精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模

摘要

将硅质粒子和硅粉混合并烧结，形成精密铸造用型芯主体而成。添加有硅粉的材料，在加热注塑成形中，阻力变小，体现出硅粉添加带来的流动性的提高。其结果是，因为流动性提高，所以能够实现型芯制作时的注塑成形压力的降低。另外，流动性提高可以面向薄壁成形品、复杂形状成形品的应用。

权利要求

1.一种精密铸造用型芯，其特征在于，将混合由20～70μm的硅砂构成的硅质粒子和20重量％～30重量％的范围且粒径0.05～0.5μm的硅灰而成的浆料进行注塑成形后进行烧结，形成精密铸造用型芯主体而成。

2.根据权利要求1所述的精密铸造用型芯，其特征在于，在所述经烧结的精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层而成。

3.根据权利要求2所述的精密铸造用型芯，其特征在于，使用硅溶胶和硅灰作为形成所述被覆层的材料。

4.根据权利要求2所述的精密铸造用型芯，其特征在于，使用醇盐材料作为形成所述被覆层的材料。

5.根据权利要求2所述的精密铸造用型芯，其特征在于，使用包含醇盐材料和硅灰的醇盐-硅灰材料作为形成所述被覆层的材料。

6.一种精密铸造用铸模，其特征在于，是用于铸件的制造的精密铸造用铸模，具有：将混合由20～70μm的硅砂构成的硅质粒子和20重量％～30重量％的范围且粒径0.05～0.5μm的硅灰而成的浆料进行注塑成形后并烧结，形成精密铸造用型芯主体而成的、与所述铸件的内部的空洞部分对应的形状的精密铸造用型芯；和与所述铸件的外周面的形状对应的外侧铸模。

7.根据权利要求6所述的精密铸造用铸模，其特征在于，在所述经烧结的精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层而成。

8.根据权利要求7所述的精密铸造用铸模，其特征在于，使用硅溶胶和硅灰作为形成所述被覆层的材料。

9.根据权利要求7所述的精密铸造用铸模，其特征在于，使用醇盐材料作为形成所述被覆层的材料。

10.根据权利要求7所述的精密铸造用铸模，其特征在于，使用包含醇盐材料和硅灰的醇盐-硅灰材料作为形成所述被覆层的材料。

11.一种精密铸造用型芯的制造方法，其特征在于，

使将混合由20～70μm的硅砂构成的硅质粒子和20重量％～30重量％的范围且粒径

0.05～0.5μm的硅灰而成的浆料进行注塑成形后进行烧结而成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，其后实施热处理，在精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层。

12.根据权利要求11所述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，所述氧化铝质材料是氧化铝溶胶。

说明书

精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模

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，因为陆用燃气轮机和喷气式发动机的涡轮叶片被曝露在高温，所以在内部具有用于流通冷却用的冷却介质(空气)的复杂的冷却构造(空气孔)。为了构成这样的内部冷却构造，而在铸模的内部配置(设置)与冷却介质的流通路径同形状的型芯(硅质)，通过进行浇铸、冷却而得到金属铸件。这时，通过打碎铸模而能够获得外形，但为其中留有型芯的状态，为了将其加以去除，通常利用碱(NaOH和KOH等)进行溶解除去。

[0004] 因此，需要型芯对碱具有溶解性，使用的是硅质材料(SiO2)(专利文献1)。

[0005] 在此，精密铸造用型芯，是通过注塑成形或粉浆浇铸等的方法成形熔融氧化硅(SiO2)等的硅质材料之后，进行热处理而取得。

[0006] 注塑成形法是将陶瓷粉末和蜡混炼后，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。

[0007] 另外，粉浆浇铸成形是将陶瓷的粉末混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，该硅质材料一般来说是粉碎电熔石英而得到的块料制成的，因此存在粒度较粗大这样的问题。使用的是将这样的材料以注塑成形等的方法成形为型芯形状，并进行热处理(烧成)而得到的产品，但因为粒度粗大，所以烧结体的强度低。

[0012] 另外，因为注塑成形时的材料的流动性低，所以有需要高喷射压力这样的问题。

[0013] 此外，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问题。

[0014] 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。

[0015] 因此，盼望高温强度提高的精密铸造用型芯的出现。

发明内容

[0016] 本发明鉴于上述情况而形成，其目的是，提供一种流动性良好，并且高温强度进一步提高了的精密铸造用型芯及其制造方法、精密铸造用铸模。

[0017] 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，将硅质粒子和硅灰进行混合而烧结，形成精密铸造用型芯主体而成。

[0018] 第二发明是根据第一发明的精密铸造用型芯，其特征在于，在所述经烧结的精密铸造用型芯主体的表面形成被覆层而成。

[0019] 第三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或第二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] 第四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，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。

[0021] 第五发明是根据第四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，所述氧化铝质材料是氧化铝溶胶。

[0022] 根据本发明，在粒度粗大的硅质粒子中，添加球形超微粒的硅灰，经制备的混合物的流动性提高。由此，能够实现型芯制作时的注塑成形压力的降低。

[0023] 此外，在经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，对烧结时发生的表面的孔进行了封堵，型芯的强度提高，并且因为孔被密封，所以起到了能够防止型芯在浇铸时破裂这样的效果。

附图说明

[0024] 图1是表示试验例2的硅灰的添加量与强度的关系的图。

[0025] 图2是表示试验例3的硅灰的添加量与强度的关系的图。

[0026] 图3是表示铸造方法的工序的一例的流程图。

[0027] 图4是表示铸模制造方法的工序的一例的流程图。

[0028] 图5是示意性地表示型芯的制造工序的说明图。

[0029] 图6是示意性地表示模具的一部分的立体图。

[0030] 图7是示意性地表示蜡模的制造工序的说明图。

[0031] 图8是示意性地表示在蜡模上涂布浆料的结构的说明图。

[0032] 图9是示意性地表示外侧铸模的制造工序的说明图。

[0033] 图10是示意性地表示铸模制造方法的一部分工序的说明图。

[0034] 图11是示意性地表示铸造方法的一部分工序的说明图。

[0035] 图12是示意性地表示实施例2的型芯的制造工序的说明图。

[0036] 图13是精密铸造用型芯的剖面结构图。

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] 【实施例1】

[0039] 本发明的精密铸造用型芯，是将硅质粒子和硅灰(粒径0.15μm)加以混合并烧结，形成精密铸造用型芯主体而成。

[0040] 在此，硅质粒子，例如由硅砂、石英粉等的熔融氧化硅(SiO2)形成。

[0041] 该型芯主体由公知的方法制造，作为硅质粒子，使用硅砂(220目(20～70μm)或350目(20～40μm))的单体、或例如使用硅石华(例如800目(10～20μm))和硅砂(例如220目或350目)按1∶1的重量比例加以混合，其中添加硅灰(粒径0.15μm)，并在其中加入蜡，进行加热混炼，得到混合物。

[0042] 在此，硅灰优选为粒径0.05～0.5μm的。

[0043] 在此，调合在硅质粒子中的硅灰，如后述的试验例所示，可以为5重量％以上，优选为10重量％以上，更优选为20重量％以上。这是由于，低于5重量％的添加，对型芯的强度提高没什么帮助。

[0044] 通过注塑成形，成形该取得的混合物而得到型芯用成形体。

[0045] 其后，例如进行截止到600℃的脱脂处理，接着例如进行1,200℃下的烧结处理，得到型芯主体。

[0046] 通过在粒度粗大的硅质粒子中，添加球形超微粒的硅灰，经制备的混合物的流动性提高。由此，能够实现型芯制作时的注塑成形压力的降低。

[0047] ＜试验例1＞

[0048] 对于展示本发明的流动性的效果的试验例进行说明。

[0049] 就实现了注塑成形性提高的混合物的流动性比较进行了试验。

[0050] 在硅质粒子(例如220目)中，加入蜡(热可塑性)10重量％，进行混炼而使之复合化，将其作为比较的混合物。

[0051] 在硅质粒子(例如220目)中，以重量比9∶1混合硅灰，加入10重量％的蜡(热可塑性)，进行混炼而使之复合化，将其作为本试验的混合物。

[0052] 将现有的没有添加硅灰的(比较品混合物)、和添加有硅灰的(试验品混合物)的各混合物放入注塑成形机，比较加热喷射时的压力。

[0053] 将只有硅质粒子的现有的比较品混合物设为100时，添加有硅灰10重量％的试验品混合物为85，确认到阻力变小，硅灰添加带来流动性的提高。

[0054] 其结果为，在试验品混合物中，因为流动性提高，所以能够实现型芯制作时的注塑成形压力的降低。另外，流动性提高可以面向薄壁成形品、复杂形状成形品的应用。

[0055] ＜试验例2＞

[0056] 对于展示本发明的强度的效果的试验例进行说明。

[0057] 在本试验例中，在硅砂(220目：20～70μm)中，分别添加硅灰为10重量％、20重量％、30重量％、40重量％，向其中加入蜡，进行加热混炼，得到试验品混合物。在此，硅砂使用龙森社制“RD-120”(商品名)。

[0058] 使用该得到的各试验品混合物，通过注塑成形得到成形体。

[0059] 作为各评价试验体，得到宽30×长200×厚5mm的试验体。

[0060] 接着，进行截止到600℃的脱脂处理和1,200℃下的烧结处理，得到型芯主体用的评价试验体。

[0061] 测量该得到的评价试验体的强度。

[0062] 在此，强度试验依据JIS R 1601的“陶瓷的弯曲强度(1981)”进行。

[0063] 试验例2的试验结果显示在图1中。图1是表示试验例2的硅灰的添加量与强度的关系的图。

[0064] 如图1所示，随着硅灰添加量的增加，弯曲强度上升，增加截止到20重量％。还有，在20重量％以上的添加中，强度提高的比例小。

[0065] 其结果是，调合的硅灰是微粒，若添加量过多，则致密化加剧，型芯的碱溶解有可能需要时间，因此确认到，为了提高型芯的强度，硅灰的添加量，优选为5重量％～30重量％的范围，最好是10重量％～30重量％的范围。

[0066] 如此，在粒度粗大的硅质粒子中，通过添加球形超微粒的硅灰，制备混合物，可确认到型芯材的组织致密化，弯曲强度的提高得到发挥。

[0067] ＜试验例3＞

[0068] 除了使试验例2中硅砂的粒子为350目(20～40μm)以外，均与试验例2同样地操作，进行弯曲试验。

[0069] 试验例3的试验结果显示在图2中。图2是表示试验例3的硅灰的添加量与强度的关系的图。

[0070] 如图2所示，因为使硅砂比试验例2细小，所以初始的弯曲强度的值高。另外，随着硅灰添加量的增加，弯曲强度上升，增加截止到20重量％。还有，在30重量％以上的添加中，强度提高的比例小。由图2可确认，为了提高型芯的强度，硅灰的添加量优选为5重量％～30重量％的范围，最好是10重量％～30重量％的范围。

[0071] 以下，对于使用配有本发明的精密铸造用型芯的铸模的铸造方法进行说明。

[0072] 图3是表示铸造方法的工序的一例的流程图。以下，运用图3，对于铸造方法进行说明。在此，图3所示的处理，可以全自动实行，也可以是操作员操作实行各工序的装置来实行。本实施方式的铸造方法是制作铸模(步骤S1)。铸模可以预先制作，也可以每次实行铸造而制作。

[0073] 以下，使用图4至图10，对于步骤S1的工序所实行的本实施方式的铸模制造方法进行说明。图4是表示铸模制造方法的工序的一例的流程图。在此，图4所示的处理，可以全自动实行，也可以是操作员操作实行各工序的装置来实行。

[0074] 铸模制造方法是制作型芯(core)(步骤S12)。型芯是与铸模所制作的铸件的内部的空洞对应的形状。就是说，型芯配置在与铸件的内部的空洞对应的部分，由此抑制铸造时构成铸件的金属流入。以下，用图5对于型芯的制造工序进行说明。

[0075] 图5是示意性地表示型芯的制造工序的说明图。铸模制造方法中，如图5所示那样准备模具12(步骤S101)。模具12与型芯对应的区域为空洞。作为型芯的空洞的部分为凸部12a。还有，图5中，以截面表示模具12，但模具12除了向空间注入材料的开口和排放空气的孔洞以外，基本上为覆盖型芯所对应的区域的整周的空洞。铸模铸造方法如箭头14所示，是将陶瓷浆料16从向模具12的空间注入材料的开口注入到模具12的内部。具体来说，是通过将陶瓷浆料16喷射到模具12的内部的所谓注塑成形来制作型芯18。铸模制造方法中，如果在模具12的内部制作型芯18，则从模具12中取出型芯18，将取出的型芯18设置在烧成炉20中，使之烧成。由此，将陶瓷所形成的型芯18烧固(步骤S102)。

