CN101257985A - 铸模及其制造方法、以及使用铸模得到的铸件 - Google Patents

Abstract

本发明提供与合金熔液的反应少，并且廉价的铸模及其制造方法、以及使用该铸模得到的铸件。本发明的铸模(40)是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件(60)的铸模，并且至少构成铸模(40)的铸模本体(41)的腔体表面(43)的初始层(44a)由浆料的烧结物形成，所述浆料由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成。

Description

铸模及其制造方法、以及使用铸模得到的铸件

技术领域

本发明涉及用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模及其制造方法、以及使用该铸模得到的铸件。

背景技术

由作为Ti和Al的金属间化合物的铝化钛(TiAl)构成的钛铝合金具有轻量、高强度等特性。因此，钛铝合金有望成用于汽车用发动机的涡轮增压器、燃气涡轮发动机或飞机用喷气发动机的旋转部件等。

另外，由于钛合金的耐腐蚀性良好，轻量并且具有生物相容性，因此，广泛使用在汽车、摩托车、体育休闲用品、人造骨、人造牙齿等中。

为了使钛铝合金或钛合金适用于这些部件、特别是这些部件的市售品，由于成本上的问题，要求这些部件是铸件。需要铸模来制造铸件，并提出了各种铸模(参见例如专利文献1～4)。

专利文献1：特开平5-123820号公报

专利文献2：特开2003-225738号公报

专利文献3：特开平5-277624号公报

专利文献4：特开平6-292940号公报

发明内容

可是，由于钛合金的活性高，有时会在得到的铸件的表层部生成被称为α-金属件表面硬化层的针状变质层(富氧层、表面固化层)。该α-金属件表面硬化层与母相的α相相比，硬度高，是难以切削的材料。因此，如果α-金属件表面硬化层的层厚太厚，则化学研磨或机械切削等需要长时间，导致制品成本的上升和生产性的降低的问题。

另外，上述专利文献1～4所述的铸模是钛合金用的铸模，并且这些铸模大多被挪用作钛铝合金用铸模。

由于钛铝合金和钛合金的活性高，因此有必要考虑合金熔液与铸模的反应。特别是，由于钛铝合金与钛合金相比，对铸模的反应性更高，因此，控制反应变得很重要。这是因为，Ti和Al虽然都是活性金属，但Al的活性比Ti高，并且通常来说钛铝合金的熔点也比钛合金高。

因此，在钛铝合金用和钛合金用的铸模中，其构成材料的选择成为重要的要素。铸模由陶瓷构成，并主要由骨料(填料)和提高骨料彼此结合的粘合剂构成。作为反应性低的构成材料，骨料可列举氧化锆(二氧化锆)、氧化钇(三氧化二钇)、氧化钙等；粘合剂可列举二氧化锆溶胶、有机类粘合剂(例如树脂)等。

可是，二氧化锆或三氧化二钇作为骨料在工业上使用是昂贵的。另外，由于氧化钙与水反应而分解，因此操作困难。

二氧化锆溶胶作为粘合剂在工业上使用是昂贵的，并且在室温附近的强度弱，因此，为了保持室温强度，需要其它种类的粘合剂。另外，由于有机类粘合剂在高温下发生分解，因此，为了保持高温强度，需要其它种类的粘合剂，结果导致铸模成本增加。

鉴于上述情况而创立的本发明的目的在于提供与合金熔液的反应少、并且廉价的铸模及其制造方法、以及使用该铸模得到的铸件。

为了实现上述目的，本发明涉及的铸模是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模，其中，至少铸模本体的腔体表面的初始层由浆料的烧结物形成，所述浆料由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成。

其中，优选铸模本体的腔体表面的初始层和第2层由浆料的烧结物形成。另外，铸模是壳型铸模或实心(ソリツド)铸模。

另一方面，本发明涉及的铸模的制造方法是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模的制造方法，其包括如下步骤：

在作为消失模的蜡模的表面附着由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成的初始层浆料并使之干燥，形成初始层浆料膜的步骤；

在该初始层浆料膜的表面依次形成第2层以后的浆料膜的步骤；

对涂覆了至少2层浆料膜的蜡模实施脱蜡处理，形成在初始层浆料膜的内部具有空腔的铸模前体的步骤；和

对该铸模前体进行烧结处理，将各浆料膜烧固而形成壳型铸模的步骤。

这里，优选再次重复形成初始层浆料膜的步骤作为形成第2层的浆料膜的步骤。

本发明涉及的铸模的制造方法是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模的制造方法，其包括如下步骤：

在作为消失模的蜡模的表面附着由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成的初始层浆料并使之干燥，形成初始层浆料的块状物(ブロツク体)的步骤；

对具有该块状物的蜡模实施脱蜡处理，形成在块状物的内部具有空腔的铸模前体的步骤；和

对该铸模前体进行烧结处理，将块状物烧固而形成实心铸模的步骤。

另外，本发明涉及的铸模的制造方法是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模的制造方法，其包括如下步骤：

在作为消失模的蜡模的表面附着由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成的初始层浆料并使之干燥，形成初始层浆料膜的步骤；

在该初始层浆料膜的周围形成后层浆料的块状物的步骤；

对具有初始层浆料膜和块状物的蜡模实施脱蜡处理，形成在初始层浆料膜的内部具有空腔的铸模前体的步骤；

对该铸模前体进行烧结处理，将初始层浆料膜和块状物烧固而形成实心铸模的步骤。

这里，优选在形成初始层浆料膜的步骤之后，再次重复形成初始层浆料膜的步骤，在2层结构的初始层浆料膜的周围形成后层浆料的块状物。

本发明涉及的钛铝合金铸件是使用上述的壳型铸模或实心铸模进行铸造而形成的。

另外，本发明涉及的钛合金铸件是使用上述的壳型铸模或实心铸模进行铸造而形成的钛合金铸件，未加工铸件的表层部中的α-金属件表面硬化层的层厚不到300μm。

按照本发明的铸模，可发挥如下的优异的效果：可以获得即使未加工铸件材料其表面性状也良好的钛铝合金制的铸件、或者还可以获得产生表层部的α-金属件表面硬化层少的钛合金制的铸件。

附图说明

[图1]是制造本发明优选的一个实施方式涉及的铸模所使用的蜡模的剖面图。

[图2]是示出本发明优选的一个实施方式涉及的铸模的制造工序中在蜡模的周围形成浆料膜之后的状态的图。

[图3]是示出本发明优选的一个实施方式涉及的铸模的制造工序中脱蜡后的状态的图。

[图4]是本发明优选的一个实施方式涉及的铸模的横截面图。

[图5]是示出向图4的铸模的腔体内浇注金属熔液的状态的图。

[图6]是使用图4的铸模进行铸造形成的铸件的横截面图。

[图7]是制造本发明另一个优选的实施方式涉及的铸模所使用的蜡模的剖面图。

[图8]是示出本发明另一个优选的实施方式涉及的铸模的制造工序中在蜡模的周围形成浆料膜之后的状态的图。

[图9]是本发明另一个优选的实施方式涉及的铸模的制造工序中在浆料膜的周围形成浆料块状物时的图。

[图10]是示出本发明另一个优选的实施方式涉及的铸模的制造工序中形成浆料块状物之后的状态的图。

[图11]是示出本发明另一个优选的实施方式涉及的铸模的制造工序中脱蜡后的状态的图。

[图12]是本发明另一个优选的实施方式涉及的铸模的横截面图。

[图13]是示出向图12的铸模的腔体内浇注金属熔液的状态的图。

[图14]是使用图12的铸模进行铸造而形成的铸件的横截面图。

[图15]是使用本发明优选的一个实施方式涉及的铸模进行铸造而形成的钛铝合金铸件的一部分的平面观察图。

[图16]是图15的主要部分16的放大图。

[图17]是使用以往的铸模进行铸造而形成的钛铝合金铸件的一部分的平面观察图。

[图18]是图17的主要部分18的放大图。

[图19]是示出初始层浆料的填料/粘合剂之比为1.8时蜡模和初始层浆料的附着状态的剖面图。

[图20]是示出初始层浆料的填料/粘合剂之比为2.0时蜡模和初始层浆料的附着状态的剖面图。

[图21]是示出初始层浆料的填料/粘合剂之比为3.0时蜡模和初始层浆料的附着状态的剖面图。

[图22]是使用本发明优选的一个实施方式涉及的壳型铸模进行铸造而形成的钛合金铸件的截面观察图。

[图23]是使用以往的壳型铸模进行铸造而形成的钛合金铸件的截面观察图。

[图24]是使用本发明优选的一个实施方式涉及的实心铸模进行铸造而形成的钛合金铸件的截面观察图。

[图25]是使用以往的实心铸模进行铸造而形成的钛合金铸件的截面观察图。

符号说明

40  壳型铸模(铸模)

41  铸模本体

43  腔体表面

44a 初始层

60  铸件

具体实施方式

在Ni基合金、Co基合金、和Fe基合金用的铸造铸模中，使用胶体二氧化硅(硅溶胶)作为粘合剂。硅溶胶具有化学稳定(活性低)、在工业上是廉价的、并且在室温到高温下其强度都很高的优点。可是，该硅溶胶具有与钛铝合金或钛合金剧烈反应的性质。因此，以往人们一直认为，不能使用硅溶胶作为钛铝合金或钛合金用铸模的粘合剂。

但是，本发明人等进行深入研究的结果发现，通过调节钛铝合金或钛合金用铸模的骨料的构成材料，即使使用硅溶胶作为粘合剂，也不会发生硅溶胶与钛铝合金或钛合金的剧烈反应。

下面，基于附图说明本发明优选的一个实施方式。

本发明优选的一个实施方式涉及的铸模的横截面图如图4所示。

如图4所示，本实施方式涉及的铸模(壳型铸模)40中，铸模本体41的与腔体32邻接的面(以下称为腔体表面)43的至少初始层(在图4中为腔体表面43的初始层44a和第2层44b这2层)由浆料的烧结物(以下称为氧化铈-硅溶胶烧结物)形成，所述浆料由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成。

铸模本体41是初始层(最表层)44a、第2层44b、和第3层44c...的多层结构。构成第3层44c及其以后的层的浆料烧结物可以与构成初始层44a和第2层44b的氧化铈-硅溶胶烧结物相同，也可以不同。作为与氧化铈-硅溶胶烧结物不同的浆料烧结物，第3层44c及其以后的层可以使用与通常的铸模相同的(例如，由选自二氧化锆、氧化铝、二氧化硅、富铝红柱石、锆石或三氧化二钇中的至少一种作为主成分的骨料以及以二氧化锆溶胶为主成分的粘合剂构成的浆料的烧结物)。

初始层的骨料的大部分，例如75重量％以上、优选为80重量％以上为氧化铈，剩余部分由选自二氧化锆、氧化铝、二氧化硅、富铝红柱石、锆石和三氧化二钇中的至少一种氧化物构成。当然，骨料也可以只由氧化铈构成(氧化铈为100重量％的骨料)。

另外，粘合剂例如由硅溶胶(20～50％的硅溶胶水溶液)为总体的10～100重量％、优选为50～100重量％，剩余部分由二氧化锆溶胶、三氧化二钇溶胶、氧化铝溶胶或有机粘合剂等构成。

至少初始层浆料的粘性可由填料(克)/粘合剂(克)之比来调节，其范围为2～4，优选为2.5～3.5。如果浆料的粘性低，则浆料不会残留在铸模(后述的蜡模10)中，或引起剥离。如图19所示，可知填料/粘合剂之比为1.8时引起剥离，另外，如图20所示，填料/粘合剂之比为2.0时，即将开始剥离。如图21所示，可确认填料/粘合剂之比为3.0时不引起剥离，形成均匀的膜。另外，如果浆料的粘性过高，则浆料的膜变得过厚，干燥需要时间，由于不均匀地干燥而产生“不均匀”，因此填料/粘合剂之比采取4.0以上。

在本实施方式涉及的壳型铸模40中，对铸模本体41为3层结构的情况进行了说明，但并不限定于该情况。例如，铸模本体41还可以是2层结构或4层以上的结构。

在本实施方式涉及的壳型铸模40中，对由氧化铈-硅溶胶烧结物(同种材料)构成初始层44a和第2层44b的情况进行了说明，但并不限定于该情况。例如，在初始层44a的层厚足够厚的情况(例如，初始层44a的层厚为500μm以上的情况)下，优选只是初始层44a由氧化铈-硅溶胶烧结物形成，第2层以后为与通常的铸模相同的材质(例如，由以氧化锆为主成分的骨料和以二氧化锆溶胶为主成分的粘合剂构成的浆料的烧结物)，但如果考虑涂布的操作性，则可以使用填料/粘合剂之比比初始层降低，并且降低了粘性的浆料。

