精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模技术

在以硅质粒子为主成分的经烧结的精密铸造用型芯主体(18a)的表面，形成单独由硅醇盐或由硅醇盐和铝醇盐的混合醇盐构成的被覆层(19a)而成，因此封堵了形成于表面的孔(18c)。其结果是，能够防止浇铸时型芯发生破裂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模
本专利技术涉及精密铸造用型芯及其制造方法，精密铸造用铸模。
技术介绍
作为精密铸造品，例如有用于燃气轮机的动叶。燃气轮机以燃烧器使工作流体燃烧而成为高温高压的工作流体，利用该工作流体使涡轮旋转。即，用燃烧器使经过压缩机压缩的工作流体燃烧，提高能量，以涡轮回收该能量而使之产生旋转力，由此进行发电。在涡轮部，设有涡轮转子，在该涡轮转子的外周，至少设有一个以上的燃气轮机动叶。在此，燃气轮机动叶被曝露在高温下。作为其对策，进行的是在燃气轮机动叶中流通冷却用的冷却介质。因此，在燃气轮机动叶中，设有内部冷却构造。于是，为了构成这样的内部冷却构造，而配置与冷却介质的流通路径为同形状的型芯(core：芯)，在铸造后将该型芯去除。该型芯的除去通过在碱性(例如NaOH或KOH等)的溶液中溶解·除去型芯，从而形成例如涡轮动叶的内部冷却构造。作为型芯，历来使用的是采用了陶瓷粒子的陶瓷型芯(专利文献1)。在此，精密铸造用型芯，其是通过注塑成形或粉浆浇铸等的方法将熔融氧化硅(SiO2)等的硅质材料成形后，再进行热处理而取得。注塑成形法是将陶瓷的粉末和蜡混炼后，将使蜡加热熔融的材料喷射注入到模具内，通过使之冷却·固化而得到成形品的方法。另外，粉浆浇铸成形是将陶瓷的粉末混合在水等之中制作浆料，将其注入到石膏等制的能够吸收溶液的材质的成形模具中，进行干燥并成形的方法。【现有技术文献】【专利文献】专利文献1：日本特开平6-340467号公报可是，目前的型芯，因为以碱溶解性为着眼点进行制造，所以存在高温强度低等的课题。另外，在注塑成形法中，该成形后，在经过烧结的型芯中，其表面有很多的孔，因此强度低，此外还存在的问题是，该孔有可能成为起点，在浇铸时导致型芯破裂。因此，盼望一种高温强度有所提高的精密铸造用型芯的出现。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而形成，其目的在于，提供一种高温强度提高了的精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模。用于解决上述课题的本专利技术的第一专利技术，是一种精密铸造用型芯，其特征在于，在以硅质粒子为主成分的经过烧结的精密铸造用型芯主体的表面形成包含醇盐材料的醇盐被覆层。第二专利技术，是一种精密铸造用型芯，其特征在于，在以硅质粒子为主成分的经过烧结的精密铸造用型芯主体的表面形成包含醇盐材料和硅粉的醇盐-硅粉被覆层。第三专利技术，是根据第一或第二的专利技术的精密铸造用型芯，其特征在于，醇盐材料是单独硅醇盐或硅醇盐和铝醇盐的混合醇盐。第四专利技术是一中精密铸造用铸模，其特征在于，用于铸件的制造的精密铸造用铸模，具有如下：与所述铸件的内部的空洞部分相对应的形状的第一或第二专利技术的精密铸造用型芯，和与所述铸件的外周面的形状对应的外侧铸模。第五专利技术是一种精密铸造用型芯的制造方法，其特征在于，将以硅质粒子为主成分的精密铸造用型芯主体的烧结处理体浸渍在醇盐材料中，接着干燥，其后进行热处理，在精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层。第六专利技术是一种精密铸造用型芯的制造方法，其特征在于，将以硅质粒子为主成分的精密铸造用型芯主体的烧结处理体浸渍在醇盐材料和硅粉的醇盐-硅粉材料中，接着干燥，其后进行热处理，在精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层。第七专利技术是根据第五或六专利技术的精密铸造用型芯的制造方法，其特征在于，醇盐材料是单独硅醇盐或硅醇盐和铝醇盐的混合醇盐。本专利技术通过在烧结的精密铸造用型芯主体的表面形成由醇盐材料构成的被覆层，可封堵在烧结时在表面发生的孔，型芯的强度提高，并且因此孔被封闭，因此能够起到防止浇铸时型芯发生破裂这样的效果。附图说明图1是精密铸造用型芯的剖面结构图。图2是表示铸造方法的工序的一例的流程图。图3是表示铸模制造方法的工序的一例的流程图。图4是示意性地表示型芯的制造工序的说明图。图5是示意性地表示模具的一部分的立体图。图6是示意性地表示蜡模的制造工序的说明图。图7是示意性地表示在蜡模上涂布浆料的结构的说明图。图8是示意性地表示外侧铸模的制造工序的说明图。图9是示意性地表示铸模制造方法的一部分工序的说明图。图10是示意性地表示铸造方法的一部分工序的说明图。具体实施方式以下，一边参照附图，一边详细地说明本专利技术。还有，本专利技术不受以下的说明限定。另外，以下的说明中的构成要素中，也包括从业者能够轻易设想到的、实质上相同的所谓均等的范围。[第一实施方式]图1是精密铸造用型芯的剖面结构图。本专利技术的精密铸造用型芯，是在以硅质粒子为主成分的经过烧结的精密铸造用型芯主体(以下称为“型芯主体”。)的表面，形成粒径不同的两种硅质材料的被覆层而成的。如图1所示的烧结体的型芯主体的剖面图的上段所示，在型芯主体18a的表面18b，在烧结时发生许多的孔18c。在本专利技术中，如图1的下段所示，通过以被覆层19a被覆形成于该表面的孔18c，可以封堵孔18c。在此，型芯主体18a以硅质粒子为主成分，例如由硅砂、硅石华等的熔融二氧化硅(SiO2)形成。该型芯主体18a，以公知的方法制造，作为硅质粒子，例如使用硅石华(例如800目(10～20μm))和硅砂(例如220目(20～70μm))，以1∶1的重量比例混合，其中加入蜡，进行加热混炼，得到混合物。通过注塑成形，成形该得的混合物，得到型芯用成形体。之后，例如进行截止到600℃的脱脂处理，接着进行例如1,200℃下的烧结处理，得到型芯主体18a。在本专利技术中，在该所得到的烧结体的型芯主体18a的表面，形成被覆层19a。被覆层19a使用醇盐材料。在此，醇盐材料为单独硅醇盐或硅醇盐和铝醇盐的混合醇盐。作为硅醇盐，使用乙醇硅(原文：シリコンエトキシド：正硅酸乙酯)或丁醇硅(シリコンブトキシド：正硅酸丁酯)，作为溶剂，使用乙醇或丁醇。另外，混合两种醇盐时，作为硅醇盐和铝醇盐的混合醇盐材料，作为其溶剂，例如使用丁醇等的醇系溶剂。调制混合醇盐时，调合将乙醇硅和异丙醇铝的混合醇盐溶解于丁醇的溶液。在此，混合醇盐(乙醇硅+异丙醇铝)，以摩尔比＝2∶3的方式调合，调制有机体的混合醇盐。在调制的醇盐单体或混合醇盐中浸渍型芯试验体后，提起，在型芯主体18a的表面18b，形成硅层或硅-铝醇盐的层，并且在型芯表面的孔18c中也有硅成分或硅-铝醇盐的成分析出。在此浸渍时，因为在醇溶液中溶解有醇盐单体或混合醇盐，所以对型芯主体的浸透良好，可形成良好的被覆层19a。之后干燥，接着例如以1,000℃进行热处理。只要该热处理可在表面形成被覆层19a，例如也可以为1,000℃以下。在此热处理中，为混合醇盐时，硅-铝醇盐的层，通过反应而变成高熔点的无机体的富铝红柱石(3Al2O3·2SiO2)。能够得到由该富铝红柱石化的被覆层19a覆盖型芯主体18a的型芯18。在此，富铝红柱石的熔点为1,900℃，比二氧化硅的熔点(1,600℃)高得多，因此可以应对高的浇铸温度。如此，根据本专利技术，因为在表面形成的大量的孔被封堵，所以可防止以往这样的以孔为起点，而在浇铸时型芯发生破裂的问题。因此，精密铸造用的型芯的高温强度提高。<试验例1>以下，对于确认本专利技术的效果的试验例进行说明。在本试验例中，首先，以1∶1的重量比例混合硅石华(800目)和硅砂(220目)，其中加入蜡，进行加热混炼，得到混合物。在此，硅石华使用龙森社制“MCF-200C”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密铸造用型芯，其特征在于，在以硅质粒子为主成分的经烧结而成的精密铸造用型芯主体的表面形成包含醇盐材料的醇盐被覆层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.29 JP 2013-113129;2013.05.29 JP 2013-113131.一种精密铸造用型芯，其特征在于，在以硅质粒子为主成分的经烧结而成的精密铸造用型芯主体的表面形成包含醇盐材料的醇盐被覆层，并且，所述醇盐被覆层是将以硅质粒子为主成分的精密铸造用型芯主体的烧结处理体浸渍在醇盐材料中，接着干燥，其后进行热处理从而在精密铸造用型芯主体的表面形成的。2.一种精密铸造用型芯，其特征在于，在以硅质粒子为主成分的经烧结而成的精密铸造用型芯主体的表面，形成包含醇盐材料和分散比例为5～40重量％的硅粉的醇盐-硅粉被覆层，并且，所述醇盐-硅粉被覆层是将以硅质粒子为主成分的精密铸造用型芯主体的烧结处理体浸渍在醇盐-硅粉材料中，接着干燥，其后进行热处理从而在精密铸造用型芯主体的表面形成的。3.根据权利要求1或2所述的精密铸造用型芯，其特征在于，醇盐材料是单独硅醇盐或者硅醇盐与铝醇盐的混合醇盐。4.根据权利要求3所述的精密铸造用型芯，其特征在于，使用乙醇硅或丁醇硅作为所述硅醇盐。5.一种精密铸造用铸模，其特征在于，是用于铸件的制造的精密铸造用铸模，具有在以硅质粒子为主成分的经烧结而成的精密铸造用型芯主体的表面形成包含醇盐材料的醇盐被覆层的、形状与所述铸件的内部的空洞部分相对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小熊英隆，森一刚，冈田郁生，下畠幸郎，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP