JP2003326335A - 強化シェルモールドおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維強化して高温の鋳込み温度での鋳型強度
を向上させる。 【解決手段】鋳込まれる物の一時的な原型にセラミック
スラリー層を繰り返し被覆し、耐火スタッコをセラミッ
クスラリー層上に貼り付けて原型上に複数のセラミック
スラリー層およびスタッコ層を形成することから成るセ
ラミックシェルモールドを作製する方法において、少な
くとも１つのスタッコ層は、不連続なスタッコ繊維を貼
り付けた後に、不連続なスタッコ繊維上に粒状のスタッ
コ粉末を貼り付けることにより形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属および合
金を鋳造するセラミックインベストメントシェルモール
ドに関し、より詳細には、繊維強化して高温の鋳込温度
での鋳型強度を向上させたセラミックシェルモールドに
関する。

【０００２】

【関連の技術】例えばオーパーホールの米国特許第３，
１９６，５０６号および第２，９６１，７５１号から明
らかなように、インベストメント鋳造工程とロストワッ
クスシェルモールド作製工程とはともに公知である。ロ
ストワックスシェルモールド作製工程は、セラミックス
ラリー中に鋳込まれる物のワックスやその他の一時的な
原型を繰返して浸漬してセラミックスラリー層を形成
し、余分なスラリーを切り、スラリーに粗いセラミック
粒子をスタッコ塗布してスラリー層上にスタッコ層を形
成し、層を乾燥させて原型上に所望の壁厚のシェルモー
ルド作製することから成る。その後、グリーンシェルモ
ールド／原型組立品は、原型除去作業を施され、シェル
モールドから原型を選択的に除去する。一般に用いられ
るワックス原型除去技術は、急速脱ろうであり、グリー
ンシェルモールド／原型組立品を加熱したオーブンに置
きグリーンシェルモールドからワックス原型を急速に溶
解させるものである。原型除去に続いて、その中に鋳込
まれる溶融金属や合金に対してモールド強度を高めるた
めに、温度を上昇させてグリーンシェルモールドを焼成
する。

【０００３】従来のロストワックスセラミックシェルモ
ールドは、上記の原型除去作業中に割れたり裂けたりす
る傾向がある。

【０００４】超合金構成部品の一方向凝固（ＤＳ）鋳造
において、セラミックシェルモールドの性能を高める試
みが行われている。例えば、米国再発行特許第３４，７
０２号では、中間モールド壁厚の周りにアルミナ基また
はムライト基強化用繊維を連続した渦巻き状に巻付けな
がら形成する例示的な実施例が記載されている。米国特
許第６，３６４，０００号は、この目的のために、１つ
またはそれ以上の連続した炭素基強化用繊維をセラミッ
クシェルモールド壁に配置する例示的な実施例を開示し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、繊維
強化して高温の鋳込み温度での鋳型強度を向上させるこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の解決手段を例示
すると、各請求項に記載のとおりである。

【０００７】

【発明の実施の態様】本発明は、鋳込まれる物の一時的
な原型にセラミックスラリー層を繰り返し被覆し、耐火
スタッコをセラミックスラリー層上に付加して（たとえ
ば貼り付けて）原型上に複数のセラミックスラリー層ま
たはスタッコ層を形成することから成るセラミックシェ
ルモールドを作製する方法であり、少なくとも１つのス
タッコ層は、不連続スタッコ繊維を貼り付けた後に、不
連続スタッコ繊維上に粒状のスタッコ粉末を貼り付ける
ことにより形成される方法から構成される。

【０００８】本発明の好適な実施例において、粒状のス
タッコ粉末は、ランダムな方向性を持つ不連続スタッコ
繊維上に付加して（たとえば貼り付けて）、不連続繊維
の基礎になるスラリー層上で不連続スタッコ繊維を充填
する。充填された不連続スタッコ繊維の大部分がスラリ
ー層に貼り付くように、基礎となるスラリー層がまだ濡
れている間に、粒状スタッコ粉末を好適には不連続スタ
ッコ繊維上に貼り付ける。粒状スタッコ粉末は、好適に
はランダムな方向性を持つ不連続スタッコ繊維上に貼り
付けて、その表面および内部に不連続スタッコ繊維およ
び粒状スタッコを含むマットから成るスタッコ層を形成
する。

