JPH09308941A - Manufacture of ceramic core - Google Patents

Manufacture of ceramic core

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JPH09308941A
JPH09308941A JP12665496A JP12665496A JPH09308941A JP H09308941 A JPH09308941 A JP H09308941A JP 12665496 A JP12665496 A JP 12665496A JP 12665496 A JP12665496 A JP 12665496A JP H09308941 A JPH09308941 A JP H09308941A
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JP
Japan
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powder
parts
weight
colloidal silica
core
Prior art date
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Application number
JP12665496A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Furukawa
洋文 古河
Shigeaki Yamamuro
繁昭 山室
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the manufacturing efficiency of a core of excellent dimensional accuracy by forming a core for precision molding of the slurry made of raw material ceramic powder, colloidal silica and gypsum powder. SOLUTION: The colloidal silica of 30-50 pts.wt. is mixed to the raw material ceramic powder of 100 pts.wt. in which the molten quartz powder and zircon powder, the gypsum power of 40-70 pts.wt. is added to the colloidal silica of 100 pts.wt. and mixed. The slurry is poured into a metallic mold, and after the slurry is hardened through gelation, it is dried and burned to form a core. The zircon powder of 20-50 pts.wt. is preferably mixed in the molten quartz powder of 100 pts.wt. Because the colloidal silica affects the fluidity of the slurry, and the gypsum powder affects the slurry hardening time and the contraction ratio in the burning, the mixing quantity is adjusted in the above range according to the shape of the core and the working condition or the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、精密鋳造用のセラ
ミックス中子の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic core for precision casting.

【0002】[0002]

【従来の技術】精密鋳造の際に用いられるセラミックス
中子は、各種の方法で製造されている。その主な製造方
法には以下のようなものがある。
2. Description of the Related Art Ceramic cores used in precision casting are manufactured by various methods. The main manufacturing methods are as follows.

【0003】(1)流し込み成形法(ストリップキャス
ト法) 樹脂または金属製の型への流し込み成形法 エチルシリケートまたはコロイダルシリカをバインダと
して原料セラミックス粉末に加えたスラリを樹脂または
金属製の型に流し込んみ、硬化させて成形した後に型か
ら取り出して、乾燥、焼成する。 石膏製の型への流し込み成形法 水またはアルコールを溶媒として原料セラミックス粉末
に加えたスラリを石膏製の型に流し込み、石膏の吸水作
用で固化させて成形した後に型から取り出して、乾燥、
焼成する。
(1) Casting method (strip casting method) Casting method into resin or metal mold Casting a slurry obtained by adding ethyl silicate or colloidal silica to a raw material ceramic powder as a binder is poured into a resin or metal mold. After curing and molding, the molded product is taken out of the mold, dried and baked. Casting method into a gypsum mold Pour slurry into raw ceramic powder with water or alcohol as a solvent, cast into a gypsum mold, solidify by water absorption of gypsum and mold, then remove from mold, dry,
Bake.

【0004】(2)射出成形法 熱可塑性樹脂をバインダとして原料セラミックス粉末に
配合したスラリを金型内に高圧で射出成形した後に当該
金型から取り出し、脱脂(バインダの除去)して焼成す
る。
(2) Injection Molding Method A slurry in which a raw material ceramic powder is mixed with a thermoplastic resin as a binder is injection-molded in a mold at a high pressure, then taken out of the mold, degreased (removal of the binder) and baked.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述したようなセラミ
ックス中子の製造方法には以下のような問題があった。
The above-described method for manufacturing a ceramic core has the following problems.

【0006】(1)流し込み成形法 樹脂または金属製の型への流し込み成形法 ・エチルシリケートまたはコロイダルシリカをバインダ
として用いるため、硬化速度が遅く、特に、厚肉の中子
を製造する場合には長時間を要してしまい、量産に適さ
ない。 石膏製の型への流し込み成形法 i)スラリの固化に長時間を要してしまうため、厚肉や大
型の中子の製造や量産に適さない。 ii) 石膏製の型を使用するため、複雑な形状の中子の成
形が困難であると共に、中子の寸法精度が劣ってしま
う。 iii)乾燥時に割れや変形が生じやすい。
(1) Casting method Casting method using resin or metal mold-Since ethyl silicate or colloidal silica is used as a binder, the curing speed is slow, especially when thick cores are manufactured. It takes a long time and is not suitable for mass production. Casting method into a plaster mold i) Not suitable for the production and mass production of thick and large cores because it takes a long time to solidify the slurry. ii) Since a mold made of gypsum is used, it is difficult to mold a core having a complicated shape, and the dimensional accuracy of the core becomes poor. iii) Cracks and deformations tend to occur during drying.

