JPH08276241A - 反応性金属鋳物 - Google Patents

反応性金属鋳物

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JPH08276241A
JPH08276241A JP8011293A JP1129396A JPH08276241A JP H08276241 A JPH08276241 A JP H08276241A JP 8011293 A JP8011293 A JP 8011293A JP 1129396 A JP1129396 A JP 1129396A JP H08276241 A JPH08276241 A JP H08276241A
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reactive metal
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Eliot S Lassow
エリオット・スコット・ラッソウ
Paul R Johnson
ポール・ランドルフ・ジョンソン
Sidney R Whitaker
シドニー・レックス・ウイテイカー
Jr Manuel Guerra
マニュエル・ゲッラ・ジュニア
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な形状をした反応性金属の精密鋳造鋳物
を安価に提供する。 【解決手段】 反応性金属の鋳物の製造に用いられる鋳
造用シェル型の製作方法において、その製作工程が、型
を準備し、密度が４．６０ｇ／ｍｌより大きい重い粒子
のイットリア粉と非水系をベースとしたバインダーから
成るイットリアをベースとしたスラリーの中にこの型を
漬け、上記漬けた型の表面にシェルを形成し、上記シェ
ルを乾燥し、上記型を外し、最後に、上記シェルを焼成
する、ことから成る、反応性金属の鋳造用シェル型の製
作方法により作られた鋳造用シェル型で製造された反応
性金属鋳物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反応性金属鋳物の
鋳造用シェル型および中子により製造された、その反応
性金属鋳物に関する。
【０００２】
【従来の技術】チタニウム又はチタニウム合金の如き反
応性金属の溶解及びインベストメント鋳造が難しいの
は、この反応性金属が酸素、窒素及びカーボンの如き元
素に対し親和力を持っていることによる。高温で、反応
性金属はこのような元素を含むどのような型の含有成分
とも反応する傾向がある。例えば、高温でのインベスト
メント鋳造、凝固及び冷却の間、Ｔｉ−６Ａ１−４Ｖ合
金は酸素及び又はほとんどの酸化物セラミックスと反応
して酸素の富加された表層を形成する。この表層は一般
的に“アルファ・ケース”（ａｌｐｈａ−ｃａｓｅ）又
は“粗い目の篭状組織”（ｃｏａｒｓｅ ｂａｓｋｅｔ
ｗｅａｖｅ）と呼ばれるもので、脆く、従って、鋳物
の機械的性質に有害なので除去しなければならないもの
である。
【０００３】表面基質に富加された酸素又は挟雑成分を
除去する代表的方法として機械的に又は化学的に例えば
酸浴に漬けて化学的ミーリングを行なう等の方法が行わ
れている。しかし、この方法は余り確実なものではな
い、何故ならば鋳物の断面の厚さ及び凝固率により、部
品の鋳放面上のアルファー・ケースの厚さが場所により
異なるからである。一方、化学的ミーリング方法は、断
面厚さと関係なく実質的に同一の割合いで表層を除去す
る。従って、化学的ミーリングで所要寸法を満足させる
製品を作るには、数多くの試験を繰返し適当なワックス
形のダイス寸法を決定する必要がある。
