JP2004283912A - 鋳型の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多孔質体の製造が可能な鋳型の製造方法を提供するものである。
【解決手段】 本発明に係る鋳型の製造方法は、消失模型である蝋型２１の周囲の、３次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体３２の層３１を形成し、その粉粒体３２の層３１を形成した蝋型３０の周囲にセラミック前駆体スラリ５２をコーティングした後、加熱処理を施して上記蝋型２１の脱蝋を行い、その後、上記スラリ５２の膜５１を焼成して殻体７１を形成すると共に、スラリ膜５１内部の粉粒体３２を燃焼消失させ、殻体７１のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造７３の多孔質層７４を形成するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋳型の製造方法に係り、特に、インベストメント鋳造に用いる鋳型を製造する方法に関するものである。

触媒の担体や、人工生体移植用の人工骨や人工歯根（以下、インプラント部材と表す）などにおいては、表面積を大きくするために、表面にポーラス構造の多孔質層を形成することがある。

表面にポーラス構造の多孔質層を形成する方法として、
(1) 金属体（又は合金体）の表面にレーザ加工を施す方法、
(2) 多数の貫通孔を有する金属材料の薄板を積層し、ポーラス構造における孔部形状を３次元的に制御する方法（例えば、特許文献１参照）、
が挙げられる。

特開平１０−１５５８２３号公報

ところで、(1)の製造方法は、容易に、表面のみがポーラスな、つまり表面がザラザラな金属体（又は合金体）を得ることができるが、３次元的なポーラス構造の多孔質層を得ることができないという問題があった。また、融点が高い金属（又は合金）の場合、高出力のレーザ加工機を必要とする又はレーザ加工に長時間を要するという問題があった。

また、(2)の製造方法は、３次元的なポーラス構造の多孔質層を形成することができるが、孔部形状の制御に手間を要し、製造に長時間を要するという問題があった。

そこで、前述した多孔質層を、製造が比較的容易な鋳造法により得たいという要望がある。しかしながら、鋳造法により多孔質体の製造を行う場合、鋳型の内部表面に形成された突起が孔を形成することになるが、鋳型から鋳造体を取り出すには、各突起の基部は突端部よりも狭小でなくてはならない。このため、鋳造により得られる多孔質体の孔形状は、孔開口部よりも孔底部の方が狭小となってしまう。その結果、例えば、表面に凹面状のディンプルを有するゴルフボールのようなものは鋳造可能であるが、表面に複雑で３次元的なポーラス構造の層を有する鋳造製品は得ることができないという問題があった。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、多孔質体の製造が可能な鋳型の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成すべく本発明に係る鋳型の製造方法は、消失模型である蝋型の周囲の、３次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を形成し、その粉粒体の層を形成した蝋型の周囲にセラミック前駆体スラリをコーティングした後、加熱処理を施して蝋型の脱蝋を行い、その後、上記スラリの膜を焼成して殻体を形成すると共に、スラリ膜内部の粉粒体を燃焼消失させ、殻体のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を形成するものである。

また、本発明に係る鋳型の製造方法は、消失模型である蝋型を形成するための雌型の内表面の、３次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を形成し、その雌型内に蝋材を注入して周囲に粉粒体の層を有する上記蝋型を形成し、その蝋型の周囲にセラミック前駆体スラリをコーティングした後、加熱処理を施して蝋型の脱蝋を行い、その後、上記スラリの膜を焼成して殻体を形成すると共に、スラリ膜内部の粉粒体を燃焼消失させ、殻体のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を形成するものである。

ここで、粉粒体は、上記スラリの焼成処理温度近傍で燃焼消失するものである。

一方、本発明に係る鋳型は、前述した鋳型の製造方法のいずれかを用いて形成され、殻体のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有するものである。

一方、本発明に係る鋳造製品の鋳造方法は、前述した鋳型の製造方法のいずれかを用いて得られた鋳型内に金属溶湯を注湯し、冷却を行った後、殻体を除去して鋳造製品を得るものである。

