CN107130237A - 利用金属部件和金属蒙皮层的铸造 - Google Patents

Abstract

本发明总体涉及利用金属部件和金属蒙皮层的铸造，具体而言，涉及一种包括铸造型芯的铸造模，铸造模包括包围铸造型芯的至少一部分的外型壳模，且铸造型芯包括围绕第一金属部件的第二金属蒙皮层。在一方面，第一金属部件的至少一部分可以在外型壳模的表面上暴露。在另一方面，外型壳模可构造成当去除第一金属部件并且第二金属蒙皮层没有去除时在铸造型芯中限定型腔。

Description

利用金属部件和金属蒙皮层的铸造

技术领域

本发明公开总体涉及铸造型芯部件和利用这些型芯部件的工艺。本发明的型芯部件可包括包围第一金属部件的金属蒙皮层(metal skin layer)，该第一金属部件具有低于该金属蒙皮层的熔点。金属蒙皮层和金属部件提供铸造操作中有用的特性，诸如在用来生产用于喷气式飞机发动机或发电涡轮机部件的涡轮叶片、涡轮叶片的近壁腔室、或涡轮叶片的冷却腔室的超合金的铸造中。

背景技术

许多现代发动机和下一代涡轮发动机要求部件和零件具有错综复杂的几何形状，这要求新型的材料和制造技术。用于制造发动机零件和部件的常规技术包括艰苦的熔模铸造过程或失蜡铸造工艺。熔模铸造的一个示例包括制造燃气涡轮发动机中使用的典型的转子叶片。涡轮叶片典型地包括中空的翼型件，其具有沿着叶片的翼展延伸的径向通道，具有用于在发动机的运行期间接纳加压冷却空气的至少一个或更多入口。在叶片中的不同冷却通道中，包括在前缘和后缘之间设置在翼型件中间的蜿蜒的通道。翼型件典型地包括穿过叶片延伸用于接收加压冷却空气的入口，其包括诸如短扰流器肋或鳍的局部特征，用于增加翼型件的加热的侧壁和内部冷却空气之间的热传递。

典型地由高强度、超合金金属材料进行的这些涡轮叶片的制造包括许多步骤。首先，制造精密的陶瓷型芯来使其与涡轮叶片内预期的复杂的冷却通道一致。还制作出精密模具或精密铸模，其限定了涡轮叶片的精密3D外表面，包括其翼型件、平台以及整体鸠尾榫。将陶瓷型芯组装在两个半模内，两个半模在它们之间形成限定叶片的最终金属部分的空间或空隙。将蜡注入组装好的模具中以填充该空隙并包围封装在其中的陶瓷型芯。将两个半模分开并从模制的蜡上去除。模制的蜡具有期望叶片的精密构造，并且然后用陶瓷材料涂覆来形成包围的陶瓷型壳。之后，蜡被熔融并且从该型壳去除，留下陶瓷型壳和内部陶瓷型芯之间对应的空隙或空间。然后将熔化的超合金金属灌入该型壳来填充其中的空隙，并且再一次封装包含在该型壳中的陶瓷型芯。熔化的金属被冷却并凝固，且然后适当地去除外部型壳和内部型芯，留下了期望的金属涡轮叶片，其中存在有内部冷却通道。

然后铸造涡轮叶片可经历附加的铸造后修饰，诸如但不限于按期望穿过翼型件的侧壁钻削合适的多列薄膜冷却孔，以便在燃气涡轮发动机中运行期间给内部导引的冷却空气提供出口，冷却空气然后在翼型件的外表面上形成保护性冷却空气膜或毯。然而，这些铸造后修饰是有限的，并且考虑到涡轮发动机的日益增长的复杂性，以及涡轮叶片内某些冷却回路的公认的效率，对于更复杂的和错综的内部几何形状的要求是必需的。虽然熔模铸造能够制造这些零件，但是定位精度和错综的内部几何形状使利用这些常规的制造工艺来制造变得更加复杂。因此，期望的是提供一种用于具有错综的内部空隙的三维部件的改善的铸造方法。

本领域已知利用混合型芯部件的精密金属铸造，混合型芯部件采用难熔金属和陶瓷铸造部件的组合。已经生产出包括难熔金属和陶瓷材料部分的混合型芯。例如，见标题为“Additive manufacturing of hybrid core”的U.S. 2013/0266816。在此申请中公开了用来制造混合型芯的技术，其采用了常规的粉末层(powder bed)技术。尽管混合型芯给例如在用于喷气式飞机发动机的涡轮叶片的铸造中的超合金的铸造提供了附加的灵活性，但对于更先进的熔模铸造型芯技术依然有需要。

发明内容

本发明涉及一种包括铸造型芯的新颖的铸造模，该铸造模包括包围铸造型芯的至少一部分的外型壳模，该铸造型芯包括围绕第一金属部件的难熔金属蒙皮。在一方面，第一金属部件的至少一部分可以在外型壳模的表面上暴露。在另一方面，外型壳模可构造成当去除第一金属部件并且第二金属蒙皮层没有去除时在铸造型芯中限定型腔。

在第一金属部件(例如非难熔金属部件)的一个实施例中可包括铝、铜、银和/或金，而第二金属蒙皮层可包括钼、铌、钽和/或钨。第一金属部件和/或第二金属蒙皮层可包括合金。

除了别的结构之外，第一金属部件和/或第二金属蒙皮层的一个或更多可适于限定在铸造部件冷却孔、后缘冷却通道或微通道内。第一金属部件和/或第二金属蒙皮层也可适于提供型芯支撑结构、平台型芯结构或提示标志(tip flag)结构。第一金属部件和/或第二金属蒙皮层的若干金属部件可用在单个铸造型芯中，或者可在陶瓷铸造型芯组件中单独使用或者与其他铸造部件一起使用。

本发明也涉及生产铸造部件的方法，包括围绕铸造型芯形成外型壳模，铸造型芯包括包围第一金属部件的第二金属蒙皮层，其中第一金属部件的至少一部分暴露在外型壳模的表面上，熔融第一金属部件并且从陶瓷型壳去除熔融的第一金属部件以在第二金属蒙皮层内形成型腔，向第二金属蒙皮层的型腔添加第三金属以形成铸造部件，并且从铸造部件去除外型壳模和第二金属蒙皮层。

在另一方面，包括第一金属部件和第二金属蒙皮层的整个铸造型芯可通过从粉末层直接最后熔融/烧结生产。备选地，第一金属部件和难熔金属部件可在模具内组装，并且可引入陶瓷浆料以产生铸造型芯。

在另一方面，第二金属蒙皮层可围绕第一金属部件通过以下步骤形成：(a)将难熔金属粉末粘附到第一金属部件的表面上，(b)去除难熔金属粉末的第一多余部分，(c)将难熔金属粉末熔化，以及(d)去除难熔金属粉末的第二多余部分。

技术方案1. 一种铸造模，包括：

铸造型芯(200)，其包括第一金属部件(202)和包围所述第一金属部件的至少一部分的第二金属蒙皮层(204)，所述第二金属蒙皮层具有比第一金属更高的熔点，

其中，所述第一金属部件构造成使得在去除时，形成可用第三金属(212)填充的型腔(210)。

技术方案2. 如技术方案1所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括难熔金属。

技术方案3. 如技术方案1或2的任一项所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层具有不超过2毫米的厚度。

技术方案4. 如技术方案1-3的任一项所述的铸造模，其特征在于，所述第一金属部件包括铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金、金、金合金、银或银合金的至少其中一种。

技术方案5. 如技术方案1-4的任一项所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括允许接近所述第一金属部件的两个或更多开口。