【０００９】

【実施例】本発明を例示するためであり限定するもので
はない例示的な実施例において、粒状スタッコ粉末は、
不連続スタッコ繊維上に粒状スタッコ粉末を重力により
雨のように降らすことによって貼り付けられる。

【００１０】また本発明は、少なくとも１つのスタッコ
層が不連続スタッコ繊維および粒状スタッコ粉末から成
る、セラミックシェルモールドを提供する。

【００１１】本発明によるシェルモールドは、原型除去
作業の際に、モールド割れに対して抵抗力があるという
利点がある。

【００１２】本発明は、次の詳細な説明によってより容
易に明らかになるであろう。

【００１３】図１は、本発明を適用したロストワックス
セラミックシェルモールド作製工程を概略的に示すもの
であり、セラミックシェルモールドは、物の鋳型の一時
的な原型に耐火微粉スラリー（すなわち、液体バインダ
ー中のセラミック微粉）を繰返して被覆してスラリー層
を形成し、余分なスラリーを切り、所望のシェルモール
ド壁厚になるまで耐火スタッコをスラリー層にスタッコ
してスラリー層上にスタッコ層を形成することにより作
製される。一時的な原型は、当分野において公知である
ように鋳造される物の形状に成型あるいは別の方法によ
り成形される、従来のワックス、ワックス／ポリマーブ
レンド、高分子またはその他の一時的な材料から成る。
そのような一時的な原型は、そこから原型を溶解、抽出
および／または蒸発させるような従来の原型除去技術を
用いて、その周りに埋没させたグリーンシェルモールド
から除去可能である。

【００１４】図１において、原型Ｐを容器１０中に保持
されて耐火微細繊維（例えば、セラミック微粉）スラリ
ー１１中に浸し、所定時間容器１０の上で原型を一時的
に保持して余分な耐火スラリーを落とし、耐火スラリー
層が濡れている間にスタッコ貼付作業位置１２でスタッ
コを貼り付ける。原型Ｐは通常、ロボットアームＲによ
り移動させる。本発明の例示的な実施例の実施におい
て、スタッコ貼付作業位置１２は、原型に不連続なスタ
ッコ繊維１４を貼り付ける繊維スタッコ貼付装置１２ａ
と、粒状スタッコ粉末１５を貼り付けて少なくとも１つ
のスタッコ層を形成し、本発明による不連続スタッコ繊
維および粒状スタッコ繊維を構成する粒状スタッコ貼付
装置１２ｂとを備える。その他のスタッコ層は、粒状ス
タッコ貼付装置１２ｂにおいて原型に貼り付けられる粒
状スタッコ粉末のみを備えてもよい。すなわち、スタッ
コ層が粒状スタッコ粉末のみからなる場合、繊維スタッ
コ貼付装置１２ａを用いない。スタッコ貼付装置１２ａ
と１２ｂは、不連続スタッコ繊維と粒状スタッコ粉末が
それぞれ入っているビン２０ａと２０ｂを有する従来の
スタッコタワーにより構成することができる。

【００１５】その後、耐火スラリー層をスタッコ貼り付
けした原型Ｐは、空気中または従来の乾燥装置中で乾燥
させる。乾燥後、所望のシェルモールド壁厚が原型上に
形成されるまで、原型Ｐには、同様に浸漬、余分なスラ
リー切り、スタッコ貼り付け、乾燥作業を施す。セラミ
ックスラリー／スタッコ層の乾燥については、米国特許
第２，９３２，８６４号、第４，１１４，２８５号、お
よびそれらと同じ譲受人である米国特許出願番号第０９
／６９０，１４４号などに記載されている。

