JP3133407B2 - セラミック鋳型の製造方法 - Google Patents
セラミック鋳型の製造方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に蝋型法で製品を鋳
造するのに使用されるセラミック鋳型の製造方法に係わ
る。
造するのに使用されるセラミック鋳型の製造方法に係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】既に良く知られているように、セラミッ
ク製の鋳型を用いる蝋型法は主に下記のステップを含
む。
ク製の鋳型を用いる蝋型法は主に下記のステップを含
む。
【０００３】製造すべき製品の模型を通常は蝋で形成
し、この模型を、中間乾燥処理を行いながら、所定組成
の泥漿で繰り返しコーティングして複数の連続層で被覆
することにより前記鋳型をシェル状に形成し、所定の温
度及び時間サイクルに従い熱処理又は加熱を行って、前
記鋳型を強固な状態又は焼成した状態にすると共に前記
模型を除去し、このようにして形成した鋳型（複数の製
品特に本発明が目的とするエンジンの羽根のような航空
機部材を同時に鋳造する場合には、例えば「房」のよう
な形状を有し得る）で製品の鋳造操作を行い、このシェ
ル状鋳型を除去する。
し、この模型を、中間乾燥処理を行いながら、所定組成
の泥漿で繰り返しコーティングして複数の連続層で被覆
することにより前記鋳型をシェル状に形成し、所定の温
度及び時間サイクルに従い熱処理又は加熱を行って、前
記鋳型を強固な状態又は焼成した状態にすると共に前記
模型を除去し、このようにして形成した鋳型（複数の製
品特に本発明が目的とするエンジンの羽根のような航空
機部材を同時に鋳造する場合には、例えば「房」のよう
な形状を有し得る）で製品の鋳造操作を行い、このシェ
ル状鋳型を除去する。
【０００４】鋳造用シェル型の製造に使用される泥漿の
組成は特にＥＰ−Ａ−０ ２５１８４７号、ＵＳ−Ａ−
３ ２４９ ９７２号、ＦＲ−Ａ−２ ３４８ ７７２
号に開示されている。
組成は特にＥＰ−Ａ−０ ２５１８４７号、ＵＳ−Ａ−
３ ２４９ ９７２号、ＦＲ−Ａ−２ ３４８ ７７２
号に開示されている。
【０００５】また、ＦＲ−Ａ−２ ４７９ ０４４号に
は、少なくとも一部分をポリウレタンフォーム又はエポ
キシフォームのような発泡組成物で形成した可融性の模
型を用いる鋳造方法が開示されている。
は、少なくとも一部分をポリウレタンフォーム又はエポ
キシフォームのような発泡組成物で形成した可融性の模
型を用いる鋳造方法が開示されている。
【０００６】本発明の目的は、蝋型法で使用するための
セラミック材料製鋳型の新規の製造方法であって、当該
分野で一般に要求される種々の使用条件を満たし、それ
によって厳密な品質基準に適合する鋳造製品、特に航空
機のエンジンの超合金部材のような航空分野で使用され
る製品を製造せしめる鋳型を形成することができる方法
を提供することにある。本発明の別の目的は、操作が簡
単であり、製造中に廃棄製品の発生する危険性が少な
く、且つ製造サイクルの時間が節減される鋳型製造方法
を提供することにある。
セラミック材料製鋳型の新規の製造方法であって、当該
分野で一般に要求される種々の使用条件を満たし、それ
によって厳密な品質基準に適合する鋳造製品、特に航空
機のエンジンの超合金部材のような航空分野で使用され
る製品を製造せしめる鋳型を形成することができる方法
を提供することにある。本発明の別の目的は、操作が簡
単であり、製造中に廃棄製品の発生する危険性が少な
く、且つ製造サイクルの時間が節減される鋳型製造方法
を提供することにある。
【０００７】これらの条件を満たす鋳型の製造方法の１
つは下記のステップを含む。
つは下記のステップを含む。
【０００８】（ａ）蝋タイプの模型上に公知の方法で接
触層を形成し、 （ｂ）ステップ（ａ）で被覆した模型を、製造すべき鋳
型の外形を再現している鋳型作成用の型内に配置し、 （ｃ）被覆した模型と前記鋳型作成用型との間に形成さ
れた空隙に、膨張によって前記空隙を満たし且つ被覆し
た模型の表面に密着することになる凝集性気泡フォーム
を形成するような組成のセラミック泥漿を導入し、 （ｄ）５〜３０分後に離型し、 （ｅ）蝋の除去、即ち模型の除去を行い、 （ｆ）鋳型を加熱して焼結により強固な状態にする。
触層を形成し、 （ｂ）ステップ（ａ）で被覆した模型を、製造すべき鋳
型の外形を再現している鋳型作成用の型内に配置し、 （ｃ）被覆した模型と前記鋳型作成用型との間に形成さ
