JP2019042753A - Mold, precision casting method, and hollow wing - Google Patents
Mold, precision casting method, and hollow wing Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019042753A JP2019042753A JP2017166390A JP2017166390A JP2019042753A JP 2019042753 A JP2019042753 A JP 2019042753A JP 2017166390 A JP2017166390 A JP 2017166390A JP 2017166390 A JP2017166390 A JP 2017166390A JP 2019042753 A JP2019042753 A JP 2019042753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- mold
- support member
- casting
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 57
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 12
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 12
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 15
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 10
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 10
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000816 inconels 718 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910002059 quaternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Casting Devices For Molds (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、鋳型、精密鋳造方法及び中空翼に係り、特に、中空翼を精密鋳造するための鋳型、精密鋳造方法及び中空翼に関する。 The present invention relates to a mold, a precision casting method, and a hollow blade, and more particularly, to a mold, a precision casting method, and a hollow blade for precision casting of a hollow blade.
航空機用ジェットエンジン等に用いられるタービン翼には、軽量化や冷却効率等を向上させるために中空翼が用いられている。このような中空翼は、セラミックスからなる中子を用いることにより、精密鋳造で形成することができる。中空翼を精密鋳造するための鋳型は、中子を含むロウ型模型に、耐火材料を含むスラリを塗布して乾燥し、脱ロウした後に焼成して形成される。中子は、脱ロウ時等の位置ずれを抑えるために、Ｐｔ（白金）で形成されたピン等の支持部材で支持される（例えば、特許文献１参照）。 In order to improve weight reduction, cooling efficiency, and the like, turbine blades used in aircraft jet engines and the like use hollow blades. Such a hollow blade can be formed by precision casting by using a core made of ceramics. A mold for precision casting of a hollow blade is formed by applying a slurry containing a refractory material to a wax model including a core, drying, dewaxing, and firing. The core is supported by a support member such as a pin formed of Pt (platinum) in order to suppress a positional shift at the time of dewaxing (see, for example, Patent Document 1).
ところで、航空機用ジェットエンジン等に用いられる中空翼は、Ｎｉ（ニッケル）合金、Ｃｏ（コバルト）合金またはＦｅ（鉄）合金からなる耐熱合金で形成されている。支持部材がＰｔで形成されている場合には、Ｐｔの融点（約１７６８℃）が、これらの耐熱合金の鋳込み温度に対してかなり高温であることから、支持部材が、精密鋳造時に金属溶湯と融合しないで残留する可能性がある。また、Ｐｔに代えて、Ｎｉ（ニッケル）合金やＭｏ（モリブデン）合金で形成された支持部材を用いる場合には、これらの合金の耐酸化性がＰｔよりも低いことから、支持部材の周りに形成される酸化被膜により、支持部材が、精密鋳造時に金属溶湯と融合しないで残留する可能性がある。このように、支持部材が、精密鋳造時に金属溶湯と融合しないで残留すると、異物等となり鋳造欠陥が発生する場合がある。 By the way, the hollow wing used for an aircraft jet engine or the like is formed of a heat-resistant alloy made of Ni (nickel) alloy, Co (cobalt) alloy, or Fe (iron) alloy. When the support member is made of Pt, the melting point of Pt (about 1768 ° C.) is considerably higher than the casting temperature of these heat-resistant alloys. There is a possibility of remaining without fusion. In addition, when using a support member formed of a Ni (nickel) alloy or a Mo (molybdenum) alloy instead of Pt, the oxidation resistance of these alloys is lower than that of Pt. Due to the formed oxide film, the support member may remain without being fused with the molten metal during precision casting. Thus, if the support member remains without being fused with the molten metal during precision casting, it may become a foreign object or the like and a casting defect may occur.
そこで本発明の目的は、鋳造欠陥を抑制可能な中空翼を精密鋳造するための鋳型、精密鋳造方法及び中空翼を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a mold, a precision casting method, and a hollow blade for precision casting of a hollow blade capable of suppressing casting defects.
本発明に係る鋳型は、中空翼を精密鋳造するための鋳型であって、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる金属溶湯が注湯されるキャビティを有する鋳型本体と、前記鋳型本体のキャビティに配置され、セラミックスで形成される中子と、前記鋳型本体に設けられ、前記中子を支持し、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つを含有し、残部がＰｔと不可避的不純物とからなる白金族合金で形成される支持部材と、を備えることを特徴とする。 A mold according to the present invention is a mold for precision casting of a hollow blade, and a mold body having a cavity into which a molten metal made of Ni alloy, Co alloy or Fe alloy is poured, and a cavity of the mold body A platinum that is disposed and formed of ceramics, is provided in the mold body, supports the core, contains at least one of Pd, Au, and Ag, and the balance is made of Pt and inevitable impurities And a support member made of a group alloy.
本発明に係る鋳型において、前記支持部材は、Ｐｄ−Ｐｔ合金、Ａｕ−Ｐｔ合金またはＡｇ−Ｐｔ合金で形成されていることを特徴とする。 In the mold according to the present invention, the support member is made of a Pd—Pt alloy, an Au—Pt alloy, or an Ag—Pt alloy.
本発明に係る鋳型において、前記鋳型は、一方向凝固鋳造用または単結晶鋳造用であり、前記支持部材は、Ｐｄ−Ｐｔ合金で形成されていることを特徴とする。 In the mold according to the present invention, the mold is for unidirectional solidification casting or single crystal casting, and the support member is made of a Pd—Pt alloy.
本発明に係る鋳型において、前記鋳型は、普通鋳造用であり、前記支持部材は、Ａｕ−Ｐｔ合金またはＡｇ−Ｐｔ合金で形成されていることを特徴とする。 In the mold according to the present invention, the mold is for ordinary casting, and the support member is made of an Au—Pt alloy or an Ag—Pt alloy.
本発明に係る鋳型において、前記支持部材は、細長く形成されており、前記支持部材の一端側が前記鋳型本体に係合しており、前記支持部材の他端側が前記中子と係合していることを特徴とする。 In the mold according to the present invention, the support member is formed in an elongated shape, one end side of the support member is engaged with the mold body, and the other end side of the support member is engaged with the core. It is characterized by that.
