[发明专利]精密铸造用铸模及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密铸造用铸模及其制造方法。

背景技术

在制造铸件的铸造方法中，具有在以高精度制造铸件的情况下使用的精密铸造方法。就精密铸造方法而言，如专利文献1所记载地那样，在与成形部件相同形状的消失性模型(蜡模)的周围涂敷料浆，之后，附着初始层灰泥(粉末)并使其干燥。之后，反复进行料浆的涂敷、灰泥的附着、干燥这三个工序，而制作覆盖铸件的外侧的模(外侧铸模)。

这里，就精密铸造用铸模而言，将蜡模置于以硅溶胶为主体的料浆中，使料浆附着在蜡模的表面并使其干燥。

在一次操作中附着的料浆较少，而只能附着较薄的料浆，因此反复几次～十几次以增加厚度。另外，为了加快干燥，或者为了迅速确保壁厚，为了防止干燥破裂，将被称为灰泥材料的较粗的粒子撒在料浆表面上并使其附着。因此，铸模的剖面结构成为反复层叠有致密层、较粗的粒子层的结构。

例如硅溶胶为分散有粒径20nm左右的球状二氧化硅粒子的液体。该二氧化硅超微粒子在干燥的过程中附着在料浆中含有的锆石、氧化铝等较细的粒子(从几微米至几十微米)以及较粗的粒子(灰泥)(几百微米～几mm)的表面，并通过干燥、热处理而牢固地结合，由此能够在保持铸模的形状的同时保证强度，从而作为铸模而使用。

【在先技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开2001-18033号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，一般而言，利用使用了上述的硅溶胶(分散有二氧化硅的超微粒子的液体)的铸模即可，然而例如在单向凝固叶片制造等中，为了控制结晶的析出方向，对熔融金属进行保持。其结果为，高温(例如1550℃左右)下的保持时间变长。在该情况下，由于以高温保持，因此存在作为粘合剂的二氧化硅软化而发生铸模的变形这样的问题。

这里，在单向凝固叶片制造等中，一般通过如下的方式制造，即，将铸模设置在真空中的加热器内，且加热保持在熔融金属的熔点以上的温度，向铸模中注入熔融金属，控制铸模从加热器向下方下降并将其拔出，从而使熔融金属从下方单向冷却、凝固。

由此，例如在单向凝固叶片制造等中，期望出现一种即使在进行高温(例如1550℃左右)下的长时间保持的情况下也可以抑制变形的铸模。

本发明为鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在以高温长时间保持的情况下也不发生变形的精密铸造用铸模及其制造方法。

【用于解决课题的手段】

用于解决上述课题的本发明的第一发明涉及一种精密铸造用铸模，其用于制造铸件，所述精密铸造用铸模的特征在于，具有：芯，其形状与所述铸件的内部的空洞部分对应；外侧铸模，其与所述铸件的外周面的形状对应，所述外侧铸模包括：涂底层，其形成于所述外侧铸模的内周面，且由料浆膜构成，所述料浆膜利用由粒径1.0μm以下的单分散而成的氧化铝超微粒子与硅溶胶构成且在烧结时成为莫来石的精密铸造用铸模料浆通过干燥而成；多层保护层，其形成于所述涂底层的外侧，且通过多次形成保护层而成，所述保护层由料浆层与灰泥层形成且通过干燥而成，所述料浆层由所述精密铸造用铸模料浆构成，所述灰泥层通过在该料浆层上附着灰泥材料而成。

第二发明所涉及的精密铸造用铸模以第一发明为基础，其特征在于，在所述精密铸造用铸模料浆中包含平均粒径为50μm以下的锆石粉末、氧化铝粉末中的任一方，所述灰泥材料是平均粒径为0.5mm以上的锆石灰泥粒、氧化铝灰泥粒中的任一方。

第三发明所涉及的精密铸造用铸模以第一或第二发明为基础，其特征在于，所述涂底层具有在由精密铸造用铸模料浆构成的料浆层上附着有灰泥材料而成的灰泥层。

第四发明涉及一种精密铸造用铸模的制造方法，所述精密铸造用铸模用于制造铸件，所述精密铸造用铸模的制造方法的特征在于，包括：第一成膜工序，将精密铸造用熔模浸渍在由粒径1.0μm以下的单分散而成的氧化铝超微粒子与硅溶胶构成且在烧结时成为莫来石的精密铸造用铸模料浆中，然后在将该精密铸造用熔模提起之后进行干燥，从而在熔模的表面上形成由料浆膜构成的涂底层；第二成膜工序，将形成有所述涂底层的熔模浸渍在所述精密铸造用铸模料浆中，然后在将该熔模提起之后，在料浆表面上撒上灰泥材料，之后进行干燥而形成保护层；成形体形成工序，反复多次进行形成所述第二成膜工序的保护层的工序，从而得到形成有多层保护层的成形体；脱蜡工序，从所得到的成形体中熔化·去除熔模的蜡；铸模烧结工序，对脱蜡后的成形体进行烧结处理而得到铸模。