JP3269474B2 - High-strength precision casting mold and method of manufacturing the same - Google Patents
High-strength precision casting mold and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、燐を２０〜１０
００ｐｐｍ含むコロイダルシリカにアルミナ粉末を懸濁
させ、ｐＨを８〜１１に調整してなるスラリー、このス
ラリーを用いて作製した高強度精密鋳造鋳型および高強
度精密鋳造鋳型の製造方法に関するものであり、特にこ
のスラリーを用いて作製した精密鋳造鋳型は高強度を有
し、この高強度精密鋳造鋳型を製造する過程で形成され
る生型シェルは高強度を有するところから脱臘時に亀裂
が発生することがなく、歩留まり良く高強度精密鋳造鋳
型を製造することができるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method of
The present invention relates to a slurry obtained by suspending alumina powder in colloidal silica containing 00 ppm and adjusting the pH to 8 to 11, a high-strength precision casting mold produced using this slurry, and a method for producing a high-strength precision casting mold. In particular, precision casting molds made using this slurry have high strength, and the green shell formed in the process of manufacturing this high strength precision casting mold has cracks during dewaxing due to its high strength. Thus, a high-strength precision casting mold can be manufactured with good yield.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、精密鋳造鋳型の一つとしてロスト
ワックス法により作製した精密鋳造鋳型が知られてい
る。このロストワックス法により作製した精密鋳造鋳型
（以下、精密鋳造鋳型という）は、一般に、スラリーを
蝋型の表面に被覆してスラリー層を形成したのち、この
スラリー層の表面にスタッコを散布して蝋型の表面に生
型シェルを形成し、次いで、前記蝋型を溶融除去し焼成
することにより製造している。精密鋳造鋳型は内側を滑
らかにすべく蝋型の表面に形成したスラリー層に微細粒
径のスタッコを散布してフェースコート層を形成し、こ
のフェースコート層の上に粗大粒径のスタッコを散布す
ることによりバックアップコート層を形成してフェース
コート層およびバックアップコート層からなる生型シェ
ルを形成し、ついで生型シェル内の蝋型を溶融除去し焼
成することにより精密鋳造鋳型を製造している。2. Description of the Related Art A precision casting mold manufactured by a lost wax method has been known as one of the precision casting molds. In general, a precision casting mold (hereinafter, referred to as a precision casting mold) manufactured by the lost wax method forms a slurry layer by coating a slurry on the surface of a wax mold, and then sprays stucco on the surface of the slurry layer. It is manufactured by forming a green shell on the surface of a wax mold, and then melting and removing the wax mold. In the precision casting mold, a fine-grained stucco is sprayed on the slurry layer formed on the surface of the wax mold to smooth the inside to form a face coat layer, and a coarse-grained stucco is sprayed on this face coat layer By forming a backup coat layer, a green shell composed of a face coat layer and a backup coat layer is formed, and then a wax mold in the green shell is melted off and fired to produce a precision casting mold. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、鋳物の一方向
凝固や単結晶化には冷却時により大きな温度勾配が要求
され、可能な限り肉厚の薄い精密鋳造鋳型が必要とな
る。従来の精密鋳造鋳型は、１５００℃以上の鋳造温度
のおける強度が十分でないことからなお一層の高強度鋳
型が求められており、またこの精密鋳造鋳型に１５００
℃以上の溶融金属を注ぎ、一方向凝固鋳造組織を形成す
るように鋳造した場合、得られた鋳物の鋳肌に鋳型材が
剥離して付着し、鋳物の致命的欠陥となったり、これを
除去するために多くの労力を必要とする。さらに精密鋳
造鋳型を製造する際に、生型シェル内の蝋型を加熱溶融
して脱臘するが、蝋型の加熱時に蝋型が膨張して生型シ
ェルに亀裂が発生することがあった。However, unidirectional solidification and single crystallization of a casting require a larger temperature gradient during cooling, and require a precision casting mold having the smallest possible wall thickness. Since the conventional precision casting mold does not have sufficient strength at a casting temperature of 1500 ° C. or more, an even higher strength mold is required.
When casting molten metal at a temperature of ℃ or more and casting to form a unidirectionally solidified casting structure, the mold material peels off and adheres to the casting surface of the resulting casting, resulting in a fatal defect in the casting or It requires a lot of effort to remove. Furthermore, when manufacturing a precision casting mold, the wax mold in the green mold shell is heated and melted and dewaxed, but when the wax mold is heated, the wax mold expands and cracks may occur in the green mold shell. .
