EP1013360B1 - Procédé de fabrication de noyaux céramiques minces pour fonderie - Google Patents
Procédé de fabrication de noyaux céramiques minces pour fonderie Download PDFInfo
- Publication number
- EP1013360B1 EP1013360B1 EP99402794A EP99402794A EP1013360B1 EP 1013360 B1 EP1013360 B1 EP 1013360B1 EP 99402794 A EP99402794 A EP 99402794A EP 99402794 A EP99402794 A EP 99402794A EP 1013360 B1 EP1013360 B1 EP 1013360B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- ceramic
- manufacture
- core
- proportions
- band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
- B22C1/22—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing thin ceramic cores for precision foundry and its application to the realization of turbine blades.
- foundry cores of a type known as "ceramics” is particularly known in certain applications which impose the obtaining of a set of characteristics and strict criteria of quality such as holding high temperatures, lack of reactivity, stability dimensional and good mechanical characteristics.
- these applications with such requirements will include aeronautical applications and by example, obtaining in the foundry turbine blades for turbojets.
- These fields of application are related to precision casting, in particular to the process known as foundry designation for lost wax. In all cases the use of the core is involved in the manufacture of hollow parts.
- lost wax we use a core of ceramic material that is held in the mold when casting the metal, the outer surface of the core forming the inner surface of an internal cavity of the product finished that way. Precision and stability dimension of the core are therefore essential for meet the targeted thicknesses on metal parts flows.
- compositions intended for the preparation of such nuclei are given by FR-A 2 371 257 and essentially comprise fused silica, flour of zircon and cristobalite which is a form of silica crystallized, a silicone resin being used as binder and additional elements in small quantities such as lubricant and catalyst being added. The process of preparation is also described.
- the cores used for casting the parts and blades are composed of ceramic with a generally porous structure: these cores are made from a mixture consisting of a refractory fraction (in the form of particles) and an organic fraction. more or less complex.
- a refractory fraction in the form of particles
- an organic fraction more or less complex.
- the shaping of the foundry cores in particular from thermoplastic pastes, can be done by molding using, for example, a press injection. This shaping is followed by a debinding operation during which the organic fraction of the core is removed by various known means such as sublimation or thermal degradation, depending on the materials used.
- a porous structure results.
- a heat treatment of the core firing to consolidate the porous structure is then applied to the refractory fraction.
- This treatment introduces a dimensional change, in the form of a shrinkage that is often non-isotropic in the core volume, relative to the original shape. At this point, it may be necessary to reinforce the core so that it is not damaged in the next cycle of use. It is known in this case in particular to impregnate with an organic resin.
- one or more thin cores as well obtained are assembled either between them or on a nucleus central thick.
- the core assembly obtained can then be used in a foundry at lost wax according to current operations known per se of wax injection, clustering, dipping and casting the metal parts to be obtained such as vanes of turbine.
- the preparation is set to low rotation speed, of the order of 1 to 2 revolutions per minute for less 48 hours.
- the solution obtained is spread on a support 1 forming the casting bench.
- a shoe 2 provided of a conteau 3 makes it possible to obtain a strip 4 of thickness constant.
- the strip is preheated in the mold at 100 ° C for 30 minutes.
- the shape mold used is preferably metallic.
- the tape is then pressed in the next step (f).
- a pressure of 40MPa is applied for 3 minutes, the band remaining in the mold.
- the piece obtained can then, at the stage (g) next, be placed in a ceramic preform and undergo a standard cooking cycle including, in the example of realization whose compositions have been indicated previously maintained at 1250 ° C for 4 hours.
- the thin core obtained is then impregnated with a resin or an organic polymer.
- the core obtained thus has sufficient mechanical strength to allow its use in its application in foundry where it will be subjected to pressure efforts especially during the injection of wax in the known process in itself foundry lost wax.
- Figure 2 shows a thin core 5 used for the manufacture of a blade of turbine 6.
- the thin core obtained and to ensure the geometries of wanted foundry piece can then be assembled with other thin nuclei or a thick central nucleus obtained for example by a conventional method of manufacture of foundry cores.
- various techniques can be used.
- the thin core can be assembled by gluing, in using, for example, a silica-based ceramic glue colloidal and a mullite-type mineral filler in mass proportions of 30 for 70 for example.
- a relationship mechanically by tenon-mortise system can also allow to perform the assembly.
- the liaison can be provided by a quartz tube through the cores and the tube is held in its cavity by glue ceramic.
- the multi-core obtained after assembly can then be used as a standard foundry core and suffer the operations of the foundry cycle: injection of wax, implementation bunch, soaked, pouring the piece to get, cooling, elimination of the nucleus.
- One of the advantages of using compliant thin cores to the invention is to facilitate the operations of point of the cooling of the parts with cavities obtained such only turbine blades. Indeed, the modifications are facilitated because the cores obtained are machinable.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
De manière connue en soi, la mise en forme des noyaux de fonderie, notamment à partir de pâtes thermoplastiques, peut se faire par moulage en utilisant par exemple une injection à la presse. Cette mise en forme est suivie d'une opération de déliantage au cours de laquelle la fraction organique du noyau est éliminée par divers moyens connus tels que sublimation ou dégradation thermique, suivant les matériaux utilisés. Une structure poreuse en résulte. Un traitement thermique de cuisson du noyau permettant de consolider la structure poreuse est alors appliqué à la fraction réfractaire. Ce traitement introduit une modification dimensionnelle, sous forme d'un retrait qui est souvent non isotrope dans le volume du noyau, par rapport à la forme initiale.
A ce stade, il peut être nécessaire de renforcer le noyau afin qu'il ne soit pas endommagé dans le cycle suivant d'utilisation. Il est connu dans ce cas notamment d'effectuer une imprégnation au moyen d'une résine organique.
- la figure 1 montre un schéma de réalisation d'une opération de coulage en bande ;
- la figure 2 montre un exemple d'application d'un noyau mince conforme à l'invention pour une aube de turbine.
- d'une part, 30% d'un matériau céramique composé en proportions massiques de 70% de silice et de 30% de zircon,
- d'autre part, 70% d'un matériau liant composé en proportions massiques de 50% à 70% de produit solvant qui, dans un exemple de réalisation, peut être constitué d'un mélange azéotropique de méthyléthylcétone et d'éthanol, de 15% à 20% de produit liant qui dans cet exemple est constitué de polyvinylbutyral, d'un plastifiant constitué dans cet exemple de 5% à 10% de dibutylphtalate et de 10% à 15% de polyéthylèneglycol et enfin de 1% de produit dispersant constitué dans cet exemple d'ester phosphorique.
- créer des promoteurs de turbulence sous forme de pontets ou nervures après avoir réalisé le noyau,
- développer des ponts thermiques, des cloisons,
- obtenir un refroidissement modulable par zone,
- positionner l'émission d'air froid à un endroit déterminé sur le profil d'une aube par exemple,
- refroidir le sommet d'aube dans le cas d'une aube mobile, l'air venant impacter du pied vers le sommet d'aube directement,
- ménager une sortie directe du noyau mince dans le sommet d'aube ou dans le bord de fuite d'une aube pour évacuer le débit d'air de refroidissement.
Claims (8)
- Procédé de fabrication de noyaux céramiques minces pour fonderie de précision caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes successives :(a) préparation d'une solution comprenant en proportions massiques 30% d'un matériau céramique composé en proportions massiques de 70% de silice et 30% de zircon et 70% d'un matériau liant composé en proportions massiques de 50% à 70% de produit solvant, de 15% à 20% d'un produit liant, d'un plastifiant ayant 5% à 10% d'un premier produit et 10% à 15% d'un second produit et de 1% d'un produit dispersant ;(b) coulage en bande sur un support d'une bande d'épaisseur constante à partir de la solution obtenue à l'étape (a) ;(c) séchage de la bande obtenue à l'étape (b) ;(d) mise en forme dans un moule ;(e) préchauffage de la bande dans le moule à 100°C pendant 30 minutes ;(f) pressage de la bande dans le moule sous une pression de 40MPa pendant 3 minutes ;(g) cuisson de la pièce obtenue à l'étape (f) dans une préforme en céramique dans les conditions de température et durée déterminées pour le matériau céramique ;(h) imprégnation du noyau obtenu à l'étape (g) par une résine ou un polymère organique.
- Procédé de fabrication de noyaux céramiques minces selon la revendication 1 dans lequel après préparation de la solution à l'étape (a), une opération complémentaire est effectuée :(a1) mise en rotation de la solution obtenue à faible vitesse, de 1 à 2 tours par minute pendant au moins 48 heures de manière à obtenir une désaération de la solution.
- Procédé de fabrication de noyaux céramiques minces selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel à l'étape (g), la cuisson est effectuée à 1250°C pendant 4 heures.
- Procédé de fabrication de noyaux céramiques caractérisé en ce qu'au moins un noyau céramique mince obtenu par un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3 est assemblé avec au moins un autre noyau céramique mince et/ou sur un noyau central épais obtenu par un procédé classique de fabrication de noyau.
- Procédé de fabrication de noyaux céramiques selon la revendication 4 dans lequel ledit assemblage est obtenu par collage.
- Procédé de fabrication de noyaux céramiques selon la revendication 5 dans lequel ledit collage est effectué au moyen d'une colle céramique à base de silice colloïdale et d'une charge minérale à base de mullite dans des proportions massiques de 30 pour 70.
- Procédé de fabrication de noyaux céramiques selon la revendication 4 dans lequel ledit assemblage est obtenu par une liaison mécanique du type tenon-mortaise.
- Procédé de fabrication de noyaux céramiques selon la revendication 4 dans lequel ledit assemblage est obtenu au moyen d'un tube de quartz traversant les noyaux et maintenu par de la colle céramique.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9814168A FR2785836B1 (fr) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | Procede de fabrication de noyaux ceramiques minces pour fonderie |
FR9814168 | 1998-11-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1013360A1 EP1013360A1 (fr) | 2000-06-28 |
EP1013360B1 true EP1013360B1 (fr) | 2004-01-21 |
Family
ID=9532605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP99402794A Expired - Lifetime EP1013360B1 (fr) | 1998-11-12 | 1999-11-10 | Procédé de fabrication de noyaux céramiques minces pour fonderie |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6286582B1 (fr) |
EP (1) | EP1013360B1 (fr) |
DE (1) | DE69914299T2 (fr) |
FR (1) | FR2785836B1 (fr) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7418993B2 (en) | 1998-11-20 | 2008-09-02 | Rolls-Royce Corporation | Method and apparatus for production of a cast component |
US6932145B2 (en) | 1998-11-20 | 2005-08-23 | Rolls-Royce Corporation | Method and apparatus for production of a cast component |
US6720028B1 (en) | 2001-03-27 | 2004-04-13 | Howmet Research Corporation | Impregnated ceramic core and method of making |
US20040159985A1 (en) * | 2003-02-18 | 2004-08-19 | Altoonian Mark A. | Method for making ceramic setter |
FR2875425B1 (fr) * | 2004-09-21 | 2007-03-30 | Snecma Moteurs Sa | Procede de fabrication d'une aube de turbomachine, assemblage de noyaux pour la mise en oeuvre du procede. |
FR2878458B1 (fr) | 2004-11-26 | 2008-07-11 | Snecma Moteurs Sa | Procede de fabrication de noyaux ceramiques de fonderie pour aubes de turbomachines, outil pour la mise en oeuvre du procede |
US7093645B2 (en) * | 2004-12-20 | 2006-08-22 | Howmet Research Corporation | Ceramic casting core and method |
JP4559472B2 (ja) * | 2005-10-06 | 2010-10-06 | 三菱電機株式会社 | ターボファン、空気調和機 |
US20070221359A1 (en) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | United Technologies Corporation | Methods and materials for attaching casting cores |
FR2914871B1 (fr) | 2007-04-11 | 2009-07-10 | Snecma Sa | Outillage pour la fabrication de noyaux ceramiques de fonderie pour aubes de turbomachines |
CN102079653B (zh) * | 2010-12-06 | 2013-05-08 | 北京航空航天大学 | 航空发动机叶片用硅基陶瓷型芯的制备方法 |
FR3022810B1 (fr) * | 2014-06-30 | 2019-09-20 | Safran Aircraft Engines | Procede de fabrication d'un noyau pour le moulage d'une aube |
CN104384452A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-04 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种薄壁硅基陶瓷型芯制备工艺 |
US10507515B2 (en) | 2014-12-15 | 2019-12-17 | United Technologies Corporation | Ceramic core for component casting |
DE102015111418A1 (de) | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Nemak, S.A.B. De C.V. | Verfahren zum Herstellen eines Gießkerns und Gießkern |
US20190060982A1 (en) | 2017-08-29 | 2019-02-28 | General Electric Company | Carbon fibers in ceramic cores for investment casting |
KR20200045095A (ko) | 2018-10-22 | 2020-05-04 | 한국기계연구원 | 세라믹 판의 제조 방법 및 이를 제조하기 위한 성형부재 |
CN110439627B (zh) * | 2019-08-30 | 2022-02-11 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种叶片的气膜孔及尾劈缝孔防护方法 |
FR3113255B1 (fr) | 2020-08-06 | 2022-10-07 | Safran | Protection contre l’oxydation ou la corrosion d’une pièce creuse en superalliage |
FR3113254B1 (fr) | 2020-08-06 | 2022-11-25 | Safran | Protection contre l’oxydation ou la corrosion d’une pièce creuse en superalliage |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4093017A (en) * | 1975-12-29 | 1978-06-06 | Sherwood Refractories, Inc. | Cores for investment casting process |
US4190450A (en) | 1976-11-17 | 1980-02-26 | Howmet Turbine Components Corporation | Ceramic cores for manufacturing hollow metal castings |
US4532974A (en) * | 1981-07-03 | 1985-08-06 | Rolls-Royce Limited | Component casting |
FR2626794B1 (fr) | 1988-02-10 | 1993-07-02 | Snecma | Pate thermoplastique pour la preparation de noyaux de fonderie et procede de preparation desdits noyaux |
US4989664A (en) * | 1988-07-07 | 1991-02-05 | United Technologies Corporation | Core molding composition |
JPH0790358B2 (ja) * | 1990-03-17 | 1995-10-04 | 東芝セラミックス株式会社 | 連続鋳造用ノズルの成形方法 |
US5273104A (en) * | 1991-09-20 | 1993-12-28 | United Technologies Corporation | Process for making cores used in investment casting |
US5394932A (en) * | 1992-01-17 | 1995-03-07 | Howmet Corporation | Multiple part cores for investment casting |
FR2711082B1 (fr) * | 1993-10-13 | 1995-12-01 | Snecma | Procédé de fabrication de noyaux céramiques pour fonderie. |
US5711833A (en) * | 1995-07-25 | 1998-01-27 | Thermicedge Corporation | Process for the production of thin walled ceramic structures |
-
1998
- 1998-11-12 FR FR9814168A patent/FR2785836B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-11-09 US US09/436,770 patent/US6286582B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-10 DE DE69914299T patent/DE69914299T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-10 EP EP99402794A patent/EP1013360B1/fr not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69914299T2 (de) | 2004-11-25 |
FR2785836B1 (fr) | 2000-12-15 |
US6286582B1 (en) | 2001-09-11 |
DE69914299D1 (de) | 2004-02-26 |
EP1013360A1 (fr) | 2000-06-28 |
FR2785836A1 (fr) | 2000-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1013360B1 (fr) | Procédé de fabrication de noyaux céramiques minces pour fonderie | |
US20050006047A1 (en) | Investment casting method and cores and dies used therein | |
JP6097307B2 (ja) | 可動ブレード用セラミックコアの製造方法、セラミックコアおよび可動ブレード | |
JP6276514B2 (ja) | セラミックマトリックス複合材料内の内部キャビティ及びそのためのマンドレルを作成する方法 | |
CA2759647C (fr) | Procede de fabrication d'un ensemble comprenant une pluralite d'aubes montees dans une plateforme | |
JP2013256436A5 (fr) | ||
FR3069179A1 (fr) | Procede de fabrication de pieces de forme complexe par moulage par injection de poudres metalliques. | |
WO2014053751A1 (fr) | Procede de fabrication d'une piece aerodynamique par surmoulage d'une enveloppe ceramique sur une preforme composite | |
EP0648560B1 (fr) | Procédé de fabrication de noyaux céramiques pour fonderie | |
US4148350A (en) | Method for manufacturing a thermally high-stressed cooled component | |
JPS59109304A (ja) | ラジアル型セラミツクタ−ビンロ−タの製造法 | |
JP2016514054A (ja) | セラミックコアの補修方法 | |
WO2016071619A1 (fr) | Procédé pour fabriquer une pale de turbine en céramique. | |
JPH0627482B2 (ja) | ラジアル型セラミックタービンローターの製法 | |
WO2016001564A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un noyau pour le moulage d'une aube | |
JP2003170245A (ja) | 中子材のコーティング方法及び中空構造物の製造方法 | |
WO2021023925A1 (fr) | Procede de fabrication d'une piece metallique | |
EP0478413A1 (fr) | Procédé de préparation d'un moule de fonderie à partir de mousse alvéolaire et barbotines céramiques utilisées | |
EP3980207B1 (fr) | Procede de fabrication de piece de turbomachine par moulage mim | |
FR3098747A1 (fr) | Procede de fabrication d’une piece metallique | |
CA2960059C (fr) | Procede de production d'un noyau ceramique | |
EP4382226A1 (fr) | Outil comprenant un matériau eutectique, procédé de fabrication de l'outil et procédé d'utilisation de l'outil | |
FR3054149A1 (fr) | Procede de fabrication de moule carapace | |
FR3098740A1 (fr) | Procede de fabrication d’une piece metallique | |
FR3129102A1 (fr) | Procede de fabrication d’une aube composite pour un moteur d’aeronef |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19991119 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
AKX | Designation fees paid |
Free format text: DE FR GB |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: SNECMA MOTEURS |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR GB |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 69914299 Country of ref document: DE Date of ref document: 20040226 Kind code of ref document: P |
|
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 20040317 |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed |
Effective date: 20041022 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: CD |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 17 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 18 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 19 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: CD Owner name: SAFRAN AIRCRAFT ENGINES Effective date: 20170717 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 20 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20181023 Year of fee payment: 20 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20181024 Year of fee payment: 20 Ref country code: GB Payment date: 20181024 Year of fee payment: 20 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R071 Ref document number: 69914299 Country of ref document: DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: PE20 Expiry date: 20191109 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION Effective date: 20191109 |