(57)【要約】【課題】酸化イットリウムスラリの安定性の向上を図り、かつ高活性な金属を鋳造しても金属−鋳型反応による変質層を薄くすることが可能な精密鋳造用鋳型及びその製造方法、並びに精密鋳造品を提供する。【解決手段】チタン合金またはニッケル基超合金からなる鋳造品を鋳造するための鋳型であって、前記鋳型を構成する鋳型本体２のキャビティ３表面の少なくとも初層４を、フッ化処理した酸化イットリウムを主成分とする耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン合金またはニッケル基超合金からなる鋳造品を鋳造するための鋳型であって、前記鋳型を構成する鋳型本体のキャビティ表面の少なくとも初層を、フッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成したことを特徴とする精密鋳造用鋳型。
【請求項２】
前記鋳型本体のキャビティ表面の初層および第２層をフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成した請求項１記載の精密鋳造用鋳型。
【請求項３】
前記スラリは、酸化イットリウムとバインダの質量比が、３：１〜６：１である請求項１または２記載の精密鋳造用鋳型。
【請求項４】
前記初層の厚さが、１００〜５００μｍである請求項１〜３いずれかに記載の精密鋳造用鋳型。
【請求項５】
前記バインダが、シリカゾルあるいはジルコニアゾルからなる請求項１〜４いずれかに記載の精密鋳造用鋳型。
【請求項６】
消失模型であるろう型表面に耐火性の耐火材粉末とバインダを混合したスラリを塗布した後、耐火性の粉粒体を付着させこれを乾燥させると共に、これを繰り返して複数層の耐火層を形成し、前記ろう型を脱ろうした後、焼成処理を施して鋳型を形成する精密鋳造用鋳型の製造方法において、前記ろう型表面にフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリを塗布した後、耐火性の粉粒体を付着させ、これを乾燥させて初層を形成し、しかる後に前記複数層の耐火層を形成し、前記ろう型を脱ろうした後、焼成処理を施すことを特徴とする精密鋳造用鋳型の製造方法。
【請求項７】
前記初層の表面にフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とする耐火物粉末とバインダを混合したスラリを塗布した後、耐火性の粉粒体を付着させ、これを乾燥させて第２層を形成し、しかる後に前記複数層の耐火層を形成する請求項６記載の精密鋳造用鋳型の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５いずれかに記載の精密鋳造用鋳型を用いて、チタン合金あるいはニッケル基超合金を鋳造したことを特徴とする精密鋳造品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機エンジン用や発電用ガスタービン用、過給機用のタービン翼などの精密鋳造品を鋳造するための精密鋳造用鋳型及びその製造方法、並びに精密鋳造品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機エンジン用などのタービン翼は、高効率化、高出力化によりその入口温度が高くなる傾向にあり、高温に耐えうるタービン翼の材料として、一般的にニッケル基超合金が用いられており、軽量かつ高強度という特性を有するチタン合金も有望とされている。
【０００３】
このような航空機エンジン用タービン翼などの精密鋳造品を鋳造するための鋳型として、従来、シリカやアルミナを主成分とした鋳型がある。この鋳型は、消失模型であるろう型に、シリカ系の耐火材粉末のスラリを塗布し、アルミナなどの耐火性の粉粒体を付着させて乾燥させ、これを複数回繰り返した後に、ろう型を脱ろうし、焼成処理を施して形成される。
【０００４】
ところで、ニッケル基超合金の耐熱温度（高温強度）を向上させるために、単結晶材や一方向凝固材を使用する事が試みられており、そのために方向性凝固プロセスが用いられるようになって来ている。このプロセスでは、高温に保持した鋳型中にニッケル基単結晶超合金の溶湯を注ぎ込んだ後、加熱炉から鋳型を一方向（タービン翼の場合は翼の長手方向）に沿って徐々に引き抜きながら凝固させて鋳造品を作製する。
【０００５】
このような方向凝固プロセスで鋳造品を作製する場合、鋳型が高温の溶湯と長時間接触するために、鋳造した鋳造品の表面には、金属―鋳型反応による反応層（変質層）が形成される場合がある。この変質層は異質層であって鋳造品の特性を劣化させる場合があるため、完全に除去する必要があり、寸法精度やコストなどの観点から、変質層は薄い方が好ましい。
【０００６】
また、チタン合金を鋳造する場合、チタン合金は反応性が高いために、得られた鋳造品の表層部にαケースと呼ばれる針状の変質層（酸素濃化層、表面硬化層）が生成されることがある。このαケースは硬くて脆い層であり、破壊の起点になる可能性が高く、完全に除去する必要がある。除去方法としては機械的もしくは化学的な除去方法があるが、寸法精度やコストなどの観点から、αケース厚さは薄い方が良い。
【０００７】
そこで、熱力学的に高温でも安定なカルシア、ジルコニア、酸化イットリウム（イットリア）などを使用した精密鋳造用鋳型が使用されるようになってきている。しかし、カルシアは水や水蒸気に不安定であり、ジルコニアはシリカやジルコンと比較すると反応層厚さは薄いもののαケースが発生する。したがって、ジルコニアよりも安定な酸化イットリウムを用いることが望ましい。
【０００８】
酸化イットリウムは、酸化物として、高温での化学的安定性が高く、溶湯金属との反応性が低いという利点がある。そのため、精密鋳造用の鋳型の材料として用いる試みがなされてきた（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２５３３６７号公報
【特許文献２】特開平６−１２８０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、酸化イットリウムは、シリカゾルなどのバインダと混合してスラリ状にすると、バインダ粒子表面の電荷に悪影響を与え、スラリが短時間でゲル化してしまうという問題がある。酸化イットリウムのスラリライフは数時間、長くても数日であり、他のスラリと比較すると、寿命が極めて短い。
【００１１】
鋳型は一度鋳造に使用したら廃棄されるため、工場などでタービン翼などの精密鋳造品を製造するには、日常的に鋳型を製造しつつ鋳造を続ける必要がある。しかし、酸化イットリウムのスラリは寿命が短く短時間で使用不能となって廃却されるため、多くの無駄が出てしまう。
【００１２】
このように、酸化イットリウムは高価であるにも関わらずスラリとしての寿命が短いため、耐反応性には優れるものの、工業的には使用するのが難しく、量産用の鋳型材料として用いるのは困難であった。
【００１３】
ところで、特許文献２には、酸化イットリウムのスラリライフを向上させる方法として、酸化イットリウムをキレート化剤によって表面処理する方法が開示されている。
【００１４】
特許文献２では、キレート化剤により酸化イットリウムの表面に反応生成物層を形成してスラリライフを向上させることが提案されているが、この反応生成物層はキレート化によるものであるため安定度はそれほど高いものではなく、キレート化による酸化イットリウムとバインダの反応抑制には限界がある。このキレート化剤で酸化イットリウムを表面処理する方法では、２週間程度のスラリライフしか得られず、そのため、この酸化イットリウムスラリを工業的に使用することは困難である。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、酸化イットリウムスラリの安定性のさらなる向上を図り、かつ高活性な金属を鋳造しても金属−鋳型反応による変質層を薄くすることが可能な精密鋳造用鋳型及びその製造方法、並びに精密鋳造品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、チタン合金またはニッケル基超合金からなる鋳造品を鋳造するための鋳型であって、前記鋳型を構成する鋳型本体のキャビティ表面の少なくとも初層を、フッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成した精密鋳造用鋳型である。
【００１７】
請求項２の発明は、前記鋳型本体のキャビティ表面の初層および第２層をフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成した請求項１記載の精密鋳造用鋳型である。
【００１８】
請求項３の発明は、前記スラリは、酸化イットリウムとバインダの質量比が、３：１〜６：１である請求項１または２記載の精密鋳造用鋳型である。
【００１９】
請求項４の発明は、前記初層の厚さが、１００〜５００μｍである請求項１〜３いずれかに記載の精密鋳造用鋳型である。
【００２０】
請求項５の発明は、前記バインダが、シリカゾルあるいはジルコニアゾルからなる請求項１〜４いずれかに記載の精密鋳造用鋳型である。
【００２１】
請求項６の発明は、消失模型であるろう型表面に耐火性の耐火材粉末とバインダを混合したスラリを塗布した後、耐火性の粉粒体を付着させこれを乾燥させると共に、これを繰り返して複数層の耐火層を形成し、前記ろう型を脱ろうした後、焼成処理を施して鋳型を形成する精密鋳造用鋳型の製造方法において、前記ろう型表面にフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリを塗布した後、耐火性の粉粒体を付着させ、これを乾燥させて初層を形成し、しかる後に前記複数層の耐火層を形成し、前記ろう型を脱ろうした後、焼成処理を施す精密鋳造用鋳型の製造方法である。
【００２２】
請求項７の発明は、前記初層の表面にフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とする耐火物粉末とバインダを混合したスラリを塗布した後、耐火性の粉粒体を付着させ、これを乾燥させて第２層を形成し、しかる後に前記複数層の耐火層を形成する請求項６記載の精密鋳造用鋳型の製造方法である。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１〜５いずれかに記載の精密鋳造用鋳型を用いて、チタン合金あるいはニッケル基超合金を鋳造した精密鋳造品である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、鋳型本体のキャビティ表面の少なくとも初層に、フッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリを用いることにより、スラリの安定性を格段に向上させることができ、さらに、金属−鋳型反応による変質層を薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の精密鋳造用鋳型の断面図である。
【図２】本発明の精密鋳造用鋳型の製造方法を説明する図である。
【図３】本発明の精密鋳造用鋳型に用いるスラリの付着量と経過日数の関係を示す図である。
【図４】本発明の精密鋳造用鋳型に用いるスラリの粘度と経過日数の関係を示す図である。
【図５】本発明の精密鋳造用鋳型に用いるスラリのｐＨと経過日数の関係を示す図である。
【図６】本発明の精密鋳造用鋳型で鋳造した精密鋳造品のαケース厚さを示す図である。
【図７】本発明の精密鋳造用鋳型でニッケル基超合金を鋳造した後の、精密鋳造用鋳型断面の電子顕微鏡による観測画像である。
【図８】従来の鋳型の鋳造後の電子顕微鏡による観測画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２７】
本実施形態に係る精密鋳造用鋳型は、例えば、航空機エンジン用や発電用ガスタービン用（主に単結晶翼、一方向凝固翼）、過給機用のタービン翼などの精密鋳造品を鋳造するためのものである。
【００２８】
図１に示すように、精密鋳造用鋳型１は、チタン合金またはニッケル基超合金からなる鋳造品を鋳造するための鋳型であり、鋳型本体２のキャビティ３表面の少なくとも初層４を、フッ化処理した酸化イットリウム（イットリア）を主成分とする耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成したものである。
【００２９】
初層４に用いる耐火材粉末はフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とするものであり、フッ化処理した酸化イットリウムのみを用いてもよいし、フッ化処理した酸化イットリウムにジルコニアなど他の耐火材粉末を混合したものを用いてもよい。フッ化処理した酸化イットリウムを主成分とする耐火材粉末とは、フッ化処理した酸化イットリウムの量（質量）が耐火材粉末全体の量（質量）の５０％以上であることを意味する。
【００３０】
初層４に用いるバインダとしては、シリカゾル（コロイダルシリカ）あるいはジルコニアゾルを用いるとよい。また、必要に応じて水や増粘剤などを添加してもよい。
【００３１】
初層４に用いられるスラリは、フッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダの質量比が３：１〜６：１である。
【００３２】
これは、フッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダの質量比が６：１を超えると、酸化イットリウムの密度が高くなり緻密な鋳型が得られるが、バインダと酸化イットリウムとの衝突回数が増加して、スラリライフが短くなってしまい、３：１未満であると、スラリライフを長くすることができるが、酸化イットリウムの密度が減少して鋳型初層に隙間が発生し、鋳造時にその隙間に金属が差し込んでしまう場合があるためである。
【００３３】
また、初層４の厚さは、１００〜５００μｍであるとよい。これは、初層４の厚さが１００μｍ未満であると、初層４が薄すぎて鋳造時に金属が差し込んでしまう場合があり、５００μｍを超えると、鋳造時に初層４が剥離してしまう場合があるためである。
【００３４】
初層４の下層には、耐火性の粉粒体（スタッコ）からなる初層スタッコ層５、耐火性の耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物からなる第２耐火層６、第２スタッコ層７が順次設けられる。
【００３５】
図１では、図の簡略化のため耐火層を２層（初層４および第２耐火層６）としているが、精密鋳造用鋳型１では、７〜１０数層の耐火層が形成される。
初層４以外の耐火層に用いる耐火材粉末としては、従来より用いられているものを用いるとよく、例えば、シリカ−ジルコン（ＳｉＯ2−ＺｒＳｉＯ4）やアルミナなどを用いるとよい。また、バインダとしては、例えば、シリカゾルやジルコニアゾルなどを用いるとよい。
【００３６】
スタッコ層５，７に用いられる粉粒体としては、例えば、アルミナ、ムライト、ジルコニア、シリカなどを用いるとよく、これらを組み合わせて用いてもよい。
【００３７】
本実施形態では、初層４のみをフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成したが、初層４および第２層である第２耐火層６をフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成してもよい。これにより、何らかの理由で初層４が剥がれてしまった場合でも、第２耐火層６と溶湯金属との反応を抑制することができる。
【００３８】
次に、この精密鋳造用鋳型１の製造方法を図２により説明する。
【００３９】
ここでは、初層４のみをフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成する場合を説明する。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、まず、消失模型であるろう型（ロストワックス）２１を用意する。このろう型２１は、目的とする精密鋳造品と同形状、ほぼ同サイズに作製される。
【００４１】
図２（ｂ）に示すように、ろう型２１の表面にフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリＳを塗布した後、図２（ｃ）に示すように、耐火性の粉粒体２２を振りかけて付着させ、これを乾燥させる。これにより、初層４および初層スタッコ層５が形成される。
スラリＳを塗布する方法としては、浸漬法、吹き付け法、塗布法などが挙げられるが、浸漬法が望ましい。
【００４２】
酸化イットリウムをフッ化処理する方法については、特に限定しないが、例えば、強いフッ化力を有する三フッ化塩素ガスなどのガスを、酸化イットリウム粒子に接触させてフッ化処理を行うとよい。
【００４３】
その後、図２（ｄ）に示すように、通常の耐火材粉末（例えば、シリカ−ジルコンやアルミナなど）とバインダのスラリを塗布した後、粉粒体２３を振りかけて付着させ、これを乾燥させる。これにより、第２耐火層６、第２スタッコ層７が形成される。この工程を、７〜１０数回繰り返し行う。
【００４４】
その後、図２（ｅ）に示すように、加熱した蒸気（例えば、１５０℃、７．１×１０5Ｐａ）でろう型２１を脱ろうする。これにより、内部にキャビティ３を有する鋳型前駆体２４が得られる。
【００４５】
ろう型２１を脱ろうした後、鋳型前駆体２４に焼成処理（例えば、９００〜１３００℃で２時間）を施すと、図１の精密鋳造用鋳型１が得られる。
【００４６】
この精密鋳造用鋳型１を用いてチタン合金の鋳造を行う際は、まず、精密鋳造用鋳型１のキャビティ３内にチタン合金の溶湯を注湯し、鋳込みを行う。その後、精密鋳造用鋳型１を冷却して溶湯を凝固させ、型ばらしを行うと、チタン合金からなる精密鋳造品が得られる。
【００４７】