技术方案6. 如技术方案1-5的任一项所述的铸造模，其特征在于，还包括：

包围所述第一金属部件或所述第二金属蒙皮层的一个或更多的至少一部分的外型壳模(208)，

其中所述外型壳模包括陶瓷。

技术方案7. 一种生产铸造部件的方法，包括：

铸造型芯(200)，其包括第一金属部件(202)和包围所述第一金属部件的至少一部分的第二金属蒙皮层(204)，所述第二金属蒙皮层具有比第一金属更高的熔点，

(a)去除所述第一金属部件以在所述第二金属蒙皮层的至少一部分内形成型腔(210)；以及

(b)添加第三金属(212)以填充第二金属蒙皮层内的所述型腔的至少一部分。

技术方案8. 如技术方案7所述的方法，其特征在于，还包括从所述铸造部件去除第二金属蒙皮层。

技术方案9. 如技术方案7或8的任一项所述的方法，其特征在于，所述第二金属蒙皮层是3维的。

技术方案10. 如技术方案7-9的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一金属部件包括具有比所述第二金属蒙皮层更低的熔点的金属。

技术方案11. 如技术方案7-10的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一金属部件包括铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金、金、金合金、银或银合金的至少其中一种。

技术方案12. 如技术方案7-11的任一项所述的方法，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括钨，钨合金，钼，或钼合金。

技术方案13. 如技术方案7-12的任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

(c)围绕所述铸造型芯形成外型壳模(208)；以及

(d)在形成所述铸造型芯之后去除所述外型壳模，

其中所述外型壳模包括陶瓷。

技术方案14. 如技术方案7-13的任一项所述的方法，其特征在于，去除所述第二金属蒙皮层包括过滤或蚀刻的至少其中一种，并且其中去除所述第一金属部件包括熔融。

技术方案15. 如技术方案7-14的任一项所述的方法，其特征在于，通过以下步骤围绕第一金属部件形成所述第二金属蒙皮层：

(e)将第二金属粉末粘附在所述第一金属部件的表面上；

(f)去除所述第二金属粉末的第一多余部分；

(g)熔化所述第二金属粉末；以及

(h)去除第二金属粉末的第二多余部分，

其中，通过将所述第一金属部件的至少一部分浸入所述第二金属粉末来将所述第二金属粉末粘附到所述第一金属部件的表面上。

实施方案1. 一种铸造模，包括：

铸造型芯，其包括第一金属部件和包围所述第一金属部件的至少一部分的第二金属蒙皮层，所述第二金属蒙皮层具有比第一金属更高的熔点，

其中，所述第一金属部件构造成使得在去除时，形成可用第三金属填充的型腔。

实施方案2.如实施方案1所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括难熔金属。

实施方案3. 如实施方案1所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层具有不超过2毫米的厚度。

实施方案4. 如实施方案1所述的铸造模，其特征在于，所述第一金属部件包括铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金、金、金合金、银或银合金的至少其中一种。

实施方案5. 如实施方案3所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括钨或钨合金。

实施方案6. 如实施方案3所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括钼或钼合金。

实施方案7. 如实施方案1所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括允许接近所述第一金属部件的两个或更多开口。

实施方案8. 如实施方案1所述的铸造模，其特征在于，还包括：

包围所述第一金属部件或所述第二金属蒙皮层的一个或更多的至少一部分的外型壳模，

其中所述外型壳模包括陶瓷。

实施方案9. 一种生产铸造部件的方法，包括：

铸造型芯，其包括第一金属部件和包围所述第一金属部件的至少一部分的第二金属蒙皮层，所述第二金属蒙皮层具有比第一金属更高的熔点，

去除所述第一金属部件以在所述第二金属蒙皮层的至少一部分内形成型腔；以及

添加第三金属以填充所述第二金属蒙皮层内的所述型腔的至少一部分。

实施方案10. 如实施方案9所述的方法，其特征在于，还包括从所述铸造部件去除第二金属蒙皮层。

实施方案11. 如实施方案9所述的方法，其特征在于，所述第二金属蒙皮层是3维的。

实施方案12. 如实施方案9所述的方法，其特征在于，所述第一金属部件包括具有比所述第二金属蒙皮层更低的熔点的金属。

实施方案13. 如实施方案11所述的方法，其特征在于，所述第一金属部件包括铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金、金、金合金、银或银合金的至少其中一种。

