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図面 (16)

課題

部品の内部空間を形成するための犠牲コアと、内部空間を有する金属製部品を形成するための方法とが提供される。

解決手段

部品の内部空間を形成するための犠牲コア40は、セラミックコア部材42と、耐熱金属部材を含む第一コア部材50、60、80A、80Bとを含む。セラミックコア部材は、第一コア部材の上に成形でき、または第一コア部材との組み立てを可能にする組み立て形状部と共に成形される。フィードコア42は、根元部位44から先端部位46まで延びている四つの主要部分42A〜42Dを有する。後縁RMC50は、後縁フィードコア部42Dの後縁領域内のスロットに埋め込まれた前縁部から後縁部に延びている。前縁RMC60は、前縁フィードコア部42Aの前縁領域に隣接して固定されており、中央部62およびそこから延びている交互のタブ状の圧力側部分64および吸気側部分66を有する。

概要

背景

インベストメント鋳造は、複雑な形状を有する金属製部品、とりわけ中空部品を形成するために一般的に用いられている技術であり、超合金ガスタービンエンジン部品の製造に用いられている。本発明は、特定の超合金鋳造物の製造に関して説明されるが、理解されるように本発明は、そのようには限定されない。

ガスタービンエンジンは、航空機推進発電、および船舶推進に広く用いられている。ガスタービンエンジンの用途において効率性は、主要な目的である。

改良されたガスタービンエンジン効率は、より高温運転において得ることができるが、最近のタービンセクション運転温度は、タービン部品に用いられる超合金材料融点を超えている。従って、空気冷却を供給することは一般的な方法である。冷却は、エンジン圧縮機セクションから冷却されるべきタービン部品内の流路を介して比較的低温の空気を流すことで提供される。このような冷却は、エンジン効率において関連コストを伴う。従って、所与冷却空気量から得られる冷却効果最大限にする一層特別な冷却が強く望まれる。これは、細かく精密に配置された冷却流路セクションを用いることにより得られるであろう。

図1は、ファン11、圧縮機12、燃焼器14、およびタービン16を含むガスタービンエンジン10を示す。空気18が、エンジン10のセクション12、14、および16を通って軸方向に流れる。空気18は、圧縮機12内で圧縮され、燃焼器14内で燃焼される燃料と混合されてタービン16内で膨張し、それによってタービン16を回転させ、圧縮機12およびファン11または他の負荷を駆動する。

圧縮機12およびタービン16は両方ともエーロフォイル20および22をそれぞれ有する回転部材および静止部材ブレードおよびベーン)から構成される。エーロフォイル、とりわけタービン16内のエーロフォイルは、広範囲の温度および圧力のもとで繰り返し熱サイクルに曝される。エーロフォイルへの熱的損傷を防ぐために、それぞれのエーロフォイル20は、内部流路によって提供される内部冷却を含む。

内部冷却されるブレードおよびベーンなどのタービンエンジン部品のインベストメント鋳造に関しては、よく発展した分野が存在する。典型的なプロセスにおいては、各キャビティ鋳造される部品の形状におおよそ対応する一つまたは複数の鋳型キャビティ(mold cavity)を有する鋳型が製造される。鋳型を製造する典型的なプロセスには、部品の一つまたは複数のワックス型(wax pattern)の使用が含まれる。ワックス型は、部品内の冷却流路容積部(positive)におおよそ対応するセラミックコア上にワックス成形することによって形成される。シェル作成プロセスにおいては、周知の方法によって一つまたは複数のそのようなワックス型の周りセラミックシェルが形成される。ワックスは、オートクレーブ内での融解などによって除去できる。これにより、部品を画定する一つまたは複数の区画を有するシェルからなる鋳型、言い換えれば、冷却流路を画定する一つまたは複数のセラミックコアを含んだ鋳型が残される。次に、一つまたは複数の部品を鋳造するように溶融合金を鋳型に導入できる。合金が冷却および凝固されると、シェルおよびコアは、一つまたは複数の成形された部品から機械的および/または化学的に除去できる。次に一つまたは複数の部品は、一つまたは複数の段階で機械加工および処理できる。
米国特許第6,637,500号明細書
米国特許第5,296,308号明細書
米国特許第5,047,181号明細書

概要

部品の内部空間を形成するための犠牲コアと、内部空間を有する金属製部品を形成するための方法とが提供される。部品の内部空間を形成するための犠牲コア40は、セラミックコア部材42と、耐熱金属部材を含む第一コア部材50、60、80A、80Bとを含む。セラミックコア部材は、第一コア部材の上に成形でき、または第一コア部材との組み立てを可能にする組み立て形状部と共に成形される。フィードコア42は、根元部位44から先端部位46まで延びている四つの主要部分42A〜42Dを有する。後縁RMC50は、後縁フィードコア部42Dの後縁領域内のスロットに埋め込まれた前縁部から後縁部に延びている。前縁RMC60は、前縁フィードコア部42Aの前縁領域に隣接して固定されており、中央部62およびそこから延びている交互のタブ状の圧力側部分64および吸気側部分66を有する。

目的

典型的なRMC50は、エーロフォイルの圧力側部分と吸気側部分との間のスロットにかかる台座を形成する開口部の配列を有し、構造的完全性(integrity)、流量の調節(metering)、および伝熱促進を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
10件

この技術が所属する分野

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請求項1

部品の内部空間を形成するための犠牲コアであって、耐熱金属部材から構成されており、少なくとも第一表面部と、内部空間の関連する第一表面部を形成するための第二表面部とを有する第一コア部材と、第一コア部材の第一表面部と接触する第一表面部と、内部空間の関連する第二表面部を形成するための第二表面部とを有するように第一コア部材の上に成形されたセラミックコア部材と、を備えることを特徴とするコア

請求項2

耐熱金属部材は、シート素材から形成されることを特徴とする請求項1記載のコア。

請求項3

部品の内部空間を形成するための犠牲コアであって、内部空間の関連する第一表面部を形成するための第一表面部を有するセラミックコア部材と、内部空間の関連する第二表面部を形成するための第一表面部を有する耐熱金属コア部材であって、その弾性によりセラミックコア部材に対して非破壊的に除去可能に保持される耐熱金属コア部材と、を備えることを特徴とするコア。

請求項4

耐熱金属コア部材は、セラミックコア部材を弾性的に把持する第一係合部と第二係合部とを有することを特徴とする請求項3記載のコア。

請求項5

内部空間を有する金属製部品を形成するための方法であって、耐熱金属部材から構成されており、少なくとも第一表面部と第二表面部とを有する第一コア部材を形成し、第一コア部材の第一表面部に係合する第一表面部と、第二表面部とを有するように第一コア部材の上にセラミックコア部材を成形し、第一コア部材の第二表面部とセラミックコア部材の第二表面部とが、部品の内部空間のそれぞれ関連する表面部を形成するように、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の上に金属を鋳造し、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材を破壊的に除去する、ことを含むことを特徴とする方法。

請求項6

第一コア部材に一時的な材料を施し、次にこの一時的な材料を少なくとも部分的に第一コア部材とセラミックコア部材との間から追い出すことをさらに含むことを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項7

第一コア部材を形成することは、耐熱金属部材を形成し、少なくとも第一コア部材の第一表面部を形成する部分にセラミック被覆を施す、ことを含むことを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項8

第一コア部材を形成することは、耐熱金属部材をシート素材から形成することを含むことを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項9

セラミックコア部材を成形することは、第一コア部材の第一表面部を少なくとも部分的に形成する第一コア部材のタブ部の周りに成形することを含むことを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項10

セラミックコア部材を成形することは、セラミック成形材料の導入の際に第一コア部材を保持するように第一コア部材の第三表面部を鋳型に係合させることを含むことを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項11

セラミックコア部材の第一表面が、内部空間の実質的に翼幅方向流路部を形成し、第一コア部材の第一表面部が、内部空間のエーロフォイル先端冷却流路部を形成する、ように、ターボ機械ブレードを形成するために用られることを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項12

セラミックコア部材の第一表面が、内部空間の実質的に翼幅方向の流路部を形成し、第一コア部材の第一表面が、内部空間のエーロフォイル前縁の冷却流路部を形成する、ように、ターボ機械のエーロフォイルを形成するために用られることを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項13

セラミックコア部材の第一表面が、内部空間の実質的に翼幅方向の流路部を形成し、第一コア部材の第一表面が、実質的に翼幅方向の流路部のうちの少なくとも一つから延びる内部空間のエーロフォイル圧力側の冷却流路部を形成する、ように、ターボ機械のエーロフォイルを形成するために用られることを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項14

セラミックコア部材の第一表面が、内部空間の実質的に翼幅方向の流路部を形成し、第一コア部材の第一表面が、実質的に翼幅方向の流路部のうちの後縁側流路部から延びる内部空間のエーロフォイル後縁の冷却流路部を形成する、ように、ターボ機械のエーロフォイルを形成するために用られることを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項15

セラミックコア部材を成形することは、フリーズキャスト法および低圧射出成形のうちの一方または両方を含むことを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項16

内部空間を有する金属製部品を形成するための方法であって、少なくとも第一表面部と第二表面部とを有する犠牲鋳型インサートを供給し、犠牲鋳型インサートの第一表面部に係合する第一表面部と、第二表面部とを有するように、犠牲鋳型インサートの上にセラミックコア部材を成形し、犠牲鋳型インサートを破壊的に除去し、耐熱金属部材から構成されるとともに少なくとも第一表面部と第二表面部とを有する第一コア部材を、この第一コア部材の第一表面部がセラミックコア部材の第一表面部に係合するように、セラミックコア部材に組み付け、第一コア部材の第二表面部とセラミックコア部材の第二表面部とが、部品の内部空間のそれぞれ関連する表面部を形成するように、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の上に金属を鋳造し、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材を破壊的に除去する、ことを含むことを特徴とする方法。

請求項17

第一コア部材の第一表面部およびセラミックコア部材の第一表面部の相互嵌合部が、セラミックコア部材の閉スロット内の第一コア部材の一部と、セラミックコア部材を把持する第一コア部材の対向部分と、セラミックコア部材の突起またはセラミックコア部材内の介在インサートの突起を捕らえる第一コア部材内の開口部と、のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項16記載の方法。

請求項18

犠牲鋳型インサートの破壊的な除去は、セラミックコア部材にスロットを残し、このスロットは、2°以下の抜き勾配を有することを特徴とする請求項16記載の方法。

請求項19

組み付けは、第一コア部材の第一表面部とセラミックコア部材の第一表面部との間にセラミック接着剤を施すことを含むことを特徴とする請求項16記載の方法。

請求項20

組み付けは、未焼結状態のセラミックコア部材を用いて行われ、次に、組み付けられたセラミックコア部材および第一コア部材は、共に焼成されることを特徴とする請求項19記載の方法。

請求項21

内部空間を有する金属製部品を形成するための方法であって、第一表面部と第二表面部とを有するようにセラミックコア部材を成形し、セラミックコア部材の第一表面部に係合するための第一表面部を有しかつ第二表面部を有し、耐熱金属部材から構成された第一コア部材を、セラミックコア部材の第一表面部と第一コア部材の第一表面部との間に少なくとも部分的にセラミック接着剤を施すことを含む組み付けによって、セラミックコア部材に組み付け、セラミック接着剤を硬化させ、第一コア部材の第二表面部とセラミックコア部材の第二表面部とが、部品の内部空間のそれぞれ関連する表面部を形成するように、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の上に金属を鋳造し、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材を破壊的に除去する、ことを含むことを特徴とする方法。

請求項22

硬化は、セラミックコア部材の焼成と同時に起きることを特徴とする請求項21記載の方法。

請求項23

硬化は、セラミックコア部材を焼成した後で、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の予成形加熱において起きることを特徴とする請求項21記載の方法。

請求項24

内部空間を有する金属製部品を形成するための方法であって、耐熱金属部材から構成されており、少なくとも第一表面部と第二表面部とを有する第一コア部材を供給し、第一表面部と第二表面部とを有するセラミックコア部材を成形し、第一コア部材の第一表面部がセラミックコア部材の第一表面部に面して適応されるように、第一コア部材をセラミックコア部材に組み付け、第一コア部材の第二表面部とセラミックコア部材の第二表面部とが、部品の内部空間のそれぞれ関連する表面部を形成するように、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の上に金属を鋳造し、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材を破壊的に除去する、ことを含むことを特徴とする方法。

請求項25

第一コア部材の第一表面部とセラミックコア部材の第一表面部との間に接着性物質を施し、接着性物質を硬化させるように、鋳造前に第一コア部材およびセラミックコア部材を加熱する、ことをさらに含むことを特徴とする請求項24記載の方法。

請求項26

第一コア部材の第一表面部およびセラミックコア部材の第一表面部の相互嵌合部が、セラミックコア部材の閉スロット内の第一コア部材の一部と、セラミックコア部材を把持する第一コア部材の対向部分と、セラミックコア部材の突起またはセラミックコア部材内の介在インサートの突起を捕らえる第一コア部材内の開口部と、のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項24記載の方法。

