JPH04178234A - 活性金属精密鋳造用無機バインダー及び鋳型材 - Google Patents
活性金属精密鋳造用無機バインダー及び鋳型材Info
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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。
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）
本発明は、活性金属精密鋳造用無機バインダーおよび活
性金属精密鋳造用鋳型材に関する。
性金属精密鋳造用鋳型材に関する。
（従来の技術）
チタン合金に代表される活性金属の鋳造は、１６００°
Ｃ以上の高温で行なわれることから鋳型材料に高融点の
酸化物粉末かフィラーとして要求されるようになり、シ
リカ、ジルコン等から、より高融点なジルコニア、カル
シア等かフィラーとして適用される傾向にある。
Ｃ以上の高温で行なわれることから鋳型材料に高融点の
酸化物粉末かフィラーとして要求されるようになり、シ
リカ、ジルコン等から、より高融点なジルコニア、カル
シア等かフィラーとして適用される傾向にある。
鋳型に焼結強度を付与する無機バインダーとしては、従
来はコロイダルシリカを用いる方法（特開昭６ｌ−２１
６８３３）か−膜内であったが、少量であっても、バイ
ンダーにコロイダルシリカを使用すると、シリカかチタ
ン合金を酸化し、チタン合金の表面に汚染層を形成する
問題かあった。
来はコロイダルシリカを用いる方法（特開昭６ｌ−２１
６８３３）か−膜内であったが、少量であっても、バイ
ンダーにコロイダルシリカを使用すると、シリカかチタ
ン合金を酸化し、チタン合金の表面に汚染層を形成する
問題かあった。
この酸化反応を抑制する手段として、無機バインダーと
して酸安定化された水性ジルコニアゾルを用いる方法（
特開昭５８−２０４８６５）か知られている。さらに、
塩基性耐火物であるカルシアやカルシア安定化ジルコニ
アをフィラーとした場合、酸安定化された水性ジルコニ
アゾルかゲル化を起こしやすい欠点を有しているので、
カルシアやカルシア安定化ジルコニアと混合しても長期
間安定なゾルとして、塩基性ジルコニアゾルを無機バイ
ンダーとして用いる方法（特開平２−１６７８２６）か
提案されている。
して酸安定化された水性ジルコニアゾルを用いる方法（
特開昭５８−２０４８６５）か知られている。さらに、
塩基性耐火物であるカルシアやカルシア安定化ジルコニ
アをフィラーとした場合、酸安定化された水性ジルコニ
アゾルかゲル化を起こしやすい欠点を有しているので、
カルシアやカルシア安定化ジルコニアと混合しても長期
間安定なゾルとして、塩基性ジルコニアゾルを無機バイ
ンダーとして用いる方法（特開平２−１６７８２６）か
提案されている。
（発明か解決しようとする課題）
上記の塩基性ジルコニアゾルを用いる方法は、カルシア
やカルシア安定化ジルコニアと混合しても安定なことか
ら、作業性は良好である。
やカルシア安定化ジルコニアと混合しても安定なことか
ら、作業性は良好である。
しかし、鋳型の焼結時、１１００°Ｃ付近までの中間領
域において、鋳型の強度か低下するため、特に、複雑形
状を持つ鋳型を歩留りよく製造できない欠点を有してい
た。
域において、鋳型の強度か低下するため、特に、複雑形
状を持つ鋳型を歩留りよく製造できない欠点を有してい
た。
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、無機バインダーとして塩基性ジルコニアゾル
を用いる方法において、塩基性ジルコニアゾルの二次粒
子径が特定範囲のものを用いると作業性か良好で、かつ
、鋳造後、金属表面の酸素汚染を最小限にととめ、しか
も１１００°Ｃの焼成て鋳型の強度か下降せず、１４０
０°Ｃ焼成で高強度を得ることを見出し、本発明を完成
した。
した結果、無機バインダーとして塩基性ジルコニアゾル
を用いる方法において、塩基性ジルコニアゾルの二次粒
子径が特定範囲のものを用いると作業性か良好で、かつ
、鋳造後、金属表面の酸素汚染を最小限にととめ、しか
も１１００°Ｃの焼成て鋳型の強度か下降せず、１４０
０°Ｃ焼成で高強度を得ることを見出し、本発明を完成
した。
本発明の目的は、作業性か良好で、かつ、鋳造後、金属
表面の酸素汚染を最小限にととめ、しかも、１１００°
Ｃの焼成で鋳型の強度が下降しない、活性金属の精密鋳
造用無機バインダーおよび活性金属精密鋳造用鋳型材の
提供にある。
表面の酸素汚染を最小限にととめ、しかも、１１００°
Ｃの焼成で鋳型の強度が下降しない、活性金属の精密鋳
造用無機バインダーおよび活性金属精密鋳造用鋳型材の
提供にある。
（発明を解決するための手段）
即ち、本発明はジルコニアゾルよりなる活性金属精密鋳
造用無機バインダーにおいて、ジルコニアゾルが、二次
粒子径２〜３０ｍμで、かつ、ｐＨ７〜１２の間で安定
な水性ジルコニアゾルであることを特徴とする活性金属
精密鋳造用無機バインダーに関する。
造用無機バインダーにおいて、ジルコニアゾルが、二次
粒子径２〜３０ｍμで、かつ、ｐＨ７〜１２の間で安定
な水性ジルコニアゾルであることを特徴とする活性金属
精密鋳造用無機バインダーに関する。
また、本発明は、耐火物粉末、有機バインダー、無機バ
インダー、界面活性剤および消泡剤等からなるスラリー
を使用する活性金属精密鋳造用鋳型材において、無機バ
インダーが、二次粒子径２〜３０ｍμで、かつ、ｐＨ７
〜１２の間で安定な水性ジルコニアゾルであることを特
徴とする活性金属精密鋳造用鋳型材に関する。
インダー、界面活性剤および消泡剤等からなるスラリー
を使用する活性金属精密鋳造用鋳型材において、無機バ
インダーが、二次粒子径２〜３０ｍμで、かつ、ｐＨ７
〜１２の間で安定な水性ジルコニアゾルであることを特
徴とする活性金属精密鋳造用鋳型材に関する。
本発明の無機バインダーとして用いる、水性ジルコニア
ゾルは、二次粒子径が２〜３０ｍμ、より望ましくは２
〜２０ｍμで、かつ、ｐＨ７〜１２、より望ましくはｐ
Ｈ７〜ｌＯて安定な水性ジルコニアゾルである。
ゾルは、二次粒子径が２〜３０ｍμ、より望ましくは２
〜２０ｍμで、かつ、ｐＨ７〜１２、より望ましくはｐ
Ｈ７〜ｌＯて安定な水性ジルコニアゾルである。
本発明で用いるジルコニアゾルは、例えは、特開昭６１
−２１６８３３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、測定した粒子径が、２〜３０ｍ
μで、かつ、ｐＨ２〜４、濃度１０〜２０％の酸性ジル
コニアゾルを、特開平２−１６７８２６号公報に示され
た方法でアルカリ化し、１０〜４０％に濃縮することて
得ることがてきる。
−２１６８３３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、測定した粒子径が、２〜３０ｍ
μで、かつ、ｐＨ２〜４、濃度１０〜２０％の酸性ジル
コニアゾルを、特開平２−１６７８２６号公報に示され
た方法でアルカリ化し、１０〜４０％に濃縮することて
得ることがてきる。
本発明の活性金属精密鋳造用鋳型材は、次の方法で製造
される。
される。
濃度を調整して最適化を図った上記の塩基性ジルコニア
ゾルと、耐火物、有機バインダー、界面活性剤、消泡剤
、よりなるスラリーに、あらかじめ、作製したロウ型を
浸漬する。その後、スタッフ材とよばれる、耐火物の粉
末をふりかけ、乾燥する。この操作を数回繰返した後、
脱ロウする。
ゾルと、耐火物、有機バインダー、界面活性剤、消泡剤
、よりなるスラリーに、あらかじめ、作製したロウ型を
浸漬する。その後、スタッフ材とよばれる、耐火物の粉
末をふりかけ、乾燥する。この操作を数回繰返した後、
脱ロウする。
脱ロウ後、１４００〜１６００°Ｃで焼成し鋳型を得る
。
。
ロウ型を浸漬するスラリー中の塩基性ジルコニアゾルの
割合は重量％て１０〜４０％である。スラリーは、耐火
物および、耐火物混合物の粒度分布に応じて製造するこ
とかできる。
割合は重量％て１０〜４０％である。スラリーは、耐火
物および、耐火物混合物の粒度分布に応じて製造するこ
とかできる。
耐火物としては、アルミナ、ジルコニア、電融カルシア
、焼結カルシア、電融カルシア安定化ジルコニア、電融
マグネシア安定化ジルコニア、ジルコン、イツトリア、
チタニア、ジルコニウム酸カルシウム、イツトリア安定
化ジルコニア、ムライト、セリア、アルミン酸リチウム
、チタン酸リチウム、アルミン酸カルシウム、ベリリア
、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、アルミ