ここで、冷却を行った後、殻体にブラストクリーニングを施して殻体の除去を行うことが好ましい。

一方、本発明に係る鋳造製品は、前述した鋳造方法のいずれかを用いて形成され、少なくとも表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有するものである。

本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。

（１） 本発明に係る鋳型の製造方法によれば、殻体のキャビティ表面に、３次元的なポーラス構造の多孔質層を有する鋳型を製造することができる。

（２） (1)の製造方法により得られた鋳型を用いて鋳造を行うことで、少なくとも表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有する鋳造製品を製造することができる。

以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
本発明の好適一実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法のフローを図１に示す。

図１に示すように、本実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法は、インベストメント鋳造法（ロストワックス法）を用いたものである。

先ず、所定形状のキャビティを有する金型（雌型）を製造する（工程Ａ）。この金型内に蝋材を射出成型などの手法により注入し（工程Ｂ）、蝋材の硬化後、金型から蝋成形体を取り出す（工程Ｃ）。この蝋成形体を用いて、図２に示すように、消失模型である蝋型（雄型）２１が得られる。工程Ａ〜Ｃにおいて、必要に応じて２種類以上の蝋成形体を成形すると共に、これらを組み立て、目的とする蝋型２１を得るようにしてもよい。蝋型２１は、図示しないが、後述する鋳造時に用いる堰、湯道、及び湯口を備えている。また、複数の蝋型２１をツリー状又はクラスタ状に一体化してもよい。ここで言う蝋材とは、蝋そのものだけではなく、樹脂（プラスチック）全般を含んでいる。

次に、図３に示すように、この蝋型２１の周囲の、３次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体３２の層３１を形成する（工程Ｄ）。具体的には、図３の４−４線断面図を図４に示すように、蝋型２１の周囲に、粉末状又は顆粒状を呈した可燃性の粉粒体３２を任意に付着させる。これによって、周囲に３次元的なポーラス構造３３の層３１を有する蝋型３０が得られる。

この時、蝋型２１の周囲に付着させる粉粒体３２の配列を制御することで、ランダムに孔が配置されたポーラス構造３３や、所定方向に孔が配向配置されたポーラス構造３３を得ることができる。また、粉粒体３２のサイズ・形状を変えることで、ポーラス構造３３の孔サイズ、孔形状を制御することができる。また、粉粒体３２の層３１の厚さを制御することで、後述する鋳型７０の多孔質層７４の厚さ、延いては鋳造製品９０の多孔質層９４の厚さを制御することができる。

粉粒体３２の層３１の形成後、図５に示すように、蝋型３０の周囲にセラミック前駆体スラリ５２を付着、乾燥させ、スラリ膜５１をコーティングする（工程Ｅ）。この時、スラリ５２は、層３１のポーラス構造部（空隙内）にも入り込み、粉粒体３２はスラリ膜５１で覆われる。スラリ５２の付着方法としては、浸漬法、吹き付け法、塗布法が挙げられるが、層３１内部へのスラリ５２の浸透性が良好な浸漬法が好ましい。また、スラリ膜５１の膜厚は、スラリ５２の付着、乾燥作業を適宜繰り返すことで制御する。

スラリ膜５１をコーティングした蝋型２１に、１００〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃前後の温度、４〜８気圧で加熱・加圧処理を施して脱蝋を行う（工程Ｆ）。これによって、図６に示すように、蝋材が溶け、蝋型２１が消失して空洞６１となり、スラリ膜５１の内部に空洞６１を有する鋳型前駆体６０が得られる。この段階では、スラリ膜５１中の粉粒体３２は消失せず、粉粒体３２の形状が保持されている。