請求項27

耐熱金属部材は、タブが同一平面上の関係から曲げ出された部分に開口部を有することを特徴とする請求項2記載のコア。

請求項28

セラミックコア部材は、鋳造ブレード内に複数の流路を提供する手段を備えることを特徴とする請求項1記載のコア。

請求項29

耐熱金属部材は、エーロフォイルの後縁出口スロット内に台座を形成するための開口部の配列を有することを特徴とする請求項1記載のコア。

請求項30

耐熱金属部材の第一の部分が、ワックス材料から突き出ていることを特徴とする請求項1記載のコア。

請求項31

第一の部分が、セラミックシェル内に埋め込まれていることを特徴とする請求項1記載のコア。

請求項32

セラミックコア部材内に部分的に埋め込まれたロッドが、耐熱金属コア部材内の開口部を通って延びていることを特徴とする請求項3記載のコア。

請求項33

セラミックコア部材内に部分的に埋め込まれた石英ロッドが、耐熱金属コア部材内の開口部を通って延びていることを特徴とする請求項3記載のコア。

請求項34

耐熱金属コア部材は、ワックス型内に完全に埋め込まれていることを特徴とする請求項3記載のコア。

請求項35

耐熱金属コア部材の一部が、セラミックコア部材の閉スロットであることを特徴とする請求項3記載のコア。

請求項36

耐熱金属コア部材内の開口部が、セラミックコア部材の突起、またはセラミックコア部材内の介在インサートの突起を捕らえることを特徴とする請求項3記載のコア。

請求項37

セラミックコア部材は、少なくとも一つのスロットを有し、耐熱金属コア部材は、スロット内に先端を備えたタブ部を有することを特徴とする請求項3記載のコア。

請求項38

セラミックコア部材は、エーロフォイル内に複数のフィード流路を形成するための部分を有し、耐熱金属コア部材の第一係合部と第二係合部とは、セラミックコア部材の部分のうちの前縁側部分を弾性的に把持することを特徴とする請求項4記載のコア。

請求項39

部品の内部空間を形成するための犠牲コアであって、該コアは:耐熱金属部材から構成されており、少なくとも第一表面部と、内部空間の関連する第一表面部を形成するための第二表面部とを有する第一コア部材と、第一表面部を有し、かつ内部空間の関連する第二表面部を形成するための第二表面部を有するセラミックコア部材と、を備えており、成形されたセラミックコア部材は、セラミックコア部材の第一表面部によって形成されるとともに2°以下の抜き勾配を有するセラミックコア部材内の成形されたスロット内で、第一コア部材の第一表面部に沿って第一コア部材を捕らえることと、セラミックコア部材の第一表面部と第一コア部材の第一表面部との間のセラミック接着剤と、のうちの一方または両方によって第一コア部材に固定されることを特徴とするコア。

請求項40

セラミック接着剤は、存在し、セラミックコア部材および第一コア部材のうちの一方または両方を用いた機械的なバックロッキングを提供することを特徴とする請求項39記載の犠牲コア。

技術分野

0001

本発明は、インベストメント鋳造に関する。より詳細には本発明は、超合金タービンエンジン部品のインベストメント鋳造に関する。

背景技術

0002

インベストメント鋳造は、複雑な形状を有する金属製部品、とりわけ中空部品を形成するために一般的に用いられている技術であり、超合金ガスタービンエンジン部品の製造に用いられている。本発明は、特定の超合金鋳造物の製造に関して説明されるが、理解されるように本発明は、そのようには限定されない。

0003

ガスタービンエンジンは、航空機推進発電、および船舶推進に広く用いられている。ガスタービンエンジンの用途において効率性は、主要な目的である。

0004

改良されたガスタービンエンジン効率は、より高温運転において得ることができるが、最近のタービンセクション運転温度は、タービン部品に用いられる超合金材料融点を超えている。従って、空気冷却を供給することは一般的な方法である。冷却は、エンジン圧縮機セクションから冷却されるべきタービン部品内の流路を介して比較的低温の空気を流すことで提供される。このような冷却は、エンジン効率において関連コストを伴う。従って、所与冷却空気量から得られる冷却効果最大限にする一層特別な冷却が強く望まれる。これは、細かく精密に配置された冷却流路セクションを用いることにより得られるであろう。

0005

図1は、ファン11、圧縮機12、燃焼器14、およびタービン16を含むガスタービンエンジン10を示す。空気18が、エンジン10のセクション12、14、および16を通って軸方向に流れる。空気18は、圧縮機12内で圧縮され、燃焼器14内で燃焼される燃料と混合されてタービン16内で膨張し、それによってタービン16を回転させ、圧縮機12およびファン11または他の負荷を駆動する。

0006

圧縮機12およびタービン16は両方ともエーロフォイル20および22をそれぞれ有する回転部材および静止部材ブレードおよびベーン)から構成される。エーロフォイル、とりわけタービン16内のエーロフォイルは、広範囲の温度および圧力のもとで繰り返し熱サイクルに曝される。エーロフォイルへの熱的損傷を防ぐために、それぞれのエーロフォイル20は、内部流路によって提供される内部冷却を含む。

0007

内部冷却されるブレードおよびベーンなどのタービンエンジン部品のインベストメント鋳造に関しては、よく発展した分野が存在する。典型的なプロセスにおいては、各キャビティ鋳造される部品の形状におおよそ対応する一つまたは複数の鋳型キャビティ(mold cavity)を有する鋳型が製造される。鋳型を製造する典型的なプロセスには、部品の一つまたは複数のワックス型(wax pattern)の使用が含まれる。ワックス型は、部品内の冷却流路容積部(positive)におおよそ対応するセラミックコア上にワックス成形することによって形成される。シェル作成プロセスにおいては、周知の方法によって一つまたは複数のそのようなワックス型の周りセラミックシェルが形成される。ワックスは、オートクレーブ内での融解などによって除去できる。これにより、部品を画定する一つまたは複数の区画を有するシェルからなる鋳型、言い換えれば、冷却流路を画定する一つまたは複数のセラミックコアを含んだ鋳型が残される。次に、一つまたは複数の部品を鋳造するように溶融合金を鋳型に導入できる。合金が冷却および凝固されると、シェルおよびコアは、一つまたは複数の成形された部品から機械的および/または化学的に除去できる。次に一つまたは複数の部品は、一つまたは複数の段階で機械加工および処理できる。
米国特許第6,637,500号明細書
米国特許第5,296,308号明細書
米国特許第5,047,181号明細書