【００１６】一般に、ロストワックス工程の実施におい
て、１つまたはそれ以上のいわゆる下塗（耐火スラリ
ー）層および下塗スタッコ層が、最初に原型に塗布され
て、シェルモールド中に鋳込まれる溶融金属または合金
と接触する上塗が形成される。さらに、上塗された原型
は、スラリー浸漬、余分なスラリー切り、スタッコ貼り
付け、乾燥作業の工程を繰り返し施されて、所望のシェ
ルモールド壁厚が形成されるまで、下塗スラリー層上に
仕上げスラリー層／スタッコ層を形成する。一般に下塗
には、仕上げスラリー中に存在するよりも細かい耐火粉
末をスラリー中に用いる。下塗スタッコも同様に、仕上
げスタッコよりも粗くないスタッコである。下塗スラリ
ー／スタッコは、一般にセラミックのような耐火材料か
ら成り、鋳込まれる溶融金属や合金と好ましくない反応
を起こさず好適に接触する上塗を形成する。仕上げスラ
リーおよび仕上げスタッコは、下塗スラリー／スタッコ
に用いるものとは異なるか、あるいは同じ耐火粉末およ
び耐火スタッコから構成することが可能である。例えば
米国特許第５，２９７，６１５号中に記載されるように
グラファイト、窒化物、炭化物、およびその他の材料が
耐火材料として用いられるが、ニッケル基およびコバル
ト基超合金鋳造用のシェルモールド層中に用いられる耐
火粉末／スタッコは、米国特許第４，９６６，２２５
号、第５，３３５，７１７号、第５，９７５，１８８号
等に記載されるように、通常セラミック粉末／スタッコ
から成り、これらの特許の全ての教示は、本明細書の一
部を構成するものとしてここに援用する。

【００１７】本発明は、不連続スタッコ繊維を貼り付け
た後に、不連続スタッコ繊維上に粒状スタッコ粉末を貼
り付けることにより、少なくとも１つの、より好適には
複数のシェルモールドのスタッコ層を形成することから
構成される。例えば、例示のためであり限定ではない本
発明の実施例において、図１の装置１２ａで予め貼り付
けられた不連続スタッコ繊維１４上に、装置１２ｂで図
１の粒状スタッコ粉末１５が貼り付けられ、不連続な繊
維の基礎となるスラリー層上に、図２Ａの初期的にラン
ダムな方向性を持つ不連続スタッコ繊維１４が詰め込ま
れかつ充填される。不連続スタッコ繊維１４の大部分、
好適には７５％以上、より好適には８０〜９０％が、粒
状スタッコ粉末１５を落下させて詰め込む結果として充
填されかつスラリー層に貼り付くように、粒状スタッコ
粉末１５は、基礎となるスラリー層がまだ濡れている間
に、不連続スタッコ繊維１４上に好適に貼り付けられ
る。粒状スタッコ粉末は、好適にはランダムな方向性を
持つ不連続スタッコ繊維上に貼り付けられて、一般に充
填された不連続スタッコ繊維１４の二次元マットとその
マット上およびマット中の粒状スタッコ粉末から成る、
図２（Ｂ）に示すスタッコ層を形成する。図２（Ｂ）に
おいて、粒状スタッコ粉末はドットにより表されてい
る。

【００１８】不連続スタッコ繊維は、シリカ、アルミ
ナ、または形成される特別なモールドおよび用いられる
特別な鋳造パラメーターに対して好適なその他の耐火材
料から構成することができる。スタッコ繊維は、繊維の
直径よりも大きな長さを有する、不連続な比較的短い繊
維の長さである。例示の目的のみであり、本発明が下記
範囲に限定されるものではないが、スタッコ繊維は、好
適には１／２インチを越えない長さを有し、通常は１／
４〜３／８インチの範囲であり、繊維のアスペクト比
（直径に対する長さの比）は１０〜１００の範囲であ
る。粒状スタッコ粉末は、ロストワックスシェルモール
ド工程においてこれまで用いられ、かつ上記引用米国特
許に記載される粒状スタッコの典型的な粒子形状であ
る、ずんぐりした粒子形態でありかつアスペクト比は２
より小さいことを特徴とする。粒状スタッコ粉末は、シ
リカ、アルミナ、または形成される特別なモールドおよ
び用いられる特別な鋳造パラメーターに対して好適なそ
の他の耐火スタッコ材料から構成することができる。不
連続スタッコ繊維および粒状スタッコ粉末は、同じある
いは異なる耐火あるいはセラミック材料から成る。

