JP3138721B2 - 精密鋳造用スタッコ材及びその製造法 - Google Patents

精密鋳造用スタッコ材及びその製造法

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JP3138721B2 JP04162007A JP16200792A JP3138721B2 JP 3138721 B2 JP3138721 B2 JP 3138721B2 JP 04162007 A JP04162007 A JP 04162007A JP 16200792 A JP16200792 A JP 16200792A JP 3138721 B2 JP3138721 B2 JP 3138721B2
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slurry
zirconia
precision casting
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慶三 小林
弘明 田中
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Nissan Chemical Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、精密鋳造用スタッコ材
及びその製造法に関する。更に詳しくは高融点を有する
活性金属の精密鋳造用スタッコ材及びその製造法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】チタン合金、ジルコニウム合金、モリブ
デン合金に代表される活性金属の鋳造には、1600℃
以上の高温で行なわれる事から鋳型材料に高融点の酸化
物粉末がスタッコ材として要求されるようになり、アル
ミナ、ジルコン等がスタッコ材として適用される傾向に
ある。
【0003】しかし、スタッコ材にアルミナ、ジルコン
を用いると、アルミナ、ジルコンが活性金属と反応し、
活性金属の表面に汚染層を形成する問題があった。
【0004】この酸化反応を抑制する手段として、無機
バインダーに水性ジルコニアゾルを用いる方法(特開昭
58−204865号公報)が知られている。さらに、
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または、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選定する耐
火物質を用いる方法(特開昭62−143864号公
報)が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
問題点を解決するため、鋭意研究した結果、イットリア
とジルコニアからなるpH4〜13の間のスラリーを乾
燥、造粒し、焼成して製造された、スタッコ材を高融点
を有する活性金属の精密鋳造用スタッコ材として用いた
ところ、活性金属の表面との反応を抑制する事をみいだ
し、本発明を完成した。本発明の目的は、上記の反応を
抑制する、高融点を有する活性金属の精密鋳造用スタッ
コ材及びその製造法の提供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、イット
リアとジルコニアの合計量が30〜95重量%で、且つ
2 3 /ZrO2 の重量比が0.5〜40のpH4〜
13のスラリーを乾燥、造粒、焼成した10μmから3
mmの粒子からなることを特徴とする精密鋳造用スタッ
コ材に関する。
【0007】以下本発明を具体的に説明する。本発明の
精密鋳造用スタッコ材の製造方法は、ジルコニアゾルに
イットリア粉末とジルコニア粉末を加えてpH4〜13
の間のスラリーとし、該スラリーを乾燥、造粒し、焼成
することにより得られる。
【0008】ジルコニアゾルへのイットリア粉末とジル
コニア粉末の添加量は、イットリアとジルコニアの合計
量がスラリー中10〜95重量%、好ましくは30〜8
0重量%で、且つY2 3 /ZrO2 の重量比が0.5
〜40、好ましくは1.5〜12になるように加える。
【0009】スラリー中のイットリアとジルコニアの合
計量が10重量%未満でもかまわないが乾燥の効率が悪
く好ましくない。95重量%を越えると安定なスラリー
とならない。
【0010】Y2 3 /ZrO2 の重量比が0.5未満
では活性金属の表面に対する汚染が起こり好ましくな
く、重量比が40を越えると造粒が困難になり好ましく
ない。
【0011】このイットリアとジルコニアの混合の際
に、分散を十分にするために、ディスパー等で混合する
のが好ましい。また、スラリーに粘度をもたせ、造粒し
やすくするために、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤を
加えても良い。水溶性有機溶媒としては、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリド
ン等の非プロトン性極性有機溶剤を加えることが好まし
い。また、メタノール、エタノール、プロパノール等の
水溶性アルコールを加えても良い。水溶性有機溶媒の添
加量は特に限定しないが通常20重量%以下でよい。
【0012】本発明で用いる、ジルコニアゾルは、例え
ば、特開昭59- 107969号公報に示された方法で
得られた。透過型電子顕微鏡法により測定した、粒子径
は2〜200nmで、かつ、pH2〜4、濃度10〜3
0重量%の酸性ジルコニアゾル及びそのゾルを、特開平
2 -167826号公報に示された方法でアルカリ化
し、10〜40重量%に濃縮することで得る事ができ
る。ジルコニアゾル中のジルコニアの粒子径は2〜20
0nmの間で、より好ましくは2〜100nmである。
また、ジルコニアゾルのpHは4〜13、好ましくは、
pH7〜13、より好ましくはpH7〜10の間であ
る。