【0007】(2)射出成形法 i)原料セラミックス粉末のスラリ化に際して熱可塑性樹
脂のバインダを多量に使用することから、脱脂時に割れ
を生じやすいため、時間をかけて脱脂する必要がある。 ii) 製造できる肉厚の上限値が10〜15mm程度であ
るため、これ以上の大きさの厚肉の中子を製造すること
が困難である。 iii)熱可塑性樹脂をバインダとして用いるため、脱脂時
に変形しやすく、寸法精度がずれる虞がある。
(2) Injection molding method i) Since a large amount of a binder of a thermoplastic resin is used when the raw material ceramic powder is slurried, cracks are likely to occur during degreasing, and therefore degreasing must be performed over a long period of time. ii) Since the upper limit of the wall thickness that can be manufactured is about 10 to 15 mm, it is difficult to manufacture a thick core having a larger size. iii) Since a thermoplastic resin is used as a binder, it is likely to be deformed during degreasing and the dimensional accuracy may be deviated.

【0008】このようなことから、本発明は、厚肉や大
型でも効率よく高精度なセラミックス製の中子を製造す
ることができるセラミックス中子の製造方法を提供する
ことを目的とした。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a ceramic core manufacturing method capable of efficiently manufacturing a highly accurate ceramic core even with a thick wall or a large size.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための、本発明によるセラミックス中子の製造方法は、
原料セラミックス粉末とコロイダルシリカと石膏粉末と
を混合して型に流し込み、硬化させて成形した後に当該
型から取り出して、乾燥、焼成することを特徴とする。
A method of manufacturing a ceramic core according to the present invention for attaining the above-mentioned object comprises:
The raw material ceramic powder, colloidal silica, and gypsum powder are mixed, poured into a mold, cured and molded, and then taken out from the mold, dried, and fired.

【0010】上述のセラミックス中子の製造方法におい
ては、前記コロイダルシリカの配合量が前記原料セラミ
ックス粉末100重量部に対して30〜50重量部であ
り、前記石膏粉末の配合量が上記コロイダルシリカ10
0重量部に対して40〜70重量部であることを特徴と
する。
In the above-mentioned method for producing a ceramic core, the content of the colloidal silica is 30 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material ceramic powder, and the content of the gypsum powder is the colloidal silica 10 described above.
It is characterized in that it is 40 to 70 parts by weight with respect to 0 parts by weight.

【0011】上述のセラミックス中子の製造方法におい
ては、前記原料セラミックス粉末が溶融石英粉末とジル
コン粉末とを混合したものであることを特徴とする。
The above-mentioned method for producing a ceramic core is characterized in that the raw material ceramic powder is a mixture of fused quartz powder and zircon powder.

【0012】上述のセラミックス中子の製造方法におい
ては、前記ジルコン粉末の配合量が前記溶融石英粉末1
00重量部に対して20〜50重量部であることを特徴
とする。
In the above-mentioned ceramic core manufacturing method, the blending amount of the zircon powder is the fused silica powder 1
20 to 50 parts by weight with respect to 00 parts by weight.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明によるセラミックス中子の
製造方法の実施の形態を図1を用いて説明する。なお、
図1は、その手順を表すフローチャートである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a method for manufacturing a ceramic core according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
FIG. 1 is a flowchart showing the procedure.

【0014】図1に示すように、溶融石英粉末にジルコ
ン粉末を加えて混合したもの(原料セラミックス粉末)
にコロイダルシリカを加え、混練りしてスラリ化し、さ
らに石膏粉末を加えて混練りしたら、型に流し込んで硬
化させて成形した後、当該型から取り出し、乾燥、焼成
することにより、効率よく高精度な中子を得ることがで
きる。この理由を以下に説明する。
As shown in FIG. 1, zircon powder is added to and mixed with fused silica powder (raw ceramic powder).
After adding colloidal silica to knead to form a slurry, and further adding gypsum powder to knead, pour into a mold to cure and mold, then take out from the mold, dry and bake to achieve high efficiency and high accuracy. You can get a good core. The reason for this will be described below.

【0015】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
スが崩れてゲル化(固化)するので、セラミックス中子
を容易に成形することができる。しかしながら、セラミ
ックス中子が厚肉や大型であると、乾燥、すなわち、コ
ロイダルシリカ中の水分を蒸発させるのに、多大な時間
を要してしまうので、このような方法で厚肉や大型のセ
ラミックス中子を効率よく量産することは困難である。
In general, a slurry containing colloidal silica as a binder loses the charge balance of the colloidal silica and gels (solidifies) when dried, so that the ceramic core can be easily molded. However, if the ceramic core is thick or large, it takes a long time to dry, that is, to evaporate the water content in the colloidal silica. It is difficult to mass-produce cores efficiently.

【0016】ところで、コロイダルシリカは、負に帯電
した数十ナノメートルのシリカ粒子が水中に分散してコ
ロイド状をなしている、すなわち、シリカ粒子の表面に
−SiOH基や−OHイオンが存在してアルカリイオン
によって電気二重層が形成されることにより、粒子間が
反発して安定化している。このようなコロイダルシリカ
をバインダとしたスラリにイオン−酸素間の引力の小さ
い石膏(CaSO4 ・0.5〜2H2 O)粉末を加える
と、下記の式(1)に示すように、多価の金属イオンが
生成することにより、コロイダルシリカの電荷バランス
が崩れ、シリカ粒子同士が接近してゲル化、すなわち、
固化するようになる。
By the way, in colloidal silica, negatively charged tens of nanometer-sized silica particles are dispersed in water to form a colloidal state, that is, --SiOH groups and --OH ions are present on the surface of the silica particles. The electric double layer is formed by the alkali ions, so that the particles are repulsed and stabilized. When gypsum (CaSO 4 .0.5 to 2H 2 O) powder having a small ionic-oxygen attractive force is added to the slurry containing such a colloidal silica as a binder, a polyvalent polyvalent metal is obtained as shown in the following formula (1). Due to the generation of the metal ions, the charge balance of the colloidal silica is disturbed, the silica particles approach each other, and gel, that is,
It will solidify.

【化1】 CaSO4 → Ca2+ + SO4 2- ・・・(1)[Chemical formula 1] CaSO 4 → Ca 2+ + SO 4 2 -... (1)

【0017】このようにして起こるゲル化は、乾燥によ
って起こるゲル化よりも非常に短い時間で生じるため、
成形時間が短くてすむようになる。また、上述したよう
にしてゲル化させた成形物は、粒子間の結合力が大きい
ので、比較的急速に乾燥しても、生じた水蒸気の圧力で
割れや変形を生じたり、大きく収縮したりすることがな
い。さらに、上記ゲル化にかかる時間は、石膏粉末の配
合量で調整することができるので、作業性の向上を容易
に図ることができる。したがって、上述したようなセラ
ミックス中子の製造方法によれば、厚肉や大型でも効率
よく高精度なセラミックス製の中子を製造することがで
きるのである。
The gelation thus occurring occurs in a much shorter time than the gelation caused by drying,
The molding time is short. In addition, since the molded product gelled as described above has a large bonding force between particles, even if it is dried relatively quickly, the pressure of the generated steam causes cracking or deformation, or it causes large shrinkage. There is nothing to do. Furthermore, since the time required for the gelation can be adjusted by the blending amount of the gypsum powder, the workability can be easily improved. Therefore, according to the method for producing a ceramic core as described above, it is possible to efficiently produce a highly accurate ceramic core even if it is thick or large.

【0018】このようなセラミックス中子の製造方法の
最適な条件を確認するため、次のような検討実験を行っ
た。
In order to confirm the optimum conditions of the method for manufacturing such a ceramic core, the following examination experiment was conducted.

【0019】[検討実験1] ・コロイダルシリカの配合量(下限値) <実験方法>溶融石英粉末にジルコン粉末を混合した原
料セラミックス粉末に下記に示した量のコロイダルシリ
カをそれぞれ加えて混練りしてスラリ化し、これらスラ
リを所定のキャビテイ厚さの金型に流し込みした場合の
充填可能な厚さをそれぞれ求める。
[Experiment 1] -Amount of colloidal silica (lower limit) <Experimental method> The following amount of colloidal silica was added to the raw ceramic powder obtained by mixing zircon powder with fused silica powder and kneaded. Slurry is obtained, and the thickness that can be filled when the slurry is poured into a mold having a predetermined cavity thickness is obtained.