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
脱臘時に蝋型の膨張により生型シェルに亀裂が発生する
ことなく、また生型シェルを焼成して得られた精密鋳造
鋳型が従来よりも一層高強度を有するべく研究を行なっ
た結果、（ａ）燐を２０〜１０００ｐｐｍ含むコロイダ
ルシリカにアルミナ粉末を懸濁させ、ｐＨを８〜１１に
調整してなるスラリーを作製し、このスラリーを用いて
通常の方法により精密鋳造鋳型を製造したところ、従来
よりも高強度の精密鋳造鋳型が得られる、（ｂ）燐を２
０〜１０００ｐｐｍ含むコロイダルシリカに、Ｔｉ酸化
物、Ｍｇ酸化物およびＣａ酸化物の内の１種または２種
以上を合計で８〜３３５ｐｐｍ含むアルミナ粉末を懸濁
させ、ｐＨを８〜１１に調整してなるスラリーを作製
し、このスラリーを用いて通常の方法により精密鋳造鋳
型を製造したところ、従来よりも高強度の精密鋳造鋳型
が得られ、また、この精密鋳造鋳型を用いて一方向凝固
組織を有する鋳物を作製すると、得られた鋳物表面に鋳
型材が付着することが少なく、表面が一層滑らかな鋳物
が得られる、（ｃ）前記（ａ）および（ｂ）に記載のス
ラリーを用いて通常の方法により精密鋳造鋳型を製造す
ると、脱臘工程において、生型シェルの亀裂発生がなく
なる、（ｄ）このスラリーのｐＨを８〜１１に調整する
には、ＮａおよびＫの内の１種または２種を合計で５０
〜５０００ｐｐｍの範囲内にあるように添加して調整す
ることができる、という知見を得たのである。Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
As a result of researching to prevent cracks from occurring in the green shell due to expansion of the wax mold during dewaxing and to make the precision casting mold obtained by firing the green shell have higher strength than before ( a) Alumina powder was suspended in colloidal silica containing 20 to 1000 ppm of phosphorus, a slurry was prepared by adjusting the pH to 8 to 11, and a precision casting mold was manufactured using the slurry by a usual method. A precision casting mold with higher strength than before can be obtained.
In colloidal silica containing 0 to 1000 ppm, alumina powder containing a total of 8 to 335 ppm of one or more of Ti oxide, Mg oxide and Ca oxide is suspended, and the pH is adjusted to 8 to 11. When a precision casting mold was manufactured by the usual method using this slurry, a high-strength precision casting mold was obtained, and a unidirectional solidification structure was obtained using the precision casting mold. (C) using a slurry according to the above (a) and (b), wherein a casting material having a small surface material is less likely to adhere to the obtained casting surface and a casting having a smoother surface is obtained. When a precision casting mold is manufactured by an ordinary method, cracking of the green shell is eliminated in the dewaxing step. (D) To adjust the pH of this slurry to 8 to 11, Na and K One or two internal total 50
It has been found that it can be added and adjusted so as to be within the range of ５5000 ppm.
【０００５】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、（１）燐を２０〜１０００ｐｐｍ含む
コロイダルシリカに骨材としてアルミナ粉末を懸濁さ
せ、ｐＨを８〜１１に調整してなる高強度精密鋳造鋳型
製造用スラリー、（２）燐を２０〜１０００ｐｐｍ含む
コロイダルシリカに、骨材として、Ｔｉ酸化物、Ｍｇ酸
化物およびＣａ酸化物の内の１種または２種以上を合計
で８〜３３５ｐｐｍ含むアルミナ粉末を懸濁させ、ｐＨ
を８〜１１に調整してなる高強度精密鋳造鋳型製造用ス
ラリー、（３）燐を２０〜１０００ｐｐｍ含むコロイダ
ルシリカに骨材としてアルミナ粉末を懸濁させ、さらに
ＮａおよびＫの内の１種または２種を合計で５０〜５０
００ｐｐｍの範囲内にあるように添加してｐＨを８〜１
１に調整してなる高強度精密鋳造鋳型製造用スラリー、
（４）燐を２０〜１０００ｐｐｍ含むコロイダルシリカ
に、骨材としてＴｉ酸化物、Ｍｇ酸化物およびＣａ酸化
物の内の１種または２種以上を合計で８〜３３５ｐｐｍ
含むアルミナ粉末を懸濁させ、さらにＮａおよびＫの内
の１種または２種を合計で５０〜５０００ｐｐｍの範囲
内にあるように添加してｐＨを８〜１１に調整してなる
高強度精密鋳造鋳型製造用スラリー、（５）前記（１）
〜（４）記載のスラリーを用いて作製した高強度精密鋳
造鋳型、に特徴を有するものである。The present invention has been made based on this finding. (1) Alumina powder is suspended as an aggregate in colloidal silica containing 20 to 1000 ppm of phosphorus, and the pH is adjusted to 8 to 11. (2) Colloidal silica containing 20 to 1000 ppm of phosphorus and one or more of Ti oxide, Mg oxide and Ca oxide as aggregates Alumina powder containing 8 to 335 ppm is suspended in
(3) Alumina powder is suspended as an aggregate in colloidal silica containing 20 to 1000 ppm of phosphorus, and one or more of Na and K or 50 types in total 50-50
PH within the range of 8 to 1
Slurry for manufacturing high-strength precision casting molds, adjusted to 1
(4) In colloidal silica containing 20 to 1000 ppm of phosphorus, one or more of Ti oxide, Mg oxide and Ca oxide are used as aggregates in a total amount of 8 to 335 ppm.
High-strength precision casting by suspending alumina powder containing Na and K and further adding one or two of Na and K so as to be within a range of 50 to 5000 ppm in total and adjusting the pH to 8 to 11. Slurry for mold production, (5) above (1)
A high-strength precision casting mold produced using the slurry according to any one of (1) to (4).
【０００６】前記（１）、（２）、（３）または（４）
記載のスラリーを用いて通常のロストワックス法により
前記（５）記載の高強度精密鋳造鋳型を製造することが
できる。したがって、この発明は、（６）前記（１）、
（２）、（３）または（４）記載のスラリーを蝋型の表
面に被覆してスラリー層を形成したのち、このスラリー
層の表面にアルミナスタッコを散布して蝋型の表面に生
型シェルを形成し、次いで、前記蝋型を溶融除去し焼成
する高強度精密鋳造鋳型の製造方法、（７）蝋型の表面
に前記（１）、（２）、（３）または（４）記載のスラ
リーを被覆してスラリー層を形成したのち、このスラリ
ー層の表面に微細粒径のアルミナスタッコを散布して蝋
型の表面にフェースコート層を形成し、このフェースコ
ート層の上にさらにスラリー層を形成したのち、このス
ラリー層の表面に粗大粒径のアルミナスタッコを散布す
ることによりバックアップコート層を形成して、フェー
スコート層およびバックアップコート層からなる生型シ
ェルを形成し、次いで、生型シェル内の蝋型を溶融除去
し焼成する高強度精密鋳造鋳型の製造方法、に特徴を有
するものである。The above (1), (2), (3) or (4)
The high-strength precision casting mold as described in the above (5) can be produced by the ordinary lost wax method using the slurry as described above. Therefore, the present invention provides (6) the above (1),
After coating the slurry of (2), (3) or (4) on the surface of the wax mold to form a slurry layer, alumina stucco is sprayed on the surface of the slurry layer and the raw shell is formed on the surface of the wax mold. A method for producing a high-strength precision casting mold in which the wax mold is melted and then fired, and (7) the method according to (1), (2), (3) or (4) above, on the surface of the wax mold. After coating the slurry to form a slurry layer, fine-grained alumina stucco is sprayed on the surface of the slurry layer to form a face coat layer on a wax-type surface, and a slurry layer is further formed on the face coat layer. After forming, a backup coat layer is formed by spraying alumina stucco having a large particle size on the surface of the slurry layer, and a green shell composed of a face coat layer and a backup coat layer is formed. In, and it has the characteristics of the wax pattern in the raw shell method of manufacturing a high strength precision casting mold for molten removed by firing, to.
【０００７】前記（７）記載の高強度精密鋳造鋳型の製
造方法で使用する微細粒径のアルミナスタッコの平均粒
径は０．１〜０．３ｍｍの範囲内にあることが好まし
く、さらに前記（７）の高強度精密鋳造鋳型の製造方法
で使用する粗大粒径のアルミナスタッコは平均粒径：
０．５〜１ｍｍの範囲内にあることが好ましい。したが
ってこの発明は、（８）前記微細粒径のアルミナスタッ
コは平均粒径：０．１〜０．３ｍｍを有し、前記粗大粒
径のアルミナスタッコは平均粒径：０．５〜１ｍｍを有
する前記（７）記載の高強度精密鋳造鋳型の製造方法、
に特徴を有するものである。The average particle size of the alumina stucco having a fine particle size used in the method for producing a high-strength precision casting mold described in (7) is preferably in the range of 0.1 to 0.3 mm. The coarse alumina stucco used in the method 7) for producing a high-strength precision casting mold has an average particle size of:
It is preferable that it is in the range of 0.5 to 1 mm. Therefore, according to the present invention, (8) the alumina stucco having the fine particle diameter has an average particle diameter of 0.1 to 0.3 mm, and the alumina stucco having the coarse particle diameter has an average particle diameter of 0.5 to 1 mm. (7) The method for producing a high-strength precision casting mold according to (7),
It is characterized by the following.