脱蝋後、鋳型前駆体６０に９００〜１３００℃の温度で焼成処理を施し（工程Ｇ）、スラリ膜５１を焼き固めて殻体（シェル）７１を形成する。この焼成処理時、殻体７１の内側から外側に向かって可燃性の粉粒体３２が徐々に燃焼消失してゆく。これに伴って粉粒体３２が位置していた部分が微小空洞７５となり、燃焼の際に発生したガスｇは隣接する微小空洞７５を通って空洞６１へと達し、殻体７１の外に排出される。粉粒体３２の燃焼消失温度は、スラリ膜５１の焼成温度以下、好ましくはスラリ膜５１の焼成温度よりも１００℃位低い温度以下となるように材料の選択がなされる。その結果、粉粒体３２が燃焼消失する際に、発生ガスｇによって微小空洞７５を損壊させるおそれがなく、微小空洞７５の形状を保持できると共に、各微小空洞７５が相互に連通する。よって、図７に示すように、殻体７１の内部にキャビティ７２（蝋型２１の空洞６１＋粉粒体３２の微小空洞７５）を有するセラミックス製の鋳型７０が得られる。言い換えると、鋳型７０は、殻体７１のキャビティ表面に、３次元的なポーラス構造７３の多孔質層７４を有している。

次に、図８に示すように、鋳型７０のキャビティ７２に金属溶湯８１を注湯して鋳込みを行う（工程Ｈ）。この時、各微小空洞７５が相互に連通していることから、金属溶湯８１は微小空洞７５の隅々にまで入り込む。その後、冷却して（工程Ｉ）、鋳造を行う。これによって、鋳型７０内に鋳造体８２が形成される。金属溶湯８１の鋳込み方法としては、置注ぎ、遠心鋳造、吸引鋳造（低圧鋳造）などが適用可能である。

鋳造後、殻体７１にブラストクリーニングを施し、殻体（シェル）７１を除去する（工程Ｊ）。これによって、図９に示すように、少なくとも表面に３次元的なポーラス構造９３の多孔質層９４を有する一体物の鋳造製品９０が得られる。ブラストクリーニングとしては、サンドブラスト、ショットブラスト、又はウォータジェット（高圧水の吹き付け）のいずれでもよい。また、ブラストクリーニング以外の殻体７１の除去方法として、シェイクアウトを用いてもよい。

ここで、粉末状又は顆粒状を呈した可燃性の粉粒体３２のマトリックスとしては、９００〜１３００℃の焼成処理温度で、完全に（又は略完全に）燃焼消失するものであれば特に限定するものではなく、例えば、木材、繊維、炭素（グラファイト）等が挙げられる。また、蝋型２１の周囲に粉粒体３２を付着させる方法としては、特に限定するものではなく、例えば、蝋型２１の周囲に接着剤や粘着剤を塗布する方法などが挙げられる。この時、粉粒体３２の周囲に接着剤や粘着剤を多量に付け過ぎると、微小空洞７５を精度良く形成することができなくなるため、あまり好ましくない。

金属溶湯８１のマトリックスは、鋳造用金属（又は合金）として慣用的に用いられているものであれば特に限定するものではないが、融点が比較的高いＴｉ基合金、Ｃｏ基合金、Ｎｉ基合金、及びＡｌ基合金が好ましく、この中でも精密鋳造に用いられるＴｉ基合金、Ｃｏ基合金、及びＮｉ基合金が特に好ましい。

以上、本実施の形態に係る鋳造方法によれば、殻体７１のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造７３の多孔質層７４を有する鋳型７０を用いることで、従来、鋳造法では製造できなかった表面に複雑で３次元的なポーラス構造９３の多孔質層９４を有する鋳造製品（表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有する多孔質体）９０を、一体的に、かつ、容易に得ることができる。

また、本実施の形態に係る鋳造方法により製造される鋳造製品９０は、触媒の担体やインプラント部材などの大きな表面積が求められる部材、ジェットエンジン用又はガスタービン用の回転部材や羽根部材、ハニカム部材などに適用することができ、前述した従来の製造方法と比較して、容易に、短時間で製造することができる。