【００１９】スタッコ貼付装置１２ａと１２ｂは、不連
続スタッコ繊維１４と粒状スタッコ粉末１５がそれぞれ
入っている高架ビン２０ａと２０ｂを有する従来のスタ
ッコタワーにより構成することができる。装置１２ａに
おいて、不連続スタッコ繊維１４はビン２０ａから投下
されて、ビン２０ａの下の予め選択された距離（例え
ば、２０〜６０インチ）に配置されかつスタッコ繊維が
充填されて濡れた耐火スラリー層の全表面を覆うように
回転する原型Ｐの濡れた耐火層上に、重力により雨のよ
うに降りかかる。所定量のスタッコ繊維をある期間にわ
たって投下することができるが、先に投下されたスタッ
コ繊維１４によって完全に覆われた原型からスタッコ繊
維が落ちる（貼り付かなくなる）のが観測されるまで、
通常、不連続スタッコ繊維１４はビン２０ａから投下さ
れる。不連続スタッコ繊維１４は、図２Ａに示すよう
に、ランダムな方向性の繊維１４の三次元配列状に、濡
れたスラリー層に貼り付く。装置１２ｂにおいて、粒状
スタッコ粉末１５はビン２０ｂから投下されて、ビン２
０ｂの下の予め選択された距離（例えば、２０〜６０イ
ンチ）に配置されかつ粒状スタッコ粉末がスタッコ繊維
に充填されてまだ濡れた耐火スラリー層上に固められる
ように回転する原型Ｐ上のスタッコ繊維が貼り付いてま
だ濡れている耐火層の上に、重力により雨のように降り
かかる。所定量の粒状スタッコ粉末をある期間にわたっ
て投下することができるが、先に投下された粒状スタッ
コ粉末１５によって完全に覆われた原型からスタッコ粉
末が落ちる（貼り付かなくなる）のが観測されるまで、
通常、粒状スタッコ粉末１５はビン２０ｂから投下され
る。本発明の実施において、すべての従来のスタッコタ
ワーを使用することができる。本発明を実施するために
使用できる特別なスタッコタワーは、同じ譲受人による
２０００年７月２７日出願の米国特許出願番号第０９／
６９０，１４４号に記載されている。また、この特許の
教示は、本明細書の一部を構成するものとしてここに援
用する。

【００２０】繊維スタッコまたは粒状スタッコ粉末は、
スプレー被覆、流動相被覆、あるいはスタッコ繊維に詰
め込むためにスタッコ粒子に十分なエネルギーを供給し
て原型上に二次元のマット型構造を形成するその他の技
術を含む方法により、原型に貼り付けることができる。

【００２１】本発明はこの点に関して限定するものでは
ないが、不連続なスタッコ繊維１４を貼り付けた後にラ
ンダムな方向性を持つ不連続スタッコ繊維上に粒状スタ
ッコ粉末１５を貼り付ける本発明により形成される１つ
またはそれ以上のスタッコ層は、好適にはシェルモール
ド壁２５の中間スタッコ層を備える。例えば、例示のた
めであり限定ではないが、不連続スタッコ繊維１４と粒
状スタッコ粉末１５から成るスタッコ層は、１層ずつ形
成されているシェルモールド壁の４次、５次、６次、そ
の他の中間スタッコ層から構成することができる。

【００２２】図２Ｂのランダムな方向性を持つ不連続ス
タッコ繊維１４上に粒状スタッコ粉末１５を貼り付ける
本発明により形成されるスタッコ層は、不連続なスタッ
コ繊維のみから構成されるスタッコ層より、所定のシェ
ルモールド壁厚に対する空隙率が小さくかつ架橋が少な
くなる（そこで繊維が互いに架橋してボイドを作る）。
粒状スタッコ繊維を貼り付けることにより、ランダムな
方向性を持つ不連続スタッコ繊維が再配列して、図３と
図４とに比較して示すように、スタッコ繊維１４間の空
間を埋める粒状スタッコ粉末１５により高い繊維充填密
度および高密度のシェルモールド壁２５を実現する。

【００２３】本発明によるシェルモールドは、１つある
いはそれ以上の（不連続スタッコ繊維１４と粒状スタッ
コ粉末１５から成る）複合スラリー層なしのシェルモー
ルドより、大きな引張強度と靭性（クラック伝播に対す
る抵抗力）を示し、原型除去作業中のモールド割れに対
する抵抗力があるという利点がある。

【００２４】次の実施例１〜２は、本発明を制限するこ
となく更に例示するためのものである。

【００２５】実施例１ 以下の表１に示されるセラミックスラリー層／スタッコ
層を同じワックス原型に適用することにより、米国特許
第４，９６６，２２５号に記載されるロストワックス工
程によりシェルモールドを作製した。