【0013】本発明に用いる、ジルコニア粉末は、粒子
径が0.05μm〜100μmの間で、好ましくは、
0.1μm〜30μmの間であり、市販品として入手可
能である。
【0014】イットリア粉末は、粒子径が0.1μm〜
100μmの間で、より好ましくは、0.1μm〜30
μmの間であり、市販品として入手可能である。本発明
に用いる、界面活性剤としては、カチオン系界面活性
剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のう
ちから選ばれる、一種または、一種以上の界面活性剤を
用いることができる。
【0015】上記の方法で製造したスラリーを造粒し、
乾燥、造粒、焼成するが、通常の種々の方法が用いられ
るが、噴霧乾燥方法が、造粒と乾燥が同時にでき好まし
い。焼成温度は大気中で700℃以上の温度、好ましく
は800〜1500℃で焼成する。焼成時間は温度によ
って変わるのでとくに限定しないが、通常1時間程度で
ある。造粒、次いで焼成して得たジルコニア及びイット
リア含有の粒子の粒径は、10μmから3mmの範囲
で、好ましくは100〜500μmの範囲である。
【0016】このように焼成して本発明に用いる高融点
を有する活性金属の精密鋳造用スタッコ材を得る。本発
明の精密鋳造用スタッコ材を用いて鋳型の作る方法は、
公知の方法が適用できる。即ち、まずワックスパターン
を無機酸化物等のスラリーに浸漬し、引き上げた後、本
発明のスタッコ材をふりかける。この操作を繰り返した
後、更に十分に脱ワックスし、精密鋳造用鋳型を作成す
る。
【0017】本発明の精密鋳造用スタッコ材を用いるこ
とにより高融点を有する活性金属を鋳造するとき生じる
スタッコ材と活性金属との反応を抑制することができ
る。
【0018】以下に実施例と比較例をもって本発明をよ
り具体的に説明する。
【実施例】実施例1 表1に記載の(1)〜(6)をディスパーで攪拌しスラ
リーを得た。
【0019】
【表1】
【0020】このスラリーを噴霧乾燥して球形の粒子を
得た。この粒子を800℃で1時間焼成し、100〜2
00μmのスタッコ材を得た。
【0021】次に、(1)〜(6)をディスパーで攪拌
し得たスラリーにワックスパターンを浸漬し引上げた
後、上記のスタッコ材をふりかけ乾燥した。この、スラ
リーにワックスパターンを浸漬、引上げた後、上記のス
タッコ材をふりかけ乾燥する操作をさらに4回繰返し
た。48時間さらに乾燥した後、オートクレーブ中に挿
入し、温度150℃圧力8気圧の条件で脱ワックス後、
大気中120℃で3時間保持し精密鋳造用鋳型を作製し
た。
【0022】この鋳型にTiAl合金を鋳造し、得られ
た鋳物中のZrとYの含有量を測定した。測定結果を表
3に示す。尚、鋳物中のZrとYの含有量は波長分散型
X線マイクロアナザー(EPMA−WDX)を用いて測
定した。
【0023】比較例
【表2】
【0024】表2に記載の(1)〜(6)をディスパー
で攪拌し得たスラリーにワックスパターンを浸漬、引上
げた後、ジルコニア粉末のみをふりかけ乾燥した。スラ
リーにワックスパターンを浸漬、引上げた後、ジルコニ
ア粉末のみをふりかけ乾燥する操作をさらに4回繰返し
た。48時間さらに乾燥した後、オートクレーブ中に挿
入し、温度150℃、圧力8気圧の条件で脱ワックス
後、大気中120℃で3時間保持し、精密鋳造用鋳型を
作製した。
【0025】この鋳型を使用してTiAl合金を鋳造
し、得られた鋳物中のZrとYの含有量を測定した。測
定結果を表3に示した。
【0026】
【表3】
【0027】
【発明の効果】表3に示すように、本発明のスタッコ材
を用いることにより高融点・活性金属の鋳造に対して、
スラリーの特性を十分に引出し、反応を抑えた鋳型が作
成できる。
【0028】また、粒度を大きく(数値、実施例に必
要)することにより第1層から最終層まで使用できるス
タッコ材となり、流動性を向上させることができる。本
発明は、高融点材料の鋳造による形状付与技術に応用で
き、天然材料では対応不可能な材料にも応用できる人工
スタッコ材であり、工業上有用な効果がもたらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 有田 恭子 (56)参考文献 特開 平2−247037(JP,A) 特開 平2−169144(JP,A) 特開 平2−112848(JP,A) 特開 昭54−130438(JP,A) 特開 平6−15404(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22C 1/00 - 3/00 B22C 9/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イットリアとジルコニアの合計量が30
    〜95重量%で、且つY2 3 /ZrO2 の重量比が
    0.5〜40のpH4〜13のスラリーを乾燥、造粒、
    焼成した10μmから3mmの粒子からなることを特徴
    とする精密鋳造用スタッコ材。
  2. 【請求項2】 ジルコニアゾルにイットリア粉末、ジル
    コニア粉末をイットリアとジルコニアの合計量が30〜
    95重量%で、且つY2 3 /ZrO2 の重量比が0.
    5〜40になるように加え、pH4〜13のスラリーを
    得、該スラリーを乾燥、造粒し、焼成することを特徴と
    する精密鋳造用スタッコ材の製造方法。
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KR102075925B1 (ko) * 2016-12-07 2020-02-12 한국생산기술연구원 티타늄 합금 주조용 주형 코팅제, 이를 이용한 티타늄 합금 주조용 주형 및 그 제조방법

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