JP2001232445A - 単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法 - Google Patents
単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 確実で、かつ、能率的にセレクタ部の鋳型を
強化することが可能な単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法
を提供すること。 【解決手段】 セレクタ部の鋳型（１４０）は対応する
ワックス模型を型枠に入れ、そこにセラミック材料のス
ラリを流入し、硬化後、ワックス模型を溶出してから加
熱、焼成して形成する。セレクタ部以外の部分の鋳型
（１５０）は従来のロストワックス法でセラミック材料
で形成する。これら２つの鋳型を接着材（３００）で接
合して、単結晶精密鋳造用鋳型（１００）を完成する。
セレクタ部の鋳型を作るスラリのセラミック材料はセレ
クタ部以外の部分の鋳型と同材質のムライト質の粒子に
コロイダルシリカを３０〜５０重量％配合、混練し、更
にコロイダルシリカに対してマグネシア粉末を５〜２０
重量％配合して更に混練したもので速硬性があり能率よ
くセレクタ部の鋳型を形成できる。
強化することが可能な単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法
を提供すること。 【解決手段】 セレクタ部の鋳型（１４０）は対応する
ワックス模型を型枠に入れ、そこにセラミック材料のス
ラリを流入し、硬化後、ワックス模型を溶出してから加
熱、焼成して形成する。セレクタ部以外の部分の鋳型
（１５０）は従来のロストワックス法でセラミック材料
で形成する。これら２つの鋳型を接着材（３００）で接
合して、単結晶精密鋳造用鋳型（１００）を完成する。
セレクタ部の鋳型を作るスラリのセラミック材料はセレ
クタ部以外の部分の鋳型と同材質のムライト質の粒子に
コロイダルシリカを３０〜５０重量％配合、混練し、更
にコロイダルシリカに対してマグネシア粉末を５〜２０
重量％配合して更に混練したもので速硬性があり能率よ
くセレクタ部の鋳型を形成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は単結晶精密鋳造用鋳
型の製造方法、および当該製造方法で製造された単結晶
精密鋳造用鋳型を使用したタービンの翼の製造方法に関
する。
型の製造方法、および当該製造方法で製造された単結晶
精密鋳造用鋳型を使用したタービンの翼の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン（産業用ガスタービン、航
空機用ガスタービン）の翼はあらゆる機械部品の中で最
も過酷な条件下で使用される部品であり、単結晶精密鋳
造で製造される。その方法は、図１５に示すようなセレ
クタ形成部４０１とスタータブロック形成部４０２とを
有するセラミック製鋳型４００を、図１７に示すよう
に、昇降台５００に載置して加熱炉６００内に配置し
て、鋳型を鋳造金属の凝固温度以上に加熱しておき、該
鋳型に溶解炉７００から溶融金属を注湯した後に、鋳型
ごとゆっくり例えば水冷コイル８００が配設された低温
雰囲気内に引き下げ、スタータブロック部４０２から発
生した柱状晶の内の一つをセレクタ部４０１で選択し
て、この結晶を成長させて単結晶材とするものである。
空機用ガスタービン）の翼はあらゆる機械部品の中で最
も過酷な条件下で使用される部品であり、単結晶精密鋳
造で製造される。その方法は、図１５に示すようなセレ
クタ形成部４０１とスタータブロック形成部４０２とを
有するセラミック製鋳型４００を、図１７に示すよう
に、昇降台５００に載置して加熱炉６００内に配置し
て、鋳型を鋳造金属の凝固温度以上に加熱しておき、該
鋳型に溶解炉７００から溶融金属を注湯した後に、鋳型
ごとゆっくり例えば水冷コイル８００が配設された低温
雰囲気内に引き下げ、スタータブロック部４０２から発
生した柱状晶の内の一つをセレクタ部４０１で選択し
て、この結晶を成長させて単結晶材とするものである。
【０００３】ここで精密鋳造用鋳型は、図１６に示すよ
うなワックス模型４１０をシリカゾルをバインダとした
セラミックスラリ中に浸せき（ディッピング）し、その
後直ちにセラミック粒子を該スラリに付着（スタッコイ
ング）させて乾燥し、鋳型が所定厚さになるまでこの工
程を繰り返し（通常は８回から１５回程度）、その後に
鋳型を１５０℃程度に加熱してワックスを溶出させ、更
