JPH04356341A - 遠心鋳造用るつぼ - Google Patents

遠心鋳造用るつぼ

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JPH04356341A
JPH04356341A JP3129723A JP12972391A JPH04356341A JP H04356341 A JPH04356341 A JP H04356341A JP 3129723 A JP3129723 A JP 3129723A JP 12972391 A JP12972391 A JP 12972391A JP H04356341 A JPH04356341 A JP H04356341A
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JP
Japan
Prior art keywords
centrifugal casting
crucible
thermal conductivity
nitride
casting
Prior art date
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Pending
Application number
JP3129723A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Yamaguchi
浩一 山口
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は歯科精密鋳造における遠
心鋳造用るつぼに関するもので、より詳細には、熱容量
が小さい耐熱層を基体表面の鋳造溶融物と接する部分に
被覆することによって鋳造性を向上させると共に耐久性
をも向上させた遠心鋳造用るつぼに関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、歯科技工における歯科補綴物の作
製には、ワックスで形状を成形したパターンを歯科鋳造
用埋没材に埋没しワックスを焼却した鋳型で金属や、ガ
ラスの材料を鋳造するロストワックス法が普及している
。特に、金、銀、パラジウム合金、ニッケル・コバルト
合金、コバルト・クロム合金、シリカ系ガラスセラミッ
ク、リン酸カルシウム系ガラスセラミックス等を鋳造す
るには図2に示されるような遠心鋳造機aが使用されて
いる。この場合、鋳型bに隣接して配置された遠心鋳造
用るつぼ3において、上記のような材料をガスバーナー
で溶融したり、他の炉で溶融して鋳造直前に溶融した材
料を注ぎ込む。
【0003】この遠心鋳造用るつぼに一般に使用されて
いるコーディエライト材質の耐火レンガの場合、100
0℃を超える融点を持つ金属、及びガラス材料を溶融す
ると侵食が激しく耐久性が乏しかったことから、より緻
密なアルミナ/ シリカ系の焼結体が使用されたもの、
同様な目的のためカーボン繊維、シリカ繊維、セラミッ
ク繊維のクロスを敷く試みがなされているものがある。
【0004】
【従来技術の課題】上記従来技術のうち、アルミナ/シ
リカ系の焼結体にあっては強度は向上したが、熱容量が
増加して熱的に不経済になっているし、また上記のその
他の試みにおいては侵食防止や保温の効果が得られるの
であるが、被覆材料の一部が鋳造体本体に混入し悪影響
を与えてしまうという欠点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明は熱伝導率が0.5 W/m ・deg 以下
である多孔質セラミックブロックの基体表面の一部、又
は全体に窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、ムライト
、コーディエライト、窒化ホウ素、黒鉛、窒化チタニウ
ム、炭化チタニウム、シリカ、マグネシアのいずれか1
種、またはそれら2種以上を、0.01〜2mm の厚
みで被覆したことを特徴とする遠心鋳造用るつぼを提供
する。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明する
【0007】実施例1 表1に示した各種セラミックス材料を用いて、図1のよ
うな遠心鋳造用るつぼの基体1をそれぞれ作製した。 尚、本発明の実施例に用いられた基体1の大きさは、長
さ50mm、幅35mm、高さ20mm、凹部の深さ1
5mmで全て同一である。
【0008】
【表1】
【0009】それぞれの熱伝導率は表1の通りである。 更にこの基体1の凹部11の表面に、90wt%Si3
 N 4 − 10wt%Al2 O 3 の組成の粉
末を泥漿状態にしたものを塗布し、乾燥後、これを窒素