本発明に係る精密鋳造方法は、中空翼の精密鋳造方法であって、上記に記載の鋳型の前記キャビティに、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる金属溶湯を注湯し、前記金属溶湯に前記支持部材を融合させながら鋳込む鋳込み工程と、前記鋳型を冷却することにより、前記支持部材を融合させた金属溶湯を凝固させて鋳造体を形成する凝固工程と、前記鋳造体から前記中子を除去する中子除去工程と、を備えることを特徴とする。 A precision casting method according to the present invention is a precision casting method of a hollow blade, in which a molten metal made of Ni alloy, Co alloy or Fe alloy is poured into the cavity of the mold described above, and the molten metal is poured into the molten metal. A casting step of casting while fusing the support member; a solidifying step of solidifying the molten metal fused with the support member to form a cast body by cooling the mold; and from the cast body to the core A core removing step of removing the core.
本発明に係る中空翼は、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる母材金属で形成されており、前記母材金属は、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つと、Ｐｔと、を固溶していることを特徴とする。 The hollow blade according to the present invention is formed of a base metal made of a Ni alloy, a Co alloy, or an Fe alloy, and the base metal dissolves at least one of Pd, Au, and Ag and Pt. It is characterized by.
上記構成によれば、中子を支持する支持部材が、精密鋳造時に金属溶湯と融合し易くなるので鋳造欠陥を抑制することができる。 According to the said structure, since the support member which supports a core becomes easy to unite with a molten metal at the time of precision casting, a casting defect can be suppressed.
以下に本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、中空翼を精密鋳造するための鋳型１０の構成を示す図である。中空翼は、例えば、航空機用ジェットエンジンや産業用ガスタービン等に用いられるタービン翼である。中空翼は、高温に曝されることから、Ｎｉ（ニッケル）合金、Ｃｏ（コバルト）合金またはＦｅ（鉄）合金からなる耐熱合金で形成されている。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a mold 10 for precision casting of a hollow blade. The hollow blade is a turbine blade used in, for example, an aircraft jet engine or an industrial gas turbine. Since the hollow blade is exposed to a high temperature, it is formed of a heat-resistant alloy made of Ni (nickel) alloy, Co (cobalt) alloy, or Fe (iron) alloy.
鋳型１０は、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる金属溶湯が注湯されるキャビティ１２を有する鋳型本体１４を備えている。キャビティ１２は、中空翼を精密鋳造するために翼形状に形成されている。鋳型本体１４は、酸化物等からなる耐火材料で形成された耐火材層で構成されている。耐火材料には、アルミナ、ジルコン（珪酸ジルコニウム）、ジルコニア、イットリア等のセラミックスを用いることが可能である。 The mold 10 includes a mold body 14 having a cavity 12 into which a molten metal made of Ni alloy, Co alloy, or Fe alloy is poured. The cavity 12 is formed in a wing shape for precision casting of a hollow wing. The mold body 14 is composed of a refractory material layer formed of a refractory material made of oxide or the like. As the refractory material, ceramics such as alumina, zircon (zirconium silicate), zirconia, and yttria can be used.
中子１６は、鋳型本体１４のキャビティ１２に配置されている。中子１６は、精密鋳造後に鋳造体から除去されることにより、鋳造体に中空部を形成する機能を有している。中子１６は、耐熱性を備えるためや、金属溶湯との反応を抑制するために、セラミックスで形成されている。中子１６は、精密鋳造後に除去しやすいことから、主成分がシリカ（ＳｉＯ２）で形成されているとよい。中子１６の主成分とは、中子１６の構成成分の中で最も含有率が大きい成分のことである。中子１６の主成分がシリカである場合には、精密鋳造後にアルカリ溶液で中子１６を溶出することにより容易に鋳造体から除去することができる。中子１６は、例えば、８０質量％のシリカと、２０質量％の耐火材料とにより形成されているとよい。耐火材料には、アルミナ、ジルコン（珪酸ジルコニウム）、ジルコニア、イットリア等のセラミックスを用いることが可能である。中子１６は、セラミックスで多孔質状に形成されていてもよい。中子１６が多孔質状に形成されていると、精密鋳造後に鋳造体から機械加工等で容易に除去することができる。 The core 16 is disposed in the cavity 12 of the mold body 14. The core 16 has a function of forming a hollow portion in the cast body by being removed from the cast body after precision casting. The core 16 is formed of ceramics in order to have heat resistance and to suppress reaction with the molten metal. Since the core 16 is easy to remove after precision casting, the main component is preferably formed of silica (SiO 2 ). The main component of the core 16 is a component having the largest content rate among the constituent components of the core 16. In the case where the main component of the core 16 is silica, it can be easily removed from the cast body by eluting the core 16 with an alkaline solution after precision casting. For example, the core 16 may be formed of 80% by mass of silica and 20% by mass of a refractory material. As the refractory material, ceramics such as alumina, zircon (zirconium silicate), zirconia, and yttria can be used. The core 16 may be formed of a ceramic in a porous shape. When the core 16 is formed in a porous shape, it can be easily removed from the cast body by machining or the like after precision casting.
支持部材１８は、鋳型本体１４に設けられており、中子１６を支持する機能を有している。支持部材１８は、細長くピン状に形成されており、一端側が鋳型本体１４と係合し、他端側が中子１６と係合しているとよい。支持部材１８は、例えば、一端側が鋳型本体１４に肉盛されて埋め込まれており、支持部材１８の他端側が中子１６と当接するように構成することが可能である。支持部材１８が中子１６を支持することにより、鋳型１０を製造するときの脱ロウ時や、金属溶湯の鋳込み時に、支持部材１８により中子１６が支持されるので、中子１６の位置ずれが抑制される。更に、金属溶湯の鋳込み時に、中子１６が金属溶湯から熱曝露される場合でも、支持部材１８により中子１６が支持されるので、中子１６の熱変形が抑制される。このように、支持部材１８で中子１６を支持することにより、中子１６の位置精度を高めることができる。支持部材１８は、例えば、円柱ピン等で押出成形等により形成されているとよい。支持部材１８の外径は、例えば、０．２ｍｍから１ｍｍとするとよい。支持部材１８は、少なくとも１つ設けられていればよく、複数設けられていることが好ましい。 The support member 18 is provided on the mold body 14 and has a function of supporting the core 16. The support member 18 is formed in an elongated and pin shape, and one end side is preferably engaged with the mold body 14 and the other end side is engaged with the core 16. For example, the support member 18 can be configured such that one end side is built up and embedded in the mold body 14, and the other end side of the support member 18 contacts the core 16. Since the support member 18 supports the core 16, the core 16 is supported by the support member 18 at the time of dewaxing when the mold 10 is manufactured or when the molten metal is cast. Is suppressed. Furthermore, even when the core 16 is exposed to heat from the molten metal during casting of the molten metal, the core 16 is supported by the support member 18, so that thermal deformation of the core 16 is suppressed. Thus, by supporting the core 16 with the support member 18, the positional accuracy of the core 16 can be improved. The support member 18 may be formed by, for example, extrusion molding using a cylindrical pin or the like. The outer diameter of the support member 18 is preferably 0.2 mm to 1 mm, for example. It is sufficient that at least one support member 18 is provided, and a plurality of support members 18 are preferably provided.