ン酸カルシウム、および、ジルコニアゾルと焼結する耐
火物のうちから選ばれる、一種または、−種以上の耐火
物および、耐火物混合物を用いることかできる。
、焼結カルシア、電融カルシア安定化ジルコニア、電融
マグネシア安定化ジルコニア、ジルコン、イツトリア、
チタニア、ジルコニウム酸カルシウム、イツトリア安定
化ジルコニア、ムライト、セリア、アルミン酸リチウム
、チタン酸リチウム、アルミン酸カルシウム、ベリリア
、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、アルミ
ン酸カルシウム、および、ジルコニアゾルと焼結する耐
火物のうちから選ばれる、一種または、−種以上の耐火
物および、耐火物混合物を用いることかできる。
有機バインダーとしては、ポリ酢酸ビニルエマルジョン
、メチルセルロース、ポリアクリル酸工マルジョン、ポ
リビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体エマ
ルジョン、および、水によく分散する、有機バインダー
のうちから選はれる、一種または、一種以上の有機バイ
ンダーを用いることができる。
、メチルセルロース、ポリアクリル酸工マルジョン、ポ
リビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体エマ
ルジョン、および、水によく分散する、有機バインダー
のうちから選はれる、一種または、一種以上の有機バイ
ンダーを用いることができる。
界面活性剤としては、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かできる。
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かできる。
消泡剤としては、オクタツール、ジエチレングリコール
、なとのアルコール系消泡剤、ノニオン系界面活性剤、
および、水系で使用する消泡剤を用いることかできる。
、なとのアルコール系消泡剤、ノニオン系界面活性剤、
および、水系で使用する消泡剤を用いることかできる。
スラリーの粘度は、上記の成分の濃度を調整して最適化
を図る。
を図る。
スタッコ材には、粒度か１０〜２００メツシユの間で、
成分が、アルミナ、ジルコニア、電融カルシア安定化ジ
ルコニア、ベリリア、電融カルシア、焼結カルシア、電
融マグネシア安定化ジルコニア、ジルコン、イツトリア
、チタニア、ジルコニウム酸カルシウム、イツトリア安
定化ジルコニア、ムライト、セリア、アルミン酸リチウ
ム、チタン酸リチウム、アルミン酸カルシウム、チタン
酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、アルミン酸カル
シウム、および、ジルコニアゾルと焼結する耐火物のう
ちから選はれる、一種または一種以上の耐火物および、
耐火物混合物を用いる。
成分が、アルミナ、ジルコニア、電融カルシア安定化ジ
ルコニア、ベリリア、電融カルシア、焼結カルシア、電
融マグネシア安定化ジルコニア、ジルコン、イツトリア
、チタニア、ジルコニウム酸カルシウム、イツトリア安
定化ジルコニア、ムライト、セリア、アルミン酸リチウ
ム、チタン酸リチウム、アルミン酸カルシウム、チタン
酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、アルミン酸カル
シウム、および、ジルコニアゾルと焼結する耐火物のう
ちから選はれる、一種または一種以上の耐火物および、
耐火物混合物を用いる。
本発明の塩基性の水性ジルコニアゾルを用いた場合、鋳
型の焼結時、１１００°Ｃ付近まての中間領域において
、鋳型の強度か低下せず、特に、複雑形状を持つ鋳型を
歩留りよく製造できる。
型の焼結時、１１００°Ｃ付近まての中間領域において
、鋳型の強度か低下せず、特に、複雑形状を持つ鋳型を
歩留りよく製造できる。
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。
明する。
実施例に
次粒子径が、８〜１２ｍμで、かつ、ｐＨ１０の安定な
水性ジルコニアゾルを、バインダーに用い、生型を作製
し、１４００°Ｃて焼成した後、形状を観察した。
水性ジルコニアゾルを、バインダーに用い、生型を作製
し、１４００°Ｃて焼成した後、形状を観察した。