【0020】 <実験条件> ・溶融石英粉末−平均粒径:20μm ・ジルコン粉末−粒径サイズ:44μm以下 配合量:溶融石英粉末100重量部に対して40重量部 ・コロイダルシリカ−シリカ含有量:30重量部 配合量:原料セラミックス粉末100重量部に対して、 25,30,40,50重量部<Experimental conditions> -Fused silica powder-average particle size: 20 μm-Zircon powder-particle size: 44 μm or less Blending amount: 40 parts by weight per 100 parts by weight of fused silica powder-Colloidal silica-silica content: 30 parts by weight Blending amount: 25, 30, 40, 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of raw material ceramic powder

【0021】<実験結果>結果を図2に示す。図2から
わかるように、コロイダルシリカの配合量が30重量部
以下になると、キャビテイの流し込み成形可能な厚さが
著しく大きくなる、つまり、スラリの粘度が著しく大き
くなり、成形が困難となることが判明した。このことか
ら、コロイダルシリカの配合量は、原料セラミックス粉
末100重量部に対して30重量部以上であると好まし
いと判断される。
<Experimental Results> The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, when the content of colloidal silica is 30 parts by weight or less, the castable thickness of cavities becomes extremely large, that is, the viscosity of the slurry becomes extremely large, and molding becomes difficult. found. From this, it is judged that the compounding amount of colloidal silica is preferably 30 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the raw material ceramic powder.

【0022】[検討実験2] ・石膏粉末の配合量(上限値) <実験方法>溶融石英粉末にジルコン粉末を混合した原
料セラミックス粉末にコロイダルシリカを加えて混練り
してから下記に示した量の石膏粉末をそれぞれ加えた
後、当該スラリを混練りして当該スラリのゲル化するま
での時間、すなわち、スラリの流動可能時間(使用可能
時間,可使時間)をそれぞれ求める。
[Study 2] ・ Amount of gypsum powder (upper limit) <Experimental method> Colloidal silica was added to the raw material ceramic powder prepared by mixing zircon powder with fused silica powder, and the amount shown below was obtained. After each of the gypsum powders of No. 1 is added, the time until the slurry is kneaded to gel the slurry, that is, the flowable time (usable time, pot life) of the slurry is obtained.

【0023】 <実験条件> ・溶融石英粉末−検討実験1と同一 ・ジルコン粉末−検討実験1と同一 ・コロイダルシリカ−配合量:原料セラミックス粉末100重量部に対して 40重量部 他条件:検討実験1と同一 ・石膏粉末−配合量:コロイダルシリカ100重量部に対して、 20,40,60,70,80重量部<Experimental conditions> -Fused silica powder-Same as study experiment 1-Zircon powder-Same as study experiment 1-Colloidal silica-Blending amount: 40 parts by weight relative to 100 parts by weight of raw material ceramic powder Other conditions: Study experiment Same as 1.-Gypsum powder-compounding amount: 20, 40, 60, 70, 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of colloidal silica

【0024】<実験結果>結果を図3に示す。図3から
わかるように、石膏粉末の配合量が70重量部を越える
と、スラリの流動可能時間が3分以下となる、つまり、
スラリのゲル化が著しく早くなってしまい、作業性に問
題を生じてしまうことが判明した。このことから、石膏
粉末の配合量は、コロイダルシリカ100重量部に対し
て70重量部以下であると好ましいと判断される。
<Experimental Results> The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, when the blending amount of the gypsum powder exceeds 70 parts by weight, the flowable time of the slurry becomes 3 minutes or less, that is,
It was found that the gelation of the slurry was significantly accelerated, causing a problem in workability. From this, it is judged that the blending amount of the gypsum powder is preferably 70 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of colloidal silica.

【0025】[検討実験3] ・石膏粉末の配合量(下限値) <実験方法>溶融石英粉末にジルコン粉末を混合した原
料セラミックス粉末にコロイダルシリカを加えて混練り
した後に下記に示した量の石膏粉末をそれぞれ加え、混
練りしたスラリを金型に流し込み、当該流し込みを行っ
てから硬化するまでの時間、すなわち、硬化時間をそれ
ぞれ求める。
[Experimental Experiment 3] ・ Amount of plaster powder (lower limit) <Experimental method> Colloidal silica was added to the raw material ceramic powder prepared by mixing zircon powder with fused silica powder, and after kneading, the amount shown below was obtained. Gypsum powder is added to each, the kneaded slurry is poured into a mold, and the time from the pouring to the hardening, that is, the hardening time is determined.

