(57)【要約】【課題】長くて深い穴およびコアを備える鋳物を鋳造するための金型コアアセンブリおよびインベストメント鋳造方法を提供すること。【解決手段】本発明は金型コアアセンブリ工程を開示する。金型コアアセンブリは１つのコアを含む。コアの本体部材は、１５００℃を超える融点を有する耐高温材料を有し、また、本体部材の直径比率が５０よりも大きく、本体部材が１５００℃を超える融点を有する高融点金属を含み、また、金型コアアセンブリがシェル金型も含み、シェル金型は、溶融鋳造金属を受け入れるべくシェル金型とコアとの間にキャビティを形成するためにコアを取り囲む。本発明はインベストメント鋳造方法を更に開示する。【選択図】図１
2017109243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのコア（１２）であって、前記コア（１２）が本体部材（１６）と１５００℃を超える融点を有する耐高温材料とを内部に備え、前記本体部材（１６）の長さ−直径比率が５０よりも大きく、前記本体部材（１６）が１５００℃を超える融点を有する高融点金属を備える、少なくとも１つのコア（１２）と、
シェル金型（１４）であって、前記シェル金型（１４）が、溶融鋳造金属を受け入れるべく前記シェル金型（１４）と前記コア（１２）との間にキャビティ（２２）を形成するために前記コア（１２）を取り囲む、シェル金型（１４）と、
から成る金型コアアセンブリ。
【請求項２】
前記本体部材（１６）は、ベース（１８）と、前記ベース（１８）中に混入される添加物（２０）とを備え、前記ベース（１８）が高融点金属を備え、前記添加物（２０）が耐高温材料を備える請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項３】
前記本体部材（１６）は、ベース（１８）と、前記ベース（１８）中に混入される添加物（２０）とを備え、前記ベース（１８）が耐高温材料を備え、前記添加物（２０）が高融点金属を備える請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項４】
前記コア（１２）は、前記本体部材（１６）の外面上に形成されるコーティング層（２４）を更に備え、前記コーティング層（２４）が耐高温材料を備える請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項５】
前記耐高温材料は、以下のタイプ、すなわち、石英、セラミック、白金族金属、または、サーメットのうちの少なくとも１つを備える請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項６】
前記本体部材（１６）が中空チューブであり、前記コア（１２）は、前記中空チューブに充填される充填材料（２６）を更に備え、前記充填材料（２６）が耐高温材料を備える請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項７】
前記充填材料（２６）が粉末を備える請求項６記載の金型コアアセンブリ。
【請求項８】
前記充填材料（２６）が前記中空チューブと接触する中実ロッドを備える請求項６記載の金型コアアセンブリ。
【請求項９】
前記高融点金属は、以下のタイプ、すなわち、モリブデン、タングステン、チタン、白金族金属、タンタル、クロム、または、ニオブのうちの少なくとも１つを備える請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項１０】
前記コア（１２）の前記本体部材（１６）がサーメットを備え、前記サーメットが高融点金属とセラミックとを備える請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項１１】
前記本体部材（１６）が非円形断面を有する請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項１２】
前記本体部材（１６）が非直線形状を有する請求項１記載の金型コアアセンブリ。
【請求項１３】
少なくとも１つのコア（１２）を形成するステップであって、前記コア（１２）が本体部材（１６）を備えるとともに１５００℃を超える融点を有する耐高温材料を備え、前記本体部材（１６）の長さ−直径比率が５０よりも大きく、前記本体部材（１６）が１５００℃を超える融点を有する高融点金属を備える、ステップと、
シェル金型（１４）を形成するステップであって、前記シェル金型（１４）が前記シェル金型（１４）と前記コア（１２）との間にキャビティ（２２）を形成するために前記コア（１２）を取り囲む、ステップと、
溶融鋳造金属を前記キャビティ（２２）内に流し込んで鋳物を形成するステップと、
前記シェル金型（１４）を除去するステップと、
を備えるインベストメント鋳造方法。
【請求項１４】
前記本体部材（１６）は、ベース（１８）と、前記ベース（１８）中に混入される添加物（２０）とを備え、前記ベース（１８）が高融点金属を備え、前記添加物（２０）が耐高温材料を備える請求項１３記載のインベストメント鋳造方法。