鋳型の作製は、以下のロストワックス法により行なった
。ワックスでコーティングした真ちゅう板（２０Ｘ１５
０ｍｍ）を元型とし、表−１に示すスラリーを、上記の
塩基性ジルコニアゾルを用いて作製し、元型を浸漬した
。次に、スタッコ剤（粒状の耐火物、組成は表−２参照
）を、浸漬処理した元型の表面にサンディングし、２３
℃、湿度５６％の条件て表−２に記載する時間乾燥した
。
。ワックスでコーティングした真ちゅう板（２０Ｘ１５
０ｍｍ）を元型とし、表−１に示すスラリーを、上記の
塩基性ジルコニアゾルを用いて作製し、元型を浸漬した
。次に、スタッコ剤（粒状の耐火物、組成は表−２参照
）を、浸漬処理した元型の表面にサンディングし、２３
℃、湿度５６％の条件て表−２に記載する時間乾燥した
。
この浸漬から乾燥操作を６回繰返し行なった後に、前記
と同じスラリーに浸漬のみを行ない、乾燥した。乾燥終
了後、ガスバーナーて真ちゅう板を加熱し、脱型を行な
ったが、鋳型の崩壊やクラックの発生もなく、生型を得
ることかできた。この生型を電気炉で１４００°Ｃ１時
間焼成し、焼成した鋳型を得た。この焼成鋳型は、変形
や層間のは（離も無く、実用に充分適用できるものであ
った。
と同じスラリーに浸漬のみを行ない、乾燥した。乾燥終
了後、ガスバーナーて真ちゅう板を加熱し、脱型を行な
ったが、鋳型の崩壊やクラックの発生もなく、生型を得
ることかできた。この生型を電気炉で１４００°Ｃ１時
間焼成し、焼成した鋳型を得た。この焼成鋳型は、変形
や層間のは（離も無く、実用に充分適用できるものであ
った。
表−１スラリー組成
＊１フィラー： 電融ジルコニア（福島製鋼社製 ジル
ホンＧＡ ３２５メツシュ品）＊２有機バインダー；
ヘキスト合成社製 商品名ＤＭ−６０） ＊３界面活性剤、ストファーケミカル社製 商品名 ビ
クターウエット） ＊４消泡剤、サンナプコ社製 商品名 ＳＮ−デイフォ
マ−５０１６） 表−２スタツコ材及び乾燥時間 第１ 福島製鋼社製 商品名 ジルボンＧＡ ３２５メツシュ品 才２ 口軽加工社製 商品名 ニッケイランダム１４メツシュ品 実施例２−３及び比較例１〜２ 実施例１と同様の方法で、バインダーに用いた塩基性ジ
ルコニアゾルの二次粒子径を変化させて、抗折強度測定
用の試験片を作製し、室温で乾燥した後の試験片、室温
で乾燥後１１００°Ｃ１時間焼成を行った後の試験片、
及び室温て乾燥後１４００°Ｃ１時間焼成を行った後の
試験片の抗折強度をそれぞれ測定した。尚、実施例１も
同様にして抗折強度を測定したその結果を、表−３に示
す。
ホンＧＡ ３２５メツシュ品）＊２有機バインダー；
ヘキスト合成社製 商品名ＤＭ−６０） ＊３界面活性剤、ストファーケミカル社製 商品名 ビ
クターウエット） ＊４消泡剤、サンナプコ社製 商品名 ＳＮ−デイフォ
マ−５０１６） 表−２スタツコ材及び乾燥時間 第１ 福島製鋼社製 商品名 ジルボンＧＡ ３２５メツシュ品 才２ 口軽加工社製 商品名 ニッケイランダム１４メツシュ品 実施例２−３及び比較例１〜２ 実施例１と同様の方法で、バインダーに用いた塩基性ジ
ルコニアゾルの二次粒子径を変化させて、抗折強度測定
用の試験片を作製し、室温で乾燥した後の試験片、室温
で乾燥後１１００°Ｃ１時間焼成を行った後の試験片、
及び室温て乾燥後１４００°Ｃ１時間焼成を行った後の
試験片の抗折強度をそれぞれ測定した。尚、実施例１も
同様にして抗折強度を測定したその結果を、表−３に示
す。
比較例として、二次粒子径の大きな塩基性ジルコニアゾ
ルを用いて、実施例１と同様の方法で得た試験片を作製
し、同様に抗折強度を測定した。
ルを用いて、実施例１と同様の方法で得た試験片を作製
し、同様に抗折強度を測定した。
その結果を、表−３に併せて示す。
表−３
実施例１〜３における、１１００°Ｃでの焼結強度は、
比較例１〜２における、１１００°Ｃての焼結強度より
高く、本発明の効果は明白である。
比較例１〜２における、１１００°Ｃての焼結強度より
高く、本発明の効果は明白である。
特許出願人 日産化学工業株式会社
Claims (2)
- （１）ジルコニアゾルよりなる活性金属精密鋳造用無機
バインダーにおいて、ジルコニアゾルが、二次粒子径２
〜３０ｍμで、かつ、ｐＨ７〜１２の間で安定な水性ジ
ルコニアゾルであることを特徴とする活性金属精密鋳造
用無機バインダー。 - （２）耐火物粉末、有機バインダー、無機バインダー、
界面活性剤および消泡剤等からなるスラリーを使用する
活性金属精密鋳造用鋳型材において、無機バインダーが
、二次粒子径２〜３０ｍμで、かつ、ｐＨ７〜１２の間
で安定な水性ジルコニアゾルであることを特徴とする活
性金属精密鋳造用鋳型材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02305341A JP3123074B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 活性金属精密鋳造用無機バインダー及び鋳型材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02305341A JP3123074B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 活性金属精密鋳造用無機バインダー及び鋳型材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04178234A true JPH04178234A (ja) | 1992-06-25 |
| JP3123074B2 JP3123074B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=17943946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02305341A Expired - Fee Related JP3123074B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 活性金属精密鋳造用無機バインダー及び鋳型材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123074B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5407001A (en) * | 1993-07-08 | 1995-04-18 | Precision Castparts Corporation | Yttria-zirconia slurries and mold facecoats for casting reactive metals |
| JP2009113055A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Nissan Chem Ind Ltd | 精密鋳造鋳型用スラリー |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7892343B2 (en) | 2005-06-29 | 2011-02-22 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Method for manufacturing slurry and mold for precision casting |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP02305341A patent/JP3123074B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5407001A (en) * | 1993-07-08 | 1995-04-18 | Precision Castparts Corporation | Yttria-zirconia slurries and mold facecoats for casting reactive metals |
| JP2009113055A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Nissan Chem Ind Ltd | 精密鋳造鋳型用スラリー |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3123074B2 (ja) | 2001-01-09 |
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