JP2772090B2 - Ceramic shell mold and core for reactive metal casting - Google Patents

Ceramic shell mold and core for reactive metal casting

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JP2772090B2
JP2772090B2 JP1800018A JP80001889A JP2772090B2 JP 2772090 B2 JP2772090 B2 JP 2772090B2 JP 1800018 A JP1800018 A JP 1800018A JP 80001889 A JP80001889 A JP 80001889A JP 2772090 B2 JP2772090 B2 JP 2772090B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、チタンなどの金属の鋳造用セラミック製シ
ェルモールド及びモールドの製造方法に関するものであ
る。更に詳細には、本発明は、シェルモールドを形成す
るための鋳造用組成物として使用するイットリア耐火材
を含むスラリー、及びこれを製造する方法に関する。更
に特定すれば、本発明は、チタン及びチタン合金などの
反応性金属の鋳造用のセラミック製シェルモールドを製
作するためのイットリア耐火材、酸及び有機溶媒から構
成されるスラリーに関する。本発明の組成物は好ましい
シェルの寿命及び改善された安定性を有することにより
特徴付けられる。本発明により製造されたモールドは、
α表皮(alpha case)の生成を最小限に抑えて又は実質
的にアルファ表皮を作らずに反応性金属の鋳造を可能と
するので特に有用である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ceramic shell mold for casting a metal such as titanium and a method for producing the mold. More particularly, the present invention relates to a slurry comprising a yttria refractory for use as a casting composition for forming a shell mold, and a method of making the same. More particularly, the present invention relates to a slurry comprising a yttria refractory, an acid and an organic solvent for making a ceramic shell mold for casting reactive metals such as titanium and titanium alloys. The compositions of the present invention are characterized by having a favorable shell life and improved stability. The mold manufactured according to the present invention,
It is particularly useful as it allows for the casting of reactive metals with minimal or substantially no alpha skin formation.

更に別の面では、本発明はこれらを作るのに用いられ
るセラミック及び鋳造コアに関する。
In yet another aspect, the invention relates to the ceramics and cast cores used to make them.

(従来の技術) 反応性金属、特にチタン及びその合金をセラミック製
のモールドで鋳造するための組成物及び方法を提供する
ために多くの努力が過去25年間続けられてきた。このよ
うな開発及びこの可能性に対する関心は、強度の大きく
軽量な金属を必要とする原子力及び航空機産業における
活動により刺激を受けた。強度対重量比が高いためチタ
ンは航空機産業において需要が大きく、その利用が高ま
っている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Much effort has been made over the last 25 years to provide compositions and methods for casting reactive metals, particularly titanium and its alloys, in ceramic molds. Interest in such developments and this potential has been stimulated by activities in the nuclear and aviation industries that require strong, lightweight metals. Due to the high strength to weight ratio, titanium is in great demand in the aviation industry and its use is increasing.

金属チタンの融点は3100゜F近くに及び、溶融条件では
大部分の耐火材と反応する。チタンを普通の鋳造鋳型に
鋳込むという初期の企ては、高熱の金属とそれが接触す
る面との間の好ましくない化学反応のため不成功に終わ
った。例えば、この種の鋳造鋳型内に存在するシリカの
還元作用により鋳造面上に激しい反応箇所が発生する。
業界ではこの反応層は「アルファ表皮(alpha case)」
として知られ、これに関する諸問題は文献に詳細に述べ
られている。
Metallic titanium has a melting point near 3100 ° F and reacts with most refractory materials under melting conditions. Early attempts to cast titanium into ordinary casting molds have been unsuccessful due to undesired chemical reactions between the hot metal and the surfaces it contacts. For example, a violent reaction site occurs on the casting surface due to the reducing action of silica present in this type of casting mold.
In the industry, this reaction layer is called the “alpha case”
And the problems involved in this are well described in the literature.

切削され成形されたグラファイト鋳型が商業的にチタ
ン鋳物を造るため使用されてきた。この種の鋳型はアル
ファ表皮層を最小限にするように造ることができる。米
国鉱山局はほとんど25年間耐熱金属の鋳造に関する研究
を支援してきた。従って、アルファ表皮を低減又は消滅
させる新しい材料及び方法についての研究については絶
え間ない努力が行われてきた。
Cut and formed graphite molds have been used commercially to make titanium castings. This type of mold can be made to minimize the alpha skin layer. The U.S. Department of Mines has supported research on refractory metal casting for almost 25 years. Therefore, there is a constant effort to study new materials and methods to reduce or eliminate alpha epidermis.

精密鋳型におけるグラファイトの使用については、す
べてライローンズ(Lirones)に付与された米国特許第
3,241,200号、3,243,733号、3,256,574号、3,266,106
号、3,296,666号及び3,321,005号などに技法が公開され
ている。グラファイト粉末及び「スタッコ(stucco)」
と呼ばれる細かく粉砕した無機物粉末を利用した炭素質
モールド面を示す従来の技術のものは、オパホール(Op
erhall)による米国特許第3,257,692号、ズスマン(Zus
man)らによる米国特許第3,485,288号及びモロゾフ(Mo
rozov)らによる米国特許第3,389,743号である。これら
の文書には炭素質モールド面を得るための各種の方法が
述べられており、それらには、グラファイトとスタッコ
とか、コロイド状シリカ、コロイイド状グラファイト、
各種の有機及び無機バインダ方式とか、バーンアウト中
に炭素を還元することを目的とする合成樹脂、そしてカ
ーボン被覆した耐火材モールド面などが取り入れられて
いる。これらの方式は燃焼中に酸素を省く必要があり、
モールド温度に制限を受け、鋳造面にチタンと炭素の反
応部が形成されるという欠点のあることが分かった。
The use of graphite in precision molds is fully described in U.S. Pat.
3,241,200, 3,243,733, 3,256,574, 3,266,106
No. 3,296,666 and 3,321,005, the technique is disclosed. Graphite powder and "stucco"
The conventional technology showing a carbonaceous mold surface using finely pulverized inorganic powder, referred to as Opahole (Op
erhall, US Patent No. 3,257,692, Zusman
et al., U.S. Patent No. 3,485,288 and Morozov (Mo
Rozov) et al., US Patent No. 3,389,743. These documents describe various methods for obtaining carbonaceous mold surfaces, including graphite and stucco, colloidal silica, colloidal graphite,
Various organic and inorganic binder systems, synthetic resins intended to reduce carbon during burnout, and carbon-coated refractory mold surfaces have been adopted. These methods need to omit oxygen during combustion,
It has been found that there is a disadvantage that the reaction temperature of titanium and carbon is formed on the casting surface due to the limitation of the mold temperature.

これを更に進めて鋳造モールドの各種変形を含んだ開
発はターナー(Turner)らによる米国特許第3,802,902
号に示されており、ここではケイ酸ナトリウムの結合さ
れたグラファイトやカンラン石を使用し、次にアルミナ
のような比較的反応性の少ないコーティングで被覆す
る。しかしこの方式でもなお、汚染のないコーティング
面を作ることはなかった。
To further advance this, a development involving various deformations of the casting mold is described in US Pat. No. 3,802,902 by Turner et al.
In this case, graphite or olivine combined with sodium silicate is used and then coated with a relatively less reactive coating such as alumina. However, this method still did not produce a contamination-free coating surface.

シュナイダー(Schneider)による米国特許第3,581,6
58号には、クロム、チタン及びアルミニウムの含有量の
高い鋼及び合金鋼に対する反応性の低いモールドが示さ
れており、モールド面にはマグネシウム酸化ホルステラ
イト組成物が使われている。
U.S. Patent No. 3,581,6 to Schneider
No. 58 discloses a mold having low reactivity to steel and alloy steel having a high content of chromium, titanium and aluminum, and a magnesium oxide forsterite composition is used on a mold surface.

過去においては、鋳造される反応性金属と反応しない
と思われる材料でグラファイト及びセラミック・モール
ドをコーティングする数多くの試みが行われた。例え
ば、タンタル、モリブデン、ニオブ、タングステンなど
の金属粉末、そしてまた酸化トリウムも、ある種の酸化
物結合剤とともに非反応性モールド面として使われた。
(ブラウン(Brown)による米国特許第3,442,880号、3,
537,949号及び3,994,346号を参照)。
In the past, numerous attempts have been made to coat graphite and ceramic molds with materials that do not appear to react with the reactive metal being cast. For example, metal powders such as tantalum, molybdenum, niobium, and tungsten, and also thorium oxide have been used as non-reactive mold surfaces with certain oxide binders.
(Brown, U.S. Patent No. 3,442,880;
537,949 and 3,994,346).

オパホール(Operhall)の米国特許第2,806,271号に
は、鋳造される金属の連続した層を有するパターン材料
を熱伝導率の高い金属で裏打ちしてモールド材料内に焼
き流したコーティングが示されている。
U.S. Pat. No. 2,806,271 to Operhall shows a coating in which a patterned material having a continuous layer of metal to be cast is lined with a metal of high thermal conductivity and burned into a mold material.

バッシュ(Basche)による米国特許第4,135,030号に
は、タングステン化合物を標準セラミック・シェルモー
ルドに含浸させ、水素などの還元雰囲気内で焼成してタ
ングステン化合物を金属タングステン又は酸化タングス
テンに変える方法が示されている。これらのモールドは
溶融タングステンとの反応性が少ないと言われるが、な
おそれらに関連する酸化物の問題を持っている。
U.S. Pat. No. 4,135,030 to Basche shows a method of impregnating a standard ceramic shell mold with a tungsten compound and firing in a reducing atmosphere such as hydrogen to convert the tungsten compound to metallic tungsten or tungsten oxide. I have. Although these molds are said to be less reactive with molten tungsten, they still have oxide problems associated with them.

ブラウン(Brown)による米国特許第4,057,433号に
は、周期表のグループIIIaの金属のフッ化物及びオキシ
フッ化物、そしてグループIIIbのランタニド及びアクチ
ニドをモールド表面の成分として用い、溶融チタンとの
反応を最小限にする方法が公開されている。この文献で
も、1つまたはそれ以上の耐火金属粉末の金属粒子をヒ
ートシンク材料(heat sink material)に取り入れるこ
とが示されている。しかし、この手順でもなお、いくら
かのアルファ表皮の問題は残っている。
U.S. Pat. No. 4,057,433 to Brown uses fluorides and oxyfluorides of metals of Group IIIa of the Periodic Table and lanthanides and actinides of Group IIIb as components of the mold surface to minimize reaction with molten titanium. How to make it public. This document also shows the incorporation of metal particles of one or more refractory metal powders into a heat sink material. However, this procedure still has some alpha skin problems.

ゼネラル・エレクトリック社による開発では、かなり
の量の反応性金属を含有する合金を鋳造するために、シ
リカ(Silica)結合されたモールド内に耐火酸化物のバ
リアー層を備えている。(ギグリオッティー(Gigliott
i)らによる米国特許第3,955,616号、3,972,367号及び
4,031,945号を参照) ヒュズビー(Huseby)による米国特許第4,240,828号
には、ニッケル及びコバルト合金を希土類金属とともに
ドーピングし、セラミック製モールドに鋳込む方法が示
されている。
A development by General Electric has included a refractory oxide barrier layer in a Silica bonded mold to cast alloys containing significant amounts of reactive metals. (Gigliotti
i) et al., U.S. Patent Nos. 3,955,616, 3,972,367 and
U.S. Pat. No. 4,240,828 to Huseby shows a method of doping a nickel and cobalt alloy with a rare earth metal and casting it into a ceramic mold.

1960年代に、ライト航空開発センター(Wright Air D
evelopment Center)では、チタン富化酸化ジルコニウ
ムるつぼから溶融チタンを形成するための、純粋なジル
コニアよりも溶融チタンに対する反応の少ないるつぼを
造るに至った。
In the 1960s, Wright Air D
The evelopment center) has produced crucibles for forming molten titanium from titanium-enriched zirconium oxide crucibles that have less reaction to molten titanium than pure zirconia.

リチャーソン(Richerson)による米国特許第4,040,8
45号には、大部分がイットリアで少量の重希土類混合酸
化物(heavy rare earth mixed oxide)を含むるつぼ及
びモールドのセラミックの組成物が示されている。チタ
ン富化イットリアの製法を含むこの種の方法は、多数の
工程を必要とする面倒で経費のかかる技法であるため、
ほんの一部の成功であったにすぎない。
US Patent No. 4,040,8 by Richerson
No. 45 shows a crucible and mold ceramic composition that is mostly yttria and contains a small amount of heavy rare earth mixed oxide. This type of method, including the production of titanium-enriched yttria, is a tedious and expensive technique that requires many steps,
It was just part of the success.

酢酸ジルコニム結合のカルシア(calcia)安定化ジル
コニアから造ったモリブデン鋳造用のモールドは鉱山局
により製造された。
Molybdenum casting molds made from calcia-stabilized zirconia combined with zirconium acetate were manufactured by the Mining Department.

フィーガン(Feagin)による米国特許第4,415,673号
には、ジルコニア・バインダーが公開されており、これ
は安定化ジルコニアを含む活性耐火材(active refract
ory)に対するバインダーとして用いられる液状酸性ジ
ルコニア・ゾルであり、これにより反応及びゾルのゲル
化を起こす。減損ウランを鋳込むため固形鋳型が造られ
た。本発明では「活性」耐火材と比較的不活性の耐火材
とを区別する。フィーガンの組成物は少なくとも一部の
活性耐火材を含むことを意図している。フィーガンによ
る米国特許第4,504,591号も参照。
U.S. Pat. No. 4,415,673 to Feagin discloses a zirconia binder which is an active refractory containing stabilized zirconia.
liquid zirconia sol used as a binder for ory), which causes the reaction and gelation of the sol. A solid mold was made to cast depleted uranium. The present invention distinguishes between "active" refractory and relatively inert refractory. The composition of the Fegan is intended to include at least some active refractory material. See also U.S. Patent No. 4,504,591 to Fiegan.

酸化イットリウムと酸のよな酸化物粉末の懸濁液液か
ら造った粘着性プラスターについては、ホールコム(Ho
lcomb)らによる米国特許第4,087,573号に示されてい
る。これらの組成物は自然に硬化しコーティング面或い
は鋳込まれて形を作るのに有用である。特に興味がある
のは、ウランを融解する作業に使われるグラファイトる
つぼのコーティングである。
For adhesive plasters made from a suspension of oxide powders such as yttrium oxide and acid, see Wholecom (Ho
lcomb) et al. in U.S. Pat. No. 4,087,573. These compositions cure naturally and are useful for forming a coated surface or cast. Of particular interest is the coating of graphite crucibles used in uranium melting operations.

業界では一般に、いずれの商業的製法によって得られ
た鋳造品にも幾らかはアルファ表皮が生じることが認識
されている。その厚さは、製法及び鋳造品の大きさによ
り、0.005インチから0.04インチの範囲である。アルフ
ァ表皮は、満足な鋳造品がえられるまで化学的手段その
他の手段で削り取らなければならない。化学的摩砕作業
に余分な経費のかかることは不利であり、寸法の正確さ
の点からは重大な問題である。通常、寸法的に正確な鋳
造品を造るため削り取られることになる化学的摩砕を考
慮に入れて工具取りを行なう。しかし、鋳造条件が変わ
るので場所により表面のアルファ表皮も変わる。つまり
寸法の変化については相当な問題があることになる。
It is generally recognized in the industry that castings obtained by any of the commercial processes produce some alpha skin. Its thickness ranges from 0.005 inches to 0.04 inches, depending on the manufacturing process and the size of the casting. The alpha skin must be scraped by chemical or other means until a satisfactory casting is obtained. The extra cost of a chemical milling operation is disadvantageous and a significant problem in terms of dimensional accuracy. Typically, tooling is performed taking into account the chemical attrition that will be cut away to produce a dimensionally accurate casting. However, since the casting conditions change, the alpha skin on the surface also changes depending on the location. In other words, there is a considerable problem regarding the change in dimensions.

アルファ表皮を減らし、スプレイング(spraying)な
どの特殊な方法によりワックス・パターン(wax patte
rn)にコーティングを施して生産ラインの鋳造品をうま
く造れるいくつかの耐火組成物が開発されている。しか
し、ある種の耐火混合物のポット内寿命は長くなく、正
確な組成物によりわずか数分の攪拌でも急速に偶発的に
ゲル化するという問題が起こる。この点については、ホ
ールコム(Holcombe)の米国特許第4,087,573号を参
照。
The wax pattern (wax patte) is reduced by a special method, such as reducing the alpha epidermis and spraying.
rn), several refractory compositions have been developed that can be coated to successfully produce production line castings. However, the pot life of certain refractory mixtures is not long, and the problem with the correct composition is that it gels quickly and accidentally with only a few minutes of stirring. In this regard, see Holcombe U.S. Pat. No. 4,087,573.

従って、現在の生産慣行により所望の形のパターンを
スラリー内に浸漬することができるように、少なくとも
数日間、できれば数週間安定なスラリーを持つことは極
めて有利である。
Therefore, it is highly advantageous to have a slurry that is stable for at least several days, and preferably several weeks, so that patterns of the desired shape can be immersed in the slurry according to current production practices.

本発明はセラミック製シェルモールド(shell mold)
を造るのに用いるイットリア、特に酸化イットリウム耐
火材、酸及び不活性有機溶媒からなるスラリーの組成物
に関する。イットリア耐火材は溶解しても溶解しなくて
も差し支えなく、単独にも、所望であれば他の耐火材と
ともにでも存在することができる。イットリアは溶解し
適当な細粉にひいたものが好ましいが、溶解しない或い
は焼結したイットリアもまた使うことができる。溶解さ
れた耐火材を使えば、焼結時の微小割れへの傾向を低減
するようフィラーの充填をいくらか密にすることができ
る。融解した或いは融解しないイットリアをジルコニア
などの他の耐火材とブレンドしてモールドのコーティン
グを造るのに用いることができる。
The present invention is a ceramic shell mold
The invention relates to a composition of a slurry of yttria, in particular yttrium oxide refractory, an acid and an inert organic solvent used to make the same. The yttria refractory can be dissolved or undissolved and can be present alone or, if desired, with other refractories. Preferably, the yttria is dissolved and ground to a suitable fine powder, but undissolved or sintered yttria can also be used. The use of a dissolved refractory material allows for a somewhat denser filler filling to reduce the tendency to microcracking during sintering. Melted or unmelted yttria can be blended with other refractory materials such as zirconia and used to make mold coatings.

本発明は更に、随意に用いる他の耐火材料とともにイ
ットリア耐火材の反応性組成物、及びモールド・コーテ
ィングと、それから作られる鋳造品に関する。本発明は
また、コーティング組成物を造る方法及びモールドを造
る方法にも関する。本発明はチタン及びTi6A14Vなどの
チタン合金の鋳造に関して特に興味のあるものである。
The present invention further relates to a reactive composition of yttria refractory, along with other optional refractory materials, and mold coatings and castings made therefrom. The invention also relates to a method of making the coating composition and a method of making the mold. The invention is of particular interest for the casting of titanium and titanium alloys such as Ti6A14V.

更に本発明の別の面として、本発明は特にコーテイン
グとモールド、セラミック及び金属鋳造のための鋳物コ
ア、そして良好な安定性を持ち、他の各種の耐火材、金
属粉末および繊維を含むことができて各種の使用及び目
的に適するイットリアのスラリーの使用に関する。
As yet another aspect of the present invention, the present invention may include coating cores and molds, casting cores for ceramic and metal casting, and various other refractory materials, metal powders and fibers having good stability. It relates to the use of a slurry of yttria which is suitable for various uses and purposes.

(発明が解決しようとする課題) 本発明の1つの目的は、鋳造中にチタン及びチタン合
金との反応性の少ないモールド・コーティングを造るに
適した安定した組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to provide a stable composition suitable for producing a mold coating having low reactivity with titanium and a titanium alloy during casting.

本発明のもう1つの目的は、反応性金属の鋳造に対す
る良好な安定性で特徴付けられる反応性の少ないモール
ド・コーティングを提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a less reactive mold coating characterized by good stability to reactive metal castings.

本発明の更にもう1つの目的は、反応性金属との反応
性の少ない鋳造面を有するセラミック製モールドを提供
することにある。
It is still another object of the present invention to provide a ceramic mold having a casting surface with low reactivity with reactive metals.

本発明のなおもう1つの目的は、反応性金属との反応
性の少ないインベストメント鋳造用モールドを造る方法
を提供することにある。
It is yet another object of the present invention to provide a method of making an investment casting mold having low reactivity with reactive metals.

本発明のまたもう1つの目的は、金属の注入される比
較的反応性のないセラミック製シェルモールドを提供す
ることにある。
It is yet another object of the present invention to provide a relatively non-reactive ceramic shell mold into which metal is injected.

更に本発明のもう1つの目的は、イットリアのスラリ
ーを用いた安定性の良好な鋳造可能な組成物及びこれに
よりできるるセラミック体を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a castable composition having good stability using a slurry of yttria and a ceramic body made therefrom.

更になお本発明のもう1つの目的は、溶融したチタ
ン、チタン合金、ジルコニウム及びジルコニウム合金と
の反応性の少ない精密鋳造モールドを造る処理法を提供
することにある。
Yet another object of the present invention is to provide a process for producing a precision cast mold with low reactivity with molten titanium, titanium alloys, zirconium and zirconium alloys.

更に本発明の1つの目的は、鋳造モールド、鋳造用の
セラミック製コア、溶解るつぼ、取鍋(ladle)又は溜
堰(pouring basin)に噴霧あるいは塗布して反応性金
属に対し更に耐えるようにするに適したコーティング用
組成物を提供することにある。
It is a further object of the present invention to spray or apply to casting molds, ceramic cores for casting, melting crucibles, ladle or pouring basins to further withstand reactive metals. It is an object of the present invention to provide a coating composition suitable for the above.

更になお本発明の1つの目的は、イットリアのスラリ
ーを使ったセラミック製の鋳造コアを提供することにあ
る。
It is a still further object of the present invention to provide a ceramic casting core using yttria slurry.

(課題を解決するための手段) ここに使っている「反応性金属(reactve metal)」
という用語は、シリカ、アルミナ、アルミノケイ酸塩、
ケイ酸ジルコニウム(ジルコン)又は他の酸化物及び通
常インベストメント鋳造モールドに使われる混合酸化物
の耐火材の中の1つまたはそれ以上を含むモールド面を
有する、普通のインベストメント鋳造モールド内に注が
れたとき反応したり比較的粗いモールド面を生じるよう
な金属及び合金を意味する。これらの反応性金属の例と
しては、チタン、Ti6A14Vなどのチタン合金、ジルコニ
ウム、ジルコニウム合金、高炭素鋼、共晶合金(相当な
量のタングステン、ハフニウム、炭素、ニッケル、コバ
ルトなどを含む)、アルミニウム−リチウム合金、相当
な量のチタンやアルミニウムやハフニウムやタングステ
ンを含むニッケル−基合金を上げることができる。反応
性金属はこの技術では良く知られており、すべてのうち
で最も反応性の高いのはチタンである。
(Means for solving the problem) "Reactive metal" used here
The term silica, alumina, aluminosilicate,
Poured into a conventional investment casting mold having a mold surface containing one or more of the refractory materials of zirconium silicate (zircon) or other oxides and mixed oxides commonly used in investment casting molds. Metals and alloys that will react or produce a relatively rough mold surface when exposed. Examples of these reactive metals include titanium, titanium alloys such as Ti6A14V, zirconium, zirconium alloys, high carbon steels, eutectic alloys (including substantial amounts of tungsten, hafnium, carbon, nickel, cobalt, etc.), aluminum Lithium alloys, nickel-based alloys containing significant amounts of titanium, aluminum, hafnium and tungsten. Reactive metals are well known in the art, the most reactive of all being titanium.

本発明により、細かく粉砕した形出の溶融したあるい
はしないイットリアを主成分として含むスラリー即ち懸
濁液型の組成物が提供される。これと両立する、細かく
粉砕されたあらゆる耐火材を酸化イットリウムとブレン
ドすることができる。この目的に特に適する耐火材とし
ては、ジルコニア、溶融ジルコニア、立方晶系ジルコニ
ア、安定剤として酸化カルシウム、酸化マグネシウム、
酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ジスプロシウム
その他の希土類酸化物を有する溶融安定化ジルコニア、
及びジルコニウムと他の希土類酸化物との溶融ブレン
ド、そして上記のあらゆるものの混合物を挙げることが
できる。一般的に、上述の他の耐火材と混合する場合
は、イットリアが主な耐火材成分として存在する。ここ
に言う「希土類」とは、周期表で原子番号が57から71の
元素である。
According to the present invention, there is provided a slurry or suspension type composition comprising as a main component molten or non-yttria in finely divided form. Any finely ground refractory compatible with this can be blended with yttrium oxide. Refractory materials particularly suitable for this purpose include zirconia, molten zirconia, cubic zirconia, calcium oxide and magnesium oxide as stabilizers,
Melt stabilized zirconia with yttrium oxide, lanthanum oxide, dysprosium oxide and other rare earth oxides,
And melt blends of zirconium with other rare earth oxides, and mixtures of any of the foregoing. Generally, when mixed with the other refractory materials described above, yttria is present as the main refractory component. The term "rare earth" as used herein refers to an element having an atomic number of 57 to 71 in the periodic table.

更に別の面として、本発明は、イットリア耐火材、有
機溶媒及び酸の安定なスラリー組成物又は懸濁液を準備
し、スラリーをあるパターンに塗布し、コーティングさ
れたパターンを適切な条件の水分に曝して「グリーンボ
ンド(green bond)」の形成を容易にし、その後焼成を
行なって焼成された結合を造ることから構成される、反
応性金属との反応性の低いインベストメント鋳造用モー
ルドの製造方法がある。
In yet another aspect, the present invention provides a stable slurry composition or suspension of a yttria refractory, an organic solvent and an acid, applying the slurry to a pattern, and applying the coated pattern to water under appropriate conditions. For producing an investment casting mold with low reactivity with reactive metals, comprising facilitating the formation of a "green bond" by exposing to light and then firing to form a fired bond. There is.

本発明の更にもう1つの特徴は、パターンの外側を上
述のようにイットリア、酸、溶媒及び上述の任意の添加
耐火材からなるスラリーでコーティングし、乾燥し加熱
して意図したシェルモールドを製造する方法にある。代
替手順として、コーティングが乾燥する前に、「スタッ
コ(stucco)」と呼ばれる細かく粉砕された耐火材をこ
れに加えるという方法がある。「スタッコ」技法は良く
知られている。「スタッコ」をかけた後、コーティング
は自然乾燥され、パターンからシェルを取り除き十分高
温で焼成し耐火材を一緒に焼成する。
Yet another feature of the present invention is that the outside of the pattern is coated with a slurry of yttria, an acid, a solvent and any of the optional refractory materials described above, dried and heated to produce the intended shell mold, as described above. In the way. An alternative procedure is to add a finely ground refractory material called "stucco" to the coating before it dries. The "stucco" technique is well known. After "stucco", the coating is air dried, the shell is removed from the pattern and fired at a sufficiently high temperature to fire the refractory material together.

また、更に本発明の特徴として、反応性金属との反応
性の低いモールド内で反応性金属を鋳造する方法であっ
て、イットリア、有機溶媒及び酸の安定な懸濁液と随意
に他の耐火材やいくらかの水を準備してコーティング組
成物を作り、このコーティング組成物を所望の形状に作
ったパターンに塗布し、コーティングを水分と反応させ
てゲル化させ、出来上がったコーティングされたパター
ンを十分高温で焼成することにより上記のコーティング
組成物を所望の形状に溶融させ、その後上記金属を上記
の所望のモールド内に鋳込むことからなる工程にある。
Still further, as a feature of the present invention, a method of casting a reactive metal in a mold having low reactivity with the reactive metal, comprising a stable suspension of yttria, an organic solvent and an acid, and optionally other refractory materials. Prepare the coating composition with the materials and some water, apply this coating composition to the pattern made into the desired shape, react the coating with moisture to gel, and fully convert the resulting coated pattern Baking at a high temperature to melt the coating composition into a desired shape, and then casting the metal into the desired mold.

本発明の更に1つの特徴は、イットリア、酸及び有機
溶媒からなるスラリーで適切なコアモールドがコーティ
ングされるコアを造る製法にある。コーティング後でま
だコーティングが濡れている間に、例えば溶融イットリ
アなどの適切な耐火材をかけてスタッコし、その後自然
乾燥させる。乾燥後、融和性のある(compatible)任意
の耐火材の鋳造可能な混合物をコアモールドに添加し、
これにコーティンゴを施して混合物をゲル化させる。ゲ
ル化の後、コアをモールドから外し焼成してコーティン
グを裏張り鋳物に接着することにより仕上がったコアを
形成することができる。
A further feature of the present invention is a process for making a core that is coated with a suitable core mold with a slurry of yttria, an acid and an organic solvent. After coating, while the coating is still wet, stucco with a suitable refractory material such as, for example, molten yttria, and then air dry. After drying, a castable mixture of any compatible refractory material is added to the core mold,
The mixture is gelled by applying a coating. After gelling, the finished core can be formed by removing the core from the mold and firing to adhere the coating to the backing casting.

(実施例) 本発明の組成物は、イットリア耐火材、不活性有機溶
媒及び適当な酸からなる懸濁液により特徴付けられる。
これらの組成物には少量の水が許容されることが分かっ
ている。本発明の目的に使用される例えばHClやHNO3
どの代表的な酸はスラリーの全量に対して酸が少量使わ
れるときにもかなりの量の水を含む。本発明を実施する
には、水が多く存在するほどスラリーのシェルフライフ
(shelf life)(「ポット」ライフ(“pot"life))が
短くなるので水の調節に注意を払わねばならない。理想
的条件では、スラリーのシェルフライフを伸ばすために
は、つまり数カ月間安定させて置くには水を加えてはな
らない。しかし、本発明のスラリーは、特にスラリーを
速やかに使うことを望む場合は、いくらかの水に耐える
ことができる。また、雰囲気への暴露量、イットリア耐
火材の粒子の大きさ、使用する酸の量、そして速やかに
硬化するスラリーを望むかどうかなどの要素も水の含有
量に影響を与える。スラリーを吹き付けや乾燥のように
速やかに使わねばならず、乾燥作業中に幾分の硬化が起
こり雰囲気の湿度条件への依存度が少なければもっと多
くの水を加えなければならない。これらの事項は、この
技術に精通した人々にとってはこの明細書にを読めば自
ずと明らかになろう。
EXAMPLES The compositions of the present invention are characterized by a suspension comprising a yttria refractory, an inert organic solvent and a suitable acid.
Small amounts of water have been found to be acceptable for these compositions. Typical acids used for the purposes of the present invention, such as, for example, HCl and HNO 3 , contain significant amounts of water even when small amounts of acid are used relative to the total amount of the slurry. In practicing the present invention, care must be taken in water regulation as more water is present, the shorter the shelf life ("pot" life) of the slurry. Under ideal conditions, no water should be added to extend the shelf life of the slurry, i.e. to keep it stable for several months. However, the slurries of the present invention can withstand some water, especially if it is desired to use the slurries quickly. Factors such as the amount of exposure to the atmosphere, the particle size of the yttria refractory, the amount of acid used, and whether or not a rapidly curable slurry is desired also affect the water content. The slurry must be used as quickly as spraying or drying, and more water must be added if some hardening occurs during the drying operation and the dependence on the humidity conditions of the atmosphere is less. These matters will become apparent to those skilled in the art upon reading this specification.

イットリアのスラリーは通常の機器を用いて任意の適
切な方法でその成分を混合することにより調製される。
イットリアは細かく粉砕された状態のものであり、「細
粉(flour)」と呼ばれることもある。鋳造業で普通に
使われる「細粉」という用語は、スラリー組成物を調製
するのに普通に使われる細かに擂り潰された耐火材料を
意味する。粒子の大きさはかなりさまざまであるが、そ
れでも使用して十分目的を達することができる。しかし
インベストメント鋳造では、一般に粒子の大きさが150
ミクロン以下のものを意味し、1乃至10ミクロンまでの
小さな粒子を指定することもある。この業界で使われる
普通の細粉の大きさは、実質的に325メッシュ(44ミク
ロン)より細かいものが75%を占める粒子を含む細粉で
あり、通常広い範囲のばらつきがある。「メッシュ」の
大きさに関しては米国標準の網目シリーズ(U.S.Standa
rd Screen Series)を参照されたい。
The yttria slurry is prepared by mixing the ingredients in any suitable manner using conventional equipment.
Yttria is a finely ground state, sometimes called "flour". The term "fines" commonly used in the foundry industry refers to finely ground refractory materials commonly used to prepare slurry compositions. The size of the particles can vary considerably, but can still be used to their fullest extent. However, in investment casting, the particle size is typically 150
Means sub-micron, sometimes as small as 1 to 10 microns. The common fines used in the industry are fines that contain particles that are substantially 75% finer than 325 mesh (44 microns), and typically have a wide range of variation. Regarding the size of the "mesh", the US standard mesh series (USStanda
rd Screen Series).

この業界で普通に用いられるもう1つのサイズは一般
に325メッシュと呼ばれるもので、少なくとも95%の粒
子が米国標準の325網目メッシュを通過するものを意味
すると理解されている。この場合、細粉粒子の95%は44
ミクロンよりも細かい。普通に使われる細粉は150メッ
シュ、200メッシュ及び325メッシュであり、これは粒子
が十分細かく擂り潰されて少なくとも96%が指定の網目
を通過することを意味すると理解されている。粒子サイ
ズの分布は一般には入手できないが当該技術分野で知ら
れた方法で求めることができる。この種の細粉のメーカ
ーは、それぞれのロットがすべて「代表的(typica
l)」バッチの分析値と同じか又はこれに適合するとい
う保証はないが、網目分析による特定の「代表的」等級
を表示していることは周知の通りである。本発明の目的
上重要なことは、細粉の粒子サイズが十分細かくて平滑
なモールドの表面を作ることである。
Another size commonly used in the industry is commonly referred to as 325 mesh, which is understood to mean that at least 95% of the particles pass through a U.S. standard 325 mesh. In this case, 95% of the fine powder particles are 44
Finer than micron. Commonly used fines are 150 mesh, 200 mesh and 325 mesh, which is understood to mean that the particles are finely ground and at least 96% pass through the specified mesh. The particle size distribution is not generally available, but can be determined by methods known in the art. Manufacturers of this type of flour make all lots "typical" (typica
l) While there is no guarantee that the results will be the same or match the "batch" analysis, it is well known that certain "representative" grades are indicated by mesh analysis. It is important for the purposes of the present invention to produce a smooth mold surface with sufficiently fine particle size.

スラリーの製造中には、成分の酸がイットリアと反応
してその酸のイットリウム塩を形成する。次にこの塩が
イットリアの一部と反応して水分に曝されたときのカル
シウムの表面と同じように反応して、湿った雰囲気に曝
されたとき「グリーンボンド」を構成する含水塩を形成
する。次のこの水和物は焼成により脱水して酸化イット
リウムを形成し焼成された接着となる。
During the preparation of the slurry, the component acid reacts with yttria to form the yttrium salt of the acid. This salt then reacts with some of the yttria and reacts like the surface of calcium when exposed to moisture, forming a hydrated salt that forms a "green bond" when exposed to a moist atmosphere I do. This hydrate is then dehydrated by firing to form yttrium oxide and becomes a fired bond.

本発明の目的上、モールド組成物及びコーティング用
のイットリアへの添加に適する耐火材粉末又は凝結体と
しては、単斜晶系ジルコニア、酸化イットリウム、立方
晶系ジルコニア、溶融酸化イットリウム、溶融酸化ジル
コニウム、安定剤として酸化カルシウム、酸化マグネシ
ウム、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、周期表の
ランタン系列元素、例えば、ランタン、セリウム、ジス
プロシウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、の
酸化物、及びその他の希土類酸化物のグループから選ば
れる一種を有する溶融安定化酸化ジルコニウム、酸化ジ
ルコニウムと酸化イットリウムの混合物又はこのグルー
プの他の複数の成分の混合物、並びに、酸化ジルコニウ
ム及び/又は酸化イットリウムと他の希土類酸化物との
溶融混合物を挙げることができる。これらはスラリー内
のイットリアとともに使うことができ、あるいは、これ
らの1つ又はそれ以上の混合物も使うことができる。
For the purposes of the present invention, refractory powders or aggregates suitable for addition to yttria for mold compositions and coatings include monoclinic zirconia, yttrium oxide, cubic zirconia, molten yttrium oxide, molten zirconium oxide, As a stabilizer, selected from the group consisting of calcium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, scandium oxide, lanthanum series elements of the periodic table, for example, lanthanum, cerium, dysprosium, praseodymium, neodymium, samarium, oxides, and other rare earth oxides. Melt stabilized zirconium oxide, a mixture of zirconium oxide and yttrium oxide or a mixture of other components of this group, and a molten mixture of zirconium oxide and / or yttrium oxide with other rare earth oxides. Door can be. These can be used with yttria in the slurry, or a mixture of one or more of these can be used.

本発明によれば、スラリーにはまた必須成分として酸
を含む。使用する酸は、通常の室温条件でイットリアと
反応し最後には含水塩となる塩を形成するあらゆる酸を
使うことができる。できれば、塩は完全に溶媒に溶ける
ことが望ましいが、一部溶解性のものでも差し支えな
い。酸はまた、本質的に溶媒に可溶性でなければなら
ず、イットリア耐火材との反応以外は周囲条件下で比較
的安定でなければならない。適当な酸の例を挙げれば、
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、コハク酸、シュ
ウ酸、トリカルバリル(tricarballyllic)酸、フタル
酸、マレイン酸及び酒石酸などのモノ及びポリカルボキ
シル基を有する飽和有機酸がある。他の酸もまた使うこ
とができる。酸の濃度はイットリアその他の耐火材料を
かなり溶かすほど濃くてはならず、また系に水があまり
にも多く寄与するほど水で薄めてもならない。
According to the invention, the slurry also contains an acid as an essential component. As the acid to be used, any acid which reacts with yttria under ordinary room temperature conditions to form a salt which eventually becomes a hydrate can be used. Preferably, the salt is completely soluble in the solvent, but it may be partially soluble. The acid must also be inherently soluble in the solvent and relatively stable under ambient conditions except for reaction with the yttria refractory. To give examples of suitable acids,
There are saturated organic acids having mono- and polycarboxyl groups such as formic, acetic, propionic, citric, succinic, oxalic, tricarballyllic, phthalic, maleic and tartaric acids. Other acids can also be used. The concentration of acid must not be so high as to significantly dissolve yttria or other refractory materials, and must not be diluted with water so that water contributes too much to the system.

本発明によるスラリー内に存在する溶媒は、できうれ
ば、冷却の原因となりスラリーを塗布するに際しワック
スパターンの割れる恐れのないような室温における蒸気
圧の高くないものが望ましい。また、ワックスパターン
上で乾燥するのに数日もかかるほど極端に蒸気圧の低い
ものであってもならない。溶媒は、好ましくは水溶性又
は半水溶性でコーティングの硬化を容易にするものとす
べきである。本発明に従い使用することのできる溶媒
は、一般的に不活性有機溶媒であり、下記に挙げるよう
なケトン類、アルカノール類、及びエステル類を含むが
これに限定はされない。即ち、アセトン、メチルイソブ
チルケトン、メタノール、エタノール、ブタノール、イ
ソブタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、
ヘキサノール、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸
メチル、酢酸イソプロピル、1,4−ジオキサン、エトキ
シエタノール(セロソルブ)、メトキシエタノール(メ
チルセロソルブ)、メトキシイソプロパノール、その他
である。溶媒のブレンドもまた使うことができる。プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、カルビトールの
ような沸点の高い有機酸を全部又は一部使うこともでき
るがコーティングの乾燥時間は延びる。
Preferably, the solvent present in the slurry according to the present invention does not have a high vapor pressure at room temperature so as to cause cooling and not to break the wax pattern when applying the slurry. In addition, the vapor pressure must not be extremely low such that it takes several days to dry on the wax pattern. The solvent should preferably be water-soluble or semi-water-soluble to facilitate the curing of the coating. Solvents that can be used in accordance with the present invention are generally inert organic solvents and include, but are not limited to, ketones, alkanols, and esters as listed below. That is, acetone, methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol, butanol, isobutanol, n-propanol, isopropanol,
Hexanol, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methyl acetate, isopropyl acetate, 1,4-dioxane, ethoxyethanol (cellosolve), methoxyethanol (methyl cellosolve), methoxyisopropanol, and others. Solvent blends can also be used. Higher boiling organic acids such as propylene glycol monomethyl ether and carbitol can be used in whole or in part, but will increase the drying time of the coating.

イットリウム塩は水の存在下で含水塩又はヒドロキシ
塩(hydroxy salt)を形成する特性を持っている。(新
イットリアプラスター(New Yttria Plasters)、C.E.
ホールコム(Holcombe)他、米国エネルギー省、報告書
番号Y−2104、1978年1月)。例えば、スラリーを作る
ため硝酸などの希釈酸と混合するイットリアは、一般に
数分という短時間にゲル化して硬化状態を作る。
Yttrium salts have the property of forming hydrated salts or hydroxy salts in the presence of water. (New Yttria Plasters, CE
Holcombe et al., US Department of Energy, Report No. Y-2104, January 1978). For example, yttria that is mixed with a dilute acid such as nitric acid to form a slurry generally gels in a short time of several minutes to form a hardened state.

イットリウム塩は水と反応してポット寿命を短くする
ので、スラリーは数日又は数週間安定であるように、H2
Oを全くあるいは最小限しか含まない溶媒を用いて調製
するのがよい。懸濁媒質として水を使う場合は、スラリ
ーは数分または数時間という極めて短時間にゲル化し硬
化するので、目的によっては適当でない。ワックスパタ
ーンはスラリーに浸漬してからいくらか水分を含む大気
中に曝らせばよい。大気中の水分は形成されるイットリ
ウム塩との反応に入り込み含水塩を形成し、パターン上
のコーティングを硬化することになる。浸漬したパター
ンを湿気に曝らす代わりに、調節された高湿度雰囲気に
曝らしてから乾燥する方がより強いコーティングを作り
より良好な生産管理を行えるので好ましい。この技法に
より、パターンの浸漬のため安定なスラリーを使い、浸
漬及びスタッコ処理後にパターン上のコーティングを硬
化することができる。
Since the yttrium salt reacts with the water and shortens the pot life, the H 2 is adjusted so that the slurry is stable for days or weeks.
It is preferable to use a solvent containing no or minimal O. When water is used as the suspending medium, the slurry gels and hardens in a very short time of several minutes or several hours, and is not suitable for some purposes. The wax pattern may be immersed in the slurry and then exposed to an atmosphere containing some moisture. Atmospheric moisture enters the reaction with the formed yttrium salt to form a hydrated salt, which hardens the coating on the pattern. Rather than exposing the dipped pattern to moisture, it is preferable to expose it to a controlled high-humidity atmosphere and then dry it because a stronger coating can be formed and better production control can be performed. This technique allows the use of a stable slurry for immersion of the pattern and the curing of the coating on the pattern after immersion and stuccoing.

スラリー内には、プラスチックラテックス、フィルム
形成剤、可溶性プラスチック材、有機及び無機繊維、他
の耐火材フィラーなどのある種の他の材料を含ませれば
有利なことがある。第1の被膜を通して裏側のスラリー
媒質が浸透するのを最小限に抑えあるいは防止したり、
最終のセラミックシェルの脱蝋(dewaxing)中に砕けた
り割れたりすることを最小限に抑えるため、幾分かのフ
ィルム形成剤又はプラスチック材料を含ませることが望
ましい。この目的のためのこの種の添加材及び補助薬は
当該技術分野では良く知られている。
It may be advantageous to include certain other materials in the slurry, such as plastic latex, film formers, soluble plastic materials, organic and inorganic fibers, and other refractory fillers. Minimizing or preventing penetration of the backside slurry medium through the first coating;
It is desirable to include some film former or plastic material to minimize crushing and cracking during final ceramic shell dewaxing. Such additives and adjuvants for this purpose are well known in the art.

本発明の他の実施例では、コーティングの硬化作用を
より大きく調節できるようにスラリー内にイットリウム
塩を含ませることが望ましい。イットリウム塩は溶媒に
可溶でなければならず、イットリアと酸の組合わせの代
わりに使うことができる。従ってイットリウム塩は、ス
ラリーの組成物の中でイットリアと酸に代えて、全部ま
たは一部を使うことができる。イットリウム塩の混合に
ついては上述の通りであり、これは水分と反応して含水
塩を作ることができる。この種の塩を例に上げれば、酢
酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、水と含水塩を作ること
ができるその他の塩である。
In another embodiment of the present invention, it is desirable to include an yttrium salt in the slurry so that the curing effect of the coating can be adjusted more. The yttrium salt must be soluble in the solvent and can be used in place of the yttria and acid combination. Thus, the yttrium salt can be used in whole or in part in place of yttria and acid in the composition of the slurry. The mixing of yttrium salts is as described above, which can react with moisture to form hydrated salts. These salts are, for example, acetates, nitrates, chlorides, sulphates and other salts which can form water and hydrates.

スラリーのシェルフライフ(shelf life)を求めるた
め実験的に多数のスラリーを造ってみた。これらを第1
表及び第2表に示す。これらの表には数多くの種類の溶
媒及び酸が使われている。(沈澱及び乾燥により造っ
た)溶融されないY2O3粉末及び焼結されたY2O3粉末もま
た使われた。水の添加によるシェルライフへの影響が認
められた。水が存在すればシェルライフが短くなるの
で、前述のように水の量を調節しなければならない。
A number of slurries were made experimentally to determine the shelf life of the slurries. These are the first
The results are shown in Table 2 and Table 2. Many types of solvents and acids are used in these tables. Unmelted Y 2 O 3 powder (made by precipitation and drying) and sintered Y 2 O 3 powder were also used. The effect of the addition of water on the shell life was observed. The presence of water shortens the shell life, so the amount of water must be adjusted as described above.

これらの例に使ったイットリア粉末については、2種
類の粉末が用いられた。1つはメーカーの製品であり、
メーカーの指示通りに使われた。もう1つは溶融酸化イ
ットリウムのインゴットに隣接した高度に焼結された粉
末である。焼結された粉末はメーカーから入手したもの
を緻密化した(densified)が溶融製品ほど完全に緻密
にはしない。溶融インゴットを造り、これを粉砕し擂り
潰して後日の実験に適当な大きさとした。本発明の目的
には、市販のいかなる適切なイットリア粉末も使うこと
ができる。
For the yttria powder used in these examples, two types of powder were used. One is a manufacturer's product,
Used according to manufacturer's instructions. The other is a highly sintered powder adjacent to a molten yttrium oxide ingot. The sintered powder is densified as obtained from the manufacturer but is not as dense as the molten product. A molten ingot was made, crushed and crushed to a size suitable for later experiments. For the purposes of the present invention, any suitable commercially available yttria powder can be used.

多くのスラリーをワックスのシート上に堆積させ、余
剰のスラリーは洗い落とし、湿度50%以上、多くの場合
75−80という高湿度の雰囲気に曝らした。これらは一晩
乾かしてから被膜の強さを調べた。37,38,39,41,17番の
スラリーは耐磨耗性のいくらかの被膜を生じたが、17,2
5,39,41番のものはかなり硬くて強かった。60番及び61
番からの被膜は強さをえるまでに長い乾燥時間を要し
た。75、76及び77番はかなり強く、81及び82番同様に耐
磨耗性であった。88及び89番からの被膜は完全に乾燥
後、非常に硬くて強かった。
Many slurries are deposited on a sheet of wax, excess slurry is washed off, humidity more than 50%, often
It was exposed to a high humidity atmosphere of 75-80. These were dried overnight before examining the strength of the coating. The # 37,38,39,41,17 slurries produced some abrasion resistant coatings, but
Number 5,39,41 was quite hard and strong. No. 60 and 61
The coating from the turn required a long drying time to gain strength. Nos. 75, 76 and 77 were fairly strong and as abrasion resistant as Nos. 81 and 82. The coatings from Nos. 88 and 89 were very hard and strong after complete drying.

多くのスラリーを使ってワックスの上に被膜を堆積さ
せ、堆積後直ちに、高湿度雰囲気発生源である水の上の
容器に被膜を有するサンプルを移した。乾燥後これらの
被膜はかなり硬くなった。
The coating was deposited on the wax using a number of slurries and immediately after deposition the sample with the coating was transferred to a container above the water source of the high humidity atmosphere. After drying, these coatings became considerably harder.

Ti6Al4V合金内での鋳造用モールドの製造には、数多
くの約1/2インチから5/8インチ径のパターン・ワックス
バー(pattern wax bar)を長さ約4インチの長さ(フ
ィンガー(finger))に切って準備した。コーティング
を施すには、フィンガーをスラリーに浸漬するか、ある
いはフィンガーの約1/2インチを残してワックスフィン
ガーにコーティン材料を吹き付けた。浸漬と液切り後、
湿ったコーティングには約−40+140メッシュの大きさ
の粒子の粗い溶融酸化イットリウムでスタッコをかけ
た。その後コーティングは相対湿度50%以上の雰囲気内
で自然乾燥させた。乾燥後、パターンは中央部ワックス
・スプルーにいくつかの他の実験用のコーティングされ
たフィンガーとともに密封した。それから、コーティン
グされないワックス・スプルーには、コロイド状イット
リアでの溶融純酸化イットリアを塗布し溶融イットリア
でスタッコ処理した。これを自然乾燥後バックアップス
ラリー内に浸漬しスタッコ処理した。バックアップ(ba
ck−up)スラリーは、325メッシュのラマシル(Ramasi
l)60と混合し25秒#4ザーンカップ(25seconds #4 Z
ahn cup)の粘度になった30%液状シリカゾルからな
る。7層のバックアップ(back−up coats)被膜が施さ
れた。このコーティングは自然硬化されてから同じスラ
リーで再コーティングされ、その後50メッシュ粒子サイ
ズのラマシル60でスタッコ処理された。これは50メッシ
ュ粒子サイズのスタッコで全数回のコーティングをパタ
ーンに施すまで繰返された。最後のコーティングにはス
タッコ処理はしなかった。すべてのコーティングをかけ
終わった後、モールドは脱蝋前に数日間完全に乾かされ
たが、乾燥時間を長くすることが必須条件ではない。ラ
ムシル60はニューヨーク州、チャドウィックス(Chadwi
cks)所在のリメット(Remet)社が造っている約60%の
Al2O3のアルミノ−ケイ酸塩耐火材である。
For the production of casting molds in Ti6Al4V alloy, a number of pattern wax bars of about 1/2 inch to 5/8 inch diameter have to be about 4 inches long (finger). ) And prepared. To apply the coating, the fingers were dipped into the slurry or the wax fingers were sprayed with a coating material leaving about 1/2 inch of the fingers. After soaking and draining,
The wet coating was stuccoed with coarse molten yttrium oxide of about -40 + 140 mesh size. The coating was then air dried in an atmosphere with a relative humidity of 50% or more. After drying, the pattern was sealed in a central wax sprue with some other experimental coated fingers. The uncoated wax sprue was then coated with molten pure oxidized yttria in colloidal yttria and stuccoed with molten yttria. This was air-dried and immersed in a backup slurry for stucco treatment. Backup (ba
The ck-up) slurry was 325 mesh Ramasi (Ramasi).
l) Mix with 60, 25 seconds # 4 Zahn cup (25seconds # 4 Z
It consists of a 30% liquid silica sol with a viscosity of ahn cup). Seven back-up coats were applied. The coating was allowed to air cure and then recoated with the same slurry, followed by stucco treatment with Ramasil 60, 50 mesh particle size. This was repeated until all the coatings had been applied to the pattern with stucco of 50 mesh particle size. The last coating was not stucco treated. After all coatings were applied, the molds were completely dried for several days before dewaxing, but increasing the drying time is not a requirement. Ramsil 60 in Chadwix, New York
cks) of about 60% of the Remet company
Alumino of Al 2 O 3 - is a silicate refractory material.

最終コーティングを施した後、最終コーティングには
スタッコ処理は行わず、モールドは室温で乾燥するに任
された。それからこれを熱いモータ油に浸してワックス
を除去しシェルモールドを残した。出来上がったシェル
モールドは2時間2500゜Fに焼いてから室温に冷却した。
After the final coating was applied, the final coating was not stuccoed and the mold was left to dry at room temperature. This was then soaked in hot motor oil to remove the wax and leave a shell mold. The resulting shell mold was baked at 2500 ° F for 2 hours and then cooled to room temperature.

さまざまな表面コーティング(facecoats)の1つと
して、連続した被膜を形成し、ワックスの付着を良好に
し、裏打ちコーティングの浸漬(dipping)中にモール
ド面へのシリカバインダの浸透のおそれを防ぐため、少
量のアクリル酸ビニルラテックスを加えれば良いと思わ
れる。スラリーと両立するものであれば、数種の知られ
ているラテックスを使って差し支えない。
One of a variety of facecoats, to form a continuous film, to improve wax adhesion and to prevent the silica binder from penetrating the mold surface during dipping of the backing coating, It seems that vinyl acrylate latex should be added. Several known latexes can be used provided they are compatible with the slurry.

本発明によるスラリーを調製するのに使うことのでき
る耐火材その他の材料は次のように表現できる。
The refractory and other materials that can be used to prepare the slurry according to the present invention can be expressed as follows.

1.いくつかの供給源、例えばエア・プロダクツ(Air Pr
oducts)社からえられる、改善されたスラリーへの被膜
形成特性を有し、その後の被膜からモールド面への液の
浸透を防止するのに使用する市販のビニル−アクリルラ
テックス。
1. Some sources, such as Air Products
oducts), a commercially available vinyl-acrylic latex having improved film-forming properties to the slurry and used to prevent subsequent penetration of liquid from the film into the mold surface.

2.モンサントケミカル(Monsanto Chemical)社製のス
テロックス(Sterox)などの泡立ちの少ない湿潤剤を使
うことができる。
2. A low-foaming wetting agent such as Sterox from Monsanto Chemical can be used.

3.市販の化学薬品、2−エチルヘキサノールを脱泡剤と
して使うことができる。
3. A commercially available chemical, 2-ethylhexanol, can be used as a defoamer.

4.標準的市販品、氷酢酸。4. Standard commercial product, glacial acetic acid.

5.99.9%Y2O3粉末を電気的に溶融し1.9%+200メッシュ
を示す200メッシュ粉末に擂り潰して造った溶融酸化イ
ットリウム。
5.99.9% Y 2 O 3 powder electrically melted 1.9% + 200 fused yttrium oxide made by grinding 200 mesh powder showing a mesh.

6.イットリアスタッコは5.と同じ製品であるが粒子サイ
ズは−40+100メッシュ。
6. Yttria stucco is the same product as in 5, but the particle size is -40 + 100 mesh.

それぞれのモールドは次に遠心鋳造機械(centrifuga
l casting machine)へ結合される鋳造箱のスプルーコ
ネクタ(sprue connector)に取り付けられる。微量の
ケイ酸ナトリウム結合剤を有する鋳砂(foundry sand)
を箱内のモールドのまわりに詰め込む。乾燥後、箱を大
きな室の真空下に置き脱気して、市販の溶融6Al4Vチタ
ン合金を真空下でモールドに注ぐ。
Each mold is then turned into a centrifugal casting machine (centrifuga
l Attached to the sprue connector of the casting box that is coupled to the casting machine. Foundry sand with a trace amount of sodium silicate binder
Is packed around the mold in the box. After drying, the box is placed under vacuum in a large chamber, degassed, and a commercially available molten 6Al4V titanium alloy is poured into the mold under vacuum.

鋳造後、モールドは冷却させ、フィンガーは除去し、
セクションに分け、プラスチックに埋め込んでアルファ
表皮が現れるまでエッチングし、顕微鏡でアルファ表皮
を調べる。
After casting, cool the mold, remove the fingers,
Divide into sections, embed in plastic, etch until the alpha skin appears, and examine the alpha skin with a microscope.

第3表には各パターン鋳造用のモールド面に使ったス
ラリーの調合を示す。
Table 3 shows the preparation of the slurry used for the mold surface for each pattern casting.

第4表には各フィンガー鋳物上のアルファ表皮の測定
平均値を示す。これらの値はアルファ表皮のものとして
は非常に低い。
Table 4 shows the measured average values of the alpha skin on each finger casting. These values are very low for alpha epidermis.

第4表については、サンプルSA,SK及びSLのアルファ
表皮の値の極めて低いことが注目される。SB,SC及びSJ
も良好ではあるがアルファ表皮の値は幾分高い。サンプ
ルSDの値が高いのは処理の影響だと思われるが今の所原
因は不明である。
With respect to Table 4, it is noted that the samples SA, SK and SL have very low alpha skin values. SB, SC and SJ
Is good, but the value of alpha epidermis is somewhat higher. The high value of the sample SD seems to be due to the effect of the treatment, but the cause is unknown at present.

イットリアスラリー内の耐火材の比率に関しては、単
斜晶系ジルコニア、板状アルミナ、溶融シリカ及びジル
コンなどの比較的「不活性」な耐火材の場合は、粒子サ
イズ分布、耐火材の特定の比重、射出成型、鋳造、圧縮
または浸漬及び混合のし方などの処理の方法により大幅
に変化する。一般的に、約325メッシュの溶融イットリ
ア耐火材フラワー(flour)を持つインベストメント鋳
造パターンを浸漬するためのスラリーを造る場合は、少
なくとも担体1部に対してイットリアフラワー1部の比
率とする。厚いスラリーのコーティングを作るには2部
もの耐火材を使うことがある。これらのざまざまな比率
は所望の特定の結果により決めることができる。
Regarding the ratio of refractory material in the yttria slurry, for relatively "inert" refractory materials such as monoclinic zirconia, plate-like alumina, fused silica and zircon, the particle size distribution and the specific gravity of the refractory material , Injection molding, casting, compression or dipping and mixing, etc. Generally, when preparing a slurry for dipping an investment casting pattern having a molten yttria refractory flour of about 325 mesh, a ratio of at least 1 part yttria flower to 1 part carrier. Two parts of refractory may be used to make a thick slurry coating. These various ratios can be determined by the particular result desired.

また、高温耐火材を造るにはイットリアスラリーに耐
火繊維を加えると有利である。これらの繊維には、炭化
ケイ素、窒化ケイ素、炭素繊維、アルミナ繊維などがあ
る。
Further, it is advantageous to add refractory fibers to the yttria slurry to produce a high temperature refractory material. These fibers include silicon carbide, silicon nitride, carbon fibers, alumina fibers and the like.

ゲル化剤または活性耐火材をイットリアスラリーとと
もに使う場合は、イットリアスラリー耐火材繊維系から
造った多くの組成物を特殊コーティング及び形状の鋳造
のために使うことができる。
If a gelling agent or active refractory is used with the yttria slurry, many compositions made from the yttria slurry refractory fiber system can be used for special coatings and shape casting.

イットリア粉末、ジルコン、アルミナ及び溶融シリカ
で造った別々のスラリーをワックスパターンに堆積させ
自然乾燥させた。出来上がったコーティングはナイフで
の引っ掻きに耐えた。保護コーティングは、セラミック
ス、金属、鋳造モールドに、そしてエレクトロニクス分
野における応用を目的として多くの種類の表面に施すこ
とができる。例えば、クエン酸、イソプロパノール、及
び溶融イットリアのスラリーは、耐火材溶解用のるつぼ
に吹き付け塗布またはコーティングすれば金属とるつぼ
との反応を最小限に抑えることができる。また溜堰(po
uring basin)や取鍋(ladle)にコーティングして反応
を最小限に抑えることもできる。特に、チタンなどの活
性金属をモールドに鋳込むときの保護のため、鋳造鋳型
の上型及び下型に薄く表面層を吹き付け乾燥させて強固
な不活性のコーティングを作る。良好な保護効果をえる
には通常1層で十分である。
Separate slurries made of yttria powder, zircon, alumina and fused silica were deposited on a wax pattern and allowed to air dry. The resulting coating resisted knife scratching. Protective coatings can be applied to ceramics, metals, cast molds, and many types of surfaces for applications in the electronics field. For example, a slurry of citric acid, isopropanol, and molten yttria can be sprayed or coated on a refractory melting crucible to minimize the reaction between the metal and the crucible. In addition, weir (po
uring basin and ladle can be coated to minimize the reaction. In particular, for protection when casting an active metal such as titanium into a mold, a thin inert layer is sprayed onto the upper and lower molds of the casting mold and dried to form a strong inert coating. Usually, one layer is sufficient to obtain a good protection effect.

コアモールドの内側を、例えば、溶融イットリア、ク
エン酸及びイソプロパノールからなり#4ザーンカップ
(#4 Zahn cup)で約20秒の粘度にしたスラリーでコー
ティングすることにより、チタン鋳造用鋳造モールドに
適する予備成型されたセラミック鋳造コアを造った。モ
ールドの表面を濡らすのを容易にするため、数滴の非イ
オン湿潤剤、ステロックスNJ(SteroxNJ)を加えた。
A suitable preform suitable for titanium casting casting molds, for example, by coating the inside of the core mold with a slurry made of molten yttria, citric acid and isopropanol and having a viscosity of about 20 seconds in a # 4 Zahn cup. A molded ceramic casting core was made. A few drops of a non-ionic wetting agent, Sterox NJ, was added to facilitate wetting the surface of the mold.

コーティングが終りまだ濡れている間に、これに−40
+100メッシュの溶融イットリア粒子でスタッコ処理を
行なった。その後コーティングは室温で自然乾燥させれ
ばよい。20メッシュから下のさまざまな粒子サイズの溶
融シリカ耐火材と20%SiO2を含む予め加水分解されたケ
イ酸エチルバインダとの重い鋳造可能な混合物を乾燥
後、上記のコーティングと混合物を有するコアモールド
にいくらかの炭酸アンモニウムゲル化剤を加え自然ゲル
化させることができる。ゲル化の後、コアをモールドか
ら取り外す事ができる。次にこれを十分高温で焼成して
コーティングと鋳造裏当ての双方を結合し、鋳造準備の
できた仕上りのコアを形成する。
While the coating is still wet,
Stucco treatment was performed with +100 mesh molten yttria particles. Thereafter, the coating may be air dried at room temperature. After drying the heavy castable mixture of pre-hydrolyzed ethyl silicate binder containing a fused silica refractory and 20% SiO 2 in various particle sizes under 20 mesh, the core mold having said coating a mixture of Some ammonium carbonate gelling agents can be added to the mixture to allow it to gel spontaneously. After gelling, the core can be removed from the mold. This is then fired at a sufficiently high temperature to bond both the coating and the casting backing to form a finished core ready for casting.

コアの本体として適する耐火材の混合物は、コーティ
ングと両立するものであればどんな混合物でもよく、主
としてコーティングまたはコア表面を裏打ちしたり支え
るため使われる。チタンその他の反応性金属をコアに注
ぎ込む場合、耐火材はイットリアとすることができる。
金属がチタンよりも反応性が少なければ、アルミナ、ジ
ルコニアその他の耐火材で差し支えない。
The mixture of refractory material suitable as the body of the core can be any mixture compatible with the coating, and is primarily used to line or support the coating or core surface. If titanium or other reactive metal is poured into the core, the refractory may be yttria.
If the metal is less reactive than titanium, alumina, zirconia or other refractory materials can be used.

反応性金属、そして特にチタンの鋳造に適するセラミ
ックコアは、イットリア・タイプその他の耐火材を造
り、鋳造したり射出成型したり圧縮して適当なモールド
に仕上げスラリーを自然ゲル化させて造ることができ
る。ゲル化された物品はその後乾燥させて焼成し鋳造用
コアとして使うことができる。
Ceramic cores suitable for the casting of reactive metals, and especially titanium, can be made from yttria-type or other refractory materials and cast, injection molded or compressed into a suitable mold to allow the finished slurry to naturally gel. it can. The gelled article can then be dried and fired and used as a casting core.

その他の変更や改変は当業者にとっては上記の説明か
ら明らかであり、請求項に包含される。
Other changes and modifications will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description and are encompassed by the following claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 35/66 C04B 35/00 D (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 35/66 C04B 35/00 C04B 35/50 B22C 13/08 B22C 9/02──────────────────────────────────────────────────の Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI C04B 35/66 C04B 35/00 D (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C04B 35/66 C04B 35 / 00 C04B 35/50 B22C 13/08 B22C 9/02

Claims (30)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】イットリア、酸及び不活性有機溶媒のスラ
リーからなる耐火組成物であって、イットリアがスラリ
ー中に主成分として存在している耐火組成物。
1. A refractory composition comprising a slurry of yttria, an acid and an inert organic solvent, wherein yttria is present as a main component in the slurry.
【請求項2】細かく粉砕された酸化イットリウム耐火
材、酸、不活性有機溶媒、及びこれに酸化イットリウ
ム、酸化ジルコニウム、溶融酸化イットリウム、溶融酸
化ジルコニウム、溶融安定化酸化ジルコニウム、酸化イ
ットリウムと酸化ジコニウムの溶融均質混合物からなる
グループから選ばれた耐火材を添加したものから構成さ
れるコーティング製造用組成物であって、イットリアが
スラリーの主成分であり、かつ耐火材のうちより多い成
分であるコーティング製造用組成物。
2. A finely ground yttrium oxide refractory, an acid, an inert organic solvent, and a mixture of yttrium oxide, zirconium oxide, molten yttrium oxide, molten zirconium oxide, melt-stabilized zirconium oxide, yttrium oxide and zirconium oxide. A coating production composition comprising a refractory material selected from the group consisting of a molten homogeneous mixture, wherein yttria is the main component of the slurry and a higher component of the refractory material. Composition.
【請求項3】少量の水を含む請求項2記載の組成物。3. The composition according to claim 2, comprising a small amount of water. 【請求項4】十分な量の添加耐火材をさらに含む請求項
1記載の組成物。
4. The composition of claim 1 further comprising a sufficient amount of added refractory.
【請求項5】添加耐火材が単斜晶系酸化ジルコニウム、
酸化イットリウム、立方晶系酸化ジルコニウム、溶融酸
化イットリウム、溶融酸化ジルコニウム、溶融安定化酸
化ジルコニウムからなるグループから選ばれる請求項4
記載の組成物。
5. The additive refractory material is monoclinic zirconium oxide,
5. The method according to claim 4, wherein the material is selected from the group consisting of yttrium oxide, cubic zirconium oxide, molten yttrium oxide, molten zirconium oxide, and melt-stabilized zirconium oxide.
A composition as described.
【請求項6】溶融安定化酸化ジルコニウムが、酸化カル
シウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化ラ
ンタン、酸化ジスプロシウム、及び周期表で原子番号が
57から71までのその他の希土類元素の酸化物、酸化ジル
コニウムと酸化イットリウムの混合物又はこのグループ
の他の複数の成分の混合物、並びに酸化ジルコニウム及
び/又は酸化イットリウムと周期表で原子番号が57から
71までのその他の希土類元素の酸化物との溶融混合物よ
りなるグループから選ばれる一種を安定化剤として有す
る請求項5記載の組成物。
6. The melt-stabilized zirconium oxide is selected from the group consisting of calcium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, dysprosium oxide, and atomic numbers in the periodic table.
Oxides of other rare earth elements from 57 to 71, mixtures of zirconium oxide and yttrium oxide or mixtures of other components of this group, and zirconium oxide and / or yttrium oxide with atomic numbers from 57 in the periodic table
6. The composition according to claim 5, which has, as a stabilizer, one selected from the group consisting of a molten mixture with oxides of other rare earth elements up to 71.
【請求項7】酸が有機酸又は無機酸であって、当該酸は
スラリー内のイットリアと反応して水分の存在下で水和
する塩を形成することのできる請求項2記載の組成物。
7. The composition according to claim 2, wherein the acid is an organic acid or an inorganic acid, and the acid can react with yttria in the slurry to form a salt that hydrates in the presence of moisture.
【請求項8】溶媒がアルカノール類の一種またはケトン
類の一種である請求項2記載の組成物。
8. The composition according to claim 2, wherein the solvent is one of alkanols or ketones.
【請求項9】細かく粉砕されたイットリア、酸、及び有
機溶媒に、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、溶融
酸化イットリウム、溶融酸化ジルコニウム、溶融安定化
酸化ジルコニウム、酸化イットリウムと酸化ジルコニウ
ムの溶融均質混合物からなるグループから選ばれる耐火
材を添加したものを混合することからなるコーティング
組成物の製造方法。
9. A group comprising finely ground yttria, an acid, and an organic solvent, comprising yttrium oxide, zirconium oxide, molten yttrium oxide, molten zirconium oxide, melt-stabilized zirconium oxide, a molten homogeneous mixture of yttrium oxide and zirconium oxide. A method for producing a coating composition, which comprises mixing a mixture containing a refractory material selected from the group consisting of:
【請求項10】細かく粉砕された酸化イットリウム、
酸、及び有機溶媒に、単斜晶系酸化ジルコニウム、立方
晶系酸化ジルコニウム、並びに酸化カルシウム、酸化マ
グネシウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ジ
スプロシウム、及びその他の希土類酸化物から選ばれた
安定剤を有する溶融安定化酸化ジルコニウムからなるグ
ループより選ばれた添加耐火材を混合することからなる
コーティング組成物の製造方法。
10. A finely ground yttrium oxide,
In acids and organic solvents, having a stabilizer selected from monoclinic zirconium oxide, cubic zirconium oxide, and calcium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, dysprosium oxide, and other rare earth oxides A method for producing a coating composition comprising mixing an additional refractory material selected from the group consisting of melt-stabilized zirconium oxide.
【請求項11】細かく粉砕されたイットリア、酸、不活
性有機溶媒、及び添加耐火材からなる表面コーティン
グ。
11. A surface coating comprising finely ground yttria, an acid, an inert organic solvent, and an added refractory.
【請求項12】添加耐火材が、単斜晶系酸化ジルコニウ
ム、立方晶系酸化ジルコニウム、並びに酸化カルシウ
ム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ジスプロシ
ウム、及びその他の希土類酸化物のグループから選ばれ
た一種を安定化剤として有する溶融安定化酸化ジルコニ
ウムよりなるグループから選ばれる請求項11記載のコー
ティング。
12. The additive refractory material is selected from the group consisting of monoclinic zirconium oxide, cubic zirconium oxide, and calcium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, dysprosium oxide, and other rare earth oxides. 12. The coating according to claim 11, wherein the coating is selected from the group consisting of melt-stabilized zirconium oxide having a stabilizer.
【請求項13】添加耐火材が、酸化イットリウム、酸化
ジルコニウム、溶融酸化イットリウム、溶融酸化ジルコ
ニウム、溶融安定化酸化ジルコニウム、及び酸化イット
リウムと酸化ジルコニウムとの溶融均質混合物からなる
グループから選ばれる請求項11記載のコーティング。
13. The additive refractory material is selected from the group consisting of yttrium oxide, zirconium oxide, molten yttrium oxide, molten zirconium oxide, melt-stabilized zirconium oxide, and a molten homogeneous mixture of yttrium oxide and zirconium oxide. The coating as described.
【請求項14】請求項1記載の組成物から作られる耐火
物。
14. A refractory made from the composition of claim 1.
【請求項15】モールドである請求項14記載の耐火物。15. The refractory according to claim 14, which is a mold. 【請求項16】コアである請求項14記載の耐火物。16. The refractory according to claim 14, which is a core. 【請求項17】鋳型である請求項14記載の耐火物。17. The refractory according to claim 14, which is a mold. 【請求項18】中子である請求項14記載の耐火物。18. The refractory according to claim 14, which is a core. 【請求項19】十分な量の細かく粉砕されたイットリ
ア、酸、有機溶媒、並びに、酸化イットリウム、酸化ジ
ルコニウム、溶融酸化イットリウム、溶融酸化ジルコニ
ウム、溶融安定化酸化ジルコニウム、及び酸化イットリ
ウムと酸化ジルコニウムの溶融均質混合物よりなるグル
ープから選らばれた添加耐火材からなる組成物から造ら
れる形成されたモールド。
19. A sufficient amount of finely ground yttria, acid, organic solvent, and yttrium oxide, zirconium oxide, molten yttrium oxide, molten zirconium oxide, melt-stabilized zirconium oxide, and the melting of yttrium oxide and zirconium oxide A formed mold made from a composition comprising an added refractory selected from the group consisting of a homogeneous mixture.
【請求項20】十分な量の細かく粉砕された酸化イット
リウム、酸、有機溶媒、並びに、単斜晶系酸化ジルコニ
ウム、立方晶系酸化ジルコニウム、及び酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化ランタ
ン、酸化ジスプロシウム、その他の希土類酸化物のグル
ープから選ばれた部材を安定剤として有する溶融安定化
酸化ジルコニウムからなるグループより選ばれた添加耐
火材から構成される形成されたモールド。
20. A sufficient amount of finely ground yttrium oxide, an acid, an organic solvent, and monoclinic zirconium oxide, cubic zirconium oxide, and calcium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, oxide A mold formed from an additional refractory material selected from the group consisting of melt-stabilized zirconium oxide having as a stabilizer a member selected from the group of dysprosium and other rare earth oxides.
【請求項21】請求項1記載の組成物から形成されるコ
ーティングを有する成形耐火物からなる成形されたコ
ア。
21. A molded core comprising a molded refractory having a coating formed from the composition of claim 1.
【請求項22】細かく粉砕くされたイットリアを準備
し、上記粉末を溶媒及び有機酸と混合してコーティング
組成物を作り、上記コーティング組成物を所望の形態に
成形されたパターンに塗布し、この組成物を乾燥して固
めさせ、できあがったコーティングされたパターンを十
分高温まで加熱し上記組成物を所望の形状に焼結する工
程からなる、反応性金属との反応性が低いインベストメ
ント鋳造用モールドの製造方法。
22. A finely ground yttria is prepared, the powder is mixed with a solvent and an organic acid to form a coating composition, and the coating composition is applied to a pattern formed into a desired form. Drying and hardening the composition, heating the completed coated pattern to a sufficiently high temperature and sintering the composition into a desired shape; and forming an investment casting mold having low reactivity with the reactive metal. Production method.
【請求項23】酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、
溶融酸化イットリウム、溶融酸化ジルコニウム、溶融安
定化酸化ジルコニウム、及び、酸化イットリウムと酸化
ジルコニウムの溶融均質混合物からなるグループより選
ばれた添加耐火材を加えてコーティング組成物を作るこ
とからなる請求項22記載の製造方法。
23. Yttrium oxide, zirconium oxide,
23. A coating composition comprising adding an additional refractory material selected from the group consisting of molten yttrium oxide, molten zirconium oxide, melt-stabilized zirconium oxide, and a molten homogeneous mixture of yttrium oxide and zirconium oxide. Manufacturing method.
【請求項24】複数回のコーティングをパターンに施す
ことからなる請求項22記載の製造方法。
24. The method according to claim 22, comprising applying a plurality of coatings to the pattern.
【請求項25】コーティング組成物をパターン又はモー
ルドに塗布し、コーティングを乾燥させ、乾燥したコー
ティングに複数回の同じ又は異なるコーティングを施し
て整ったモールドまたはコアを形成し、上記コーティン
グ組成物がイットリア・スラリー、酸及び不活性有機溶
媒からなるセラミック製モールド又はコアの製造方法。
25. The coating composition is applied to a pattern or mold, the coating is dried, and the dried coating is subjected to a plurality of identical or different coatings to form a neat mold or core, wherein the coating composition is yttria. A method for producing a ceramic mold or core comprising a slurry, an acid and an inert organic solvent.
【請求項26】コーティング組成物が酸化イットリウ
ム、酸化ジルコニウム、溶融酸化イットリウム、溶融酸
化ジルコニウム、溶融安定化酸化ジルコニウム、酸化イ
ットリウムと酸化ジルコニウムの溶融均質混合物からな
るグループから選ばれた添加耐火材をさらに含む請求項
25記載の製造方法。
26. An additive refractory material wherein the coating composition is selected from the group consisting of yttrium oxide, zirconium oxide, molten yttrium oxide, molten zirconium oxide, melt-stabilized zirconium oxide, a molten homogeneous mixture of yttrium oxide and zirconium oxide. Claims including
25. The manufacturing method according to 25.
【請求項27】請求項25記載の製造方法により製造され
るモールド又はコア。
27. A mold or a core manufactured by the manufacturing method according to claim 25.
【請求項28】請求項26記載の製造方法により製造され
るモールド又はコア。
28. A mold or a core manufactured by the manufacturing method according to claim 26.
【請求項29】コア・モールドが、コア・モールドの表
面を濡らすに足る量のイットリア、酸及び有機溶媒から
なるスラリーでコーティングされ、次いで、ゲル化し得
る鋳造可能な耐火組成物をコア・モールドに加え、耐火
組成物をゲル化させることによってコアを形成し、モー
ルドからコアを外して焼成し、上記イットリア含有コー
ティングを上記耐火組成物とを接着する請求項25記載の
製造方法。
29. The core mold is coated with a slurry of yttria, an acid and an organic solvent sufficient to wet the surface of the core mold, and then the gellable castable refractory composition is applied to the core mold. 26. The production method according to claim 25, further comprising: forming a core by gelling the refractory composition; removing the core from the mold; and firing; and bonding the yttria-containing coating to the refractory composition.
【請求項30】上記耐火組成物を加える前にイットリア
でコーティングされたコア・モールドの表面にスタッコ
を塗布することを更に含む請求項29記載の製造方法。
30. The method of claim 29, further comprising applying stucco to the surface of the yttria-coated core mold prior to adding the refractory composition.
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