発明が解決しようとする課題

0008

セラミックコア自体は、セラミック粉末結合剤物質の混合物硬化鋼金型内注入し、この混合物を成形することで形成できる。金型から取り除いた後、未焼結(green)コアは、熱的に後処理されて結合剤が取り除かれ、また焼成してセラミック粉末を互いに焼結させる。より細かな冷却形状部へ向かう傾向は、コア製造技術に負担をかけてきた。細かな形状部は、製造が困難であり得るしかつ/あるいは一旦製造されるともろさが判明され得る。同一出願人の同時係属出願によるシャー(Shah)らの米国特許第6,637,500号は、セラミックおよび耐熱金属コアの組み合わせの一般的使用を開示している。このようなコアおよびそれらの製造技術には、さらなる改良の余地が残っている。

課題を解決するための手段

0009

本発明の一態様は、部品の内部空間を形成するための犠牲コアを含む。第一コア部材が、耐熱金属部材から構成されており、少なくとも第一表面部を有し、かつ内部空間の関連する第一表面部を形成するための第二表面部を有する。セラミックコア部材が、第一コア部材の第一表面部と接触する第一表面部と、内部空間の関連する第二表面部を形成するための第二表面部とを有するように第一コア部材の上に成形される。耐熱金属部材は、シート素材から形成されてもよい。

0010

本発明の他の態様は、部品の内部空間を形成するための犠牲コアを含む。セラミックコア部材が、内部空間の関連する第一表面部を形成するための第一表面部を有する。耐熱金属コア部材が、内部空間の関連する第二表面部を形成するための第一表面部を有する。耐熱金属コア部材は、その弾性によってセラミックコア部材に対して非破壊的に除去可能に保持される。耐熱金属コア部材は、セラミックコア部材を弾性的に把持する第一係合部と第二係合部とを有してもよい。

0011

本発明の他の態様は、内部空間を有する金属製部品を形成するための方法に関する。耐熱金属部材から構成されており、少なくとも第一表面部と第二表面部とを有する第一コア部材が形成される。セラミックコア部材が、第一コア部材の第一表面部に係合する第一表面部を有するように、かつ第二表面部を有するように第一コア部材の上に成形される。金属が、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の上に鋳造される。第一コア部材の第二表面部とセラミックコア部材の第二表面部とは、部品の内部空間のそれぞれ関連する表面部を形成する。組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材は、破壊的に除去される。

0012

様々な具体化において、第一コア部材とセラミックコア部材とのうちの一方または両方に一時的な材料が施されてもよい。一時的な材料は次に、少なくとも部分的に第一コア部材とセラミックコア部材との間から追い出されてもよい。第一コア部材の形成は、耐熱金属部材を形成すること、次に、少なくも第一コア部材の第一表面部を形成するように耐熱金属部材の少なくとも一部にセラミック被覆を施すことを含んでもよい。耐熱金属部材は、シート素材から形成されてもよい。セラミックコア部材は、第一コア部材の第一表面を少なくとも部分的に形成する第一コア部材のタブ部の周りに成形されてもよい。セラミックコア部材の成形は、セラミック成形材料の導入の際に第一コア部材を保持するように第一コア部材の第三表面部を鋳型に係合させることを含んでもよい。この方法は、ターボ機械のブレードを形成するために用いられてもよく、セラミックコア部材の第一表面は、内部空間の実質的に翼幅(spanwise)方向の流路部を形成し、第一コア部材の第一表面は、内部空間のエーロフォイル先端の冷却流路部を形成する。この方法は、ターボ機械のエーロフォイルを形成するために用いられてもよく、セラミックコア部材の第一表面は、内部空間の実質的に翼幅方向の流路部を形成し、第一コア部材の第一表面は、内部空間のエーロフォイル前縁の冷却流路部を形成する。この方法は、ターボ機械のエーロフォイルを形成するために用いられてもよく、セラミックコア部材の第一表面は、内部空間の実質的に翼幅方向の流路部を形成し、第一コア部材の第一表面は、実質的に翼幅方向の流路部のうちの少なくとも一つから延びる内部空間のエーロフォイル圧力側の冷却流路部を形成する。この方法は、ターボ機械のエーロフォイルを形成するために用いられてもよく、セラミックコア部材の第一表面は、内部空間の実質的に翼幅方向の部分を形成し、第一コア部材の第一表面は、実質的に翼幅方向の流路部のうちの後縁側流路部から延びる内部空間のエーロフォイル後縁の冷却流路部を形成する。セラミックコア部材の成形は、フリーズキャスト法(freeze casting)および低圧射出成形のうちの一方または両方を含んでもよい。

0013

本発明の他の態様は、内部空間を有する金属製部品を形成するのための方法を含む。少なくとも第一表面部と第二表面部とを有する犠牲鋳型インサートが提供される。セラミックコア部材が、犠牲鋳型インサートの第一表面部に係合する第一表面部を有するように、かつ、第二表面部を有するように、犠牲鋳型インサートの上に成形される。犠牲鋳型インサートは、破壊的に除去される。セラミックコア部材は、耐熱金属部材から構成されるともに少なくとも第一表面部と第二表面部とを有する第一コア部材に組み付けられる。第一コア部材の第一表面部は、セラミックコア部材の第一表面部に係合する。金属が、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の上に鋳造される。第一コア部材の第二表面部とセラミックコア部材の第二表面部とは、部品の内部空間の関連する表面部を形成する。組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材は、破壊的に除去される。

0014

様々な具体化において、第一コア部材の第一表面部およびセラミックコア部材の第一表面部の相互嵌合部は、セラミックコア部材の閉(blind)スロット内の第一コア部材の一部を含んでもよい。相互嵌合部は、セラミックコア部材を把持する第一コア部材の対向部分を含んでもよい。相互嵌合部は、セラミックコア部材の突起またはセラミックコア部材内の介在インサートの突起を捕らえる第一コア部材内の開口部を含んでもよい。犠牲鋳型インサートの破壊的な除去は、セラミックコア部材にスロットを残してもよい。スロットは、2°以下の抜き勾配(draft angle)を有してもよい。抜き勾配は、1°以下でもよい。組み付けは、第一コア部材の第一表面部とセラミックコア部材の第一表面部との間にセラミック接着剤を施すことを含んでもよい。組み付けは、未焼結状態のセラミックコア部材を用いて行ってもよく、次に、組み合わされたセラミックコア部材および第一コア部材は、共に焼成(cofire)されてもよい。

0015

本発明の他の態様は、内部空間を有する金属製部品を形成するための方法を含む。セラミックコア部材は、第一表面部と第二表面部とを有するように成形される。セラミックコア部材は、耐熱金属部材から構成された第一コア部材に組み付けられる。第一コア部材は、セラミックコア部材の第一表面部に係合するための第一表面部を有しかつ第二表面部を有する。組み付けは、セラミックコア部材の第一表面部と第一コア部材の第一表面部との間に少なくとも部分的にセラミック接着剤を施すことを含む。セラミック接着剤は、硬化される。金属が、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の上に鋳造される。第一コア部材の第二表面部とセラミックコア部材の第二表面部とは、部品の内部空間のそれぞれ関連する表面部を形成する。組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材は、破壊的に除去される。

0016

様々な具体化において、硬化は、セラミックコア部材の焼成と同時に起きてもよい。硬化は、セラミックコア部材を焼成した後、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の予成形(premold)加熱において起きてもよい。

0017

本発明の他の態様は、内部空間を有する金属製部品を形成するための方法を含む。耐熱金属部材から構成されており、少なくとも第一表面部と第二表面部とを有する第一コア部材が提供される。セラミックコア部材が、第一表面部と第二表面部とを有するように成形される。第一コア部材は、第一コア部材の第一表面部がセラミックコア部材の第一表面部に面して適合されるように、セラミックコア部材に組み付けられる。金属が、組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材の上に鋳造される。第一コア部材の第二表面部とセラミックコア部材の第二表面部とは、部品の内部空間のそれぞれ関連する表面部を形成する。組み合わされた第一コア部材およびセラミックコア部材は、破壊的に除去される。

0018

様々な具体化において、接着性物質が、第一コア部材の第一表面部とセラミックコア部材の第一表面部との間に施されてもよい。第一コア部材およびセラミックコア部材は、接着性物質を硬化させるように、鋳造前に加熱されてもよい。第一コア部材の第一表面部およびセラミックコア部材の第一表面部の相互嵌合部は、第二コア部材の閉スロット内の第一コア部材の一部を含んでもよい。相互嵌合部は、セラミックコア部材を把持する第一コア部材の対向部分を含んでもよい。相互嵌合部は、セラミックコア部材の突起またはセラミックコア部材内の介在インサートの突起を捕らえる第一コア部材内の開口部を含んでもよい。

0019

本発明の一つまたは複数の実施例の詳細は、添付の図面および以下の説明で示される。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面、そして請求の範囲によって明らかになるであろう。

発明を実施するための最良の形態

0020

様々な図中の同等の参照符号および記号表示は、同等の部材を示す。

0021

図2は、セラミックフィードコア42を含むブレード形成コア40を示す。セラミックフィードコア42は、一つまたは複数の部分品として形成されてもよいし、また最終のブレード内に一つまたは複数の流路を提供してもよい。典型的な実施例においては、フィードコア42は、根元部位44から先端部位46まで延びている四つの主要部分42A〜42Dを有する。典型的な実施例においては、前縁部42Aおよび後縁部42Dは、ブレードのエーロフォイルに関連するフィードコアの一部に沿って中央部42Bおよび42Cから離れている。コア40は、さらにフィードコア部に固定される一つまたは複数の耐熱金属コア(RMC)部材を含む。典型的な実施例においては、後縁RMC50は、後縁フィードコア部42Dの後縁領域内のスロットに埋め込まれた前縁部から後縁部に延びており、形成されるエーロフォイルの圧力側と吸気側とに関連する第一表面と第二表面とを有する。典型的な実施例においては、後縁RMC50は、最終のエーロフォイル内に後縁出口スロットを形成する。典型的なRMC50は、エーロフォイルの圧力側部分と吸気側部分との間のスロットにかかる台座を形成する開口部の配列を有し、構造的完全性(integrity)、流量の調節(metering)、および伝熱促進を提供する。RMC50の後縁部は、鋳型内に捕らえられてワックス型を形成し、次にワックス型から突き出てワックス型の上に形成されたセラミックシェル内に捕らえられ/固定されてもよい。フィードコアは、カカヴァレ(Caccavale)らの米国特許第5,296,308号における突起などの追加の位置決め形状部または保持形状部を有してもよい。ワックスの除去および鋳造後、シェル、フィードコアおよびRMCは、破壊的に除去される。その結果、エーロフォイルは、後縁RMC50によって形成されたように、出口スロットと共に残る。

0022

前縁RMC60は、前縁フィードコア部42Aの前縁領域に隣接して固定される。典型的な実施例においては、前縁RMC60は、中央部62およびそこから延びている交互のタブ状の圧力側部分64および吸気側部分66を有する。タブ状部分64および66の先端は、前縁フィードコア部42Aの圧力側および吸気側それぞれに沿った関連するスロット内に捕らえられる。典型的な実施例においては、前縁RMC60は、完全にワックス型の中に埋め込まれてもよい。それは従ってブレード内にブレード前縁領域を冷却するための、流路システムの完全な内部分岐を形成することができる。前縁RMC60を取り付けるには、それは弾性的に屈曲され、タブ状部分64および66がセラミックコアの表面部を横切りスロット内に到達するようにしてもよい。取り付けられた位置において、前縁RMC60は、弾性応力を受けて、タブ状部分64および66が、セラミックコアを把持してもよい。あるいは、取り付けられた位置によって前縁RMC60は、弾性応力を受けないこともある。しかしながら、前縁RMCの弾性は、セラミックコアからの除去/離脱抵抗するものの、弾性変形は、非破壊的な除去を可能にする。前縁RMC60はまた、非弾性変形(例えば、タブ状部分64および66の屈曲)によってスロット内に取り付けられてもよい。このように取り付けられたRMCは、少なくとも部分的な逆向きの非弾性変形により非破壊的に除去可能である。

0023

典型的な実施例においては、前縁フィードコア部42Aおよび第二フィードコア部42Bは、それらの圧力側に沿って、それぞれ本体RMC80Aおよび80Bを支える。前縁コア部42Aの吸気側に沿って第三RMC80Cが支えられる。第四RMC80Dは、前縁フィードコア部の吸気側と第二フィードコア部の吸気側との間のすき間にかかる。本体RMCは、関連するフィードコア部内のスロット中に捕らえられる前縁部を有し、下流方向に後縁部へと延びている。典型的な本体RMCは、関連するフィード流路からエーロフォイルの圧力側表面上の出口への多数の蛇行流路を提供するよう形成される。従って、関連するワックス型がコア40の上に形成されると、本体RMC80および82それぞれの後縁部は、ワックス型のエーロフォイルの圧力側表面から突き出て最終的にブレードエーロフォイル圧力側表面からの出口開口部孔を形成する。典型的な実施例においては、本体RMCは、後縁部の先に回旋状の構造を有する。典型的な後縁部は、関連するネックまたはステム86によって回旋状の中間部に接続された下流/末端ヘッド85を有するタブ84として形成される。ヘッド85および、任意にネック86の一部は、ワックス型から突き出てセラミックシェル内に埋め込まれる。ワックスの除去後、これらは、シェル内に埋め込まれたままの状態で鋳造プロセスの際にRMCを支える。鋳造およびフィードコアとRMC除去後、エーロフォイルは、RMCによって提供された回旋状の流路システムと共に残され、そのために、圧力側出口開口部およびそれに隣接する出口流路部が、ネック86の位置に形成される。

0024

コア40はさらに、先端ポケットまたは「スキーラ(squealer)」ポケットを形成するための先端セラミックコア88を含む。先端セラミックコア88は、フィードコアの末端からは隔てられる(例えば、先端セラミックコアおよびフィードコアそれぞれの中の相補的な閉区画にそれぞれ十分に挿入される第一末端部と第二末端部とを有する円筒石英ロッド89などのロッドを用いる)。典型的な二つの先端RMC90Aおよび90Bは、フィードコアの先端において、フィードコアの先端と先端セラミックコアの内側表面との間に形成される。典型的な実施例においては、前縁先端RMC90Aは、前縁フィードコア部42Aの先端表面中のスロット内に埋め込まれたタブ92(図3)を有する。典型的な下流先端RMC90Bは、三つの下流フィードコア部42B〜42Dの関連する先端表面中のリベートさねはぎの溝)(rebate)/ショルダ内に捕らえられた、より横に細長レール状タブ94を有する。典型的な実施例においては、先端RMCはそれぞれ、本体96を有し、本体96は、関連する一つまたは複数のフィードコア部先端表面に平行に偏りかつこの先端表面から隔てられており、そのような状態でそれぞれのスロットおよびリベート/ショルダとのタブ92および94の連携によって保持される。各々はさらに、外向きのタブ/突起98を含み、突起98は、近位においては本体と平行に、それから遠位においては外側に延在する。突起98は、ワックス型を通って外側に延び、そのようなフィード流路からの出口流路を形成するとともに、突起98の末端部は、まずワックス型内に、次にそのようなワックス型の上に形成されるシェル内に、コアを取り付ける役割を果たす。典型的な実施例においては、本体96は、フィードコア部によって提供されるフィード流路の端部とスキーラポケットとの間にプレナムを形成する。このようなプレナムは、そのような流路を、先端RMCが複数のフィード流路にかかる範囲まで接続してもよい。そのようなプレナムは、タブ92と94およびロッド89の内側部分で形成される流路によってフィード流路に接続される。そのようなプレナムは、ロッド89の外側部分で形成される流路によってスキーラポケットに、また突起98で形成される流路によってエーロフォイルの圧力側に接続される。

0025

多数の方法がRMC取り付けスロットの形成に使用され得る。加えて、多数の他の取り付け方法が提供され得る。スロットは、フィードコア形成後またはフィードコア形成の際に形成(例えば、切断)できる。前者の例としては、レーザー切断が含まれる。前もって形成されたスロットの一例として、図4は、セラミックフィードコアを形成するための鋳型(または金型)の一つまたは複数の部分130および132内に配置される犠牲インサート120、122、124、126、および128を示す。インサートは、鋳型分割平面または他の輪郭500に沿ってまたはそこから離れて配置されてもよく、関連する鋳型部分内に取り付けられた部分と、キャビティ部140A〜140D(名目上、典型的なブレード形成実施例のフィードコア部42A〜42Dに相当する)内に突き出る部分とを有してもよい。インサートは、再利用可能、使い捨て、または犠牲的であってもよい。再利用可能なインサートは、有利に作られ、鋳型分解においては初めに、成形された第一コアまたは関連する鋳型部分から引き抜き、それから、第一コアからの摘出または除去とは異なった方向に摘出するなどして第二コアから取り除くことができる。使い捨てのインサートは、同じように作ることができる。インサートの摩滅および摩耗が重大な問題となり得るので、除去可能であっても使い捨てのものを作るほうが有利である。

0026

犠牲インサートは、しかしながら他の方法で形成され得る。インサートは、破壊可能とすることができる(例えば、鋳型を開くことにより破壊される)。犠牲インサートは、鋳型を開く前に犠牲にすることができる(例えば、融解によって)。犠牲インサートは、鋳型を開いた後に犠牲にすることができる(例えば、コアを焼成する際の融解または化学的な溶解によって)。いずれにしても、インサートは、最終的に焼成されたスロットまたは他の形状部が所望の寸法を得るように、寸法を決めることができる。犠牲インサートの予想される利点の一つは、極めて低い抜き勾配でのスロットの形成にある。除去可能なインサートは、3〜4°の抜き勾配が必要になり得る(例えば、インサートの除去を容易にするためにスロットの基部からこのような角度で外側にそれるスロットの面を向かい合わせるようにする)。より低い抜き勾配(例えば、0〜2°)を得る可能性に加えて、犠牲インサートを用いることにより、続いて挿入されるRMCをフィードコアに結合するという別の内部形状部を生み出すことができる。このような形状部は、ばね付勢タブを受けるソケットを含んでもよい(例えば、シート素材RMCの曲げられた部分)。

0027

研磨性の高い、粘性の高いフィードコア形成材料を用いる場合、比較的高圧の成形が必要となり得る。これは、インサートに損傷を与えることになりかねない。従って、より粘性の低い材料を用い、より低圧の成形を行うことが適当になり得る。セラミック材料は、鋳型に低圧において導入されまたは周囲圧力において注ぐことさえできる。これは、続いて振動または吸引補助により、鋳型に完全に満たすことを確実にすることができる。低圧における注入をフリーズ・キャスト法とともに用いてもよい。フリーズ・キャスト法は、比較的低水準収縮を硬化/焼成プロセスにおいて提供できる。フリーズ・キャスト法はまた、鋳造プロセ ス前にワックス内のRMCの一部の事前インベストメント(pre−investment)を容易にし、それによって事前のインベストメントは、細かな冷却流路形成形状部をセラミックによる汚染から保護できる。5〜100ksi程度の圧力を用いた高圧成形に比べ、低圧技術は、任意に吸引補助の下に大幅に低い圧力(例えば、2ksi未満)を用いることができる。典型的な初期のフリーズ・キャスト法技術は、オチオネロ(Оcchionero)らの米国特許第5,047,181号において説明されている。

0028

スロットを事前に形成する他の方法は、一つまたは複数のRCMの周りにセラミックフィードコアを成形することを含む。多数の考慮するべき事柄がこのような成形に伴う。例えば、セラミックフィードコア形成材料は、比較的研磨性が高くなり得るものであり、またRMCに損傷を与えることになりかねない。さらに、部分的に埋め込まれたRMCの存在下でセラミックフィードコアを乾燥および焼成することに関連する体積変化は、RMCの熱膨張差(どんな一時的な加熱/冷却プロセスにおいても)と共に、機械的応力を引き起こし得るものであり、フィードコアまたはRMCに損傷を与えることになりかねない。膨張/収縮の問題を解決する方法の一つは、体積変化に対して一過性のまたは一時的な調整を提供することである。特に、フィードコア材料は、スロット(または他の連結形状部)の大きさが、成形したままの「未焼結」状態と後に続く乾燥/焼成された状態との間で収縮するようなものとすることができる。従って、一時的な材料(例えば、ワックスなど融解可能および/または粘性の材料)が、成形時にスロット(または他の形状部)を形成するRMCの少なくとも一部分に対して施され得る。一時的な材料は、全体のまたは部分的な被覆または別個パッドまたは他の部材の形態をとり得る。一時的な材料の厚さは、乾燥および焼成される際、適切にRMCに係合する好ましい最終的な寸法に収縮するような寸法の未焼結スロットを形成するように選択される。乾燥および焼成プロセスは、共にスロットを収縮させると同時に、一時的な材料を(融解、蒸発昇華圧搾、またはこれらの組み合わせのいずれかによって)追い払うことができる。

0029

低圧成形技術はまた、様々なコアのオーバーモールド(overmolding)技術と共に用いてもよい。図5は、セラミック成形材料を導入するキャビティ160内に突き出るためのタブ部154が同一平面上の関係から曲げ出された部分に開口部152を形成するように、部分的に穿孔されたRMC150を示す。図6は、コアの一表面に沿った少なくとも一つの末端がキャビティ180にさらされている開口部172を有するRMC170を示す。キャビティ180に導入された成形材料は、開口部172に流れ込み、RMCとフィードコアを連結および固定する。図示された開口部172は、閉じられる(すなわちRMCの縁の内側である)。また、開口部は、RMCの縁から内側に延びる流路として形成されてもよい。典型的な開口部は、直線状だが、さらなる連結のために先細になっていてもよい。典型的な開口部は、RMCの一つのみの側(面)にさらされるが、その代わりにリベット留め作用を与えるために両側がさらされていてもよい。図7は、いくつかの他のRMC/フィードコア連結形状部を示す。図示されたRMC200は、内側表面203(図8)と外側表面204とを有する本体202を有する。内側表面203は、セラミックコア206の局所的な主要外側表面205と隔てられている。正確な位置決めのため、台座の突起206Aが、セラミックコアの外側表面から延びており、ショルダで隔てられた大きな直径または断面の近位部と、より小さな直径または断面の遠位部とを有する。典型的な実施例(図9)においては、近位部207は、セラミックコアの残りの部分と一体に形成された管状のネックによって形成されており、表面205から外側に、ショルダを形成するリム208へと延びている。遠位部は、管状部分207内に挿入された石英ロッド209の遠位部によって形成される。典型的な石英ロッドは、一体に形成されたセラミック台座の突起よりも大きな堅牢性を提供する。遠位部は、RMC本体202内の開口部を通って延びており、ショルダが本体の内側表面/下側203と係合して、セラミックコアの外側表面205と隔てられた関係で本体を正確に位置決めする。本体から延び、内側に曲げられた一対の細長いタブまたはフィンガー210Aおよび210B(図7)によって、さらなる保持力が提供されてもよい。フィンガーの内側表面は、セラミックコアの隣接する横側面内の流路またはリベートの基部面212に圧力をかけながら係合する。リベート内側表面は、わずかに隣接表面205から逸れて収束するように曲げられ、フィンガーの把持作用は、RMCが外側へ動くのを抑え、それによって、フィンガーの先端は、リベートのショルダ表面214に係合することができる。典型的な実施例においては、第二フィンガー210Bは、さらにRMCの動きを抑えることができる横側面216を有する比較的細いリベート内に捕らえられているように示されている。典型的なRMCの他の末端においては、他のフィンガー230および232が存在する。典型的な第一フィンガー230は、コア外側表面中のスロット内に受け入れられる。第二フィンガー232は、コアの隣接する側面に沿った凹部箇所内に受け入れられる。第二フィンガー232は、拡張遠位部または突出部236(図8)を有し、この突出部236は、凹部に収納されて、第二表面に対して平行な動きを抑える。

0030

図10は、さらなる代替のRMC240とセラミックコア242の組み合わせを示し、RMCは、向かい合ったフィンガー244Aおよび244Bを有する。典型的なフィンガー244Aは、上述のフィンガーと同じように構成され得る。典型的なフィンガー244Bは、隣接するリベート250から内側に延びるスロット248内に延びている内側に向いた先端部246を有するように示されている。先端部を捕らえることによって、セラミックコアへ向かう方向、セラミックコアから離れる方向、さらにはセラミックコアに対して横方向に、RMC240の本体部分をさらに位置決めすることができる。上述の取り付け形状部は、例示的なものであり、単独でまたは様々な組み合わせで用いることができる。

0031

さらに付加的な代替物には、セラミック接着剤が含まれる。典型的なセラミック接着剤は、初めセラミック粉末と、有機または無機結合剤とを含むスラリーで形成してもよい。結合剤の組み合わせにおいて、一つまたは複数の有機結合剤(例えば、アクリル樹脂エポキシ樹脂プラスチック等)は、結合部に改善された室温強度を与えることができ、一方、一つまたは複数の無機結合剤(例えば、コロイド状シリカ等)は、適温(例えば、500℃)において一つまたは複数のセラミックに転換し得る。接着剤は、RMCを先に形成された未焼結コアに固定するのに用いてもよく、あるいはRMCを焼成されたセラミックコアに固定するのに用いてもよい。図11は、後縁RMCに用ることができるような重ね継ぎ構造におけるセラミックフィードコア302とRMC304との間に介在するセラミック接着剤300を示す。このような接着剤は、さらなる機械的な連結形状部と組み合わせて用いてもよい。図12は、セラミックコア312とRMC314との間の蟻継ぎ後部結合の重ね継ぎにおける接着剤310を示す。図13は、セラミックコア322とRMC324との間に介在する接着剤320を示し、RMCは、さらなる固定のための穿孔されたタブ326を有する。図14は、セラミックコア332とRMC334との間の接着剤330を示し、RMCの一部は、クリップのようなフィンガー336および338を形成するように曲げられていて、これらの間のコアの部分をオフセット様式で挟む。典型的なRMC334は、シート素材から容易に形成できる。非オフセットフィンガーを有するRMCは、鋳造されるか、機械加工されるか、または複数のシート部材から組み立てられるか、または単一のシート部材から折りたたまれてもよい。図15は、接着剤340自体が物理的連結形状部を形成する状況を示し、リベットのような構造が、セラミックコア342をRMC344に接続している。リベットのような構造は、シングルヘッド(例えば、そのヘッドがRMC内の相補的な閉区画または開区画内に捕らえられている)またはマルチヘッド(例えば、逆側の第二のヘッドがセラミックコアの相補的な閉区画または開区画内に捕らえられている)でもよい。

0032

典型的なRMC材料は、Mo、Nb、Ta、およびWの耐熱合金であり、これらは、ワイヤーおよびシートなど標準的な形状で市販されていて、コアを形成するために必要に応じてレーザー切断、剪断、穿孔、およびフォトエッチングなどのプロセスを用いて切断できる。切断された形状は、曲げることおよびねじることにより変形できる。標準の形状は、乱気流を引き起こす流路を形成するように、波形をつけられ、またはくぼみをつけられることができる。流路中にポストまたは旋回ベーンを形成するように、シートに孔を開けることができる。他の形状は、非エーロフォイル形のターボ機械の部品(例えば、燃焼器ライナおよびブレードアウターエアシール)および非ターボ機械の部品(例えば、熱交換器)の鋳造に適切となり得る。

0033

耐熱金属は、通常高温時に酸化する傾向にあり、またいくぶん溶融超合金に溶解する。従って、RMCは、溶融金属による酸化および腐食を防止するように有利に保護被覆を有し得る。これらは、一つまたは複数の連続的な接着性セラミック層の被覆を含んでもよい。適切な被覆材料は、シリカアルミナジルコニアクロミア(chromia)、ムライト、およびハフニアを含む。耐熱金属および被覆の熱膨張係数(coefficient of thermal expansion)(CTE)は、似ていることが好ましい。被覆は、CVD、PVD、電気泳動、およびゾルゲル技術によって施すことができる。個々の層は、一般に厚さ0.1〜1milとすることができる。溶融金属による腐食からの保護のためのセラミック被覆と組み合わせて、酸化保護のために、Pt、他の貴金属、Cr、およびAlから成る金属製の層をRMCに施してもよい。

0034

Mo合金およびMoSi2などの耐熱金属合金および金属間化合物は、それぞれ保護SiO2層を形成し、またRMCのために用いられる。このような材料は、アルミナなどの非反応性酸化物付着性を高める。シリカは酸化物であるが、ニッケル基合金の存在下で反応性に富み、他の非反応性酸化物の薄い層で有利に被覆される。しかしながら、同じ理由によってシリカは、ムライトを形成するアルミナなどの他の酸化物と容易に拡散結合する。

0035

解釈上、固溶体強化材析出強化材および分散強化材を含む金属は、合金として見なされる。Moの合金は、TZM(0.5%Ti、0.08%2r、0.04%C、残部Mo)を含み、またWのランタン化(lanthanated)モリブデン合金は、W−38%Reを含む。これらの合金は、一例であり、限定を意図するものではない。

0036

鋳造プロセスが完了後、シェルおよびコアアッセンブリは、除去される。シェルは、外側にあり、鋳造物からセラミックを破壊し去る機械的な方法によって取り除くことができ、必要に応じてコアセンブリを取り除くため、通常腐食性溶液への浸漬を含む化学的な方法が続く。従来技術においては、セラミックコアは、通常腐食性溶液を用いて取り除かれ、しばしばオートクレーブ内で高温および高圧条件下で行われる。同じ腐食性溶液コア除去技術を本願のセラミックコアの除去に用いてもよい。RMCは、酸処理によって超合金鋳造物から取り除いてもよい。例えば、ニッケル超合金からMoコアを取り除くには、典型的な一例として40部のHNO3と30部のH2SO4と残部のH2Oを60〜100℃の温度で用いる。比較的大きな断面寸法の耐熱金属コアにおいては、揮発性酸化物を形成するMoの除去に熱酸化を用いてもよい。断面の小さなMoコアにおいては、熱酸化の効果はより弱いものとなり得る。

0037

本発明の一つまたは複数の実施例が説明された。それにもかかわらず、当然のことながら様々な修正を本発明の精神と範囲から逸脱することなく行うことができる。例えば、製造されるどんな個々の部材の詳細も、関連する一つまたは複数のセラミックコアおよび一つまたは複数のRMCの好ましい特性に影響を及ぼし得る。従って、他の実施例は、添付特許請求の範囲内にある。

図面の簡単な説明

0038

ガスタービンエンジンの概略部分切欠図である。
図1のエンジンのタービンブレードの内部流路を形成するためのコアの組み合わせの図である。
図2のコアの上面図である。
第一のフィードコア形成鋳型の概略部分断面図である。
第二のフィードコア形成鋳型の概略部分横断面図である。
第三のフィードコア形成鋳型の概略部分横断面図である。
セラミックコアとRMCの組み合わせの典型的な連結/位置決め形状部を示す図である。
図7の組み合わせの側面図である。
9−9線に沿った図7の組み合わせの横断面図である。
代替組み合わせの断面図である。
第一の後縁RMCとフィードコアの組み合わせの概略断面図である。
第二の後縁RMCとフィードコアの組み合わせの概略断面図である。
第三の後縁RMCとフィードコアの組み合わせの概略断面図である。
第四の後縁RMCとフィードコアの組み合わせの概略断面図である。
第五の後縁RMCとフィードコアの組み合わせの概略断面図である。

符号の説明

0039

40…ブレード形成コア
42…セラミックフィードコア
42A…前縁フィードコア部
42B…中央フィードコア部
42C…中央フィードコア部
42D…後縁フィードコア部
44…根元部位
46…先端部位
50…後縁RMC
60…前縁RMC
62…中央部
64…タブ状圧力側部分
66…タブ状吸気側部分
80A…本体RMC
80B…本体RMC
85…ヘッド
86…ネックまたはステム
88…先端セラミックコア
89…石英ロッド
90A…先端RMC
90B…先端RMC

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