に約１０００℃で焼成して図１５に示したようなセラミ
ック鋳型４００を製造している。
うなワックス模型４１０をシリカゾルをバインダとした
セラミックスラリ中に浸せき（ディッピング）し、その
後直ちにセラミック粒子を該スラリに付着（スタッコイ
ング）させて乾燥し、鋳型が所定厚さになるまでこの工
程を繰り返し（通常は８回から１５回程度）、その後に
鋳型を１５０℃程度に加熱してワックスを溶出させ、更
に約１０００℃で焼成して図１５に示したようなセラミ
ック鋳型４００を製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、セレクタ部
では多くの結晶を一つの結晶に選択する機能が必要であ
り、その為に非常に小さな断面積でスパイラルあるいは
ジグザグ形状にしなければならない。したがって、セレ
クタ部の鋳型が割れる問題や、鋳型をつくるワックス模
型に前述のディッピング及びスタッコイング工程を繰り
返す際にこのセレクタ部のワックスが破損し、鋳型自体
の歩留まりが低いという問題がある。
では多くの結晶を一つの結晶に選択する機能が必要であ
り、その為に非常に小さな断面積でスパイラルあるいは
ジグザグ形状にしなければならない。したがって、セレ
クタ部の鋳型が割れる問題や、鋳型をつくるワックス模
型に前述のディッピング及びスタッコイング工程を繰り
返す際にこのセレクタ部のワックスが破損し、鋳型自体
の歩留まりが低いという問題がある。
【０００５】前者の問題に対処するものとして、特開平
７−２３６９４１号公報ではセラミック鋳型のセレクタ
部およびスタータ部をつき固め法で補強する鋳型の製造
方法を開示している。また、後者の問題に対処するもの
として、特開平１０−３４２８０号公報では、セレクタ
部およびスタータブロック部のワックス模型の周りに複
数のセラミック製の補強柱を配設してからディッピング
及びスタッコイング工程を繰り返すことを開示してい
る。
７−２３６９４１号公報ではセラミック鋳型のセレクタ
部およびスタータ部をつき固め法で補強する鋳型の製造
方法を開示している。また、後者の問題に対処するもの
として、特開平１０−３４２８０号公報では、セレクタ
部およびスタータブロック部のワックス模型の周りに複
数のセラミック製の補強柱を配設してからディッピング
及びスタッコイング工程を繰り返すことを開示してい
る。
【０００６】しかしながら、特開平７−２３６９４１号
公報に記載の方法では、全体の鋳型を形成後にセレクタ
部をつき固めるために、その際に、セレクタ部を破損す
る可能性があり、また、特開平１０−３４２８０号公報
に記載の方法では、セレクタ部のワックス型の周りに離
間して補強柱を配置するという難しさがある、また、い
ずれの場合も、セレクタ部を形成している鋳型そのもの
は、他の部分の鋳型と同じに作られ、セレクタ部のみ任
意の強度にすることはできない。本発明は上記問題に鑑
み、確実で、かつ、能率的にセレクタ部の鋳型を強化す
ることが可能な単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法を提供
することを目的とする。
公報に記載の方法では、全体の鋳型を形成後にセレクタ
部をつき固めるために、その際に、セレクタ部を破損す
る可能性があり、また、特開平１０−３４２８０号公報
に記載の方法では、セレクタ部のワックス型の周りに離
間して補強柱を配置するという難しさがある、また、い
ずれの場合も、セレクタ部を形成している鋳型そのもの
は、他の部分の鋳型と同じに作られ、セレクタ部のみ任
意の強度にすることはできない。本発明は上記問題に鑑
み、確実で、かつ、能率的にセレクタ部の鋳型を強化す
ることが可能な単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による、
スタータブロックから発生した柱状晶よりセレクタで単
結晶を選択し、この単結晶を製品部の型内で成長させて
製品の精密鋳造をおこなう単結晶精密鋳造に用いる単結
晶精密鋳造用鋳型の製造方法は、セレクタ部の鋳型を当
該部分の模型を用いて独立に形成する工程を、含み、セ
レクタ部の鋳型はセレクタ部の模型を用いて独立に形成
される。請求項２の発明では、特に、セレクタ部の鋳型
は、型枠内に配置した当該部分の模型の周りに型材料を
流し込む型成形法で形成される。請求項３の発明では、
請求項１の発明に、さらに、セレクタ部の鋳型形成後、
該鋳型形成に使用した模型を除去する工程と、製品部の
鋳型を含むセレクタ部以外の鋳型を当該部分の模型を使