[0076] 铸模制造方法中，在制作型芯18之后，进行外部模具的制作(步骤S14)。外部模具为内周面与铸件的外周面相对应的形状。模具可以由金属形成，也可以由陶瓷形成。图6是示意性地表示模具的局部的立体图。图6所示的模具22a中，形成于内周面的凹部与铸件的外周面对应。还有，在图6中，只显示模具22a，但也制作与模具22a对应，且在堵塞形成于内周面的凹部的方向上与模具22a对应的模具。铸模制造方法中，通过使2个模具合在一起，成为内周面与铸件的外周面对应的模子。

[0077] 铸模制造方法中，制作了外部模具后，进行蜡模(蜡型)的制作(步骤S16)。以下，用图7加以说明。图7是示意性地表示蜡模的制造工序的说明图。铸模制造方法是在模具22a的规定位置设置型芯18(步骤S110)。然后，使与模具22a对应的模具22b盖在模具22a的形成有凹部的面上，以模具22a、22b包围型芯18的周围，在型芯18与模具22a、22b之间形成空间24。铸模制造方法中，如箭头26所示，从连通于空间24的配管朝向空间24的内部开始WAX28的注入(步骤S112)。WAX28是若加热到既定的温度以上则会熔化这样的熔点温度较低的物质，例如蜡。铸模制造方法是在空间24的整个区域填充WAX28(步骤S113)。之后，使WAX28固化，从而形成WAX28包围型芯18的周围的蜡模30。蜡模30基本上为WAX28所形成的部分与制造目的的铸件相同的形状。然后，铸件制造方法是将蜡模30从模具22a、22b上分离，安装浇口32(步骤S114)。浇口32是铸造时作为熔融金属的熔液的投料口。铸模制造方法中，按以上方式制作在内部含有型芯18，与铸件为相同的形状的用WAX28形成的蜡模30。

[0078] 铸模制造方法中，制作了蜡模30后，进行浆料涂布(浸涂)(步骤S18)。图8是示意性地表示向蜡模涂布浆料的结构的说明图。图9是示意性地表示外侧铸模的制造工序的说明图。铸模制造方法如图8所示，使蜡模30浸渍在积存有浆料40的积存部41，取出后进行干燥(步骤S19)。由此，能够在蜡模30的表面形成底涂层101A。

[0079] 在此，步骤S18中涂布的浆料是直接涂布于蜡模30的浆料。该浆料40使用单一分散有氧化铝超微粒的浆料。该浆料40中，作为粉优选使用350目左右的耐火性的微粒，例如氧化锆。另外，作为分散剂，优选使用多羧酸。另外，在浆料40中，优选微量添加消泡剂(硅系的物质)、润湿性改善剂，例如0.01％。通过添加润湿性改善剂，能够使浆料40对蜡模30的附着性提高。

[0080] 铸模制造方法如图8所示，用浆料40进行浆料涂布，干燥并在具有底涂层(第一干燥膜)101A的蜡模上，再进行浆料涂布(浸涂)(步骤S20)。接着，如图9所示，在该湿润的浆料的表面，进行作为灰泥材54而撒上锆石灰泥粒(平均粒径0.8mm)的粉刷(步骤S21)。之后干燥在浆料层的表面附着有灰泥材54的蜡模，在底涂层(第一干燥膜)101A之上形成第一支撑(back up)层(第二干燥膜)104-1(步骤S22)。

[0081] 进行使该第一支撑层(第二干燥膜)104-1的形成工序同样的操作重复多次(例如n：6～10次)的判断(步骤S23)。使规定次数(n)的第n支撑层104-n层叠(步骤S23：Yes)，得到形成有多层支撑层105A的、厚度例如为10mm的外侧铸模的干燥成形体106A。

[0082] 铸模制造方法中，得到了形成有底涂层101A和多层支撑层105A的多层的干燥成形体106A，对于该干燥成形体106A进行热处理(步骤S24)。具体来说，除去处于外侧铸模与型芯之间的WAX，再烧成外侧铸模和型芯。以下，用图10进行说明。图10是示意性地表示铸模制造方法的一部分工序的说明图。铸模制造方法如步骤S130所示，将形成有底涂层101A和多层支撑层105A的多个层的作为外侧铸模的干燥成形体106A放入高压釜60的内部，进行加热。高压釜60以加压蒸气充满内部，而加热干燥成形体106内的蜡模30。由此构成蜡模30的WAX熔化，熔融WAX62从干燥成形体106A所包围空间64中排出。

[0083] 铸模制造方法中，通过将熔融WAX62从空间64排出，如步骤S131所示，制作成在作为外侧铸模的干燥成形体106A与型芯18之间的填充有WAX的区域形成有空间64的铸模72。然后，铸模制造方法如步骤S132所示，将作为外侧铸模的干燥成形体106A与型芯18之间形成有空间64的铸模72，以烧成炉70加热。由此，铸模72中包含在作为外侧铸模的干燥成形体
106A中的水分和不需要的成分被除去，此外，经烧成而得到硬化，形成外侧铸模61。铸件制造方法是以如上方式制作铸模72。

[0084] 用图3和图11，继续铸造方法的说明。图11是示意性地表示铸造方法的一部分工序的说明图。铸造方法如果以步骤S1制作了铸模，则进行铸模的预热(步骤S2)。例如，将铸模配置在炉(真空炉，烧成炉)内，加热至800℃以上且900℃以下。通过进行预热，在铸件的制造时，能够抑制将熔液(熔化的金属)注入到铸模时铸模发生损伤。

[0085] 铸造方法中，对铸模进行了预热后，进行浇注(步骤S3)。即，如图11的步骤S140所示，将熔液80，也就是熔化的铸件的原料(例如钢)从铸模72的开口注入到外侧铸模61与型芯18之间。

[0086] 铸造方法中，使注入铸模72的熔液80固化后，除去外侧铸模61(步骤S4)。也就是，如图11的步骤S141所示，熔液在铸模72的内部凝固而成为铸件90之后，粉碎外侧铸模61，并将其作为碎片61a从铸件90上去掉。

[0087] 铸造方法中，从铸件90上除去了外侧铸模61后，进行脱型芯处理(步骤S5)。就是如图11的步骤S142所示，在高压釜92的内部放入铸件90，进行脱型芯处理，熔化铸件90的内部的型芯18，将熔化了的熔化型芯94从铸件90的内部排出。具体来说，在高压釜92的内部将铸件90投入碱溶液中，反复加压、减压，由此从铸件90中排出熔化型芯94。

[0088] 铸造方法中，进行了脱型芯处理后，进行整修处理(步骤S6)。就是对于铸件90的表面和内部进行整修处理。另外，在铸造方法中，与整修处理一起还进行铸件的成品检查。由此，如图11的步骤S143所示的能够制造铸件100。

[0089] 本实施方式的铸造方法中，如以上所示运用使用了WAX(蜡)的失蜡铸造法制作铸模，并制作铸件。在此，本实施方式的铸模制造方法、铸造方法及铸模是使用作为浆料的氧化铝超微粒在作为铸模的外侧的部分的外侧铸模上形成构成内周面的底涂层(作为首层的第一干燥膜)101A，在该底涂层101A的外部形成多层的支撑层105A而作为多层结构。

[0090] 作为本发明的精密铸造品，除了燃气轮机动叶以外，还能够列举例如燃气轮机静叶、燃气轮机燃烧器、燃气轮机分割环等。

[0091] 【实施例2】

[0092] 其次，对于第二精密铸造用型芯进行说明。图13是精密铸造用型芯的剖面结构图。

[0093] 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而成。

[0094] 如图13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。

[0095] 在本发明中，如图13的下段所示，以被覆层19a被覆形成于该表面18b的孔18c，对孔18c进行封堵。

[0096] 在本实施例中，将实施例1中得到的硅质粒子与硅灰(粒径0.15μm)加以混合并烧结，在烧结体的型芯主体18a的表面18b形成被覆层19a。

[0097] 被覆层19a作为一例，使用粒径不同的两种硅质材料。

[0098] 在此，两种粒径不同的硅质材料，作为第一材料使用硅溶胶(SiO2为30重量％)，作为第二材料使用硅灰(粒径0.15μm)。

[0099] 在本发明中，对于硅溶胶添加分散硅灰，制备硅溶胶-硅灰浆料。

[0100] 在此，硅溶胶与硅灰按重量比例1∶1～4∶1的比例进行混炼。以2∶1进行混炼时的硅溶胶中的二氧化硅微粒的比例为溶胶固形分∶硅灰＝30∶50。

[0101] 在所得到的硅溶胶-硅灰浆料中浸渍烧结后的型芯主体18a，然后提起，在型芯主体18a的表面，形成由硅溶胶-硅灰构成的被覆层19a。在该被覆层19a的形成之时，在型芯的表面的孔18c中也浸透有浆料成分，干燥后在型芯材的孔之中也会析出硅溶胶-硅灰的成分。

[0102] 之后进行干燥，接着例如以1,000℃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℃以下。

[0103] 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灰的间隙，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。

[0104] 另外，因为硅灰为球状，所以粒径小的硅溶胶容易进入粒径大的硅灰的粒子间的间隙，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，因此有助于强度提高。

[0105] 如此，根据本发明，精密铸造用的型芯的高温强度提高。

[0106] 另外，作为形成被覆层的第二材料，使用硅质材料和氧化铝质材料。

[0107] 在此，硅质材料是硅溶胶(SiO2为30重量％)，氧化铝质材料是氧化铝溶胶(Al2O3)。

[0108] 硅溶胶(SiO2)和氧化铝溶胶(Al2O3)的混合以摩尔比＝2∶3的方式调合，制备混合溶胶(二氧化硅-氧化铝溶胶)。

[0109] 在制备好的二氧化硅-氧化铝溶胶中浸渍型芯试验体，然后提起，在型芯主体18a的表面18b，形成二氧化硅-氧化铝溶胶的层，并且在型芯表面的孔18c也有二氧化硅-氧化铝溶胶的成分析出。

[0110] 之后干燥，接着例如以1,000℃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℃以下。

[0111] 在该热处理中，二氧化硅-氧化铝溶胶通过反应而变成高熔点的富铝红柱石(3Al2O3·2SiO2)。能够得到型芯主体18a被该富铝红柱石化的被覆层19a覆盖的型芯18。

[0112] 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。

[0113] 另外，作为形成被覆层的第三材料，使用醇盐材料。

[0114] 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。

[0115] 作为硅醇盐，使用硅乙醇盐(正硅酸乙酯，原文：シリコンエトキシド)或硅丁醇盐(正硅酸丁酯，原文：シリコンブトキシド)，作为溶剂使用乙醇或丁醇。

[0116] 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。

[0117] 制备混合醇盐时，调合将硅乙醇盐和异丙醇铝的混合醇盐溶解于丁醇的溶液。

[0118] 在此，混合醇盐(硅乙醇盐+异丙醇铝)，以摩尔比＝2∶3的方式调合，制备有机体的混合醇盐。

[0119] 在制备好的醇盐单体或混合醇盐中浸渍型芯试验体，然后提起，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。

[0120] 该浸渍之时，因为在醇溶液中溶解有醇盐单体或混合醇盐，所以向型芯主体的浸透良好，可形成良好的被覆层。

[0121] 之后进行干燥，接着以例如1,000℃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℃以下。

[0122] 在该热处理中，混合醇盐的情况下，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)。能够得到型芯主体18a被该富铝红柱石化的被覆层19a覆盖的型芯18。

[0123] 在此，富铝红柱石的熔点是1,900℃，比二氧化硅的熔点(1,600℃)高得多，因此可以对应高浇铸温度。

[0124] 另外，作为形成被覆层的第四材料，使用由醇盐材料和硅灰构成的醇盐-硅灰材料。

[0125] 在此，醇盐材料，是单独硅醇盐或这硅醇盐和铝醇盐的混合醇盐。

[0126] 无机材料的硅灰，例如使用粒径0.15μm的球状体。

[0127] 在此，硅灰优选粒径为0.05～0.5μm的硅灰。

[0128] 作为硅灰的分散比例为5～40重量％，优选为20重量％左右。

[0129] 作为硅醇盐，使用硅乙醇盐或硅丁醇盐，作为溶剂，使用乙醇或丁醇。

[0130] 另外，在混合两种醇盐的情况下，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。

[0131] 制备混合醇盐，调合将硅乙醇盐和异丙醇铝的混合醇盐溶解于丁醇中的溶液。

[0132] 在此，混合醇盐(硅乙醇盐+异丙醇铝)，以摩尔比＝2∶3的方式调合，制备有机体的混合醇盐。

[0133] 在制备好的分散有硅灰的单体醇盐或混合醇盐中浸渍型芯试验体，然后提起，在型芯主体18a的表面18b，形成含有硅灰的硅层或硅一铝醇盐的层，并且在型芯表面的孔18c也有含硅灰的硅层或硅-铝醇盐的成分析出。

[0134] 此浸渍之时，因为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。

[0135] 之后进行干燥，接着例如以1,000℃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℃以下。

[0136] 此干燥后，成为在型芯主体18a的表面18b的孔18c之中，也有醇盐和硅灰的成分析出的形态。这时，可形成大粒径的硅灰层与微细而致密的醇盐层的混合层。

[0137] 然后，通过1,000℃下的热处理，醇盐层发生无机的陶瓷化，以致密的陶瓷层填补大粒径的硅灰层的空隙，会使粒子间的附着力提高。

[0138] 在此热处理中，使用混合醇盐时，含硅灰的硅-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)。能够得到型芯主体18a由被覆层19a覆盖的型芯18，而该被覆层19a是以致密的富铝红柱石层填补了大粒径的硅灰层的空隙，提高了粒子间的附着力被覆层。

[0139] 在此，富铝红柱石的熔点是1,900℃，比二氧化硅的熔点(1,600℃)高得多，因此可以应对高浇铸温度。

[0140] 如此，根据本发明，因为表面大量形成的孔被封堵，所以可防止浇铸时型芯像过去那样的以该孔为起点发生破裂。因此，精密铸造用的型芯的高温强度提高。

[0141] 另外，因为硅灰其粒径大，所以即使在1,000℃下的热处理下，热收缩也很少。

[0142] 另外，作为形成被覆层的第五材料，使用硅质材料和氧化铝质材料和硅灰。

[0143] 在此，硅质材料是硅溶胶(SiO2为30重量％)，氧化铝质材料是氧化铝溶胶(Al2O3)。

[0144] 在此，作为分散在硅质材料和氧化铝质材料中的硅灰的分散比例为5～40重量％，优选为20重量％左右。

[0145] 硅灰优选粒径为0.05～0.5μm的硅灰。

[0146] 在此，硅溶胶(SiO2)和氧化铝溶胶(Al2O3)的混合，以摩尔比＝2∶3的方式调合，制备混合溶胶(二氧化硅一氧化铝溶胶)(分散粒子的粒径：1～数100nm)。

[0147] 在制备好的二氧化硅-氧化铝溶胶中添加分散硅灰，制备二氧化硅一氧化铝溶胶-硅灰浆料。

[0148] 在该制备好的二氧化硅-氧化铝溶胶-硅灰浆料中，浸渍型芯试验体，之后提起，在型芯主体18a的表面18b，形成二氧化硅-氧化铝溶胶-硅灰的层，并且在型芯表面的孔18c中也有二氧化硅-氧化铝溶胶-硅灰的成分析出。

[0149] 之后进行干燥，接着例如以1,000℃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℃以下。

[0150] 在此热处理中，二氧化硅-氧化铝溶胶，通过反应而变成高熔点的富铝红柱石(3Al2O3·2SiO2)。能够得到型芯主体18a由被覆层19a覆盖的型芯18，而该被覆层19a是以致密的富铝红柱石层填补了大粒径的硅灰层的空隙，提高了粒子间的附着力的被覆层。

[0151] 在此，富铝红柱石的熔点是1,900℃，比二氧化硅的熔点(1,600℃)高得多，因此可以对尖高浇铸温度。

[0152] 如此，根据本发明，因为表面大量形成的孔被封堵，所以可防止浇铸时型芯像过去那样的以该孔为起点发生破裂。因此，精密铸造用的型芯的高温强度提高。

[0153] 另外，因为硅灰其粒径大，所以即使在1,000℃下的热处理中，热收缩也很少。

[0154] ＜试验例4＞

[0155] 以下，对于确认到本发明的效果的试验例进行说明。

[0156] 在本试验例中，在硅砂(220目)中，添加硅灰20重量％，向其中加入蜡，加热混炼，得到混合物。

[0157] 对于该得到的混合物进行注塑成形而得到成形体。

[0158] 作为评价试验体，得到宽30×长200×厚5mm的试验体。

[0159] 接着，进行截止到600℃的脱脂处理及1,200℃下的烧结处理，得到型芯主体用的试验体。

[0160] 接着，对于硅溶胶(SiO2为30重量％)，添加分散硅灰(粒径为0.15μm，球状)，制备硅溶胶-硅灰浆料(硅溶胶和硅灰按重量比例2∶1进行混炼)。这时，硅溶胶中的二氧化硅微粒的比例为溶胶固形分∶硅灰＝30∶50。

[0161] 在该得到的硅溶胶-硅灰浆料中，浸渍型芯主体用的试验体，之后提起，在表面形成硅溶胶-硅灰的被覆层19a。接着干燥后，以1,000℃进行热处理，在型芯主体18a的表面18b形成由硅溶胶-硅灰构成的被覆层19a。

[0162] 作为比较例，将没有形成被覆层的作为比较试验体。

[0163] 测量这些评价试验体的强度。

[0164] 在此，强度试验依据JIS R 1601的“陶瓷的弯曲强度(1981)”进行。

[0165] 现有法的未形成被覆层的比较试验体的强度为23MPa，相对于此，本发明法的型芯主体用的试验体的强度为29MPa。其结果可确认，本发明的型芯主体用的试验体强度提高25％。

[0166] 以下，对于使用了配有本发明的精密铸造用型芯的铸模的铸造方法进行说明。

[0167] 还有，省略与实施例1的铸造方法相同的工序，只对于“型芯的制造的工序”参照图12进行说明。

[0168] 图12是示意性地表示实施例2的型芯的制造工序的说明图。铸模制造方法中，如图12所示这样准备模具12(步骤S101)。模具12其与型芯对应的区域为空洞。作为型芯的空洞的部分为凸部12a。还有，在图12中，以截面表示模具12，但模具12，除了向空间注入材料的开口和排放空气的孔洞以外，基本上为覆盖型芯所对应的区域的整周的空洞。铸模铸造方法如箭头14所示，是将陶瓷浆料16从向模具12的空间注入材料的开口注入到模具12的内部。具体来说，是通过将陶瓷浆料16喷射到模具12的内部的所谓注塑成形来制作型芯18。铸模制造方法中，如果在模具12的内部制作型芯18，则从模具12中取出型芯18，将取出的型芯
18设置在烧成炉20中，使之烧成。由此，将陶瓷所形成的型芯18烧固(步骤S102)。

[0169] 至此为止均与实施例1的工序同样。

[0170] 接着，如图12所示，为了在型芯18的表面形成被覆层，使经烧结的型芯18浸渍在积存有浆料19的积存部17中，取出后进行干燥(步骤S103)。其次，取出浸渍的型芯18，设置在烧成炉20中使之烧成。由此，形成在陶瓷所形成的型芯18的表面形成被覆层19a(步骤S104)。

[0171] 铸模铸造方法中，制作按如上方式形成被覆层19a的型芯18。还有，型芯18由铸件凝固后以化学处理等的脱型芯处理去除的材料形成。

[0172] 本实施方式的铸造方法中，因为在型芯的表面形成被覆层，所以尺寸精度提高，即使浇铸温度为高温，耐久性也有所提高。

[0173] 另外，即使浇铸过程时间为长时间时，因为是高强度的型芯，所以浇铸设计的自由度(例如减速设定得很低等)仍提高。

[0174] 此外，能够实现制品的薄壁化，制造热效率良好的涡轮动叶等的精密铸造品。

[0175] 【符号的说明】

[0176] 12、22a、22b 模具

[0177] 12a 凸部

[0178] 14、26 箭头

[0179] 16 陶瓷浆料

[0180] 18 型芯(core)

[0181] 18a 型芯主体

[0182] 18b 表面

[0183] 18c 孔

[0184] 19 浆料

[0185] 19a 被覆层

[0186] 20、70 烧成炉

[0187] 24、64 空间

[0188] 28 WAX(蜡)

[0189] 30 蜡模

[0190] 32 浇口

[0191] 40 浆料

[0192] 60、92 高压釜

[0193] 61 外侧铸模

[0194] 61a 碎片

[0195] 62 熔融WAX

[0196] 72 铸模

[0197] 80 熔液

[0198] 90、100 铸件

[0199] 94 熔化型芯

[0200] 101A 底涂层