JPH03282187A - ルツボとその製造方法 - Google Patents

ルツボとその製造方法

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JPH03282187A
JPH03282187A JP2083729A JP8372990A JPH03282187A JP H03282187 A JPH03282187 A JP H03282187A JP 2083729 A JP2083729 A JP 2083729A JP 8372990 A JP8372990 A JP 8372990A JP H03282187 A JPH03282187 A JP H03282187A
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JP
Japan
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crucible
zirconia
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layer
reinforcing layer
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JP2083729A
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English (en)
Inventor
Saburo Wakita
三郎 脇田
Shinichi Miyamoto
伸一 宮本
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はNi合金等の精密鋳造を行う際に使用される
ルツボに関する。
[従来の技術] 従来、1nconel 713CのようなNi基超超合
金どを精密鋳造するには、ルツボの中に予め溶製した目
的とする合金組成のメルティングストックのインゴット
を入れ、高周波炉により加熱して原料を溶解した後、ロ
ストワックス法で製造したセラミックシェル鋳型に注入
して固化させるようにしている。
このルツボは、耐火物その他の異物の混入を防ぐために
、再使用せず使い捨てにしており、そのために鋳型と同
様に比較的安価に製造できる。ロストワックス法を用い
ている。すなわち、ワックスからなる雄型に順次スラリ
ー状の耐火物を塗り付け、これに耐火物の砂をまぶして
成形し、乾燥した後ワックスを溶融除去し、焼成してい
る。
スラリー状の耐火物としては、結合剤となるコロイド状
のシリカにアルミナ粉を溶かしたものが、耐火物砂とし
てはアルミナ砂などが用いられる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記のような従来の技術においては、結
合剤として用いたシリカが5〜7%程度残存しており、
これが鋳造される金属溶湯と反応してドロスを発生する
ことがある。
特にNi基超超合金鋳造する場合には、Al1.Tiな
どの活性元素を多量に含むために、溶湯とルツボとの反
応を抑えることが困難であり、発生したドロスが鋳物の
表面に巻き込まれて表面不良の原因となっている。この
ような問題は17−4pHのようなOr含有量の多い鉄
系合金を鋳造する場合において、も発生する。
そこで、ルツボを安定性の高いジルコニアを素材とする
耐火物で作成することが考えられるが、同じ製法でコロ
イド状のジルコニアを結合剤として用いた場合、結合力
が小さく、また熱伝導性が悪いためにサーマルショック
に弱い。従って、溶解作業において割れやひびが発生し
、作業の円滑な進行を妨げることがある。
[課題を解決するための手段] この発明は、上記のような課題を解決するためにな−さ
れたーものである。
第1請求項の発明は、ジルコニアを成分とする内張層と
、この内張層の周囲を囲繞する補強層とからなるルツボ
である。内張層の厚さは、内張層の肉薄部やポーラスな
部分を通して溶湯が内部の補強層と反応することがなけ
ればよく、1.0〜5.O1程度であればよい。ジルコ
ニアの内張層自体が多層となっていたり、適度な粒度の
粒体と粉体とを混合して焼成した構成としてもよい。粒
体の粒度は0.1〜1.0mm、粉体の混合比は20〜
60重量%がよい。補強層としては、特に材質が限定さ
れるものではなく、製造が容易で原料が安価なものを適
宜選択すればよい。
第2請求項の発明は、低融点物質からなる雄型の周囲に
コロイド状ジルコニアとジルコニア粉とからなるスラリ
ーを付着させこれにジルコニア砂をまぶして乾燥固化さ
せて内張層を形成する工程と、この内張層の周囲にコロ
イド状シリカと耐火物粉とからなるスラリーを付着させ
これに耐火物砂をまぶして乾燥固化させ補強層を形成す
る工程と、内張層及び補強層を一体に焼成する工程とを
有するルツボの製造方法である。
[作用] 第1請求項の発明においては、ジルコニアが安定である
ので、溶湯の注入時にジルコニアを成分とする内張層が
溶湯と反応することがなく、ドロスの発生が防止される
。また、この内張層は補強層により囲繞されており、熱
衝撃や機械的衝撃を吸収して亀裂の発生を抑え、また、
万一亀裂が発生しても補強層により保持されて形状を保
ち、補強層と溶湯が反応することは少ない。
第2請求項の発明においては、ワックスなどの低融点物
質を溶融させて母型に注入して雄型を作り、これの周囲
にコロイド状のジルコニアとジルコニア粉とからなるス
ラリーを付着させ、これにジルコニア砂をまぶして乾燥
させて内張層を形成する。内張層のシェルの外部に同じ
ように補強層のシェルを形成し、一体に焼成することに
より、互いに緊密な層状のルツボが、効率よく生産され
る。
[実施例] 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第1図において1はこの発明の一実施例のルツボであり
、上面が開口した有底円筒状の耐火物容器である。この
ルツボ1の壁は、第2図に示すように内張層2とその外
を覆う補強層3からなっている。内張層2は、ジルコニ
アを成分とする粒体(以下ノルフェア粒体という)4と
結合剤であるコロイド状ジルコニアとジルコニア粉とか
らなるスラリーを乾燥固化した粉体(ジルコニア粉体)
5とが混合され焼成されて形成されており、補強層3は
、アルミナを主成分とする粒体(アルミナ粒体)と、結
合剤であるシリカと耐火物粉からなるスラリーを乾燥固
化した粉体(シリカ粉体)7とが焼成されて形成されて
いる。
内張層2と補強層3の寸法、組成を表(次頁)に示した
以下、第3図及び第4図を参照してこのルツボの製造方
法を説明する。
まず、ルツボ1の内面の形状と等しい内面を有する母型
8を金属などで作成しておく。この母型8は、成形品を
取り出すために2つの分割型8a。
8bから構成されている。この母型8の中に、母型8と
の間に一定の隙間9が形成されるようにコアlOを挿入
し、その隙間9に溶融したワックスWを注入し固化させ
、これを母型8を分割して取り出して雄型11とする。
一方、ジルコニアを成分とする粒体4及び粉体5を雄型
11の周囲に付着させて乾燥させ、図示の例ではこれを
3回繰り返して内張層2を形成する。同様に、アルミナ
を主成分とする粒体6とシリカを主成分とする粉体7を
上述した方法で内張層2の外面に多層に付着させて補強
層3を形成する。このようにして、雄型11の周囲にシ
ェルSを形成した後、加熱し、あるいは加熱と加圧を同
時に行ってワックスWを溶融させ、ワックスWとコアl
Oを取り除き、シェルSを炉に装入して焼成する。
このような方法によれば、母型8と同じ均一な形状のル
ツボlが比較的簡単な作業工程により生産される。−回
に形成される層の厚さはスラリーの粘性を変えることに
よりコントロールすることができ、上記のように、それ
ぞれの層を薄い層を重ねて構成することにより、第2図
に示すような粒体4.6が層状に配列された緻密な構造
とすることができる。それぞれの層において、粒体4゜
6の径や混合比を変えることにより、その特性を変える
ことができる。
このように製造したルツボ1は、内張層2が安定なジル
コニアを主成分としているので、活性な金属元素を含む
溶湯を収容しても溶湯と反応することがなく、従って、
清浄な溶湯を鋳型に注入することができ、欠陥の無い良
質の鋳造品を得ることができる。また、内張層2自体が
緻密な層状に形成され、さらに補強層3により覆われて
いるので耐衝撃性が高く、亀裂の発生が防止されるとと
もに、両者が一体に焼成されているから剥離したりする
ことがなく、耐用性が高い。また、全体がジルコニアか
らなる場合に比較して原料コストが安価であり、上述し
たように生産コストも安いので、使捨てタイプのルツボ
としても充分つり合い、その結果より高品質の鋳造品を
より高い生産性をもって製造することができる。
なお、上述した実施例では、結合剤としてコロイド状ジ
ルコニアとコロイド状シリカとを用いた2つの層に区別
したが、両者を混合した粉体を結合斉1とした層を設け
て特性を段階的に変えるようにしてもよい。
[発明の効果] 第1請求項の発明においては、ジルコニアを成分とする
内張層と、この内張層の周囲を囲繞する補強層とからな
るものであるので、溶湯の注入時に内張層が溶湯と反応
することがなく、欠陥の無い高品質の鋳造品が製造され
るとともに、内張層が補強層により補強されており、熱
衝撃や機械的衝撃を吸収して亀裂の発生を抑え、安全か
つ安定な操業を行わしめる。
また、第2請求項の発明においては、上記のような特性
を備えたルツボが簡単な作業工程により効率よく生産さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のルツボを示す一部を破断
して示す図、第2図はその一部を拡大して示す図、第3
図及び第4図はルツボの製法を示す図である。 l・・・・・・ルツボ、2・・・・・・内張層、3・・
・・・・補強層、+1・・・・・・雄型。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ジルコニアを成分とする内張層と、この内張層の
    周囲を囲繞する補強層とからなることを特徴とするルツ
    ボ。
  2. (2)低融点物質からなる雄型の周囲にコロイド状ジル
    コニアとジルコニア粉とからなるスラリーを付着させこ
    れにジルコニア砂をまぶして乾燥固化させて内張層を形
    成する工程と、 この内張層の周囲にコロイド状シリカと耐火物粉とから
    なるスラリーを付着させこれに耐火物砂をまぶして乾燥
    固化させ補強層を形成する工程と、内張層及び補強層を
    一体に焼成する工程とを有することを特徴とするルツボ
    の製造方法。
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