用して形成する工程と、模型を除去した、セレクタ部の
鋳型と、セレクタ部以外の鋳型とを接合して、全体鋳型
を形成する工程と、を含む。請求項４の発明では、請求
項１の発明に、さらに、製品部の鋳型を含むセレクタ部
以外の鋳型の模型を形成する工程と、型成形法で形成し
たセレクタ部の鋳型に内封されている当該部の模型と、
セレクタ部以外の鋳型の模型とを接合して鋳型と模型が
接合された複合接合体を形成する工程と、複合接合体を
基に全体鋳型を形成する工程と、を含む。
スタータブロックから発生した柱状晶よりセレクタで単
結晶を選択し、この単結晶を製品部の型内で成長させて
製品の精密鋳造をおこなう単結晶精密鋳造に用いる単結
晶精密鋳造用鋳型の製造方法は、セレクタ部の鋳型を当
該部分の模型を用いて独立に形成する工程を、含み、セ
レクタ部の鋳型はセレクタ部の模型を用いて独立に形成
される。請求項２の発明では、特に、セレクタ部の鋳型
は、型枠内に配置した当該部分の模型の周りに型材料を
流し込む型成形法で形成される。請求項３の発明では、
請求項１の発明に、さらに、セレクタ部の鋳型形成後、
該鋳型形成に使用した模型を除去する工程と、製品部の
鋳型を含むセレクタ部以外の鋳型を当該部分の模型を使
用して形成する工程と、模型を除去した、セレクタ部の
鋳型と、セレクタ部以外の鋳型とを接合して、全体鋳型
を形成する工程と、を含む。請求項４の発明では、請求
項１の発明に、さらに、製品部の鋳型を含むセレクタ部
以外の鋳型の模型を形成する工程と、型成形法で形成し
たセレクタ部の鋳型に内封されている当該部の模型と、
セレクタ部以外の鋳型の模型とを接合して鋳型と模型が
接合された複合接合体を形成する工程と、複合接合体を
基に全体鋳型を形成する工程と、を含む。
【０００８】請求項５の発明では、セレクタ部の鋳型
は、スタータブロックの鋳型をともなっている。請求項
６の発明では、模型はワックスを材料とするワックス模
型である。請求項７の発明では、鋳型はセラミック鋳型
である。請求項８の発明では、セレクタ部の鋳型を型成
形法で形成するのに用いる型材料は、セレクタ部以外の
部分の鋳型を形成するのに用いる材料と同じ材質のムラ
イト質の粒子に、コロイダルシリカを３０乃至５０重量
％配合して混練し、さらに、コロイダルシリカの５乃至
２０重量％配合してさらに混練した速硬化性スラリであ
る。
は、スタータブロックの鋳型をともなっている。請求項
６の発明では、模型はワックスを材料とするワックス模
型である。請求項７の発明では、鋳型はセラミック鋳型
である。請求項８の発明では、セレクタ部の鋳型を型成
形法で形成するのに用いる型材料は、セレクタ部以外の
部分の鋳型を形成するのに用いる材料と同じ材質のムラ
イト質の粒子に、コロイダルシリカを３０乃至５０重量
％配合して混練し、さらに、コロイダルシリカの５乃至
２０重量％配合してさらに混練した速硬化性スラリであ
る。
【０００９】請求項９の発明では、製品部の型がタービ
ンの翼の型であって、請求項１から８のいずれか１つに
記載の製造方法で製造された単結晶精密鋳造用鋳型を用
いてタービンの翼が製造される。
ンの翼の型であって、請求項１から８のいずれか１つに
記載の製造方法で製造された単結晶精密鋳造用鋳型を用
いてタービンの翼が製造される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。初めに本発明のタービン翼を製造
するための単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法の第１の実
施の形態について説明する。この第１の実施の形態は、
セレクタ部の鋳型を型枠内に配置した当該部分のワック
ス模型の周りにセラミック材料を流し込むセラミックに
よる型成形法で形成し、一方、セレクタ部を除く部分の
鋳型を、従来技術で述べたディッピングとスタッコイン
グを繰り返す方法でセラミック材料で形成し、両者を接
合して全体の鋳型とするものである。
施の形態を説明する。初めに本発明のタービン翼を製造
するための単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法の第１の実
施の形態について説明する。この第１の実施の形態は、
セレクタ部の鋳型を型枠内に配置した当該部分のワック
ス模型の周りにセラミック材料を流し込むセラミックに
よる型成形法で形成し、一方、セレクタ部を除く部分の
鋳型を、従来技術で述べたディッピングとスタッコイン
グを繰り返す方法でセラミック材料で形成し、両者を接
合して全体の鋳型とするものである。
【００１１】先ず、金型中にワックスを射出成形して図
１に形状を示すセレクタ部のワックス模型１１０を製作
する。このセレクタ部のワックス模型１１０を図２に示
すように木製あるいは金属製の型枠１３０中にセット
し、セレクタ部以外のセラミック鋳型と同材質のムライ
ト質の粒子にコロイダルシリカを３０〜５０重量％配
合、混練してスラリ化し、更に該スラリにコロイダルシ
リカに対してマグネシア粉末を５〜２０重量％配合して
更に混練した後に、該スラリを前記セレクタ部のワック
ス模型１１０の周囲に流し込む。
１に形状を示すセレクタ部のワックス模型１１０を製作
する。このセレクタ部のワックス模型１１０を図２に示
すように木製あるいは金属製の型枠１３０中にセット
し、セレクタ部以外のセラミック鋳型と同材質のムライ
ト質の粒子にコロイダルシリカを３０〜５０重量％配
合、混練してスラリ化し、更に該スラリにコロイダルシ
リカに対してマグネシア粉末を５〜２０重量％配合して
更に混練した後に、該スラリを前記セレクタ部のワック
ス模型１１０の周囲に流し込む。
【００１２】マグネシア粉末はコロイダルシリカの硬化
作用がある為に上記スラリは短時間（およそ１０ないし
２０分）で硬化し、図３に示されるようにワックス模型
１１０の周りにセラミック製のセレクタ部鋳型１４０が
形成される。硬化後に型枠１３０からセレクタ部鋳型１
４０を取り出す。それから該セレクタ部鋳型１４０を約
１５０℃に加熱してワックスを溶出し、更に約１０００
℃に加熱して焼成する。図４は焼成してワックスが除去
されたセレクタ部鋳型１４０を示している。
作用がある為に上記スラリは短時間（およそ１０ないし
２０分）で硬化し、図３に示されるようにワックス模型
１１０の周りにセラミック製のセレクタ部鋳型１４０が
形成される。硬化後に型枠１３０からセレクタ部鋳型１
４０を取り出す。それから該セレクタ部鋳型１４０を約
１５０℃に加熱してワックスを溶出し、更に約１０００
℃に加熱して焼成する。図４は焼成してワックスが除去
されたセレクタ部鋳型１４０を示している。
【００１３】一方で図５に示すようなセレクタ部鋳型を
含まないメイン鋳型１５０を通常のロストワックス精密
鋳造の鋳型製作方法に従って製造する。本発明では、ス
ラリにはムライト粉末を骨材とし、シリカゾル（コロイ
ダルシリカ）をバインダとしたスラリを、またスタッコ
材としてはムライト粒子を使用した。このロストワック
ス鋳型の製造方法は公知であり、詳細は省略する。
含まないメイン鋳型１５０を通常のロストワックス精密
鋳造の鋳型製作方法に従って製造する。本発明では、ス
ラリにはムライト粉末を骨材とし、シリカゾル（コロイ
ダルシリカ）をバインダとしたスラリを、またスタッコ
材としてはムライト粒子を使用した。このロストワック
ス鋳型の製造方法は公知であり、詳細は省略する。
【００１４】このメイン鋳型１５０は、製品であるター
ビン翼を形成する翼形成部１５１と、スタータブロック
部を形成するスタータブロック形成部１５２を有し、翼
形成部１５１とスタータブロック形成部１５２の間は後
述するように、セレクタ部鋳型１４０が接合できるよう
にセレクタ部鋳型１４０の外径より若干大きな径の円筒
部１５３とされている。このメイン鋳型１５０を焼成し
た後に図６に示すように両鋳型を接着材３００を用いて
接合しセレクタ部鋳型１４０を有する単結晶精密鋳造用
鋳型１００を完成する。図７はこの接合部の拡大図であ
る。
ビン翼を形成する翼形成部１５１と、スタータブロック
部を形成するスタータブロック形成部１５２を有し、翼
形成部１５１とスタータブロック形成部１５２の間は後
述するように、セレクタ部鋳型１４０が接合できるよう
にセレクタ部鋳型１４０の外径より若干大きな径の円筒
部１５３とされている。このメイン鋳型１５０を焼成し
た後に図６に示すように両鋳型を接着材３００を用いて
接合しセレクタ部鋳型１４０を有する単結晶精密鋳造用
鋳型１００を完成する。図７はこの接合部の拡大図であ
る。
【００１５】この単結晶精密鋳造用鋳型１００を用いて
単結晶材でタービンの翼を製造する工程は従来技術で説
明したのと同様である。すなわち単結晶精密鋳造用鋳型
１００を昇降台５００に載置して加熱炉６００内に配置
して、１４５０ないし１５５０℃程度に加熱した後に、
該鋳型に溶解炉７００から溶融金属を注湯し、その後、
単結晶精密鋳造用鋳型１００ごと所定の速度例えば５０
ないし３００mm／ｈ程度でゆっくり例えば水冷コイル８
００が配設された低温雰囲気内に引き下げ、スタータ形
