精密鑄造用型芯及其制造方法、精密鑄造用鑄模技術

將硅質粒子和硅粉混合并燒結，形成精密鑄造用型芯主體而成。添加有硅粉的材料，在加熱注塑成形中，阻力變小，體現出硅粉添加帶來的流動性的提高。其結果是，因為流動性提高，所以能夠實現型芯制作時的注塑成形壓力的降低。另外，流動性提高可以面向薄壁成形品、復雜形狀成形品的應用。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及精密鑄造用型芯及其制造方法、精密鑄造用鑄模。
技術介紹
作為精密鑄造品，例如有用于燃氣輪機的動葉。燃氣輪機以燃燒器使工作流體燃燒而成為高溫高壓的工作流體，利用該工作流體使渦輪旋轉。即，用燃燒器使經過壓縮機壓縮的工作流體燃燒，提高能量，以渦輪回收該能量而使之產生旋轉力，由此進行發電。在渦輪部設有渦輪轉子，在該渦輪轉子的外周至少設有一個以上的燃氣輪機動葉。在此，因為陸用燃氣輪機和噴氣式發動機的渦輪葉片被曝露在高溫，所以在內部具有用于流通冷卻用的冷卻介質(空氣)的復雜的冷卻構造(空氣孔)。為了構成這樣的內部冷卻構造，而在鑄模的內部配置(設置)與冷卻介質的流通路徑同形狀的型芯(硅質)，通過進行澆鑄、冷卻而得到金屬鑄件。這時，通過打碎鑄模而能夠獲得外形，但為其中留有型芯的狀態，為了將其加以去除，通常利用堿(NaOH和Κ0Η等)進行溶解除去。因此，需要型芯對堿具有溶解性，使用的是硅質材料(Si02)(專利文獻1)。在此，精密鑄造用型芯，是通過注塑成形或粉漿澆鑄等的方法成形熔融氧化硅(Si02)等的硅質材料之后，進行熱處理而取得。注塑成形法是將陶瓷粉末和蠟混煉后，將使蠟加熱熔融的材料噴射注入到模具內，通過使之冷卻.固化而得到成形品的方法。另外，粉漿澆鑄成形是將陶瓷的粉末混在水等之中制作漿料，將其注入到石膏等制的能夠吸收溶液的材質的成形模具中，進行干燥并成形的方法。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平6-340467號公報可是，該硅質材料一般來說是粉碎電熔石英而得到的塊料制成的，因此存在粒度較粗大這樣的問題。使用的是將這樣的材料以注塑成形等的方法成形為型芯形狀，并進行熱處理(燒成)而得到的產品，但因為粒度粗大，所以燒結體的強度低。另外，因為注塑成形時的材料的流動性低，所以有需要高噴射壓力這樣的問題。此外，目前的型芯，因為以堿溶解性為著眼點而進行制造，所以存在高溫強度低等的問題。另外，在注塑成形法中，該成形后，在經過燒結的型芯中，其表面存在很多的孔，因此強度低，此外還存在的問題是，該孔有可能成為起點，在澆鑄時導致型芯破裂。因此，盼望高溫強度提高的精密鑄造用型芯的出現。
技術實現思路
本專利技術鑒于上述情況而形成，其目的是，提供一種流動性良好，并且高溫強度進一步提高了的精密鑄造用型芯及其制造方法、精密鑄造用鑄模。用于解決上述課題的本專利技術的第一專利技術，是一種精密鑄造用型芯，其特征在于，將硅質粒子和硅粉進行混合而燒結，形成精密鑄造用型芯主體而成。第二專利技術是根據第一專利技術的精密鑄造用型芯，其特征在于，在所述經燒結的精密鑄造用型芯主體的表面形成被覆層而成。第三專利技術是一種用于鑄件的制造的精密鑄造用鑄模，其特征在于，具有與所述鑄件的內部的空洞部分對應的形狀的第一或第二專利技術的精密鑄造用型芯，和與所述鑄件的外周面的形狀對應的外側鑄模。第四專利技術是一種精密鑄造用型芯的制造方法，其特征在于，將以硅質粒子為主成分的精密鑄造用型芯主體的燒結處理體浸漬在包含硅質材料和氧化鋁質材料的被覆材料中，接著進行干燥，其后進行熱處理，在精密鑄造用型芯主體的表面形成被覆層。第五專利技術是根據第四專利技術的精密鑄造用型芯的制造方法，其特征在于，所述硅質材料是硅溶膠，所述氧化鋁質材料是氧化鋁溶膠。根據本專利技術，在粒度粗大的硅質粒子中，添加球形超微粒的硅粉，經制備的混合物的流動性提高。由此，能夠實現型芯制作時的注塑成形壓力的降低。此外，在經燒結的精密鑄造用型芯主體的表面，形成粒徑不同的兩種硅質材料的被覆層，對燒結時發生的表面的孔進行了封堵，型芯的強度提高，并且因為孔被密封，所以起到了能夠防止型芯在澆鑄時破裂這樣的效果。