精密鑄造用鑄模及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精密鑄造用鑄模及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造鑄件的鑄造方法中，具有在以高精度制造鑄件的情況下使用的精密鑄造方法。就精密鑄造方法而言，如專利文獻(xiàn)I所記載地那樣，在與成形部件相同形狀的消失性模型(蠟?zāi)?的周圍涂敷料漿，之后，附著初始層灰泥(粉末)并使其干燥。之后，反復(fù)進(jìn)行料漿的涂敷、灰泥的附著、干燥這三個工序，而制作覆蓋鑄件的外側(cè)的模(外側(cè)鑄模)。
[0003]這里，就精密鑄造用鑄模而言，將蠟?zāi)Ｖ糜谝怨枞苣z為主體的料漿中，使料漿附著在蠟?zāi)５谋砻娌⑹蛊涓稍铩?br>[0004]在一次操作中附著的料漿較少，而只能附著較薄的料漿，因此反復(fù)幾次?十幾次以增加厚度。另外，為了加快干燥，或者為了迅速確保壁厚，為了防止干燥破裂，將被稱為灰泥材料的較粗的粒子撒在料漿表面上并使其附著。因此，鑄模的剖面結(jié)構(gòu)成為反復(fù)層疊有致密層、較粗的粒子層的結(jié)構(gòu)。
[0005]例如硅溶膠為分散有粒徑20nm左右的球狀二氧化硅粒子的液體。該二氧化硅超微粒子在干燥的過程中附著在料漿中含有的鋯石、氧化鋁等較細(xì)的粒子(從幾微米至幾十微米)以及較粗的粒子(灰泥)(幾百微米?幾_)的表面，并通過干燥、熱處理而牢固地結(jié)合，由此能夠在保持鑄模的形狀的同時保證強(qiáng)度，從而作為鑄模而使用。
[0006]【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0007]【專利文獻(xiàn)】
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-18033號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]【發(fā)明要解決的課題】
[0010]然而，一般而言，利用使用了上述的硅溶膠(分散有二氧化硅的超微粒子的液體)的鑄模即可，然而例如在單向凝固葉片制造等中，為了控制結(jié)晶的析出方向，對熔融金屬進(jìn)行保持。其結(jié)果為，高溫(例如1550°C左右)下的保持時間變長。在該情況下，由于以高溫保持，因此存在作為粘合劑的二氧化硅軟化而發(fā)生鑄模的變形這樣的問題。
[0011]這里，在單向凝固葉片制造等中，一般通過如下的方式制造，S卩，將鑄模設(shè)置在真空中的加熱器內(nèi)，且加熱保持在熔融金屬的熔點(diǎn)以上的溫度，向鑄模中注入熔融金屬，控制鑄模從加熱器向下方下降并將其拔出，從而使熔融金屬從下方單向冷卻、凝固。
[0012]由此，例如在單向凝固葉片制造等中，期望出現(xiàn)一種即使在進(jìn)行高溫(例如1550°C左右)下的長時間保持的情況下也可以抑制變形的鑄模。
[0013]本發(fā)明為鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種即使在以高溫長時間保持的情況下也不發(fā)生變形的精密鑄造用鑄模及其制造方法。
[0014]【用于解決課題的手段】
[0015]用于解決上述課題的本發(fā)明的第一發(fā)明涉及一種精密鑄造用鑄模，其用于制造鑄件，所述精密鑄造用鑄模的特征在于，具有:芯，其形狀與所述鑄件的內(nèi)部的空洞部分對應(yīng)；外側(cè)鑄模，其與所述鑄件的外周面的形狀對應(yīng)，所述外側(cè)鑄模包括:涂底層，其形成于所述外側(cè)鑄模的內(nèi)周面，且由料漿膜構(gòu)成，所述料漿膜利用由粒徑Ι.Ομπι以下的單分散而成的氧化鋁超微粒子與硅溶膠構(gòu)成且在燒結(jié)時成為莫來石的精密鑄造用鑄模料漿通過干燥而成；多層保護(hù)層，其形成于所述涂底層的外側(cè)，且通過多次形成保護(hù)層而成，所述保護(hù)層由料漿層與灰泥層形成且通過干燥而成，所述料漿層由所述精密鑄造用鑄模料漿構(gòu)成，所述灰泥層通過在該料漿層上附著灰泥材料而成。
[0016]第二發(fā)明所涉及的精密鑄造用鑄模以第一發(fā)明為基礎(chǔ)，其特征在于，在所述精密鑄造用鑄模料漿中包含平均粒徑為50 μπι以下的鋯石粉末、氧化鋁粉末中的任一方，所述灰泥材料是平均粒徑為0.5mm以上的鋯石灰泥粒、氧化鋁灰泥粒中的任一方。
[0017]第三發(fā)明所涉及的精密鑄造用鑄模以第一或第二發(fā)明為基礎(chǔ)，其特征在于，所述涂底層具有在由精密鑄造用鑄模料漿構(gòu)成的料漿層上附著有灰泥材料而成的灰泥層。
[0018]第四發(fā)明涉及一種精密鑄造用鑄模的制造方法，所述精密鑄造用鑄模用于制造鑄件，所述精密鑄造用鑄模的制造方法的特征在于，包括:第一成膜工序，將精密鑄造用熔模浸漬在由粒徑1.0 μπι以下的單分散而成的氧化鋁超微粒子與硅溶膠構(gòu)成且在燒結(jié)時成為莫來石的精密鑄造用鑄模料漿中，然后在將該精密鑄造用熔模提起之后進(jìn)行干燥，從而在熔模的表面上形成由料漿膜構(gòu)成的涂底層；第二成膜工序，將形成有所述涂底層的熔模浸漬在所述精密鑄造用鑄模料漿中，然后在將該熔模提起之后，在料漿表面上撒上灰泥材料，之后進(jìn)行干燥而形成保護(hù)層；成形體形成工序，反復(fù)多次進(jìn)行形成所述第二成膜工序的保護(hù)層的工序，從而得到形成有多層保護(hù)層的成形體；脫蠟工序，從所得到的成形體中熔化.去除熔模的蠟；鑄模燒結(jié)工序，對脫蠟后的成形體進(jìn)行燒結(jié)處理而得到鑄模。
[0019]第五發(fā)明所涉及的精密鑄造用鑄模的制造方法以第四發(fā)明為基礎(chǔ)，其特征在于，在進(jìn)行所述第一成膜工序時，在由所述精密鑄造用鑄模料漿構(gòu)成的料漿層上附著灰泥材料而形成灰泥層，之后進(jìn)行干燥。
[0020]第六發(fā)明所涉及的精密鑄造用鑄模的制造方法以第四或第五發(fā)明為基礎(chǔ)，其特征在于，所述精密鑄造用鑄模料漿的分散劑為聚羧酸鹽。
[0021]【發(fā)明效果】
[0022]本發(fā)明通過利用成為耐熱性高的莫來石的氧化鋁微粒子與硅溶膠而形成料漿，從而起到能夠得到與以往的使用硅溶膠的的情況相比耐熱溫度提高且即使在例如單向凝固葉片制造等中的高溫(例如1550°C )中長時間保持的情況下也不會發(fā)生變形的鑄模的效果O
【附圖說明】
[0023]圖1為成為外側(cè)鑄模的干燥成形體的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖2為成為外側(cè)鑄模的其他的干燥成形體的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖3為表示鑄造方法的工序的一個例子的流程圖。
[0026]圖4為表示鑄模制造方法的工序的一個例子的流程圖。
[0027]圖5為不意性地表不芯子的制造工序的說明圖。
[0028]圖6為示意性地表示模具的一部分的立體圖。
[0029]圖7示意性地表示熔模的制造工序的說明圖。
[0030]圖8為示意性地表示在熔模上涂敷料漿的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0031]圖9為不意性地表不外側(cè)鑄t旲的制造工序的說明圖。
[0032]圖10為示意性地表示鑄模制造方法的一部分工序的說明圖。
[0033]圖11為示意性地表示鑄造方法的一部分工序的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，不通過以下的說明來限定本發(fā)明。另外，在以下的說明中的構(gòu)成要素中，包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易想到的內(nèi)容、實(shí)質(zhì)相同的內(nèi)容、所謂的同等范圍的內(nèi)容。
[0035]圖1為成為外側(cè)鑄模的干燥成形體的結(jié)構(gòu)圖。圖2為成為外側(cè)鑄模的其他的干燥成形體的結(jié)構(gòu)圖。
[0036]如圖1所示，精密鑄造用鑄模為用于制造鑄件的精密鑄造用鑄模，所述精密鑄造用鑄模具有:形狀與所述鑄件的內(nèi)部的空洞部分對應(yīng)的芯、與所述鑄件的外周面的形狀對應(yīng)的外側(cè)鑄模，所述外側(cè)鑄模包括:涂底層(第一干燥膜)101A，其形成在所述精密鑄造用鑄模的內(nèi)周面，且由料漿膜構(gòu)成，所述料漿膜利用由粒徑1.0 μπι以下(優(yōu)選為0.3?0.5 μπι:記載于實(shí)施例中)的單分散而成的氧化鋁超微粒子與硅溶膠構(gòu)成且在燒結(jié)時成為莫來石的精密鑄造用鑄模料漿通過干燥而成；多層保護(hù)層105Α，其形成在所述涂底層(第一干燥膜)1lA的外側(cè)，且通過多次形成第一保護(hù)層(第二干燥膜)104-1而成，所述第一保護(hù)層由料漿層102與灰泥層103形成且通過干燥而成，所述料漿層102由所述精密鑄造用鑄模料漿構(gòu)成，所述灰泥層103通過在該料漿層上附著灰泥材料而成。
[0037]這里，在本發(fā)明中作為形成料漿的粘合劑的高純度超微粒的氧化鋁微粒子(氧化鋁超微粒子)采用利用作為分散機(jī)構(gòu)的例如球磨機(jī)而被單分散的物質(zhì)。
[0038]這里，單分散是指，在利用例如粒徑約0.5 μπι的氧化鋁微粒子形成料漿的情況下，進(jìn)行分散處理的結(jié)果是，被單分散成0.5 μ??的狀態(tài)。
[0039]這里