JPH035040A - ロウ型鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ この発明は、中子を用いて中空部品を鋳造するロウ型鋳
造方法に係り、詳しくは１．ロウ型成形時の中子破損を
未然に防止できる技術に関する。

［従来の技術］ ロウ型鋳造方法は、複雑な三次元形状の量産が容易で、
また、寸法精度が高くて内部欠陥も少ない等の長所を有
するため、例えば、航空機エンジンのタービンブレード
等、通常の機械加工では製造が困難な機械部品の製造に
広く用いられている。

ところで、上記ロウ型鋳造方法によって鋳造されるター
ビンブレード等の機械部品においては、冷却能の増大及
び軽量化等の要請から部品内部に中空部を設ける場合が
ある。−の中空部を上記ロウ型鋳造方法で製造する方法
としては、従来より、セラミックス製の中子をロウ型に
埋め込んで鋳造を行う方法が知られており、以下、その
一般的な工程を第３図ないし第６図を参照して簡略に説
明する。

ロウ型鋳造方法によって薄肉中空部品を鋳造するには、
まず、第３図及び第４図に示すように、溶融シリカ等の
セラミックスを原料として所定寸法の中子ｌを成形し、
ついで鋳造すべき部品の中空部形状に対応して、中子１
に貫通孔２、溝部３及び薄肉部４を形成する。

次に、第５図に示すように、中子１を、鋳造すべき部品
の外表面輪郭と同一形状をなす空隙５ａか形成された金
型５の内部に組み込む。この後、金型５に形成された流
路６を介して空隙５ａ内部にロウ型の原料となるロウ材
を注入することにより、第６図に示すように、中子１が
埋め込まれたロウ型７を成形する。なお、ロウ材の注入
には通常インジェクションマシンか用いられ、その注入
圧力は１０〜数１０　ｋｇｆ／ｃｍ２程度に設定される
。

以」二のように成形された複数のロウ型７を樹枝状に組
み立ててワックスパタンを形成し、このワックスパタン
の周囲に、インベストメント法若しくはセラミックシェ
ルモールド法により模型（図示路）を形成する。そして
、模型内に埋め込まれた各ロウ型７を、上記中子ｌを残
して溶出し、ついで、模型を９００〜１２００’ｃの温
度で焼成して内部に残存する有機成分を除去し、この後
、ロウ型７の溶出によって模型内に形成された空隙に溶
湯を注湯する。

溶湯を注湯した後、溶湯の冷却を待ってから鋳型を落と
して樹枝状に連なった鋳造ツリーを取り出し、この鋳造
ツリーを切り離すことにより、外形輪郭が所定の部品形
状と同一て、内部に中子１が鋳込まれた鋳造品を得る。

そして、この鋳造品をアルカリ溶液に浸して中子１を溶
解させることにより、鋳造品に所定形状の中空部を形成
する。

［発明か解決しようとする課題］ ところて、上述した従来の鋳造方法においては、ロウ型
７を成形する際のロウ材注入圧力か上述したように１０
　ｋｇｆ／ｃｍ’を超える高い圧力であるため、中子１
の脆弱部、すなわち、貫通孔２、溝部３あるいは薄肉部
４周囲の強度か弱い部分に極めて大きい応力か集中する
。このため、中子１が破損してロウ型内に埋め込まれる
中子ｌの位置か変化し、この結果、中空部形状の変形及
び折損等を招いて歩留率か著しく悪化するという欠点か
あった。

また、ロウ材注入の際、ロウ材の流れか」１記貫通孔２
等によって乱されるため、特に、中子１の表面形状かそ
の上下で異なっているような場合には、ロウ材から受け
る圧力が中子１の」１下方向において一致せず、この結
果、中子ｌか強い曲げ作用を受けて金型５との嵌合部分
から折損することもあった。

このような中子１の破損を回避するには、ロウ材の注入
圧力を低くすることか最も効果的であるが、注入圧力の
減少に伴ってロウ材と金型５の空隙部５ａ内壁との密着
性が悪化してロウ型７表面の面粗度が劣化し、ひいては
鋳造される鋳造品の鋳肌にまで影響が及んでしまうため
、製品歩留率を改善させるには至らない。

この発明は、このような背景の下になされたもので、ロ
ウ型を成形する際の中子の破損事故を未然に防止して、
製品歩留率を改善できるロウ型鋳造方法を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためにこの発明は、上記中子を金型
内に組み込む際に、上記中子の脆弱部を、上記ロウ材よ
りも融点の低い緩衝材で覆うものである。ここで、中子
の脆弱部とは、中子に形成される貫通孔、溝部あるいは
薄肉部等、強度が弱い部分をいう。