【０００４】インベストメント鋳造では、鋳型−金属間
の反応性を下げ又は無くす為に、伝統的に、カーボン又
はグラファイト、溶融温度の高い酸化物、耐火物、ハロ
ゲン塩、又は反応性金属そのもの等を表面被覆又は中子
被覆剤として使用している。これらの伝統的抑制方法は
一般的に高価且つ複雑で、ＴｈＯ2 の如き放射性物質を
鋳型の表面被覆及び中子被覆剤として用いた場合はもし
かすると有害ですらある。更に、これらの伝統的表面被
覆及び中子被覆材には次の如き技術的制限がある。即
ち、（１）これらは得てして使用するのが難しいこと、
（２）これらは焼成及び予熱の雰囲気を調整する必要が
あること、（３）これらの物質に就いても、実質的に塗
布剤による汚染の危険が有ること、及び（４）このよう
にして作られた鋳物は一般的に、除去の必要がある実質
的断面厚さによる反応層を持っており、従って所要寸法
の完成品を得るのに必要とする鋳放寸法を決定するのが
困難となること、等である。
【０００５】ここ数年間、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）がチ
タニウムと比較して反応性が低いことから、鋳型の表面
被覆材としての可能性が研究されている。イットリアを
経済的に使用する為に、イットリアをベースとしたスラ
リーが研究されてきた。しかし、今日に至るも、反応性
金属の鋳造用鋳型の製作に鋳型の表面被覆剤として、イ
ットリアをベースとしたスラリーを使用することは成功
していない。
【０００６】例えば、１９７６年にシュイラー氏の試験
結果が報告されているが、これはコロイド状の珪酸カリ
ウム液に分散された細粒イットリアを使用しており、こ
れに粗粒イットリアが鋳型の表面被覆剤として加えられ
ている。シュイラー氏の“チタニウム合金鋳造技術の進
歩”、ＡＦＬＭ−ＴＲ−７６−８０、１９７６年８月、
２７５−２７９ｐｐ参照。これに記載の表面被覆剤で作
られた鋳型は不満足なものであった。シュイラー氏は、
「表面被覆が工場の技術標準として正常のものと比較し
て滑らかでなく、気泡やピットがあり、スタッコ（ｓｔ
ｕｃｃｏ）が各所に見られた。」と報告している。シュ
イラー氏は又イットリア、チタニヤ及びコロイド状のシ
リカを含むスラリーの試験をしている。氏はこの方法で
表面被覆の表面に更にピットが増えることを発見した。
【０００７】更に、鋳型の表面被覆剤としてイットリア
をベースとしたスラリーを用いた失敗例が、１９８１年
カルバート氏より報告されている。Ｅ．Ｄ．カルバート
著“チタニウム鋳物のインベストメント鋳型”ビュロー
・オブ・マイン、ＲＩ８５４１、５〜７ｐｐ、１９８１
参照。カルバート氏の報告によれば、鋳型の表面被覆剤
の組成はイットリヤ粉及び適当なコロイド状のシリカ・
バインダーからなり、このスラリーは急速に又早期にゼ
ラチン状となり、又その鋳型の表面が鋳型焼成の間に割
れたりスポーリングを起こす傾向が有った。イットリア
をベースとしたスラリーにイットリア粉及びジルコニウ
ム・アセテートのバインダーを用いた場合も同様の結果
であった。カルバート氏は又イットリアをベースとした
スラリーにＨ2 ＳＯ4 を加えることも試みたが、チタニ
ウムのインベストメント鋳造による製品はポーラスなも
のであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主目
的は１つには、反応性金属の鋳造用鋳型の製作に用いら
れる一種の鋳型の表面被覆及び中子被覆剤を提供して上
述の欠点を克服することである。
【０００９】更に本発明の目的は、反応性金属の鋳造用
鋳型の製作に用いられる一種の鋳型の表面被覆及び中子
被覆剤として、イットリアをベースとしたスラリーを提
供することである。