支持部材１８は、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｕ（金）及びＡｇ（銀）の少なくとも１つを含有し、残部がＰｔ（白金）と不可避的不純物とからなる白金族合金で形成されている。支持部材１８は、Ｐｄ−Ｐｔ合金、Ａｕ−Ｐｔ合金またはＡｇ−Ｐｔ合金からなる白金族合金で形成されているとよい。支持部材１８を形成する白金族合金は、二元系合金に限定されず、三元系合金や四元系合金であってもよい。 The support member 18 contains at least one of Pd (palladium), Au (gold), and Ag (silver), and the balance is formed of a platinum group alloy composed of Pt (platinum) and inevitable impurities. The support member 18 may be formed of a platinum group alloy made of a Pd—Pt alloy, an Au—Pt alloy, or an Ag—Pt alloy. The platinum group alloy forming the support member 18 is not limited to a binary alloy, and may be a ternary alloy or a quaternary alloy.
Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの融点は、Ｐｔの融点（約１７６８℃）よりも低いことから、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つと、Ｐｔとを合金化することにより、白金族合金をＰｔより低融点にすることができる。また、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇは、白金族元素であることから、Ｐｔと同様に耐酸化性に優れているので、支持部材１８の周りに酸化被膜の形成が抑制される。このような理由から、支持部材１８が、この白金族合金で形成されることにより、鋳込み時に支持部材１８が金属溶湯に拡散等で融合し易くすることが可能となるので、支持部材１８の残留を抑制することができる。 Since the melting points of Pd, Au, and Ag are lower than the melting point of Pt (about 1768 ° C.), the platinum group alloy has a lower melting point than Pt by alloying at least one of Pd, Au, and Ag with Pt. Can be. In addition, since Pd, Au, and Ag are platinum group elements, they are excellent in oxidation resistance like Pt, so that formation of an oxide film around the support member 18 is suppressed. For this reason, the support member 18 is formed of this platinum group alloy, so that the support member 18 can be easily fused to the molten metal by diffusion or the like during casting. Can be suppressed.
支持部材１８は、Ｐｄ−Ｐｔ合金で形成されているとよい。Ｐｄは、Ｐｔよりも高温強度に優れているので、Ｐｄ−Ｐｔ合金は、Ｐｔよりも高温強度が高くなる。これにより、支持部材１８の高温強度特性が向上するので、中子１６をより強固に支持することができる。Ｐｄ−Ｐｔ合金におけるＰｄの含有率は、１０質量％以上５０質量％以下とするとよい。Ｐｄの含有率を１０質量％以上５０質量％以下とすることにより、Ｐｄ−Ｐｔ合金の高温強度をより高めることができる。また、Ｐｄは、ＡｕやＡｇよりも融点が高いので、Ｐｄ−Ｐｔ合金としたときに融点の低下を少なくすることができる。支持部材１８をＰｄ−Ｐｔ合金で形成することにより、一方向凝固鋳造や単結晶鋳造のような鋳込み温度が比較的高い精密鋳造の場合でも、支持部材１８を好適に用いることができる。このことから、支持部材１８をＰｄ−Ｐｔ合金で形成する場合には、一方向凝固鋳造用や単結晶鋳造用の鋳型に用いられるとよい。 The support member 18 may be formed of a Pd—Pt alloy. Since Pd is superior to Pt in high temperature strength, the Pd—Pt alloy has higher high temperature strength than Pt. Thereby, since the high temperature strength characteristic of the support member 18 improves, the core 16 can be supported more firmly. The content of Pd in the Pd—Pt alloy is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less. By making the content rate of Pd 10 mass% or more and 50 mass% or less, the high temperature strength of a Pd-Pt alloy can be raised more. In addition, since Pd has a higher melting point than Au or Ag, when the Pd—Pt alloy is used, a decrease in the melting point can be reduced. By forming the support member 18 of a Pd—Pt alloy, the support member 18 can be suitably used even in the case of precision casting with a relatively high casting temperature such as unidirectional solidification casting or single crystal casting. For this reason, when the support member 18 is formed of a Pd—Pt alloy, the support member 18 is preferably used as a casting mold for unidirectional solidification casting or single crystal casting.
支持部材１８は、Ａｕ−Ｐｔ合金で形成されているとよい。Ａｕは、Ｐｄよりも融点が低いので、Ａｕ−Ｐｔ合金としたときに融点の低下を大きくすることができる。これにより、普通鋳造（等軸晶）のように鋳込み温度が比較的低い精密鋳造の場合でも、支持部材１８を金属溶湯に拡散等で融合し易くすることができる。このことから、支持部材１８をＡｕ−Ｐｔ合金で形成する場合には、普通鋳造（等軸晶）用の鋳型に用いられるとよい。また、一方向凝固鋳造や単結晶鋳造のように鋳込み温度が比較的高い精密鋳造の場合には、支持部材１８は、０質量％より大きく４０質量％以下のＡｕを含有し、残部がＰｔと不可避的不純物とからなるＡｕ−Ｐｔ合金で形成されているとよい。Ａｕの含有率を０質量％より大きく４０質量％以下とすることにより、Ａｕ−Ｐｔ合金の融点を低下しすぎないようにすることができる。 The support member 18 may be formed of an Au—Pt alloy. Since Au has a lower melting point than Pd, a decrease in melting point can be increased when an Au—Pt alloy is used. This makes it easy to fuse the support member 18 to the molten metal by diffusion or the like even in the case of precision casting with a relatively low casting temperature, such as ordinary casting (equal axis). For this reason, when the support member 18 is formed of an Au—Pt alloy, the support member 18 is preferably used as a mold for ordinary casting (equal axis). Further, in the case of precision casting such as unidirectional solidification casting or single crystal casting where the casting temperature is relatively high, the support member 18 contains Au of greater than 0% by mass and less than or equal to 40% by mass, with the balance being Pt. It is good to form with the Au-Pt alloy which consists of an unavoidable impurity. By making the content rate of Au larger than 0% by mass and 40% by mass or less, the melting point of the Au—Pt alloy can be prevented from being excessively lowered.
