鑄模的制造方法及由該方法形成的制品、植入部件、催化劑載體或渦輪轉(zhuǎn)子技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及制造鑄模（７０）的方法，特別是該鑄模適合于制造在表面上具有多孔質(zhì)層（９４）的多孔質(zhì)體（９０）。該鑄模（７０）的制造方法包括：在作為消失模的蠟?zāi)＃ǎ玻保┑闹車纬煽扇夹苑哿ｓw（３２）的層（３１）的步驟、在形成了該粉粒體（３２）的層（３１）的蠟?zāi)＃ǎ玻保┲車扛蔡沾汕膀?qū)體漿料（５２）的膜（５１）的步驟、進(jìn)行加熱處理而進(jìn)行蠟?zāi)＃ǎ玻保┑拿撓灥牟襟E、燒結(jié)漿料膜（５１）而使?jié){料膜（５１）內(nèi)部的粉粒體（３２）燃燒消失并形成殼體（７１）的步驟。鑄模（７０）在殼體（７１）的模腔表面（７６）上具有多孔質(zhì)層（７４）。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】本專利技術(shù)涉及制造用于熔模鑄造的鑄模的方法。
技術(shù)介紹
在催化劑的載體、人工生物體移植用的人工骨或人工牙根(以下，稱為植入部件)等上，為了增大表面積，往往在表面上形成多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層。作為在表面上形成多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的方法，列舉有以下方法(1)在金屬體(或合金體)表面實施激光加工的方法；(2)如特開平10-155823號公報上記載的專利技術(shù)那樣，層疊具有多個貫通孔的金屬材料的薄板，三維地控制多孔結(jié)構(gòu)中的孔部形狀的方法。然而，(1)的制造方法，雖然容易獲得只有表面是多孔的、即表面是粗糙的金屬體(或合金體)，但存在不能獲得三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的問題。又，熔點高的金屬(或合金)的情況下，存在必須有高輸出的激光加工機或者激光加工所需時間長的問題。又，(2)的制造方法，雖然可形成三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層，但存在孔部形狀的控制麻煩、制造所需時間很長的問題。因此，希望利用制造比較容易的鑄造法獲得前述多孔質(zhì)層。在利用鑄造法進(jìn)行多孔質(zhì)體的制造時，利用鑄模的內(nèi)部表面上形成的突起來形成多孔質(zhì)體的孔。但是，要從鑄模取出鑄造體，各突起的突端部不得不小于基部。因此，利用鑄造獲得的多孔質(zhì)體的孔形狀，變成孔底部小于孔開口部。結(jié)果，存在以下問題例如雖然可鑄造表面上具有凹面狀凹窩的高爾夫球那樣的東西，但不能鑄造形成表面具有復(fù)雜且為三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的鑄造制品。考慮以上情況而提出的本專利技術(shù)的目的在于提供可進(jìn)行多孔質(zhì)體的制造的鑄模的制造方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一方案，在作為消失模的蠟?zāi)５闹車纬煽扇夹苑哿ｓw的層。在形成了該粉粒體層的蠟?zāi)Ｖ車扛蔡沾汕膀?qū)體漿料的膜。此后，進(jìn)行加熱處理并進(jìn)行蠟?zāi)５拿撓灪螅瑹Y(jié)漿料的膜而使?jié){料膜內(nèi)部的粉粒體燃燒消失，并且形成殼體。從而可制造在殼體的模腔表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的鑄模。本專利技術(shù)的另一方案，在用于形成消失模即蠟?zāi)５年幠５膬?nèi)表面上形成可燃性粉粒體的層。在該陰模內(nèi)注入蠟材料而形成在周圍具有粉粒體層的蠟?zāi)！Ｖ螅谠撓災(zāi)５闹車扛蔡沾汕膀?qū)體漿料的膜。此后，實施加熱處理而進(jìn)行蠟?zāi)５拿撓灪螅瑹Y(jié)漿料的膜而使?jié){料膜內(nèi)部的粉粒體燃燒消失，并且形成殼體。從而可制造在殼體的模腔表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的鑄模。本專利技術(shù)的又一方案，是利用前述鑄模的制造方法的任一種形成的鑄模，其在殼體的模腔表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層。又，本專利技術(shù)的又一方案，是在利用前述鑄模的制造方法的任一種獲得的鑄模的模腔內(nèi)澆注金屬熔液后，冷卻金屬熔液，之后，除去殼體而獲得鑄造制品的方法。從而可制造至少在表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的鑄造制品。并且，本專利技術(shù)的又一方案，是利用前述的鑄造方法的任一種形成的鑄造制品。從而可獲得至少在表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的鑄造制品，優(yōu)選地為植入部件、催化劑載體、渦輪轉(zhuǎn)子、或渦輪葉片等。附圖說明圖1是表示本專利技術(shù)的一優(yōu)選實施方式的鑄造制品的鑄造方法的流程圖。圖2是表示蠟?zāi)５囊焕牧Ⅲw概略圖。圖3是在圖2的蠟?zāi)５闹車纬捎锌扇夹苑哿ｓw層的蠟?zāi)５牧Ⅲw概略圖。圖4是圖3的4-4線剖視圖。圖5是表示在圖4的蠟?zāi)５闹車扛擦颂沾汕膀?qū)體漿料的膜的狀態(tài)的剖視圖。圖6是在圖5的涂層蠟?zāi)Ｉ线M(jìn)行脫蠟而成的鑄模前驅(qū)體的剖視圖。圖7是對圖6的鑄模前驅(qū)體進(jìn)行燒結(jié)處理而成的鑄模的剖視圖。圖8是表示在圖7的鑄模內(nèi)澆注了金屬熔液的狀態(tài)的剖視圖。圖9是表示本專利技術(shù)的一優(yōu)選實施方式的鑄造制品的剖視圖。圖10是表示本專利技術(shù)的另一優(yōu)選實施方式的鑄造制品的鑄造方法的流程圖。圖11是用于說明圖1的工序D的剖面示意圖。圖12A是用于說明圖10的工序D2的剖面示意圖。圖12B是用于說明從圖10的工序C的金屬模取出蠟成形體后的狀態(tài)的剖面示意圖。圖13是利用[實施例1]獲得的鑄造制品的剖面觀察圖。圖14是利用[實施例2]獲得的鑄造制品的剖面觀察圖。具體實施例方式為了更詳細(xì)地敘述本專利技術(shù)，根據(jù)附圖對其進(jìn)行說明。本專利技術(shù)的一優(yōu)選實施方式的鑄造制品的鑄造方法的流程示于圖1。如圖1所示，本實施方式的鑄造制品的鑄造方法，使用熔模鑄造法(失蠟法)。首先，制造具有規(guī)定形狀的模腔的金屬模(陰模)(工序A)。在該金屬模內(nèi)利用注射成型等方法注入蠟材料(工序B)，使蠟材料固化后，從金屬模取出蠟成形體(工序C)。使用該蠟成形體獲得圖2所示那樣的作為消失模的蠟?zāi)?陽模)21。也可在工序A～C中，根據(jù)需要成形2種以上的蠟成形體，并且組合它們而獲得目標(biāo)蠟?zāi)?1。蠟?zāi)?1，雖然圖未示，但具有后述的鑄造時使用的內(nèi)澆口、流道及澆口。又，也可將多個蠟?zāi)?1一體化為樹狀或集束狀。在此所說的蠟材料，不僅包括蠟本身，也包含所有樹脂(塑料)。下面，如圖3所示，在該蠟?zāi)?1周圍的希望位置，形成由多個可燃性粉粒體32構(gòu)成的層31(工序D)。優(yōu)選地，如圖4、即圖3的4-4線剖視圖所示，使呈粉末狀或顆粒狀的多個可燃性粉粒體32位于并附著在蠟?zāi)?1周圍的希望形成三維多孔結(jié)構(gòu)的部分上。從而獲得在周圍具有三維多孔結(jié)構(gòu)33的層31的蠟?zāi)?0。此時，通過控制附著在蠟?zāi)?1周圍的各粉粒體32的排列，可獲得孔隨機配置的多孔結(jié)構(gòu)33、或孔在規(guī)定方向上定向配置的多孔結(jié)構(gòu)33。又，通過改變粉粒體32的尺寸·形狀，可控制多孔結(jié)構(gòu)33的孔尺寸·孔形狀。又，通過控制層31的厚度，可控制后述的鑄模70的多孔質(zhì)層74的厚度，進(jìn)而控制鑄造制品90的多孔質(zhì)層94的厚度。然后，如圖5所示，在蠟?zāi)?0的周圍附著陶瓷前驅(qū)體漿料52的膜后，使?jié){料52干燥，在蠟?zāi)?0的周圍涂覆上漿料膜51(工序E)。此時，漿料52，進(jìn)入層31的多孔結(jié)構(gòu)33的部分、即層31的空隙內(nèi)，所有的粉粒體32被漿料膜51覆蓋。作為漿料52的附著方法，雖然有浸漬法、噴涂法、涂敷法，但優(yōu)選地采用漿料52向?qū)?1內(nèi)部的浸透性良好的浸漬法。又，漿料膜51的膜厚，通過適當(dāng)?shù)胤磸?fù)進(jìn)行漿料52的附著、干燥作業(yè)從而控制到希望的厚度。對涂覆了漿料膜51的蠟?zāi)?0，利用100～180℃，優(yōu)選140～160℃左右的溫度，4～8個大氣壓進(jìn)行加熱·加壓處理并脫蠟(工序F)。從而如圖6所示，蠟材料熔化，蠟?zāi)?1消失而成為空洞61，獲得在漿料膜51的內(nèi)部具有空洞61的鑄模前驅(qū)體(鑄模預(yù)成形體)60。在該階段，漿料膜51中的各粉粒體32沒有消失而是存留下來，各粉粒體32(層31)的形狀得到保持。脫蠟后，對鑄模前驅(qū)體60以900～1300℃的溫度進(jìn)行燒結(jié)處理(工序G)，如圖7所示，漿料膜51被燒固而形成殼體(外殼)71。該燒結(jié)處理時，在殼體71形成之前，存留在鑄模前驅(qū)體60的內(nèi)部的可燃性的各粉粒體32從面向空洞61的一側(cè)向鑄模前驅(qū)體60的內(nèi)部側(cè)慢慢燃燒消失。通過該燃燒，各粉粒體32所處的部分成為微小空洞75。有的粉粒體32燃燒時產(chǎn)生的氣體g，通過相鄰的微小空洞75到達(dá)鑄模前驅(qū)體60的空洞61，排出到鑄模前驅(qū)體60之外。材料的選擇，是使粉粒體32的燃燒消失溫度在漿料膜51的燒結(jié)溫度以下，優(yōu)選地比漿料膜51的燒結(jié)溫度低90℃以上，更優(yōu)選地低約100℃以上。其結(jié)果，各粉粒體32燃燒消失時，不用擔(dān)心發(fā)生氣體g破壞微小空洞75，可保持微小空洞75的形狀，并且各微小空洞75相互連通。從而，如圖7所示，獲得在殼體71的內(nèi)部具有模腔72[與蠟?zāi)?1同形狀的空洞61+與各粉粒體32(層31)同形狀的微小空洞75的組合]的陶瓷制本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種鑄模的制造方法，是制造在殼體的模腔表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的鑄模的方法，其特征在于，包括：步驟Ｄ，在作為消失模的蠟?zāi)５闹車纬煽扇夹苑哿ｓw的層；步驟Ｅ，在形成了該粉粒體的層的蠟?zāi)Ｖ車扛蔡沾汕膀?qū)體漿料的膜；　 　步驟Ｆ，對涂覆了漿料膜的蠟?zāi)嵤┘訜崽幚矶M(jìn)行蠟?zāi)５拿撓灒徊襟EＧ，燒結(jié)漿料膜而使?jié){料膜內(nèi)部的粉粒體燃燒消失，并且形成殼體。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】JP 2003-3-5 058713/2003;JP 2004-1-30 023863/20041.一種鑄模的制造方法，是制造在殼體的模腔表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的鑄模的方法，其特征在于，包括步驟D，在作為消失模的蠟?zāi)５闹車纬煽扇夹苑哿ｓw的層；步驟E，在形成了該粉粒體的層的蠟?zāi)Ｖ車扛蔡沾汕膀?qū)體漿料的膜；步驟F，對涂覆了漿料膜的蠟?zāi)嵤┘訜崽幚矶M(jìn)行蠟?zāi)５拿撓灒徊襟EG，燒結(jié)漿料膜而使?jié){料膜內(nèi)部的粉粒體燃燒消失，并且形成殼體。2.一種鑄模的制造方法，是制造在殼體的模腔表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層的鑄模的方法，其特征在于，包括步驟D2，在用于形成消失模即蠟?zāi)５年幠５膬?nèi)表面上形成可燃性粉粒體的層；步驟B，在該陰模內(nèi)注入蠟材料而形成在周圍具有粉粒體的層的蠟?zāi)＃徊襟EE，在該蠟?zāi)５闹車扛蔡沾汕膀?qū)體漿料的膜；步驟F，對涂覆了漿料膜的蠟?zāi)嵤┘訜崽幚矶M(jìn)行蠟?zāi)５拿撓灒徊襟EG，燒結(jié)漿料膜而使?jié){料膜內(nèi)部的粉粒體燃燒消失，并且形成殼體。3.如權(quán)利要求1或2所述的鑄模的制造方法，其特征在于上述步驟G中的粉粒體的燃燒消失在漿料膜的燒結(jié)處理溫度附近進(jìn)行。4.如權(quán)利要求3所述的鑄模的制造方法，其特征在于上述步驟G中的粉粒體的燃燒消失，在比漿料膜的燒結(jié)溫度低90℃以上的溫度下進(jìn)行。5.一種鑄模，其特征在于利用權(quán)利要求1、3、4所述的鑄模的制造方法形成，在殼體的模腔表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層。6.一種鑄模，其特征在于利用權(quán)利要求2、3、4所述的鑄模的制造方法形成，在殼體的模腔表面上具有三維多孔結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)層。7.一種鑄造制品的鑄造方法，是以利用權(quán)利要求1、3、4所述的鑄模的制造方法...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：筑后一義，鵜飼英實，村上晃一，小川幸七，
申請(專利權(quán))人：石川島播磨重工業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]