特に、本実施の形態に係る鋳造方法を用いて、触媒の担体を鋳造成形した場合、表面に多孔質層を有していることから、従来の触媒担体と比較して多量の触媒を担持させることができる。また、同様にしてインプラント部材を鋳造成形した場合、表面に多孔質層を有していることから、生体組織とより強固に結合させることができる。一般に、インプラント部材は、その表面に多孔質層を有していることが要件であるため、本実施の形態に係る鋳造方法を用いて得られた鋳造製品９０は、インプラント部材として好適である。さらに、同様にしてジェットエンジン用の回転部材や羽根部材などを鋳造成形した場合、表面に多孔質層を有していることから、軽量化を図ることができると共に、表面に多量の気泡層を形成することができる。その結果、これらの気泡が断熱効果を発揮することから、薄肉部材であっても十分な高温強度を確保することができ、部材の軽量化を図ることができる。

また、図７に示した本実施の形態に係る鋳型７０におけるキャビティ７２内の任意の位置に、中子（図示せず）を配置して鋳造を行うことで、鋳造製品９０の任意の箇所に中空部を形成することができ、鋳造製品９０の軽量化を図ることができる。

尚、本実施の形態においては、金型を用いて蝋成形体を形成する場合について説明を行ったが、特に金型に限定するものではなく、ワックスやプラスチックなどのモールド成型に慣用的に用いられている型であれば全て適用可能であり、例えば、プラスチック型又は木型であってもよい。

次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

（第２の実施形態）
本発明の他の好適一実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法のフローを図１０に示す。尚、図１と同様の工程には同じ符号を付している。

前実施の形態に係る鋳造方法は、図１１に示すように、蝋型２１を形成した後、蝋型２１の周囲の、３次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体をランダムに振りかけ、蝋型２１の周りに粉粒体３２の層３１を付着形成させるものであった。

これに対して、本実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法は、蝋型を形成するための金型の内表面に、粉粒体の層を付着形成させることに特長を有するものである。

具体的には、図１０に示すように、先ず、所定形状のキャビティを有する金型（雌型）を製造する（工程Ａ）。この金型の内表面の、３次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を形成する（工程Ｄ２）。例えば、図１２（ａ）に示すように、金型１２１のキャビティ１２２内に蝋材１２３を注入する際に、接着手段（接着剤、離型剤、ワセリン、ラノリンなど）を用いて、金型１２１の内表面に粉末状又は顆粒状を呈した可燃性の粉粒体１２４の層１２５を予め形成しておく。層１２５は、必要に応じて複層に形成してもよい。粉粒体１２４としては、図４に示した粉粒体３２と同じものが適用される。

次に、キャビティ１２２内に、蝋材（ワックス）１２３を流し込んだり、又は射出成型などの手法により蝋材１２３を注入し（工程Ｂ）、蝋材１２３の硬化後、金型１２１から蝋成形体１２０を取り出す（工程Ｃ）。図１２（ｂ）に示すように、蝋成形体１２０は、その表面に３次元的なポーラス構造の層１２６を有し、かつ、層１２６の外表面はでこぼこしておらず（高さがほぼ均一であり）、滑らかである。この蝋成形体１２０を用いて、消失模型である蝋型（雄型）１０１が得られる。

工程Ａ，Ｄ２，Ｂ，Ｃを必要に応じて繰り返し行い、２種類以上の蝋成形体を成形すると共に、これらの蝋成形体を組み立て、目的とする蝋型１０１を得るようにしてもよい。蝋型１０１は、図示しないが、後述する鋳造時に用いる堰、湯道、及び湯口を備えている。また、複数の蝋型１０１をツリー状又はクラスタ状に一体化してもよい。ここで言う蝋材とは、蝋そのものだけではなく、樹脂（プラスチック）全般を含んでいる。

次に、蝋型１０１に対して、前実施の形態に係る鋳造方法と同様の手順で工程Ｅ及び工程Ｆを行い、スラリ膜の内部に空洞を有する鋳型前駆体１０２が得られる。この段階では、スラリ膜中の粉粒体１２４は消失せず、粉粒体１２４の形状が保持されている。

次に、この鋳型前駆体１０２に対して、前実施の形態に係る鋳造方法と同様の手順で工程Ｇを行い、殻体の内部にキャビティ（蝋型１０１の空洞＋粉粒体１２４の微小空洞）を有するセラミックス製の鋳型１０３が得られる。言い換えると、鋳型１０３は、殻体のキャビティ表面に、３次元的で、深さがほぼ均一なポーラス構造の多孔質層を有している。