ガス中で1500℃で焼成し厚さ0.5mm の被覆部
2を有する遠心鋳造用るつぼ3を得た。上記の泥漿を得
るにあったては90wt%Si3 N 4 − 10w
t%Al2 O 3 の粉末と1 wt%の有機質のバ
インダーと0.1 wt%の分散材を混ぜ、これに水を
適量注いで泥漿を用意した。
【0010】次に、82wt%Al2 O 3 − 1
8wt%SiO 2 の組成からなるファイバーから成
る多孔質セラミックの基体1を作製した。この熱伝導率
は0.14W/m ・deg で、密度は0.4 g/
cm3 であった。この基体の凹面11の表面に、表2
 の被覆部の材質を、同表の被覆の方法、及び厚みでコ
ーティングし被覆部2とし、遠心鋳造用るつぼ3をそれ
ぞれ作製した。凹部11の表面に板を接着して被覆部2
を設置する方法においては、所望の厚さの板を凹部11
の形状にあわせて用意し、これをアルミナの耐熱セメン
トを用いて接着した。
【0011】
【表2】
【0012】尚、CVD 法によるものは次の反応を用
いた。
【0013】
【化1】
【0014】これらの遠心鋳造用るつぼ3の特性を評価
するために、1500℃で溶融したガラスを鋳造した。 内張りのないコーディエライト製るつぼの場合、10回
で使用不能となったのに対して、No.1 〜3 、N
o.9 〜11、No.13 〜14、No.16〜2
0では、100 回以上使用することができた。また、
基体1の熱伝導率の高いNo.4 〜8 は基体1が緻
密であり、遠心鋳造用るつぼ3 の重量が大きくなって
しまった。そのため遠心力が不足して、気泡などの鋳造
欠陥が生じた。また、No12とNo15のように分厚
い被覆部2を有するものでは、熱容量と重量の増加とな
ってしまい同様な欠陥が生じた。
【0015】ところで、前述のようにニッケル・コバル
ト合金やコバルト・クロム合金は溶融温度1000℃を
超えるため一般に使用されている耐火レンガのガラス成
分が溶融し崩壊していくことによって侵食される。特に
鋳造材料がガラスセラミックスの場合、このガラス成分
は容易に取り込まれるので注意が必要である。ガラス成
分のない緻密な耐熱材料を使用とすると侵食を防止でき
るが、重量増加と高熱伝導率を有するようになる為、遠
心鋳造するにはかえって不向きとなってしまう。そこで
、本発明は溶融した材料が接触する部分を緻密な耐熱材
料で被覆して耐熱性を向上させている。したがって、基
体1の部分は耐熱性をそれほど必要としないので、軽量
化及び断熱効果のため基体1の材料として多孔質セラミ
ックスを使用する。
【0016】基体1に用いられる多孔質セラミックスに
おいては、気孔率が高くなれば、それだけ熱伝導率が低
くなる。多孔質セラミックスとして使用されるのに適当
なものは、一般に気孔率が15%〜90%のもので、気
孔率が15%以下のものは緻密すぎて熱伝導率が高く成
り過ぎる傾向があり、一方、気孔率が90%を越えると
強度的に問題が発生する可能性が高い。また、基体1 
への被覆にCVD 法と泥漿を使う方法が用いられる場
合、多孔質セラミックスとして使用されるのに適当なも
のは、その多孔質セラミックスの表層部の平均孔径が0
.01〜1mm のもので、平均孔径が0.01mm以
下のものは基体が緻密なものに成り過ぎ、一方、1mm
 以上のものでは孔が大き過ぎ、被覆を十分に行うこと
ができない。材料は、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ
素、シリカ、マグネシアの焼結体、及び仮焼の焼結体、
これらの材料からなるファイバー、レンガ、火山の軽石
、石膏、リン酸塩系鋳造用埋没材を焼成したものなどが
使用できる。
【0017】多孔質セラミックブロックの基体1の熱伝
導率を0.5 W/m・deg 以下にした理由は以下
の通りである。耐火レンガの場合、熱伝導率は約0.5
 W/m ・deg までのものが実用的であって、こ
れより高い熱伝導率を有した場合、溶融した材料の熱を
奪い材料の温度が下がってしまうので余分に加熱しなけ
ればならなく、したがって熱的に不経済であるし、材料
をより高温で溶融すると溶融材料の酸化や炭化が起きた
り、遠心鋳造用るつぼ3から不純物の混入を来してしま
う。
【0018】また、被覆する材料として窒化ケイ素、炭
化ケイ素、アルミナ、ムライト、コーディエライト、窒
化ホウ素、黒鉛、窒化チタニウム、炭化チタニウムを選
んだのは、これらの融点が1400℃を超え、かつ緻密
なものが得られるためである。また、シリカ、及びマグ
ネシアは融点は1400℃より低いが、上記の材料と混
合して効果的に用いられる。
【0019】多孔質セラミックブロックの基体1への被
覆方法は、上記の材料の板状の焼結体をアルミナ、シリ
カ、チタニアなどの酸化物のコロイドからなる耐熱接着
剤で内張りしたり、アルミナ、窒化ケイ素から成る生テ
ープ状成形物を基体1の曲面に合わせて成形後焼成した
ものを内張りしたり、またCVD 法によって被覆部2
を設けても良い。
【0020】また、被覆部2の厚みが0.01mm以下
では薄すぎて被覆材料を板状にすることができないし、
CVD 法では形成される被覆材料の膜である被覆部2
が薄すぎて多孔質の基体1 の表面を十分に被覆するこ
とができない。他方2mm 以上では、遠心鋳造用るつ
ぼ3自体が重くなり過ぎる上、被覆部2の熱放散性が高
くなりすぎ熱的に不経済になるため、全体を緻密なセラ
ミックスにしたのと同じになってしまう。
【0021】実施例2 82wt%Al2 O 3 −18wt % SiO2
ファイバーから成る熱伝導率が0.14W/m ・de
g 、密度が0.4 g/cm3 である図1 のよう
な多孔質セラミックブロックの基体1を作製した。 この多孔質セラミックブロックの基体1の凹部11の表
面に次のCVD反応を用いて、窒化ホウ素、黒鉛、炭化
ケイ素をコートして厚さ0.05mm被覆部2を設け遠
心鋳造用るつぼ3をそれぞれ作製した。
【0022】
【化2】
【0023】これらを1500℃溶融のガラスを鋳造し
たときの耐久性をコーディエライト材質のるつぼと比較
したところ、後者は10回で使用不能になったが、前者
は実験1 と同様、100 回以上使用することができ
た。特に窒化ホウ素、黒鉛のものについては、200 
回以上使用が可能であり、耐久性が著しく良いことが判
った。
【0024】この理由については次のように考えられる
。常圧相の窒化ホウ素、及び黒鉛は結晶構造が六方晶系
で、多孔質セラミックブロックの基体1の表面に対して
垂直方向に窒化ホウ素、または黒鉛の膜の結晶がC軸に
配向している。そして、C軸方向の熱伝導率が2W/m
 ・deg であるのに対して、基体1の表面に対して
平行なa軸方向の熱伝導率が63W/m ・degであ
るため、窒化ケイ素(13 W/m ・deg ) に
比べて極めて溶融した材料の保温効果が高い。そのため
、遠心鋳造用るつぼとしての特性に優れたものとなる。
【0025】
【効果】本発明によって遠心鋳造用るつぼの耐熱性を向
上させることができるため高融点金属、及びガラス材料
の鋳造に使用しても十分な耐久性が有る。更に、軽量化
により遠心鋳造時の回転力を高めることもできる上、保
温効果が向上し、溶融温度を下げることができるため不
純物の混入を防止でき、よって経済的効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の遠心鋳造用るつぼを示す図で、(a)
は斜視図、(b)はA−A’線における部分断面図であ
る。
【図2】一般に使用される遠心鋳造機の斜視図である。
【符号の説明】
1  :基体 11:凹部 2  :被覆部 3  :遠心鋳造用るつぼ a  :遠心鋳造機 b  :鋳型

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  熱伝導率が0.5 W/m ・deg
     以下である多孔質セラミックブロックの基体表面に窒
    化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、ムライト、コーディ
    エライト、窒化ホウ素、黒鉛、窒化チタニウム、炭化チ
    タニウム、シリカ、マグネシアのいずれか1種、または
    それら2種以上を、0.01〜2mm の厚みで被覆し
    たことを特徴とする遠心鋳造用るつぼ。
JP3129723A 1991-05-31 1991-05-31 遠心鋳造用るつぼ Pending JPH04356341A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0693865A1 (fr) * 1994-07-22 1996-01-24 Alcatel Fibres Optiques Torche à plasma par induction
JP2018171173A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 株式会社松風 りん酸塩系埋没材と併用するワックスパターンの表面処理材及びそれを用いた歯科用プレスセラミックスの製作方法
CN109320208A (zh) * 2018-12-12 2019-02-12 怀化学院 破损陶瓷坩埚再利用方法及其制备的陶瓷坩埚

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