支持部材１８は、Ａｇ−Ｐｔ合金で形成されているとよい。Ａｇは、ＰｄやＡｕよりも融点が低いので、Ａｇ−Ｐｔ合金としたときに融点の低下をより大きくすることができる。これにより、普通鋳造（等軸晶）のように鋳込み温度が比較的低い精密鋳造の場合でも、支持部材１８を金属溶湯に拡散等で融合し易くすることができる。このことから、支持部材１８をＡｇ−Ｐｔ合金で形成する場合には、普通鋳造（等軸晶）用の鋳型に用いられるとよい。また、一方向凝固鋳造や単結晶鋳造のように鋳込み温度が比較的高い精密鋳造の場合には、支持部材１８は、０質量％より大きく２２質量％以下のＡｇを含有し、残部がＰｔと不可避的不純物とからなるＡｇ−Ｐｔ合金で形成されているとよい。Ａｇの含有率を０質量％より大きく２２質量％以下とすることにより、Ａｇ−Ｐｔ合金の融点が低下しすぎないようにすることができる。 The support member 18 may be formed of an Ag—Pt alloy. Since Ag has a lower melting point than Pd and Au, the lowering of the melting point can be further increased when an Ag—Pt alloy is used. This makes it easy to fuse the support member 18 to the molten metal by diffusion or the like even in the case of precision casting with a relatively low casting temperature, such as ordinary casting (equal axis). For this reason, when the support member 18 is formed of an Ag—Pt alloy, the support member 18 is preferably used as a mold for ordinary casting (equal axis crystal). In the case of precision casting such as unidirectional solidification casting or single crystal casting where the casting temperature is relatively high, the support member 18 contains Ag that is greater than 0% by mass and less than or equal to 22% by mass, with the balance being Pt. It is good to form with the Ag-Pt alloy which consists of an unavoidable impurity. By making the content rate of Ag larger than 0 mass% and 22 mass% or less, it is possible to prevent the melting point of the Ag—Pt alloy from being excessively lowered.
次に、中空翼を精密鋳造するための鋳型１０の製造方法について説明する。図２は、中空翼を精密鋳造するための鋳型１０の製造方法を示すフローチャートである。鋳型１０の製造方法は、ロウ型成形工程（Ｓ１０）と、支持部材取付け工程（Ｓ１２）と、スラリ層形成工程（Ｓ１４）と、脱ロウ工程（Ｓ１６）と、焼成工程（Ｓ１８）と、を備えている。 Next, a method for manufacturing the mold 10 for precision casting of the hollow blade will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a method of manufacturing the mold 10 for precision casting of the hollow blade. The method for manufacturing the mold 10 includes a wax mold forming step (S10), a support member attaching step (S12), a slurry layer forming step (S14), a dewaxing step (S16), and a firing step (S18). I have.
ロウ型成形工程（Ｓ１０）は、セラミックスで形成される中子１６にロウ材を被覆してロウ型模型を成形する工程である。セラミックスで形成される中子１６の周りにロウ材を被覆して、中空翼のロウ型模型を成形する。ロウ材と、ロウ材の被覆方法とについては、一般的なロストワックス法で用いられるロウ材やロウ材の被覆方法を用いることができる。 The wax mold forming step (S10) is a process of forming a wax model by covering the core 16 made of ceramics with a brazing material. A brazing material is coated around a core 16 made of ceramics to form a hollow wing wax model. As the brazing material and the brazing material coating method, a brazing material and a brazing material coating method used in a general lost wax method can be used.
支持部材取付け工程（Ｓ１２）は、ロウ型模型に、中子１６を支持し、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つを含有し、残部がＰｔと不可避的不純物とからなる白金族合金で形成される支持部材１８を取付ける工程である。支持部材１８は、支持部材１８をロウ材の溶融温度以上に加熱した後に、ロウ型模型に突き刺して取付けるとよい。支持部材１８の一端側は、鋳型本体１４に肉盛して埋め込んで保持するために、ロウ型模型から突出しているとよい。支持部材１８の他端側は、中子１６に当接させるとよい。 The supporting member attaching step (S12) is formed of a platinum group alloy that supports the core 16 on the wax model, contains at least one of Pd, Au, and Ag, and the remainder is made of Pt and inevitable impurities. This is a process of attaching the supporting member 18. The support member 18 may be attached by piercing the wax model after the support member 18 is heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the brazing material. One end side of the support member 18 is preferably protruded from the wax model in order to build up, bury and hold in the mold body 14. The other end side of the support member 18 may be brought into contact with the core 16.
スラリ層形成工程（Ｓ１４）は、支持部材１８を取付けたロウ型模型に、耐火材料からなるスラリ層を被覆する工程である。スラリ層の被覆方法については、耐火材料とバインダとを混合したスラリの塗布と、スタッコ処理とを繰り返すことにより行われるとよい。耐火材料には、上述したアルミナ等を用いることができる。バインダには、コロイダルシリカ等を用いることが可能である。支持部材１８を取付けたロウ型模型に、スラリ塗布とスタッコ処理とを行った後に、水分等を除去するために乾燥させるとよい。 The slurry layer forming step (S14) is a step of covering the wax type model to which the support member 18 is attached with a slurry layer made of a refractory material. About the coating method of a slurry layer, it is good to carry out by repeating the application | coating of the slurry which mixed the refractory material and the binder, and a stucco process. The above-described alumina or the like can be used as the refractory material. For the binder, colloidal silica or the like can be used. After performing slurry application and stucco treatment on the wax model to which the support member 18 is attached, the wax model may be dried to remove moisture and the like.
脱ロウ工程（Ｓ１６）は、スラリ層が被覆され、支持部材１８を取付けたロウ型模型を加熱してロウ材を除去し、鋳型成形体を成形する工程である。スラリ層が被覆され、支持部材１８を取付けたロウ型模型から、ロウ材を溶融して除去することにより、鋳型成形体を成形する。脱ロウは、スラリ層が被覆され、支持部材１８を取付けたロウ型模型をオートクレーブ等に入れて加熱・加圧処理して行われるとよい。処理条件は、例えば、加熱温度１００℃から１８０℃、圧力０．４ＭＰａから０．８ＭＰａとするとよい。脱ロウ時には、中子１６が支持部材１８で支持されているので、中子１６の位置精度を高めることができる。 The dewaxing step (S16) is a step of heating the wax model covered with the slurry layer and attached with the support member 18 to remove the brazing material, and molding the molded body. A mold molded body is formed by melting and removing the brazing material from the wax model covered with the slurry layer and attached with the support member 18. The dewaxing is preferably performed by heating and pressurizing a wax model covered with a slurry layer and having the support member 18 attached thereto in an autoclave or the like. The processing conditions are preferably, for example, a heating temperature of 100 ° C. to 180 ° C. and a pressure of 0.4 MPa to 0.8 MPa. At the time of dewaxing, since the core 16 is supported by the support member 18, the positional accuracy of the core 16 can be improved.
焼成工程（Ｓ１８）は、鋳型成形体を焼成する工程である。鋳型成形体を焼成炉等で９００℃から１３００℃で加熱して焼成することにより、スラリ層が焼き固められて殻体（シェル）となり鋳型１０が形成される。支持部材１８は、白金族合金で形成されているので、支持部材１８は、耐酸化性に優れており、酸化皮膜の形成が抑制されている。このようにして、鋳型１０を製造することができる。 The firing step (S18) is a step of firing the molded body. The mold body is heated and fired at 900 ° C. to 1300 ° C. in a firing furnace or the like, so that the slurry layer is baked and hardened to form a shell body, and the mold 10 is formed. Since the support member 18 is formed of a platinum group alloy, the support member 18 is excellent in oxidation resistance, and the formation of an oxide film is suppressed. In this way, the mold 10 can be manufactured.
次に、中空翼を精密鋳造するための鋳型１０を用いた精密鋳造方法について説明する。図３は、中空翼を精密鋳造するための鋳型１０を用いた精密鋳造方法を示すフローチャートである。この鋳型１０を用いた精密鋳造方法は、鋳込み工程（Ｓ２０）と、凝固工程（Ｓ２２）と、中子除去工程（Ｓ２４）と、を備えている。 Next, a precision casting method using the mold 10 for precision casting of the hollow blade will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a precision casting method using a mold 10 for precision casting of a hollow blade. The precision casting method using the mold 10 includes a casting step (S20), a solidification step (S22), and a core removal step (S24).
鋳込み工程（Ｓ２０）は、鋳型１０のキャビティ１２に、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる金属溶湯を注湯し、金属溶湯に支持部材１８を融合させながら鋳込む工程である。図４は、鋳込み工程（Ｓ２０）を説明するための図である。鋳型１０のキャビティ１２に、金属溶湯２０が注湯される。金属溶湯２０の注湯時には、中子１６が支持部材１８で支持されているので、中子１６の位置ずれを抑えることができる。例えば、Ｎｉ合金を鋳造する場合には、鋳込み温度は、Ｎｉ合金の液相線に対して＋１００℃以上＋１５０℃以下であるとよい。 The casting step (S20) is a step in which a molten metal made of Ni alloy, Co alloy or Fe alloy is poured into the cavity 12 of the mold 10 and the supporting member 18 is fused with the molten metal and cast. FIG. 4 is a diagram for explaining the casting step (S20). A molten metal 20 is poured into the cavity 12 of the mold 10. When the molten metal 20 is poured, the core 16 is supported by the support member 18, so that the displacement of the core 16 can be suppressed. For example, when casting an Ni alloy, the casting temperature may be + 100 ° C. or higher and + 150 ° C. or lower with respect to the liquid phase line of the Ni alloy.
また、鋳込み工程（Ｓ２０）では、金属溶湯に支持部材１８を拡散等で融合させながら鋳込みが行われる。支持部材１８は、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つを含有し、残部がＰｔと不可避的不純物とからなる白金族合金で形成されていることから、支持部材１８における金属溶湯２０と接している部位が、金属溶湯２０中に徐々に拡散して融合することにより一体化する。また、支持部材１８は、金属溶湯２０中に徐々に拡散等して融合することから、支持部材１８は、金属溶湯２０と一体化するまでは中子１６を支持することができる。これにより、中子１６が金属溶湯２０により熱曝露される場合でも、中子１６の熱変形を抑制することが可能となる。 In the casting step (S20), casting is performed while fusing the support member 18 to the molten metal by diffusion or the like. Since the support member 18 contains at least one of Pd, Au, and Ag, and the balance is formed of a platinum group alloy composed of Pt and inevitable impurities, the support member 18 is in contact with the molten metal 20 in the support member 18. The parts are integrated by gradually diffusing and fusing into the molten metal 20. Further, since the support member 18 is gradually diffused and fused in the molten metal 20, the support member 18 can support the core 16 until it is integrated with the molten metal 20. Thereby, even when the core 16 is exposed to heat by the molten metal 20, thermal deformation of the core 16 can be suppressed.
凝固工程（Ｓ２２）は、鋳型１０を冷却することにより、支持部材１８を融合させた金属溶湯２０を凝固させて鋳造体を形成する工程である。図５は、凝固工程（Ｓ２２）を説明するための図である。鋳型１０を冷却することにより、支持部材１８を拡散等で融合させた金属溶湯２０が凝固して鋳造体２２が形成される。鋳型１０の冷却については、炉冷でもよいし、空冷でもよい。 The solidification step (S22) is a step of cooling the mold 10 to solidify the molten metal 20 in which the support members 18 are fused to form a cast body. FIG. 5 is a diagram for explaining the coagulation step (S22). By cooling the mold 10, the molten metal 20 obtained by fusing the support member 18 by diffusion or the like is solidified to form a cast body 22. The cooling of the mold 10 may be furnace cooling or air cooling.