实施方案14. 如实施方案12所述的方法，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括钨或钨合金。

实施方案15. 如实施方案12所述的方法，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括钼或钼合金。

实施方案16. 如实施方案9所述的方法，其特征在于，还包括：

围绕所述铸造型芯形成外型壳模；以及

在形成所述铸造型芯之后去除所述外型壳模，

其中所述外型壳模包括陶瓷。

实施方案17. 如实施方案9所述的方法，其特征在于，去除所述第二金属蒙皮层包括过滤或蚀刻的至少其中一种。

实施方案18. 如实施方案9所述的方法，其特征在于，去除所述第一金属部件包括熔融。

实施方案19. 如实施方案9所述的方法，其特征在于，通过以下步骤围绕第一金属部件形成所述第二金属蒙皮层：

(a)将第二金属粉末粘附在所述第一金属部件的表面上；

(b)去除所述第二金属粉末的第一多余部分；

(c)熔化所述第二金属粉末；以及

(d)去除第二金属粉末的第二多余部分。

实施方案20. 如实施方案19所述的方法，其特征在于，通过将所述第一金属部件的至少一部分浸入所述第二金属粉末来将所述第二金属粉末粘附到所述第一金属部件的表面上。

附图说明

图1是一种增量制造工艺的流程图。

图2图示了一种根据本发明的一个实施例形成铸造部件的方法。

图3图示了一种根据本发明的一个实施例形成铸造部件的方法。

图4图示了一种根据本发明的一个实施例形成铸造部件的方法。

图5图示了一种根据本发明的一个实施例形成铸造部件的方法。

图6图示了一种根据本发明的一个实施例形成铸造部件的方法。

图7图示了一种根据本发明的一个实施例形成铸造部件的方法。

图8图示了一种根据本发明的一个实施例形成铸造部件的方法。

具体实施方式

以下联系附图陈述的详细描述旨在作为不同构造的描述而不旨在代表仅有的构造，其中可实践本文描述的概念。详细描述包括目的在于提供不同概念的透彻理解的具体细节。然而，对于本领域技术人员将会明显的是这些概念可没有这些具体细节而实践。

参考附图，其中贯穿不同的视图相同的标号代表相同的元件，图1是示出了用来在一部分表面上建造金属蒙皮层的增量制造工艺中的步骤的流程图。见标题为“ADDITIVEMANUFACTURING ON 3-D COMPONENTS”的于2015年5月14日提交的美国专利申请No. 14/711816，其公开通过引用而结合在本文中。

该工艺从现有的零件表面开始(例如，以下关于图2讨论的第一金属部件202)。术语“零件”既指原本完整的部件，也指处于不完整状态的零件，例如通过增量制造工艺制造的毛坯铸件、坯料、预制件或零件。该表面按要求适当地制备(块100)以接纳到其上的粉末材料的粘结。例如，可将污染物去除和/或用溶剂、氟化物离子清洁、喷砂使表面粗化等。

接下来，在块102中，将粉末粘附到表面上。粉末可为用于增量制造的任何合适的材料。例如，粉末可为金属、聚合物、有机物或陶瓷成分。

如本文所用，术语“粘附”指使得层以充分的粘结强度粘附在表面上，以便在后续的粉末熔化过程中保持就位。“粘附”指粉末具有超出如对于常规粉末层机械的情况那样在其自身重量下简单地静止就位的粘结或连接。例如，表面可涂覆粘性制品，其可通过诸如浸渍或喷洒等方法施加。合适的低成本粘附剂的一个非限制示例是从MN 55144 US圣保罗的3M公司可获得的可复位75喷雾粘合剂。备选地，粉末可通过其他方法例如到零件表面的静电吸引或通过粉末的磁化(如果零件是含铁的)来粘附。如本文所用，术语“层”指的是质量的增量增加而不要求层是平面的，或者覆盖特定区域或者具有特定厚度。

粉末可通过将粉末滴落或喷洒在表面上，或者通过将零件浸渍在粉末中而涂覆。粉末涂覆可以按需要可选地继之以涂刷、刮擦、吹扫或摇动以去除多余的粉末(块104)，例如以获得均匀的层。注意到粉末涂覆工艺不需要常规的粉末层或平坦的工作表面，并且零件可由任何期望的装置支撑，诸如简单的工作台、夹钳或固定装置。

一旦粉末被粘附，就使用定向能量源(诸如激光或电子束)来熔融正在建造的结构的层，块106。定向能量源发出束并且束流控制装置被用来在暴露的粉末表面上以适当的图案控制束流。暴露的粉末层由束流加热到允许其熔融、烧结、流动并凝固的温度。此步骤可称作熔化粉末。

熔化步骤可继之以按需要去除任何未熔化的粉末(例如，通过涂刷、刮擦、吹扫或摇动)，块107。此步骤是可选的，意味着其对于特定的应用可能需要或期望也可能不需要或不期望。

重复粘附粉末、去除多余的粉末且然后定向能熔融或烧结粉末的此循环，直至完成整个部件(块109)。

以上描述的总体工艺可用于形成期望的任何类型的增量结构。该工艺对于形成燃气涡轮发动机热部段部件上的冷却结构尤其有用。

本发明公开的型芯部件可用于在最终制品中提供冷却特征，诸如冷却孔、后缘冷却通道、微通道、连接两个冷却腔室的交叉孔、双重壁或近壁冷却结构中的内部冲击孔、叶片的根部转折中的翻修孔(refresher hole)，以及本领域已知的附加冷却特征。此外，可使用分级型芯部件来匹配两种或更多材料的热膨胀特性。本发明公开的型芯部件也可用来用期望元素或合金给铸造金属对象的某些区域进行添加或添补。

以上描述的增量制造技术使得能够形成几乎任何期望形状和成分的型芯部件。本发明公开的型芯部件可以可选地与其他难熔金属件或其他金属(非难熔)或陶瓷部件进行组装。在一个实施例中，在陶瓷模具的型芯部分内可利用型芯部件和任何其他可选部件，诸如用在用于喷气式飞机发动机的超合金涡轮叶片的制造中。然后可以准备模具并且将熔化的超合金灌入模具的型腔中，包括与难熔金属部件接触。与使用热学(例如熔融)或化学工艺(例如蚀刻)从形成的超合金部件去除难熔部件一起或在其之前，可使用组合的机械和化学工艺来将模制部件从模具去除。

图2-8图示了根据本发明公开的某些方面生产铸造部件212的方法200。在一方面，图2-8中图示的方法200可用来铸造诸如单晶超合金涡轮叶片的喷气式飞机部件。例如，参考图2，第一金属部件202可用作起点来制造图8中所见的最终铸造部件212。第一金属部件202可包括低熔点金属和/或合金，包括但不限于，铝、镍、铜、金和/或银或它们的组合或它们的合金的至少其中一种。此外，第一金属部件202可包括并非难熔金属的金属。

参考图3，可包围第一金属部件202形成第二金属蒙皮层204。一方面，第二金属蒙皮层204可使用在前关于图1描述的增量制造技术形成。例如，第一金属部分202可按要求准备来接纳将难熔金属粉末粘结到其上。第一金属部件202的表面的准备可包括去除污染物和/或使用溶剂、氟化物离子清洁、喷砂等粗化该表面。

接下来，根据一个示例实施例，可将难熔金属粉末粘附到第一金属部件202的表面上。难熔金属粉末可包括，但不限于，钼、铌、钽和/或钨或它们的组合或它们的合金的至少其中一种。一方面，可以可选地选择第二金属蒙皮层204的材料来通过将一种或更多元素或合金扩散到铸造部件212的材料中来局部地改变铸造部件212的成分。一些难熔金属可在熔化/液态的超合金中氧化或者分解。另外，可使用可包括在加热时形成表面保护膜的材料的第二金属蒙皮层204。例如，MoSi₂，其相应地形成SiO₂保护层。