【０００８】前記（８）の高強度精密鋳造鋳型の製造方
法において、フェースコート層およびバックアップコー
ト層は、それぞれ１層または２層以上の複数層からなる
ことが好ましい。したがってこの発明は、（９）前記フ
ェースコート層を形成する操作を一回以上繰り返し、さ
らに前記バックアップコート層を形成する操作を１回以
上繰り返すことにより生型シェルを形成する前記（７）
記載の高強度精密鋳造鋳型の製造方法、に特徴を有する
ものである。In the method (8) for producing a high-strength precision casting mold, it is preferable that the face coat layer and the backup coat layer are each composed of one or two or more layers. Therefore, the present invention provides (9) the step of forming the green shell by repeating the operation of forming the face coat layer once or more, and further repeating the operation of forming the backup coat layer once or more.
The method is characterized by the method for manufacturing a high-strength precision casting mold described above.
【０００９】この発明の高強度精密鋳造鋳型の製造方法
において、フェースコート層は、前記（１）、（２）、
（３）または（４）記載のスラリーの中に蝋型を浸漬し
た後引き上げて蝋型の表面にスラリー層を形成したの
ち、このスラリー層の表面にアルミナスタッコを散布す
ることにより形成し、さらにこのようにして得られたフ
ェースコート層を有する蝋型を前記（１）、（２）、
（３）または（４）記載のスラリーに浸漬して蝋型の表
面のフェースコート層の上にさらにスラリー層を形成し
たのち、このスラリー層の表面に粗大粒径のアルミナス
タッコを散布することによりバックアップコート層を形
成し、フェースコート層およびバックアップコート層か
らなる生型シェルを形成する。次いで、生型シェル内の
蝋型を溶融除去し焼成することにより高強度精密鋳造鋳
型を製造することができる。In the method for manufacturing a high-strength precision casting mold according to the present invention, the face coat layer comprises the above (1), (2),
After immersing the wax mold in the slurry described in (3) or (4) and pulling it up to form a slurry layer on the surface of the wax mold, it is formed by spraying alumina stucco on the surface of the slurry layer. The wax mold having a face coat layer obtained in this manner was used in the above (1), (2),
A slurry layer is further formed on the face coat layer on the wax-type surface by dipping in the slurry described in (3) or (4), and then alumina stucco having a large particle size is sprayed on the surface of the slurry layer. A backup coat layer is formed, and a green shell composed of the face coat layer and the backup coat layer is formed. Next, a high-strength precision casting mold can be manufactured by melting and removing the wax mold in the green shell.
【００１０】この発明において、前記のごとく数値を限
定した理由を説明する。 （Ａ）燐の含有量 燐を含有したコロイダルシリカは、通常のコロイダルシ
リカに燐酸を添加することにより作製する。燐を含有し
たスラリーを使用して生型を作製すると、得られた生型
の強度は一層向上し、さらにこの生型を焼成して得られ
た精密鋳造鋳型の強度も向上するが、その含有量が２０
ｐｐｍ未満では所望の効果が得られず、一方、１０００
ｐｐｍを越えて含有するとスラリーのｐＨが低下し、ゲ
ル化の原因になったり、鋳物との反応に悪影響を与える
ので好ましくない。したがって、スラリーに含まれる燐
の含有量は２０〜１０００ｐｐｍに定めた。スラリーに
含まれる燐の含有量の一層好ましい範囲は１００〜５０
０ｐｐｍである。In the present invention, the reason for limiting the numerical values as described above will be described. (A) Phosphorus Content The colloidal silica containing phosphorus is produced by adding phosphoric acid to ordinary colloidal silica. When a green mold is produced using a slurry containing phosphorus, the strength of the green mold obtained is further improved, and the strength of the precision casting mold obtained by firing this green mold is also improved. Quantity 20
If the amount is less than 1 ppm, the desired effect cannot be obtained.
If the content exceeds ppm, the pH of the slurry is lowered, which causes gelation and adversely affects the reaction with the casting, which is not preferable. Therefore, the content of phosphorus contained in the slurry was set to 20 to 1000 ppm. A more preferable range of the phosphorus content in the slurry is 100 to 50.
It is 0 ppm.
【００１１】（Ｂ）スラリーのｐＨ スラリーのｐＨは燐酸の添加により、また骨材であるア
ルミナ粉末の添加により中性（ｐＨ：７）に近くなると
ころからＮａＯＨやＫＯＨの添加によりアルカリ側に調
整する。スラリーのｐＨが８より中性側になるとスラリ
ーのゲル化が進行し、生型強度の低下を招くので好まし
くなく、一方、スラリーのｐＨが１１を越えるにはＮａ
やＫを過度に添加しなければならず、ＮａやＫを過度に
添加するとＮａ2 ＯやＫ2 Ｏなどのソーダと呼ばれるガ
ラス相を形成し、鋳型の高温強度を低下させるので好ま
しくない。したがって、スラリーのｐＨは８〜１１に定
めた。スラリーのｐＨの一層好ましい範囲は８．５〜１
０である。スラリーのｐＨを８〜１１に調整するにはＮ
ａやＫを添加することにより調整するが、そのためには
ＮａやＫを５０〜５０００ｐｐｍの範囲内で添加する。(B) pH of the slurry The pH of the slurry is adjusted to an alkaline side by adding NaOH or KOH from a place near neutrality (pH: 7) by adding phosphoric acid and by adding alumina powder as an aggregate. I do. If the pH of the slurry is more neutral than 8, gelation of the slurry proceeds and the green mold strength is lowered, which is not preferable. On the other hand, if the pH of the slurry exceeds 11, Na
And K must be added excessively, and excessive addition of Na or K is not preferable because a glass phase called soda such as Na 2 O or K 2 O is formed and the high-temperature strength of the mold is reduced. Therefore, the pH of the slurry was set to 8-11. A more preferred range for the pH of the slurry is 8.5-1.
0. N to adjust the slurry pH to 8-11
Adjustment is made by adding a or K. For that purpose, Na or K is added in the range of 50 to 5000 ppm.
【００１２】（Ｃ）骨材 コロイダルシリカに懸濁させる骨材としては、アルミナ
粉末が好ましく、Ｔｉ酸化物、Ｍｇ酸化物およびＣａ酸
化物の内の１種または２種以上を合計で８〜３３５ｐｐ
ｍ含むアルミナ粉末が一層好ましい。特にＴｉ酸化物、
Ｍｇ酸化物およびＣａ酸化物の内の１種または２種以上
を合計で８〜３３５ｐｐｍ含むアルミナ粉末を懸濁させ
たスラリーを用いて作製した鋳型は、鋳型剥離が抑制さ
れ、鋳型の特性を一層向上させることができる。(C) Aggregate The aggregate to be suspended in colloidal silica is preferably alumina powder, and one or more of Ti oxide, Mg oxide and Ca oxide are 8-335 pp in total.
Alumina powder containing m is more preferred. Especially Ti oxide,
A mold prepared using a slurry in which alumina powder containing a total of 8 to 335 ppm of one or more of Mg oxide and Ca oxide is suppressed, mold separation is suppressed, and the characteristics of the mold are further improved. Can be improved.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】３０％ＳｉＯ2 含有する市販のコ
ロイダルシリカに燐酸を添加し、さらに、ＮａＯＨおよ
びＫＯＨを燐酸の添加することにより、表１に示される
割合でＰ、ＮａおよびＫを含有したコロイダルシリカＡ
〜Ｉを作製した。得られたコロイダルシリカの分析は日
本ジャーレルアッシュ社製発光分光分析（ＩＣＰ）装置
にかけて行った。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Phosphoric acid is added to commercially available colloidal silica containing 30% SiO 2 , and NaOH and KOH are added to phosphoric acid to contain P, Na and K in the proportions shown in Table 1. Colloidal silica A
~ I were produced. The obtained colloidal silica was analyzed using an emission spectroscopy (ICP) apparatus manufactured by Nippon Jarrell Ash Co., Ltd.
【００１４】[0014]
【表１】 （＊印しはこの発明の条件から外れていることを示す。）[Table 1] (Asterisks indicate that the conditions are outside the requirements of the present invention.)
【００１５】さらに、骨材として表２に示される成分組
成を有し、粒度：−３２５メッシュおよび−１００メッ
シュのアルミナ粉末ａ〜ｆを用意した。Further, alumina powders a to f having the component composition shown in Table 2 and having a particle size of -325 mesh and -100 mesh were prepared as aggregates.
【００１６】[0016]
【表２】 [Table 2]
【００１７】前記表２に示される組成を有し、粒度：−
３２５メッシュおよび−１００メッシュのアルミナ粉末
ａ〜ｆを、表１に示されるコロイダルシリカＡ〜Ｉに対
して表３に示される割合で添加し、コロイダルシリカに
−３２５メッシュおよび−１００メッシュのアルミナ粉
末を懸濁させたフェースコート用スラリー〜作製
し、得られたフェースコート用スラリー〜のｐＨを
測定し、その結果を表３に示した。It has the composition shown in Table 2 above, and has a particle size of-
325 mesh and -100 mesh alumina powders a to f were added to the colloidal silicas A to I shown in Table 1 at the ratios shown in Table 3, and the colloidal silica was added with -325 mesh and -100 mesh alumina powders. Was prepared, and the pH of the obtained slurry for face coat was measured. The results are shown in Table 3.
【００１８】さらに、表２に示される組成を有し、粒
度：−３２５メッシュおよび−１００メッシュのアルミ
ナ粉末ａ〜ｆを、表１に示されるコロイダルシリカＡ〜
Ｉに表４に示される割合で添加して、コロイダルシリカ
に−３２５メッシュおよび−１００メッシュのアルミナ
粉末を懸濁させたバックアップ用スラリー´〜´を
作製し、得られたバックアップ用スラリー´〜´の
ｐＨを測定し、その結果を表４に示した。Further, alumina powders a to f having the composition shown in Table 2 and having a particle size of -325 mesh and -100 mesh were combined with the colloidal silicas A to
I at the ratio shown in Table 4 to prepare backup slurries '-' in which -325 mesh and -100 mesh alumina powders were suspended in colloidal silica, and the obtained backup slurries '-' were obtained. Was measured, and the results are shown in Table 4.
【００１９】[0019]
【表３】 [Table 3]
【００２０】[0020]
【表４】 [Table 4]
【００２１】実施例１〜６ 一方、幅：１００ｍｍ、厚さ：１０ｍｍ、長さ：１８０
ｍｍの寸法を有する板状のワックス模型を用意し、この
ワックス模型に表３に示されるフェースコート用スラリ
ー〜を被覆してスラリー層を形成し、このスラリー
層に平均粒径０．２ｍｍのアルミナスタッコを散布して
一層のフェースコート層を形成し、さらにこのフェース
コート層の上にバックアップ用スラリー´〜´を被
覆してスラリー層を形成し、このスラリー層に平均粒径
０．７５ｍｍのアルミナスタッコを散布してバックアッ
プコート層を形成し、このバックアップコート層の形成
は７層まで行い、ついで、温度：１００℃に加熱して脱
臘することにより２個の生型を作製した。Examples 1 to 6 On the other hand, width: 100 mm, thickness: 10 mm, length: 180
A plate-like wax model having a size of 1 mm is prepared, and a slurry layer is formed by coating the wax model with the slurry for face coating shown in Table 3 to form a slurry layer. Stucco is sprinkled to form one face coat layer, and further, backup slurry ´ to ´ are coated on the face coat layer to form a slurry layer, and the slurry layer has an alumina having an average particle size of 0.75 mm. Stucco was sprinkled to form a backup coat layer. This backup coat layer was formed up to seven layers, and then heated to a temperature of 100 ° C. and dewaxed to produce two green molds.
【００２２】加熱して脱臘する際にワックス模型が膨張
し、生型に亀裂が発生することがあるところから、脱臘
して得られた生型に亀裂が発生しているか否かを目視に
て検査し、さらに２個の生型の内の一方の生型から幅：
２０ｍｍ、厚さ：７ｍｍ、長さ：１００ｍｍの寸法を有
する生型試験片を切り出し、常温にて３点曲げ抗折試験
を行い、その結果を表５〜６に示すことにより生型強度
の評価を行った。When the wax model is expanded by heating and dewaxing, cracks may be generated in the green mold, and it is visually determined whether or not the green mold obtained by dewaxing has cracks. And width from one of the two molds:
A green test specimen having dimensions of 20 mm, thickness: 7 mm, and length: 100 mm was cut out and subjected to a three-point bending test at room temperature, and the results are shown in Tables 5 to 6 to evaluate the green mold strength. Was done.
【００２３】さらに、前記生型試験片を温度：８００℃
で８時間加熱保持することにより焼成して鋳型試験片を
作製し、この鋳型試験片に温度：１５５０℃にて５ｋｇ
の負荷を与え、試験片の変形量が２ｍｍに至るまでの時
間を測定し、その結果を表５〜６に示すことにより鋳型
のクリープ強度を評価した。Further, the raw test piece was heated at a temperature of 800 ° C.
By heating and holding for 8 hours to produce a mold test piece.
, And the time required for the deformation of the test piece to reach 2 mm was measured, and the results are shown in Tables 5 to 6 to evaluate the creep strength of the mold.
【００２４】次に、他方の生型を温度：８００℃で８時
間加熱保持することにより焼成して鋳型を作製し、この
鋳型にＣｒ：１０％，Ｃｏ：６％，Ｍｏ：０．５％，
Ｗ：６％，Ｔａ：６％，Ａｌ：５％，Ｔｉ：２％を含有
し、残部Ｎｉおよび不可避不純物からなるＮｉ基合金を
溶解し、１５００℃で２００ｍｍ／ｍｉｎ．の速度で２
時間かけて引き下げを行う一方向凝固鋳造を行っ後、型
ばらしを行い、鋳物表面に鋳型のが剥離して付着してい
るか否かを目視にて観察し、その結果を表５〜６に示
し、さらに型ばらしを行った鋳物の鋳型が付着していな
い部分を選び、表面粗さ計を用いて表面粗さを測定し、
その結果を表５〜６に示した。Next, the other green mold was heated and maintained at a temperature of 800 ° C. for 8 hours to produce a mold, which was then subjected to the following steps: Cr: 10%, Co: 6%, Mo: 0.5%. ,
W: 6%, Ta: 6%, Al: 5%, Ti: 2%, and a Ni-based alloy consisting of the balance of Ni and unavoidable impurities is melted. At the speed of 2
After performing one-way solidification casting in which the lowering is performed over time, the mold is separated, and it is visually observed whether or not the mold is separated and adhered to the casting surface, and the results are shown in Tables 5 to 6. , Furthermore, select the part where the mold of the casting that has been unmolded is not attached, measure the surface roughness using a surface roughness meter,
The results are shown in Tables 5 and 6.
【００２５】さらに、得られた燐を含む鋳型がＮｉ基合
金溶湯と激しく反応するようでは困るところから、鋳造
して得られた一方向凝固鋳物を２０ｍｍ×２０ｍｍ大き
さに切り出し、鋳物表面に形成された反応層の厚さを測
定し、反応層の厚さを表５〜６に示して鋳型と鋳物との
反応性を評価した。Further, since it is difficult for the obtained phosphorus-containing mold to react violently with the molten Ni-base alloy, the unidirectionally solidified casting obtained by casting is cut into a size of 20 mm × 20 mm and formed on the casting surface. The thickness of the reaction layer thus obtained was measured, and the thickness of the reaction layer was shown in Tables 5 to 6 to evaluate the reactivity between the mold and the casting.
【００２６】比較例１〜２ 表３に示されるフェースコート用スラリー〜および
バックアップ用スラリー´〜´を用いて実施例１〜
６と同様にして生型試験片、鋳型試験片および鋳型を作
製し、各種の測定を行い、それらの結果を表６に示し
た。Comparative Examples 1 and 2 Examples 1 to 3 were carried out using the slurry for face coat and the slurry for back up shown in Table 3
A green test piece, a mold test piece, and a mold were prepared in the same manner as in No. 6, and various measurements were performed. The results are shown in Table 6.
【００２７】従来例 表３に示されるフェースコート用スラリーおよびバッ
クアップ用スラリー´を用いて実施例１〜６と同様に
して生型試験片、鋳型試験片および鋳型を作製し、各種
の測定を行い、それらの結果を表６に示した。Conventional Example Using the slurry for face coat and the slurry for back-up shown in Table 3, a green test piece, a mold test piece and a mold were prepared in the same manner as in Examples 1 to 6, and various measurements were made. Table 6 shows the results.
【００２８】[0028]
【表５】 [Table 5]
【００２９】[0029]
【表６】 [Table 6]
【００３０】[0030]
【発明の効果】表１〜６に示される結果から、実施例１
〜６で作製した生型には脱蝋時の亀裂発生は全く無く、
さらに焼成して得られた鋳型の強度は従来例で作製した
鋳型に比べて、生型強度、クリープ強度、鋳型剥離性、
鋳物との反応層厚さ、および得られた鋳物の平均粗さな
どがいずれも優れていることが分かる。しかし、この発
明の条件から外れた比較例１〜２で作製した鋳型は、少
なくとも一つの好ましくない結果が得られることも分か
る。前述のように、この発明は、従来よりも優れた鋳型
を提供することができ、産業上優れた効果をもたらすも
のである。According to the results shown in Tables 1 to 6, Example 1 was obtained.
No cracks were generated at the time of dewaxing on the green molds prepared in ~ 6,
Furthermore, the strength of the mold obtained by firing is lower than that of the mold produced in the conventional example, in green mold strength, creep strength, mold releasability,
It can be seen that the reaction layer thickness with the casting and the average roughness of the obtained casting are all excellent. However, it can also be seen that the molds prepared in Comparative Examples 1-2 deviating from the conditions of the present invention provide at least one undesirable result. As described above, the present invention can provide a mold superior to the related art, and brings about an industrially superior effect.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−339538（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−155503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−32423（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−319039（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−234613（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−12415（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−296386（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 1/00 - 9/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-339538 (JP, A) JP-A-9-155503 (JP, A) JP-A-51-32423 (JP, A) JP-A-4- 319039 (JP, A) JP-A-6-234613 (JP, A) JP-A-8-12415 (JP, A) JP-A-10-296386 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B22C 1/00-9/30
Claims (8)
ルシリカに、骨材としてアルミナ粉末を懸濁させ、ｐＨ
を８〜１１に調整してなることを特徴とする高強度精密
鋳造鋳型製造用スラリー。An alumina powder as an aggregate is suspended in colloidal silica containing 20 to 1000 ppm of phosphorus.
The slurry for manufacturing a high-strength precision casting mold, wherein the slurry is adjusted to 8 to 11.
ルシリカに、骨材としてＴｉ酸化物、Ｍｇ酸化物および
Ｃａ酸化物の内の１種または２種以上を合計で８〜３３
５ｐｐｍ含むアルミナ粉末を懸濁させ、ｐＨを８〜１１
に調整してなることを特徴とする高強度精密鋳造鋳型製
造用スラリー。2. A colloidal silica containing 20 to 1000 ppm of phosphorus and one or more of Ti oxide, Mg oxide and Ca oxide as aggregates in total of 8 to 33.
Alumina powder containing 5 ppm is suspended and the pH is 8-11.
A slurry for producing high-strength precision casting molds, characterized by being adjusted to:
計で５０〜５０００ｐｐｍの範囲内にあるように添加し
てｐＨを８〜１１に調整したことを特徴とする請求項１
または２記載の高強度精密鋳造鋳型製造用スラリー。3. The pH is adjusted to 8 to 11 by adding one or two of Na and K so as to be within a range of 50 to 5000 ppm in total.
Or the slurry for producing a high-strength precision casting mold according to 2 above.
用いて作製したことを特徴とする高強度精密鋳造鋳型。4. A high-strength precision casting mold produced using the slurry according to claim 1, 2 or 3.
蝋型の表面に被覆してスラリー層を形成したのち、この
スラリー層の表面にアルミナスタッコを散布して蝋型の
表面に生型シェルを形成し、次いで、前記蝋型を溶融除
去し焼成することを特徴とする高強度精密鋳造鋳型の製
造方法。5. A slurry layer is formed by coating the slurry of claim 1, 2 or 3 on the surface of a wax mold, and then alumina stucco is sprayed on the surface of the slurry layer to form a raw mold on the wax mold surface. A method for producing a high-strength precision casting mold, comprising forming a shell, and then melting and removing the wax mold and firing.
蝋型の表面に被覆してスラリー層を形成したのち、この
スラリー層の表面に微細粒径のアルミナスタッコを散布
して蝋型の表面にフェースコート層を形成し、 このフェースコート層の上にさらに請求項１、２または
３記載のスラリーを用いてスラリー層を形成したのち、
このスラリー層の表面に粗大粒径のアルミナスタッコを
散布することによりバックアップコート層を形成して、
フェースコート層およびバックアップコート層からなる
生型シェルを形成し、次いで、生型シェル内の蝋型を溶
融除去し焼成することを特徴とする高強度精密鋳造鋳型
の製造方法、6. A slurry layer is formed by coating the slurry of claim 1, 2 or 3 on the surface of a wax mold, and then alumina stucco having a fine particle diameter is sprayed on the surface of the slurry layer to form a wax mold. After forming a face coat layer on the surface, and further forming a slurry layer on the face coat layer using the slurry according to claim 1, 2 or 3,
A backup coat layer is formed by spraying alumina stucco having a large particle size on the surface of the slurry layer,
Forming a green shell composed of a face coat layer and a backup coat layer, and then a method for producing a high-strength precision casting mold, which comprises melting and removing and firing a wax mold in the green shell;
粒径：０．１〜０．３ｍｍを有し、前記粗大粒径のアル
ミナスタッコは平均粒径：０．５〜１ｍｍを有すること
を特徴とする請求項６記載の高強度精密鋳造鋳型の製造
方法。7. The alumina stucco having a fine particle diameter has an average particle diameter of 0.1 to 0.3 mm, and the alumina stucco having a large particle diameter has an average particle diameter of 0.5 to 1 mm. The method for producing a high-strength precision casting mold according to claim 6.
１回以上繰り返し、さらに前記バックアップコート層を
形成する操作を１回以上繰り返すことにより生型シェル
を形成することを特徴とする請求項６記載の高強度精密
鋳造鋳型の製造方法。8. The green shell is formed by repeating the operation of forming the face coat layer one or more times, and further repeating the operation of forming the backup coat layer one or more times. Manufacturing method of high strength precision casting mold.
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