中子除去工程（Ｓ２４）は、鋳造体２２から中子１６を除去する工程である。凝固工程（Ｓ２２）後に、鋳造体２２から中子１６を除去して中空翼を形成する。中子１６が、例えば、主成分がシリカからなるセラミックスで形成されている場合には、水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液で溶出させて鋳造体２２から中子１６を除去することができる。鋳造体２２の中子１６が除去された箇所には、中空部が形成される。また、鋳型本体１４に肉盛されて埋め込まれた支持部材１８の一端側については、製品部を構成しないので、機械加工等により除去されるとよい。このようにして、中空翼の精密鋳造を行うことが可能となる。なお、中空翼の精密鋳造方法については、普通鋳造法（等軸晶）でもよいし、一方向凝固鋳造法や単結晶鋳造法でもよい。また、精密鋳造装置には、これらの鋳造法で用いられる一般的な鋳造装置を用いることが可能である。 The core removing step (S24) is a step of removing the core 16 from the cast body 22. After the solidification step (S22), the core 16 is removed from the cast body 22 to form a hollow blade. For example, when the core 16 is formed of ceramics whose main component is silica, the core 16 can be removed from the cast body 22 by elution with an alkali solution such as sodium hydroxide. A hollow portion is formed at a location where the core 16 of the cast body 22 is removed. Moreover, since the product part is not comprised about the one end side of the support member 18 which is built up and embedded in the casting_mold | template main body 14, it is good to remove by machining etc. FIG. In this way, it becomes possible to perform precision casting of the hollow blade. In addition, the precision casting method of the hollow blade may be a normal casting method (equal axis crystal), a unidirectional solidification casting method or a single crystal casting method. The precision casting apparatus can be a general casting apparatus used in these casting methods.
図６は、精密鋳造された中空翼３０の構成を示す図である。中空翼３０は、鋳造体２２の中子１６を除去した部位に形成されている中空部３２を有している。中空翼３０は、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる母材金属で形成されている。そして、母材金属は、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つと、Ｐｔと、を固溶している。支持部材１８は、金属溶湯に拡散等で融合して一体化していることから、母材金属には、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つと、Ｐｔとが固溶されている。このように、支持部材１８は、金属溶湯に拡散等で融合して一体化していることから、支持部材１８が残留して異物やクラック等の鋳造欠陥を発生することが抑制される。また、中子１６が支持部材１８で支持されることにより、中子１６の位置ずれが抑制されることから、中空翼３０は、中空部３２の位置精度が向上している。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a precision-cast hollow blade 30. The hollow blade 30 has a hollow portion 32 formed at a portion where the core 16 of the cast body 22 is removed. The hollow blade 30 is formed of a base metal made of Ni alloy, Co alloy or Fe alloy. The base metal is solid-solved with at least one of Pd, Au, and Ag and Pt. Since the support member 18 is fused and integrated with the molten metal by diffusion or the like, at least one of Pd, Au, and Ag and Pt are dissolved in the base metal. As described above, since the support member 18 is integrated with the molten metal by diffusion or the like, the support member 18 is prevented from remaining and casting defects such as foreign matters and cracks are suppressed. Further, since the core 16 is supported by the support member 18, the positional deviation of the core 16 is suppressed, so that the position accuracy of the hollow portion 32 of the hollow blade 30 is improved.
以上、上記構成の鋳型によれば、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる金属溶湯が注湯されるキャビティを有する鋳型本体と、鋳型本体のキャビティに配置され、セラミックスで形成される中子と、鋳型本体に設けられ、中子を支持し、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つを含有し、残部がＰｔと不可避的不純物とからなる白金族合金で形成される支持部材と、を備えているので、精密鋳造時に、金属溶湯に支持部材を拡散等で融合させながら鋳込んで一体化することができる。これにより、精密鋳造時に、支持部材が金属溶湯と融合しないで残留することによる異物やクラック等の鋳造欠陥の発生が抑制される。 As described above, according to the mold configured as described above, a mold body having a cavity into which a molten metal made of Ni alloy, Co alloy, or Fe alloy is poured, and a core that is disposed in the cavity of the mold body and is formed of ceramics; A support member that is provided on the mold body, supports the core, contains at least one of Pd, Au, and Ag, and the balance is made of a platinum group alloy composed of Pt and unavoidable impurities. Therefore, at the time of precision casting, it can be cast and integrated while fusing the support member to the molten metal by diffusion or the like. Thereby, at the time of precision casting, generation | occurrence | production of casting defects, such as a foreign material and a crack, by a support member remaining without fuse | melting with a molten metal is suppressed.
中空翼の精密鋳造試験を行った。鋳型には、上記の図１に示す鋳型と同様の構成のものを用いた。鋳型本体は、アルミナ等の耐火材料で形成した。中子は、シリカで形成した。支持部材は、Ｐｄ―Ｐｔ合金でピン状に形成した。Ｐｄ―Ｐｔ合金については、Ｐｄの含有率を変えることにより４種類の白金族合金を評価した。Ｐｄ―Ｐｔ合金のＰｄの含有率については、１０質量％、２５質量％、５０質量％及び８０質量％とした。支持部材の外径は、０．２ｍｍから１ｍｍとした。 A precision casting test of hollow blades was conducted. As the mold, one having the same configuration as the mold shown in FIG. 1 was used. The mold body was formed of a refractory material such as alumina. The core was made of silica. The support member was formed in a pin shape with a Pd—Pt alloy. For the Pd—Pt alloys, four types of platinum group alloys were evaluated by changing the Pd content. The Pd content of the Pd—Pt alloy was 10% by mass, 25% by mass, 50% by mass, and 80% by mass. The outer diameter of the support member was 0.2 mm to 1 mm.
中空翼の鋳込みには、Ｎｉ合金を用いた。Ｎｉ合金には、インコネル７１８（登録商標）、ＭａｒＭ２４７（登録商標）、Ｒｅｎｅ７７（登録商標）を使用した。鋳型のキャビティにＮｉ合金溶湯を注湯し、Ｎｉ合金溶湯に支持部材を拡散等で融合させながら鋳込みを行った。鋳込みについては、鋳型温度を１１００℃とし、鋳込み温度を１５００℃とした。鋳込み後に鋳型を冷却することにより、支持部材を拡散等で融合させたＮｉ合金溶湯を凝固させて、Ｎｉ合金鋳造体を形成した。次に、Ｎｉ合金鋳造体に含まれる中子をアルカリ溶液で溶出させて中空部を形成し、中空翼とした。なお、鋳型本体に肉盛されて埋め込まれた支持部材の一端側については、製品部を構成しないが、分析評価のために除去しないこととした。 Ni alloy was used for casting of the hollow blade. For the Ni alloy, Inconel 718 (registered trademark), MarM247 (registered trademark), and Rene 77 (registered trademark) were used. The molten Ni alloy was poured into the mold cavity, and casting was performed while fusing the support member to the molten Ni alloy by diffusion or the like. For casting, the mold temperature was 1100 ° C. and the casting temperature was 1500 ° C. By cooling the mold after casting, the molten Ni alloy in which the supporting members were fused by diffusion or the like was solidified to form a cast Ni alloy. Next, the core contained in the Ni alloy casting was eluted with an alkaline solution to form a hollow portion, thereby obtaining a hollow blade. In addition, about the one end side of the supporting member built up and embedded by the casting_mold | template main body, although the product part is not comprised, it decided not to remove for analysis evaluation.