【附圖說明】圖1是表示試驗例2的硅粉的添加量與強度的關系的圖。圖2是表示試驗例3的硅粉的添加量與強度的關系的圖。圖3是表示鑄造方法的工序的一例的流程圖。圖4是表示鑄模制造方法的工序的一例的流程圖。圖5是不意性地表不型芯的制造工序的說明圖。圖6是不意性地表不模具的一部分的立體圖。圖7是不意性地表不錯t旲的制造工序的說明圖。圖8是示意性地表示在蠟模上涂布漿料的結構的說明圖。圖9是不意性地表不外側鑄t旲的制造工序的說明圖。圖10是示意性地表示鑄模制造方法的一部分工序的說明圖。圖11是不意性地表不鑄造方法的一部分工序的說明圖。圖12是不意性地表不實施例2的型芯的制造工序的說明圖。圖13是精密鑄造用型芯的剖面結構圖。【具體實施方式】以下，一邊參照附圖，一邊對于本專利技術詳細地加以說明。還有，本專利技術不受以下的說明限定。另外，以下的說明中的構成要素中，也包括本領域技術人員能夠輕易想到的、實質上相同的所謂均等的范圍。【實施例1】本專利技術的精密鑄造用型芯，是將硅質粒子和硅粉(粒徑0.15 μm)加以混合并燒結，形成精密鑄造用型芯主體而成。在此，硅質粒子，例如由硅砂、石英粉等的熔融氧化硅(Si02)形成。該型芯主體由公知的方法制造，作為硅質粒子，使用硅砂(220目(20?70μπι)或350目(20?40 μ m))的單體、或例如使用硅石華(例如800目(10?20 μ m))和硅砂(例如220目或350目)按1: 1的重量比例加以混合，其中添加硅粉(粒徑0.15 μ m)，并在其中加入蠟，進行加熱混煉，得到混合物。在此，硅粉優選為粒徑0.05?0.5 μ m的。在此，調合在硅質粒子中的硅粉，如后述的試驗例所示，可以為5重量％以上，優選為10重量％以上，更優選為20重量％以上。這是由于，低于5重量％的添加，對型芯的強度提高沒什么幫助。通過注塑成形，成形該取得的混合物而得到型芯用成形體。其后，例如進行截止到600 °C的脫脂處理，接著例如進行1，200 °C下的燒結處理，得到型芯主體。通過在粒度粗大的硅質粒子中，添加球形超微粒的硅粉，經制備的混合物的流動性提高。由此，能夠實現型芯制作時的注塑成形壓力的降低。<試驗例1>對于展示本專利技術的流動性的效果的試驗例進行說明。就實現了注塑成形性提高的混合物的流動性比較進行了試驗。在硅質粒子(例如220目)中，加入蠟(熱可塑性)10重量％，進行混煉而使之復合化，將其作為比較的混合物。在硅質粒子(例如220目)中，以重量比9: 1混合硅粉，加入10重量％的蠟(熱可塑性)，進行混煉而使之復合化，將其作為本試驗的混合物。將現有的沒有添加硅粉的(比較品混合物)、和添加有硅粉的(試驗品混合物)的各混合物放入注塑成形機，比較加熱噴射時的壓力。將只有硅質粒子的現有的比較品混合物設為100時，添加有硅粉10重量％的試驗品混合物為85，確認到阻力變小，硅粉添加帶來流動性的提高。其結果為，在試驗品混合物中，因為流動性提高，所以能夠實現型芯制作時的注塑成形壓力的降低。另外，流動性提高可以面向薄壁成形品、復雜形狀成形品的應用。<試驗例2>對于展示本專利技術的強度的效果的試驗例進行說明。在本試驗例中，在硅砂(220目:20?70 μm)中，分別添加硅粉為10重量％、20重量％、30重量％、40重量％，向其中加入錯，進行加熱混煉，得到試驗品混合物。在此，娃砂使用龍森社制“RD-120” (商品名)。使用該得到的各試驗品混合物，通過注塑成形得到成形體。作為各評價試驗體，得到寬30X長200X厚5mm的試驗體。接著，進行截止到600°C本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種精密鑄造用型芯，其特征在于，混合硅質粒子和硅粉并燒結，形成精密鑄造用型芯主體而成。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：小熊英隆，森一剛，岡田郁生，下畠幸郎，
申請(專利權)人：三菱重工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP