JPH0663685A - 精密鋳造用セラミック中子の製造方法 - Google Patents

精密鋳造用セラミック中子の製造方法

Info

Publication number
JPH0663685A
JPH0663685A JP4219107A JP21910792A JPH0663685A JP H0663685 A JPH0663685 A JP H0663685A JP 4219107 A JP4219107 A JP 4219107A JP 21910792 A JP21910792 A JP 21910792A JP H0663685 A JPH0663685 A JP H0663685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
slurry
colloidal silica
mold
magnesia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4219107A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirofumi Furukawa
洋文 古河
Kiyoshi Watanabe
潔 渡辺
Shigeaki Yamamuro
繁昭 山室
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP4219107A priority Critical patent/JPH0663685A/ja
Publication of JPH0663685A publication Critical patent/JPH0663685A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精密鋳造用のセラミック中子の製造方法に関
する。 【構成】 溶融石英粉末単独あるいは溶融石英粉末とジ
ルコン粉末の混合粉末にシリカ含有量が多いコロイダル
シリカを30〜50重量%配合してスラリ化し、更に該
スラリに該コロイダルシリカに対してマグネシア粉末を
5〜20重量%配合した後に、所定の型内に流込み成形
し、硬化後に型から取出して乾燥,焼成する精密鋳造用
セラミック中子の製造方法。

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のセラミック
中子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】精密鋳造用セラミック中子の製造方法と
しては、幾つかのプロセスが報告されているが、主な製
造方法には以下の工法がある。 (1)流込み成形方法 樹脂,金型などへの流込み成形方法 所定のセラミックにエチルシリケートあるいはコロイダ
ルシリカをバインダとして添加したスラリを樹脂あるい
は金属を材料とした型中に流込み成形し、硬化後に成形
体を型から取出し、乾燥,焼成する。 石膏型への流込み成形方法 所定のセラミックに水あるいはアルコールなどを溶媒と
して添加したスラリを石膏型中に流込み成形し、石膏の
吸水作用によりスラリが固化した後に成形体を型から取
出し、乾燥,焼成する。 (2)射出成形方法 所定のセラミックに熱可塑性樹脂などをバインダとして
配合したスラリを金型中に高圧で射出成形し、該成形体
を脱脂(脱バインダ),焼成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のセラミック中子
製造方法には、(1)成形速度が遅い、(2)乾燥,脱
脂に長時間を要し、成形体に割れが発生しやすい、
(3)寸法精度が必ずしもよくない、(4)比較的大
型,厚肉中子の製造が困難である、などの問題がある。
【0004】さらに具体的に、各従来方法についての問
題点をあげると、樹脂、金型などへの流込み成形方法に
は、エチルシリケートあるいはコロイダルシリカをバイ
ンダとしているため、硬化速度が遅く、特に厚肉中子の
製造には長時間を要し、量産品には適さない。石膏型へ
の流込み成形方法には、スラリの固化に長時間を要し、
厚肉品及び量産品には適さず、しかも石膏型を使用する
ために寸法精度に制限があり、非常に複雑な形状品の成
形が困難であり、乾燥時に成形体に割れが発生しやす
い。射出成形方法には、セラミックをスラリ化するため
に多量の熱可塑性などのバインダを使用すにため、脱脂
(脱バインダ)時に割れが発生しやすく、そのために長
時間を要して脱脂する必要があり、肉厚の限界は10〜
15mmであり、これ以上の厚肉中子の製造は困難であ
る。しかも、熱可塑性樹脂をバインダとした成形体は脱
脂時に変形し、必ずしも寸法精度が良好でない。
【0005】本発明は上記技術水準に鑑み、高能率かつ
高品質(割れ防止、高寸法精度)に大型・厚肉の精密鋳
造用セラミック中子を製造する方法を提供しようとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は溶融石英粉末単
独あるいは溶融石英粉末とジルコン粉末の混合粉末にシ
リカ含有量が多いコロイダルシリカを30〜50重量%
配合してスラリ化し、更に該スラリに該コロイダルシリ
カに対してマグネシア粉末を5〜20重量%配合した後
に、所定の型内に流込み成形し、硬化後に型から取出し
て乾燥,焼成することを特徴とした精密鋳造用セラミッ
ク中子の製造方法である。
【0007】本発明は所定のセラミックにコロイダルシ
リカをバインダとして添加したスラリを金型あるいは樹
脂型中に流込み成形あるいは加圧して押込み成形する方
法であるが、コロイダルシリカをバインダとしたスラリ
(ゾル)は固化(ゲル化)に長時間を要するので、本発
明においては該スラリに更にマグネシア粉末を添加して
スラリのゲル化時間(スラリが固化して、型から成形体
を取出すまでの時間)を著しく短縮した点を特徴とする
ものである。
【0008】本発明において一般的に使用される溶融石
英粉末は平均粒径20μm、ジルコン粉末は平均粒径4
4μm以下、マグネシア粉末は74μm以下であるが、
これらの粒径は何等本発明を限定するものではない。
【0009】
【作用】コロイダルシリカ中のシリカ含有量は約30〜
50wt%のものがあるが、本発明では同一配合量で大
きな中子強度を得ることができるシリカ含有量が多い、
例えば50wt%のコロイダルシリカを用いるのが好ま
しい。一般にコロイダルシリカをバインダとしたスラリ
は乾燥によりコロイダルシリカの電荷バランス(電気二
重層)が崩れてゲル化する。しかし、乾燥すなわちコロ
イダルシリカ中の水分の蒸発には長時間を要する。上記
コロイダルシリカをバインダとしたスラリにマグネシア
を添加すると、水分が蒸発した場合と同様に電荷バラン
スが崩れる。このゲル化現象は水分の蒸発に比較して非
常に短時間に発現し、上記ゲル化時間は添加するマグネ
シア粉末の添加量によりコントロール可能である。ま
た、上記の固化した成形体はセラミック粒子間の結合力
が大きいために、比較的急速に乾燥しても、発生する水
蒸気の圧力で成形体に割れ、変形が発生することはな
い。さらに、熱可塑性樹脂をバインダとして使用する射
出成形方法に比較すると、樹脂をバインダとして使用し
ていないため、短時間の乾燥だけで脱脂が全く不要であ
り、脱脂時の割れ、変形が発生しない。
【0010】
【実施例】
(実施例1)平均粒径20μmの溶融石英粉末70重量
%と44μm以下の粒径からなるジルコン粉末30重量
%を混合した粉末に、コロイダルシリカ(シリカの含有
量は約50重量%)を混合粉末に対して60重量%以下
添加して攪拌機にて混練したスラリを所定のキャビティ
厚さを有する金型内に流込みした場合の充填可能な厚さ
は図1に示すようであり、コロイダルシリカ添加量が3
0重量%以下になるとスラリの粘度が急激に上昇して成
形不能になる。これより添加するコロイダルシリカ量は
30重量%以上が必要である。
【0011】上記溶融石英粉末70重量%とジルコン粉
末30重量%からなる混合粉末に、コロイダルシリカを
40重量%添加したスラリに、74μm以下の粒径から
なるマグネシア粉末をコロイダルシリカに対して5,1
0,20及び30重量%添加して混練したスラリの流動
可能な時間(可使時間)を図2に示す。マグネシアの添
加量が20重量%以上になると、流動可能な時間は約3
分である。流動可能な時間がこれ以下になると作業性な
どで問題があり、この点よりマグネシア添加量の上限は
20重量%である。
【0012】一方、硬化時間(流込みしてから成形体を
型から取り出し可能になるまでの時間)は図3に示すと
おりであり、マグネシア添加量が5重量%以下になると
硬化時間が急激に長くなる。成形時間の観点から、マグ
ネシアの添加量は5重量%以上とすべきである。以上よ
り本発明では、可使時間及び硬化時間の点から、必要マ
グネシア添加量はコロイダルシリカ添加量に対して5〜
20重量%とした。
【0013】(実施例2)実施例1と同一の粒度分布を
有する溶融石英とジルコン粉末を各種の割合で混合した
粉末に実施例1と同じコロイダルシリカを40重量%添
加して混練し、更にマグネシア粉末をコロイダルシリカ
に対して10重量%添加して混練し、10×20×60
mmのキャビティを有する金型に流込み成形し、硬化後
(約10分)に取り出して120℃の大気炉中で3時間
乾燥した後、大気炉にて1100℃で1時間焼成した。
この成形体の常温での3点曲げ強度を図4に示す。ジル