各Ｐｄ―Ｐｔ合金で形成した支持部材を用いた鋳型で精密鋳造した中空翼について、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）分析を行った。いずれのＰｄ―Ｐｔ合金で形成した支持部材を用いた場合でも、中空翼を形成する母材金属であるＮｉ合金中に、ＰｄとＰｔとが固溶していた。このことから、支持部材は、Ｎｉ合金溶湯中に拡散等で融合して一体化することがわかった。 Electron beam microanalyzer (EPMA) analysis was performed on a hollow blade precisely cast with a mold using a support member formed of each Pd—Pt alloy. Even when a support member formed of any Pd—Pt alloy was used, Pd and Pt were dissolved in the Ni alloy, which is a base metal forming the hollow blade. From this, it was found that the support member was fused and integrated in the molten Ni alloy by diffusion or the like.
代表として１０質量％のＰｄを含むＰｄ―Ｐｔ合金で形成した支持部材を用いた鋳型で精密鋳造した中空翼について、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）分析を行った結果について説明する。分析箇所については、鋳型本体に肉盛されて埋め込まれた支持部材の一端側の近傍領域とした。図７は、中空翼の電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）分析結果を示す図である。図７において、図７（ａ）は、ＳＥＭ像であり、図７（ｂ）は、ＣＯＭＰ像であり、図７（ｃ）は、Ｐｄイメージ像であり、図７（ｄ）は、Ｐｔイメージ像であり、図７（ｅ）は、Ｎｉイメージ像であり、図７（ｆ）は、Ａｌイメージ像である。 As a representative, the results of electron beam microanalyzer (EPMA) analysis of a hollow blade precisely cast with a mold using a support member formed of a Pd—Pt alloy containing 10% by mass of Pd will be described. About the analysis location, it was set as the area | region of the one end side of the supporting member embedded and embedded in the casting_mold | template main body. FIG. 7 is a diagram showing an electron beam microanalyzer (EPMA) analysis result of a hollow blade. 7A is an SEM image, FIG. 7B is a COMP image, FIG. 7C is a Pd image, and FIG. 7D is a Pt image. FIG. 7E is an Ni image image, and FIG. 7F is an Al image image.
図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、鋳型のキャビティに位置していた支持部材の箇所では、母材金属であるＮｉ合金に、ＰｄとＰｔとが固溶しており、Ｐｄ及びＰｔの濃化が認められなかった。このように、鋳型のキャビティに位置していた支持部材の箇所では、支持部材が、Ｎｉ合金溶湯中に拡散等で融合して一体化していた。また、鋳型本体に肉盛されて埋め込まれた支持部材の一端側の箇所については、Ｐｔ及びＰｄの濃化が認められた。このように中空翼となる製品部では、支持部材が、Ｎｉ合金溶湯中に拡散等で融合して一体化し、母材金属であるＮｉ合金に、Ｐｄ及びＰｔが固溶していた。また、中空翼となる製品部では、支持部材の残留による異物やクラック等の鋳造欠陥が認められなかった。 As shown in FIGS. 7 (c) and 7 (d), Pd and Pt are in solid solution in the Ni alloy, which is the base metal, at the location of the support member located in the mold cavity. Concentration of Pd and Pt was not observed. As described above, at the position of the support member located in the cavity of the mold, the support member was integrated by fusion or the like in the molten Ni alloy. In addition, Pt and Pd enrichment was observed at a position on one end side of the support member that was built up and embedded in the mold body. As described above, in the product portion that becomes the hollow blade, the support member is fused and integrated in the Ni alloy molten metal by diffusion or the like, and Pd and Pt are dissolved in the Ni alloy as the base metal. Moreover, in the product part which becomes a hollow blade, casting defects such as foreign matters and cracks due to the remaining support member were not recognized.
１０ 鋳型
１２ キャビティ
１４ 鋳型本体
１６ 中子
１８ 支持部材
２０ 金属溶湯
２２ 鋳造体
３０ 中空翼
３２ 中空部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mold 12 Cavity 14 Mold body 16 Core 18 Support member 20 Molten metal 22 Casting body 30 Hollow blade 32 Hollow part
Claims (7)
Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる金属溶湯が注湯されるキャビティを有する鋳型本体と、
前記鋳型本体のキャビティに配置され、セラミックスで形成される中子と、
前記鋳型本体に設けられ、前記中子を支持し、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つを含有し、残部がＰｔと不可避的不純物とからなる白金族合金で形成される支持部材と、
を備えることを特徴とする鋳型。 A mold for precision casting of hollow wings,
A mold body having a cavity into which a molten metal made of Ni alloy, Co alloy or Fe alloy is poured;
A core disposed in the cavity of the mold body and formed of ceramics;
A support member provided on the mold body, supporting the core, containing at least one of Pd, Au, and Ag, and the balance formed of a platinum group alloy composed of Pt and inevitable impurities;
A mold characterized by comprising.
前記支持部材は、Ｐｄ−Ｐｔ合金、Ａｕ−Ｐｔ合金またはＡｇ−Ｐｔ合金で形成されていることを特徴とする鋳型。 The mold according to claim 1,
The mold is characterized in that the support member is made of a Pd—Pt alloy, an Au—Pt alloy, or an Ag—Pt alloy.
前記鋳型は、一方向凝固鋳造用または単結晶鋳造用であり、
前記支持部材は、Ｐｄ−Ｐｔ合金で形成されていることを特徴とする鋳型。 The mold according to claim 2, wherein
The mold is for unidirectional solidification casting or single crystal casting,
The mold is characterized in that the support member is made of a Pd—Pt alloy.