【００２６】

【表１】 １次（上塗）、２次、３次、７次および８次の層のセラ
ミックスラリーとスタッコは同じものであることが、表
より明らかである。スラリーＡは、１２ｎｍの大きさの
コロイドシリカバインダー液体（Ｇｒａｃｅ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌｓ社製ＬＵＤＯＸ ＨＳ３０バインダー）を用
いるアルミナ基スラリーから構成された。スラリーＢ、
Ｃ、およびＤは、それぞれ１２ｎｍの大きさのコロイド
シリカバインダー液体を用いるジルコン基スラリーから
構成された。２つのスラリーを用いた浸漬は、Ｂ／Ｃ
（および後の試料ではＢ／Ｄ）で示され、最初に低粘度
のスラリーに浸漬した後に標準の高粘度スラリーに浸漬
するという公知の手法を表す。１次スタッコ層用のスタ
ッコは、−１２０メッシュの融解アルミナ粒状スタッコ
（−１２０メッシュは１２０メッシュより細かい粒子を
意味する）であった。２次スタッコ層用のスタッコは、
−９０メッシュの融解アルミナ粒状スタッコであった。
３次スタッコ層用のスタッコは、スタッコ粉末が４８メ
ッシュより大きく２８メッシュより小さい粒径を有する
２８×４８メッシュの板状アルミナ粒状スタッコであっ
た。残りの層用のスタッコは、１４×２８メッシュの板
状アルミナ粒状スタッコであった。明らかなように、４
次、５次、および６次の層に用いたセラミックスラリー
は同じものであった。しかし、４次、５次、および６次
のスタッコ層は、モールド試料Ａの作製において４次、
５次、および６次のスタッコ層は１４×２８の板状アル
ミナのみにより構成されるのに対して、モールド試料Ｂ
の作製において４次、５次、および６次のスタッコ層は
１／４インチ長さに切り刻まれた（不連続な）「Ｑ」繊
維のみにより構成された点において異なる。モールド試
料Ｃの作製では、４次、５次、および６次のスタッコ層
は、１／４インチ長さに切り刻まれた「Ｑ」繊維により
構成した後に、本発明による繊維スタッコを充填するた
めに粒状１４×２８スタッコ粉末を貼り付けられた。

【００２７】不連続に切り刻まれた「Ｑ」繊維はシリカ
から成り、直径は９〜１４μｍの範囲を有していた。切
り刻まない「Ｑ」繊維（石英シリカ）は、ケンタッキー
州ルイビルＷ．Ｌｅｅ Ｓｔ．のＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａ
ｉｎ Ｑｕａｒｔｚから入手可能である。「Ｑ」繊維
は、ノースカロライナ州レーリーのＯＭＮＩＡ ＬＬＣ
で切り刻んだ。１４×２８粒状スタッコ粉末は、４８メ
ッシュより大きく２８メッシュより小さい粒径を有する
粒子により構成され、また板状のアルミナにより構成さ
れていた。１４×２８アルミナ粒状スタッコ粉末は、ア
ーカンソー州ＢａｕｘｉｔｅのＡｌｃｏａ Ａｌｕｍｉ
ｎａ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能であ
る。メッシュ寸法は、米国標準ふるい分けシステムによ
っている。モールド試料の作製において、「Ｑ」スタッ
コ繊維と１４×２８アルミナ粒状スタッコ粉末はとも
に、各モールド試料を作製中に、原型の上５フィートの
高さから自由落下により原型に貼り付けられた。

【００２８】図３と４は、それぞれシェルモールド試料
ＢとＣの作製された壁の写真である。シェルモールドＢ
とＣとの違いは、モールド試料Ｃは所定のシェルモール
ド壁厚に対する空隙率が小さくかつ架橋が少なくなる
（そこで繊維が互いに架橋してボイドを作る）という点
において目覚ましい。スタッコ繊維および繊維架橋がラ
ンダムな方向性を持つことは図３中の試料Ｂにおいて明
らかであり、その両方ともにモールド強度を低下させ、
壁の空隙率およびモールド壁中のボイド欠陥の数を増加
させる。例えば、外側モールド試料表面の突起部ＰＪ
（図３の左手側）は、試料壁の面の外側方向でかつ横方
向を向いた不連続スタッコ「Ｑ」繊維である。大きなボ
イドＬがいくつか見られ、不連続なスタッコ繊維と対応
している。図４において、粒状スタッコ粉末を貼り付け
ると、不連続スタッコ繊維が再配列し、スタッコ繊維間
の空間を満たして高密度で高強度なシェルモールド壁を
形成する粒状スタッコ粉末により、高い繊維の充填密度
が実現される。

