するが、鋳造リング及びまたは鋳造ゲート形成装置などの種々の補助を用いても
良い。次に、埋没成形材料をかき混ぜてからマッフル内に注入し、これにより模
型が包囲されてロストコアとなり、所望のモールドが埋没成形材料内にめす型の
形式で形成される。次に、所定の温度−時間プロフィールに従って埋没成形材料
が炉内で加熱され、その後冷却される。このプロセスでは埋没成形材料が硬化し
、また、溶融すべき模型材料がモールド外へ燃え尽きる。モールドを十分に冷却
した後で、モールド内に溶融チタンを鋳造可能であり、所望のチタン鋳造品を得
ることができる。
【０００４】
チタン材料の最大の欠点は、酸化され易いことである。チタンを鋳造する際に
材料表面に酸化層が形成され易く、この酸化層を除去する必要があるが、多くの
分野での酸化層除去プロセスは複雑である。また、表面酸化により加工品の寸法
精度が損なわれる。更に、酸化層の除去に労力を要するので、製造コストが増大
する。鋳造でのチタンの酸化を防止およびまたは最小限に留めるための対策が種
々知られており、これらの対策は、鋳造作業に影響を及ぼして酸化を最小限にす
ることを企図している。例えば、保護ガス雰囲気の下で溶融チタンをモールド内
に注入することが知られている。
材料表面に酸化層が形成され易く、この酸化層を除去する必要があるが、多くの
分野での酸化層除去プロセスは複雑である。また、表面酸化により加工品の寸法
精度が損なわれる。更に、酸化層の除去に労力を要するので、製造コストが増大
する。鋳造でのチタンの酸化を防止およびまたは最小限に留めるための対策が種
々知られており、これらの対策は、鋳造作業に影響を及ぼして酸化を最小限にす
ることを企図している。例えば、保護ガス雰囲気の下で溶融チタンをモールド内
に注入することが知られている。
【０００５】
しかしながら、実験によれば、チタンの表面酸化は、埋没成形材料を硬化する
際のモールドの処理方法に大きく依存することが分かった。 そこで、本発明の目的は、表面酸化を最小限にした鋳造チタン加工品の製造を
可能とするチタン鋳造用ロストモールドの製造方法を提案することにある。この
目的は、請求項１ないし９に係る方法により達成される。
際のモールドの処理方法に大きく依存することが分かった。 そこで、本発明の目的は、表面酸化を最小限にした鋳造チタン加工品の製造を
可能とするチタン鋳造用ロストモールドの製造方法を提案することにある。この
目的は、請求項１ないし９に係る方法により達成される。
【０００６】
チタン鋳造用に従来市販されている埋没成形材料は、主にアルミナ（Ａｌ2Ｏ3
）や酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を多量に含む各種酸化物の混合物からなる。更
に、埋没成形材料は少なくとも一つの追加成分を含み、この追加成分は更に酸化
可能であり、多くの場合、ジルコニウムからなる。 従来公知の方法によれば、ジルコニウムは溶融チタンに酸素が接近しないよう
にすべきである。しかしながら、モールドを燃やす際にジルコニアが酸素で既に
汚染されており、この作用は不十分になる。
に、埋没成形材料は少なくとも一つの追加成分を含み、この追加成分は更に酸化
可能であり、多くの場合、ジルコニウムからなる。 従来公知の方法によれば、ジルコニウムは溶融チタンに酸素が接近しないよう
にすべきである。しかしながら、モールドを燃やす際にジルコニアが酸素で既に
汚染されており、この作用は不十分になる。
【０００７】
本発明の方法は、埋没成形材料を硬化する間、特に酸素によるジルコニウムの
汚染を少なくとも限定的なものに留めるという基本思想に基づくものである。こ
の結果として、チタン鋳造中、未だ消費されていないジルコニウムが最大可能量
確保され、従って、チタン表面とモールドのキャビティ表面との接触領域で多量
の酸素がジルコニウムと結合可能になる。この様にして、チタンを酸化する酸素
の量を低減できる。
汚染を少なくとも限定的なものに留めるという基本思想に基づくものである。こ
の結果として、チタン鋳造中、未だ消費されていないジルコニウムが最大可能量
確保され、従って、チタン表面とモールドのキャビティ表面との接触領域で多量
の酸素がジルコニウムと結合可能になる。この様にして、チタンを酸化する酸素
の量を低減できる。
【０００８】
モールド製造の一つの方法では、埋没成形材料の酸化可能成分の酸化を少なく
とも低減するように保護ガス雰囲気の下でモールドを硬化させる。このため、例
えば、埋没材料を硬化させる際にアルゴンで炉をパージ可能である。勿論、その
他の保護ガスを用いることが考えられる。ここで指摘すべきは、モールドキャビ
ティの全面に保護ガスを十分に供給する必要があるということである。このため
、例えば、モールドキャビティが保護ガスでパージされるようにモールドの内部
に保護ガスを導入可能である。
とも低減するように保護ガス雰囲気の下でモールドを硬化させる。このため、例
えば、埋没材料を硬化させる際にアルゴンで炉をパージ可能である。勿論、その
他の保護ガスを用いることが考えられる。ここで指摘すべきは、モールドキャビ
ティの全面に保護ガスを十分に供給する必要があるということである。このため
、例えば、モールドキャビティが保護ガスでパージされるようにモールドの内部
に保護ガスを導入可能である。
【０００９】
硬化中での埋没成形材料の酸化を最小限に留める上記作用は、低ガス密度の雰
囲気中でモールドが硬化する場合にも達成される。このため、埋没成形材料を硬
化させる際に炉内を減圧したり真空にするようにしても良い。炉内のガス密度が
低下すると、酸化に供される酸素原子が少なくなり、酸化プロセスが全体として
抑制される。
囲気中でモールドが硬化する場合にも達成される。このため、埋没成形材料を硬
化させる際に炉内を減圧したり真空にするようにしても良い。炉内のガス密度が
低下すると、酸化に供される酸素原子が少なくなり、酸化プロセスが全体として
抑制される。
【００１０】
埋没成形材料を保護ガス雰囲気下での硬化させたり、低密度のガスを用いて硬
化させる場合、複雑な追加設備が必要になる。しかしながら、モールド製造にお
いてこの様な追加費用なしにチタン表面の酸化を最小限に留めることは可能であ
り、非常に良好な結果が得られる。埋没成形材料の相対酸化度合い、すなわち、
酸化された埋没成形材料の量に対する酸化されなかった埋没成形材料の量の比率
は、或るガス密度において埋没成形材料が晒される温度と時間とに大きく依存す
る。すなわち、温度やガス密度が高く、また露出時間が長いと、酸化度合いが高
くなる。従って、埋没成形材料が高温に晒される露出時間を短くすることにより
、埋没成形材料の酸化可能成分の酸化を抑制できる。
化させる場合、複雑な追加設備が必要になる。しかしながら、モールド製造にお
いてこの様な追加費用なしにチタン表面の酸化を最小限に留めることは可能であ
り、非常に良好な結果が得られる。埋没成形材料の相対酸化度合い、すなわち、
酸化された埋没成形材料の量に対する酸化されなかった埋没成形材料の量の比率
は、或るガス密度において埋没成形材料が晒される温度と時間とに大きく依存す
る。すなわち、温度やガス密度が高く、また露出時間が長いと、酸化度合いが高
くなる。従って、埋没成形材料が高温に晒される露出時間を短くすることにより
、埋没成形材料の酸化可能成分の酸化を抑制できる。
【００１１】
ここで指摘すべき重要な点は、最高温度（例えば８５０℃）に達した後に高い
炉内温度を一定に維持する保持時間を、使用される埋没成形材料の性状に適合さ
せる必要があるということである。保持時間の間は、炉内温度が高いので、炉内
のガス密度は低く、埋没成形材料の酸化が比較的抑制される。保持時間の終了後
は炉内が冷却されるので、炉内のガス密度が再び急増する。従って、大部分の酸
化はモールドの冷却中に生じる。モールド冷却中、炉内温度は埋没成形材料を酸
化する上で十分に高く、また、炉内ガス密度も酸素供給する上で十分に高いから
である。
炉内温度を一定に維持する保持時間を、使用される埋没成形材料の性状に適合さ
せる必要があるということである。保持時間の間は、炉内温度が高いので、炉内
のガス密度は低く、埋没成形材料の酸化が比較的抑制される。保持時間の終了後
は炉内が冷却されるので、炉内のガス密度が再び急増する。従って、大部分の酸
化はモールドの冷却中に生じる。モールド冷却中、炉内温度は埋没成形材料を酸
化する上で十分に高く、また、炉内ガス密度も酸素供給する上で十分に高いから
である。
【００１２】
本発明の別の態様に係る方法によれば、最高温度に到達してから最高温度を保
持した後、すなわち、最高温度での保持時間が経過した後、冷却時間を短くする
ためにモールドを積極的に冷却する。この冷却の度合いは、大きな温度ストレス
によりモールドにクラックを生じさせないようにすべきである。 許容される冷却の手段が最高温度の安定性と硬化される埋没成形材料の性状と
によって制限されるので、通常は特別な冷却剤は不要である。通常、冷却のため
には、周囲から室温の空気をモールドに供給すれば良い。このため、保持時間後
に加熱炉をオフしてから密閉した炉内でモールドをゆっくり冷却するのではなく
て、例えば、加熱炉による加熱の停止後に加熱炉を開いて炉内雰囲気を室温雰囲
気で置換すれば良い。周辺空気による冷却効果を増大させるには、強制流を発生
させるファンなどの補助を用いてもよい。
持した後、すなわち、最高温度での保持時間が経過した後、冷却時間を短くする
ためにモールドを積極的に冷却する。この冷却の度合いは、大きな温度ストレス
によりモールドにクラックを生じさせないようにすべきである。 許容される冷却の手段が最高温度の安定性と硬化される埋没成形材料の性状と
によって制限されるので、通常は特別な冷却剤は不要である。通常、冷却のため
には、周囲から室温の空気をモールドに供給すれば良い。このため、保持時間後
に加熱炉をオフしてから密閉した炉内でモールドをゆっくり冷却するのではなく
て、例えば、加熱炉による加熱の停止後に加熱炉を開いて炉内雰囲気を室温雰囲
気で置換すれば良い。周辺空気による冷却効果を増大させるには、強制流を発生
させるファンなどの補助を用いてもよい。
【００１３】
モールドのプロセス関与領域に保護ガスを供給することによりモールドを冷却
すれば、埋没成形材料の酸化を更に最小限にすることができる。モールド回りに
冷たい保護ガスを流すことにより、一方ではモールドが冷却され、他方では雰囲
気酸素が置換されて酸化プロセスが防止される。 埋没成形材料の酸化度合いに積極的な効果を与える別の対策は、モールドを硬
化させる際、毎分７℃以上の加熱速度で炉を最高温度に達するまで加熱すること
である。通常は毎分６℃の速度で炉を加熱するので、上記対策によれば最高温度
により迅速に到達させることができ、その結果、炉内での加熱段階での、埋没成
形材料の滞留時間が短くなる。
すれば、埋没成形材料の酸化を更に最小限にすることができる。モールド回りに
冷たい保護ガスを流すことにより、一方ではモールドが冷却され、他方では雰囲
気酸素が置換されて酸化プロセスが防止される。 埋没成形材料の酸化度合いに積極的な効果を与える別の対策は、モールドを硬
化させる際、毎分７℃以上の加熱速度で炉を最高温度に達するまで加熱すること
である。通常は毎分６℃の速度で炉を加熱するので、上記対策によれば最高温度
により迅速に到達させることができ、その結果、炉内での加熱段階での、埋没成
形材料の滞留時間が短くなる。
【００１４】
重量が８０ｇないし１０００ｇであって典型的には歯科用鋳造に用いられるモ
ールドの製作では、下記の工程により特徴づけられるように上記方法を変形する
ことが特に好ましいことが分かっている。 先ず、鋳造対象の模型を製作し、ワックスなどの好適材料からなる鋳造路によ
り、この模型をマッフルリングなどの鋳造ゲートシェーパに取り付ける。次に、
埋没成形材料を規定量のペースト化液たとえば水とかき混ぜてからマッフル内に
注入し、これにより鋳造対象を完全に包囲し、所要のモールドを埋没成形材料中
にめす型の形式で作る。次に、埋没成形材料を更に圧縮するため、鋳造ゲートシ
ェーパと共にマッフルをプレッシャポットにおいて過剰圧力下に置く。次に、埋
没成形材料を室温で３０分以上硬化させてから、鋳造ゲートシェーパを取り除く
。そして、マッフルを常温の炉内へ導入した後で、毎分７℃以上の加熱速度で８
５０℃の温度まで炉を加熱する。この保持温度を約３０分にわたり一定レベルに
維持する。次に、炉をオフにしてから、炉のドアを開いて炉内を約１５分にわた
って冷却する。次に、冷却効果を高めるためにモールドを炉開口部の端や炉の通
風装置上に配置する。そして、冷却のため、モールドを上記の場所に約１５分間
放置する。冷却効果を更に増大させるため、モールドを炉外に配置し、鋳造作業
のための所望温度に到達するまでモールドを放置する。こうして、本発明による
チタン鋳造モールドの製造方法が終了し、約１５０℃で、例えば、モールドが完
全に冷却される前に、溶融チタンをモールドキャビティ内に注入する。
ールドの製作では、下記の工程により特徴づけられるように上記方法を変形する
ことが特に好ましいことが分かっている。 先ず、鋳造対象の模型を製作し、ワックスなどの好適材料からなる鋳造路によ
り、この模型をマッフルリングなどの鋳造ゲートシェーパに取り付ける。次に、
埋没成形材料を規定量のペースト化液たとえば水とかき混ぜてからマッフル内に
注入し、これにより鋳造対象を完全に包囲し、所要のモールドを埋没成形材料中
にめす型の形式で作る。次に、埋没成形材料を更に圧縮するため、鋳造ゲートシ
ェーパと共にマッフルをプレッシャポットにおいて過剰圧力下に置く。次に、埋
没成形材料を室温で３０分以上硬化させてから、鋳造ゲートシェーパを取り除く
。そして、マッフルを常温の炉内へ導入した後で、毎分７℃以上の加熱速度で８
５０℃の温度まで炉を加熱する。この保持温度を約３０分にわたり一定レベルに
維持する。次に、炉をオフにしてから、炉のドアを開いて炉内を約１５分にわた
って冷却する。次に、冷却効果を高めるためにモールドを炉開口部の端や炉の通
風装置上に配置する。そして、冷却のため、モールドを上記の場所に約１５分間
放置する。冷却効果を更に増大させるため、モールドを炉外に配置し、鋳造作業
のための所望温度に到達するまでモールドを放置する。こうして、本発明による
チタン鋳造モールドの製造方法が終了し、約１５０℃で、例えば、モールドが完
全に冷却される前に、溶融チタンをモールドキャビティ内に注入する。
【００１５】
上記提案の方法を実施する際、上記パラメータの幾つかは変更または除去可能
である。 本方法の好適実施形態によれば、この方法の個々の工程は、これに適した装置
で自動的に実施される。これにより、人件費を削減できると共に再現性が良くな
る。
である。 本方法の好適実施形態によれば、この方法の個々の工程は、これに適した装置
で自動的に実施される。これにより、人件費を削減できると共に再現性が良くな
る。
【００１６】
この方法に特に好適する埋没成形材料の配合は、０ないし１％のＳｉＯ2、０
％ないし１％のＴｉＯ2、１０％ないし４０％のＡｌ2Ｏ3、０％ないし２％のＦ
ｅ2Ｏ3、０％ないし１％のＭｎＯ、４０％ないし８０％のＭｇＯ、２％ないし１
０％のＣａＯ、０％ないし２％のＮａ2Ｏ、０％ないし１％のＫ2Ｏ、０％ないし
１％のＰ2Ｏ5および０％ないし５％のＺｒからなる。個々の成分の量は、重量パ
ーセント（ｗｔ％）で与えた上記範囲内で変化可能である。その他の成分を添加
しても良く、また、個々の成分を性状が同一の他の物質で置換しても良い。
％ないし１％のＴｉＯ2、１０％ないし４０％のＡｌ2Ｏ3、０％ないし２％のＦ
ｅ2Ｏ3、０％ないし１％のＭｎＯ、４０％ないし８０％のＭｇＯ、２％ないし１
０％のＣａＯ、０％ないし２％のＮａ2Ｏ、０％ないし１％のＫ2Ｏ、０％ないし
１％のＰ2Ｏ5および０％ないし５％のＺｒからなる。個々の成分の量は、重量パ
ーセント（ｗｔ％）で与えた上記範囲内で変化可能である。その他の成分を添加
しても良く、また、個々の成分を性状が同一の他の物質で置換しても良い。
【００１７】
本発明に係る方法は、如何なるタイプであれチタン鋳造用モールドの製作に適
用可能である。本発明の方法は、歯科用チタン鋳造品のモールドの製作に特に好
適する。これは、歯科応用分野では、鋳造品の品質向上に対する要求が高いから
