JPS6146346A - 超合金の一方向性凝固鋳型に用いるインベストメントシエル鋳型の製造法 - Google Patents

超合金の一方向性凝固鋳型に用いるインベストメントシエル鋳型の製造法

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JPS6146346A
JPS6146346A JP59167224A JP16722484A JPS6146346A JP S6146346 A JPS6146346 A JP S6146346A JP 59167224 A JP59167224 A JP 59167224A JP 16722484 A JP16722484 A JP 16722484A JP S6146346 A JPS6146346 A JP S6146346A
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mullite
shell mold
slurry
mold
pattern
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Takeshi Takayanagi
高柳　猛
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/165—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents in the manufacture of multilayered shell moulds

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  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

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】 （４）技術分野の説明 本発明は、Ｎ１基超合金の一方向凝固鋳造による精密鋳
造品を得るためのシェル状のインベストメント鋳型の製
造技術に関するものである。
（６）従来技術の説明 従来は、ジルコン・あるいは溶融シリカフラワーにシリ
ケート結合材を配合してスラリーとし、こレニジルコン
、溶融シリカ、モロカイト、ムライトサンドの粒を交互
に繰返し模型に塗布して製作したシェル状の鋳型ｔ−ざ
ＯＯ〜１０００″Ｃに焼成してＡ１、Ｔ１等の活性元素
の含有量の少ない耐熱合金に用いていた。しかし、この
方式で製作した鋳型のキャビテイ面には遊離シリカが存
在するため、Ｍ−１Ｔ１の含有量の高い超合金の一方向
凝固過程において高温下の溶湯と長時間接触していると
鋳型キャビテイ面の５ｊ−０２がＡｌ５Ｔｉに還元され
てＳｌとなシ、溶湯中へ混入し鋳造品の高温機械的性質
を悪化させる。また鋳型の高温強度も７７００℃におい
て２０に４ｆ／ｄ以下と弱く、変形奮起こしやすいので
、一方向性凝固鋳造のように長時間、高温の溶湯と接す
る鋳型には使用することができない。
（０発明の目的または解決しようとする問題点従来の方
式で製作されたシェル鋳型のキャビテイ面には結合材か
ら生成した°遊離シリカが存在する。このため、Ａ１、
Ｔ１等の活性元素の含有量の多いＮ１基超耐熱合金の一
方向凝固鋳造においては、これらの活性元素がキャビテ
イ面の遊離シリカと反応し、生成したＳｌが溶湯に混入
し、製品の鋳肌を悪くし、さらに高温の機械的性質が劣
化する原因となる。また従来の方式によるシェル鋳型は
高温強度も低く、一方向性凝固鋳造には適さない。
本発明はこれらの問題点の解決を図ろうとするものであ
る。
■　発明の構成 第１図に本発明によるインベストメントシェル鋳型の原
理図を示した。第１図（ａ）は耐火物としてジルコン粉
にアｌレミナ粉を加え、結合材としてエチルシリケート
加水分解液を加えたスラリーを用い、これにアルミナ粒
を組合せて製作した鋳型ｔ−ざ００”Ｃ１／３００”Ｃ
で焼成した時の模式図である。ざ００°Ｃ焼成では結合
材よシ生成した遊離シリカが存在しているが、第１図（
１））のように／６００″Ｃで焼成することによシ、ジ
ルコン粉に添加したアルミナと結合材より生成した非晶
質シリカとを反応させ、高温で安定なムライトとし、遊
離シリカをなくする。
■　発明の実施例 本発明ｔ−実施例によシ説明する。
実施例／ 主耐火物としてジルコンを、結合材としてエチルシリケ
ート加水分解液を用いた場合のインベストメントシェル
鋳型。
スラリーの配合例 入 弐 一一＝± 門［ １尺 ；＝ 圭 加 入 弐 一１ 目 ＝１ 弾 焼成した時のフェースコート面のＸ線回折図を第２図（
ａ）、Ｃ，ｂ）に示した。第２図（ａ）によれば、２θ
＝２００ｆ中心に僅かにハローパターンが見られ、非晶
質シリカの存在を示している。第２図（１））によれば
、第２図（ａ）のハローパターンハ消滅し、ムライトの
生成したピークが認められ、遊離シリカが全てアルミナ
と反応し、ムライトとなったことを示している。第３図
には本実施例に従つて製作し／３００．／４ｔ００．／
、５−００℃の各温度で焼成した時の／４ｔ００″Ｃで
の曲げ強さを示した。７５００℃での焼成ではムライト
が生成し、一段と高い強度が得られることが明らかであ
る。
この方式で得られた鋳型を用もて下記の組成のＮ１基超
耐熱合金溶湯Ｑ　／　！　！；　０　’Ｃで注湯し、温
度勾配Ｇ＝乙Ｏ℃／ｃ１１１、凝固速度Ｒ：１０Ｃｍ／
Ｈの条件で一方向凝固鋳造を行った。
Ｃｒ＝１０％、ｗ＝ｇｔ２％、Ｃｏ　：　ｊ　ｊ　０％
、Ｔａ　＝　／　／％、Ｔ’Ｌ＝１６ｊ％、短＝よ７２
％、Ｓｊ−＝　０．０　／％、Ｎ’Ｌ　＝　Ｂａｌ。
鋳造後の製品の分析値を下記に示した。
Ｃｒ＝９．ｇ％、Ｗ＝ｌＡ５３％、Ｃｏ−Ｊ：、２．２
％、Ｔａ＝／／％、’ｒ’ｘ＝／、ｓｓ％、Ａ１＝よ／
４ｔ％、Ｓｉ、＝θ０／２％、Ｍ　：　Ｂａｌ。
Ｃｒの減少は溶解及び凝固制御時における蒸発によるも
のである。Ｓｌの増加は極めて小さい。鋳造品の高温性
質も良好であった。
実施例２ （エチルシリケート加水分ｍ液（５１ｏｚ＝ｉ　、＜％
）１０スタツコ材には、実施例／と同一粒度のアナを用
い、スラリーの濃度も実施例／と同程度に調整しインベ
ストメントシェル鋳型を製作した。
このシェル鋳型ｔ−ざＯＯｏＣ及び１５００°Ｃで焼成
した時のＸ線回折図を第７図（ａ）、（１））に示した
。第７図（ａ）　（Ｄざｏ　Ｏ”Ｃ焼成では、２θ＝２
０゜を中心に小さなハローが見られ、非晶質シリカの存
在を示している。しかし、（１））の１５００°Ｃでの
焼成では、ハローは消滅してムライトのピークがよシ高
くなり、遊離シリカがアルミナと反応してムライト化し
、ムライト量が増加したことを示している。この方式に
よるインベストメントシェル鋳型によシ得られた前記組
成のＮｉ基超耐熱合金の一方向性凝固鋳造品のＳ１量を
分析した結果０００３％の増加、であった。したがって
、この方式によるインベストメント鋳型によっても品質
の良いＮ１基超耐熱合金の一方向凝固鋳造品が得られた
。
実施例３ スタッコ材はムライト粒を用いた。粒度は実施例／に示
したアルミナ粒と同程度である。この組合せで得られた
インベストメントシェル鋳型を用いて前記組成のＮｉ基
超耐熱合金中の８１量を分析した結果、０００２％の増
加であシ、満足な製品であった。
［Ｆ］　発明の効果 従来よシ一方向性凝固鋳造に用いるインベストメントシ
ェル鋳型の製作に関する特許は見当らない。したがって
、本発明は超合金の一方向凝固による精密鋳造品の製造
に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理図である。第１図（ａ）はざｏｏ
”ｃで焼成したインベストメントシェル鋳型の構造、ヲ
１１、第１図（ｂ）は／３；００″Ｃで焼成したインベ
ストメントシェル鋳型の構造を示す。 第２図（ａ）は、実施例／の配合により作製したインベ
ストメントシェル鋳型ｔざＯＯｏＣで２時間焼成した時
のフェースコート面のＸ線回折図を示す。 第２図（１））は、第２図（ａ）に示したインベスト、
　　メントシエル鋳型＠１ｓｏｏ°Ｃで７時間焼成した
時のフェースコート面のＸ線回折図を示す。 第３図は、実施例／で得られたインベストメントシェル
鋳型の１４ｔ００’ｃにおける曲げ強さ金示す。 第７図（ａ）は、実施例−で得られたインベストメント
シェル鋳型ｔ−ざＯＯｏＣで２時間焼成した時のＸ線回
折図を示す。 第７図（ｂ）は、第７図（ａ）に示したインベストメン
トシェル鋳型ｆ／！；００°Ｃで７時間焼成した時のＸ
線回折図を示す。 才１図 ４ライＦτ°１陣にさ＋３゜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）アルミナ粉にエチルシリケート加水分解液もしく
    はＮａ＿２Ｏ含有量の極めて少ないコロイダルシリカの
    ようなシリケート系結合材を加え、スラリーとして消耗
    性模型、例えば、ワックス模型に塗布し、以降は、この
    スラリーとアルミナ、アルミナの複酸化物、ＺｒＯ＿２
    もしくはＺｒＯ＿２の複酸化物の粒とを交互に繰返して
    塗布を行って成型した後、１４００℃以上で予熱または
    焼成して、フェースコート層及びシェル層のマトリック
    スにムライトを生成させて超合金中の活性元素に対する
    不活性化と同時にシェル層を高温強化させた超合金の一
    方向性凝固鋳造に用いるインベストメントシェル鋳型。
  2. （２）アルミナ粉の代りに、ジルコン（ＺｒＯ＿２・Ｓ
    ｉＯ＿２）、ムライト（３Ａ１＿２Ｏ＿３・２ＳｉＯ＿
    ２）、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ＿２Ｏ＿３）粉に適量の
    アルミナ粉を加えたものに特許請求の範囲第１項に記載
    したシリケート結合材を組合わせてシェル鋳型を作り、
    第１項と同様の条件で予熱または焼成処理を行って、ム
    ライトのマトリックスにジルコン、スピネル、ムライト
    等の粒を分散させた構造を有する一方向性凝固鋳造に用
    いるインベストメントシェル鋳型。
JP59167224A 1984-08-09 1984-08-09 超合金の一方向性凝固鋳型に用いるインベストメントシエル鋳型の製造法 Granted JPS6146346A (ja)

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