【００１０】更に本発明の目的は、反応性金属の鋳造用
鋳型の製作に用いられる一種の鋳型の表面被覆及び中子
被覆剤を提供し、鋳型と反応性金属の間の反応性を減少
又は排除することである。
【００１１】更に本発明の次の目的は、ロスト・ワック
ス法に於いて、反応性金属の鋳造用シェルモールドの製
作に用いられるワックス型に平滑且つ均一に施すことの
できるイットリアをベースとしたスラリーを提供するこ
とである。
【００１２】本発明の更に次の目的は、反応性金属から
有孔部品を鋳造する為に用いられる鋳造用中子の製作に
於いて、セラミック中子に比較的平滑に且つ一様に施す
ことのできるイットリアをベースとしたスラリーを提供
することである。
【００１３】本発明の次の目的は、従来の鋳型表面被覆
及び中子被覆では作れなかった大きな、逆に小さな又は
複雑な形状を反応性金属の精密鋳造鋳物、及び反応性金
属鋳造鋳物をインベストメント鋳造法で製造する方法を
提供することである。
【００１４】本発明の更に次の目的は、インベストメン
ト鋳造法による精密鋳造品の製造方法を従来技術に比し
安価に提供することである。
【００１５】本発明の更に次の目的は、インベストメン
ト鋳造法による反応性金属の精密鋳造品を製作するとき
必要とする化学的ミーリング代を減らすことである。
【００１６】本発明のその他の目的は、チタニウム及び
その合金のインベストメント鋳造に於いて鋳型と反応性
金属の間の反応により形成される表面反応層（アルファ
ーケース）を減少又は排除することである。本出願人は
又将来、タンディシ、フィルター、ノズル及び溶解るつ
ぼ等工場に於ける各種のセラミックス適用物に本発明を
適用することを計画している。
【００１７】本発明のその他の目的及び利点は、以下の
記述により一部は明らかにされるが、記述によって明ら
かな部分と、本発明を実際に実施して初めて理解される
部分とがあるであろう。本発明の目的及び利点は本特許
請求の範囲に於いて特に指摘される手段及び組合わせに
より実現され又獲得することができる。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
為に、又本発明の趣旨に基き、以下に示す実施例及び詳
細な記述の如く、本発明は、反応性金属の鋳造用鋳型の
製作に於いて鋳型の表面被覆及び中子被覆剤として、密
度が４．６０ｇ／ｍｌより大きい重い粒子のイットリア
粉及び非水系をベースとしたバインダーからなるイット
リアをベースとしたスラリーを使用する方法により得ら
れた反応性金属鋳物からなる。
【００１９】更に、本発明の目的を達成する為に、又本
発明の趣旨に基き、以下に示す実施例及び詳細な記述の
如く、本発明は、反応性金属の鋳造用シェルモールドの
製作方法から成立ち、その方法は次の段階、即ち、型を
準備し、密度が４．６０ｇ／ｍｌより大きい重い粒子の
イットリア粉と非水系をベースとしたバインダーから成
るイットリアをベースとしたスラリーの中にこの型を漬
け、上記漬けた型の表面にシェルを形成し、上記シェル
を乾燥し、上記型を外し、最後に、上記シェルを焼成す
る、ことから成立っている。
【００２０】更に、本発明の目的を達成する為に、又本
発明の趣旨に基き、以下に示す実施例及び詳細な記述の
如く、本発明は、製造段階が、取外し可能のセラミック
中子を形成し、密度が４．６０ｇ／ｍｌより大きい重い
粒子のイットリア粉と非水系をベースとしたバインダー
から成るイットリアをベースとしたスラリーで上記中子
を被覆し、上記被覆された中子を焼成する、ことから成
立つ、反応性金属鋳物の製造に用いられる鋳造用中子の
製作方法から成立っている。
【００２１】本発明の次の又その他の目的、特徴及び利
点は後に述べる実施例の記述に於いて明らかにする。
【００２２】