接着，基于附图对本实施方式涉及的铸模的制造方法进行说明。

首先，如图1所示，预先制作与目标的精密铸件(参照后述的图6)同形状、同尺寸的蜡模10。

接着，在蜡模10的周围涂布初始层浆料后，进行初始层撒砂(スツツコ)的涂布，然后使之干燥，如图2所示，形成初始层浆料膜24a。接着，在初始层浆料膜24a的周围涂布第2层浆料，然后进行第2层撒砂的涂布，然后使之干燥，形成第2层浆料膜24b。初始层浆料和第2层浆料是同种浆料。换言之，初始层浆料膜24a和第2层浆料膜24b是初始层浆料膜24a的2层结构。

这里，初始层浆料和第2层浆料如下制备，例如，相对于1kg以硅溶胶为主成分的粘合剂，以2～4kg的比例混合以氧化铈为主成分的骨料。另外，作为初始层和第2层的撒砂(撒在浆料表面而附着的耐火物粒子)，例如可以使用大约#60～160目的选自二氧化锆、氧化铝、二氧化硅、富铝红柱石、或三氧化二钇中的至少一种，其粒度、材质没有特别限定。作为浆料的附着方法，可列举浸渍法、吹喷法、涂布法，但优选浸渍法。

接着，在第2层浆料膜24b的周围涂布第3层浆料后，进行第3层撒砂的涂布，然后使之干燥，形成第3层浆料膜24c。这里，第3层以后的浆料膜的形成工序可根据需要适当反复进行，由此，整个浆料膜的膜厚被控制为期望的厚度。第3层浆料和第3层以后的浆料、以及第3层撒砂和第3层以后的撒砂的构成材料没有特别限定，只要是通常作为壳型铸模用的浆料和撒砂使用的材料，则均可以使用。

接着，如图3所示，通过使用蒸气进行蜡模10的脱蜡，可以得到铸模前体30。铸模前体30在由浆料膜24a、24b、24c这3层构成的前体本体31的内部具有空腔(腔体)32。

接着，如图4所示，通过对该铸模前体30实施烧结处理，可得到本实施方式涉及的铸模(壳型铸模)40。壳型铸模40在由初始层44a、第2层44b、和第3层44c这3层构成的铸模本体41的内部具有腔体32。

接着，如图5所示，在该壳型铸模40的腔体32内浇注钛铝合金或钛合金的金属熔液50，进行浇铸。然后，冷却壳型铸模40，金属熔液50凝固，完成铸造。由此，在壳型铸模40内形成铸件。

然后，将壳型铸模40浸渍在高温的碱浴等中，溶解除去壳体即铸模本体41，如图6所示，进行落砂得到钛铝合金或钛合金制的铸件60。作为落砂，可使用物理方法(例如喷砂清洁理)。作为喷砂清洁理，可以是喷砂、喷丸清理、或喷水(吹入高压水)的任意一种。另外，作为喷砂清洁理以外的物理方法，还可以使用震动落砂法。

接着，说明本实施方式涉及的铸模40的作用。

在本实施方式涉及的铸模(壳型铸模)40中，由氧化铈-硅溶胶烧结物形成与钛铝合金的金属熔液50直接接触的铸模本体41的腔体表面43的初始层44a和第2层44b。

这里，作为壳型铸模40的骨料的主成分使用的氧化铈与二氧化锆或三氧化二钇相比，并不是特别稳定的氧化物。这也可以从自由能的比较得知。

可是，氧化铈对Ti显示优异的稳定性，几乎不会与Ti直接反应，也几乎不会被浇注到壳型铸模40的腔体32内的钛铝合金的金属熔液50还原。本发明人等注意到氧化铈的该特性。即，通过使用氧化铈作为铸模本体41的骨料的主成分，在腔体32内几乎不会有钛铝合金的金属熔液50与铸模本体41发生反应、或者被氧化的可能。

另外，作为铸模本体41的粘合剂的主成分使用的硅溶胶通常与钛铝合金的金属熔液50剧烈反应。可是，如本实施方式涉及的壳型铸模40那样，通过使用氧化铈作为骨料的主成分，即使使用硅溶胶作为粘合剂，也不用担心硅溶胶和钛铝合金剧烈反应。另外，由于硅溶胶化学稳定(活性低)，在工业上是廉价的，并且在室温到高温的范围下强度都很高，因此，通过使用硅溶胶，只是单一的溶胶就可以保持强度，没有必要使用其它的溶胶或有机类粘合剂等作为粘合剂。

另外，由于氧化铈比二氧化锆或三氧化二钇廉价，通过使用氧化铈作为壳型铸模40的骨料的主成分，可以谋求降低铸模的原料成本。另一方面，硅溶胶由于是作为通常的铸模(例如，Ni基合金用铸模等)的粘合剂使用的，因此，通过使用硅溶胶作为壳型铸模40的粘合剂的主成分，还可以期待由于粘合剂的通用化而大幅度降低成本。由此，可以得到廉价的壳型铸模40。

如上，通过由氧化铈-硅溶胶烧结物形成铸模本体41的腔体表面43的初始层44a和第2层44b，可以确实地(或几乎确实地)抑制钛铝合金的氧化以及硅溶胶和钛铝合金的反应，并抑制在铸件60的表面形成含有大量氧的层，同时还可以抑制铸模本体41对铸件60的表面的附着(粘砂(焼付き))。

例如，如图15、图16所示，使用本实施方式涉及的壳型铸模40进行铸造而形成的钛铝合金铸件150在其表面几乎没有铸模本体的粘砂。即，钛铝合金铸件150的表面外观美观，并且表面光滑。与此相反，如图17、图18所示，使用二氧化锆作为铸模的骨料的主成分、并使用硅溶胶作为粘合剂的主成分进行铸造而形成的钛铝合金铸件160在其表面产生大量铸模本体的粘砂161。即，钛铝合金铸件160的表面外观差，并且表面粗糙，表面性状不良。

因此，使用本实施方式涉及的壳型铸模40进行铸造而形成的钛铝合金铸件150由于在其表面几乎没有铸模本体的粘砂，因此可以通过简单的喷砂清理而获得良好的表面性状。例如，钛铝合金铸件150的未加工铸件材料的平均表面粗糙度为200μm以下，优选为50μm以下。因此，钛铝合金铸件150即使是未加工铸件材料的形态，其表面性状也足够良好，没有必要实施化学研磨或机械切削等表面加工处理(或者稍微进行表面加工即可)。因此，钛铝合金铸件150与以往的钛铝合金铸件160相比，可以减少制造工序数，从而可以谋求降低制品成本和提高生产性。

本实施方式涉及的壳型铸模40可以仅仅通过改变初始层浆料膜24a和第2层浆料膜24b(或只是初始层浆料膜24a)的形成工序来制造。因此，本实施方式涉及的壳型铸模40可以不用大幅度改变已经设置的现有壳型铸模的生产线来进行制造，进而可以抑制制造成本的上升。

通过在本实施方式涉及的壳型铸模40中使用钛合金的金属熔液50来进行铸造，可抑制在铸件60的表层部生成含有大量氧的固化层(α-金属件表面硬化层)。得到的铸件60的表层部生成的α-金属件表面硬化层的层厚薄至低于300μm，优选薄至低于250μm。

例如，如图22所示，使用本实施方式涉及的壳型铸模40进行铸造而形成的钛合金铸件220在表层部生成的α-金属件表面硬化层的层厚约为220μm。与此相反，如图23所示，使用二氧化锆作为铸模的骨料的主成分、并使用硅溶胶作为粘合剂的主成分进行铸造而形成的钛合金铸件230在表层部生成的α-金属件表面硬化层的层厚约为500μm。由此可知，钛合金铸件220的α-金属件表面硬化层的层厚为钛合金铸件230的一半以下。

因此，使用本实施方式涉及的壳型铸模40进行铸造而形成的钛合金铸件220由于在表层部生成的α-金属件表面硬化层少，因此与以往的钛合金制铸件230相比，表面处理(化学研磨或机械切削等)所需要的时间缩短。进而可以提高钛合金铸件220的生产性并降低钛合金铸件220的制品成本。另外，为了获得最终制品，不怎么须要对钛合金铸件220实施表面处理，而且钛合金铸件220与最终制品的尺寸差较小，因此材料成品率良好，并可以降低钛合金铸件220的原料成本。