れた空隙に、膨張によって前記空隙を満たし且つ被覆し
た模型の表面に密着することになる凝集性気泡フォーム
を形成するような組成のセラミック泥漿を導入し、 （ｄ）５〜３０分後に離型し、 （ｅ）蝋の除去、即ち模型の除去を行い、 （ｆ）鋳型を加熱して焼結により強固な状態にする。
【０００９】前述の鋳型製造方法のステップ（ｃ）で使
用するセラミック泥漿は、例えばケイ酸ソーダ又はリン
酸のような結合剤３０〜４０％と、公知の物質又はその
混合物、特にジルコン、アルミナ又はムライトからなる
耐熱性セラミック充填剤４０〜５０％と、触媒（３〜４
％）の存在下で反応してガスを発散する物質であって、
特に過ホウ酸ナトリウムのような過ホウ酸塩及び過酸化
水素のような過酸化物から選択される物質（触媒はポリ
オキシメチレン）５〜１０％と、公知の凝集剤又は解膠
剤のようなアジュバント２〜３％とを用いて調製され
る。
用するセラミック泥漿は、例えばケイ酸ソーダ又はリン
酸のような結合剤３０〜４０％と、公知の物質又はその
混合物、特にジルコン、アルミナ又はムライトからなる
耐熱性セラミック充填剤４０〜５０％と、触媒（３〜４
％）の存在下で反応してガスを発散する物質であって、
特に過ホウ酸ナトリウムのような過ホウ酸塩及び過酸化
水素のような過酸化物から選択される物質（触媒はポリ
オキシメチレン）５〜１０％と、公知の凝集剤又は解膠
剤のようなアジュバント２〜３％とを用いて調製され
る。
【００１０】
【実施例】本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参
照しながら行う以下の非限定的実施例の説明で明らかに
されよう。
照しながら行う以下の非限定的実施例の説明で明らかに
されよう。
【００１１】蝋型法による製品の鋳造に使用されるセラ
ミック鋳型の製造は、それ自体公知の第１ステップ
（ａ）、即ち特に蝋からなる融出性模型を、例えばセラ
ミックと種々の結合剤及びアジュバントとを含む懸濁液
をベースとする泥漿中に浸漬し、乾燥してセラミック粒
子を堆積させる操作により、接触層で被覆するステップ
を含む。
ミック鋳型の製造は、それ自体公知の第１ステップ
（ａ）、即ち特に蝋からなる融出性模型を、例えばセラ
ミックと種々の結合剤及びアジュバントとを含む懸濁液
をベースとする泥漿中に浸漬し、乾燥してセラミック粒
子を堆積させる操作により、接触層で被覆するステップ
を含む。
【００１２】次のステップ（ｂ）では、図１に示すよう
に、前述のごとく被覆した模型１を鋳型作成用型２の中
に配置する。模型１は支持体３に固定され、鋳型作成用
型２は製造すべき鋳型の外面の形状を再現している。こ
の鋳型作成用型２はこのような使用目的に適した材料、
例えばシラステンもしくは他のプラスチック材料、又は
複合材料もしくは金属材料で形成されている。
に、前述のごとく被覆した模型１を鋳型作成用型２の中
に配置する。模型１は支持体３に固定され、鋳型作成用
型２は製造すべき鋳型の外面の形状を再現している。こ
の鋳型作成用型２はこのような使用目的に適した材料、
例えばシラステンもしくは他のプラスチック材料、又は
複合材料もしくは金属材料で形成されている。
【００１３】次のステップ（ｃ）では、本発明の注目す
べき組成のセラミック泥漿を調製する。この泥漿の成分
は下記の通りである。
べき組成のセラミック泥漿を調製する。この泥漿の成分
は下記の通りである。
【００１４】特にケイ酸ソーダ又はリン酸のような結合
剤３０〜４０％、ジルコン、アルミナ又はムライトのよ
うな公知の物質又はその混合物からなる耐熱性セラミッ
ク充填剤４０〜５０％、触媒（３〜４％）の存在下で反
応して大量のガスを発散する物質であって、過ホウ酸ナ
トリウムのような過ホウ酸塩及び過酸化水素のような過
酸化物から選択される物質（触媒は例えばポリオキシメ
チレン）５〜１０％、種々の公知の凝集剤又は解膠剤２
〜３％。
剤３０〜４０％、ジルコン、アルミナ又はムライトのよ
うな公知の物質又はその混合物からなる耐熱性セラミッ
ク充填剤４０〜５０％、触媒（３〜４％）の存在下で反
応して大量のガスを発散する物質であって、過ホウ酸ナ
トリウムのような過ホウ酸塩及び過酸化水素のような過
酸化物から選択される物質（触媒は例えばポリオキシメ
チレン）５〜１０％、種々の公知の凝集剤又は解膠剤２
〜３％。
【００１５】これら種々の物質を混合し、得られた泥漿
を、接触層で被覆された模型１と鋳型作成型２との間に
設けられた空隙４に射出によって導入するか又は満杯に
なるまで流し込んで導入する。ガス発散反応が起こる
と、図２に符号５で示すように、模型１の周りでフォー
ムが膨張する。この反応は発熱効果を伴うため結合剤が
ゲル状に凝固し、従って得られた気泡体が、空隙４を満
たし且つ模型１を被覆する接触層に密着した状態にな
る。この反応の種々の成分を正確に定量すれば、フォー
ムの膨張を制御することができる。
を、接触層で被覆された模型１と鋳型作成型２との間に
設けられた空隙４に射出によって導入するか又は満杯に
なるまで流し込んで導入する。ガス発散反応が起こる
と、図２に符号５で示すように、模型１の周りでフォー
ムが膨張する。この反応は発熱効果を伴うため結合剤が
ゲル状に凝固し、従って得られた気泡体が、空隙４を満
たし且つ模型１を被覆する接触層に密着した状態にな
る。この反応の種々の成分を正確に定量すれば、フォー
ムの膨張を制御することができる。
【００１６】５〜１５分後に、この方法の次のステップ
（ｄ）で、鋳型を構成することになる熱処理していない
硬化したセラミック製シェル型を離型する。
（ｄ）で、鋳型を構成することになる熱処理していない
硬化したセラミック製シェル型を離型する。
【００１７】この方法の次のステップ（ｅ）及び（ｆ）
は一般的な方法と同じであり、蝋を除去し且つ鋳型を加
熱して焼結により強固な状態にする操作からなる。但
し、本発明では予備パッキング（ｅｍｂａｌｌａｇｅ
ｐｒｅａｌａｂｌｅ）が不要であるため、これらの操作
をより簡単に実施できる。
は一般的な方法と同じであり、蝋を除去し且つ鋳型を加
熱して焼結により強固な状態にする操作からなる。但
し、本発明では予備パッキング（ｅｍｂａｌｌａｇｅ
ｐｒｅａｌａｂｌｅ）が不要であるため、これらの操作
をより簡単に実施できる。
【００１８】この方法で形成した鋳型を精密鋳造に使用
したところ、極めて良好な結果が得られた。本発明の鋳
型の注目すべき気泡体は特に、シェルの耐熱性と外部と
の熱交換の制御を可能にする。この鋳型はまた、製造過
程でも脆性を示さず、大きな強度及び安定性を保持す
る。
したところ、極めて良好な結果が得られた。本発明の鋳
型の注目すべき気泡体は特に、シェルの耐熱性と外部と
の熱交換の制御を可能にする。この鋳型はまた、製造過
程でも脆性を示さず、大きな強度及び安定性を保持す
る。
【図１】本発明の鋳型の製造方法で使用される組立て方
の１つを簡単に示す断面図である。
の１つを簡単に示す断面図である。
【図２】前記方法の次のステップにおける図１の状態を
示す断面図である。
示す断面図である。
１ 模型 ２ 鋳型製造用型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バンサン・レイモン・ジヤツク・ポワリ エ フランス国、95000・セルジイ、リユ・ デ・リマンド・オランジユ、１ (56)参考文献 特開 昭51−114325（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 9/04 B22C 1/00 - 3/00 B28B 1/26 C04B 33/28 C04B 38/00 - 38/10 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (4)
- 【請求項１】 特に蝋型法で製品を鋳造するために使用
されるセラミック鋳型の製造方法であって、 （ａ）蝋タイプの模型上に公知の方法で接触層を形成
し、 （ｂ）ステップ（ａ）で被覆した模型を、製造すべき鋳
型の外形を再現している鋳型作成用型内に配置し、 （ｃ）被覆した模型と前記鋳型作成用型との間に形成さ
れた空隙に、膨張によって前記空隙を満たし且つ被覆し
た模型の表面に密着することになる凝集性気泡フォーム
を形成するような組成のセラミック泥漿を導入し、 （ｄ）５〜３０分後に離型し、 （ｅ）蝋の除去、即ち模型の除去を行い、 （ｆ）鋳型を加熱して焼結により強固な状態にするステ
ップを含み、 ステップ（ｃ）で使用されるセラミック泥漿が、 ケイ酸ソーダ又はリン酸のような結合剤３０〜４０％
と、 特にジルコン、アルミナ又はムライトのような公知の物
質又はその混合物からなる耐熱性セラミック充填剤４０
〜５０％と、 ポリオキシメチレンのような触媒（３〜４％）の存在下
で反応してガスを発散する物質であって、特に過ホウ酸
ナトリウムのような過ホウ酸塩及び過酸化水素のような
過酸化物から選択される物質５〜１０％と、 公知の凝集剤又は解膠剤のようなアジュバント２〜３％
とを含んでいる、セラミック鋳型の製造方法。 - 【請求項２】 ステップ（ｃ）で前記セラミック泥漿を
射出により前記空隙内に導入する請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 ステップ（ｃ）で前記セラミック泥漿を
前記空隙内に満杯になるまで流し込む請求項１に記載の
方法。 - 【請求項４】 焼成後の使用可能な段階で均一な気泡構
造を有することを特徴とする請求項１に記載の方法で製
造した蝋型法で製品を鋳造するためのセラミック鋳型。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9011256 | 1990-09-12 | ||
| FR9011256A FR2666528B1 (fr) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | Procede de preparation d'un moule de fonderie a partir de mousse alveolaire et barbotines ceramiques utilisees. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305334A JPH04305334A (ja) | 1992-10-28 |
| JP3133407B2 true JP3133407B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=9400255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03228004A Expired - Fee Related JP3133407B2 (ja) | 1990-09-12 | 1991-09-09 | セラミック鋳型の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6120713A (ja) |
| EP (1) | EP0478413B1 (ja) |
| JP (1) | JP3133407B2 (ja) |
| DE (1) | DE69115416T2 (ja) |
| FR (1) | FR2666528B1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19936517C1 (de) * | 1999-08-06 | 2001-01-25 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks aus thermisch sensitivem Schlicker |
| DE10024302A1 (de) | 2000-05-17 | 2001-11-22 | Alstom Power Nv | Verfahren zur Herstellung eines thermisch belasteten Gussteils |
| US6350404B1 (en) * | 2000-06-13 | 2002-02-26 | Honeywell International, Inc. | Method for producing a ceramic part with an internal structure |
| JP2002334653A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光管の製造方法及びそれに用いられる中子 |
| CN1295042C (zh) * | 2003-11-19 | 2007-01-17 | 章浩龙 | 一种铝改性碱性硅溶胶 |
| US11813665B2 (en) * | 2020-09-14 | 2023-11-14 | General Electric Company | Methods for casting a component having a readily removable casting core |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE670059A (ja) * | ||||
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