コン粉末を配合しない場合の3点曲げ強度は約60kg
f/cm2 であり、ジルコン粉末の配合量が多くなるに
したがって強度は増大している。中子の必要強度は製品
の形状あるいは大きさによって異なり、場合によっては
ジルコンを全く配合しない時の強度でも充分であるの
で、本発明では溶融石英とジルコン粉末の配合割合は特
に規定するものではないが、ジルコン粉末が多くなる
と、鋳造後の鋳型(中子)の崩壊性が悪く、鋳型(中
子)の通気性が悪くなってガス欠陥が発生する可能性が
あるので、一般的には溶融石英/ジルコン粉末=60/
40程度が上限である。
【0014】(実施例3)実施例1と同一の粒度分布を
有する溶融石英とジルコン粉末を70対30の重量割合
で混合した粉末に、実施例1と同じコロイダルシリカの
添加量を変化させて混練し、これにマグネシア粉末をコ
ロイダルシリカに対して10重量%添加して混練したス
ラリを20×40×200mmのキャビティを有する金
型に流込み成形し、硬化後(約10分)に取り出して、
実施例2と同一の条件で乾燥及び焼成を実施した。該試
験片の長辺の寸法収縮率を図5に示す。コロイダルシリ
カ添加量が増大するにつれて収縮率は大きくなってお
り、本発明では寸法精度の観点から収縮率5%以下を目
標にし、従ってコロイダルシリカの添加量の上限を50
重量%とした。実施例1にて記載したスラリの金型内へ
の充填性及び収縮に伴う寸法精度の観点から、適正なコ
ロイダルシリカの添加量は30〜50重量%である。
【0015】(実施例4)実施例1〜実施例3と同一の
粒度分布を有する溶融石英とジルコン粉末を70対30
の重量割合で混合した粉末に、実施例1と同じコロイダ
ルシリカを40重量%添加して攪拌機にて3分間混練
し、その後マグネシア粉末をコロイダルシリカに対して
10重量%添加して2分間混練したスラリを金型内に流
込みし、15分後に金型から取り出して、実施例2及び
実施例3と同一の条件で乾燥及び焼成を実施した。焼成
後のセラミック中子の概略寸法を図6に示す。
【0016】該中子を所定の金型内に設置してワックス
を射出成形し、通常の精密鋳造と同様にワックス模型を
組立ててシェル鋳型を構築し、オートクレーブにてワッ
クスを溶出した後に鋳型(セラミック中子を含む)を1
000℃で焼成し、直ちにステンレス鋼(鋼種:SCS
13)を鋳造した。鋳造後の製品については、中子は水
酸化カリウムによるオートクレーブにて容易に溶出可能
であった。試作した精密鋳造品の概略形状を図7に示
す。セラミック中子の割れ、変形及びセラミック中子に
起因する鋳造欠陥(寸法不良、鋳物の割れ、ガス欠陥な
ど)はなく、良好な鋳物を製造できた。
【0017】
【発明の効果】本発明により以下の効果が発揮される。 (1)コロイダルシリカバインダにマグネシア粉末を添
加することによりスラリが短時間(10分程度)で硬化
し、高能率な成形が可能である。 (2)従来の射出成形方法に比較して、脱脂が不必要で
あり、製造期間が大幅に短縮する。 (3)中子に割れが発生しない。 (4)乾燥及び焼成時の変形が少なく、寸法精度が良好
である。 (5)比較的大型、厚肉中子の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコロイダルシリカ添加量の下限値の根
拠を示す図表。
【図2】本発明のマグネシア添加量の上限値の根拠を示
す図表。
【図3】本発明のマグネシア添加量の下限値の根拠を示
す図表。
【図4】本発明における溶融石英粉末に共存させるジル
コン粉末の添加量の一般的な範囲を示す図表。
【図5】本発明における鋳型の収縮率の観点からコロイ
ダルシリカ添加量の上限値の根拠を示す図表。
【図6】本発明の一実施例のセラミック中子の概略形状
を示す図。
【図7】図6のセラミック中子を使用して鋳造した精密
鋳造品の概略形状を示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融石英粉末単独あるいは溶融石英粉末
    とジルコン粉末の混合粉末にシリカ含有量が多いコロイ
    ダルシリカを30〜50重量%配合してスラリ化し、更
    に該スラリに該コロイダルシリカに対してマグネシア粉
    末を5〜20重量%配合した後に、所定の型内に流込み
    成形し、硬化後に型から取出して乾燥,焼成することを
    特徴とした精密鋳造用セラミック中子の製造方法。