［作用］ 上記構成によれば、中子の脆弱部が緩衝材で覆われるの
で、ロウ材の注入圧力は、脆弱部に集中することなく全
体に分散して作用し、これにより脆弱部における応力集
中が回避される。

［実施例］ 以下、第１図及び第２図を参照して、本発明の詳細な説
明する。なお、本実施例のロウ型鋳造方法は、上述した
第３図及び第４図に示す中子１を用いて薄肉中空部品を
鋳造する場合におけるロウ型成形工程の改善に関するも
のであり、従来例と重複する部分については、その説明
を省略する。

第１図に示すように、ロウ型を成形するに際しては、ま
ず、中子１の脆弱部、すなわち、貫通孔２、溝部３及び
薄肉部４の周囲の強度か弱い部分を緩衝材１０で覆う。

緩衝材１０の材質としては、ロウ型の原料となるロウ材
よりも低融点のロウ材あるいは接着剤等を用いることか
できるか、ロウ型を模型で覆った後に行われる焼成工程
で除去できない有害物質を含まないことに注意を払う必
要かある。この条件を満たす具体的材質としては、ロウ
材を用いる場合には、ビーズワックス、牛ヤンテ゛ラワ
ックス、パラフィンワックス、ステアリン酸等か、接Ｉ
Ｊを用いる場合には、熱可塑性樹脂（ポリプロピレン、
アクリル系樹脂、ポリビニールアルコール等）か挙げら
れる。

また、緩衝材１０の融点については、ロウ材の融点より
も低いことを条件とするが、その絶対温度については、
常温よりも６０°Ｃ〜７０°Ｃ程度高いものとすること
か好ましい。これは、融点が過度に高いと、模型形成後
にロウ材を溶出させる際に、緩衝材１０が大きく膨張し
て中子ｌを破壊するおそれか生じるからである。

さらに、緩衝材１０の被覆厚さについては、なるべく厚
く設定することが好ましいが、過度に厚いと、後述する
中子１を金型５に組み込む際に、緩衝材１０か金型５の
空隙部５ａの内壁と干渉して中子１か破損する場合があ
るので注意を要する。

第２図に示すように、中子１の脆弱部を緩衝材１０で覆
った後、中子１を金型５の空隙部５ａの所定位置に組み
込む。そして、金型５の流路６を介して空隙部５ａにロ
ウ材を注入し、ロウ型を成形する。この後、ロウ型を取
り出して、以下、」二連した従来例と同様に溶解を行っ
て所定の薄肉鋳造部品を成形する。

本実施例によれば、ロウ型を成形する際のロウ材の注入
圧力は、中子１の上記脆弱部か緩衝材ＩＯに覆われてい
るため、これら脆弱部に集中することなく中子■の全面
に渡ってほぼ均一に作用する。このため、ロウ材の注入
圧力を降下させることなく、中子１に作用する応力を均
一化させて中子１の破損を未然に回避でき、この結果、
製品歩留率が改善されるという優れた効果を奏する。

なお、上記実施例では、緩衝材工０がロウ型内に埋め込
まれるか、緩衝材１０の融点がロウ材よりも低いから、
ロウ型の溶出工程においてロウ材と共に溶出するので何
等問題はない。

８〜 また、中子１の表面形状が上下で異なる場合には、緩衝
材１０の被覆形状を中子１の上下面で一致させておけば
、ロウ材の流れの乱れによる圧力変化か上下で一致して
中子１に作用する曲げ応力か解消するので１、中子１の
金型５との嵌合部分からの折損を未然に回避できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、緩衝材によっ
て中子の脆弱部への応力集中が回避されるので、ロウ型
を成形する際のロウ材注入圧力を降下させることなく、
中子の破損を未然に防止して製品歩留率を改善できると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は金型に組み込まれる直前の中子の平面図、第２図は
中子を金型内に組み込んだ状態を示す断面図、第３図は
中子の平面図、第４図は中子の断面図、第５図は従来技
術で金型内に中子を組み込んだ状態を示す断面図、そし
て第６図はろう型の平面図である。 ■・・・・中子、５・・・・・・金型、７・ｌＯ・・・
・緩衝材。 ロウ型、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金型内に中子を組み込んだ後に金型内にロウ材を注入し
   て中子が埋め込まれたロウ型を成形し、このロウ型の周
   囲に鋳型を形成して上記ロウ材を溶出し、この後、上記
   鋳型内に溶湯を注湯し、上記中子を溶出して所定の中空
   部品を鋳造するロウ型鋳造方法において、 上記中子を金型内に組み込む際に、上記中子の脆弱部を
   、上記ロウ材よりも融点の低い緩衝材で覆うことを特徴
   とするロウ型鋳造方法。