【００２９】試料Ａ、Ｂ、およびＣについて求められた
機械的特性を、以下の表２に述べる。

【００３０】

【表２】 結果が示すように、モールド試料Ｃは、ＥＢＰ（ＥＢＰ
は１ｂｆ−ｉｎ単位で表されるブレーク点に対するエネ
ルギーである）が向上した状態で、試料Ａと同様な強度
と空隙率を保持した。しかし、試料Ｂは強度が下がり、
かつ繊維架橋のためより多孔性になる。本発明による試
料Ｃの全体的な機械的特性は著しく向上しているため、
シェルモールドの割れが発生する可能性は減少する。

【００３１】実施例２ この試料は、原型除去中にシェルモールド性能が本発明
の実施によりどのように向上するかを説明するものであ
る。図５の楔形ワックス原型を用いて、シェルモールド
割れの可能性を試験した。この楔形原型は、楔の端に沿
ってシェルモールド割れが多く発生する。

【００３２】試験用の楔形シェルモールドは、以下の表
３に示すように作製された。スラリーＡおよびＢは、実
施例１のスラリーＡおよびＢと同じであった。スラリー
Ｄは、有機バインダー濃度を有する実施例１のスラリー
Ｃと同様であった。楔型モールドＡ１、Ｂ１、およびＣ
１は、繊維強化材料を用いずに作製され、別のセットＡ
２、Ｂ２、およびＣ２は、「Ｑ」繊維強化材料を用いて
作製された後に、本発明によりかつ実施例１に記載され
る１４×２８板状アルミナスタッコ（表３において１４
−２８で表される）を繊維上に貼り付けた。蒸気で脱ろ
う後、各楔形モールドを検査し、全シェルモールド中の
割れた楔形モールドの割合を基に割れの確率を計算し
た。

【００３３】

【表３】 ここで、表３中の「２８−４８」と「１４−２８」は、
表１中の２８×４８と１４×２８メッシュ寸法の粒状ス
タッコに対応する。

【００３４】楔形シェルモールド試料Ａ１〜Ｃ２を蒸気
オートクレーブ中に置いてワックス原型を除去する。蒸
気で脱ろうした後、各楔形モールドを検査し、全シェル
モールド中の割れた楔形モールドの割合を基に割れの確
率（ｐｒｏｂ． Ｃｒａｃｋｉｎｇ）を計算し、次の表
４に一覧にして示した。

【００３５】

【表４】 蒸気オートクレーブで脱ろうする条件下において、Ｑ繊
維強化シェルモールドＡ２、Ｂ２、およびＣ２は、全て
のモールド試験に対して割れがなかったが、一方、標準
（Ｑ繊維強化なし）シェルモールドＡ１、Ｂ１、および
Ｃ１では割れがあった。１００％の割れ確率を持つ厚い
９層のモールド試料Ａ１と比較すると、２つのＱ繊維層
を含むわずか７層を持つモールド試料Ｃ２には割れがな
かった。本発明により作製されるシェルモールドの脱ろ
う性能が実質的に向上する。

【００３６】上記試料シェルモールドは、最初に炉を８
７０℃（１６００°Ｆ）に加熱する、炉脱ろうを施すこ
ともあった。その後楔形試料シェルモールドを炉中に押
入れてワックス原型を除去し、炉から取除いた後に検査
した。各試料シェルモールドに対する割れの確率（ｐｒ
ｏｂ． Ｃｒａｃｋｉｎｇ）を計算し、次の表５に一覧
にして示した。

【００３７】

【表５】 加熱された炉の急速脱ろう条件下において、本発明の実
施により実験結果からシェルモールド割れが著しく減少
することが示された。例えば、Ｑ繊維強化材料を有する
８層シェルモールド（試料Ｂ２）では割れがなかった
が、Ｑ繊維強化材料のない標準シェルモールド（試料Ｂ
１）は全て割れた。

【００３８】本発明をある特定の例示的な実施例に関し
て説明したが、本発明は限定的なものではなく、添付の
請求項に記載される本発明の精神と範囲内において、改
良および変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の例示的な実施例に係るインベストメン
トシェルモールドを作製する方法の概略図である。

【図２】Ａは、スタッコ繊維を堅く締めて一般に二次元
のマット状にする前に、まだ濡れている耐火スラリー層
上に塗布されたランダムな方向性を持つ不連続スタッコ
繊維を示す原型上のシェルモールド壁の概略部分図であ
る。Ｂは、スタッコ繊維を堅く締めて一般に二次元のマ
ット状にした後の、まだ濡れている耐火スラリー層上に
塗布されたランダムな方向性を持つ不連続スタッコ繊維
を示すシェルモールド壁の概略部分図である。

【図３】Ａは、不連続なスタッコ繊維上に粒状スタッコ
粒子なしに作製されたシェルモールド断面の写真であ
る。Ｂは、Ａに対応するシェルモールド断面を描いた図
である。

【図４】Ａは、本発明の好適な方法により作製されたシ
ェルモールド壁断面の写真である。Ｂは、Ａに対応する
シェルモールド壁断面を描いた図である。

【図５】原型除去試験用シェルモールドを作製するため
に用いる楔型原型の斜視図である。

【符号の説明】

Ｐ 原型 Ｒ ロボットアーム １０ 容器 １１ スラリー １２ スタッコ貼付作業位置 １４ 不連続スタッコ繊維 １５ 粒状スタッコ粉末 ２５ シェルモールド壁

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳込まれる物の一時的な原型にセラミッ
   クスラリー層を繰り返し被覆し、耐火スタッコをセラミ
   ックスラリー層上に付加して原型上に複数のセラミック
   スラリー層またはスタッコ層を形成することから成るセ
   ラミックシェルモールドを作製する方法であって、少な
   くとも１つのスタッコ層は、不連続なスタッコ繊維を付
   加した後に、不連続なスタッコ繊維上に粒状スタッコ粉
   末を付加することにより形成される方法。
2. 【請求項２】 粒状スタッコ粉末をランダムな方向性を
   持つ不連続スタッコ繊維上に付加して、不連続繊維の基
   礎になるスラリー層上の不連続スタッコ繊維を充填する
   請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 充填された不連続スタッコ繊維の大部分
   がスラリー層に付加されるように、基礎となるスラリー
   層がまだ濡れている間に、粒状スタッコ粉末をランダム
   な方向性を持つ不連続スタッコ繊維上に付加する請求項
   ２に記載の方法。
4. 【請求項４】 粒状スタッコ粉末をランダムな方向性を
   持つ不連続スタッコ繊維上に付加し貼り付けて、充填さ
   れた不連続スタッコ繊維と粒状スタッコから成るスタッ
   コ層を形成する請求項２に記載の方法。
5. 【請求項５】 粒状スタッコ粉末の一部は、充填された
   不連続スタッコ繊維間の空間を満たす請求項４に記載の
   方法。
6. 【請求項６】 粒状スタッコ粉末は、粒状スタッコ粉末
   を重力により落下させて不連続スタッコ繊維上に雨のよ
   うに降らすことにより付加される請求項１に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 不連続スタッコ繊維および粒状スタッコ
   粉末は、同じまたは異なるセラミック材料から成る請求
   項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 複数のセラミック微粉層および耐火スタ
   ッコ層から成るセラミックシェルモールドであり、少な
   くとも１つのスタッコ層は不連続スタッコ繊維と粒状ス
   タッコ粉末の両方からなるシェルモード。
9. 【請求項９】 前記少なくとも１つのスタッコ層は、粒
   状スタッコが繊維上および繊維間に在る状態で充填され
   た不連続スタッコ繊維から成る請求項８に記載のシェル
   モールド。
10. 【請求項１０】 粒状スタッコ粉末の一部は、充填され
    た不連続繊維間の空間を占める請求項９に記載のシェル
    モールド。
11. 【請求項１１】 不連続スタッコ繊維および粒状スタッ
    コ粉末は、同じまたは異なるセラミック材料から成る請
    求項８に記載のシェルモールド。