JPS5964135A - 鋳物用の非シリカをベ−スとするセラミツクコアおよび鋳造法 - 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】 本発明は、鋳物用の非シリカをペースとするセラミック
コアおよび鋳造法に関−する。

中空ガスタービンエンジンコンポネント、例えばタービ
ンブレードおよび羽根の鋳造において。

伝統的セラミックコア材料は、クリ力であった。

とい５のは高耐火性！Ｙ蓮渭箭竪分曽痛譬用る四端コン
ポネントからの除去の容易さとの糾み合わせ火シリカが
有するためである。

ガスタービンエンジンブレードおよび羽根の鋳造におけ
る最近の発展は、直接同化技術を包含しており、これら
の技術においてはセラミックコアは高温にかなり長期開
封され、そしてシリカコアは結局変形し、これらの砿造
法においては高いスクラップ割合をもたらすことが見い
出されている。

この種の方法用の高耐火性の別の材料、ｆ’ｆｌＪえば
アルミナに、注目が集中している。高耐火性の利料の場
合の問題は、それらの浸出性である。化学文献の検索に
より、アルミナが苛ａ塩溶液に溶けろことな示唆する化
学反応式を書くことが可能アあることがわかるであろう
が（インステイテユート・オブ・セラミックスｅｆギス
トブツク・シリーズ、ダブリュー嗜イー・ウオーラルに
よる［原料（Ｒａｗ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　）　Ｊとい
う名称の本％第９：３頁参照）、事実は、浸出によって
実用速度で除去することが困＝＋１．であるので、高焼
成されか′″）高密化されて鋳物用コアに必髪な強（ｙ
および耐火性を与えている商業上人千可畦なアルミナが
、コア利科としては使用されていないままである。

この問題を克服Ｉ−ようとする数種の試みが、六ン近な
されている。例えば、英国Ｉ［￥訂第１．６０２．（１
２７号明細宵においては、特別に成形された高多孔内部
を有するコンＡクトとして作られているアルミナコアが
記Ｖｌ戊されており、このアルミナコアすま浸出と樋械
的Ｍ体との組み合わ・ヒによって鋳物から比１ト（的容
易に除去される。

別の堺案においては、アルミナと更に容易に浸１、Ｌｌ
　１１能な相別１例えばシリカまたはマグネク゛ｒとの
混合物から作られたコアが作られている。しか（−１本
発明者等は％７リカ単独の場合−の経験に反して、シリ
カ加％〜匍％が存在するアルミナとクリ力との混合物に
少なくとも間しては、塩濃度が増大するにつれてコアが
余り溶けなくなることを見い出している。このように、
シリカ単独は、高濃度塩に更に迅速に溶解し、かつ融解
無水苛性塩に溶解することは既知であるのに対して１等
叶の各１１勿質を付するアルミナ−７リ力ｊｌＪ合物は
、濃ノψ、塩溶液中でｉ１＋１ｊ物からは実際Ｊ−不ｔ
ｆ；どなる。本発明者等は、このことは、６Ａ造コンポ
ネント内の小孔において塩溶液がコア表面に到達するの
を防止する不溶Ｖ１：、了ルミノシリケートの生成によ
ると考える。

英国／ＩＪ１許川願第用０３２０６０号明細１は、苛性
塩溶液によってアルミナコアを鋳物から除去Ｊ″る方法
を開示しているが、アルミナは溶解法を遅延する不溶性
化合物の生成を回避するために行に純粋でなければ２【
らないことが見い出された。しかし、糾丁ルミナを？＃
　ｌ’ｌ〒できたが、依然と１〜て比較的遅い方法であ
り、ぞしてシリカコアの場合の経験に反して、苛ｒｌ三
塩溶液の濃度の増大はアルミナの溶１１ｊ７度が再び減
少する点を超える唐に対してだけ有益であり、そしてそ
の範囲においてアルミナは融解無水苛性塩ｇ塩に完全に
不＠になった。

本発明の１」的は、クリ力以外のセラミックコア祠利の
ｎ″ず鮮度を増大する手段を提供することにある。

ｈｉｌ　ｔ４＋、：目的は、水素供与基な含有−４−る
Ｉ物質をセラ族され得る。

本明伸１９１におい゛〔水垢供り、）、（は、溶融プロ
セス時に破壊して発生期水素（ｎａｓｃｅｎｔ　ｂｙｃ
（ｒｏｇｅｎ　）　　をｒｑ＋ａ脱′ｊる化学基１例え
ば水酸基、水垢化物または化学結合水である。

また、水素供与基を含有する物質は、セラミックコアの
製績および用途に使用される温度において前記基を保持
１−なし〕ればならない。

木電明者等は、シリカが電気融解後でさえ痕跡−の水を
含有′Ｊ−ること、および融解無水苛性塩に不溶である
非シリカセラミック材ｆｌへの少忙、例えば２〜３ｔｉ
ｉ針％のシリカの添加がこの種のセラミックな無水塩に
易溶にさせることを見い出している。このように、罵異
的１よことに、アルミナコアへの牛用のシリカの添加（
アルミナを苛性塩溶液に余り可溶にさせなか−〕た）が
、アルミナを−Ｍ無水苛性塩に易溶にさせる。

水素供与基からのめ１Ｆ脱水素は、ｆｉ、ｌ、、７＋、
ｊ、として作用す４）か、若干アルミナおよび塩と反応
し７て鳴に■］溶の化合物を生成すると考えらＪしる。

本発明の必須の特徴（水メ、供り基をセラミツク４°Ａ
１１自体に与えること）は、アルミナ以外の非ゾ化ナト
リウム、水ｒ１；？化カリウムまたは水酸化リチウムま
たはそれらの７ｆｔ合物である。しかし、周期表の同−
族の元素の他の水酸化物も使用できる。

発見の効力を確立するために、数個の試験片が１６００
“°Ｃ以上の湿度で焼成されたアルミナ粉末から出発し
て作られた。粉末は、クリカ粉末約２〜３　Ｇ［９４％
とブレンＰされ、そして（・ν１重結合剤と混合しかつ
ダイに射出する標準法によって２　ｍ＊　Ｘ　１０ＩＩ
　Ｘ　Ｉ　ＱＯＩＩＩの大きさのロッドに成形された。

次いで、ロツｒは、Ｉ　５００　”Ｃで焼成されて高強
度耐火′１勿品とされた。

ロツｒは、融〆ＩｒＩ！無水水酸化ナトリウノ、４０％
とｆｉＯ％？；ｉ’ＩＩ　Ｗ（無水水酸化カリウム６０
％からなる液体混合）ｙｏ月０門までをｊ、４“１町さ
］また。

！ｌ−：１（１ａ、長さの高温焼成層（アルミ−Ｉｒ′
Ｊッドかｐ屯解無水苛ｒ目＆（のｔｒｉｌ−（Ｉ４　冶
！ｌ’、２＋　ｙ　入ｊ＋　Ｃ）Ｊ＋、ソＬ　１　識別
ｎｌ力ｊ゛なＦｉ’σ・（ｔＪ　４時間後にも生じＩ１
（かった。

アルミナ直；、ｉ加すべきシリプノの耐重Ｉ、；シ５、
Σ〜１（）ｈＩ４で変化できるが、アルミニウムと一緒
に７リカが肴：りに多くイ′ｆ在Ｊ−ると創朽了プロセ
スな」ｊ−延し始めるであろう不溶（／Ｐアルミノンリ
ケードの４（＝成を生じでしまうので、通′＞１；前＃
ｊ３ｆｌｉｊ’ｌ四の一丁方の借、例えば２％〜３％が
好ましい。少ｌ、Ｉの７リカの添加にＪ−る更に別の１
１１点は、低温Ｊ、ｔ’ａ成予備成形アルミナコ゛ｒの
強Ｐ［を１曽太するであろうことである。

明らかに、塩の氾合物比を旧（水酌′化ナトＩＪつ１８
から純水酸化カリウノ、まで筏化させて１７良の結果を
得ろことができ、そ（−で浴の湿度もφ：化さぜ１６場
合における最適値を決定′することができろ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非シリカをペースとする第一セラミック材料９０〜
   ９９．５重量％と、水垢供与基が含有された第二材料１
   ０〜０．５重量％とを含有するコアを作り、 コアを鋳型に挿入し、 溶融鋳造材料を鋳型に注入してコアを包囲し、そして前
   記凹ｉ青杓科を固化させて鋳造コンポネントを昇周製し
   、 ＠ｊ青コンポネントを凹型から散り出し、そして ンボネント内から溶ＩＩＪ？ｔする ことをシ１￥徴とする６造法。 ２、前記の非シリカをペースとする第一セラミック旧科
   が、アルミナである’ｔｆ許請求の範囲第１項に記載の
   鋳造法。 ３、前記第二材料が、シリカである特許請求の範囲第１
   項に記載の鋳造法。 ４、シリカ含植が、２〜３重￥％の範囲内である特許請
   求の範囲第３項に記載の鋳造法。 ５、前記第二材料が、水である’Ｉｆ許請求の範囲第１
   項に記載の鋳造法。 ６、前記第二材料が、水酸基またはと）’ＩＪ）’＄で
   あろ背ｉ１−請求の範囲第１項に記載の鋳造法。 ７、特許Ｉ？ｉ求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記
   載の針、ｊ造法で使用するコア。