である。
用可能である。本発明の方法は、歯科用チタン鋳造品のモールドの製作に特に好
適する。これは、歯科応用分野では、鋳造品の品質向上に対する要求が高いから
である。
【００１８】
以下、本発明を例示する図面に基づいて本発明を簡略に説明する。
図１に示したダイアグラムは、焼成炉内で埋没成型材料を硬化させている間の
温度および相対ガス密度を時間の関数で示す。グラフ１は、従来公知の燃焼方法
での温度曲線を示す。グラフ２は、炉内の相対ガス密度を時間の関数で表した曲
線を示す。グラフ１、２との比較のため、グラフ３及び４は、本発明に係る方法
において測定した時間曲線および相対ガス密度曲線を時間の関数で示すものであ
る。グラフから分かるように、本発明の方法によれば、従来法と比べて加熱速度
を速めることにより８５０℃の保持温度がより迅速に達成される。炉内で８５０
℃の保持温度を一定に維持する保持時間は、数分だけ短くなっている。グラフ１
とグラフ３との主たる相違は、本発明方法の場合、例えば炉のドアを開くことに
より実施される積極的な冷却に起因して、保持時間の終了後における温度曲線が
、比較的短時間内に室温まで下降し、酸化プロセスを大きく抑制した点にある。
これに対して、グラフ１の従来法では温度は緩やかに低下する。
温度および相対ガス密度を時間の関数で示す。グラフ１は、従来公知の燃焼方法
での温度曲線を示す。グラフ２は、炉内の相対ガス密度を時間の関数で表した曲
線を示す。グラフ１、２との比較のため、グラフ３及び４は、本発明に係る方法
において測定した時間曲線および相対ガス密度曲線を時間の関数で示すものであ
る。グラフから分かるように、本発明の方法によれば、従来法と比べて加熱速度
を速めることにより８５０℃の保持温度がより迅速に達成される。炉内で８５０
℃の保持温度を一定に維持する保持時間は、数分だけ短くなっている。グラフ１
とグラフ３との主たる相違は、本発明方法の場合、例えば炉のドアを開くことに
より実施される積極的な冷却に起因して、保持時間の終了後における温度曲線が
、比較的短時間内に室温まで下降し、酸化プロセスを大きく抑制した点にある。
これに対して、グラフ１の従来法では温度は緩やかに低下する。
【００１９】
相対ガス密度についてのグラフ２、４に示した曲線は、相対ガス密度が炉内温
度に逆比例することを示す。温度が保持温度で最大値に達すると、相対ガス密度
は約２５％の最小値に達する。そして、相対ガス密度は、炉内温度が低下したと
きにのみ炉内温度低下に伴って再び増大する。本発明方法に係るグラフ４によれ
ば、炉内温度がより急速に低下するので、相対ガス密度はより急速に増大する。
図１のダイアグラムは、全体として、本発明方法では、高温における雰囲気酸素
に対する露出時間を全体として短くすることにより埋没成形材料の酸化を最小限
に留めることができるということを示している。
度に逆比例することを示す。温度が保持温度で最大値に達すると、相対ガス密度
は約２５％の最小値に達する。そして、相対ガス密度は、炉内温度が低下したと
きにのみ炉内温度低下に伴って再び増大する。本発明方法に係るグラフ４によれ
ば、炉内温度がより急速に低下するので、相対ガス密度はより急速に増大する。
図１のダイアグラムは、全体として、本発明方法では、高温における雰囲気酸素
に対する露出時間を全体として短くすることにより埋没成形材料の酸化を最小限
に留めることができるということを示している。
【００２０】
図２に示すダイアグラムでは、硬化中における埋没成形材料の相対酸化度合い
が時間の関数で示されている。グラフ５（従来法）およびグラフ６（本発明方法
）は、従来法での相対酸化度合いと本発明方法での相対酸化度合いとが相違する
ことを示している。各グラフは、図１に示したものに類似の温度曲線に基づいて
いる。グラフから、相対酸化度合いが埋没成形材料の硬化の持続時間に略比例す
ることが分かる。従来法では、モールドキャビティへのチタンの鋳造が可能にな
る約１５０℃の埋没成形材料温度に、１５ないし１７時間後にようやく到達する
ので、相対酸化度合いが非常に増大する。これに対して、本発明方法では、埋没
成形材料の性状に応じて約０．５時間なし２時間後に、埋没成形材料が１５０℃
の鋳造温度に到達するので、従来の硬化では１００％であるのに対して、相対酸
化度合いは約２５％に過ぎない。
が時間の関数で示されている。グラフ５（従来法）およびグラフ６（本発明方法
）は、従来法での相対酸化度合いと本発明方法での相対酸化度合いとが相違する
ことを示している。各グラフは、図１に示したものに類似の温度曲線に基づいて
いる。グラフから、相対酸化度合いが埋没成形材料の硬化の持続時間に略比例す
ることが分かる。従来法では、モールドキャビティへのチタンの鋳造が可能にな
る約１５０℃の埋没成形材料温度に、１５ないし１７時間後にようやく到達する
ので、相対酸化度合いが非常に増大する。これに対して、本発明方法では、埋没
成形材料の性状に応じて約０．５時間なし２時間後に、埋没成形材料が１５０℃
の鋳造温度に到達するので、従来の硬化では１００％であるのに対して、相対酸
化度合いは約２５％に過ぎない。
【００２１】
全体として、モールドを積極的に冷却すると共に加熱をより迅速に行うことに
より、相対酸化度合いを大きく低減させることができ、この結果、モールドキャ
ビティへ溶融チタンを鋳造する際にチタンの酸化度合いを低下させることができ
るとの結論を得た。
より、相対酸化度合いを大きく低減させることができ、この結果、モールドキャ
ビティへ溶融チタンを鋳造する際にチタンの酸化度合いを低下させることができ
るとの結論を得た。
【図１】
本発明に係る製作プロセスにおける温度及びまたはガス密度と時間との関係を
従来の製作プロセスと比較して示す図である。
従来の製作プロセスと比較して示す図である。
【図２】
硬化中における埋没成型材料の酸化の相対的度合いの増大を示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２２Ｃ 9/04 Ｂ２２Ｃ 9/04 Ｊ
Ｂ２２Ｄ 21/06 Ｂ２２Ｄ 21/06
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＫ，ＤＭ
，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，
ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ
Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ
，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，
ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ
Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ
，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，
ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Claims (10)
- 【請求項１】 一つ以上の酸化可能成分とくにジルコニウムを含む硬化可能な埋
没成形材料からチタン鋳造用のロストモールドを製造するものであって、少なく
とも、 （ａ）溶融可能な材料からなる模型を前記埋没成形材料内に埋没させることに
よりオリジナルのモールドを成形する工程と、 （ｂ）加熱により、前記埋没成形材料を硬化させると共に前記模型の材料を溶
融させ、次いで、所定の温度−時間プロフィールに従って前記モールドを焼成炉
内で冷却させる工程とを実施する方法において、 前記モールドを保護ガス雰囲気下で硬化させることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 一つ以上の酸化可能成分とくにジルコニウムを含む硬化可能な埋
没成形材料からチタン鋳造用のロストモールドを製造するものであって、少なく
とも、 （ａ）溶融可能な材料からなる模型を前記埋没成形材料内に埋没させることに
よりモールドを成形する工程と、 （ｂ）加熱により、前記埋没成形材料を硬化させると共に前記模型の材料を溶
融させ、次いで、所定の温度−時間プロフィールに従って前記モールドを冷却さ
せる工程とを実施する方法において、 ガス密度の低い雰囲気とくに減圧下または真空中で前記モールドを硬化させる
ことを特徴とする方法。 - 【請求項３】 一つ以上の酸化可能成分とくにジルコニウムを含む硬化可能な埋
没成形材料からチタン鋳造用のロストモールドを製造するものであって、少なく
とも、 （ａ）溶融可能な材料からなる模型を前記埋没成形材料内に埋没させることに
よりモールドを成形する工程と、 （ｂ）加熱により、前記埋没成形材料を硬化させると共に前記模型の材料を溶
融させ、次いで、所定の温度−時間プロフィールに従って前記モールドを焼成炉
内で冷却させる工程とを実施する方法において、 冷却時間を短くするために、最高温度に達してからこの最高温度を保持した後
で前記モールドを積極的に冷却することを特徴とする方法。 - 【請求項４】 周囲から前記モールドとの接触領域への室温の空気の供給を増大
させて前記モールドを冷却することを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記モールドとの接触領域へ保護ガスを供給することにより前記
モールドを冷却することを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 前記モールドを硬化させる際に、前記焼成炉を毎分７℃以上の加
熱速度で前記最高温度まで加熱することを特徴とする請求項３ないし５のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項７】 （ａ）マッフルの鋳造ゲートシェーパに模型を固定する工程と、 （ｂ）前記埋没成形材料を規定量のペースト化液とかき混ぜる工程と、 （ｃ）前記埋没成形材料をマッフルに注入する工程と、 （ｄ）周囲条件下またはプレッシャポット内で前記マッフルおよび前記鋳造ゲ
ートシェーパに過剰圧力を加える工程と、 （ｅ）前記埋没成形材料を３０分以上硬化させてから前記鋳造ゲートシェーパ
を除去する工程と、 （ｆ）前記マッフルを常温の炉内に配置し、前記炉を毎分７℃以上の速度で８
５０℃（保持温度）まで加熱する工程と、 （ｇ）前記鋳造モールドが完全に加熱されるまで前記炉を前記保持温度に保持
する工程と、 （ｈ）前記炉をオフし、前記炉のドアを約１５分にわたって開くことにより前
記炉の内部を冷却する工程と、 （ｉ）前記炉の開口部の端または前記炉の通風装置上に前記モールドを配置し
、約１５分にわたって前記モールドを放置して冷却する工程と、 （ｊ）前記炉の外に前記モールドを配置して、鋳造作業のための所定温度に達
するまで前記モールドを放置する工程とを実施して、 重量が８０ｇないし１０００ｇのモールドを製造することを特徴とする請求項
３ないし６のいずれかに記載の方法。 - 【請求項８】 自動的に実施されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項９】 前記埋没成形材料が、その成分として、少なくとも、０％ないし
１ｗｔ％のＳｉＯ2、０％ないし１％のＴｉＯ2、１０％ないし４０％のＡｌ2Ｏ3 、０％ないし２％のＦｅ2Ｏ3、０％ないし１％のＭｎＯ、４０％ないし８０％の
ＭｇＯ、２％ないし１０％のＣａＯ、０％ないし２％のＮａ2Ｏ、０％ないし１
％のＫ2Ｏ、０％ないし１％のＰ2Ｏ5および０％ないし５％のＺｒを含むことを
特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１０】 歯科分野でのチタン鋳造品用のモールドの製造に用いられるこ
とを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
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