【0026】 <実験条件> ・溶融石英粉末−検討実験1と同一 ・ジルコン粉末−検討実験1と同一 ・コロイダルシリカ−検討実験2と同一 ・石膏粉末−配合量:コロイダルシリカ100重量部に対して、 20,30,40,60,70,80重量部<Experimental conditions> -Fused quartz powder-Same as study experiment 1-Zircon powder-Same as study experiment 1-Colloidal silica-Same as study experiment 2-Gypsum powder-compounding amount: 100 parts by weight of colloidal silica , 20, 30, 40, 60, 70, 80 parts by weight

【0027】<実験結果>結果を図4に示す。図4から
わかるように、石膏粉末の配合量が40重量部未満であ
ると、スラリの硬化時間が著しく長くなり、効率が悪く
なってしまうことが判明した。このことから、石膏粉末
の配合量は、コロイダルシリカ100重量部に対して4
0重量部以上であると好ましいと判断される。
<Experimental Results> The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, it was found that when the amount of the gypsum powder blended was less than 40 parts by weight, the slurry curing time was remarkably lengthened, resulting in poor efficiency. From this, the amount of gypsum powder blended is 4 with respect to 100 parts by weight of colloidal silica.
It is considered preferable that the amount is 0 parts by weight or more.

【0028】[検討実験4] ・コロイダルシリカの配合量(上限値) <実験方法>溶融石英粉末にジルコン粉末を混合した原
料セラミックス粉末に下記に示した量のコロイダルシリ
カをそれぞれ加えて混練りしてスラリ化し、これらスラ
リに石膏粉末をそれぞれ加えて混練りした後に金型にそ
れぞれ流し込み、硬化させて成形させたら、当該金型か
ら取り出して乾燥、焼成し、得られた各試験片の長辺の
寸法収縮率をそれぞれ求める。
[Study Experiment 4] -Amount of Colloidal Silica (Upper Limit Value) <Experimental Method> The following amounts of colloidal silica were added to the raw material ceramic powder prepared by mixing zircon powder with fused silica powder and kneaded. To form a slurry, add gypsum powder to each of these slurries and knead them, then pour each into a mold, cure and mold, then take out from the mold, dry and bake, and obtain the long side of each test piece. Determine the dimensional shrinkage of each.

【0029】 <実験条件> ・溶融石英粉末−検討実験1と同一 ・ジルコン粉末−検討実験1と同一 ・コロイダルシリカ−配合量:原料セラミックス粉末100重量部に対して、 30,40,50,60,70重量部 他条件:検討実験1と同一 ・石膏粉末−配合量:コロイダルシリカ100重量部に対して60重量部 ・金型−キャビテイサイズ:20mm×40mm×200mm ・硬化時間−約10分 ・乾燥条件−雰囲気:大気 温度:120℃ 時間:3時間 ・焼成条件−雰囲気:大気 温度:1100℃ 時間:1時間<Experimental conditions> -Fused quartz powder-same as study experiment 1-Zircon powder-same as study experiment 1-Colloidal silica-blending amount: 30, 40, 50, 60 with respect to 100 parts by weight of the raw material ceramic powder , 70 parts by weight Other conditions: The same as in Study Experiment 1-Gypsum powder-Amount: 60 parts by weight per 100 parts by weight of colloidal silica-Mold-Cavity size: 20 mm x 40 mm x 200 mm-Curing time-about 10 minutes- Drying conditions-Atmosphere: Air Temperature: 120 ° C Time: 3 hours-Firing conditions-Atmosphere: Air Temperature: 1100 ° C Time: 1 hour

【0030】<実験結果>結果を図5に示す。図5から
わかるように、石膏粉末の配合量が50重量部を越える
と、寸法収縮率が2%を越えてしまうことが判明した。
このようなことから、石膏粉末の配合量は、原料セラミ
ックス粉末100重量部に対して50重量部以下である
と好ましいと判断される。
<Experimental Results> The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, it was found that the dimensional shrinkage ratio exceeded 2% when the amount of the gypsum powder blended exceeded 50 parts by weight.
From this, it is judged that the amount of the gypsum powder is preferably 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the raw material ceramic powder.

【0031】[検討実験5] ・ジルコン粉末の配合量(下限値) <実験方法>溶融石英粉末に下記に示した量のジルコン
粉末を混合した原料セラミックス粉末をそれぞれ用意
し、当該原料セラミックス粉末にコロイダルシリカをそ
れぞれ加えた後、上述した検討実験4と同様な操作によ
り試験片をそれぞれ製作し、得られた各試験片の三点曲
げ強度をそれぞれ求める。
[Study Experiment 5] Amount of Zircon Powder (Lower Limit Value) <Experimental Method> Raw ceramic powders prepared by mixing fused silica powders with the amounts of zircon powders shown below were prepared. After adding colloidal silica, test pieces are manufactured by the same operation as the above-described study experiment 4, and the three-point bending strength of each obtained test piece is determined.

【0032】 <実験条件> ・溶融石英粉末−検討実験1と同一 ・ジルコン粉末−配合量:溶融石英粉末100重量部に対して、 10,20,30,40,50,60,70重量部 他条件:検討実験1と同一 ・コロイダルシリカ−検討実験2と同一 ・石膏粉末−検討実験4と同一 ・金型−キャビテイサイズ:10mm×20mm×60mm ・硬化時間−検討実験4と同一 ・乾燥条件−検討実験4と同一 ・焼成条件−検討実験4と同一<Experimental conditions> -Fused quartz powder-the same as in Study Experiment 1-Zircon powder-Blending amount: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 parts by weight, etc. relative to 100 parts by weight of fused silica powder Conditions: Same as Study Experiment 1-Colloidal silica-Same as Study Experiment 2-Gypsum powder-Same as Study Experiment 4-Mold-Cavity size: 10 mm x 20 mm x 60 mm-Curing time-Same as Study Experiment 4-Drying conditions- Same as Study Experiment 4 ・ Firing conditions-Same as Study Experiment 4

【0033】<実験結果>結果を図6に示す。図6から
わかるように、ジルコン粉末の配合量が20重量部未満
であると、三点曲げ強度が60kgf/cm2 に満たな
いことが判明した。このようなことから、ジルコン粉末
の配合量は、溶融石英粉末100重量部に対して20重
量部以上であると好ましいと判断される。
<Experimental Results> The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 6, it was found that when the amount of zircon powder blended was less than 20 parts by weight, the three-point bending strength was less than 60 kgf / cm 2 . From this, it is judged that the amount of zircon powder blended is preferably 20 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of fused silica powder.

【0034】また、ジルコン粉末の配合量が溶融石英粉
末100重量部に対して50重量部を越えると、鋳造後
にオートクレーブでセラミックス中子を溶出する際の溶
出性が悪化する傾向にある。このようなことから、ジル
コン粉末の配合量は、溶融石英粉末100重量部に対し
て50重量部以下であると好ましいと判断される。
When the content of zircon powder exceeds 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of fused silica powder, the elution properties of the ceramic core in the autoclave after casting tend to deteriorate. From this, it is judged that the amount of zircon powder blended is preferably 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of fused silica powder.

【0035】したがって、溶融石英粉末100重量部に
対してジルコン粉末を20〜50重量部加えるように
し、この原料セラミックス粉末100重量部に対してコ
ロイダルシリカを30〜50重量部加えるようにし、こ
のコロイダルシリカ100重量部に対して石膏粉末を4
0〜70重量部加えるようにすれば、さらに効率よく高
精度なセラミックス中子を得ることができるようにな
る。
Therefore, 20 to 50 parts by weight of zircon powder is added to 100 parts by weight of fused silica powder, and 30 to 50 parts by weight of colloidal silica is added to 100 parts by weight of this raw material ceramic powder. 4 parts of gypsum powder to 100 parts by weight of silica
By adding 0 to 70 parts by weight, it becomes possible to more efficiently obtain a highly accurate ceramic core.

【0036】[0036]

【実施例】本発明によるセラミックス中子の製造方法の
一実施例を以下に説明する。 [セラミックス中子の製造] <製造方法>溶融石英粉末にジルコン粉末を混合した原
料セラミックス粉末にコロイダルシリカを加えて混練り
してスラリ化し、このスラリに石膏粉末を加えて混練り
した後に金型に流し込み、硬化させて成形させたら、当
該金型から取り出して乾燥、焼成することにより、ボイ
ラ用の非対称バイファケートチューブの鋳造に用いるセ
ラミックス中子を製造した。
EXAMPLE An example of a method for producing a ceramic core according to the present invention will be described below. [Manufacturing of ceramic core] <Manufacturing method> Colloidal silica is added to raw material ceramic powder in which zircon powder is mixed with fused quartz powder to knead to form a slurry, and gypsum powder is added to the slurry and kneaded into a mold. After being poured into a mold, cured and molded, the mold was taken out from the mold, dried and fired to manufacture a ceramic core used for casting an asymmetric bifate tube for a boiler.

【0037】 [0037]

【0038】<製造結果>得られたセラミックス中子を
図7,8に示す。得られたセラミックス中子1は、比較
的大型、厚肉であるにもかかわらず、短時間で製造する
ことができ、さらに、割れや変形などがないばかりか、
寸法精度が良いものであった。したがって、比較的大
型、厚肉であっても、割れや変形などがなく、寸法精度
の良いセラミックス中子を短時間で製造できることが確
認できた。
<Production Result> The obtained ceramic core is shown in FIGS. The obtained ceramics core 1 can be manufactured in a short time even though it is relatively large and thick, and furthermore, it is free from cracks and deformation.
The dimensional accuracy was good. Therefore, it was confirmed that a ceramic core with good dimensional accuracy can be produced in a short time without cracking or deformation even if it is relatively large and thick.

【0039】[セラミックス中子を用いた精密鋳造] <鋳造方法>上述したようにして製造したセラミックス
中子をボイラ用の非対称バイファケートチューブの金型
内に配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み立ててシェル鋳型を製作し、
オートクレーブにてワックスを溶出した後にセラミック
ス中子と一体となった鋳型を焼成し、ただちに低合金鋳
鋼を鋳造する。
[Precision Casting Using Ceramics Core] <Casting Method> The ceramics core manufactured as described above is placed in a mold of an asymmetric bifate tube for a boiler, and wax is injection-molded. As in the precision casting of, a wax model is assembled to make a shell mold,
After the wax is dissolved in the autoclave, the mold integrated with the ceramic core is fired to immediately cast the low alloy cast steel.

【0040】 [0040]

【0041】<鋳造結果>得られた非対称バイファケー
トチューブを図9,10に示す。このようにして精密鋳
造されたバイファケートチューブ2には、前述したよう
にして製造したセラミックス中子1に起因する鋳造欠陥
(寸法不良、割れ、ガス欠陥など)がなかった。また、
水酸化カリウムを使用したオートクレーブでセラミック
ス中子1を容易に溶出させることができた。したがっ
て、前述したようにして製造したセラミックス中子1を
用いると、精密鋳造を非常に良好にできることが確認で
きた。
<Casting Results> The obtained asymmetric bifate tubes are shown in FIGS. The precision-cast biphacate tube 2 did not have casting defects (dimensional defects, cracks, gas defects, etc.) due to the ceramic core 1 produced as described above. Also,
The ceramic core 1 could be easily eluted with an autoclave using potassium hydroxide. Therefore, it was confirmed that the precision casting can be very favorably performed by using the ceramic core 1 manufactured as described above.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明のセラミックス中子の製造方法に
よれば、次のような効果を得ることができる。 (1)従来の流し込み成形法に比べて、硬化時間を大幅
に短縮することができるので、効率よく製造することが
できる。 (2)従来の射出成形法に比べて、脱脂が不要なため、
製作期間を大幅に短縮することができると共に、低コス
トで済み、量産が容易となる。 (3)焼成前でも中子の強度が大きいので、取り扱いや
すく、製造性に優れている。 (4)乾燥、焼成工程で中子に割れを生じることがな
い。 (5)乾燥、焼成工程で中子に変形を生じることがな
く、収縮率も小さいので、中子の寸法精度が良好であ
る。 (6)比較的大型、厚肉の中子であっても製造すること
ができる。 (7)配合量を調整することにより、固化時間や中子の
強度などを容易にコントロールすることができるので、
中子の製作性や性能をフレキシブルに設定することがで
きる。
According to the method for producing a ceramic core of the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since the curing time can be significantly shortened as compared with the conventional casting method, the manufacturing can be efficiently performed. (2) Degreasing is unnecessary compared to the conventional injection molding method,
The manufacturing period can be greatly shortened, the cost is low, and mass production is easy. (3) Since the core has high strength even before firing, it is easy to handle and excellent in manufacturability. (4) The core is not cracked during the drying and firing steps. (5) The core is not deformed in the drying and firing steps, and the shrinkage rate is small, so that the dimensional accuracy of the core is good. (6) Even a relatively large and thick core can be manufactured. (7) Since the solidification time and the strength of the core can be easily controlled by adjusting the blending amount,
The manufacturability and performance of the core can be flexibly set.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるセラミックス中子の製造方法の実
施の形態の手順を表すフローチャートである。
FIG. 1 is a flow chart showing a procedure of an embodiment of a method for manufacturing a ceramic core according to the present invention.

【図2】コロイダルシリカの配合量と金型への充填可能
な厚さとの相関図である。
FIG. 2 is a correlation diagram between the compounding amount of colloidal silica and the thickness that can be filled in a mold.

【図3】石膏粉末の配合量と流動可能時間との相関図で
ある。
FIG. 3 is a correlation diagram between the compounding amount of gypsum powder and the flowable time.

【図4】石膏粉末の配合量と硬化時間との相関図であ
る。
FIG. 4 is a correlation diagram between the compounding amount of gypsum powder and the setting time.

【図5】コロイダルシリカの配合量と中子の収縮率との
相関図である。
FIG. 5 is a correlation diagram between the compounding amount of colloidal silica and the shrinkage rate of the core.

【図6】ジルコン粉末の配合量と中子の三点曲げ強度と
の相関図である。
FIG. 6 is a correlation diagram between the compounding amount of zircon powder and the three-point bending strength of a core.

【図7】本発明によるセラミックス中子の製造方法に基
づいて製造した非対称バイファケートチューブ用セラミ
ックス中子の一実施例の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of an example of a ceramic core for an asymmetric bifate tube manufactured based on the method for manufacturing a ceramic core according to the present invention.

【図8】図7のVIII−VIII線矢視図である。8 is a view taken along the line VIII-VIII of FIG.

【図9】図7,8のセラミックス中子を用いて精密鋳造
した非対称バイファケートチューブの平面図である。
FIG. 9 is a plan view of an asymmetric bifate tube precision-cast using the ceramic core of FIGS.

【図10】図9のX−X線矢視図である。FIG. 10 is a view taken along line XX of FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミックス中子 2 非対称バイファケートチューブ 1 Ceramics core 2 Asymmetric bifate tube

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原料セラミックス粉末とコロイダルシリ
カと石膏粉末とを混合して型に流し込み、硬化させて成
形した後に当該型から取り出して、乾燥、焼成すること
を特徴とするセラミックス中子の製造方法。
1. A method for producing a ceramic core, which comprises mixing raw ceramic powder, colloidal silica, and gypsum powder, pouring the mixture into a mold, curing and molding, and then taking out from the mold, followed by drying and firing. .
【請求項2】 前記コロイダルシリカの配合量が前記原
料セラミックス粉末100重量部に対して30〜50重
量部であり、前記石膏粉末の配合量が上記コロイダルシ
リカ100重量部に対して40〜70重量部であること
を特徴とする請求項1に記載のセラミックス中子の製造
方法。
2. The compounding amount of the colloidal silica is 30 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material ceramic powder, and the compounding amount of the gypsum powder is 40 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the colloidal silica. The method for producing a ceramic core according to claim 1, wherein the method is a part.
【請求項3】 前記原料セラミックス粉末が溶融石英粉
末とジルコン粉末とを混合したものであることを特徴と
する請求項1または2に記載のセラミックス中子の製造
方法。
3. The method for producing a ceramic core according to claim 1, wherein the raw material ceramic powder is a mixture of fused quartz powder and zircon powder.
【請求項4】 前記ジルコン粉末の配合量が前記溶融石
英粉末100重量部に対して20〜50重量部であるこ
とを特徴とする請求項3に記載のセラミックス中子の製
造方法。
4. The method for producing a ceramic core according to claim 3, wherein the amount of the zircon powder blended is 20 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fused silica powder.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105903901A (en) * 2016-05-13 2016-08-31 上海万泽精密铸造有限公司 Near-zero shrinkage rate molding shell based on fused quartz and preparation method thereof
RU2671520C1 (en) * 2017-12-25 2018-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" Parting paint for foundry molds and rods

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