JPS5964136A - セラミツク材料の溶解法 - Google Patents

セラミツク材料の溶解法

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JPS5964136A
JPS5964136A JP58163098A JP16309883A JPS5964136A JP S5964136 A JPS5964136 A JP S5964136A JP 58163098 A JP58163098 A JP 58163098A JP 16309883 A JP16309883 A JP 16309883A JP S5964136 A JPS5964136 A JP S5964136A
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ceramic
silica
core
hydrogen
mold
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デイビツド・ミルズ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
    • B22D29/001—Removing cores
    • B22D29/002—Removing cores by leaching, washing or dissolving

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (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】 コンポネントからセラミック利料を溶解する方法に関す
る。本発明は、特に、しかし排外的ではないが、軽合金
または軽金属から作られた鋳物（ｃａｓｔｉｎｇｓ　）
から、または他のセラミック材料で作られた鋳型からセ
ラミックコアを溶解する方法に関する。本発明は、前記
方法を包含する構造法も包含する。
「軽合金」なる用語は、ニッケルおよびコバルトをペー
スとする頻合金以外の種類の鋳造合金を定着するために
鋳造枝術において一般用語として使用されており、そし
てアルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金、
ステンレス＠等の鉄合金のような合金を包含する。「軽
金属」なる用語は、この種の合金のベース金昆、例えば
アルミニウム、マグネシウム、チタンおよび鉄を包含す
るように本明細書で使用される。
ニッケルおよびコバルトをベースとする合金の中空ガス
タービンエンジンコンポネントの柄端において、シリカ
コアはコンポネント内にキャビティーを形成するために
使用されている。コアは、苛性塩溶液、例えば水酸化す
）　＋７ウムまたは水酸化カリウムまたはそれらの混合
物中での溶解によって除去さチ１．る。コアが溶解する
速度は、溶液中の苛性塩の濃度につれて増大１２、そし
てその範囲内においてコンポネントからのシリカコアの
高速除去のためにｍ％？無水苛性塩を使用することが既
知である。
軽金属または軽合金鋳物は、コアを除去するのに通常使
用される苛性塩溶液によって侵されるので、セラミック
コア、例えばシリカコアは唯一の除去法が溶Ｍ法である
軽金属または軽合金知物の坊１合には使用されないとい
う事実も、鋳造プラクティスにおいて良く確立されて一
ハる。セラミックコアを成る種の軽金属または軽合金鋳
物から溶解する別の酸浴が工夫されているが、安全−ヒ
の危険性および使用される酸可溶性コア旧料、例えばチ
タニアの高コストのため、これらは一般的許容の段階に
まだ到達していない。
それ故、それからのセラミックコアの好適な除去法がな
いため、現在、軽金属または軽合金で作られた次舵な内
部形状の小さい中空コンポネントのＩＩ！Ｊ造について
の厳しい制限がある。
本発明の目的は、この制限を克服し、そしてセラミック
コアを軽合金および軽金屈、崎物から除去する方法を提
供することにある。
本発明によれば、苛性塩溶液による攻撃を受けやすい材
料から作られたコンポネント内からセラミック旧料を溶
解する方法は、セラミック材料内に、水素供与基が含有
された物質を包含させ、そしてセラミック相打を無水苛
性塩と接触させることからなる。
「水素供与基」なる用語は、破壊して発生期水素（ｎａ
ｓｃｅｎｔ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　）を＊Ｉ？脱する化学
基と本明細書では定義され、例えば水酸基、水素化物ま
たは化学結合水が挙げられる。
水素供与基を含有する物質は、セラミック旧料の製造お
よび用途で使用される温度において前記基を保持しなけ
ればならない。
また、本発明によれば、 爪１型を作り、 鋳型内に、水素供与基が包含された材料から作られたセ
ラミックコアを入れ、 溶融コンポネント材料を鋳型内に注入し、かつこれを固
化させ、 コンポネントを鋳型から則り出し、そしてセラ宙Ｐ ミックコアを溶融無水苛性　　接触させてコアをコンポ
ネントから除去する ことからなる軽金桟または軽合金旧料の中空コン本発明
者等は、無水苛性今恢′純セラミックス、即ちすべての
水が追い出されるような高温で焼成されているもの、例
えば高温焼成アルミナを侵さないことも見い出している
。
しかし、セラミック内の水素供与基からの離脱水素は、
触媒として作用するか若子アルミナおよび堵と反応して
塩に可溶の化合物を生成することが考えられる。こ・の
ことは、水素供与基が含有さよって選択的に浸されるこ
とを回部とする。
本発明者等は、シリカコアが、この種の水素供与基をシ
リカの製造法に応じて各種の計の痕跡旨の水の形態で含
有することを見い出している。最強型のシリカである電
気融解シリカは、最小針の水を含有し；ガス炎融解クリ
力は、より多い水を含有し、かつ除去するのがより容易
であり；そして空気中でＭＭ、されかつ延伸されている
［サチンカリウム、水酸化ナトリウムまたは水酸化リチ
ウムまたはそれらの混合物である。しかし、周期表の同
−族の元素の他の水酸化物も使用できる。
本発明の例を詳述する。
例Ｉ アルミニウム合金試験片が、泊径ｉインチ（約３、Ｈ３
ｍｍ　）および長さ３インチ（約７．６　ａｍ　）の予
備成形シリカコアの回りに鋳造された。試験片を４００
℃ニオイて純ニツケルルツボ内の融解無水水酸化ナトリ
ウムおよび水酸化カリウムの５０　／　５０混合物（重
量）内に浸漬することによって、シリカコアは、アルミ
ニ”ラム鋳物を傷つけずに４時間で除去された。
アルミニウム合金は、銅０．８〜２％、ニッケル０．６
〜１．７５％、マグネシウム０．０５〜０．２係、鉄０
．８〜１．４係、チタン０．０５〜０．２５係、ケイ素
１．５〜２．８％（重量）の組成を有していた。シリカ
コアは、中実であり、そして１気融解によって作ら゛れ
た。
例■ 同−組成のめ二のアルミニウム合金試験片しま、サチン
シリカで作られた中空管の形状のシ１Ｊカコアの回りに
鋳造された。試験片を４００℃にお（１て純ニツケルル
ツボ内の無水水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムの
５０　／　５０混合物（重量）内に浸漬することによっ
て、シリカコアは、アルミニウム合金を傷つけずに２０
分で除去された。
例ＩＩ＋ 数個の試験片が、１６００℃以上の温度で焼成さｉｔて
いるアルミナ粉末から出発して作られた。粉末は、シリ
カ粉末約２〜３重Ｆａ−％とブレンドされ、そし゛Ｃ樹
脂結合剤と混合しかつダイに射出する標？＃ＩＣよって
２ｍｍｘｌＯｍｍｘ　Ｚｏｏ　ｍｍの大きさのロッドに
成形された。次いで、ロッドは１５００℃で燈成されて
高強度耐火物品とされた。
ロッドは、融解無水水酸化ナトリウム４０係と融解無水
水酸化カリウム６０ｅｌｂとからなる液体混合物に約２
００℃において浸漬され、そして１５分以内に１０１１
１ｍまでのロッドは溶解された。
ｆ１似長さの高温焼成純アルミナロッドが、融解ツ罎 苛性　　同一混合物に入れられ、そして識別可能な溶解
は４時間後にも生じなかった。
アルミナに添加すべきシリカの最適借は、１〜１０重量
％で変化できるが、アルミニウムと一緒に余りに多いシ
リカが存在すると溶解プロセスを遅延し始めるであろう
不溶性アルミノシリケートの生成を生ずるので、通常前
記範囲の下方の骨、例えば２憾〜３チが好ましい。少量
のシリカの添加の更に別の利点は、低温焼成予備成形ア
ルミナコアの強度を増大するであろうことである。
明らかに、　学計、合物比を純水酸化す）　＋７ウム　
　　□から純水酸化カリウムまで変化させて最良の結果
を得ることができ、そして浴の温度も変化させて各場合
における最適値を決宇できる。
シリカ添加の追加の利点は、予（ｔｆｊ成形アルミナコ
アの強度を増大するであろうことである。
本３？と明は、金属鋳物の製造にも適用できる。例えば
、　ＦｒＪ刷回路の分野においては、−回路パターンを
シリカベース上にエツチングする必要がしばしばアリ、
そしてペースはアルミニウムでマスキングされる。本発
明は、アルミニウムの存在下におけるシリカの迅速なエ
ツチングを可能とさせるであろう。
本発明の更に別の応用においては、一体コアを有する薄
壁セラミック鋳型の製造法において、コアは使い捨て材
料で包囲され、そしてセラミック鋳型殻はその回りに包
まれる。この方法は、英国特許出願第８２１９２９３号
明細書に記載されており、この方法においては有機物質
または低融点全屈の（ｔｌ、ｒい捨て相打が使用される
。この種の使い捨て材料は、セラミックスの焼成時に溶
融し、そしてコアはこのことが一旦起ったら支持されな
いであろう。本発明の場合には、コアおよび鋳型は、水
素供与基を含有しないセラミック材料、例えば純ア、Ｉ
＋・ミナから作られることがでと、そして使い捨て本１
料は、水素供与基を含有するセラミック、例えばシリカ
であることができ、それ故鋳型およびコアはコア用の支
持を占えるシリカと一緒に焼成でき、次いでシリカは融
解無水苛ｎ”ｙ４物を使用して選択的に溶解され得る。
出願人代理人　　　猪　股　　　　消

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック材料内に、水素供４Ｘを含有する液によ
    る攻撃を受けやすい物質から作られたコンポネント内か
    らセラミック材料を溶解する方法。 ２、苛イン肴液による攻撃を受けやすい利料が、軽金属
    または軽合金鋳物である特許請求の範囲セラミック旧料
    である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、溶解すべきセラミック材料が、シリカである特許請
    求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方法、 ５、溶解すべλセラミック相判が、水素供与基を与える
    痕跡引のシリカを含有するアルミナである特許請求の範
    囲第１Ｊ自〜第３功のいずれかにＷｌ’、＋−１ｊ’２
    の方法。 ６、鋳型を作り、 四型内Ｋ、水素供与基を包含する利料から作られたセラ
    ミックコアを入れ、 溶融コンポネント旧制を絹型内に注入し、かつ固化させ
    、 アをコンポネントから除去する ことを％微とする軽金属または軽合金椙料の中空コンポ
    ネントの鋳造法。
JP58163098A 1982-09-04 1983-09-05 セラミツク材料の溶解法 Granted JPS5964136A (ja)

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GB8225260 1982-09-04

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JPS5964136A true JPS5964136A (ja) 1984-04-12
JPH0310421B2 JPH0310421B2 (ja) 1991-02-13

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