【請求項１５】
前記本体部材（１６）は、ベース（１８）と、前記ベース（１８）中に混入される添加物（２０）とを備え、前記ベース（１８）が耐高温材料を備え、前記添加物（２０）が高融点金属を備える請求項１３記載のインベストメント鋳造方法。
【請求項１６】
コア（１２）を形成する前記ステップは、前記本体部材（１６）の外面上にコーティングされるコーティング層（２４）を形成することを更に備え、前記コーティング層（２４）が耐高温材料を備える請求項１３記載のインベストメント鋳造方法。
【請求項１７】
前記本体部材（１６）が中空チューブであり、コア（１２）を形成する前記ステップは、前記中空チューブに充填材料を充填することを更に備え、前記充填材料（２６）が耐高温材料を備える請求項１３記載のインベストメント鋳造方法。
【請求項１８】
前記耐高温材料は、以下のタイプ、すなわち、石英、セラミック、白金族金属、または、サーメットのうちの少なくとも１つを備える請求項１３記載のインベストメント鋳造方法。
【請求項１９】
前記高融点金属は、以下のタイプ、すなわち、モリブデン、タングステン、チタン、白金族金属、タンタル、クロム、または、ニオブのうちの少なくとも１つを備える請求項１３記載のインベストメント鋳造方法。
【請求項２０】
前記コア（１２）の前記本体部材（１６）がサーメットを備え、前記サーメットが高融点金属とセラミックとを備える請求項１３記載のインベストメント鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型コアアセンブリおよびインベストメント鋳造方法に関し、特に、長くて深い穴およびコアを備える鋳物を鋳造するための金型コアアセンブリおよびインベストメント鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複雑な幾何学的構造を有する金属構成要素、特に内部穴を備える構成要素を成形するためにインベストメント鋳造方法が幅広く使用される。インベストメント鋳造方法では、金型コアアセンブリが最初に成形される。金型コアアセンブリは、シェル金型と、シェル金型内に固定されるコアとを含み、その後、溶融鋼が成形された金型コアアセンブリ内に注ぎ込まれて、冷却後に中実の金属鋳物が形成される。鋳造が終了された後、シェル金型およびコアが除去される。既存のコアはセラミック材料から形成される。セラミックは、高温耐性があるが、脆く、破壊に晒される。特に、比較的長い穴を備える比較的大きい構成要素が鋳造されるときには、セラミックコアも比較的長い。その結果、セラミックコアは、セラミックコアの低い強度に起因して破壊に晒される可能性が高い。
【０００３】
したがって、前述の少なくとも１つの問題を解決するための解決策を提供することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０１８２８０９号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様は金型コアアセンブリを提供する。金型コアアセンブリは、少なくとも１つのコアであって、コアが本体部材と１５００℃を超える融点を有する耐高温材料とを含み、本体部材の長さ−直径比率が５０よりも大きく、本体部材が１５００℃を超える融点を有する高融点金属を含む、少なくとも１つのコアと、シェル金型であって、シェル金型が、溶融鋳造金属を受け入れるべくシェル金型とコアとの間にキャビティを形成するためにコアを取り囲む、シェル金型とを含む。
【０００６】
本発明の他の態様はインベストメント鋳造方法を提供する。インベストメント鋳造方法は、少なくとも１つのコアを形成するステップであって、コアが本体部材を含むとともに１５００℃を超える融点を有する耐高温材料を含み、本体部材の長さ−直径比率が５０よりも大きく、本体部材が１５００℃を超える融点を有する高融点金属を含む、ステップと、シェル金型を形成するステップであって、シェル金型がシェル金型とコアとの間にキャビティを形成するためにコアを取り囲む、ステップと、溶融鋳造金属をキャビティ内に流し込んで鋳物を形成するステップと、シェル金型を除去するステップとを含む。
【０００７】
本発明をより良く理解するために、添付図面を参照して本発明の実施態様について説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図２】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図３】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図４】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図５】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図６】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図７】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図８】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図９】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの概略的な断面図を示す。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る金型コアアセンブリの断面図を示す。
【図１１】本発明の一実施形態に係るインベストメント鋳造方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
別段に規定されなければ、本明細書中で使用される技術用語または科学用語は、本発明の技術分野における当業者により理解される通常の意味であるものとする。本出願の明細書中および本発明の特許請求の範囲中で使用される「第１」、「第２」、および、同様の単語は、順序、量、または、重要性を何ら示すものではなく、単に異なる構成要素を区別するために使用される。同様に、「１つの（ｏｎｅ）」、「１つの（ａ／ａｎ）」、または、同様の用語も、量に関して制限を何ら課さず、少なくとも１つを示唆する。加えて、「〜に接続され」、「〜と接続され」、または、同様の表現は、２つの構成要素が直接的にまたは間接的に接続されるかどうかを区別するために使用されない。確かに、別段に明記されなければ、構成要素が直接的にまたは間接的に接続されてもよい。
【００１０】
本発明における金型コアアセンブリは、インベストメント鋳造のために構成され得る。金型コアアセンブリは、タービン構成要素、例えば様々な形状およびサイズのブレードをインベストメント鋳造を用いて鋳造するように構成され得る。この場合、比較的深い内孔をブレードの内側に設けることができる。金型コアアセンブリは、排気シリンダの冷却パイプを鋳造するように構成され得る、或いは、他の構成要素を鋳造するように構成され得る。この場合、鋳造される構成要素の内側に比較的長い穴が設けられてもよい。図１は、一実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の断面図を示す。金型コアアセンブリ１０は、少なくとも１つのコア１２と、シェル金型１４を含む。説明の目的のため、図には１つのコア１２だけが示される。実際の用途では、金型コアアセンブリ１０が１つ以上のコア１２を有してもよい。コア１２の数量は、実際の用途で必要とされる穴の数量にしたがって決定されてもよい。
【００１１】
コア１２は、本体部材１６を含むとともに、１５００℃の融点を有する耐高温材料を含む。本体部材１６の長さ−直径比率は５０よりも大きい。この実施形態では、本体部材１６が円柱形の中実ロッドである。本体部材１６の長さ−直径比率は、本体部材１６の断面の直径Ｄに対する長手方向長さＬの比率である。例えば、本体部材の長手方向長さＬが３００ｍｍであり、また、断面の直径が２ｍｍである。これは、単なる一例であり、これに限定されない。加えて、本体部材１６の長さ−直径比率は、図に示される比例関係に限定されない。本体部材１６は、１５００℃を超える融点を有する高融点金属を含む。この実施形態では、本体部材１６が耐高温材料を更に含む。高融点金属と耐高温材料とが互いに混合される。本体部材１６は、ベース１８と、ベース１８中に混入される添加物２０とを含む。一実施形態では、ベース１８が高融点金属を含むとともに、添加物２０が耐高温材料を含む。他の実施形態では、ベース１８が耐高温材料を含むとともに、添加物２０が高融点金属を含む。図示の実施形態では、添加物２０が粉末形態を成してベース１８中に分散される。他の実施形態では、本体部材１６がサーメットを含む。サーメットは高融点金属およびセラミックを含む。セラミックは耐高温材料である。
【００１２】
一実施形態において、耐高温材料は、以下のタイプ、すなわち、石英、セラミック、白金族金属、または、サーメットのうちの少なくとも１つを含む。耐高温材料は、純金属、合金、または、前述した金属の複合体であってもよい。サーメットは、硬質相セラミックと金属または結合相合金とを組み合わせる構造的材料であり、良好な靱性および熱安定性を有する。一実施形態において、サーメットは、ＷＣ−Ｃｏ複合材料またはＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ−Ｎｉ複合材料を含む。一実施形態において、高融点金属は、以下のタイプ、すなわち、モリブデン、タングステン、チタン、白金族金属、タンタル、クロム、または、ニオブのうちの少なくとも１つを含む。本体部材１６は、純金属、合金、または、前述した高融点金属の複合体を含んでもよい。一実施形態において、本体部材１６は、Ｍｏ−Ｃｒ（ＭｏＣｒ）合金、Ｍｏ−Ｃｏ−Ｃｒ（ＭｏＣｏＣｒ）合金、Ｍｏ−Ｗ合金（ＭｏＷ）、または、Ｍｏ−Ｚｒ−Ｔｉ（ＴＺＭ，ＭｏＺｒＴｉ）合金などのモリブデン系合金を含んでもよい。本体部材１６は、Ｗ−系合金（Ｗ系合金）またはＴｉ−Ｍｏ（ＴｉＭｏ）合金を含んでもよい。
【００１３】
コア１２を形成するために様々な材料が耐高温材料および高融点材料から選択される。したがって、コア１２は少なくとも２つの異なる材料を含む。耐高温材料は、溶融鋳造金属（ニッケル系超合金またはコバルト系超合金など）の高い温度に起因してコア１２が歪むのを防止できる。金属材料は、コア１２の強度および／または靱性を向上させることができる。この実施形態では、高融点金属の融点が鋳造金属の融点よりも高い。高融点金属は、溶融鋳造金属の高い温度での溶融に晒されない。
【００１４】
シェル金型１４は、シェル金型１４とコア１２との間にキャビティ２２を形成して溶融鋳造金属（図示せず）を受け入れるためにコア１２を取り囲む。シェル金型１４はセラミック材料から形成されてもよい。シェル金型１４の形状およびサイズは、所望の構成要素の形状およびサイズと同じである。シェル金型１４内でのコア１２の位置は、所望の構成要素の穴の位置にしたがって決定される。鋳造が終了された後、この実施形態におけるコア１２がエロージョンによって完全に除去され得る。
【００１５】
図２は、他の実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の断面図を示す。図２に示される金型コアアセンブリ１０は、図１に示される金型コアアセンブリ１０に類似する。図１に示される金型コアアセンブリ１０と比べて、図２に示される金型コアアセンブリ１０の本体部材１６のコア１２は中空チューブである。本体部材１６の長さ−直径比率は、中空チューブの長さＬと外径Ｄとの比率である。中空チューブの外径Ｄのサイズは、所望の穴の直径のサイズと同じである。図２に示される本体部材１６の材料は、図１に示される本体部材１６の材料に類似する。鋳造が終了した後、この実施形態におけるコア１２が完全に除去される。コアがエロージョンによって除去されるときには、中空チューブの露出面積が比較的大きく、また、浸食流体との接触面積が比較的大きい。したがって、中空チューブを除去することが比較的容易である。
【００１６】
図３は、他の実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の断面図を示す。図３に示される金型コアアセンブリ１０は、図１に示される金型コアアセンブリ１０に類似する。図３に示される本体部材１６のコア１２は、ベース１８と、ベース１８に混入される添加物２０とを含む。図１に示される実施形態と比べて、図３における添加物２０は細いフィラメントである。細いフィラメントは、ベース１８内でコア１２の長手方向に沿って経路付けられる。他の実施形態では、フィラメント状の添加物２０がベース１８内において交互的態様で経路付けられてもよい。更なる他の実施形態では、添加物２０が他の形状を成してもよい。図３に示される実施形態では、コア１２が細長い中実ロッドである。図４に示される他の実施形態において、コア１２は、図２に示されるコア１２の形状と同様の形状を有する中空チューブである。図４におけるコア１２は、図３に示されるコア１２の材料と同じ材料から形成される。ここでは、これについて再び説明しない。鋳造が終了された後、図３および図４の実施形態におけるコア１２が完全に除去される。
【００１７】
図５は、他の実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の断面図を示す。図５に示される金型コアアセンブリ１０は、図１に示される金型コアアセンブリ１０に類似する。図１に示される金型コアアセンブリ１０と比べて、図５に示される金型コアアセンブリ１０のコア１２は、本体部材１６の外面上に形成されるコーティング層２４を更に含む。コーティング層２４は耐高温材料を含む。この実施形態では、本体部材１６が高融点金属から形成される。コーティング層２４は、溶融鋳造金属の高い温度に起因して本体部材１６が歪むのを防止でき、本体部材１６の高融点金属と溶融鋳造金属との間の反応を防止できるとともに、本体部材１６の表面酸化を防止できる。一実施形態において、コーティング層２４は、耐高温材料を本体部材１６に対して塗布する薄層である。他の実施形態において、コーティング層２４は、本体部材１６の表面上に分散される粒状の耐高温材料であってもよい。他の実施形態において、本体部材１６は、耐高温材料と混合される高融点金属から形成されるベースである。本体部材１６を形成する耐高温材料は、コーティング層２４の耐高温材料と同じであってもよく或いは異なっていてもよい。鋳造が終了された後、この実施形態におけるコア１２が完全に除去される。
【００１８】
図６は、他の実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の断面図を示す。図６に示される金型コアアセンブリ１０は、図５に示される金型コアアセンブリ１０に類似する。図５に示される金型コアアセンブリ１０と比べて、図６に示される金型コアアセンブリ１０のコア１２の本体部材１６は中空チューブである。一実施形態では、中空チューブ１６の外面にコーティング層２４がコーティングされる。他の実施形態では、中空チューブ１６の外面および内面の両方にコーティング層２４がコーティングされる。この実施形態におけるコーティング層２４および本体部材１６の材料は、図５に示される実施形態におけるそれと類似する。
【００１９】
図７は、他の実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の断面図を示す。図７におけるコア１２の本体部材１６は中空チューブである。中空チューブ１６は高融点金属材料を含む。コア１２は充填材料２６を更に含み、中空チューブ１６中に充填材料が充填される。充填材料２６は耐高温材料である。耐高温充填材料２６は、高い鋳造温度に起因して中空チューブ１６が歪むのを防止するべく中空チューブ１６を冷却するために使用され得る。この実施形態において、充填材料２６は、粉末、例えばセラミック粉末を含む。セラミック粉末は、流動性によって中空チューブ１６内へ注入され得るとともに、鋳造が終了された後に中空チューブ１６から注出され得る。一実施形態では、中空チューブ１６が溶融鋳造金属中の耐溶融金属である。鋳造が終了された後、中空チューブ１６が除去される。他の実施形態において、中空チューブ１６は、ニッケル系超合金またはコバルト系超合金などの鋳造金属に類似するまたは鋳造金属と同じ高融点金属材料から形成される。中空チューブの高融点金属の融点は、鋳造金属の融点に近いまたは融点と同じである。一実施形態において、中空チューブ１６の高融点金属材料は、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙのニッケル系超合金ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、または、ＧＴＤ４４４であってもよい。ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、および、ＧＴＤ４４４は全て、５０％を超える分のニッケル（Ｎｉ）、幾らかのクロム（Ｃｒ）、少量の他の金属元素（コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、および、アルミニウム（Ａｌ）など）、および、少量の非金属元素（炭素（Ｃ）およびホウ素（Ｂ）など）を含む。中空チューブ１６の高融点金属材料がニッケル系超合金ＩＮ７３８であってもよい。ニッケル系超合金ＩＮ７３８は、６２重量パーセント（ｗｔ．％）ニッケル、１６ｗｔ．％クロム、並びに、少量の金属元素および非金属元素を含む。中空チューブ１６の材料は前述した材料に限定されない。鋳造が終了された後、中空チューブ１６は、鋳物中に残されて、鋳物と共に所望の構成要素としての役目を果たす。この場合、中空チューブ１６の内部のサイズ、例えば内径は、所望の穴のサイズと同じになるように設定される。このようにすると、穴の内部チャンバ壁は比較的滑らかである。
【００２０】
図８は、一実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の断面図を示す。図８に示される金型コアアセンブリ１０は、図７に示される金型コアアセンブリ１０に類似する。図１に示される金型コアアセンブリ１０と比べて、図８では、充填材料２６が中空チューブ１６と接触する中実ロッドを含む。充填材料２６は、ロッド状の耐高温材料であり、中空チューブ１６と完全な接触状態にある。他の実施形態では、充填材料２６が他の形状を成してもよい。図７および図８における充填材料２６は、図２、図４、および、図６における中空チューブ中に埋まり込むように使用されてもよい。
【００２１】
図９は、他の実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の概略断面図を示す。図９は、２つのタイプのコアの本体部材１６１，１６２の断面を示す。本体部材１６１は円形の断面を有する。本体部材１６２は非円形断面を有する。この実施形態では、その断面が楕円である。本体部材１６２の断面が楕円であれば、本体部材１６２の長さ−直径比率は、本体部材１６２の長い方の直径に対する長手方向長さの比率である。他の実施形態において、本体部材１６は、長方形、多角形、または、任意の不規則形状（図示せず）などの他の形状の非円形断面を有してもよい。この場合、本体部材１６の長さ−直径比率は、本体部材１６の断面の最長径方向長さに対する長手方向長さの比率である。一実施形態では、本体部材１６が異なる断面を有する。
【００２２】
図１０は、一実施形態に係る金型コアアセンブリ１０の断面図を示す。この実施形態では、コア１２の本体部材１６が直線形状を有さない。本体部材１６は長手方向で一直線になっていない。一実施形態では、本体部材１６が長手方向で弓形を成す。他の実施形態では、本体部材１６が長手方向で規則的な或いは不規則な非直線形状を有する。本体部材１６の長さ−直径比率は、最長径方向長さに対する長手方向曲線の全長の比率である。図１０における本体部材１６は中空チューブまたは中実ロッドであってもよい。コア１２の構造および材料は、図１〜図９に示される実施形態におけるそれと類似する。
【００２３】
図１〜図１０に示される実施形態におけるコアは、高い融点を有する金属から形成される。コア１２は、良好な強度および靱性のおかげにより破壊に晒されない。コア１２は、コア１２の歪みおよび酸化を防止するために耐高温材料を更に含む。このようにすると、比較的長い穴を形成するために、その長さ−直径比率が５０よりも大きい比較的長いコア１２を製造できる。加えて、複雑な形状を有する穴を形成するために、比較的長くて複雑なコア１２を製造できる。
【００２４】
図１１は、一実施形態に係るインベストメント鋳造方法４０のフローチャートを示す。ステップ４１は少なくとも１つのコアアセンブリを形成する。コアは、本体部材を含むとともに、１５００℃を超える融点を有する耐高温材料を含む。本体部材の長さ−直径比率は５０よりも大きく、また、本体部材は、１５００℃を超える融点を有する高融点金属を含む。一実施形態において、本体部材は、少なくとも高融点金属および耐高温材料を使用することによって製造される。中実ロッドを伴う本体部材または中空チューブを伴う本体部材を形成できる。一実施形態において、本体部材は、ベースと、ベースに混入される添加物とを含む。ベースは高融点金属を含み、また、添加物は耐高温材料を含む。他の実施形態では、ベースが耐高温材料を含み、また、添加物が高融点金属を含む。一実施形態では、本体部材の外面上にコーティング層がコーティングされる。コーティング層は耐高温材料を含む。他の実施形態では、本体部材が中空チューブである。中空チューブ中に充填材料が充填される。充填材料は耐高温材料を含む。充填材料が粉末または中実ロッドであってもよい。図１〜図１０に示される実施形態に記載されるコアは、コアを形成するステップ４１を行なうことによって得られてもよい。ここでは再び繰り返し説明しない。
【００２５】
ステップ４３。シェル金型を形成する。シェル金型は、シェル金型とコアとの間にキャビティを形成するようにコアを取り囲む。一実施形態では、金型成形材料（蝋など）を使用することによって所望の成形構成要素が鋳造される。次に、金型を包むシェル金型が金型の外側に形成される。その後、金型成形材料がシェル金型から出るように除去される。このようにすると、シェル金型の形状およびサイズは構成要素のそれと同じである。一実施形態では、コアが金型成形材料中に埋め込まれる。金型成形材料が除去された後、コアがシェル金型内に残される。他の実施形態では、シェル金型が形成された後、コアがシェル金型内へ配置されて固定される。シェル金型はセラミックスラリーから形成される。このようにして、金型コアアセンブリが形成される。溶融鋳造金属を受け入れるために、シェル金型とコアとの間のキャビティが形成される。
【００２６】
ステップ４５。鋳物を形成するために溶融鋳造金属をキャビティ内に流し込む。高温溶融鋳造金属が、シェル金型内に注ぎ込まれて、固化鋳物を形成した後、急速に冷却される。ステップ４７。シェル金型を除去する。一実施形態では、セラミックシェル金型がエロージョンによって除去される。一実施形態では、コアの本体部材が鋳造金属に類似する金属によって製造される。加えて、本体部材の外面に耐高温材料から形成されるコーティング層が設けられない場合、コアの本体部材は、鋳物中に残されてもよく、また、鋳物と共に所望の構成要素としての役割を果たす。本体部材は中空チューブである。中空チューブに充填される耐高温充填材料は、中空チューブを冷却するために使用される。鋳造が終了された後、充填材料が除去される。中空チューブの内部サイズは、所望の穴のそれに等しい。他の実施形態において、鋳造方法４０は、コアを完全に除去することを更に含む。コアはエロージョンによって完全に除去され得る。例えば、コアの本体部材が耐高温材料を含む場合、または、コアが耐高温材料から形成されるコーティング層を有する場合、または、コアの高融点金属材料が鋳造金属とは異なる或いは鋳造金属に類似しない場合には、コアが完全に除去される。サイズの外部サイズは、所望の穴のそれと一致する。
【００２７】
方法４０の作業工程は機能モジュールの形態で示される。図１１に示される一連のモジュールおよび作業工程モジュールの分割は、図示の実施形態に限定されない。例えば、幾つかのモジュールが異なる順序で行なわれてもよい。１つのモジュールにおける作業工程は、他の作業工程または複数のモジュールと組み合わされてもよく或いは複数のモジュールに分けられてもよい。
【００２８】
本発明が特定の実施態様に関連して説明されるが、当業者は、本発明の変更および変形を成すことができることを理解できる。したがって、特許請求の範囲が全ての変更および変形を本発明の概念および保護範囲内に含むように意図されることが学習され得る。
【符号の説明】
【００２９】
１０  金型コアアセンブリ
１２  コア
１４  シェル金型
１６  本体部材
１８  ベース
２０  添加物
２２  キャビティ
２４  コーティング層
２６  充填材料
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
2017109243000001.pdf