精密鋳造用鋳型１は、初層４、あるいは初層４および第２層（第２耐火層６）がフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とする耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成されているため、鋳造時にチタン合金の溶湯と鋳型が反応するのを抑制でき、鋳造後に精密鋳造品の表面に形成される金属−鋳型反応による変質層（αケース）を薄くすることが可能となる。
【００４８】
精密鋳造用鋳型１を用いてニッケル基超合金を用いた方向凝固プロセスにより精密鋳造品を製造する際は、高温に保持した精密鋳造用鋳型１中にニッケル基超合金の溶湯を注ぎ込んだ後、加熱炉から精密鋳造用鋳型１を一方向（タービン翼を鋳造する場合は翼の長手方向）に沿って徐々に引き抜きながら凝固させるとよい。
【００４９】
精密鋳造用鋳型１は、初層４、あるいは初層４および第２層（第２耐火層６）がフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とする耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成されているため、ニッケル基超合金の溶湯と鋳型とが長時間接する方向凝固プロセスを用いた場合でも、鋳造時にニッケル基超合金の溶湯と鋳型が反応するのを抑制でき、鋳造後に精密鋳造品の表面に形成される金属−鋳型反応による変質層を薄く、あるいは形成されないようにすることが可能となる。
【００５０】
次に、精密鋳造用鋳型１に用いるフッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリについて、図３〜５により説明する。
【００５１】
まず、フッ化処理により表面改質した酸化イットリウム（＃３２５：平均粒径２７．１μｍ）とシリカゾル１（日産化学工業社製：スノーテックス３０）を４：１の質量比で混合したスラリ１を作製し、付着量の変化を測定した。付着量は、５ｃｍ角のステンレスからなる平板をスラリに浸漬し、取り出してから７０秒後に平板に付着したスラリの重量を測定することにより評価した。
【００５２】
また、比較のため、＃３２５（平均粒径２７．１μｍ）の通常粉末（フッ化処理していない酸化イットリウム）とシリカゾル２（Ransom & Randolph社製：Primcote）を混合したスラリ２、通常粉末（＃３２５：平均粒径２７．１μｍ）とシリカゾル１を混合したスラリ３、通常粉末（＃１７０：平均粒径３５．２μｍ）とシリカゾル１を混合したスラリ４を作製し、スラリ１と同様に付着量を測定した。スラリ２〜４の混合比はスラリ１と同様とした。測定結果を図３に示す。
【００５３】
図３に示すように、○で示すスラリ２、□で示すスラリ３、△で示すスラリ４は、いずれも２〜３日で付着量が急激に増加し、スラリがゲル化しているが、■で示す本発明によるスラリ１は、経過日数２６日まで殆ど付着量に変化がなく、最も安定性が高いことが分かる。
【００５４】
また、これらスラリ１〜４の粘性の変化を測定した。粘性は、穴径φ６．５ｍｍのザーンカップを用い、スラリの滴下に要する時間により評価した。測定結果を図４に示す。
【００５５】
図４に示すように、スラリ２〜４は２〜３日で粘性が急激に上昇しているのに対し、本発明によるスラリ１は、経過日数２６日までゆるやかに粘度が上昇しており、最も安定性が高いことが分かる。
【００５６】
さらに、これらスラリ１〜４のｐＨの変化を測定した。測定結果を図５に示す。
【００５７】
図５に示すように、スラリ２〜４は時間に比例してｐＨが中性側に変化しているのに対し、本発明によるスラリ１は、測定期間である３０日の間ｐＨがほとんど変化しておらず、最初のｐＨが低いものの最も安定性が高いことが分かる。これは、酸化イットリウムにフッ化処理を行うことにより、酸化イットリウムとバインダとの反応が抑えられ、酸化イットリウムがシリカゾル粒子表面の電化バランスを崩してＯＨ基を奪うことが抑制されているためだと考えられる。
【００５８】
このように、本発明によるスラリ１は、通常粉末を用いたスラリ２〜４と比較して格段に安定しており、スラリライフが約１０倍以上と長寿命である。
【００５９】
次に、本実施形態に係る精密鋳造用鋳型１を用いて鋳造した精密製造品について図６〜８により説明する。
【００６０】
まず、精密鋳造用鋳型１を用いてチタン合金（チタン６４：６重量％アルミニウム、４重量％バナジウム、残部チタン）を鋳造し、鋳造した精密鋳造品の表面に生成されたαケースの厚さを測定した。
