(57)【要約】      （修正有）【課題】中子を短時間で完全溶解させることができる、中空構造体の製造方法の提供。【解決手段】母材２と鉄系材料からなる中子３とを有する焼結体１を酸溶液に浸漬して中子３を溶解し、除去して得られる中空構造体の製造方法であって、母材２は中子３を構成する鉄系材料よりも貴の材料からなり、母材２の表面の少なくとも一部に非電導被膜を形成することで、母材２における前記酸溶液と接触する表面を少なくする被膜形成工程を備える、中空構造体の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材と鉄系材料からなる中子とを有する焼結体を酸溶液に浸漬して前記中子を溶解し、除去して得られる中空構造体の製造方法であって、
前記母材は前記中子を構成する鉄系材料よりも貴の材料からなり、
前記母材の表面の少なくとも一部に非電導被膜を形成することで、前記母材における前記酸溶液と接触する表面を少なくする被膜形成工程を備える、中空構造体の製造方法。
【請求項２】
前記被膜形成工程において、
前記焼結体を前記酸溶液に浸漬した際に、前記中子における前記酸溶液に接触している表面の面積（中子露出表面積）に対する、前記母材における前記酸溶液に接触している表面の面積（母材露出表面積）の比（母材露出表面積／中子露出表面積）が０〜０．５となるように、前記母材の表面の少なくとも一部に非電導被膜を形成する、請求項１に記載の中空構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中空構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インペラのような中空構造体を製造する方法として、中子を含む焼結体を製造した後、中子を溶解する方法が、従来、提案されている。
このような従来法として、例えば特許文献１〜３に記載のものが挙げられる。
特許文献１には、材料の鋳造に使用する鋳型と中子の表面にフェースコートといわれる保護性の障壁（バリヤー）を付けることが記載されている。
特許文献２には、鋳型構造体表面と鋳型構造体内の鋳造される物品との間に反応を防止することができるフェースコートを付けることが記載されている。
特許文献３には、タービン動翼の中子を迅速に溶解するために溶液を工夫することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７４３２９号公報
【特許文献２】特許第５０７４０６５号公報
【特許文献３】特開２００７−２１００３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中子を含む焼結体から、中子を溶解して除去する場合、中子を完全溶解させるまでに長時間が必要であった。この場合、製造コストの上昇を引き起こす。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、中子を短時間で完全溶解させることができる、中空構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は鋭意検討し、上記課題を解決する方法を見出して本発明を完成させた。
本発明は次の（１）〜（２）である。
（１）母材と鉄系材料からなる中子とを有する焼結体を酸溶液に浸漬して前記中子を溶解し、除去して得られる中空構造体の製造方法であって、
前記母材は前記中子を構成する鉄系材料よりも貴の材料からなり、
前記母材の表面の少なくとも一部に非電導被膜を形成することで、前記母材における前記酸溶液と接触する表面を少なくする被膜形成工程を備える、中空構造体の製造方法。
（２）前記被膜形成工程において、
前記焼結体を前記酸溶液に浸漬した際に、前記中子における前記酸溶液に接触している表面の面積（中子露出表面積）に対する、前記母材における前記酸溶液に接触している表面の面積（母材露出表面積）の比（母材露出表面積／中子露出表面積）が０〜０．５となるように、前記母材の表面の少なくとも一部に非電導被膜を形成する、上記（１）に記載の中空構造体の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、中子を短時間で完全溶解させることができる、中空構造体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の中空構造体の一例であるインペラの概略斜視図である。
【図２】本発明を具体的に説明するために用いる焼結体の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明について説明する。
本発明は、母材と鉄系材料からなる中子とを有する焼結体を酸溶液に浸漬して前記中子を溶解し、除去して得られる中空構造体の製造方法であって、前記母材は前記中子を構成する鉄系材料よりも貴の材料からなり、前記母材の表面の少なくとも一部に非電導被膜を形成することで、前記母材における前記酸溶液と接触する表面を少なくする被膜形成工程を備える、中空構造体の製造方法である。
【００１０】
中空構造体は中子を除去することで内部に空間を有するものであれば特に限定されない。中空構造体として、例えば図１に示すようなインペラ（ポンプ羽根車）が挙げられる。
【００１１】
焼結体について説明する。
焼結体は、従来公知の粉末冶金法によって製造することができる。具体的には、例えば、所望の形状の型枠の内部に中子を配置した後、母材を構成することになる粉末状の原料を型枠内へ充填し、焼成することで製造することができる。
焼結体は、プレス成型法によって製造することが好ましく、中でも、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）によって製造することがより好ましい。
【００１２】
中子について説明する。
本発明において中子は鉄系材料からなる。鉄系材料とは鉄を主成分とする材料を意味し、鉄および／または鋼であることが好ましい。鉄系材料としてステンレスが挙げられる。
中子の大きさや形状等は特に限定されない。
【００１３】
母材について説明する。
本発明において母材は、中子を構成する鉄系材料よりも貴の材料からなる。すなわち、中子を構成する鉄系材料よりもイオン化傾向が低い材料からなる。また、母材は、硝酸に自然浸漬した場合に交換電流密度が１０-7Ａ／ｃｍ2以下となる材料からなることが好ましい。ここで交換電流密度は分極抵抗法という方法で確認できる。
【００１４】
母材の具体例として、Ｎｉ基合金（Ｎｉを含む）、Ｔｉ基合金（Ｔｉを含む）が挙げられる。
Ｎｉ基合金として、より具体的には、Ｎｉ  Ａｌｌｏｙ７１８，７１３Ｃ，Ｕ７２０等が挙げられる。
Ｔｉ基合金として、より具体的には、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ等が挙げられる。
【００１５】
母材の大きさや形状等を特に限定されない。
【００１６】
酸溶液について説明する。
本発明では、上記のような母材と鉄系材料からなる中子とを有する焼結体を酸溶液に浸漬して前記中子を溶解する。ここで、焼結体は酸溶液に完全に浸漬させることが好ましいが、その一部が酸溶液に浸されていない状態で中子を溶解することが可能な場合もある。このような場合であっても本発明の範囲内である。
【００１７】
酸溶液は、鉄系材料からなる中子を溶解できる酸性の液体であれば特に限定されない。例えば塩酸、硝酸、王水、逆王水などが挙げられる。濃度、温度等も特に限定されないが、ｐＨは０〜１であることが好ましい。
【００１８】
本発明では、前記焼結体を酸溶液に浸漬して中子を溶解する際に、中子を酸溶液に浸漬し、しばらくした後に酸溶液を新しいものに入れ替えたり、新しい酸溶液を付け加えたりすることが好ましい。中子の溶解速度が増すからである。また、酸溶液を撹拌してもよい。酸溶液を撹拌した場合は、頻繁に、酸溶液を新しいものに入れ替えたり、新しい酸溶液を付け加えたりすることが好ましい。
【００１９】
焼結体を酸溶液に浸漬した場合、時間の経過とともに中子が溶解するが、一定以上、溶解が進行するとその溶解速度が極端に低下することを本発明者は見出した。そして、母材の表面の少なくとも一部に非電導被膜を形成して、前記母材における前記酸溶液と接触する表面を少なくすると、その溶解速度を高めることができることを見出し、本発明を完成させた。また、焼結体を酸溶液に浸漬した際に、中子における酸溶液に接触している表面の面積（中子露出表面積）に対する、母材における酸溶液に接触している表面の面積（母材露出表面積）の比（母材露出表面積／中子露出表面積）が特定範囲になるように、母材の表面の少なくとも一部に密着させるように非電導被膜を形成すると、中子の溶解速度が極めて高くなり、中子を完全溶解することできるまでの時間を極めて短時間とすることができることを、本発明者は見出した。
【００２０】
ここで、非電導被膜は母材の表面に密着させて形成することで、その部分において母材が酸溶液と接触しないようにすることができるものであれば特に限定されない。例えばゴム系のマスキング材を用いることができる。ビニールテープを用いることもできる。
非電導被膜は、酸溶液と一定時間接触した場合に劣化し得るが、その場合は、新しいものと交換してよい。
【００２１】
本発明における被膜形成工程では、上記のような非電導被膜を母材の表面の少なくとも一部に形成することで、前記母材における前記酸溶液と接触する表面の面積を少なくする。
ここで、母材における酸溶液に接触する表面の全てに非電導被膜を形成してもよいが、全てではなく、一部に形成することが好ましい。また、前記焼結体を前記酸溶液に浸漬した際に、前記中子における前記酸溶液に接触している表面の面積（中子露出表面積）に対する、前記母材における前記酸溶液に接触している表面の面積（母材露出表面積）の比（母材露出表面積／中子露出表面積）が０〜０．５となるように、前記母材の表面の一部に密着させるように非電導被膜を形成することがより好ましい。
この比（母材露出表面積／中子露出表面積）は０以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましい。また、０．５以下であることが好ましく、０．４以下であることがより好ましい。
この比（母材露出表面積／中子露出表面積）が上記のような範囲であると、中子の溶解速度が極めて高くなり、中子を完全溶解することできるまでの時間を極めて短時間とすることができることを、本発明者は見出した。
【００２２】
したがって、初めに焼結体を酸溶液に浸漬するときは、母材の表面に非電導被膜を形成しなくてもよい。そして、中子の溶解が進行し、母材露出表面積／中子露出表面積の値が大きくなってから（例えば０．５を超える際に）、母材の表面の一部に非電導被膜を形成してもよい。
【００２３】
本発明について、図２を用いて具体的に説明する。
図２は、母材２と中子３とを有する焼結体１の概略断面図である。本発明では、このような焼結体１を酸溶液に浸漬するときに、母材２の表面の少なくとも一部に非電導被膜を形成して母材２における酸溶液と接触する表面を少なくする。そうすると、中子３を短時間で完全溶解させることができる。また、母材露出表面積／中子露出表面積が前述のような特定範囲となるようにすると、中子の溶解速度が極めて高くなり、中子を完全溶解することできるまでの時間を極めて短時間とすることができる。
このような処理を行うことで、中子３が溶解して母材２のみからなる中空構造体（図２に示した場合では、インペラ）を得ることができる。
【実施例】
【００２４】
図１に示したＴｉからなるインペラを得るため、Ｔｉからなる母材と鉄製の中子とを含む焼結体を酸溶液に浸漬して中子を溶解した。以下に具体的に説明する。
【００２５】
初めに、粉末冶金法によって焼結体を製造した。この焼結体における中子露出表面積に対する母材露出表面積の比（母材露出表面積／中子露出表面積）は０．１以下であった。
次に、鉄製の中子を含む焼結体を１０〜２０質量％ＨＮＯ3溶液へ浸漬した。ここでＨＮＯ3溶液は半日から１日おきに交換した。
その後、中子が溶解して中子露出表面積に対する母材露出表面積の比（母材露出表面積／中子露出表面積）が大きくなるが、この比が０．５となった際に、母材の表面に非電導物質であるマスキング材（マスクエース、太陽化工株式会社製）を張り付けて、母材露出表面積／中子露出表面積が０〜０．５の範囲内になるように調整した。
その結果、鉄製の中子を短時間で完全溶解させることができた。
【図１】
2016017218.tif 000003
【図２】
2016017218.tif 000004