次に、この鋳型１０３に対して、前実施の形態に係る鋳造方法と同様の手順で工程Ｈ、工程Ｉ、及び工程Ｊを行い、少なくとも表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有し、かつ、多孔質層の外表面が滑らかで、比較的平坦な一体物の鋳造製品１０４が得られる。

工程Ｄ２において、金型１２１の内表面に付着させる粉粒体１２４の配列を制御することで、ランダムに孔が配置されたポーラス構造の層１２５や、所定方向に孔が配向配置されたポーラス構造の層１２５を得ることができる。また、粉粒体１２４のサイズ・形状を変えることで、ポーラス構造の層１２５の孔サイズ、孔形状を制御することができる。また、粉粒体１２４の層１２５の厚さを制御することで、鋳型１０３の多孔質層の厚さ、延いては鋳造製品１０４の多孔質層の厚さを制御することができる。

また、工程Ｂにおいて、蝋材１２３を流し込む場合、蝋材１２３の温度を軟化点以上、かつ、（融点＋３０℃）以下に調節する。これによって、蝋材１２３の粘度が調節され、蝋材１２３の表面張力により、蝋材１２３が各粉粒体１２４の隙間を介して金型１２１の表面に達することはない。また、射出成型により蝋材１２３を注入する場合、射出圧力を調節することで、蝋材１２３が各粉粒体１２４の隙間を介して金型１２１の表面に達することはない。

さらに、工程Ｃにおいて、金型１２１から蝋成形体１２０を取り出す際、接着手段として離型剤、ワセリン、ラノリンなどを用いている場合は、たいていはそのまま取り出すことができる。これに対して、接着手段として接着剤などを用いている場合は、金型１２１と蝋成形体１２０との隙間に接着剤のはがし液を流し込み、接着剤が剥がれた後に蝋成形体１２０を取り出すようにする。

本実施の形態に係る鋳造方法においても、前実施の形態に係る鋳造方法と同様の作用効果が得られる。

また、本実施の形態に係る鋳造方法は、蝋型１０１の表面に形成する層１２６を金型１２１の内表面を用いて形成するため、蝋型２１の表面に粉粒体３２をランダムに振りかけて層３１を形成する前実施の形態に係る鋳造方法と比較して、層１２６の再現性が良好である。

また、前実施の形態に係る鋳造方法により得られた鋳造製品９０は、３次元的なポーラス構造９３の多孔質層９４の外表面（アウトライン）が揃っておらず、でこぼこであった。ここで、鋳造製品９０を用いたインプラント部材を生体組織に埋め込む（インプラントする）と、多孔質層９４の外表面が揃っておらず、でこぼこしているため、インプラント部材が生体組織にひっかかるおそれがある。このため、引っかかりを低減させて埋め込み性を向上させるべく、インプラント部材の多孔質層９４の表面に機械加工などを施し、でこぼこを取り除く必要があった。その結果、多孔質層９４の外表面は揃えることができるものの、鋳造製品９０の多孔質層９４が有するポーラス構造９３を最大限に利用することができなかった。

本実施の形態に係る鋳造方法は、消失模型である蝋型１０１を作製するにあたって、粉粒体１２４の層１２５を金型１２１の内表面に予め貼り付けておくことで、層１２５の外表面形状は金型１２１の内表面形状とほぼ同一となる。その結果、この金型１２１内に蝋材１２３を流し込むことによって得られる蝋成形体１２０は、その表面に形成される層１２６の外表面がほぼ揃った滑らかなものとなる。よって、この蝋型１０１を用いて最終的に得られる鋳造製品１０４についても、ポーラス構造の多孔質層の外表面がほぼ揃った滑らかなものとなる。このため、鋳造製品１０４を用いてインプラント部材を作製した場合、インプラント部材の多孔質層の外表面に機械加工などを施す必要がなく、そのままの状態（加工無しの状態）で、引っかかることなく埋め込みを行うことができる。つまり、鋳造製品１０４の多孔質層が有するポーラス構造を最大限に利用することができる。

本実施の形態に係る鋳造方法においては、接着手段を用いて、蝋型１０１を形成するための金型１２１の内表面に、粉粒体１２４の層１２５を付着形成させる場合について説明を行ったが、特にこれに限定するものではない。例えば、金型１２１の内表面に予め形成しておく層１２５を構成する可燃性の粉粒体１２４が、磁性を帯びたものであれば、金型１２１に対して磁場を印加するだけで、金型１２１の内表面に層１２５を形成することができる。この場合、蝋材１２３の注入後、金型１２１に対する磁場の印加を解除するだけで、金型１２１から蝋成形体１２０を取り出すことができ、取出しがより容易となる。

以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。

次に、本発明について、実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

所定形状のキャビティを有する金型に、ワックスを８０℃で流し込む。ワックスが硬化した後、金型から模型（蝋成形体）を取り出す。得られた蝋成形体をツリー状に造形し、蝋型を作製する。

蝋型の多孔質にしたい部分にスプレー糊を噴霧し、スプレー糊の噴霧部に、０．５〜１．０ｍｍ程度の大きさの木片を振りかけ、付着させる。この作業を適宜繰り返し、木片が複層に積み重なったポーラス構造の多孔質層を形成する。

次に、多孔質層を有する蝋型に、精密鋳造用スラリーをコーティングした後、３時間以上、乾燥させる。この作業を、全部で９回行う。

次に、140〜150℃、５〜６気圧で、７分間加熱・加圧を行ってワックスの脱蝋を行い、鋳型前駆体を作製する。その後、鋳型前駆体に、1100℃、２時間の焼成処理を施し、スラリを焼き固めてなる殻体で構成される鋳型を作製する。

次に、鋳型を９００℃に予熱した後、鋳型のキャビティ内に、溶湯温度が1500℃のＣｏ基超合金を注湯して鋳込みを行う。その後、冷却して、鋳型内に鋳造体を作製する。

次に、鋳型にサンドブラスト処理を施して殻体を除去し、鋳造製品を作製する。

この鋳造製品の断面観察図を図１３に示すように、鋳造製品１３０は、本体部１３１の少なくとも表面に３次元的なポーラス構造１３２の多孔質層１３３を一体的に有していた。この多孔質層１３３は、外表面の高さが不揃いで、でこぼこしていた。

所定形状のキャビティを有する金型の内表面に、ワセリンを塗る。その後、金型内表面の、多孔質にしたい部分にスプレー糊を噴霧し、スプレー糊の噴霧部に、０．５〜１．０ｍｍ程度の大きさの木片を振りかけ、付着させる。この作業を適宜繰り返し、金型内表面に、木片が複層に積み重なったポーラス構造の多孔質層を形成する。

次に、金型に、ワックスを８０℃で流し込む。ワックスが硬化した後、金型から模型（蝋成形体）を取り出す。得られた蝋成形体をツリー状に造形し、蝋型を作製する。

この蝋型を用いる以外は［実施例１］と同様にして、鋳造製品を作製する。

この鋳造製品の断面観察図を図１４に示すように、鋳造製品１４０は、本体部１４１の少なくとも表面に３次元的なポーラス構造１４２の多孔質層１４３を一体的に有していた。この多孔質層１４３は、外表面の高さがほぼ揃っており、表面は滑らかであった。

［実施例１］により得られた鋳造製品１３０及び［実施例２］により得られた鋳造製品１４０について、各多孔質層１３３，１４３のポーラス度を比較した。

その結果、［実施例１］の鋳造製品１３０の方が、［実施例２］の鋳造製品１４０よりも、各多孔質層１３３，１４３におけるポーラス度が３０％大きかった。具体的には、［実施例１］の鋳造製品１３０の多孔質層１３３においては、ある断面における空隙の割合が約５０％であったのに対して、［実施例２］の鋳造製品１４０の多孔質層１４３においては、ある断面における空隙の割合が約３５％であった。鋳造製品１３０は、多孔質層１３３の外表面の高さが不揃いであるため、多孔質層１４３の外表面の高さが揃った鋳造製品１４０よりもポーラス度が大きくなったと考えられる。

また、［実施例１］及び［実施例２］の各鋳造製品１３０，１４０において、多孔質層の最表面から最深部までの深さは、それぞれ2.08ｍｍ、1.96ｍｍであり、ほぼ同等であった。

本発明の好適一実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法を示すフローチャートである。 蝋型の一例を示す斜視概略図である。 図２の蝋型の周囲に可燃性の粉粒体の層を形成した蝋型の斜視概略図である。 図３の４−４線断面図である。 図４の蝋型の周囲にセラミック膜をコーティングした状態を示す断面図である。 図５のコーティング蝋型に脱蝋を施してなる鋳型前駆体の断面図である。 図６の鋳型前駆体に焼成処理を施してなる鋳型の断面図である。 図７の鋳型に金属溶湯を注湯した状態を示す断面図である。 本発明の好適一実施の形態に係る鋳造製品の断面図である。 本発明の他の好適一実施の形態に係る鋳造製品の鋳造方法を示すフローチャートである。 図１における工程Ｄを説明するための断面模式図である。 図１０における工程Ｄ２を説明するための断面模式図である。 ［実施例１］により得られた鋳造製品の断面観察図である。 ［実施例２］により得られた鋳造製品の断面観察図である。

符号の説明

２１ 蝋型
３０ 蝋型（粉粒体の層を形成した蝋型）
３１ 層
３２ 可燃性の粉粒体
５１ スラリ膜
５２ セラミック前駆体スラリ
７１ 殻体
７３ ３次元的なポーラス構造
７４ 多孔質層

Claims (10)

1. 消失模型である蝋型の周囲の、３次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を形成し、その粉粒体の層を形成した蝋型の周囲にセラミック前駆体スラリをコーティングした後、加熱処理を施して蝋型の脱蝋を行い、その後、上記スラリの膜を焼成して殻体を形成すると共に、スラリ膜内部の粉粒体を燃焼消失させ、殻体のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を形成することを特徴とする鋳型の製造方法。
2. 消失模型である蝋型を形成するための雌型の内表面の、３次元的なポーラス構造としたい部分に位置させて可燃性の粉粒体の層を形成し、その雌型内に蝋材を注入して周囲に粉粒体の層を有する上記蝋型を形成し、その蝋型の周囲にセラミック前駆体スラリをコーティングした後、加熱処理を施して蝋型の脱蝋を行い、その後、上記スラリの膜を焼成して殻体を形成すると共に、スラリ膜内部の粉粒体を燃焼消失させ、殻体のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を形成することを特徴とする鋳型の製造方法。
3. 上記粉粒体は、上記スラリの焼成処理温度近傍で燃焼消失する請求項１又は２記載の鋳型の製造方法。
4. 請求項１又は３記載の鋳型の製造方法を用いて形成され、殻体のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有することを特徴とする鋳型。
5. 請求項２又は３記載の鋳型の製造方法を用いて形成され、殻体のキャビティ表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有することを特徴とする鋳型。
6. 請求項１又は３記載の鋳型の製造方法を用いて得られた鋳型内に金属溶湯を注湯し、冷却を行った後、殻体を除去して鋳造製品を得ることを特徴とする鋳造製品の鋳造方法。
7. 請求項２又は３記載の鋳型の製造方法を用いて得られた鋳型内に金属溶湯を注湯し、冷却を行った後、殻体を除去して鋳造製品を得ることを特徴とする鋳造製品の鋳造方法。
8. 上記冷却を行った後、殻体にブラストクリーニングを施して殻体の除去を行う請求項６又は７記載の鋳造製品の鋳造方法。
9. 請求項６又は８記載の鋳造方法を用いて形成され、少なくとも表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有することを特徴とする鋳造製品。
10. 請求項７又は８記載の鋳造方法を用いて形成され、少なくとも表面に３次元的なポーラス構造の多孔質層を有することを特徴とする鋳造製品。