依然参考图3，可通过在第一金属部件202的表面上滴落或喷洒难熔金属粉末，或者通过将第一金属部件202浸渍在难熔金属粉末中而涂覆难熔金属粉末。难熔金属的粉末涂覆可以按需要可选地继之以涂刷、刮擦、吹扫或摇动以从第一金属部件202去除多余的粉末，例如以获得均匀的层。

一旦难熔金属粉末被粘附到第一金属部件202上，就可使用定向能量源206(诸如激光或电子束)来熔融/烧结一层难熔金属，从而在第一金属部件202的表面上形成第二金属蒙皮层204。定向能量源206发出束流并且束流控制装置被用来在暴露的粉末表面上以适当的图案控制束流。暴露的难熔金属粉末层由束流加热到允许其熔融、烧结、流动并固化的温度。此步骤可称作将难熔金属粉末熔化成第二金属蒙皮层204。第一金属部件202上的该蒙皮层204也可以图案或间歇层(未示出)提供。例如，第二金属蒙皮层204可包括两个或更多孔，其允许通过后续的工艺接近下面的金属。接近孔然后可用来从蒙皮层内去除金属，并且可能在后续的步骤中添加铸造金属。另外，第二金属蒙皮层204可根据最终制品的期望形状形成具有均匀的厚度或者不均匀的厚度。

备选地，蒙皮层204可使用标题为“Additive manufacturing of hybrid core”的U.S. 2013/0266816中公开的增量制造技术来形成，其公开整体结合在本文中。

在前参考具体金属讨论的示例实施例并不旨在为限制性的。例如，第一金属部件202可包括具有比用于第二金属蒙皮层204的金属更低熔点的任何金属。类似地，第二金属蒙皮层204可包括具有比用于第一金属部件202的金属更高熔点的任何金属。

参考图4，外型壳部件208可包围第一金属部件202和第二金属蒙皮层204形成。外型壳模208可包括陶瓷。备选地，外型壳部件208可包围第一金属部件202形成且第一金属部件202可去除，从而在外型壳部件中形成型腔。在此备选示例中，第二金属蒙皮层204可形成在外型壳部件208中型腔的表面上。

如图5中所示，可从第二金属蒙皮层204和外型壳部件208去除第一金属部件202以形成型腔210。在一方面，可通过熔融第一金属部件202来从铸造模400去除第一金属部件202。在一个示例实施例中，第一金属部件202可选择成使得其熔点低于第二金属蒙皮层204的熔点。以这种方式，可在不熔融难熔金属204和/或对其造成损伤的情况下熔融第一金属部件202。

如图6中所示，可将液态金属灌入型腔210并凝固以形成铸造部件212。液态金属可为液态超合金。例如，液态金属可包括镍基合金，其尤其包括因科镍。

如图7中所示，在使液态金属凝固以形成铸造部件212之后，可去除外型壳模208以暴露第二金属蒙皮层204以及铸造部件212。可通过机械手段例如打破来去除外型壳模208。

参考图8，可去除第二金属蒙皮层204暴露铸造部件212。第二金属蒙皮层204的去除可通过化学手段(例如蚀刻)来去除，其包括在酸处理中沉浸。到了第二金属蒙皮层是陶瓷型芯部件的一部分的程度，可在升高的温度和/或压力下使用腐蚀性溶液来在去除第二金属蒙皮层之前或之后将陶瓷材料滤出。可使用化学手段来去除第二金属蒙皮层，该化学手段并不去除铸造部件212或导致对其的损伤。在一方面，第二金属蒙皮层通过烧结而不是熔融来完成熔化而形成。这可增加用来去除第二金属蒙皮层的选项的数量。例如，在一些情况下烧结的(不完全熔化的)金属可使用物理手段(例如摇动)来去除。此外，烧结的材料可以使用酸蚀来更容易地去除，其中腐蚀溶液更快速地侵入烧结的粉末结构。备选地，可省略图8中图示的步骤且第二金属蒙皮层204可保持在铸造部件212上。

在形成超合金铸造部件期间和/或之后可去除第一金属部件202和第二金属蒙皮层204。第一金属部件202可选择成使得其具有比第二金属蒙皮层204更低的熔点。以这种方式，可在不熔融第二金属蒙皮层204和/或对其造成损伤的情况下熔融并去除第一金属部件202。之后，可将熔融的超合金灌入通过去除第一金属部件202并通过留下第二金属蒙皮层204形成的型腔。可在使熔融的超合金凝固后执行第二金属蒙皮层204的去除来产生铸造部件(例如，涡轮叶片)。例如，第二金属蒙皮层204可使用化学手段来去除，包括但不限于，使用酸处理蚀刻。去除第二金属蒙皮层204的蚀刻可以在升高的温度和压力下在腐蚀性溶液中沉浸之前或之后实施以去除任何陶瓷。一方面，第二金属蒙皮层204可以被烧结而不是熔融。这可增加用来去除第二金属蒙皮层204的选项的数量。例如，在一些情况下烧结的(不完全熔化的)第二金属可使用物理手段(例如摇动)来去除。此外，烧结的材料可以使用酸蚀来更容易地去除，其中腐蚀溶液更快速地侵入烧结的粉末结构。

在以上示例中，第一金属部件202被用作可抛弃模型材料(pattern material)，类似于用来形成涡轮叶片的失蜡铸造工艺中的蜡。此外，第一金属部件202在失蜡铸造工艺内可结合第二金属蒙皮层204使用。在这种情况下，两种金属形成铸造型芯的一部分。然后将铸造型芯包围在蜡中且随后包围在陶瓷型壳中。去除蜡，并且之外，在用来去除蜡的相同或不同加热步骤中熔融掉第一金属部件202。第一金属部件202可用作铸造工艺中的浇口材料(gate material),其提供用于随后模制材料在被熔融掉之后的通道。备选地，在熔模铸造工艺中在型壳模的一部分内第一金属部件202可结合第二金属蒙皮层204使用。

此书面说明书使用示例来公开本发明，包括优选实施例，并且也使得任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有非实质性差异的等同结构元件，则它们旨在落入权利要求书的范围内。来自所述不同实施例的不同方面，以及对于每个此类方面的其他已知等价物，可以由本领域普通技术人员根据此申请的原理混合并匹配来构造附加的实施例和技术。

Claims (10)

1.一种铸造模，包括：

铸造型芯(200)，其包括第一金属部件(202)和包围所述第一金属部件的至少一部分的第二金属蒙皮层(204)，所述第二金属蒙皮层具有比第一金属更高的熔点，

其中，所述第一金属部件构造成使得在去除时，形成可用第三金属(212)填充的型腔(210)。

2.如权利要求1所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括难熔金属。

3.如权利要求1或2的任一项所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层具有不超过2毫米的厚度。

4.如权利要求1-3的任一项所述的铸造模，其特征在于，所述第一金属部件包括铝、铝合金、镍、镍合金、铜、铜合金、金、金合金、银或银合金的至少其中一种。

5.如权利要求1-4的任一项所述的铸造模，其特征在于，所述第二金属蒙皮层包括允许接近所述第一金属部件的两个或更多开口。

6.如权利要求1-5的任一项所述的铸造模，其特征在于，还包括：

包围所述第一金属部件或所述第二金属蒙皮层的一个或更多的至少一部分的外型壳模(208)，

其中所述外型壳模包括陶瓷。

7.一种生产铸造部件的方法，包括：

铸造型芯(200)，其包括第一金属部件(202)和包围所述第一金属部件的至少一部分的第二金属蒙皮层(204)，所述第二金属蒙皮层具有比第一金属更高的熔点，

(a)去除所述第一金属部件以在所述第二金属蒙皮层的至少一部分内形成型腔(210)；以及

(b)添加第三金属(212)以填充第二金属蒙皮层内的所述型腔的至少一部分。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括从所述铸造部件去除第二金属蒙皮层。

9.如权利要求7或8的任一项所述的方法，其特征在于，所述第二金属蒙皮层是3维的。

10.如权利要求7-9的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一金属部件包括具有比所述第二金属蒙皮层更低的熔点的金属。