【００６１】
また、比較のため、通常粉末（フッ化処理していない酸化イットリウム）を用いた鋳型と、酸化ジルコニア（ＺｒＯ2）を用いて作製された鋳型を作製し、作製した鋳型でチタン合金を鋳造した後に、その鋳造品のαケース厚さを測定した。測定結果を図６に示す。
【００６２】
図６に示すように、酸化ジルコニア鋳型で作製した鋳造品は、αケース厚さが２００μｍ以上と厚くなる。これに対して、本発明による精密鋳造品と、通常粉末を用いた鋳型で鋳造した鋳造品のαケース厚さはほぼ同じであり、約５０μｍであった。
【００６３】
つまり、通常の酸化イットリウムとフッ素処理した酸化イットリウムでは、αケース抑制効果がほぼ等しく、酸化ジルコニア鋳型と比較してαケース厚さを約１／４に薄くできる。
【００６４】
次に、精密鋳造用鋳型１を用いてニッケル基単結晶（ＳＣ）合金を鋳造し、鋳造後の鋳型を樹脂に埋め込んで切断し、切断面を光学顕微鏡で観測した。観測画像を図７（ａ）および図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）の拡大画像である。
【００６５】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、図示上方の埋め込み樹脂７１と鋳型本体２との界面Ｐに金属などが差し込んでおらず、初層４に酸化イットリウム粒子７２が残存していることが分かる。初層４に酸化イットリウム粒子７２が残存していることから、鋳造したニッケル基単結晶合金の表面には、金属−鋳型反応による変質層が形成されていないと考えられる。図７（ａ）および図７（ｂ）において、７３は粉粒体（アルミナ）である。
【００６６】
ここでは単結晶のニッケル基超合金の場合を説明したが、一方向凝固品を鋳造しても、鋳造された精密鋳造品に精密鋳造用鋳型１との反応層（変質層）は見られず、健全な精密鋳造品を得ることができた。
【００６７】
また、比較のため、シリカ系鋳型でニッケル基単結晶合金を鋳造して鋳造品を作製した。鋳造後の鋳型を樹脂に埋め込んで切断し、切断面を光学顕微鏡で観測した画像を図８（ａ）および図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）の界面付近の拡大画像である。
【００６８】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、図示上方の埋め込み樹脂８１と鋳型本体８２との界面Ｐに、金属Ｍ（ニッケル）が差し込んでおり、鋳型とニッケル基単結晶合金が反応していることが分かる。よって、鋳造したニッケル基単結晶合金の表面には、金属−鋳型反応による変質層が形成されてしまう。
【００６９】
以上説明したように、精密鋳造用鋳型１では、鋳型本体２のキャビティ３表面の初層４、あるいは初層４および第２層（第２耐火層６）を、フッ化処理した酸化イットリウムを主成分とした耐火材粉末とバインダを混合したスラリの焼成物で形成している。
【００７０】
これにより、酸化イットリウムとバインダの反応を抑制することができるため、酸化イットリウムのスラリの安定性を格段に向上させることができ、スラリライフを通常の酸化イットリウムのスラリと比較して約１０倍以上の１ヶ月程度にすることができる。すなわち、酸化イットリウムスラリの欠点である、短寿命を克服することができ、工場などで精密鋳造品を製造する際のスラリの無駄を少なくし、コストを抑制することができる。
【００７１】
また、この精密鋳造用鋳型１でチタン合金の鋳造を行うと、鋳造した精密鋳造品の金属−鋳型反応による変質層（αケース）を、通常の酸化イットリウム鋳型と同等の厚さにすることができ、酸化ジルコニウム鋳型による鋳造品と比較して約１／４程度と変質層を薄くすることができる。
【００７２】
さらに、精密鋳造用鋳型１でニッケル基超合金の鋳造を行うと、ニッケル基超合金の溶湯と鋳型とが長時間接する方向凝固プロセスなどを用いた場合でも、鋳造時にニッケル基超合金の溶湯と鋳型が反応するのを抑制でき、鋳造後に精密鋳造品の表面に形成される金属−鋳型反応による変質層を薄く、あるいは形成されないようにすることが可能となる。
【符号の説明】
【００７３】
１  精密鋳造用鋳型
２  鋳型本体
３  キャビティ
４  初層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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