前記鋳型は、普通鋳造用であり、
前記支持部材は、Ａｕ−Ｐｔ合金またはＡｇ−Ｐｔ合金で形成されていることを特徴とする鋳型。 The mold according to claim 2, wherein
The mold is for ordinary casting,
The mold, wherein the support member is made of an Au-Pt alloy or an Ag-Pt alloy.
前記支持部材は、細長く形成されており、前記支持部材の一端側が前記鋳型本体に係合しており、前記支持部材の他端側が前記中子と係合していることを特徴とする鋳型。 A mold according to any one of claims 1 to 4,
The support member is formed in an elongated shape, and one end side of the support member is engaged with the mold body, and the other end side of the support member is engaged with the core.
請求項１から５のいずれか１つに記載の鋳型の前記キャビティに、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金またはＦｅ合金からなる金属溶湯を注湯し、前記金属溶湯に前記支持部材を融合させながら鋳込む鋳込み工程と、
前記鋳型を冷却することにより、前記支持部材を融合させた金属溶湯を凝固させて鋳造体を形成する凝固工程と、
前記鋳造体から前記中子を除去する中子除去工程と、
を備えることを特徴とする精密鋳造方法。 A precision casting method for a hollow blade,
Casting in which a molten metal made of a Ni alloy, a Co alloy or a Fe alloy is poured into the cavity of the mold according to any one of claims 1 to 5, and the support member is fused with the molten metal. Process,
A solidification step of forming a cast body by solidifying a molten metal obtained by fusing the support member by cooling the mold;
A core removing step of removing the core from the cast body;
A precision casting method comprising:
前記母材金属は、Ｐｄ、Ａｕ及びＡｇの少なくとも１つと、Ｐｔと、を固溶していることを特徴とする中空翼。 It is made of a base metal made of Ni alloy, Co alloy or Fe alloy,
The hollow wing according to claim 1, wherein the base metal is a solid solution of at least one of Pd, Au, and Ag and Pt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017166390A JP6981108B2 (en) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | Mold and precision casting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017166390A JP6981108B2 (en) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | Mold and precision casting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019042753A true JP2019042753A (en) | 2019-03-22 |
| JP6981108B2 JP6981108B2 (en) | 2021-12-15 |
Family
ID=65815169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017166390A Active JP6981108B2 (en) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | Mold and precision casting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6981108B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111230043A (en) * | 2020-03-26 | 2020-06-05 | 河北光德精密机械股份有限公司 | Precision casting complex core mold and using method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192656A (en) * | 1982-04-12 | 1983-11-10 | ハウメツト・タ−ビン・コンポ−ネンツ・コ−ポレ−シヨン | Manufacture of metallic casting and supporter used for said method |
| JPH10159502A (en) * | 1996-11-26 | 1998-06-16 | United Technol Corp <Utc> | Gas turbine engine blade whose fatigue strength is improved and its manufacture |
| JPH11310839A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Hitachi Ltd | Grain-oriented solidification casting of high strength nickel-base superalloy |
| JP2007525327A (en) * | 2004-02-27 | 2007-09-06 | シリング・インダストリアル・テクノロジーズ・アンド・サービシズ・リミテッド | Investment casting pin |
-
2017
- 2017-08-31 JP JP2017166390A patent/JP6981108B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192656A (en) * | 1982-04-12 | 1983-11-10 | ハウメツト・タ−ビン・コンポ−ネンツ・コ−ポレ−シヨン | Manufacture of metallic casting and supporter used for said method |
| JPH10159502A (en) * | 1996-11-26 | 1998-06-16 | United Technol Corp <Utc> | Gas turbine engine blade whose fatigue strength is improved and its manufacture |
| JPH11310839A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Hitachi Ltd | Grain-oriented solidification casting of high strength nickel-base superalloy |
| JP2007525327A (en) * | 2004-02-27 | 2007-09-06 | シリング・インダストリアル・テクノロジーズ・アンド・サービシズ・リミテッド | Investment casting pin |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111230043A (en) * | 2020-03-26 | 2020-06-05 | 河北光德精密机械股份有限公司 | Precision casting complex core mold and using method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6981108B2 (en) | 2021-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5869747B2 (en) | Method for producing an alloy casting having a protective layer | |
| US20030190235A1 (en) | Method and apparatus for casting near-net shape articles | |
| US7036556B2 (en) | Investment casting pins | |
| JP5530093B2 (en) | A heat-resistant crucible that can manage thermal stress and is suitable for melting highly reactive alloys | |
| EP1815923A1 (en) | Metallic coated cores to facilitate thin wall casting | |
| US3643728A (en) | Process of casting nickel base alloys using water-soluble calcia cores | |
| CN1931477A (en) | Method for casting core removal | |
| CN1954943A (en) | Method for casting core removal | |
| JP2007083306A (en) | Method for forming investment casting core | |
| JP5798302B2 (en) | Nickel-base superalloy, mechanical part made of said superalloy, turbomachine comprising said part, and related methods | |
| CN111318835A (en) | Nickel-based alloy welding wire for high-temperature alloy fusion welding and preparation method and application thereof | |
| CN109304424A (en) | Modified oxidized silicon powder and preparation method thereof, ceramic core and preparation method thereof | |
| EP0533385B1 (en) | The use of a palladium alloy to pin a core in the casting of turbine blades | |
| JP6981108B2 (en) | Mold and precision casting method | |
| JP2017109243A (en) | Mold core assembly and investment casting method | |
| JP2013071169A (en) | Ceramic core for precision casting, and method for manufacturing the same | |
| US11389861B2 (en) | Carbon fibers in ceramic cores for investment casting | |
| US11826819B2 (en) | Process for manufacturing a metal part | |
| JPH11320028A (en) | Core for precision casting excellent in high temperature strength and heat shock resistance | |
| GB2202772A (en) | Improvements in or relating to supporting cores during investment casting | |
| JP4306449B2 (en) | Metal mold manufacturing method | |
| JP3598038B2 (en) | Erosion resistant crucible and method of manufacturing the same | |
| US3011233A (en) | Refractory sulfide casting cores | |
| JP2022512205A (en) | Improved casting slurry for shell mold manufacturing | |
| JP2007283382A (en) | Core for casting, core for precision casting, and precision cast product manufactured using the same core for precision casting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200701 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210427 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210511 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210611 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211019 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211101 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6981108 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |