[go: up one dir, main page]

JP2014231080A - Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting - Google Patents

Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting Download PDF

Info

Publication number
JP2014231080A
JP2014231080A JP2013113131A JP2013113131A JP2014231080A JP 2014231080 A JP2014231080 A JP 2014231080A JP 2013113131 A JP2013113131 A JP 2013113131A JP 2013113131 A JP2013113131 A JP 2013113131A JP 2014231080 A JP2014231080 A JP 2014231080A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
mold
casting
precision casting
silica
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013113131A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
英隆 小熊
Hidetaka Oguma
英隆 小熊
一剛 森
Kazutaka Mori
一剛 森
岡田 郁生
Ikuo Okada
郁生 岡田
幸郎 下畠
Sachio Shimohata
幸郎 下畠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2013113131A priority Critical patent/JP2014231080A/en
Priority to PCT/JP2014/064166 priority patent/WO2014192825A1/en
Priority to CN201480029889.4A priority patent/CN105283258B/en
Priority to KR1020157033494A priority patent/KR101761046B1/en
Priority to DE112014002622.0T priority patent/DE112014002622T5/en
Priority to US14/893,962 priority patent/US20160114384A1/en
Publication of JP2014231080A publication Critical patent/JP2014231080A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06Permanent moulds for shaped castings
    • 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
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • 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
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B22C1/181Cements, oxides or clays
    • 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
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B22C1/183Sols, colloids or hydroxide gels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B22C9/24Moulds for peculiarly-shaped castings for hollow articles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a core for precision casting with improved high-temperature strength, a production method therefor, and a mold for precision casting.SOLUTION: A core for precision casting comprises a precision casting core main body formed as a result of mixing and sintering silica particles and silica fume. A precision casting core having silica fume added thereto has smaller resistance during heating/injection molding and improved fluidity as a result of silica fume addition. As a result, injection molding pressure when producing cores can be reduced because fluidity is improved. Furthermore, the present invention can be applied to thin-walled molded articles requiring improved fluidity and molded articles having a complicated shape.

Description

本発明は、精密鋳造用中子及びその製造方法、精密鋳造用鋳型に関するものである。   The present invention relates to a core for precision casting, a manufacturing method thereof, and a mold for precision casting.

精密鋳造品として、例えばガスタービンに用いられる動翼がある。ガスタービンは、作動流体を燃焼器で燃焼させて高温高圧の作動流体とし、この作動流体によりタービンを回転させるようにしている。すなわち、圧縮機で圧縮した作動流体を燃焼器で燃焼させ、エネルギーを高め、そのエネルギーをタービンで回収して回転力を生じさせ、それによって発電を行うようにしている。タービン部には、タービンロータが設けられ、該タービンロータの外周には、ガスタービン動翼が少なくとも一以上設けられている。   Examples of precision castings include moving blades used in gas turbines. In a gas turbine, a working fluid is burned in a combustor to form a high-temperature and high-pressure working fluid, and the turbine is rotated by the working fluid. That is, the working fluid compressed by the compressor is burned by the combustor, energy is increased, and the energy is recovered by the turbine to generate a rotational force, thereby generating electric power. The turbine section is provided with a turbine rotor, and at least one gas turbine rotor blade is provided on the outer periphery of the turbine rotor.

ここで、陸用ガスタービンやジェットエンジンのタービン翼は、高温に晒されるため、内部に冷却用の冷却媒体(空気)を流すための複雑な冷却構造(空気孔)を有する。この様な内部冷却構造を構成するために、冷却媒体の流通路と同形状をした中子(シリカ質)を鋳型の内部に配置(設置)し、鋳込み、冷却を行うことにより、金属鋳物品が得られる。この際、鋳型を壊すことにより、外形は得られるが、中に中子が残った状態であり、これを取り除くため、通常はアルカリ(NaOHやKOH等)による溶解除去が行われる。   Here, since the turbine blades of the land gas turbine and the jet engine are exposed to a high temperature, they have a complicated cooling structure (air hole) for flowing a cooling medium (air) for cooling inside. In order to construct such an internal cooling structure, a core (silica) having the same shape as the flow path of the cooling medium is placed (installed) inside the mold, cast, and cooled, so that a cast metal article Is obtained. At this time, the outer shape can be obtained by breaking the mold, but the core remains in the mold. In order to remove this, dissolution and removal with an alkali (NaOH, KOH, etc.) is usually performed.

従って、中子は、アルカリへの溶解性を有している必要があり、シリカ質材料(SiO2)が使用されている(特許文献1)。 Therefore, the core needs to have solubility in alkali, and a siliceous material (SiO 2 ) is used (Patent Document 1).

ここで、精密鋳造用中子は、溶融シリカ(SiO2)等のシリカ質材料を射出成形あるいはスリップキャストなどの方法により成形した後、熱処理して得られる。
射出成形法は、セラミックスの粉末とワックスを混練した後、ワックスを加熱溶融させた材料を金型内に射出注入し、冷却・固化させる事によって、成形品を得る方法である。
また、スリップキャスト成形は、セラミックスの粉末を水などに混ぜてスラリを作り、これを石こう製などの溶液を吸う材質でできた成形型に注ぎ込んで乾燥し、成形する方法である。
Here, the core for precision casting is obtained by molding a siliceous material such as fused silica (SiO 2 ) by a method such as injection molding or slip casting, and then performing a heat treatment.
The injection molding method is a method of obtaining a molded product by kneading ceramic powder and wax, then injecting and injecting a material obtained by heating and melting the wax into a mold, and cooling and solidifying the material.
Slip cast molding is a method in which ceramic powder is mixed with water or the like to form a slurry, which is poured into a mold made of a material that absorbs a solution such as gypsum, dried, and molded.

特開平6−340467号公報JP-A-6-340467

ところで、このシリカ質材料は、一般には、石英を電融して得られたインゴットを、粉砕して作成されるため、比較的、粒度が粗い、という問題がある。このような材料を、射出成型などの方法で中子形状に成形して、熱処理(焼成)されたものが使用されているが、粒度が粗いため、焼結体の強度は低いものとなる。
また、射出成型時の材料の流動性が低いため、高い射出圧力を要する、という問題がある。
By the way, this siliceous material is generally produced by pulverizing an ingot obtained by electromelting quartz, so that there is a problem that the particle size is relatively coarse. A material obtained by molding such a material into a core shape by a method such as injection molding and heat-treating (firing) is used. However, since the particle size is coarse, the strength of the sintered body is low.
Moreover, since the fluidity | liquidity of the material at the time of injection molding is low, there exists a problem that a high injection pressure is required.

さらに、現状の中子は、アルカリ溶解性を主眼に製造されているため、高温強度が低いなどの問題がある。
また、射出成形法において、その成形後、焼結された中子には、その表面に多数の孔があるため、強度が低く、さらには、この孔が起点となって、鋳込時に中子が壊れる可能性が懸念される、という問題がある。
よって、高温強度が向上した精密鋳造用中子の出現が切望されている。
Furthermore, since the present core is manufactured mainly for alkali solubility, there are problems such as low high-temperature strength.
In addition, in the injection molding method, after the molding, the sintered core has a large number of holes on its surface, so the strength is low. There is a problem that there is a concern about the possibility of breaking.
Therefore, the appearance of a core for precision casting with improved high temperature strength is eagerly desired.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、流動性が良好で、さらには高温強度が向上した精密鋳造用中子及びその製造方法、精密鋳造用鋳型を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a precision casting core with good flowability and improved high-temperature strength, a method for producing the same, and a casting mold for precision casting. .

上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、シリカ質粒子とシリカフュームとを混合して焼結し、精密鋳造用中子本体を形成してなることを特徴とする精密鋳造用中子にある。   A first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is for precision casting, characterized in that a siliceous particle and silica fume are mixed and sintered to form a core body for precision casting. In the core.

第2の発明は、第1の発明において、前記焼結された精密鋳造用中子本体の表面に被覆層を形成してなることを特徴とする精密鋳造用中子にある。   A second invention is the precision casting core according to the first invention, wherein a coating layer is formed on the surface of the sintered precision casting core body.

第3の発明は、鋳物の製造に用いる精密鋳造用鋳型であって、前記鋳物の内部の空洞部分に対応する形状の請求項1又は2の精密鋳造用中子と、前記鋳物の外周面の形状に対応する外側鋳型と、を有することを特徴とする精密鋳造用鋳型にある。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a precision casting mold for use in manufacturing a casting, the core for precision casting according to claim 1 or 2 having a shape corresponding to a hollow portion inside the casting, and an outer peripheral surface of the casting. A precision casting mold characterized by having an outer mold corresponding to the shape.

第4の発明は、シリカ質粒子を主成分とする精密鋳造用中子本体の焼結処理体を、シリカ質材料とアルミナ質材料とからなる被覆材料に浸漬し、次いで乾燥し、その後熱処理をし、精密鋳造用中子本体の表面に被覆層を形成することを特徴とする精密鋳造用中子の製造方法にある。   According to a fourth aspect of the invention, a sintered body of a precision casting core body mainly composed of siliceous particles is immersed in a coating material composed of a siliceous material and an alumina material, then dried, and then subjected to heat treatment. And a method for producing a core for precision casting, wherein a coating layer is formed on the surface of the core body for precision casting.

第5の発明は、第4の発明において、前記シリカ質材料がシリカゾルであり、前記アルミナ質材料がアルミナゾルであることを特徴とする精密鋳造用中子の製造方法にある。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a core for precision casting according to the fourth aspect, wherein the siliceous material is silica sol, and the alumina material is alumina sol.

本発明によれば、粒度が粗いシリカ質粒子に、球形超微粒子のシリカフュームを添加することで、調製したコンパウンドの流動性が向上する。これにより、中子製作時の射出成型圧力の低減を図ることができる。   According to this invention, the fluidity | liquidity of the prepared compound improves by adding the silica fume of a spherical ultrafine particle to the siliceous particle | grains with a coarse particle size. Thereby, reduction of the injection molding pressure at the time of core manufacture can be aimed at.

さらに、焼結された精密鋳造用中子本体の表面に、粒径の異なる2種類のシリカ質材料の被覆層を形成することで、焼結時に発生した表面の孔を封孔することとなり、中子の強度が向上すると共に、孔が封止されるので、鋳込時に中子が壊れることを防止することができる、という効果を奏する。   Furthermore, by forming a coating layer of two types of siliceous materials having different particle sizes on the surface of the sintered precision casting core body, the surface holes generated during sintering will be sealed, Since the strength of the core is improved and the hole is sealed, the core can be prevented from being broken during casting.

図1は、試験例2のシリカフュームの添加量と、強度との関係を示す図である。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of silica fume added in Test Example 2 and the strength. 図2は、試験例3のシリカフュームの添加量と、強度との関係を示す図である。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of silica fume added in Test Example 3 and the strength. 図3は、鋳造方法の工程の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the process of the casting method. 図4は、鋳型製造方法の工程の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of steps of the mold manufacturing method. 図5は、中子の製造工程を模式的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a manufacturing process of the core. 図6は、金型の一部を模式的に示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view schematically showing a part of the mold. 図7は、ろう型の製造工程を模式的に示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a wax mold manufacturing process. 図8は、ろう型にスラリーを塗布する構成を模式的に示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing a configuration in which slurry is applied to a wax mold. 図9は、外側鋳型の製造工程を模式的に示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a manufacturing process of the outer mold. 図10は、鋳型製造方法の一部工程を模式的に示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view schematically showing a part of the mold manufacturing method. 図11は、鋳造方法の一部工程を模式的に示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a part of the casting method. 図12は、実施例2に係る中子の製造工程を模式的に示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing a manufacturing process of the core according to the second embodiment. 図13は、精密鋳造用中子の断面構成図である。FIG. 13 is a cross-sectional configuration diagram of a precision casting core.

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following description. In addition, constituent elements in the following description include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range.

本発明に係る精密鋳造用中子は、シリカ質粒子とシリカフューム(粒径0.15μm)とを混合して焼結し、精密鋳造用中子本体を形成してなるものである。   The core for precision casting according to the present invention is obtained by mixing and sintering siliceous particles and silica fume (particle size: 0.15 μm) to form a core body for precision casting.

ここで、シリカ質粒子は、例えばシリカ砂、シリカフラワー等の溶融シリカ(SiO2)から形成されている。 Here, the siliceous particles are formed of fused silica (SiO 2 ) such as silica sand and silica flour.

この中子本体18aは、公知の方法で製造され、シリカ質粒子として、シリカ砂(220メッシュ(20〜70μm)又は350メッシュ(20〜40μm))のもの単体、又は例えばシリカフラワー(例えば800メッシュ(10〜20μm))と、シリカ砂(例えば220メッシュ又は350メッシュ)とを用い1:1の重量割合で混合したものに、シリカフューム(粒径0.15μm)を添加し、これにワックスを加えて、加熱混練し、コンパウンドを得る。
ここで、シリカフュームは粒径0.05〜0.5μmとするのが好ましい。
The core body 18a is manufactured by a known method, and as siliceous particles, silica sand (220 mesh (20 to 70 μm) or 350 mesh (20 to 40 μm)) alone or, for example, silica flour (for example, 800 mesh). (10-20 μm)) and silica sand (for example, 220 mesh or 350 mesh) mixed at a weight ratio of 1: 1, silica fume (particle size 0.15 μm) is added, and wax is added thereto And knead to obtain a compound.
Here, the silica fume preferably has a particle size of 0.05 to 0.5 μm.

ここで、シリカ質粒子に配合するシリカフュームは、後述の試験例に示すように、5重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上とするのが良い。これは、5重量%未満の添加では、中子の強度向上にあまり寄与しないからである。   Here, the silica fume to be blended with the siliceous particles is 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more, and more preferably 20% by weight or more, as shown in Test Examples described later. This is because the addition of less than 5% by weight does not contribute much to the improvement of the core strength.

この得られたコンパウンドを、射出成形により成形し中子用成形体を得る。
その後、例えば600℃までの脱脂処理を行い、次いで例えば1,200℃における焼結処理を行い、中子本体18aを得る。
The obtained compound is molded by injection molding to obtain a core molded body.
Thereafter, a degreasing process up to, for example, 600 ° C. is performed, and then a sintering process is performed at, for example, 1,200 ° C. to obtain the core body 18a.

粒度が粗いシリカ質粒子に、球形超微粒子のシリカフュームを添加することで、調製したコンパウンドの流動性が向上する。これにより、中子製作時の射出成型圧力の低減を図ることができる。   By adding silica fume of spherical ultrafine particles to siliceous particles having a coarse particle size, the fluidity of the prepared compound is improved. Thereby, reduction of the injection molding pressure at the time of core manufacture can be aimed at.

<試験例1>
本発明の流動性の効果を示す試験例について、説明する。
射出成型性向上を図った、コンパウンドの流動性比較について試験した。
シリカ質粒子(例えば220メッシュ)に、ワックス(熱可塑性)10重量%を加え、混練してコンパウンド化し、これを比較のコンパウンドとする。
シリカ質粒子(例えば220メッシュ)に、シリカフュームを重量比9:1で混合し、10重量%のワックス(熱可塑性)を加え、混練してコンパウンド化し、これを本試験のコンパウンドとする。
<Test Example 1>
Test examples showing the fluidity effect of the present invention will be described.
A comparison was made of the fluidity of the compounds to improve the injection moldability.
10% by weight of wax (thermoplastic) is added to siliceous particles (for example, 220 mesh), kneaded to form a compound, which is used as a comparative compound.
Silica particles (for example, 220 mesh) are mixed with silica fume at a weight ratio of 9: 1, 10% by weight of wax (thermoplastic) is added and kneaded to form a compound, which is used as a compound for this test.

従来のシリカフュームを添加しないもの(比較品コンパウンド)と、シリカフュームを添加したもの(試験品コンパウンド)との各コンパウンドを射出成型機に入れ、加熱射出した際の圧力を比較した。   Each compound of the conventional silica fume not added (comparative product compound) and the silica fume added (test product compound) was put into an injection molding machine, and the pressure when heated and injected was compared.

シリカ質粒子のみの従来の比較品コンパウンドを100とした場合、シリカフュームを10重量%添加した試験品コンパウンドは85と、抵抗が小さくなり、シリカフューム添加による流動性の向上を確認した。   Assuming that the conventional comparative compound containing only siliceous particles is 100, the resistance of the test product compound to which 10% by weight of silica fume was added was 85, and the improvement in fluidity was confirmed by the addition of silica fume.

この結果、試験品コンパウンドにおいては、流動性が向上するので、中子製作時の射出成形圧力の低減を図ることができた。また、流動性が向上する薄肉成形品、複雑形状成形品への適用が可能となる。   As a result, in the test compound, the fluidity was improved, so that it was possible to reduce the injection molding pressure when the core was manufactured. In addition, it can be applied to thin-walled molded products with improved fluidity and molded products with complex shapes.

<試験例2>
本発明の強度の効果を示す試験例について、説明する。
本試験例では、シリカ砂(220メッシュ:20〜70μm)に、各々シリカフュームを10重量%、20重量%、30重量%、40重量%と添加したものにワックスを加えて、加熱混練し、試験品コンパウンドを得る。ここで、シリカ砂は龍森社製「RD− 120」(商品名)を用いた。
この得られた各試験品コンパウンドを用いて、射出成形により成形体を得る。
各評価試験体として、幅30×長200×厚5mmを得た。
<Test Example 2>
Test examples showing the effect of the strength of the present invention will be described.
In this test example, wax was added to silica sand (220 mesh: 20 to 70 μm) added with 10%, 20%, 30%, and 40% silica fume, and kneaded by heating. Get a product compound. Here, “RD-120” (trade name) manufactured by Tatsumori Co., Ltd. was used as the silica sand.
A molded body is obtained by injection molding using each of the obtained test product compounds.
As each evaluation specimen, width 30 × length 200 × thickness 5 mm was obtained.

次に、600℃までの脱脂処理及び1,200℃における焼結処理を行い、中子本体用の評価試験体を得た。
この得られた評価試験体の強度を測定した。
ここで、強度試験は、JIS R 1601による「セラミックスの曲げ強さ(1981)」に準拠しておこなった。
Next, degreasing treatment up to 600 ° C. and sintering treatment at 1,200 ° C. were performed to obtain an evaluation test body for the core body.
The strength of the obtained evaluation specimen was measured.
Here, the strength test was performed according to “Bending strength of ceramics (1981)” according to JIS R 1601.

試験例2の試験結果を図1に示す。図1は、試験例2のシリカフュームの添加量と、強度との関係を示す図である。
図1に示すように、シリカフューム添加量の増加に伴い、曲げ強度は上昇し、20重量%まで増加した。なお、20重量%以上の添加については、強度向上の割合は小さかった。
The test result of Test Example 2 is shown in FIG. FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of silica fume added in Test Example 2 and the strength.
As shown in FIG. 1, the bending strength increased with an increase in the amount of silica fume added and increased to 20% by weight. In addition, about 20 weight% or more addition, the ratio of strength improvement was small.

この結果、配合するシリカフュームは微粒子であり、添加量が多過ぎると、緻密化が激しくなり、中子のアルカリ溶解に時間を要することが懸念されることから、中子の強度向上には、シリカフュームの添加量は、5重量%〜30重量%の範囲、好適には10重量%〜30重量%の範囲が好ましいことが確認された。   As a result, the silica fume to be blended is a fine particle, and if the addition amount is too large, the densification becomes intense and there is a concern that it takes time to dissolve the core with alkali. It was confirmed that the addition amount of is preferably in the range of 5 to 30% by weight, and preferably in the range of 10 to 30% by weight.

このように、粒度が粗いシリカ質粒子に、球形超微粒子のシリカフュームを添加し、コンパウンドを調製することで、中子材の組織が緻密化し、曲げ強度の向上が発揮されることが確認された。   As described above, it was confirmed that the core material was densified and the bending strength was improved by adding a spherical ultrafine silica fume to a coarse siliceous particle and preparing a compound. .

<試験例3>
試験例2において、シリカ砂の粒子を350メッシュ(20〜40μm)とした以外は、試験例2と同様に操作し、曲げ試験を行った。
試験例3の試験結果を図2に示す。図2は、試験例3のシリカフュームの添加量と、強度との関係を示す図である。
図2に示すように、試験例2よりもシリカ砂を細かいものとしているので、初期の曲げ強度の値は高いものであった。また、シリカフューム添加量の増加に伴い、曲げ強度は上昇し、20重量%まで増加した。なお、30重量%以上の添加については、強度向上の割合は小さかった。図2により、中子の強度向上には、シリカフュームの添加量は、5重量%〜30重量%の範囲、好適には10重量%〜30重量%の範囲が好ましいことが確認された。
<Test Example 3>
In Test Example 2, a bending test was performed in the same manner as in Test Example 2 except that the silica sand particles were 350 mesh (20 to 40 μm).
The test result of Test Example 3 is shown in FIG. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of silica fume added in Test Example 3 and the strength.
As shown in FIG. 2, since the silica sand was made finer than in Test Example 2, the value of the initial bending strength was high. Moreover, with the increase in the amount of silica fume added, the bending strength increased and increased to 20% by weight. In addition, about 30 weight% or more addition, the ratio of strength improvement was small. 2. From FIG. 2, it was confirmed that the addition amount of silica fume is preferably in the range of 5% by weight to 30% by weight, and preferably in the range of 10% by weight to 30% by weight for improving the strength of the core.

以下、本発明の精密鋳造用中子を配した鋳型を用いた鋳造方法について説明する。   Hereinafter, a casting method using a mold having the precision casting core of the present invention will be described.

図3は、鋳造方法の工程の一例を示すフローチャートである。以下、図2を用いて、鋳造方法について説明する。ここで、図2に示す処理は、全自動で実行しても良いし、オペレータが各工程を実行する装置を操作して実行しても良い。本実施形態の鋳造方法は、鋳型を作製する(ステップS1)。鋳型は、予め作製しておいても良いし、鋳造を実行する毎に作製しても良い。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of the process of the casting method. Hereinafter, the casting method will be described with reference to FIG. Here, the processing shown in FIG. 2 may be executed fully automatically, or may be executed by an operator operating an apparatus that executes each process. The casting method of this embodiment produces a casting mold (step S1). The mold may be produced in advance or may be produced each time casting is performed.

以下、図4から図10を用いて、ステップS1の工程で実行する本実施形態の鋳型製造方法について説明する。図4は、鋳型製造方法の工程の一例を示すフローチャートである。ここで、図4に示す処理は、全自動で実行しても良いし、オペレータが各工程を実行する装置を操作して実行しても良い。   Hereinafter, the mold manufacturing method of the present embodiment executed in the step S1 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing an example of steps of the mold manufacturing method. Here, the processing shown in FIG. 4 may be executed fully automatically, or may be executed by an operator operating an apparatus that executes each process.

鋳型製造方法は、中子(コア)を作製する(ステップS12)。中子は、鋳型で作製する鋳物の内部の空洞に対応する形状である。つまり、中子は、鋳物の内部の空洞に対応する部分に配置されることで、鋳造時に鋳物となる金属が流れ込むことを抑制する。以下、図5を用いて、中子の製造工程について説明する。   The mold manufacturing method produces a core (core) (step S12). The core has a shape corresponding to a cavity inside a casting made of a mold. That is, the core is arranged in a portion corresponding to the cavity inside the casting, thereby suppressing the metal that becomes the casting from flowing in at the time of casting. Hereinafter, the manufacturing process of the core will be described with reference to FIG.

図5は、中子の製造工程を模式的に示す説明図である。鋳型製造方法は、図5に示すように金型12を準備する(ステップS101)。金型12は、中子に対応する領域が空洞となっている。中子の空洞となる部分が凸部12aとなる。なお、図5では、金型12の断面で示しているが、金型12は、空間に材料を注入する開口や空気を抜く穴以外は、基本的に中子に対応する領域の全周を覆う空洞となっている。鋳型鋳造方法は、矢印14に示すようにセラミックスラリー16を、金型12の空間に材料を注入する開口から金型12の内部に注入する。具体的には、セラミックスラリー16を金型12の内部に噴射する、いわゆる射出成形で中子18を作製する。鋳型製造方法は、金型12の内部に中子18を作製したら、金型12から中子18を取り外し、取り外した中子18を焼成炉20に設置し、焼成させる。これにより、セラミックスで形成された中子18を焼き固める(ステップS102)。   FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a manufacturing process of the core. In the mold manufacturing method, a mold 12 is prepared as shown in FIG. 5 (step S101). The mold 12 has a hollow area corresponding to the core. The portion that becomes the cavity of the core becomes the convex portion 12a. In FIG. 5, the cross section of the mold 12 is shown, but the mold 12 basically has the entire circumference of the region corresponding to the core other than the opening for injecting the material into the space and the hole for extracting air. It is a covering cavity. In the mold casting method, the ceramic slurry 16 is injected into the mold 12 through an opening for injecting material into the space of the mold 12 as indicated by an arrow 14. Specifically, the core 18 is produced by so-called injection molding in which the ceramic slurry 16 is injected into the mold 12. In the mold manufacturing method, when the core 18 is produced inside the mold 12, the core 18 is removed from the mold 12, and the removed core 18 is placed in the firing furnace 20 and fired. Thereby, the core 18 formed of ceramics is baked and hardened (step S102).

鋳型製造方法は、中子18を作製したら、外部金型の作製を行う(ステップS14)。外部金型は、内周面が鋳物の外周面に対応した形状となる。金型は、金属で形成しても良いし、セラミックスで形成しても良い。図6は、金型の一部を模式的に示す斜視図である。図6に示す金型22aは、内周面に形成された凹部が鋳物の外周面に対応している。なお、図6では、金型22aのみを示したが、金型22aに対応し、内周面に形成された凹部を塞ぐ向きに金型22aに対応する金型も作製する。鋳型製造方法は、2つの金型を合わせることで、内周面が鋳物の外周面に対応した型となる。   In the mold manufacturing method, when the core 18 is manufactured, an external mold is manufactured (step S14). The outer mold has a shape in which the inner peripheral surface corresponds to the outer peripheral surface of the casting. The mold may be made of metal or ceramics. FIG. 6 is a perspective view schematically showing a part of the mold. In the mold 22a shown in FIG. 6, the recess formed on the inner peripheral surface corresponds to the outer peripheral surface of the casting. In FIG. 6, only the mold 22 a is shown, but a mold corresponding to the mold 22 a and corresponding to the mold 22 a is also produced so as to close the concave portion formed on the inner peripheral surface. In the mold manufacturing method, two molds are combined to form a mold whose inner peripheral surface corresponds to the outer peripheral surface of the casting.

鋳型製造方法は、外部金型を作製したら、ろう型(ワックス型)の作製を行う(ステップS16)。以下、図7を用いて説明する。図7は、ろう型の製造工程を模式的に示す説明図である。鋳型製造方法は、金型22aの所定位置に中子18を設置する(ステップS110)。その後、金型22aに対応する金型22bを、金型22aの凹部が形成されている面に被せ、中子18の周囲を金型22a、22bで囲み、中子18と金型22a、22bとの間に空間24を形成する。鋳型製造方法は、矢印26に示すように、空間24と連結された配管から空間24の内部に向けてWAX28の注入を開始する(ステップS112)。WAX28は、所定の温度以上に加熱されると溶けるような、融点が比較的低温の物質、例えばろうである。鋳型製造方法は、空間24の全域にWAX28を充填させる(ステップS113)。その後、WAX28を固化させることで、中子18の周囲をWAX28が囲んだろう型30を形成する。ろう型30は、基本的にWAX28で形成される部分が製造する目的の鋳物と同じ形状となる。その後、鋳物製造方法は、ろう型30を金型22a、22bから分離し、湯口32を取り付ける(ステップS114)。湯口32は、鋳造時に溶けた金属である溶湯が投入される口である。鋳型製造方法は、以上のようにして、内部に中子18を含み、鋳物と同一の形状のWAX28で形成されたろう型30を作製する。   After producing the external mold, the mold manufacturing method produces a wax mold (wax mold) (step S16). Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a wax mold manufacturing process. In the mold manufacturing method, the core 18 is installed at a predetermined position of the mold 22a (step S110). Thereafter, a mold 22b corresponding to the mold 22a is placed on the surface of the mold 22a where the recess is formed, and the core 18 is surrounded by the molds 22a and 22b, and the core 18 and the molds 22a and 22b are surrounded. A space 24 is formed between the two. The mold manufacturing method starts injection of WAX 28 from the pipe connected to the space 24 toward the inside of the space 24 as indicated by an arrow 26 (step S112). WAX 28 is a substance having a relatively low melting point, such as wax, which melts when heated above a predetermined temperature. In the mold manufacturing method, the entire space 24 is filled with the WAX 28 (step S113). Thereafter, the wax 28 is solidified to form the wax mold 30 in which the core 18 is surrounded by the wax 28. The wax mold 30 basically has the same shape as the casting for which the part formed by the WAX 28 is manufactured. Thereafter, in the casting manufacturing method, the wax mold 30 is separated from the molds 22a and 22b, and the gate 32 is attached (step S114). The gate 32 is a port into which molten metal, which is a metal melted during casting, is charged. As described above, the mold manufacturing method produces the solder mold 30 including the core 18 inside and formed of the WAX 28 having the same shape as the casting.