成部１５２内で発生した柱状晶の内の一つをセレクタ鋳
型１４０のセレクタ１４１で選択して、この結晶を成長
させて単結晶でタービン翼を製造する。
単結晶材でタービンの翼を製造する工程は従来技術で説
明したのと同様である。すなわち単結晶精密鋳造用鋳型
１００を昇降台５００に載置して加熱炉６００内に配置
して、１４５０ないし１５５０℃程度に加熱した後に、
該鋳型に溶解炉７００から溶融金属を注湯し、その後、
単結晶精密鋳造用鋳型１００ごと所定の速度例えば５０
ないし３００mm／ｈ程度でゆっくり例えば水冷コイル８
００が配設された低温雰囲気内に引き下げ、スタータ形
成部１５２内で発生した柱状晶の内の一つをセレクタ鋳
型１４０のセレクタ１４１で選択して、この結晶を成長
させて単結晶でタービン翼を製造する。
【００１６】第１の実施の形態では上記のようにしてセ
ラミック製の単結晶精密鋳造用鋳型が製造され、小断面
積のセレクタ部鋳型１４０は分離して形成され、セレク
タ部のワックス模型の破損を防止することが出来鋳型の
歩留まりが向上する。また、完成された鋳型もセレクタ
形成部が補強されており、この鋳型を用いて製品を製造
するときに鋳型が破損することも防止される。また、小
断面積のセレクタ部鋳型１４０の形成に当たって、コロ
イダルシリカをバインダとしたセラミックスラリに少量
のマグネシアを配合することにより短時間でスラリを硬
化することが可能で、能率よく形成することができる
し、セレクタ鋳型１４０のみ所望の強度まで補剛するこ
とができる。
ラミック製の単結晶精密鋳造用鋳型が製造され、小断面
積のセレクタ部鋳型１４０は分離して形成され、セレク
タ部のワックス模型の破損を防止することが出来鋳型の
歩留まりが向上する。また、完成された鋳型もセレクタ
形成部が補強されており、この鋳型を用いて製品を製造
するときに鋳型が破損することも防止される。また、小
断面積のセレクタ部鋳型１４０の形成に当たって、コロ
イダルシリカをバインダとしたセラミックスラリに少量
のマグネシアを配合することにより短時間でスラリを硬
化することが可能で、能率よく形成することができる
し、セレクタ鋳型１４０のみ所望の強度まで補剛するこ
とができる。
【００１７】次に第２の実施の形態について説明する。
この第２の実施の形態は単結晶精密鋳造用鋳型を製造す
るに際して、セレクタ形成部にスタータブロック形成部
を加えた（一部翼用型との連続部を含む）部分のワック
ス模型を製作し、該ワックス模型をセラミックで補強し
た後に、そのワックス模型を除去しないで、翼本体のワ
ックス模型と接合し、その接合体に前述したのと同様に
デッピングとスタッコイングを繰り返し全体の鋳型を完
成するものである。
この第２の実施の形態は単結晶精密鋳造用鋳型を製造す
るに際して、セレクタ形成部にスタータブロック形成部
を加えた（一部翼用型との連続部を含む）部分のワック
ス模型を製作し、該ワックス模型をセラミックで補強し
た後に、そのワックス模型を除去しないで、翼本体のワ
ックス模型と接合し、その接合体に前述したのと同様に
デッピングとスタッコイングを繰り返し全体の鋳型を完
成するものである。
【００１８】先ず、金型中にワックスを射出成形して図
８に形状を示すスタータブロック及びセレクタ部のみの
ワックス模型２１０を製作する。ワックス模型２１０の
頂部は図示のように翼断面形状になっている。次に、図
９に示されるように、第１の実施の形態と同様に、この
スタータブロック部及びセレクタ部のワックス模型２１
０を木型あるいは金型から成る型枠２３０の中にセット
し、第１の実施の形態で説明したのと同様なスラリをワ
ックス模型２１０の周囲に流し込む。
８に形状を示すスタータブロック及びセレクタ部のみの
ワックス模型２１０を製作する。ワックス模型２１０の
頂部は図示のように翼断面形状になっている。次に、図
９に示されるように、第１の実施の形態と同様に、この
スタータブロック部及びセレクタ部のワックス模型２１
０を木型あるいは金型から成る型枠２３０の中にセット
し、第１の実施の形態で説明したのと同様なスラリをワ
ックス模型２１０の周囲に流し込む。
【００１９】その結果、図１０に示されるようにワック
ス模型２１０の周りにスタータ形成部およびセレクタ形
成部のセラミック鋳型２４０が形成される。図１１は、
図１０の型枠２３０を除去したものである。この第２の
実施の形態では、スラリはワックス模型２１０の頂部が
若干残るような高さまでしか注入されないが、頂部まで
注入してもかまわない。なお、図９と図１０は、翼断面
の長手方向から見た場合を示している。
ス模型２１０の周りにスタータ形成部およびセレクタ形
成部のセラミック鋳型２４０が形成される。図１１は、
図１０の型枠２３０を除去したものである。この第２の
実施の形態では、スラリはワックス模型２１０の頂部が
若干残るような高さまでしか注入されないが、頂部まで
注入してもかまわない。なお、図９と図１０は、翼断面
の長手方向から見た場合を示している。
【００２０】一方で、図１２に示すようなスタータ形成
部とセレクタ形成部のないワックス模型２２０を製作し
ておく。そして、図１３に示すように、図１２のスター
タ形成部とセレクタ形成部のないワックス模型２２０の
下面と、図１１のセラミック鋳型２４０で補強されたワ
ックス模型２１０の頂面を、接着材３００で接合し、両
者の複合接合体２５０を形成する。
部とセレクタ形成部のないワックス模型２２０を製作し
ておく。そして、図１３に示すように、図１２のスター
タ形成部とセレクタ形成部のないワックス模型２２０の
下面と、図１１のセラミック鋳型２４０で補強されたワ
ックス模型２１０の頂面を、接着材３００で接合し、両
者の複合接合体２５０を形成する。
【００２１】しかる後に、この複合接合体２５０に、前
述したようなディッピングとスタッコイングを繰り返し
て施して、所定の厚さのセラミック層で被い、その後、
加熱してワックスを溶出し、更に約１０００℃に加熱、
焼成して単結晶精密鋳造用鋳型２００を完成する。第２
の実施の形態では上記のようにして単結晶精密鋳造用鋳
型が製造され、第１の実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。この鋳型を用いて単結晶材を鋳造、凝固す
る工程は第１の実施の形態の場合と同じである。
述したようなディッピングとスタッコイングを繰り返し
て施して、所定の厚さのセラミック層で被い、その後、
加熱してワックスを溶出し、更に約１０００℃に加熱、
焼成して単結晶精密鋳造用鋳型２００を完成する。第２
の実施の形態では上記のようにして単結晶精密鋳造用鋳
型が製造され、第１の実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。この鋳型を用いて単結晶材を鋳造、凝固す
る工程は第１の実施の形態の場合と同じである。
【００２２】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、セレク
タ部分の鋳型は分離して形成され、セレクタ部のワック
ス模型の破損を防止することが出来、鋳型の歩留まりが
向上する。また、完成された鋳型のセレクタ部分は補強
されており、この鋳型を用いて製品を製造するときに鋳
型が破損することも防止される。セレクタ部分の鋳型は
分離して形成されるので他の部分を必要以上に強化する
ことなくセレクタ部分のみ強化できるという利点もあ
る。特に、請求項８に記載のような材料を用いてセレク
タ部分の鋳型を形成すれば速硬性があるので能率よく鋳
型を製造することができる。
タ部分の鋳型は分離して形成され、セレクタ部のワック
ス模型の破損を防止することが出来、鋳型の歩留まりが
向上する。また、完成された鋳型のセレクタ部分は補強
されており、この鋳型を用いて製品を製造するときに鋳
型が破損することも防止される。セレクタ部分の鋳型は
分離して形成されるので他の部分を必要以上に強化する
ことなくセレクタ部分のみ強化できるという利点もあ
る。特に、請求項８に記載のような材料を用いてセレク
タ部分の鋳型を形成すれば速硬性があるので能率よく鋳
型を製造することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態のセレクタ部のワッ
クス模型を示す図である。
クス模型を示す図である。
【図２】図１のワックス模型を型枠に入れ、そこにスラ
リを注入する様子を示す図である。
リを注入する様子を示す図である。
【図３】型枠内でワックス模型の周りに形成されたセレ
クタ部のセラミック鋳型を示す図である。
クタ部のセラミック鋳型を示す図である。
【図４】図３のセレクタ部のセラミック鋳型を取り出し
ワックス模型を除去した状態を示す図である。
ワックス模型を除去した状態を示す図である。
【図５】セレクタ部の以外の部分のセラミック鋳型を示
す図である。
す図である。
【図６】図４のセレクタ部の鋳型と図５のセレクタ部の
以外のセラミック鋳型を接合した第１の実施の形態の単
結晶精密鋳造用鋳型の完成品を示す図である。
以外のセラミック鋳型を接合した第１の実施の形態の単
結晶精密鋳造用鋳型の完成品を示す図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【図８】第２の実施の形態のスタータブロック部及びセ
レクタ部のワックス模型を示す図である。
レクタ部のワックス模型を示す図である。
【図９】図８のワックス模型を型枠に入れ、そこにスラ
リを注入する様子を示す図である。
リを注入する様子を示す図である。
【図１０】型枠内でワックス模型の周りに形成されたス
タータブロック部及びセレクタ部のセラミック鋳型を示
す図である。
タータブロック部及びセレクタ部のセラミック鋳型を示
す図である。
【図１１】図１０のセレクタ部およびスタータブロック
部の鋳型をワックス模型と共に取り出して示した図であ
る。
部の鋳型をワックス模型と共に取り出して示した図であ
る。
【図１２】セレクタ部およびスタータブロック部以外の
部分のワックス模型を示す図である。
部分のワックス模型を示す図である。
【図１３】図１１のワックス模型付きのセレクタ部およ
びスタータブロック部の鋳型と、図１２のセレクタ部お
よびスタータ部以外の部分のワックス模型を接合した複
合接合体を示す図である。
びスタータブロック部の鋳型と、図１２のセレクタ部お
よびスタータ部以外の部分のワックス模型を接合した複
合接合体を示す図である。
【図１４】図１３の接合体のまわりをセラミックで被
い、ワックス模型を除去し、加熱、焼成した第２の実施
の形態の単結晶精密鋳造用鋳型の完成品を示す図であ
る。
い、ワックス模型を除去し、加熱、焼成した第２の実施
の形態の単結晶精密鋳造用鋳型の完成品を示す図であ
る。
【図１５】従来技術のセラミック鋳型を示す図である。
【図１６】図１５の鋳型を製造するためのワックス模型
である。
である。
【図１７】単結晶精密鋳造用鋳型を用いて製品を製造す
る装置を示す図である。
る装置を示す図である。
１００…第１の実施の形態による単結晶精密鋳造用鋳型
完成品 １１０…セレクタ部ワックス模型 １３０…型枠 １４０…セレクタ部セラミック鋳型 １５０…メイン鋳型 １５１…翼形成部 １５２…スタータ形成部 ２００…第２の実施の形態による単結晶精密鋳造用鋳型
完成品 ２１０…セレクタ部およびスタータ部のワックス模型 ２２０…セレクタ部およびスタータ部以外のワックス模
型 ２３０…型枠 ２４０…セレクタ部およびスタータ部のセラミック鋳型 ２５０…接合体 ４００…従来技術の単結晶精密鋳造用鋳型 ４１０…従来技術の単結晶精密鋳造用鋳型製造用のワッ
クス模型 ５００…昇降台 ６００…加熱炉 ７００…溶解炉 ８００…水冷コイル
完成品 １１０…セレクタ部ワックス模型 １３０…型枠 １４０…セレクタ部セラミック鋳型 １５０…メイン鋳型 １５１…翼形成部 １５２…スタータ形成部 ２００…第２の実施の形態による単結晶精密鋳造用鋳型
完成品 ２１０…セレクタ部およびスタータ部のワックス模型 ２２０…セレクタ部およびスタータ部以外のワックス模
型 ２３０…型枠 ２４０…セレクタ部およびスタータ部のセラミック鋳型 ２５０…接合体 ４００…従来技術の単結晶精密鋳造用鋳型 ４１０…従来技術の単結晶精密鋳造用鋳型製造用のワッ
クス模型 ５００…昇降台 ６００…加熱炉 ７００…溶解炉 ８００…水冷コイル
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 27/04 Ｂ２２Ｄ 27/04 Ｆ Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｆ０１Ｄ 5/28 Ｆ０１Ｄ 5/28 25/00 Ｆ 25/00 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｈ Ｆターム(参考） 3G002 BA02 BA06 BA10 BB04 EA06 4E092 AA03 AA18 AA19 BA04 BA13 CA03 4E093 LC06 MC01 MC03 MC08 TA10 4G030 AA36 AA37 BA20 CA01 CA07
Claims (9)
- 【請求項１】 スタータブロックから発生した柱状晶よ
りセレクタで単結晶を選択し、この単結晶を製品部の型
内で成長させて製品の精密鋳造をおこなう単結晶精密鋳
造に用いる単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法であって、 セレクタ部の鋳型を当該部分の模型を用いて独立に形成
する工程を、 含むことを特徴とする単結晶精密鋳造用鋳型の製造方
法。 - 【請求項２】 セレクタ部の鋳型を、型枠内に配置した
当該部分の模型の周りに型材料を流し込む型成形法で形
成することを特徴とする請求項１に記載の単結晶精密鋳
造用鋳型の製造方法。 - 【請求項３】 さらに、 セレクタ部の鋳型形成後、該鋳型形成に使用した模型を
除去する工程と、 製品部の鋳型を含むセレクタ部以外の鋳型を当該部分の
模型を使用して形成する工程と、 模型を除去した、セレクタ部の鋳型と、セレクタ部以外
の鋳型とを接合して、全体鋳型を形成する工程と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶精密鋳
造用鋳型の製造方法。 - 【請求項４】 さらに、 製品部の鋳型を含むセレクタ部以外の鋳型の模型を形成
する工程と、 型成形法で形成したセレクタ部の鋳型に内封されている
当該部分の模型と、セレクタ部以外の鋳型の模型とを接
合して鋳型と模型が接合された複合接合体を形成する工
程と、 複合接合体を基に全体鋳型を形成する工程と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶精密鋳
造用鋳型の製造方法。 - 【請求項５】 セレクタ部の鋳型は、スタータブロック
の鋳型をともなっていることを特徴とする請求項１に記
載の単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法。 - 【請求項６】 模型はワックスを材料とするワックス模
型であることを特徴とする請求項１に記載の単結晶精密
鋳造用鋳型の製造方法。 - 【請求項７】 鋳型はセラミック鋳型であることを特徴
とする請求項１に記載の単結晶精密鋳造用鋳型の製造方
法。 - 【請求項８】 セレクタ部の鋳型を型成形法で形成する
のに用いる型材料は、 セレクタ部以外の部分の鋳型を形成するのに用いる材料
と同じ材質のムライト質の粒子に、コロイダルシリカを
３０乃至５０重量％配合して混練し、さらに、コロイダ
ルシリカの５乃至２０重量％配合してさらに混練した速
硬化性スラリであることを特徴とする請求項７に記載の
単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法。 - 【請求項９】 製品部の型がタービンの翼の型であっ
て、 請求項１から８のいずれか１つに記載の製造方法で製造
された単結晶精密鋳造用鋳型を用いてタービンの翼を製
造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046171A JP2001232445A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046171A JP2001232445A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001232445A true JP2001232445A (ja) | 2001-08-28 |
Family
ID=18568642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000046171A Withdrawn JP2001232445A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001232445A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010042448A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-25 | General Electric Co <Ge> | 溶接性を高めるため超合金鋳造品に戦略的に配置される大結晶粒 |
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| CN109877300A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-14 | 江苏永瀚特种合金技术有限公司 | 一种气、液双介质冷却定向/单晶凝固装置及方法 |
-
2000
- 2000-02-23 JP JP2000046171A patent/JP2001232445A/ja not_active Withdrawn
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