JPH1052736A - ロストワックス法による中空鋳物の製造方法 - Google Patents
ロストワックス法による中空鋳物の製造方法Info
- Publication number
- JPH1052736A JPH1052736A JP8210731A JP21073196A JPH1052736A JP H1052736 A JPH1052736 A JP H1052736A JP 8210731 A JP8210731 A JP 8210731A JP 21073196 A JP21073196 A JP 21073196A JP H1052736 A JPH1052736 A JP H1052736A
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- JP
- Japan
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- core
- wax
- pin
- casting
- blade
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C21/00—Flasks; Accessories therefor
- B22C21/12—Accessories
- B22C21/14—Accessories for reinforcing or securing moulding materials or cores, e.g. gaggers, chaplets, pins, bars
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 中空のブレードを，中子を用いたロストワッ
クス法の適用下で製造するに当り，鋳込み中における中
子の変位を抑制する。 【解決手段】 中子１０と，その中子１０を覆うワック
ス層１１とよりなるワックス模型１２を製作し，次いで
ワックス層１１に，ブレードと同材種の少なくとも１つ
のピン１８を差込んで，そのピン１８を中子１０に突当
てると共にピン１８の一部をワックス層１１外面より突
出させ，その後，ピン１８のワックス層１１外面からの
突出部２４を鋳型に保持させた状態において，脱ワック
ス，それに次ぐ鋳込みを行う。
クス法の適用下で製造するに当り，鋳込み中における中
子の変位を抑制する。 【解決手段】 中子１０と，その中子１０を覆うワック
ス層１１とよりなるワックス模型１２を製作し，次いで
ワックス層１１に，ブレードと同材種の少なくとも１つ
のピン１８を差込んで，そのピン１８を中子１０に突当
てると共にピン１８の一部をワックス層１１外面より突
出させ，その後，ピン１８のワックス層１１外面からの
突出部２４を鋳型に保持させた状態において，脱ワック
ス，それに次ぐ鋳込みを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロストワックス法に
よる中空鋳物の製造方法に関する。
よる中空鋳物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，この種の中空鋳物としては，例え
ば，ガスタービンのノズルベーンにおけるブレードが知
られている。このブレードはサクション側ブレード部と
プレッシャ側ブレード部とを有し，それらの肉厚は約１
mmといったように非常に薄い。またサクション側ブレー
ド部のトレーディングエッジ部分はプレッシャ側ブレー
ド部のリーディングエッジ部分よりも外方へ突出してい
る。
ば，ガスタービンのノズルベーンにおけるブレードが知
られている。このブレードはサクション側ブレード部と
プレッシャ側ブレード部とを有し，それらの肉厚は約１
mmといったように非常に薄い。またサクション側ブレー
ド部のトレーディングエッジ部分はプレッシャ側ブレー
ド部のリーディングエッジ部分よりも外方へ突出してい
る。
【０００３】鋳造時においては，ブレード用中子の厚肉
の主体部は幅木を介して鋳型に保持され，またトレーデ
ィングエッジ部分およびリーディングエッジ部分を成形
する，中子の薄肉板状部はトレーディングエッジ部分よ
りも外方へ突出するように形成されていて，その先端部
分が鋳型に保持される。
の主体部は幅木を介して鋳型に保持され，またトレーデ
ィングエッジ部分およびリーディングエッジ部分を成形
する，中子の薄肉板状部はトレーディングエッジ部分よ
りも外方へ突出するように形成されていて，その先端部
分が鋳型に保持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな鋳造方案を採用すると，トレーディングエッジ部分
よりもリーディングエッジ部分の方が短いことに起因し
て，キャビティのトレーディングエッジ部分成形領域よ
りも先にリーディングエッジ部分成形領域に溶湯が充填
されるため，その溶湯により中子の薄肉板状部がトレー
ディングエッジ部分成形領域側へ変位し，その結果，ト
レーディングエッジ部分の肉厚が極端に薄く，一方，リ
ーディングエッジ部分の肉厚が極端に厚くなり，またリ
ーディングエッジ部分においてバリが発生し，その上，
前記変位量が多い場合にはトレーディングエッジ部分に
湯回り不良が発生する，という問題があった。
うな鋳造方案を採用すると，トレーディングエッジ部分
よりもリーディングエッジ部分の方が短いことに起因し
て，キャビティのトレーディングエッジ部分成形領域よ
りも先にリーディングエッジ部分成形領域に溶湯が充填
されるため，その溶湯により中子の薄肉板状部がトレー
ディングエッジ部分成形領域側へ変位し，その結果，ト
レーディングエッジ部分の肉厚が極端に薄く，一方，リ
ーディングエッジ部分の肉厚が極端に厚くなり，またリ
ーディングエッジ部分においてバリが発生し，その上，
前記変位量が多い場合にはトレーディングエッジ部分に
湯回り不良が発生する，という問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は，比較的簡単な
手段を採用することにより，中空鋳物の偏肉およびバリ
発生を防止し，また湯回り不良の発生を回避することの
できる，前記ロストワックス法による中空鋳物の製造方
法を提供することを目的とする。
手段を採用することにより，中空鋳物の偏肉およびバリ
発生を防止し，また湯回り不良の発生を回避することの
できる，前記ロストワックス法による中空鋳物の製造方
法を提供することを目的とする。
【０００６】前記目的を達成するため本発明によれば，
中空鋳物を中子を用いたロストワックス法の適用下で製
造するに当り，前記中子と，その中子を覆うワックス層
とよりなるワックス模型を製作し，次いで前記ワックス
層に，前記中空鋳物と同材種の少なくとも１つのピンを
差込んで，そのピンを前記中子に突当てると共に前記ピ
ンの一部を前記ワックス層外面より突出させ，その後，
前記ピンのワックス層外面からの突出部を鋳型に保持さ
せた状態において，脱ワックス，それに次ぐ鋳込みを行
う，ロストワックス法による中空鋳物の製造方法が提供
される。
中空鋳物を中子を用いたロストワックス法の適用下で製
造するに当り，前記中子と，その中子を覆うワックス層
とよりなるワックス模型を製作し，次いで前記ワックス
層に，前記中空鋳物と同材種の少なくとも１つのピンを
差込んで，そのピンを前記中子に突当てると共に前記ピ
ンの一部を前記ワックス層外面より突出させ，その後，
前記ピンのワックス層外面からの突出部を鋳型に保持さ
せた状態において，脱ワックス，それに次ぐ鋳込みを行
う，ロストワックス法による中空鋳物の製造方法が提供
される。
【０００７】前記のような手段を採用すると，鋳込み中
における中子の変位をピンにより抑制することが可能で
ある。
における中子の変位をピンにより抑制することが可能で
ある。
【０００８】このように，ロストワックス法の特長とピ
ンを利用する，といった比較的簡単な方法で中空鋳物の
偏肉およびバリ発生を防止し，また湯回り不良の発生を
回避することができる。
ンを利用する，といった比較的簡単な方法で中空鋳物の
偏肉およびバリ発生を防止し，また湯回り不良の発生を
回避することができる。
【０００９】その上，ピンの材質は中空鋳物と同材質で
あるから，溶湯との相溶性が良く，またピンがその機能
を果した後溶解するようなことがあってもブレードの強
度等に悪影響を与えることがない。
あるから，溶湯との相溶性が良く，またピンがその機能
を果した後溶解するようなことがあってもブレードの強
度等に悪影響を与えることがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１，２において，ガスタービン
におけるノズルベーン１はコバルト基耐熱合金より構成
されたもので，環状の内側シュラウド２と，その外周に
存する環状の外側シュラウド３と，内側，外側シュラウ
ド２，３間に存する複数のブレード（中空鋳物）４とよ
りなり，これら三部材２〜４は一体に鋳造される。
におけるノズルベーン１はコバルト基耐熱合金より構成
されたもので，環状の内側シュラウド２と，その外周に
存する環状の外側シュラウド３と，内側，外側シュラウ
ド２，３間に存する複数のブレード（中空鋳物）４とよ
りなり，これら三部材２〜４は一体に鋳造される。
【００１１】各ブレード４はサクション側ブレード部５
と，プレッシャ側ブレード部６と，それら５，６を部分
的に連結する複数の連結片７とを有し，それらブレード
部５，６の肉厚は約１mmといったように非常に薄い。ま
たサクション側ブレード部５のトレーディングエッジ部
分８はプレッシャ側ブレード部６のリーディングエッジ
部分９よりも外方に突出している。
と，プレッシャ側ブレード部６と，それら５，６を部分
的に連結する複数の連結片７とを有し，それらブレード
部５，６の肉厚は約１mmといったように非常に薄い。ま
たサクション側ブレード部５のトレーディングエッジ部
分８はプレッシャ側ブレード部６のリーディングエッジ
部分９よりも外方に突出している。
【００１２】ノズルベーン１の製造にはロストワックス
法が適用され，その製造は次のような各工程を経て行わ
れた。
法が適用され，その製造は次のような各工程を経て行わ
れた。
【００１３】（ａ） 図３に示すブレード用中子１０を
ワックス金型内に設置した。この中子１０はシリカより
なる。
ワックス金型内に設置した。この中子１０はシリカより
なる。
【００１４】（ｂ） ワックス金型内にワックスを射出
して，中子１０と，その中子１０を覆うワックス層１１
とよりなるブレード用ワックス模型１２を製作した。
して，中子１０と，その中子１０を覆うワックス層１１
とよりなるブレード用ワックス模型１２を製作した。
【００１５】中子１０において，その厚肉の主体部１３
に存する一対の幅木１４はワックス層１１より突出し，
またトレーディングエッジ部分８およびリーディングエ
ッジ部分９を成形する薄肉板状部１５の先端部分１６は
ワックス層１１のトレーディングエッジ対応部１７より
も外方へ突出している。
に存する一対の幅木１４はワックス層１１より突出し，
またトレーディングエッジ部分８およびリーディングエ
ッジ部分９を成形する薄肉板状部１５の先端部分１６は
ワックス層１１のトレーディングエッジ対応部１７より
も外方へ突出している。
【００１６】（ｃ） ブレード用ワックス模型１２に仕
上げ加工を施した。
上げ加工を施した。
【００１７】（ｄ） コバルト基耐熱合金ＦＳＸ−４１
４よりなる直径１．６mmの線材より長さ４〜５mmのピン
１８を複数切出し，それらピン１８の一端面を平面に仕
上げた。図３，４に示すように少なくとも１つ，実施例
では２つのピン１８をワックス層１１のトレーディング
エッジ対応部１７に差込んで，それらの平面を中子１０
の薄肉板状部１５表面に突当てると共にそれらピン１８
の一部をトレーディングエッジ対応部１７外面より突出
させた。
４よりなる直径１．６mmの線材より長さ４〜５mmのピン
１８を複数切出し，それらピン１８の一端面を平面に仕
上げた。図３，４に示すように少なくとも１つ，実施例
では２つのピン１８をワックス層１１のトレーディング
エッジ対応部１７に差込んで，それらの平面を中子１０
の薄肉板状部１５表面に突当てると共にそれらピン１８
の一部をトレーディングエッジ対応部１７外面より突出
させた。
【００１８】（ｅ） 前記のような方法で複数のブレー
ド用ワックス模型１２を製作し，また図４に示すように
複数の内側，外側シュラウド用ワックス模型１９，２０
を製作した。
ド用ワックス模型１２を製作し，また図４に示すように
複数の内側，外側シュラウド用ワックス模型１９，２０
を製作した。
【００１９】（ｆ） 複数のブレード用ワックス模型１
２および内側，外側シュラウド用ワックス模型１９，２
０を用いて，図４のノズルベーン用ワックス模型２１を
組立て，このノズルベーン用ワックス模型２１を複数用
意した。
２および内側，外側シュラウド用ワックス模型１９，２
０を用いて，図４のノズルベーン用ワックス模型２１を
組立て，このノズルベーン用ワックス模型２１を複数用
意した。
【００２０】（ｇ） 複数のノズルベーン用ワックス模
型２１を用いてツリーを組立てた。
型２１を用いてツリーを組立てた。
【００２１】（ｈ） ツリーをスラリへ浸漬し，次いで
スタッコを行い，その後コーティング層を乾燥し，これ
を１サイクルとして８サイクル繰返すことによりシェル
鋳型を製作した。
スタッコを行い，その後コーティング層を乾燥し，これ
を１サイクルとして８サイクル繰返すことによりシェル
鋳型を製作した。
【００２２】（ｉ） オートクレーブ法によりシェル鋳
型の脱ワックスを行い，次いでシェル鋳型を７００℃に
て３時間焼成した。
型の脱ワックスを行い，次いでシェル鋳型を７００℃に
て３時間焼成した。
【００２３】図５に示すように，各中子１０の主体部１
３は両幅木１４を介してシェル鋳型２２に保持され，ま
た薄肉板状部１５の先端部分１６はシェル鋳型２２に埋
込み保持された。この中子１０回りにはブレード成形用
キャビティ２３が形成され，また各中子１０に対応する
２つのピン１８のワックス層１１外面からの突出部２４
はシェル鋳型２２に埋込み保持された。
３は両幅木１４を介してシェル鋳型２２に保持され，ま
た薄肉板状部１５の先端部分１６はシェル鋳型２２に埋
込み保持された。この中子１０回りにはブレード成形用
キャビティ２３が形成され，また各中子１０に対応する
２つのピン１８のワックス層１１外面からの突出部２４
はシェル鋳型２２に埋込み保持された。
【００２４】（ｊ） コバルト基耐熱合金ＦＳＸ−４１
４を真空溶解炉を用いて溶解し，その溶湯を用いて，重
力鋳造法の適用下，鋳込み温度１４９９℃，シェル鋳型
温度１１６０℃，保持時間０．５時間の条件で鋳込みを
行った。
４を真空溶解炉を用いて溶解し，その溶湯を用いて，重
力鋳造法の適用下，鋳込み温度１４９９℃，シェル鋳型
温度１１６０℃，保持時間０．５時間の条件で鋳込みを
行った。
【００２５】（ｋ） シェル鋳型２２を壊し，次いで湯
道，堰等を切断除去して複数のノズルベーン１を得，そ
の後各ノズルベーン１の砂落しを行った。
道，堰等を切断除去して複数のノズルベーン１を得，そ
の後各ノズルベーン１の砂落しを行った。
【００２６】（ｌ） 各ノズルベーン１を２０％カセイ
ソーダ溶液中に浸漬して各中子１０を溶解除去した。
ソーダ溶液中に浸漬して各中子１０を溶解除去した。
【００２７】（ｍ） 各ノズルベーン１に仕上げ加工を
施した。
施した。
【００２８】このようにして得られた各ノズルベーン１
について，各ブレード４の表面性状を目視にて検査した
ところ，図２に示すようにそのサクション側ブレード部
５のトレーディングエッジ部分８には湯回り不良は生じ
ておらず，またプレッシャ側ブレード部６のリーディン
グエッジ部分９にバリの発生はなかった。
について，各ブレード４の表面性状を目視にて検査した
ところ，図２に示すようにそのサクション側ブレード部
５のトレーディングエッジ部分８には湯回り不良は生じ
ておらず，またプレッシャ側ブレード部６のリーディン
グエッジ部分９にバリの発生はなかった。
【００２９】さらにトレーディングエッジ部分８の肉厚
ｔ1 はｔ1 ≒０．９mmであり，一方，リーディングエッ
ジ部分９の肉厚ｔ2 はｔ2 ≒０．９５mmであって，両エ
ッジ部分８，９の肉厚ｔ1 ，ｔ2 は略同一であることが
判明した。
ｔ1 はｔ1 ≒０．９mmであり，一方，リーディングエッ
ジ部分９の肉厚ｔ2 はｔ2 ≒０．９５mmであって，両エ
ッジ部分８，９の肉厚ｔ1 ，ｔ2 は略同一であることが
判明した。
【００３０】このような好結果が得られるのは次のよう
な理由による。即ち，トレーディングエッジ部分８より
もリーディングエッジ部分９の方が短いことに起因し
て，鋳込み時にはキャビティ２３のトレーディングエッ
ジ部分成形領域２５よりも先にリーディングエッジ部分
成形領域２６に溶湯が充填されるが，その溶湯による薄
肉板状部１５のトレーディングエッジ部分成形領域２５
側への変位が，両ピン１８により抑制されるのである。
な理由による。即ち，トレーディングエッジ部分８より
もリーディングエッジ部分９の方が短いことに起因し
て，鋳込み時にはキャビティ２３のトレーディングエッ
ジ部分成形領域２５よりも先にリーディングエッジ部分
成形領域２６に溶湯が充填されるが，その溶湯による薄
肉板状部１５のトレーディングエッジ部分成形領域２５
側への変位が，両ピン１８により抑制されるのである。
【００３１】またピン１８として前記と同一材料よりな
る直径０．７mmのものを用いて前記と同様の方法で複数
のノズルベーン１を製造したところ，前記と同様の結果
が得られた。
る直径０．７mmのものを用いて前記と同様の方法で複数
のノズルベーン１を製造したところ，前記と同様の結果
が得られた。
【００３２】なお，本発明は前記ブレード４以外の他の
中空鋳物の製造にも適用される。
中空鋳物の製造にも適用される。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば，前記のように比較的簡
単な手段を採用することによって高品質な中空鋳物を得
ることができる。
単な手段を採用することによって高品質な中空鋳物を得
ることができる。
【図１】ガスタービンのノズルベーンの平面図である。
【図２】図１の２−２線拡大断面図である。
【図３】ブレード用ワックス模型の断面図で，図２に対
応する。
応する。
【図４】ノズルベーン用ワックス模型の要部平面図であ
る。
る。
【図５】シェル鋳型のブレード成形用キャビティを示す
断面図である。
断面図である。
４ ブレード（中空鋳物） １０ 中子 １１ ワックス層 １２ ブレード用ワックス模型 １８ ピン ２４ 突出部分
Claims (2)
- 【請求項１】 中空鋳物（４）を中子（１０）を用いた
ロストワックス法の適用下で製造するに当り，前記中子
（１０）と，その中子（１０）を覆うワックス層（１
１）とよりなるワックス模型（１２）を製作し，次いで
前記ワックス層（１１）に，前記中空鋳物（４）と同材
種の少なくとも１つのピン（１８）を差込んで，そのピ
ン（１８）を前記中子（１０）に突当てると共に前記ピ
ン（１８）の一部を前記ワックス層（１１）外面より突
出させ，その後，前記ピン（１８）のワックス層（１
１）外面からの突出部（２４）を鋳型（２２）に保持さ
せた状態において，脱ワックス，それに次ぐ鋳込みを行
うことを特徴とする，ロストワックス法による中空鋳物
の製造方法。 - 【請求項２】 前記中空鋳物（４）はガスタービンのブ
レードである，請求項１記載のロストワックス法による
中空鋳物の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8210731A JPH1052736A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | ロストワックス法による中空鋳物の製造方法 |
| US08/906,625 US6119761A (en) | 1996-08-09 | 1997-08-07 | Method for making a hollow cast article by the lost wax method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8210731A JPH1052736A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | ロストワックス法による中空鋳物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1052736A true JPH1052736A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16594182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8210731A Pending JPH1052736A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | ロストワックス法による中空鋳物の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6119761A (ja) |
| JP (1) | JPH1052736A (ja) |
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-
1996
- 1996-08-09 JP JP8210731A patent/JPH1052736A/ja active Pending
-
1997
- 1997-08-07 US US08/906,625 patent/US6119761A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200067444A (ko) * | 2018-12-04 | 2020-06-12 | 한국생산기술연구원 | 용융형 중자를 이용하여 중공 구조를 갖는 중공 휠을 제조하는 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6119761A (en) | 2000-09-19 |
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