精密铸造用型芯及其制造方法，精密铸造用铸模的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及精密铸造用型芯及其制造方法，精密铸造用铸模。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。另外，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)，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。
[0004]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I)。
[0005]在此，关于精密铸造用型芯，其是通过注塑成形或粉浆浇铸等的方法将熔融氧化硅(S12)等的硅质材料成形后，再进行热处理而取得。
[0006]注塑成形法是将陶瓷的粉末和蜡混炼后，将使蜡加热熔融后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。
[0007]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。
[0008]【现有技术文献】
[0009]【专利文献】
[0010]专利文献1:日本特开平6-340467号公报
[0011]可是，目前的型芯因为以碱溶解性为着眼点而进行制造，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，其表面存在很多的孔，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。
[0012]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。
【发明内容】
[0013]本发明鉴于上述情况而形成，其目的在于，提供一种高温强度提高的精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模。
[0014]用于解决上述课题的本发明的第一发明，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粒径不同的两种硅质材料的被覆层而成。
[0015]第二发明是根据第一发明的精密铸造用型芯，其中，粒径不同的两种硅质材料包含硅溶胶和硅粉。
[0016]第三发明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硅质材料和氧化铝质材料的被覆层而成。
[0017]第四发明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硅质材料和氧化铝质材料和硅粉的被覆层而成。
[0018]第五发明，是根据第三或四发明的精密铸造用型芯，其中，所述硅质材料是硅溶胶，氧化铝质材料是氧化铝溶胶。
[0019]第六发明是一种用于铸件的制造的精密铸造用铸模，其特征在于，具有:与所述铸件的内部的空洞部分对应的形状的第一、第二或第三中任意一个发明的精密铸造用型芯，和与所述铸件的外周面的形状对应的外侧铸模。
[0020]第七发明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包含粒径不同的两种硅质材料的被覆材料中，接着进行干燥，然后实施热处理，在精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层。
[0021]第八发明，是根据第七发明的精密铸造用型芯的制造方法，其特征在于，粒径不同的两种硅质材料包含硅溶胶和硅粉。
[0022]第九发明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包含硅质材料和氧化铝质材料的被覆材料中，接着进行干燥，然后实施热处理，在精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层。
[0023]第十发明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包含硅质材料和氧化铝质材料和硅粉的被覆材料中，接着进行干燥，然后实施热处理，在精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层。
[0024]第11的发明，是根据第九或第十发明的精密铸造用型芯的制造方法，其特征在于，所述硅质材料是硅溶胶，氧化铝质材料是氧化铝溶胶。
[0025]【发明的效果】
[0026]本发明达到的效果是，通过在经过烧结的精密铸造用型芯主体的表面，形成粒径不同的两种硅质材料的被覆层，而对烧结时发生的表面的孔进行了封堵，由此型芯的强度提高，并且因为孔得到密封，所以能够防止在浇铸时型芯破裂。
【附图说明】
[0027]图1是精密铸造用型芯的剖面结构图。
[0028]图2是表示铸造方法的工序的一例的流程图。
[0029]图3是表示铸模制造方法的工序的一例的流程图。
[0030]图4是不意性地表不型芯的制造工序的说明图。
[0031]图5是不意性地表不模具的一部分的立体图。
[0032]图6是不意性地表不錯t旲的制造工序的说明图。
[0033]图7是示意性地表示在蜡模上涂布浆料的结构的说明图。
[0034]图8是不意性地表不外侧铸t旲的制造工序的说明图。
[0035]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。
[0036]图10是是不意性地表不铸造方法的一部分工序的说明图。
【具体实施方式】
[0037]以下，一边参照附图，一边对于本发明详细地加以说明。还有，本发明不受以下的说明限定。另外，以下的说明中的构成要素中，也包括本领域技术人员能够轻易想到的、实质上相同的所谓均等的范围。
[0038]图1是精密铸造用型芯的剖面结构图。
[0039]本发明的精密铸造用型芯，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。
[0040][第一实施方式]
[0041]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上，烧结时会发生许多的孔18c。
[0042]在本发明中，如图1的下段所示，通过用被覆层19a被覆在其表面形成的孔18c，由此使孔18c得到封堵。
[0043]在此，型芯主体18a以硅质粒子为主成分，例如由硅砂、硅石华等的熔融氧化硅(S12)形成。
[0044]该型芯主体以公知的方法制造，作为硅质粒子，例如使用硅石华(例如800目(10?20 μπι))和硅砂(例如220目(20?70 μπι))，以1:1的重量比例混合，向其中添加蜡，加热混炼，得到混合物。
[0045]将该得到的混合物，通过注塑成形而成形，得到型芯用成形体。
[0046]之后，例如进行截止到600 °C的脱脂处理，接着例如进行1，200 °C下的烧结处理，得到型芯主体18a。
[0047]在本发明中，在该所得到的烧结体的型芯主体18a的表面形成被覆层19a。
[0048]被覆层19a使用粒径不同的两种娃质材料。
[0049]在此，两种粒径不同的硅质材料，作为第一材料使用硅溶胶(S12S 30重量％ )，作为第二材料使用硅粉(粒径0.15 μ m)。
[0050]在本发明中，对于硅溶胶，添加分散硅粉，调制硅溶胶-硅粉浆料。
[0051]在此，硅溶胶与硅粉以重量比例1:1?4:1的比例进行混炼。以2: I混炼时的硅溶胶中的二氧化硅微粒的比例为溶胶固体成分:硅粉=30: 50。
[0052]在所得到的硅溶胶-硅粉浆料中浸渍烧结后的型芯主体，然后提起，在型芯主体18a的表面，形成由硅溶胶-硅粉构成的被覆层19a。在该被覆层19a的形成之时，在型芯的表面的孔18c中还浸透有浆料成分，干燥后在型芯材的孔之中也会析出硅溶胶-硅粉的成分。
[0053]之后进行干燥，接着例如以1，000°C进行热处理。该热处理只要可在表面形成被覆层19a，例如也可以在1，000°C以下。
[0054]该所得到的被覆层19a为在作为构成材料的硅质材料的粒径大的硅粉的间隙，填充有粒径小的硅溶胶的状态，因此充填细密，会形成致密层。
[0055]另外，因为硅粉为球状，所以粒径小的硅溶胶容易进入粒径大的硅粉的粒子间的间隙，因此细密填充进一步提高。此外，微粒的硅溶胶，使粒子间的附着力提高，因此有助于强度提尚。
[0056]如此，根据本发明，精密铸