JP4219107A 1992-08-18 1992-08-18 精密鋳造用セラミック中子の製造方法 Withdrawn JPH0663685A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4219107A JPH0663685A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 精密鋳造用セラミック中子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4219107A JPH0663685A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 精密鋳造用セラミック中子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0663685A true JPH0663685A (ja) 1994-03-08

Family

ID=16730370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4219107A Withdrawn JPH0663685A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 精密鋳造用セラミック中子の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0663685A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114014641A (zh) * 2021-11-26 2022-02-08 徐州康纳高新材料科技有限公司 一种低毒凝胶体系注凝成型熔融石英陶瓷的方法
CN116253575A (zh) * 2023-03-21 2023-06-13 东北大学 一种镁铬砂镁基陶瓷型芯及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114014641A (zh) * 2021-11-26 2022-02-08 徐州康纳高新材料科技有限公司 一种低毒凝胶体系注凝成型熔融石英陶瓷的方法
CN116253575A (zh) * 2023-03-21 2023-06-13 东北大学 一种镁铬砂镁基陶瓷型芯及其制备方法
CN116253575B (zh) * 2023-03-21 2024-05-07 东北大学 一种镁铬砂镁基陶瓷型芯及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0255577B1 (en) Method of producing mold for slip casting
US3957715A (en) Casting of high melting point metals and cores therefor
US4919193A (en) Mold core for investment casting, process for preparing the same and process for preparing mold for investment casting having therewithin said mold core
CN114769547A (zh) 一种3d打印砂型用冷铁及其使用方法
JPH01262041A (ja) 鋳型及び中子の製造方法
JPH0663685A (ja) 精密鋳造用セラミック中子の製造方法
JPH0663684A (ja) 鋳造用セラミック中子の製造方法
JPS6349579B2 (ja)
JPH0636954B2 (ja) 易崩壊性鋳型用組成物
JPH07236941A (ja) 単結晶精密鋳造用鋳型の製作方法
JPS6317020B2 (ja)
US3093494A (en) Preparation of molded articles
US2949375A (en) Siliceous casting cores
JPH09308941A (ja) セラミックス中子の製造方法
JPH05212487A (ja) 鋳型の製造方法
JPS61176439A (ja) セラミツク中子の製造方法
JP3074004B2 (ja) セラミックス製品の製造方法
JPS63140740A (ja) 高融点活性金属鋳造用鋳型
JPH06227854A (ja) セラミックス成形体の製造方法
JP2524678B2 (ja) 耐火造形物
JPH06340467A (ja) セラミック成形体の製造方法
JPS6152957A (ja) 2液性塗型剤
JPH08267420A (ja) セラミックス成形体の製造方法
CN112264582A (zh) 一种陶瓷型铸造的制作方法
JPH08276410A (ja) セラミックスの鋳込成形方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991102