本实施方式涉及的壳型铸模40适合于精密铸件用的铸模，例如，作为钛铝合金精密铸件，可列举汽车用发动机的涡轮增压器、燃气涡轮发动机或飞机用喷气发动机的旋转部件、耐热夹具等。另外，作为钛合金精密铸件，可列举汽车和摩托车部件、体育和休闲用品、人造骨、人造牙齿、热交换器等。

接着，基于附图说明本发明其它的实施方式。

图12示出本发明另一个优选的实施方式涉及的铸模的横截面图。

如图12所示，本实施方式涉及的铸模(实心铸模)120中，至少铸模本体121的腔体表面123的初始层(在图12中为腔体表面123的初始层44a和第2层44b这2层)由氧化铈-硅溶胶烧结物形成。

铸模本体121由块状的本体部124和邻接于腔体112的层部125构成。层部125为初始层44a和第2层44b的2层结构。构成本体部124的浆料烧结物可以与构成初始层44a和第2层44b的氧化铈-硅溶胶烧结物相同，也可以不同。作为与氧化铈-硅溶胶烧结物不同的浆料烧结物，本体部124可以使用与通常的铸模相同的(例如，由以选自二氧化锆、氧化铝、二氧化硅、富铝红柱石、锆石、或三氧化二钇中的至少一种作为主成分的骨料，以及以二氧化锆溶胶为主成分的粘合剂构成的浆料的烧结物)。

本实施方式涉及的壳型铸模120中，铸模本体121的腔体表面123可以为1层结构，或也可以为3层以上的结构。

另外，本实施方式涉及的实心铸模120中，初始层44a的层厚足够厚时，可以只是初始层44a由氧化铈-硅溶胶烧结物形成，并且第2层44b为与本体部124相同的材质。

接着，基于图7～图14说明本实施方式涉及的铸模的制造方法。另外，与图1～图6同样的部件使用同样的符号，并省略对于这些部件的说明。

首先，如图7所示，预先制作与目标的精密铸件(参照后述的图14)同形状、同尺寸的蜡模。

接着，在蜡模70的周围涂布初始层浆料后，进行初始层撒砂的涂布，然后使之干燥，如图8所示，形成初始层浆料膜24a。接着，在初始层浆料膜24a的周围涂布第2层浆料，然后进行第2层撒砂的涂布，然后使之干燥，形成第2层浆料膜24b。初始层浆料和第2层浆料是同种浆料。换言之，初始层浆料膜24a和第2层浆料膜24b是初始层浆料膜24a的2层结构。

接着，如图9所示，将设置有各浆料膜24a、24b的蜡模70配置在模框91的空间部92内，然后向其空间部92注入后层浆料93。该后层浆料93经过一定时间后自然固化，并且还可以适当含有有机化合物(例如酚醛树脂)、固化剂以及耐火材料等。通过该后层浆料93的自然固化，如图10所示，在设置有各浆料膜24a、24b的蜡模70的周围形成后层浆料93的块状物103。

接着，如图11所示，通过使用蒸气进行蜡模70的脱蜡，可以得到铸模前体110。铸模前体110在前体本体111的内部具有腔体112。前体本体111由作为本体部的块状体103和邻接于腔体112的浆料膜24a、24b构成。

接着，如图12所示，通过对该铸模前体110实施烧结处理，可得到本实施方式涉及的铸模(实心铸模)120。实心铸模120在由本体部124和层部125构成的铸模本体121的内部具有腔体112。

接着，如图13所示，在该实心铸模120的腔体112内浇注钛铝合金或钛合金的金属熔液50，进行浇铸。然后，冷却实心铸模120，金属熔液50凝固，完成铸造。由此，在实心铸模120内形成铸件。

然后，如图14所示，从实心铸模120中取出铸件，得到钛铝合金或钛合金制的铸件140。

在本实施方式涉及的铸模120的制造方法中，对于在2层结构的浆料膜24a、24b的周围形成后层浆料93的块状物103的情况进行了说明，但并不特别限定于该情况。例如，在一个制造工序中，可以在蜡模70的周围直接形成块状物。即，将蜡模70配置在模框91的空间部92内之后，向其空间部92中注入后层浆料93，在蜡模70的周围直接形成只是由后层浆料单体构成的块状物。该后层浆料93与初始层浆料相同。

在本实施方式涉及的铸模120中，可得到与前面的实施方式涉及的铸模40同样的作用效果。

另外，通过在本实施方式涉及的实心铸模120中使用钛合金的金属熔液50进行铸造，在铸件140中，可抑制在其表层部生成含有大量氧的固化层(α-金属件表面硬化层)，α-金属件表面硬化层的层厚薄至低于300μm。例如，如图24所示，使用本实施方式涉及的实心铸模120进行铸造而形成的钛合金铸件240在表层部生成的α-金属件表面硬化层的层厚约为280μm。与此相反，如图25所示，使用二氧化锆作为铸模的骨料的主成分、并使用硅溶胶作为粘合剂的主成分进行铸造而形成的钛合金铸件250在表层部生成的α-金属件表面硬化层的层厚约为500μm。由此可知，钛合金铸件240的α-金属件表面硬化层的层厚约为钛合金铸件250的一半。

另外，与精密铸件用的铸模相比，本实施方式涉及的铸模120更适用于超大物品的铸件、装饰品、人造牙齿、人造骨等的铸模。该铸模120具有耐久性，并且叠层少，因此可使制造工序简单化，性价比优异。

应该说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，当然还可以进行各种变更。

Claims (11)

1.铸模，其是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模，其特征在于，

铸模本体的腔体表面的至少初始层由浆料的烧结物形成，所述浆料由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成。

2.权利要求1所述的铸模，其中，由上述浆料的烧结物形成上述铸模本体的腔体表面的初始层和第2层。

3.权利要求1或2所述的铸模，其中，上述铸模是壳型铸模。

4.权利要求1或2所述的铸模，其中，上述铸模是实心铸模。

5.铸模的制造方法，其是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模的制造方法，其特征在于，包括：

在作为消失模的蜡模的表面上附着由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成的初始层浆料并使之干燥，形成初始层浆料膜的步骤；

在该初始层浆料膜的表面依次形成第2层以后的浆料膜的步骤；

对涂覆了至少2层浆料膜的蜡模实施脱蜡处理，形成在初始层浆料膜的内部具有空腔的铸模前体的步骤；和

对该铸模前体实施烧结处理，将各浆料膜烧固而形成壳型铸模的步骤。

6.权利要求5所述的铸模的制造方法，其中，再次重复形成初始层浆料膜的步骤，作为形成第2层的浆料膜的步骤。

7.铸模的制造方法，其是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模的制造方法，其特征在于，包括：

在作为消失模的蜡模的表面附着由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成的初始层浆料并使之干燥，形成初始层浆料的块状物的步骤；

对具有该块状物的蜡模实施脱蜡处理，形成在块状物的内部具有空腔的铸模前体的步骤；和

对该铸模前体进行烧结处理，将块状物烧固而形成实心铸模的步骤。

8.铸模的制造方法，其是用于制造钛铝合金或钛合金制的铸件的铸模的制造方法，其特征在于，包括：

在作为消失模的蜡模的表面附着由以氧化铈为主成分的骨料和以硅溶胶为主成分的粘合剂构成的初始层浆料并使之干燥，形成初始层浆料膜的步骤；

在该初始层浆料膜的周围形成后层浆料的块状物的步骤；

对具有初始层浆料膜和块状物的蜡模实施脱蜡处理，形成在初始层浆料膜的内部具有空腔的铸模前体的步骤；和

对该铸模前体进行烧结处理，将初始层浆料膜和块状物烧固而形成实心铸模的步骤。

9.权利要求8所述的铸模的制造方法，其中，在初始层浆料膜的形成步骤之后，再次重复进行初始浆料膜的形成步骤，在2层结构的初始层浆料膜的周围形成后层浆料的块状物。

10.钛铝合金铸件，其是使用权利要求3或4所述的铸模进行铸造而形成的。

11.钛合金铸件，其是使用权利要求3或4所述的铸模进行铸造而形成的，其中，未加工铸件材料的表层部中的α-金属件表面硬化层的层厚不到300μm。

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