鋳型製造方法は、ろう型30を作製したら、スラリー塗布(ディッピング)を行う(ステップS18)。図8は、ろう型にスラリーを塗布する構成を模式的に示す説明図である。図9は、外側鋳型の製造工程を模式的に示す説明図である。鋳型製造方法は、図8に示すように、スラリー40が貯留された貯留部41にろう型30を浸漬させ、取り出した後、乾燥を行う(ステップS19)。これにより、ろう型30の表面にプライム層101Aを形成することができる。
ここで、ステップS18で塗布するスラリーは、ろう型30に直接塗布されるスラリーである。このスラリー40は、アルミナ超微粒子が単一分散されたスラリーを用いる。このスラリー40には、フラワーとして350メッシュ程度の耐火性の微粒子、例えばジルコニアを用いることが好ましい。また、分散剤としてポリカルボン酸を用いることが好ましい。また、スラリー40には、消泡剤(シリコン系の物質)や、濡れ性改善剤を微量、例えば0.01%添加することが好ましい。濡れ性改善剤を添加することで、スラリー40のろう型30への付着性を向上させることができる。
In the mold manufacturing method, when the wax mold 30 is produced, slurry application (dipping) is performed (step S18). FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing a configuration in which slurry is applied to a wax mold. FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a manufacturing process of the outer mold. In the mold manufacturing method, as shown in FIG. 8, the wax mold 30 is immersed in the storage portion 41 in which the slurry 40 is stored, and is taken out and then dried (step S19). Thereby, the prime layer 101 </ b> A can be formed on the surface of the wax mold 30.
Here, the slurry applied in step S <b> 18 is a slurry applied directly to the wax mold 30. As the slurry 40, a slurry in which alumina ultrafine particles are monodispersed is used. In the slurry 40, it is preferable to use refractory fine particles of about 350 mesh, such as zirconia, as flour. Moreover, it is preferable to use polycarboxylic acid as a dispersing agent. Further, it is preferable to add a small amount, for example, 0.01%, of an antifoaming agent (silicon-based substance) or a wettability improving agent to the slurry 40. By adding the wettability improving agent, the adhesion of the slurry 40 to the wax mold 30 can be improved.

鋳型製造方法は、図8に示すように、スラリー40でスラリー塗布を行って、乾燥しプライム層(第1乾燥膜)101Aを有するろう型を、さらにスラリー塗布(ディッピング)を行う(ステップS20)。次いで、図9に示すように、この濡れているスラリーの表面にスタッコ材54としてジルコンスタッコ粒(平均粒径0.8mm)を振掛けるスタッコイングを行う(ステップS21)。その後スラリー層の表面にスタッコ材54が付着されたものを乾燥し、プライム層(第1乾燥膜)101Aの上に第1バックアップ層(第2乾燥膜)104−1を形成した(ステップS22)。
この第1バックアップ層(第2乾燥膜)104−1の形成工程と同様の操作を複数回(例えばn:6〜10回)繰り返す判断を行う(ステップS23)。所定回数(n)の第nバックアップ層104−nを積層させ(ステップS23:Yes)、複層バックアップ層105Aが形成された厚みが例えば10mmの外側鋳型となる乾燥成形体106Aを得る。
In the mold manufacturing method, as shown in FIG. 8, slurry application is performed with the slurry 40, and the solder mold having the prime layer (first dry film) 101A is further applied with slurry (dipping) (step S20). . Next, as shown in FIG. 9, stuccoing is performed by sprinkling zircon stucco grains (average particle size 0.8 mm) as the stucco material 54 on the surface of the wet slurry (step S21). After that, the surface of the slurry layer with the stucco material 54 attached is dried, and the first backup layer (second dry film) 104-1 is formed on the prime layer (first dry film) 101A (step S22). .
A determination is made to repeat the same operation as that for forming the first backup layer (second dry film) 104-1 a plurality of times (for example, n: 6 to 10 times) (step S23). A predetermined number (n) of the n-th backup layers 104-n are stacked (step S23: Yes) to obtain a dry molded body 106A which is an outer mold having a thickness of, for example, 10 mm on which the multilayer backup layer 105A is formed.

鋳型製造方法は、プライム層101Aと複層バックアップ層105Aの複数層が形成された乾燥成形体106Aを得たら、当該乾燥成形体106Aに対して熱処理を行う(ステップS24)。具体的には、外側鋳型と中子との間にあるWAXを除去し、さらに外側鋳型と中子とを焼成させる。以下、図10を用いて説明する。図10は、鋳型製造方法の一部工程を模式的に示す説明図である。鋳型製造方法は、ステップS130に示すように、プライム層101Aと複層バックアップ層105Aの複数層が形成された外側鋳型となる乾燥成形体106をオートクレーブ60の内部に入れ、加熱する。オートクレーブ60は、内部を加圧蒸気で満たすことで、乾燥成形体106内のろう型30を加熱する。これにより、ろう型30を構成するWAXが溶け、溶融WAX62が乾燥成形体106で囲まれた空間64から排出される。
鋳型製造方法は、溶けたWAX62を空間64から排出することで、ステップS131に示すように、外側鋳型となる乾燥成形体106と、中子18との間のWAXが充填されていた領域に空間64が形成された鋳型72が作製される。その後、鋳型製造方法は、ステップS132に示すように、外側鋳型となる乾燥成形体106と中子18との間に空間64が形成された鋳型72を、焼成炉70で加熱する。これにより、鋳型72は、外側鋳型となる乾燥成形体106に含まれる水成分や不要な成分が除去され、さらに、焼成されることで硬化され、外側鋳型61が形成される。鋳物製造方法は、以上のようにして鋳型72を作製する。
In the mold manufacturing method, after obtaining the dry molded body 106A on which a plurality of layers of the prime layer 101A and the multilayer backup layer 105A are obtained, the dry molded body 106A is subjected to heat treatment (step S24). Specifically, WAX between the outer mold and the core is removed, and the outer mold and the core are further fired. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory view schematically showing a part of the mold manufacturing method. In the mold manufacturing method, as shown in step S130, a dry molded body 106 serving as an outer mold in which a plurality of layers of a prime layer 101A and a multilayer backup layer 105A is formed is placed in the autoclave 60 and heated. The autoclave 60 heats the wax mold 30 in the dry molded body 106 by filling the interior with pressurized steam. As a result, the wax forming the wax mold 30 is melted and the molten wax 62 is discharged from the space 64 surrounded by the dry molded body 106.
In the mold manufacturing method, the melted WAX 62 is discharged from the space 64, so that the space between the dry molded body 106 serving as the outer mold and the core 18 is filled with space as shown in step S131. A mold 72 in which 64 is formed is produced. Thereafter, in the mold manufacturing method, as shown in step S <b> 132, the mold 72 in which the space 64 is formed between the dry molded body 106 serving as the outer mold and the core 18 is heated in the firing furnace 70. As a result, the mold 72 is cured by firing by removing water components and unnecessary components contained in the dry molded body 106 serving as the outer mold, and the outer mold 61 is formed. In the casting manufacturing method, the mold 72 is produced as described above.

図3と図11を用いて、鋳造方法の説明を続ける。図11は、鋳造方法の一部工程を模式的に示す説明図である。鋳造方法は、ステップS1で鋳型を作製したら、鋳型の予熱を行う(ステップS2)。例えば、鋳型を炉(真空炉、焼成炉)内に配置し、800℃以上900℃以下まで加熱する。予熱を行うことで、鋳物の製造時に鋳型に溶湯(溶けた金属)を注入した際に鋳型が損傷することを抑制することができる。   The description of the casting method will be continued with reference to FIGS. FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a part of the casting method. In the casting method, when the mold is produced in step S1, the mold is preheated (step S2). For example, the mold is placed in a furnace (vacuum furnace, firing furnace) and heated to 800 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. By performing preheating, it is possible to prevent the mold from being damaged when molten metal (melted metal) is injected into the mold at the time of casting production.

鋳造方法は、鋳型を予熱したら、注湯を行う(ステップS3)。つまり、図11のステップS140に示すように、溶湯80、つまり溶解した鋳物の原料(例えば鋼)を鋳型72の開口から外側鋳型61と中子18との間に注入する。   In the casting method, when the mold is preheated, pouring is performed (step S3). That is, as shown in step S <b> 140 of FIG. 11, a molten metal 80, that is, a molten casting material (for example, steel) is injected between the outer mold 61 and the core 18 from the opening of the mold 72.

鋳造方法は、鋳型72に注いだ溶湯80を固化させたら、外側鋳型61を除去する(ステップS4)。つまり、図11のステップS141に示すように、鋳型72の内部で溶湯が固まって鋳物90となったら、外側鋳型61を粉砕して破片61aとして、鋳物90から取り外す。   In the casting method, after the molten metal 80 poured into the mold 72 is solidified, the outer mold 61 is removed (step S4). That is, as shown in step S141 in FIG. 11, when the molten metal hardens into the casting 90 inside the mold 72, the outer mold 61 is crushed and removed from the casting 90 as a broken piece 61a.

鋳造方法は、外側鋳型61を鋳物90から除去したら、脱中子処理を行う(ステップS5)。つまり、図11のステップS142に示すように、オートクレーブ92の内部に鋳物90を入れ、脱中子処理を行うことで、鋳物90の内部の中子18を溶解し、溶解した溶解中子94を鋳物90の内部から排出する。具体的にはオートクレーブ92の内部で鋳物90をアルカリ溶液に投入し、加圧、減圧を繰り返すことで、鋳物90から溶解中子94を排出する。   In the casting method, when the outer mold 61 is removed from the casting 90, the core removal process is performed (step S5). That is, as shown in step S142 of FIG. 11, the casting 90 is put into the autoclave 92 and the core removal process is performed to melt the core 18 inside the casting 90, and the melted melting core 94 is removed. It discharges from the inside of the casting 90. Specifically, the casting 90 is put into an alkaline solution inside the autoclave 92, and the melting core 94 is discharged from the casting 90 by repeating pressurization and decompression.

鋳造方法は、脱中子処理を行ったら、仕上げ処理を行う(ステップS6)。つまり、鋳物90の表面や内部に仕上げ処理を行う。また、鋳造方法では、仕上げ処理と共に鋳物の検品を行う。これにより、図11のステップS143に示すように、鋳物100を製造することができる。   In the casting method, after the core removal process is performed, a finishing process is performed (step S6). That is, a finishing process is performed on the surface and inside of the casting 90. In the casting method, the casting is inspected together with the finishing process. Thereby, as shown to step S143 of FIG. 11, the casting 100 can be manufactured.

本実施形態の鋳造方法は、以上のように、WAX(ワックス)を用いたロストワックス鋳造法を用いて鋳型を作製し、鋳物を作製する。ここで、本実施形態の鋳型製造方法、鋳造方法及び鋳型は、鋳型の外側の部分である外側鋳型を、スラリーとしてアルミナ超微粒子を用いて内周面となるプライム層(初層である第1乾燥膜)101Aを形成し、このプライム層101Aの外部に複数層のバックアップ層105Aを形成しての多層構造としている。   As described above, the casting method of the present embodiment produces a casting by using a lost wax casting method using WAX (wax) to produce a casting. Here, the mold manufacturing method, the casting method, and the mold according to the present embodiment include an outer mold that is an outer portion of the mold, and a prime layer (first layer that is the first layer) that forms an inner peripheral surface using alumina ultrafine particles as a slurry. (Dry film) 101A is formed, and a plurality of backup layers 105A are formed outside the prime layer 101A to form a multilayer structure.

本発明に係る精密鋳造品としては、ガスタービン動翼以外に、例えばガスタービン静翼、ガスタービン燃焼器、ガスタービン分割環等を挙げることができる。   Examples of precision castings according to the present invention include gas turbine stationary blades, gas turbine combustors, gas turbine split rings, and the like in addition to gas turbine rotor blades.

次に、第2の精密鋳造用中子について、説明する。図13は、精密鋳造用中子の断面構成図である。
本発明に係る精密鋳造用中子は、シリカ質粒子を主成分とする焼結された精密鋳造用中子本体(以下「中子本体」という。)の表面に、粒径の異なる2種類のシリカ質材料の被覆層を形成してなるものである。
Next, the second precision casting core will be described. FIG. 13 is a cross-sectional configuration diagram of a precision casting core.
The core for precision casting according to the present invention has two types of different particle diameters on the surface of a sintered core body for precision casting (hereinafter referred to as “core body”) mainly composed of siliceous particles. A coating layer of a siliceous material is formed.

図13に示す焼結体の中子本体の断面図の上段に示すように、中子本体18aの表面18bには、焼結の際に多数の孔18cが発生する。
本発明では、図13の下段に示すように、この表面に形成された孔18cを被覆層19aで被覆することで、孔18cを封孔するようにしている。
As shown in the upper section of the cross-sectional view of the core body of the sintered body shown in FIG. 13, a large number of holes 18c are generated in the surface 18b of the core body 18a during sintering.
In the present invention, as shown in the lower part of FIG. 13, the hole 18c formed on this surface is covered with the coating layer 19a, thereby sealing the hole 18c.

本実施例では、実施例1で得られたシリカ質粒子とシリカフューム(粒径0.15μm)とを混合して焼結し、焼結体の中子本体18aの表面に、被覆層19aを形成する。
被覆層19aは、一例として、粒径の異なる2種類のシリカ質材料を用いるようにしている。
ここで、2種類の粒径の異なるシリカ質材料は、第1の材料としてシリカゾル(SiO2が30重量%)を用い、第2の材料としてシリカフューム(粒径0.15μm)を用いる。
In this example, the siliceous particles obtained in Example 1 and silica fume (particle size 0.15 μm) are mixed and sintered to form a coating layer 19a on the surface of the core body 18a of the sintered body. To do.
For example, the coating layer 19a uses two types of siliceous materials having different particle diameters.
Here, two types of siliceous materials having different particle diameters use silica sol (SiO 2 is 30 wt%) as the first material and silica fume (particle diameter 0.15 μm) as the second material.

本発明では、シリカゾルに対し、シリカフュームを添加分散し、シリカゾル−シリカフュームスラリーを調製する。
ここで、シリカゾルとシリカフュームは重量割合1:1〜4:1の割合で混練している。2:1で混練した場合のシリカゾル中のシリカ微粒子の割合は、ゾル固形分:シリカフューム=30:50となる。
In the present invention, silica fume is added to and dispersed in the silica sol to prepare a silica sol-silica fume slurry.
Here, the silica sol and the silica fume are kneaded at a weight ratio of 1: 1 to 4: 1. The ratio of silica fine particles in the silica sol when kneaded at 2: 1 is sol solid content: silica fume = 30: 50.

得られたシリカゾル−シリカフュームスラリーに、焼結した中子本体を浸漬し、その後引き上げ、中子本体18aの表面に、シリカゾル−シリカフュームからなる被覆層19aを形成する。この被覆層19aの形成の際、中子の表面の孔18cにもスラリー成分が浸透し、乾燥後には中子材の孔の中にもシリカゾル−シリカフュームの成分が析出する。
その後乾燥し、次いで例えば1,000℃で熱処理を行う。この熱処理は、表面に被覆層19aが形成されれば、例えば1,000℃以下であってもよい。
The sintered core body is immersed in the obtained silica sol-silica fume slurry, and then pulled up to form a coating layer 19a made of silica sol-silica fume on the surface of the core body 18a. When this coating layer 19a is formed, the slurry component penetrates into the holes 18c on the surface of the core, and after drying, the component of silica sol-silica fume precipitates in the holes of the core material.
Thereafter, drying is performed, and then heat treatment is performed at 1,000 ° C., for example. This heat treatment may be, for example, 1,000 ° C. or less as long as the coating layer 19a is formed on the surface.

この得られた被覆層19aは、構成材料であるシリカ質材料の粒径が大きいシリカフュームの隙間を、粒径が小さいシリカゾルが埋める状態となるので、細密充填となり、緻密層が形成されることとなる。
また、シリカフュームは球状であるため、粒径が小さいシリカゾルが、粒径が大きいシリカフュームの粒子間の隙間に入り込み易いので、細密充填がより高まることとなる。さらに、微粒子のシリカゾルは、粒子間の付着力を向上させるので、強度向上に寄与する。
The obtained coating layer 19a is in a state in which a silica sol having a small particle size is filled in a gap between silica fume having a large particle size of a siliceous material, which is a constituent material, so that the dense coating is formed. Become.
In addition, since silica fume is spherical, silica sol having a small particle size can easily enter gaps between particles of silica fume having a large particle size, so that fine packing is further enhanced. Furthermore, the fine-particle silica sol improves the adhesion between the particles, and thus contributes to the strength improvement.

このように、本発明によれば、精密鋳造用の中子の高温強度が向上する。   Thus, according to the present invention, the high temperature strength of the core for precision casting is improved.

また、被覆層を形成する第2の材料としては、シリカ質材料とアルミナ質材料を用いるようにしている。
ここで、シリカ質材料がシリカゾル(SiO2が30重量%)であり、アルミナ質材料がアルミナゾル(Al23)である。
シリカゾル(SiO2)とアルミナゾル(Al23)との混合は、モル比=2:3となるように調合し、混合ゾル(シリカ−アルミナゾル)を調製する。
In addition, a siliceous material and an alumina material are used as the second material for forming the coating layer.
Here, the siliceous material is silica sol (SiO 2 is 30 wt%), and the alumina material is alumina sol (Al 2 O 3 ).
Mixing silica sol (SiO 2 ) and alumina sol (Al 2 O 3 ) is prepared so that the molar ratio = 2: 3, thereby preparing a mixed sol (silica-alumina sol).

調製したシリカ−アルミナゾルに中子試験体を浸漬した後、引き上げ、中子本体18aの表面18bに、シリカ−アルミナゾルの層を形成すると共に、中子表面の孔18cにもシリカ−アルミナゾルの成分が析出する。
その後乾燥し、次いで例えば1,000℃で熱処理を行う。この熱処理は、表面に被覆層19aが形成されれば、例えば1,000℃以下であってもよい。
After immersing the core specimen in the prepared silica-alumina sol, it is pulled up to form a silica-alumina sol layer on the surface 18b of the core body 18a, and the silica-alumina sol component is also present in the holes 18c on the core surface. Precipitate.
Thereafter, drying is performed, and then heat treatment is performed at 1,000 ° C., for example. This heat treatment may be, for example, 1,000 ° C. or less as long as the coating layer 19a is formed on the surface.

この熱処理において、シリカ−アルミナゾルは、反応により高融点のムライト(3Al23・2SiO2)に変化する。このムライト化された被覆層18cにより中子本体18aが覆われた中子18が得られる。
ここで、ムライトの融点は、1,900℃であり、シリカの融点(1,600℃)よりもかなり高いものとなるので、高い鋳込み温度への対応が可能となる。
In this heat treatment, the silica-alumina sol is converted into a high melting point mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) by the reaction. The core 18 in which the core body 18a is covered with the mullitized coating layer 18c is obtained.
Here, since the melting point of mullite is 1,900 ° C., which is considerably higher than the melting point of silica (1,600 ° C.), it is possible to cope with a high casting temperature.

また、被覆層を形成する第3の材料としては、被覆層19aは、アルコキシド材料を用いるようにしている。
ここで、アルコキシド材料は、シリコンアルコキシド単独又はシリコンアルコキシドとアルミニウムアルコキシドとの混合アルコキシドとしている。
Further, as the third material for forming the coating layer, the coating layer 19a is made of an alkoxide material.
Here, the alkoxide material is silicon alkoxide alone or mixed alkoxide of silicon alkoxide and aluminum alkoxide.

シリコンアルコキシドとして、シリコンエトキシド又はシリコンブトキシドを用い、溶媒としてエタノール又はブタノールを用いている。
また、アルコキシドを二種類混合する場合には、シリコンアルコキシドとアルミニウムアルコキシドとの混合アルコキシド材料とし、その溶媒としては、例えばブタノール等のアルコール系溶媒を用いている。
Silicon ethoxide or silicon butoxide is used as the silicon alkoxide, and ethanol or butanol is used as the solvent.
When two types of alkoxide are mixed, a mixed alkoxide material of silicon alkoxide and aluminum alkoxide is used, and as the solvent, an alcohol solvent such as butanol is used.

混合アルコキシドを調製する場合、シリコンエトキシドとアルミニウムイソプロポキシドの混合アルコキシドを、ブタノールに溶解した液を調合する。
ここで、混合アルコキシド(シリコンエトキシド+アルミニウムイソプロポキシド)は、モル比=2:3となるように調合し、有機体の混合アルコキシドを調製する。
When preparing a mixed alkoxide, a solution in which a mixed alkoxide of silicon ethoxide and aluminum isopropoxide is dissolved in butanol is prepared.
Here, the mixed alkoxide (silicon ethoxide + aluminum isopropoxide) is prepared so that the molar ratio = 2: 3, thereby preparing an organic mixed alkoxide.

調製したアルコキシド単体又は混合アルコキシドに中子試験体を浸漬した後、引き上げ、中子本体18aの表面18bに、シリコン層又はシリコン−アルミニウムアルコキシドの層を形成すると共に、中子表面の孔18cにもシリコン成分又はシリコン-アルミニウムアルコキシドの成分が析出する。
この浸漬の際、アルコール溶液にアルコキシド単体又は混合アルコキシドが溶解されているので、中子本体への浸透が良好となり、良好な被覆層が形成されることとなる。
After immersing the core test specimen in the prepared alkoxide alone or mixed alkoxide, it is pulled up to form a silicon layer or silicon-aluminum alkoxide layer on the surface 18b of the core body 18a, and also in the hole 18c on the core surface. The silicon component or silicon-aluminum alkoxide component is deposited.
At the time of this immersion, since the alkoxide alone or the mixed alkoxide is dissolved in the alcohol solution, the penetration into the core body is good, and a good coating layer is formed.

その後乾燥し、次いで例えば1,000℃で熱処理を行う。この熱処理は、表面に被覆層19aが形成されれば、例えば1,000℃以下であってもよい。   Thereafter, drying is performed, and then heat treatment is performed at 1,000 ° C., for example. This heat treatment may be, for example, 1,000 ° C. or less as long as the coating layer 19a is formed on the surface.

この熱処理において、混合アルコキシドの場合には、シリコン−アルミニウムアルコキシドの層は、反応により高融点の無機体のムライト(3Al23・2SiO2)に変化する。このムライト化された被覆層19aにより中子本体18aが覆われた中子18が得られる。
ここで、ムライトの融点は、1,900℃であり、シリカの融点(1,600℃)よりもかなり高いものとなるので、高い鋳込み温度への対応が可能となる。
In this heat treatment, in the case of the mixed alkoxide, the silicon-aluminum alkoxide layer is changed into a high melting point inorganic mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) by the reaction. The core 18 in which the core body 18a is covered with the mullitized coating layer 19a is obtained.
Here, since the melting point of mullite is 1,900 ° C., which is considerably higher than the melting point of silica (1,600 ° C.), it is possible to cope with a high casting temperature.

また、被覆層を形成する第4の材料としては、アルコキシド材料とシリカフュームからなるアルコキシド−シリカフューム材料を用いるようにしている。
ここで、アルコキシド材料は、シリコンアルコキシド単独又はシリコンアルコキシドとアルミニウムアルコキシドとの混合アルコキシドである。
In addition, as the fourth material for forming the coating layer, an alkoxide-silica fume material composed of an alkoxide material and silica fume is used.
Here, the alkoxide material is silicon alkoxide alone or mixed alkoxide of silicon alkoxide and aluminum alkoxide.

無機材料のシリカフュームは例えば粒径0.15μm、球状体を用いている。
ここで、シリカフュームは粒径0.05〜0.5μmとするのが好ましい。
シリカフュームの分散割合としては、5〜40重量%、好適には20重量%前後としている。
For example, silica fume, which is an inorganic material, has a particle size of 0.15 μm and a spherical body.
Here, the silica fume preferably has a particle size of 0.05 to 0.5 μm.
The dispersion ratio of silica fume is 5 to 40% by weight, preferably about 20% by weight.

シリコンアルコキシドとして、シリコンエトキシド又はシリコンブトキシドを用い、溶媒としてエタノール又はブタノールを用いている。
また、アルコキシドを二種類混合する場合には、シリコンアルコキシドとアルミニウムアルコキシドとの混合アルコキシド材料とし、その溶媒としては、例えばブタノール等のアルコール系溶媒を用いている。
Silicon ethoxide or silicon butoxide is used as the silicon alkoxide, and ethanol or butanol is used as the solvent.
When two types of alkoxide are mixed, a mixed alkoxide material of silicon alkoxide and aluminum alkoxide is used, and as the solvent, an alcohol solvent such as butanol is used.

混合アルコキシドを調製する場合、シリコンエトキシドとアルミニウムイソプロポキシドの混合アルコキシドを、ブタノールに溶解した液を調合する。
ここで、混合アルコキシド(シリコンエトキシド+アルミニウムイソプロポキシド)は、モル比=2:3となるように調合し、有機体の混合アルコキシドを調製する。
When preparing a mixed alkoxide, a solution in which a mixed alkoxide of silicon ethoxide and aluminum isopropoxide is dissolved in butanol is prepared.
Here, the mixed alkoxide (silicon ethoxide + aluminum isopropoxide) is prepared so that the molar ratio = 2: 3, thereby preparing an organic mixed alkoxide.

調製したシリカフュームを分散させた単体アルコキシド又は混合アルコキシドに中子試験体を浸漬した後、引き上げ、中子本体18aの表面18bに、シリカフュームを含むシリコン層又はシリコン-アルミニウムアルコキシドの層を形成すると共に、中子表面の孔18cにもシリカフュームを含むシリコン層又はシリコン-アルミニウムアルコキシドの成分が析出する。
この浸漬の際、アルコール溶液にアルコキシド単体又は混合アルコキシドが溶解されているので、中子本体への浸透が良好となり、良好な被覆層が形成されることとなる。
After immersing the core test body in the single alkoxide or mixed alkoxide in which the prepared silica fume is dispersed, the core specimen is pulled up, and a silicon layer containing silicon fume or a silicon-aluminum alkoxide layer is formed on the surface 18b of the core body 18a. The silicon layer containing silicon fume or silicon-aluminum alkoxide component also deposits in the hole 18c on the core surface.
At the time of this immersion, since the alkoxide alone or the mixed alkoxide is dissolved in the alcohol solution, the penetration into the core body is good, and a good coating layer is formed.

その後乾燥し、次いで例えば1,000℃で熱処理を行う。この熱処理は、表面に被覆層19aが形成されれば、例えば1,000℃以下であってもよい。
この乾燥後には中子本体18aの表面の孔18bの中にも、アルコキシドとシリカフュームの成分が析出する形となる。この際、大粒径のシリカフューム層と、微細で緻密なアルコキシド層の混合層が形成される。
そして、1,000℃での熱処理により、アルコキシド層は無機のセラミックス化が起こり、大粒径のシリカフューム層の空隙を、緻密なセラミックス層で埋め、粒子間の付着力を向上させることとなる。
Thereafter, drying is performed, and then heat treatment is performed at 1,000 ° C., for example. This heat treatment may be, for example, 1,000 ° C. or less as long as the coating layer 19a is formed on the surface.
After this drying, the alkoxide and silica fume components are deposited in the holes 18b on the surface of the core body 18a. At this time, a mixed layer of a large particle size silica fume layer and a fine and dense alkoxide layer is formed.
The heat treatment at 1,000 ° C. causes the alkoxide layer to become inorganic ceramics, filling the voids of the silica fume layer having a large particle size with a dense ceramic layer and improving the adhesion between the particles.

この熱処理において、混合アルコキシドを用いた場合には、シリカフュームを含むシリコン-アルミニウムアルコキシドの層は、反応により高融点の無機体のムライト(3Al23・2SiO2)に変化する。大粒径のシリカフューム層の空隙を、緻密なムライト層で埋め、粒子間の付着力を向上させた被覆層19aにより中子本体18aが覆われた中子18が得られる。
ここで、ムライトの融点は、1,900℃であり、シリカの融点(1,600℃)よりもかなり高いものとなるので、高い鋳込み温度への対応が可能となる。
このように、本発明によれば、表面に多数形成された孔が封孔されるので、従来のようなこの孔が起点となって、鋳込時に中子が壊れるということが防止される。よって、精密鋳造用の中子の高温強度が向上することとなる。
In this heat treatment, when a mixed alkoxide is used, the silicon-aluminum alkoxide layer containing silica fume changes to a high melting point inorganic mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) by the reaction. The core 18 in which the core body 18a is covered with the coating layer 19a in which the voids of the silica fume layer having a large particle diameter are filled with a dense mullite layer and the adhesion between the particles is improved is obtained.
Here, since the melting point of mullite is 1,900 ° C., which is considerably higher than the melting point of silica (1,600 ° C.), it is possible to cope with a high casting temperature.
As described above, according to the present invention, since a large number of holes formed on the surface are sealed, it is possible to prevent the core from being broken at the time of casting by using such a hole as a starting point. Therefore, the high temperature strength of the core for precision casting is improved.

また、シリカフュームは大粒径であるので、1,000℃での熱処理においても熱収縮が少ないものとなる。   In addition, since silica fume has a large particle size, thermal contraction is small even in heat treatment at 1,000 ° C.

また、被覆層を形成する第5の材料としては、シリカ質材料とアルミナ質材料とシリカフュームとを用いるようにしている。   Further, as the fifth material for forming the coating layer, a siliceous material, an alumina material and silica fume are used.

ここで、シリカ質材料がシリカゾル(SiO2が30重量%)であり、アルミナ質材料がアルミナゾル(Al23)である。
ここで、シリカ質材料とアルミナ質材料とに分散するシリカフュームの分散割合としては、5〜40重量%、好適には20重量%前後としている。
シリカフュームは粒径0.05〜0.5μmとするのが好ましい。
Here, the siliceous material is silica sol (SiO 2 is 30 wt%), and the alumina material is alumina sol (Al 2 O 3 ).
Here, the dispersion ratio of the silica fume dispersed in the siliceous material and the alumina material is 5 to 40% by weight, preferably about 20% by weight.
Silica fume preferably has a particle size of 0.05 to 0.5 μm.

ここで、シリカゾル(SiO2)とアルミナゾル(Al23)との混合は、モル比=2:3となるように調合し、混合ゾル(シリカ−アルミナゾル)を調製する(分散粒子の粒径:1〜数100nm)。
調製したシリカ−アルミナゾルにシリカフュームを添加分散し、シリカーアルミナゾル−シリカフュームスラリーを調製する。
Here, the mixing of the silica sol (SiO 2 ) and the alumina sol (Al 2 O 3 ) is prepared so that the molar ratio = 2: 3, and the mixed sol (silica-alumina sol) is prepared (the particle diameter of the dispersed particles). : 1 to several 100 nm).
Silica fume is added and dispersed in the prepared silica-alumina sol to prepare a silica-alumina sol-silica fume slurry.

この調製したシリカーアルミナゾル−シリカフュームスラリーに、中子試験体を浸漬した後、引き上げ、中子本体18aの表面18bに、シリカ−アルミナゾル−シリカフュームの層を形成すると共に、中子表面の孔18cにもシリカ−アルミナゾル−シリカフュームの成分が析出する。
その後乾燥し、次いで例えば1,000℃で熱処理を行う。この熱処理は、表面に被覆層19aが形成されれば、例えば1,000℃以下であってもよい。
After immersing the core specimen in this prepared silica-alumina sol-silica fume slurry, it is pulled up to form a layer of silica-alumina sol-silica fume on the surface 18b of the core body 18a, and in the holes 18c on the core surface. Also, silica-alumina sol-silica fume components are deposited.
Thereafter, drying is performed, and then heat treatment is performed at 1,000 ° C., for example. This heat treatment may be, for example, 1,000 ° C. or less as long as the coating layer 19a is formed on the surface.

この熱処理において、シリカ−アルミナゾルは、反応により高融点のムライト(3Al23・2SiO2)に変化する。大粒径のシリカフューム層の空隙を、緻密なムライト層で埋め、粒子間の付着力を向上させた被覆層19aにより中子本体18aが覆われた中子18が得られる。
ここで、ムライトの融点は、1,900℃であり、シリカの融点(1,600℃)よりもかなり高いものとなるので、高い鋳込み温度への対応が可能となる。
このように、本発明によれば、表面に多数形成された孔が封孔されるので、従来のようなこの孔が起点となって、鋳込時に中子が壊れるということが防止される。よって、精密鋳造用の中子の高温強度が向上することとなる。
In this heat treatment, the silica-alumina sol is converted into a high melting point mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ) by the reaction. The core 18 in which the core body 18a is covered with the coating layer 19a in which the voids of the silica fume layer having a large particle diameter are filled with a dense mullite layer and the adhesion between the particles is improved is obtained.
Here, since the melting point of mullite is 1,900 ° C., which is considerably higher than the melting point of silica (1,600 ° C.), it is possible to cope with a high casting temperature.
As described above, according to the present invention, since a large number of holes formed on the surface are sealed, it is possible to prevent the core from being broken at the time of casting by using such a hole as a starting point. Therefore, the high temperature strength of the core for precision casting is improved.

また、シリカフュームは大粒径であるので、1,000℃での熱処理においても熱収縮が少ないものとなる。   In addition, since silica fume has a large particle size, thermal contraction is small even in heat treatment at 1,000 ° C.

<試験例4>
以下、本発明の効果を確認する試験例について、説明する。
本試験例では、シリカ砂(220メッシュ)に、シリカフューム20重量%を添加したものにワックスを加えて、加熱混練し、コンパウンドを得る。
この得られたコンパウンドを、射出成形により成形体を得る。
評価試験体として、幅30×長200×厚5mmを得た。
<Test Example 4>
Hereinafter, test examples for confirming the effects of the present invention will be described.
In this test example, a wax is added to silica sand (220 mesh) to which 20% by weight of silica fume is added, and the mixture is heated and kneaded to obtain a compound.
A molded body is obtained by injection molding of the obtained compound.
As an evaluation test body, width 30 × length 200 × thickness 5 mm was obtained.

次に、600℃までの脱脂処理及び1,200℃における焼結処理を行い、中子本体用の試験体を得た。   Next, a degreasing process up to 600 ° C. and a sintering process at 1,200 ° C. were performed to obtain a test body for a core body.

次に、シリカゾル(SiO2が30重量%)に対し、シリカフューム(粒径が0.15μm、球状)を添加分散して、シリカゾル−シリカフュームスラリーを調製した(シリカゾルとシリカフュームは重量割合2:1で混練した)。この時、シリカゾル中のシリカ微粒子の割合は、ゾル固形分:シリカフューム=30:50であった。
この得られたシリカゾル−シリカフュームスラリーに、中子本体用の試験体を浸漬したのち、引き上げ、表面にシリカゾル−シリカフュームの被覆層19aを形成した。次いで乾燥後、1,000℃で熱処理を行い、中子本体表面18bに、シリカゾル−シリカフュームからなる被覆層19aを形成した。
Next, silica fume (particle size is 0.15 μm, spherical) was added to and dispersed in the silica sol (SiO 2 30 wt%) to prepare a silica sol-silica fume slurry (silica sol and silica fume in a weight ratio of 2: 1). Kneaded). At this time, the ratio of silica fine particles in the silica sol was sol solid content: silica fume = 30: 50.
The core body specimen was immersed in the obtained silica sol-silica fume slurry, and then pulled up to form a silica sol-silica fume coating layer 19a on the surface. Next, after drying, heat treatment was performed at 1,000 ° C. to form a coating layer 19a made of silica sol-silica fume on the core body surface 18b.

比較例として、被覆層を形成しないものを比較試験体とした。
これらの評価試験体の強度を測定した。
ここで、強度試験は、JIS R 1601による「セラミックスの曲げ強さ(1981)」に準拠しておこなった。
従来法の被覆層が形成されない比較試験体の強度は、23MPaであったのに対し、本発明法による中子本体用の試験体の強度は、29MPaであった。この結果、本発明の中子本体用の試験体は、25%の強度向上が認められた。
As a comparative example, a comparative test body was formed without a coating layer.
The strength of these evaluation specimens was measured.
Here, the strength test was performed according to “Bending strength of ceramics (1981)” according to JIS R 1601.
The strength of the comparative test body in which the coating layer of the conventional method was not formed was 23 MPa, whereas the strength of the test body for the core body according to the method of the present invention was 29 MPa. As a result, the core body test specimen of the present invention was found to have a strength improvement of 25%.

以下、本発明の精密鋳造用中子を配した鋳型を用いた鋳造方法について説明する。
なお、実施例1の鋳造方法と同一の工程は省略し、「中子の製造の工程」についてのみ、図12を参照して説明する。
図12は、実施例2に係る中子の製造工程を模式的に示す説明図である。鋳型製造方法は、図12に示すように金型12を準備する(ステップS101)。金型12は、中子に対応する領域が空洞となっている。中子の空洞となる部分が凸部12aとなる。なお、図12では、金型12の断面で示しているが、金型12は、空間に材料を注入する開口や空気を抜く穴以外は、基本的に中子に対応する領域の全周を覆う空洞となっている。鋳型鋳造方法は、矢印14に示すようにセラミックスラリー16を、金型12の空間に材料を注入する開口から金型12の内部に注入する。具体的には、セラミックスラリー16を金型12の内部に噴射する、いわゆる射出成形で中子18を作製する。鋳型製造方法は、金型12の内部に中子18を作製したら、金型12から中子18を取り外し、取り外した中子18を焼成炉20に設置し、焼成させる。これにより、セラミックスで形成された中子18を焼き固める(ステップS102)。
ここまでは、実施例1の工程と同様である。
Hereinafter, a casting method using a mold having the precision casting core of the present invention will be described.
In addition, the process same as the casting method of Example 1 is abbreviate | omitted, and only a "core manufacturing process" is demonstrated with reference to FIG.
FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing a manufacturing process of the core according to the second embodiment. In the mold manufacturing method, a mold 12 is prepared as shown in FIG. 12 (step S101). The mold 12 has a hollow area corresponding to the core. The portion that becomes the cavity of the core becomes the convex portion 12a. In FIG. 12, the cross section of the mold 12 is shown, but the mold 12 basically has the entire circumference corresponding to the core other than the opening for injecting the material into the space and the hole for extracting air. It is a covering cavity. In the mold casting method, the ceramic slurry 16 is injected into the mold 12 through an opening for injecting material into the space of the mold 12 as indicated by an arrow 14. Specifically, the core 18 is produced by so-called injection molding in which the ceramic slurry 16 is injected into the mold 12. In the mold manufacturing method, when the core 18 is produced inside the mold 12, the core 18 is removed from the mold 12, and the removed core 18 is placed in the firing furnace 20 and fired. Thereby, the core 18 formed of ceramics is baked and hardened (step S102).
Up to this point, the process is the same as that of the first embodiment.

次いで、図12に示すように、中子18の表面に被覆層を形成するために、スラリー19が貯留された貯留部17に焼結した中子18を浸漬させ、取り出した後、乾燥を行う(ステップS103)。次いで浸漬した中子18を取り出し、焼成炉20に設置し、焼成させる。これにより、セラミックスで形成された中子18の表面に被覆層19aを形成する(ステップS104)。
鋳型鋳造方法は、以上のようにして被覆層19aが形成された中子18を作製する。なお、中子18は、鋳物が固まった後に化学処理等の脱中子処理で取り除ける材料で形成される。
Next, as shown in FIG. 12, in order to form a coating layer on the surface of the core 18, the sintered core 18 is immersed in the storage portion 17 in which the slurry 19 is stored, taken out, and then dried. (Step S103). Next, the immersed core 18 is taken out, placed in the firing furnace 20, and fired. Thereby, the coating layer 19a is formed on the surface of the core 18 made of ceramics (step S104).
The mold casting method produces the core 18 on which the coating layer 19a is formed as described above. The core 18 is formed of a material that can be removed by a core removal process such as a chemical process after the casting is solidified.

本実施形態の鋳造方法の際、中子の表面に被覆層が形成されているので、寸法精度が向上し、鋳込み温度が高温であっても耐久性が向上する。
また、鋳込みプロセス時間が長時間となった場合でも、高強度の中子であるので、鋳込み設計の自由度(例えば引き下げ速度を低く設定すること等)が向上する。
さらに、製品の薄肉化を図り、熱効率の良好なタービン動翼等の精密鋳造品を製造することができる。
In the casting method of this embodiment, since the coating layer is formed on the surface of the core, the dimensional accuracy is improved, and the durability is improved even when the casting temperature is high.
Even when the casting process takes a long time, since it is a high-strength core, the degree of freedom in casting design (for example, setting the pulling speed low) is improved.
Furthermore, it is possible to reduce the thickness of the product and manufacture a precision casting such as a turbine rotor blade having good thermal efficiency.

12、22a、22b 金型
12a 凸部
14、26 矢印
16 セラミックスラリー
18 中子(コア)
18a 中子本体
18b 表面
18c 孔
19 スラリー
19a 被覆層
20、70 焼成炉
24、64 空間
28 WAX(ろう)
30 ろう型
32 湯口
40 スラリー
60、92 オートクレーブ
61 外側鋳型
61a 破片
62 溶融WAX
72 鋳型
80 溶湯
90、100 鋳物
94 溶解中子
101A、101B プライム層
12, 22a, 22b Mold 12a Convex 14, 26 Arrow 16 Ceramic slurry 18 Core (core)
18a Core body 18b Surface 18c Hole 19 Slurry 19a Coating layer 20, 70 Firing furnace 24, 64 Space 28 WAX (Wax)
30 Wax mold 32 Gate 40 Slurry 60, 92 Autoclave 61 Outer mold 61a Debris 62 Molten WAX
72 Mold 80 Molten metal 90, 100 Casting 94 Melting core 101A, 101B Prime layer

Claims (5)

シリカ質粒子とシリカフュームとを混合して焼結し、精密鋳造用中子本体を形成してなることを特徴とする精密鋳造用中子。   A core for precision casting, wherein a core body for precision casting is formed by mixing and sintering siliceous particles and silica fume. 請求項1において、
前記焼結された精密鋳造用中子本体の表面に被覆層を形成してなることを特徴とする精密鋳造用中子。
In claim 1,
A core for precision casting, wherein a coating layer is formed on the surface of the sintered core body for precision casting.
鋳物の製造に用いる精密鋳造用鋳型であって、
前記鋳物の内部の空洞部分に対応する形状の請求項1又は2の精密鋳造用中子と、
前記鋳物の外周面の形状に対応する外側鋳型と、を有することを特徴とする精密鋳造用鋳型。
A mold for precision casting used in the manufacture of castings,
The core for precision casting according to claim 1 or 2 having a shape corresponding to a hollow portion inside the casting,
A precision casting mold comprising: an outer mold corresponding to a shape of an outer peripheral surface of the casting.
シリカ質粒子を主成分とする精密鋳造用中子本体の焼結処理体を、
シリカ質材料とアルミナ質材料とからなる被覆材料に浸漬し、
次いで乾燥し、その後熱処理をし、精密鋳造用中子本体の表面に被覆層を形成することを特徴とする精密鋳造用中子の製造方法。
A sintered body of a core body for precision casting mainly composed of siliceous particles,
Immerse in a coating material consisting of siliceous material and alumina material,
A method for producing a core for precision casting, which is then dried and then heat-treated to form a coating layer on the surface of the core body for precision casting.
請求項4において、
前記シリカ質材料がシリカゾルであり、前記アルミナ質材料がアルミナゾルであることを特徴とする精密鋳造用中子の製造方法。
In claim 4,
A method for producing a core for precision casting, wherein the siliceous material is silica sol and the alumina material is alumina sol.
JP2013113131A 2013-05-29 2013-05-29 Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting Pending JP2014231080A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013113131A JP2014231080A (en) 2013-05-29 2013-05-29 Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
PCT/JP2014/064166 WO2014192825A1 (en) 2013-05-29 2014-05-28 Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
CN201480029889.4A CN105283258B (en) 2013-05-29 2014-05-28 Hot investment casting is with core and its manufacture method, hot investment casting mold
KR1020157033494A KR101761046B1 (en) 2013-05-29 2014-05-28 Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
DE112014002622.0T DE112014002622T5 (en) 2013-05-29 2014-05-28 Investment casting core, method for producing a investment casting core, and investment casting tool
US14/893,962 US20160114384A1 (en) 2013-05-29 2014-05-28 Precision-casting core, precision-casting core manufacturing method, and precision-casting mold

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013113131A JP2014231080A (en) 2013-05-29 2013-05-29 Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014231080A true JP2014231080A (en) 2014-12-11

Family

ID=51988848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013113131A Pending JP2014231080A (en) 2013-05-29 2013-05-29 Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160114384A1 (en)
JP (1) JP2014231080A (en)
KR (1) KR101761046B1 (en)
CN (1) CN105283258B (en)
DE (1) DE112014002622T5 (en)
WO (1) WO2014192825A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016074571A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Refractory and its manufacturing method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108698116B (en) * 2016-02-02 2019-12-27 株式会社神户制钢所 Lost foam casting method
CN106862480B (en) * 2017-01-23 2019-03-12 中国第一汽车股份有限公司 A kind of high mode inorganic binder

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6349343A (en) * 1986-08-14 1988-03-02 Nobuyoshi Sasaki Core and its production and production of mold for investment casting
JP3038047B2 (en) * 1991-05-21 2000-05-08 智行 乾 Production method of high purity mullite
JPH0747444A (en) * 1993-08-05 1995-02-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Manufacture of casting mold for precise casting
JPH08340467A (en) 1995-06-14 1996-12-24 Canon Inc Image input device
US6540013B1 (en) * 2001-06-07 2003-04-01 Ondeo Nalco Company Method of increasing the strength and solids level of investment casting shells
JP2003170245A (en) * 2001-12-07 2003-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method for coating core material and manufacturing method for hollow structure
US7575039B2 (en) * 2003-10-15 2009-08-18 United Technologies Corporation Refractory metal core coatings
CN100522415C (en) * 2004-11-09 2009-08-05 朱晓林 Soluble ceramic core for metal casting

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016074571A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Refractory and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014192825A1 (en) 2014-12-04
KR101761046B1 (en) 2017-07-24
US20160114384A1 (en) 2016-04-28
KR20160003764A (en) 2016-01-11
CN105283258B (en) 2018-02-16
CN105283258A (en) 2016-01-27
DE112014002622T5 (en) 2016-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014192820A1 (en) Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
JP5249447B1 (en) Foundry sand for 3D laminate molding
CN102079653B (en) Method for producing silicon-based ceramic core for aircraft engine blade
CN103223689B (en) Preparation method for functionally-graded mold core and mold shell integrated ceramic casting mold
US20160319677A1 (en) Single crystal parts using additive manufacturing and remelt
US20080000611A1 (en) Method for Forming Casting Molds
CN110280717A (en) A kind of ink-jet bonding 3 D-printing sand mold Ti alloy casting technique
CN102039375A (en) Method for quickly manufacturing high-temperature alloy hollow blade casting
Choi et al. Application of dual coating process and 3D printing technology in sand mold fabrication
WO2014192825A1 (en) Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
Wu et al. Rapid casting of turbine blades with abnormal film cooling holes using integral ceramic casting molds
JP2014231081A (en) Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
WO2014192819A1 (en) Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
JP6196472B2 (en) Precision casting core and manufacturing method thereof, precision casting mold
JP2014231077A (en) Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
JP2014231079A (en) Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
CN110831712A (en) Casting process using hot mold casting
JP2014231078A (en) Core for precision casting, production method therefor, and mold for precision casting
Nanda et al. Shell mould strength of rice husk ash (RHA) and bentonite clays in investment casting
US20200246861A1 (en) Method of investment casting chaplet
WO2014057913A1 (en) Mold for precision casting, and method for producing same
CN109475928B (en) Method for producing a shell mould
US20180029106A1 (en) Process for the production of cores of silica for components of aeronautical and industrial turbines
JP2014226668A (en) Precision-casting molding material, precision-casting mold and method for manufacturing the same
KR101373481B1 (en) Manufacturing method of ceramic core used for the gas turbine hot components having internal cooling passage