精密鑄造用型芯及其制造方法、精密鑄造用鑄模的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及精密鑄造用型芯及其制造方法，精密鑄造用鑄模。
【背景技術】
[0002]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。
[0003]在此，燃氣輪機動葉被曝露在高溫下。作為其對策，進行的是在燃氣輪機動葉中流通冷卻用的冷卻介質。因此，在燃氣輪機動葉中，設有內部冷卻構造。于是，為了構成這樣的內部冷卻構造，而配置與冷卻介質的流通路徑為同形狀的型芯(core:芯)，在鑄造后將該型芯去除。該型芯的除去通過在堿性(例如NaOH或Κ0Η等)的溶液中溶解.除去型芯，從而形成例如渦輪動葉的內部冷卻構造。
[0004]作為型芯，歷來使用的是采用了陶瓷粒子的陶瓷型芯(專利文獻1)。
[0005]在此，精密鑄造用型芯，其是通過注塑成形或粉漿澆鑄等的方法將熔融氧化硅(Si02)等的硅質材料成形后，再進行熱處理而取得。
[0006]注塑成形法是將陶瓷的粉末和蠟混煉后，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。
[0007]另外，粉漿澆鑄成形是將陶瓷的粉末混合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。
[0008]【現有技術文獻】
[0009]【專利文獻】
[0010]專利文獻1:日本特開平6-340467號公報
[0011]可是，目前的型芯，因為以堿溶解性為著眼點進行制造，所以存在高溫強度低等的課題。另外，在注塑成形法中，該成形后，在經過燒結的型芯中，其表面有很多的孔，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。
[0012]因此，盼望一種高溫強度有所提高的精密鑄造用型芯的出現。
【發明內容】
[0013]本發明鑒于上述情況而形成，其目的在于，提供一種高溫強度提高了的精密鑄造用型芯及其制造方法、精密鑄造用鑄模。
[0014]用于解決上述課題的本發明的第一發明，是一種精密鑄造用型芯，其特征在于，在以硅質粒子為主成分的經過燒結的精密鑄造用型芯主體的表面形成包含醇鹽材料的醇鹽被覆層。
[0015]第二發明，是一種精密鑄造用型芯，其特征在于，在以硅質粒子為主成分的經過燒結的精密鑄造用型芯主體的表面形成包含醇鹽材料和硅粉的醇鹽-硅粉被覆層。
[0016]第三發明，是根據第一或第二的發明的精密鑄造用型芯，其特征在于，醇鹽材料是單獨硅醇鹽或硅醇鹽和鋁醇鹽的混合醇鹽。
[0017]第四發明是一中精密鑄造用鑄模，其特征在于，用于鑄件的制造的精密鑄造用鑄模，具有如下:與所述鑄件的內部的空洞部分相對應的形狀的第一或第二發明的精密鑄造用型芯，和與所述鑄件的外周面的形狀對應的外側鑄模。
[0018]第五發明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醇鹽材料中，接著干燥，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。
[0019]第六發明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醇鹽材料和硅粉的醇鹽-硅粉材料中，接著干燥，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。
[0020]第七發明是根據第五或六發明的精密鑄造用型芯的制造方法，其特征在于，醇鹽材料是單獨硅醇鹽或硅醇鹽和鋁醇鹽的混合醇鹽。
[0021]本發明通過在燒結的精密鑄造用型芯主體的表面形成由醇鹽材料構成的被覆層，可封堵在燒結時在表面發生的孔，型芯的強度提高，并且因此孔被封閉，因此能夠起到防止澆鑄時型芯發生破裂這樣的效果。
【附圖說明】
[0022]圖1是精密鑄造用型芯的剖面結構圖。
[0023]圖2是表示鑄造方法的工序的一例的流程圖。
[0024]圖3是表示鑄模制造方法的工序的一例的流程圖。
[0025]圖4是不意性地表不型芯的制造工序的說明圖。
[0026]圖5是不意性地表不模具的一部分的立體圖。
[0027]圖6是不意性地表不錯t旲的制造工序的說明圖。
[0028]圖7是示意性地表示在蠟模上涂布漿料的結構的說明圖。
[0029]圖8是不意性地表不外側鑄t旲的制造工序的說明圖。
[0030]圖9是示意性地表示鑄模制造方法的一部分工序的說明圖。
[0031]圖10是不意性地表不鑄造方法的一部分工序的說明圖。
【具體實施方式】
[0032]以下，一邊參照附圖，一邊詳細地說明本發明。還有，本發明不受以下的說明限定。另外，以下的說明中的構成要素中，也包括從業者能夠輕易設想到的、實質上相同的所謂均等的范圍。
[0033][第一實施方式]
[0034]圖1是精密鑄造用型芯的剖面結構圖。
[0035]本發明的精密鑄造用型芯，是在以硅質粒子為主成分的經過燒結的精密鑄造用型芯主體(以下稱為“型芯主體”。)的表面，形成粒徑不同的兩種硅質材料的被覆層而成的。
[0036]如圖1所示的燒結體的型芯主體的剖面圖的上段所示，在型芯主體18a的表面18b，在燒結時發生許多的孔18c。
[0037]在本發明中，如圖1的下段所示，通過以被覆層19a被覆形成于該表面的孔18c，可以封堵孔18c。
[0038]在此，型芯主體18a以硅質粒子為主成分，例如由硅砂、硅石華等的熔融二氧化硅(Si02)形成。
[0039]該型芯主體18a，以公知的方法制造，作為硅質粒子，例如使用硅石華(例如800目(10?20 μ m))和硅砂(例如220目(20?70 μ m))，以1: 1的重量比例混合，其中加入蠟，進行加熱混煉，得到混合物。
[0040]通過注塑成形，成形該得的混合物，得到型芯用成形體。
[0041]之后，例如進行截止到600 °C的脫脂處理，接著進行例如1，200 °C下的燒結處理，得到型芯主體18a。
[0042]在本發明中，在該所得到的燒結體的型芯主體18a的表面，形成被覆層19a。
[0043]被覆層19a使用醇鹽材料。
[0044]在此，醇鹽材料為單獨硅醇鹽或硅醇鹽和鋁醇鹽的混合醇鹽。
[0045]作為硅醇鹽，使用乙醇硅(原文:> y 3 >工卜年9 κ:正硅酸乙酯)或丁醇硅('> y 3 >7''卜_κ:正硅酸丁酯)，作為溶劑，使用乙醇或丁醇。
[0046]另外，混合兩種醇鹽時，作為硅醇鹽和鋁醇鹽的混合醇鹽材料，作為其溶劑，例如使用丁醇等的醇系溶劑。
[0047]調制混合醇鹽時，調合將乙醇硅和異丙醇鋁的混合醇鹽溶解于丁醇的溶液。
[0048]在此，混合醇鹽(乙醇硅+異丙醇鋁)，以摩爾比=2: 3的方式調合，調制有機體的混合醇鹽。
[0049]在調制的醇鹽單體或混合醇鹽中浸漬型芯試驗體后，提起，在型芯主體18a的表面18b，形成硅層或硅-鋁醇鹽的層，并且在型芯表面的孔18c中也有硅成分或硅-鋁醇鹽的成分析出。
[0050]在此浸漬時，因為在醇溶液中溶解有醇鹽單體或混合醇鹽，所以對型芯主體的浸透良好，可形成良好的被覆層19a。
[0051]之后干燥，接著例如以1，000°C進行熱處理。只要該熱處理可在表面形成被覆層19a，例如也可以為1，000°C以下。