[发明专利]精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模

说明书

技术领域

本发明涉及精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模。

背景技术

作为精密铸造品，例如有用于燃气轮机的动叶。燃气轮机以燃烧器使工作流体燃烧而成为高温高压的工作流体，利用该工作流体使涡轮旋转。即，用燃烧器使经过压缩机压缩的工作流体燃烧，提高能量，以涡轮回收该能量而使之产生旋转力，由此进行发电。在涡轮部设有涡轮转子，在该涡轮转子的外周至少设有一个以上的燃气轮机动叶。

在此，因为陆用燃气轮机和喷气式发动机的涡轮叶片被曝露在高温，所以在内部具有用于流通冷却用的冷却介质(空气)的复杂的冷却构造(空气孔)。为了构成这样的内部冷却构造，而在铸模的内部配置(设置)与冷却介质的流通路径同形状的型芯(硅质)，通过进行浇铸、冷却而得到金属铸件。这时，通过打碎铸模而能够获得外形，但为其中留有型芯的状态，为了将其加以去除，通常利用碱(NaOH和KOH等)进行溶解除去。

因此，需要型芯对碱具有溶解性，使用的是硅质材料(SiO₂)(专利文献1)。

在此，精密铸造用型芯，是通过注塑成形或粉浆浇铸等的方法成形熔融氧化硅(SiO₂)等的硅质材料之后，进行热处理而取得。

注塑成形法是将陶瓷粉末和蜡混炼后，将使蜡加热熔融的材料喷射注入到模具内，通过使之冷却·固化而得到成形品的方法。

另外，粉浆浇铸成形是将陶瓷的粉末混在水等之中制作浆料，将其注入到石膏等制的能够吸收溶液的材质的成形模具中，进行干燥并成形的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-340467号公报

可是，该硅质材料一般来说是粉碎电熔石英而得到的块料制成的，因此存在粒度较粗大这样的问题。使用的是将这样的材料以注塑成形等的方法成形为型芯形状，并进行热处理(烧成)而得到的产品，但因为粒度粗大，所以烧结体的强度低。

另外，因为注塑成形时的材料的流动性低，所以有需要高喷射压力这样的问题。

此外，目前的型芯，因为以碱溶解性为着眼点而进行制造，所以存在高温强度低等的问题。

另外，在注塑成形法中，该成形后，在经过烧结的型芯中，其表面存在很多的孔，因此强度低，此外还存在的问题是，该孔有可能成为起点，在浇铸时导致型芯破裂。

因此，盼望高温强度提高的精密铸造用型芯的出现。

发明内容

本发明鉴于上述情况而形成，其目的是，提供一种流动性良好，并且高温强度进一步提高了的精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模。

用于解决上述课题的本发明的第一发明，是一种精密铸造用型芯，其特征在于，将硅质粒子和硅灰进行混合而烧结，形成精密铸造用型芯主体而成。

第二发明是根据第一发明的精密铸造用型芯，其特征在于，在所述经烧结的精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层而成。

第三发明是一种用于铸件的制造的精密铸造用铸模，其特征在于，具有与所述铸件的内部的空洞部分对应的形状的第一或第二发明的精密铸造用型芯，和与所述铸件的外周面的形状对应的外侧铸模。

第四发明是一种精密铸造用型芯的制造方法，其特征在于，将以硅质粒子为主成分的精密铸造用型芯主体的烧结处理体浸渍在包含硅质材料和氧化铝质材料的被覆材料中，接着进行干燥，其后进行热处理，在精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层。

第五发明是根据第四发明的精密铸造用型芯的制造方法，其特征在于，所述硅质材料是硅溶胶，所述氧化铝质材料是氧化铝溶胶。

根据本发明，在粒度粗大的硅质粒子中，添加球形超微粒的硅灰，经制备的混合物的流动性提高。由此，能够实现型芯制作时的注塑成形压力的降低。

此外，在经烧结的精密铸造用型芯主体的表面，形成粒径不同的两种硅质材料的被覆层，对烧结时发生的表面的孔进行了封堵，型芯的强度提高，并且因为孔被密封，所以起到了能够防止型芯在浇铸时破裂这样的效果。

附图说明

图1是表示试验例2的硅灰的添加量与强度的关系的图。

图2是表示试验例3的硅灰的添加量与强度的关系的图。

图3是表示铸造方法的工序的一例的流程图。

图4是表示铸模制造方法的工序的一例的流程图。

图5是示意性地表示型芯的制造工序的说明图。

图6是示意性地表示模具的一部分的立体图。

图7是示意性地表示蜡模的制造工序的说明图。

图8是示意性地表示在蜡模上涂布浆料的结构的说明图。