【実施例】以下に本発明の実施例に就いて説明する。
【００２３】本発明によれば、イットリアをベースとし
たスラリーの１つは、重い粒子のイットリア粉と非水系
をベースとしたバインダーとから成り、反応性金属の鋳
造用鋳型の製作に於いて鋳型の表面被覆及び中子被覆剤
として使用される。本発明の記述に於いて用いた“反応
性金属”とは、その金属又はその金属の組成物成分がオ
キサイド、ナイトライド、カーバイド又はサルファイド
形成に対し非常に高いマイナスの自由エネルギーを持
つ、例えばチタニウム及びチタニウム合金の如き金属の
ことである。この実施例で言う反応性金属には、チタニ
ウム、チタニウム合金、ジルコニウム、ジルコニウム合
金、アルミニウム・リチウム合金及びイットリウム、ラ
ンタン又はその他の希土類元素の１つを大量に含有する
合金を含むが、これに限定されるものではない。
【００２４】本発明の記述における“重い粒子のイット
リア粉”は、４．６０ｇ／ｍｌ以上の見掛け密度を持
ち、又好ましくは、４．９０ｇ／ｍｌ以上の見掛け密度
を持っている。重い粒子のイットリア粉は一般的な色々
な方法、例えば、焼結、溶融、溶液からの晶化又はカ焼
等による作ることができる。本発明の実施例に於いて
は、重い粒子のイットリア粉は溶融粒子のイットリア粉
であり、その見掛け密度は約５．００ｇ／ｍｌである。
好ましくは、この重い粒子のイットリア粉はイットリア
をベースとしたスラリーの約７０から９５重量％であ
る。更に好ましくは、この重い粒子のイットリア粉はイ
ットリアをベースとしたスラリーの約７５から９０重量
％である。
【００２５】本発明に於ける非水系をベースとしたバイ
ンダーは、好ましくは、低温生強度材（ｇｒｅｅｎ ｓ
ｔｒｅｎｇｔｈ）と高温セラミック結合材（ｂｉｎｄｅ
ｒ）の両方である。好ましくは、非水系をベースとした
バインダーは有機金属で、金属アルコキシド、キレー
ト、又は混合アルコキシド、キレート配位子含有物がこ
れに含まれる。本発明に有効な好ましい有機金属化合部
はシリコン・アルコキシド及びチタニウム・アルコキシ
ド・キレートである。その他の使用可能なものはジルコ
ニウム、アルミニウム、イットリウム及び希土類元素の
有機金属化合物である。
【００２６】本発明の１つの実施例では、非水系をベー
スとしたバインダーがシリコン・アルコキシド、エチル
・シリケート（又はテトラエチル・オルソシリケートと
言われる）を含んでいる。好ましくは、バインダーのシ
リカ（ＳｉＯ2 ）含有量は約４から１８重量％の間であ
る。更に好ましくは、シリカ含有量が約８から１３重量
％の間である。又好ましくは、エチル・シリケートの水
解物が用いられるが、特にそのバインダーが空気中から
水分を吸収しすぐ過水分解する場合はこの必要は無い。
【００２７】本発明のその他の実施例では、非水系をベ
ースとしたバインダーがチタニウム・アセチルアセトネ
ート・ブトキサイド誘電体の如きチタニウム・アルコキ
シド・キレートを含んでいる。好ましくは、バインダー
のチタニア（ＴｉＯ2 ）の含有量は約４から３０重量％
である。更に好ましくは、チタニアの含有量は約２０か
ら２７重量％である。
【００２８】本発明による非水系をベースとしたバイン
ダーは又その他の好ましい特性に作用する添加物又は溶
媒を含んでいる。即ち、これらにより、非水系をベース
としたバインダーのシリカ・チタニア又はその他の金属
の含有量を調整したり、バインダーに触媒の作用をした
り、バインダーの過水分解のレベルを調整したり、バイ
ンダーの乾燥を制御したり、及びまたは、イットリアを
ベースとしたスラリーの粘度を調整したりするのであ
る。本発明の１つの実施例に於いては非水系をベースと
したバインダーがエチル・シリケートを含んでおり、こ
のバインダーは又プロピレン・グリコール・メチル・エ
ーテル（モノプロピレン・グリコール・モノメツル・エ
ーテルと言われるもの）の如きバインダーの乾燥制御添
加物を含んでいる。
【００２９】本発明の１つの実施例によれば、重い粒子
のイットリア粉及び調整された非水系をベースとしたバ
インダーから成るイットリアをベースとしたスラリー
が、ロスト・ワックス法によるインベストメント鋳造用
シェルの製作に於ける鋳型の表面被覆に用いられる。こ
の実施例の如く、ワックス、プラスチック又はその他の
適当な材料、例えば凍らせた水銀又は木材、を素材と
し、希望する鋳物の形（全体的収縮による縮み代は別と
して）をした型が先ず準備され、次にこれがイットリア
をベースとしたスラリーに漬けられる。浸漬被覆された
層が乾燥及び又はキュアーされた後、シェルの厚さが希
望する厚さとなるまで、元の浸漬被覆の上に、セラミッ
ク・スタッコ及び浸漬被覆の層又は浸漬被覆の層が積み
重ねられる。この鋳型が完全に乾燥され、次に、当該技
術者に一般的な方法で溶解、分解及び又は燃焼されるこ
とにより、この型が取外される。続いて、この型が約１
９００゜Ｆ（１０３７℃）以上の温度で、好ましくは、
２０５０から２４００゜Ｆ（１１２０から１３１６℃）
の間で、０．５時間以上、好ましくは１から２時間、酸
化性、不活性又は還元性の雰囲気の中で、好ましくは空
気雰囲気の中で、焼成される。金属の鋳込みに先立ち、
鋳型が約２００゜Ｆ（９３℃）又はそれ以上の温度に予
熱され、確実に鋳型の中の水分が除去される。鋳込みに
当たっては、重力、圧力、遠心力、又は当該技術者に公
知のその他の一般的な技術により、鋳型が溶融金属で満
たされる。次にこの金属が冷却される。冷却の後、原型
の型に作られた金属が取出され、当該技術者に一般的な
方法で、仕上げられる。
【００３０】本発明の別の実施例によれば、反応性金属
の有孔部品の製造に用いられるインベストメント鋳造用
中子の製作に於いて、重い粒子のイットリア粉及び非水
系をベースとしたバインダーからなるイットリアをベー
スとしたスラリーが中子被覆剤として使用される。この
実施例では、セラミック製中子、好ましくは、シリカ・
ボンドの金属酸化物製中子、が適宜造形され又焼成され
る。生（非焼成）又は焼成された中子が次に重い粒子の
イットリア粉及び調整された非水系をベースとしたバイ
ンダーから成るイットリアをベースとしたスラリーで被
覆される。一般的な方法即ちエアロゾル・スプレー装置
又はディップ等の方法により、スラリーが中子の表面に
塗られる。このスラリーで被覆された中子が、好ましく
は、約２４００゜Ｆ（１３１６℃）で少なくとも１時間
大気雰囲気中で焼成される。この焼成は、好ましくは、
被覆した状態の中子か又は被覆された中子を備えたイン
ベストメント鋳造用鋳型かのいずれに就いて行われる
が、前者の方が好ましい。鋳型の製作、予熱、鋳型外し
及び金属の表面仕上げは上述のシェル被覆の時と実質的
に同じである。一般的なシリコンをベースとした中子の
芯抜きは、腐食剤を抽出液として使用する溶剤抽出技術
又はその他の適当な方法により行われる。
【００３１】本発明に基き鋳型の表面被覆及び中子被覆
剤として用いられるイットリアをベースとしたスラリー
の好ましい処方が表Ｉ及び表ＩＩにそれぞれ示されてい
る。鋳型被覆剤として用いられるイットリアをベースと
したスラリーは、中子被覆剤として用いられるイットリ
アをベースとしたスラリーと異なり、後者の方がスラリ
ーの粘度を下げる為にプロピレン・グリコール・メチル
・エーテルをより多く含んでいる。
【００３２】
【表１】
【表２】 表Ｉ及び表ＩＩに示す好ましい処方として用いられるス
タウファー・シルボンド R（ｓｔａｕｆｆｅｒ ｓｉｌ
ｂｏｎｄ）Ｈ−６の過水分解処理したエチル・シリケー
トは透明な液で、６８°Ｆ（２０℃）で密度が８．３ポ
ンド／ガロン（０．９９ｇ／ｍｌ）、１気圧で初溜温度
が１７２°Ｆ（７８℃）、凝固温度が−７０°Ｆ（−５
７℃）、ＴＯＣによる引火点が７６°Ｆ（２４．５
℃）、２０℃での粘度が７ｃｐｓ、最大色度が１００Ａ
ＰＨＡ、１５．６／１５．６℃で比重が０．９８５〜
１．００５、酸性度が最大０．０５０〜０．０６０％
（ＨＣ１として）、及び、シリカ含有量がＳｉＯ2 とし
て１７．５〜１９．０重量％のものである。
【００３３】表Ｉ及び表ＩＩに示す好ましい処方に用い
られたダウケミカルのダワノール RＰＭプロピレン・グ
リコール・メチル・エーテルは１種の溶剤であって、完
全に水に溶解し、又比重が２５／２５℃で０．９１８〜
０．９２１、初期沸騰点が２４３°Ｆ（１１７℃）及び
７６０mmＨｇで蒸留点が２５７°Ｆ（１２５℃）、酸性
度が最大０．０１重量％（酢酸として）、水分含有量が
最大０．２５重量％、最大色度が１０ＡＰＨＡ、分子式
重量が９０．１、引火点がＴＣＣで８９°Ｆ（３２
℃）、屈折率が６８°Ｆ（２０℃）で１．４０４、粘度
が７７°Ｆ（２５℃）で１．８センチ・ストークス、蒸
気圧が７７°Ｆ（２５℃）で１０．９mmＨｇ、凝固点が
−１３９°Ｆ（−９５℃）、表面張力が７７°Ｆ（２５
℃）で２６．５ダイン／cm、及び蒸発率が６６（ＢｕＡ
ｃ＝１００）のものである。
【００３４】反応性金属の鋳造用鋳型の製作に於いて、
鋳型の表面被覆及び被覆剤としての、本発明によるイッ
トリアをベースとしたスラリーの有用性、適合性及び利
点に就いて後述の例に於ける比較評価試験により説明す
る。
【００３５】例 Ｉ インベストメント鋳造によるＴｉ−６Ａ１−４Ｖ合金の
階段状試験片に就いて、本発明による組成のイットリア
をベースとしたスラリーと３７種類のその他の変化例を
用いた鋳型による表面被覆剤の比較試験を行なった。ワ
ックス型は溶融金属を注入する為の適当なゲートを備え
た希望する鋳物の形に作られた。各型の鋳型上に表面コ
ート又は内面層を形成するために、各型が表ＩＩＩに掲
げた組成のスラリーで被覆された。ある型では、２又は
３層の表面コートが施された。全ての鋳型に次に行われ
た浸漬被覆はコロイド状のシリカ・ボンドのジルコン粉
処方であった。各型の各浸漬被覆層の間のスタッコ剤は
アルミナ粒である。８層の浸漬被覆／スタッコが施さ
れ、最後に取扱い中のスタッコのスポーリングを最少と
するためカバー用浸漬被覆が行われた。各階段状板鋳型
の脱ワックスが行われ、次に表ＩＩＩに掲げた如くに焼
成された。
【００３６】鋳込みに先立って、鋳型が組立てられ、残
留揮発分を最少にするために空気中で６００°Ｆ（３１
５℃）で予熱された。真空中で溶融Ｔｉ−６Ａ１−４Ｖ
が鋳型に注入されたが、この場合溶湯の充填率を高める
ため遠心鋳造が行われた。鋳型を放冷した後、シェルが
この鋳物から取り除かれ、湯口が切り取られた。階段状
鋳物の各段の断面を組織検査した所、重い粒子のイット
リア粉と非水系をベースとしたバインダーからなる本発
明によるイットリアをベースとしたスラリーを使用した
もの（No．３８）は、従来技術の表面コートを使用した
もの（No．２０）と比較して、反応層（アルファ・ケー
ス）の減少率が４８〜９２％（平均７９％）であること
が判明した。各表面コートの試験結果が表ＩＩＩ及びＩ
ＩＩＡに示されている。表面コートに用いられた溶融粒
子のイットリア粉は密度から５．００ｇ／ｍｌであっ
た。
【００３７】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】 例 ＩＩ 次の試験として、インベストメント鋳造によるＴｉ−６
Ａ１−４Ｖの階段状試験片に就いて、本発明による組成
のイットリアをベースとしたスラリーを４種類（No．１
２，１６，１７，１８）を含む２６の表面コート方法の
比較が行われた。試験された方法が表ＩＶに示されてい
る。方法１６，１７及び１８では、標準のジルコン粉／
コロイド状シリカ組合わせの処方の代わりに、ジルコン
粉／エチル・シリケートのバインダーの保護浸漬が行わ
れた。試験は例１と同様にして行われた。各表面コート
の試験結果が表ＩＶ及びＩＶＡに示されている。従来技
術のジルコニアをベースとした表面コート（No．９）が
基準として使われた。No．１２及び１４〜１８の表面コ
ートに用いられた溶融粒子のイットリア粉の密度は５．
００ｇ／ｍｌであった。No．３３の表面コートに用いら
れた溶融粒子のイットリアの密度は４．６０ｇ／ｍｌで
あった。
【００３８】
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】 例 ＩＩＩ 第３の試験として、インベストメント鋳造によるＴｉ−
６Ａ１−４Ｖ合金の階段状試験片に就いて、本発明によ
るイットリアをベースとした表面コートを１８種類（N
o．１２，１６，１７，１８）含む２３種類の表面コー
ト方法の比較が行われた。試験された方法が表Ｖに示さ
れている。各種類の手順及び素材が表Ｖに示されてい
る。試験は例Ｉと同様にして行われた。各表面コートの
試験結果が表Ｖ及びＶＡに示されている。ここでも従来
技術によるジルコニアをベースとした表面コートが基準
として用いられた。表面コートNo．２〜１２，１５，１
７，１８，２１〜２３及び３３に用いられた溶融粒子の
イットリア粉の密度は５．００ｇ／ｍｌであった。
【００３９】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
【表１５】 例 ＩＶ 第４の試験では、１７種類の孔の開いた階段状ウエッジ
がＴｉ−６Ａ１−４Ｖで鋳込まれた。試験された各方法
が材料及び手順の順で表ＩＶに示されている。試験され
た方法には、本発明によるイットリアをベースとした中
子コートが８種類含まれている（中子コートNo. ６〜１
３）。各中子を被覆（及び注のある場合は焼成）した
後、各中子が階段状ウエッジのワックス型の中に組込ま
れた。次に、全試料に従来技術によるジルコニア粉／コ
ロイド状のシリカをバインダーとした表面コートが施さ
れたシェルの中に、このワックス型がそれぞれ組込まれ
た。試験のその他の部分は例Ｉと同様の方法で行われ
た。各中子／中子被覆方法の試験結果が表ＶＩ及びＶＩ
Ａに示されている。ここでも従来技術によるジルコニア
をベースとした中子コートが基準として用いられた。N
o. ６〜１３及び２２の中子コートに用いられたイット
リアは溶融粒子のイットリア粉で、その密度は５．００
ｇ／ｍｌであった。
【００４０】
【表１６】
【表１７】
【表１８】 例 Ｖ 第５の試験が５つの孔を有する階段状ウエッジにより行
われた。試験された各方法が材料及び手順の順で表ＶＩ
Ｉに示されている。試験された方法には、本発明による
イットリアをベースとした中子コートが３種類含まれて
いる（中子コートNo．２，１３，２０）。試験は例ＩＶ
と同様の方法で行われた。各中子／中子被覆方法の試験
結果が表ＶＩＩ及びＶＩＩＡに示される。ここでも従来
技術によるジルコニアをベースとした中子コートが基準
として用いられた。No．２及び１３の中子コートに用い
られたイットリアは溶融粒子のイットリア粉で、その密
度は５．００ｇ／ｍｌであった。No. ２０の中子コート
に用いられたイットリアは非溶融で、高度にカ焼され
た、大粒子のイットリア粉で、その密度は５．９９ｇ／
ｍｌであった。No. １３及び２２の表面コートに用いら
れたＴｉ−エステル・バインダーは、ダイナマイト・ノ
ーベル社製の特殊なチタネート・バインダーＬＰＣ３８
５１／１、チタニュム・アセチルアセトネート・ブトキ
サイドであった（これはダイナマイト・ノーベル・オブ
アメリカ社、ケイ・フライズ社化学ディビジョンにより
販売されている）。No．１３の中子コートに用いられた
中子被覆の処方は次の如くであった。
【００４１】 イットリア粉（溶融粒子、−３２５メッシ） ２６０ｇ チタネート・バインダーＬＰＣ３８５１／１ ６０ｍｌ ダウ・ケミカルＤＯＷＡＮＯＬ RＰＭ（プロピレン・グリコール・メチル・エ ーテル） １５ｍｌ
【表１９】
【表２０】 本発明の特許請求の範囲及び思想から離れること無く、
本発明に対し各種の変形及び修正が可能であることは当
該技術者にとって明らかであろう。従って、上記の特許
請求の範囲及びその他相当部分の記述の範囲内で、本発
明は上記変形及び修正を包含するものである。
フロントページの続き (72)発明者 シドニー・レックス・ウイテイカー アメリカ合衆国、ミシガン州 49420、ハ ート、マデイソン・ロード、ルート ２ (72)発明者 マニュエル・ゲッラ・ジュニア アメリカ合衆国、ニューハンプシャー州 03031、アムハースト、スカイライン・ド ライブ ８ − 40

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反応性金属鋳物において、反応性金属の
    鋳物の製造に用いられる鋳造用シェル型の製作方法の製
    作工程が、 型を準備し、 密度が４．６０ｇ／ｍｌより大きい重い粒子のイットリ
    ア粉と非水系をベースとしたバインダーから成るイット
    リアをベースとしたスラリーの中にこの型を漬け、 上記漬けた型の表面にシェルを形成し、 上記シェルを乾燥し、 上記型を外し、最後に、 上記シェルを焼成する、ことからなる、反応性金属鋳物
    の鋳造用シェル型の製作方法より作られた鋳造用シェル
    型で製造された反応性金属鋳物。
  2. 【請求項２】 上記反応性金属がチタニウム合金であ
    る、請求項１に記載の反応性金属鋳物。
  3. 【請求項３】 上記鋳物がガス・タービン・エンジン部
    品である、請求項１に記載の反応性金属鋳物。
  4. 【請求項４】 上記鋳物が外科用のラジウム挿入管であ
    る、請求項１に記載の反応性金属鋳物。
  5. 【請求項５】 上記鋳物が耐薬品性部品である、請求項
    １に記載の反応性金属鋳物。
  6. 【請求項６】 反応性金属鋳物において、反応性金属の
    鋳物の製造に用いられる鋳造用中子の製作方法の製作工
    程が、 取外し可能のセラミック中子を形成し、 密度が４．６０ｇ／ｍｌより大きい重い粒子のイットリ
    ア粉と非水系をベースとしたバインダーから成るイット
    リアをベースとしたスラリーで上記中子を被覆し、 上記被覆された中子を焼成する、ことからなる、反応性
    金属鋳物の鋳造用中子の製作方法で作られた鋳造用中子
    で製造された反応性金属鋳物。
  7. 【請求項７】 上記反応性金属がチタニウム合金であ
    る、請求項６に記載の反応性金属鋳物。
  8. 【請求項８】 上記鋳物がガスタービン・エンジン部品
    である、請求項６に記載の反応性金属鋳物。
  9. 【請求項９】 上記鋳物が外科用のラジウム挿入管であ
    る、請求項６に記載の反応性金属鋳物。
  10. 【請求項１０】 上記鋳物が耐薬品性部品である、請求
    項６に記載の反応性金属鋳物。
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