ES2564407T3 - Características de refrigeración del fundido especialmente para álabes de turbina - Google Patents

Características de refrigeración del fundido especialmente para álabes de turbina Download PDF

Info

Publication number
ES2564407T3
ES2564407T3 ES14158655.2T ES14158655T ES2564407T3 ES 2564407 T3 ES2564407 T3 ES 2564407T3 ES 14158655 T ES14158655 T ES 14158655T ES 2564407 T3 ES2564407 T3 ES 2564407T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
core
fugitive
mold
mold wall
insert
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.)
Active
Application number
ES14158655.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Boyd A. Mueller
Michael A. Pepper
Darren K. Rogers
Gail R. Cole
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Howmet Corp
Original Assignee
Howmet Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Howmet Corp filed Critical Howmet Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2564407T3 publication Critical patent/ES2564407T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02—Lost patterns
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187—Convection cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C21/00—Flasks; Accessories therefor
    • B22C21/12—Accessories
    • B22C21/14—Accessories for reinforcing or securing moulding materials or cores, e.g. gaggers, chaplets, pins, bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/186—Film cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Un procedimiento de fabricación de un molde para colar un artículo de metal o de aleación, que comprende las etapas de: - incorporar al menos un inserto fugitivo (50, 50') en un material cerámico de manera que forme un núcleo (100, 100') y al menos una porción de una pared de molde integral cooperante (102a, 102b), en la que el núcleo (100, 100') define una característica interna que va a ser transferida al artículo colado y la al menos una porción de la pared de molde (102a, 102b) tiene una superficie interior que define una característica externa que va a ser transferida al artículo colado; - eliminar selectivamente el inserto fugitivo (50, 50'); e - incorporar el núcleo (100, 100') y la al menos una porción de la pared de molde integral cooperante (102a, 102b) en un molde (11, 11') para recibir el metal o aleación fundido.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Caractensticas de refrigeracion del fundido especialmente para alabes de turbina Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a la colada de artfculos manufacturados de metal o de aleacion y, mas en particular, a un procedimiento de fabricacion de un nucleo ceramico y un molde, o porcion de molde, ceramico integral coope- rante, que es util, aunque no esta limitado a, para colar un alabe de turbina con caractensticas de refrigeracion del fundido y un control del grosor de la pared externa colada mejorado.
Antecedentes de la invencion
La mayor parte de los fabricantes de motores de turbinas de gas estan evaluando alabes de turbina de paredes delgadas avanzadas, de multiples paredes, (es decir, palas o aletas de turbina) que incluyen canales de refrigeracion de aire intrincados para mejorar la eficiencia de la refrigeracion interna del alabe para permitir un mayor empuje del motor y proporcionar una vida de servicio satisfactoria del alabe. Sin embargo, los sistemas de refrigeracion para motores de avion avanzados de gran empuje son complejos, implicando a menudo multiples caractensticas de refrigeracion de paredes delgadas y no planas. Los nucleos ceramicos que definen estos esquemas de refrigeracion avanzados son formados convencionalmente forzando un compuesto ceramico dentro de utiles de acero, pero la complejidad del nucleo esta limitada por las capacidades de diseno / fabricacion de los utiles. Por lo tanto, los esquemas de refrigeracion complejos avanzados a menudo estan basados en el montaje de multiples piezas de nucleo ceramico despues de la coccion. El montaje requiere mano de obra especializada y produce una variabilidad de las dimensiones del nucleo debido a la falta de coincidencia entre los componentes de nucleo montados, mientras que la naturaleza fragil de los nucleos cocidos produce una elevada cantidad de chatarra por la manipulacion y se re- quieren concesiones en los esquemas de refrigeracion avanzados para permitir el montaje y el posicionamiento del conjunto del nucleo o de multiples piezas de nucleo en la colada subsiguiente.
Algunas geometnas de nucleos requieren la formacion de multiples insertos fugitivos de nucleo para definir caractensticas que no operan en planos comunes, incluyendo: (1) multiples segmentos de nucleo de coquilla, (2) caractensticas de borde de salida (por ejemplo, pedestales y salidas), (3) caractensticas de borde de ataque (por ejemplo, entrecruzamientos), y (4) caractensticas que se curvan a lo largo de la longitud del alabe. La formacion de multiples insertos fugitivos y el montaje de los mismos en un molde de nucleo presenta un problema similar al creado por el conjunto del nucleo. El contacto mtimo entre los insertos no se puede asegurar cuando se cargan en una matriz del nucleo, ya sea debido a la variabilidad dimensional de los insertos individuales o a esquemas de posicionamiento deficientes en la matriz del nucleo. El posterior moldeo del material del nucleo ceramico puede resultar en la forma- cion de rebabas en la union de dos segmentos de inserto fugitivos. Aunque las rebabas son comunes en el moldeo de nucleos ceramicos y son eliminadas como parte del procesamiento estandar, las rebabas alrededor o entre los insertos fugitivos pueden residir en cavidades internas, ocultas o como parte de caractensticas intrincadas, en las que la inspeccion y eliminacion no son posibles. Cualquier rebaba de este tipo que permanezca en el nucleo cerami- co cocido puede alterar el flujo de aire en la pala o aleta colada.
Las patentes norteamericanas numeros 5 295 530 y 5 545 003 describen disenos avanzados de palas o aletas de turbina de paredes delgadas, de multiples paredes, que incluyen canales de refrigeracion de aire intrincados para este fin.
En la patente norteamericana numero 5 295 530, un conjunto del nucleo de paredes multiples esta hecho recubrien- do un primer nucleo ceramico de pared delgada con cera o plastico, un segundo nucleo ceramico similar se posicio- na sobre el primer nucleo ceramico recubierto usando espigas de posicionamiento temporales, unos orificios son perforados a traves de los nucleos ceramicos, una varilla de posicionamiento es insertada en cada orificio perforado y a continuacion el segundo nucleo es recubierto entonces con cera o plastico. Esta secuencia se repite de acuerdo con lo que sea necesario para construir el conjunto del nucleo ceramico de paredes multiples.
Este procedimiento de montaje de nucleo es bastante complejo, consumidor de tiempo y costoso como resultado de la utilizacion de conexiones multiples y otras varillas y de los orificios taladrados en los nucleos para recibir las vari- llas. Ademas, este procedimiento de montaje de nucleo puede producir una perdida de precision dimensional y de repetibilidad de los conjuntos de nucleo y por lo tanto de las piezas coladas de alabes producidas utilizando tales conjuntos de nucleo.
La patente norteamericana numero 6.626.230 describe la formacion de multiples elementos de modelo fugitivos de pared delgada (por ejemplo, cera) como una unica pieza o como elementos individuales que se unen unos a los otros por medio de un adhesivo para formar un conjunto de modelo que se coloca en una matriz de nucleo ceramico para moldear un nucleo de una pieza.
La patente norteamericana numero 7.258.156 describe el uso de nucleos ceramico y nucleos de metal refractario que se utilizan para formar las salida del pasaje de refrigeracion del borde de salida o caractensticas de refrigeracion
2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
del fundido del convoluto del alabe en el que los nucleos son eliminados para definir caractensticas de refrigeracion interna.
El documento EP2 522 444 A1 describe un procedimiento de fabricacion de nucleos ceramicos de capas multiples en los que que al menos un inserto fugitivo de nucleo es preformado y, a continuacion, al menos, otro inserto fugitivo de nucleo es formado in-situ conectado al inserto de nucleo preformado para formar nucleos complejos con paredes internas que no pueden ser inspeccionadas o reparadas facilmente una vez que el nucleo esta formado.
El documento US 2011/0132562 A1 describe productos de aleacion que son producidos con un proceso de colado sin cera. Un modelo de un recipiente ceramico colado que define una forma deseada del producto es dividido digi- talmente en secciones. Cada seccion se convierte en una herramienta maestra de aleacion blanda que incluye los insertos donde sean necesarios para los detalles finos. Un molde flexible es colado fundido a partir de cada herramienta maestra, y una seccion del recipiente ceramico colado es colada fundida a partir del molde flexible respecti- vo. No se necesitan utiles de cera o modelos de cera para producir el producto de aleacion colada.
Sumario de la invencion
La presente invencion proporciona un procedimiento util, aunque no limitado a, para hacer un molde para la colada de alabes avanzados de turbina (por ejemplo, palas y aletas de turbina de gas) que pueden incluir caractensticas complejas de refrigeracion internas y / o externas del fundido para mejorar la eficiencia de la refrigeracion del alabe durante la operacion en la corriente de gas caliente de turbina de gas.
Un procedimiento ilustrativo incluye las etapas de incorporar al menos un inserto fugitivo en un material ceramico de manera que forme un nucleo y al menos una porcion de pared de molde integral cooperante en el que el nucleo define una caractenstica interna que va a ser transferido al artfculo colado y la al menos una porcion de la pared de molde tiene una superficie interior que define una caractenstica externa que va a ser transferida al artfculo colado, eliminando selectivamente el inserto fugitivo, e incorporando el nucleo y la al menos una porcion de pared de molde integral cooperante en un molde para recibir el metal o aleacion colado, en el que el nucleo define una caractenstica interna que va a ser transferida al artfculo colado y la pared de molde tiene una superficie interior que define una caractenstica externa que va a ser transferida al artfculo colado. La solidificacion del metal o aleacion colado en el molde produce tales caractensticas internas y externas del fundido del artfculo colado. La presente invencion puede ponerse en practica para formar un nucleo con solo una porcion de pared de molde integral cooperante en el que las porciones de pared de molde que faltan se pueden formar posteriormente por etapas de colada en coquilla de reves- timiento convencional para proporcionar una coquilla de molde completa alrededor del nucleo. Alternativamente, la presente invencion puede ser practicada para formar en una unica etapa en la primera matriz un nucleo ceramico y un molde ceramico cooperante integral sustancialmente completo para la colada de un alabe de turbina u otro artfcu- lo de fabricacion.
En la practica de la presente invencion para colar un alabe de turbina, ciertas superficies del nucleo pueden formar caractensticas de refrigeracion internas del fundido tales como pasajes de aire de refrigeracion internos con genera- dores de turbulencias para aumentar la eficiencia de la refrigeracion, mientras que la superficie interior de la pared de molde integral cooperante puede formar orificios de salida de aire de refrigeracion externos del fundido que pene- tran en el alabe externo adyacente, y caractensticas en la superficie externa de la pieza colada que mejoran el ren- dimiento tales como caractensticas que reducen la resistencia aerodinamica o ayudan a la adherencia del recubri- miento, cuando se solidifica el metal o aleacion colado.
La practica de la presente invencion es ventajosa en que las caractensticas de refrigeracion externas complejas, tales como orificios de salida de aire de refrigeracion en pelfcula y / o caractensticas que reducen la resistencia ae- rodinamica o ayudan en la adherencia del recubrimiento, pueden ser superficies externas del fundido de los alabes en localizaciones y / u orientaciones que no son posibles con operaciones de mecanizado posteriores a la colada, tales como taladrado, con formas y estrechamientos progresivos para mejorar el rendimiento de la refrigeracion y con un mejor control del grosor de la pared colada externo e interno. Ademas, las caractensticas de dilatacion termi- ca del nucleo y de la pared de molde cooperante se hacen coincidir al menos en la region local y se pueden adaptar para proporcionar las propiedades termicas y / o mecanicas deseadas en el molde en su totalidad o localmente para reducir el rasgado en caliente en piezas coladas equiaxiales, recristalizacion local en piezas coladas DS / SC, y / o proporcionar control local de tamano de grano. Ademas, la practica de ciertas realizaciones de la invencion se puede usar para reducir o eliminar la extension de las etapas de en coquillas de revestimiento convencionales necesarias para formar el molde.
Otras ventajas de la practica de la presente invencion seran mas facilmente evidentes a partir de la descripcion deta- llada que sigue considerada con los dibujos que siguen.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de una pala de turbina de metal o aleacion colado que tiene un mo- delo de orificios de salida de aire de refrigeracion del fundido que penetran en la superficie externa del ala- be y se comunican con los pasajes de aire de refrigeracion internos del fundido como se muestra en la figura 2.
La figura 2 es una vista en seccion tomada a lo largo de un unico plano de la pala de turbina de metal o de aleacion que se ha tornado normal al eje de apilamiento de la pala de turbina de la figura 1, que muestran los orificios de salida de aire de refrigeracion del fundido conectados a los pasajes de aire de refrigeracion internos colados que son formados cuando el nucleo es eliminado.
La figura 3 es una vista en seccion de un Inserto transitorio (fugitivo) que reside en una primera matriz de moldeo en el que material ceramico es moldeado por inyeccion o por transferencia para incorporar el inserto transitorio dentro de un componente ceramico util para la colada despues de eliminar el inserto.
La figura 3A es una vista ampliada de escala de la region A de la figura 3.
La figura 3B es una vista ampliada de escala de la region B de la figura 3.
La figura 4 es una vista en seccion del inserto transitorio (fugitivo) despues de que se formen el nucleo
ceramico y las paredes del molde integral cooperante.
La figura 5 es una vista en seccion del inserto transitorio (fugitivo) despues de que se formen el nucleo
ceramico y las paredes del molde integral cooperante y despues de una coquilla del molde sea recubierta
alrededor de las regiones del nucleo con fin de proporcionar una coquilla del molde completa.
La figura 6A a 6E ilustran diferentes tipos de configuraciones de orificios de aire de refrigeracion que se pueden formar en virtud de realizaciones ilustrativas de la invencion.
La figura 7 es una vista en seccion de un inserto transitorio (fugitivo) que reside en una primera matriz de moldeo que esta disenada para formar una coquilla de molde sustancialmente completa y el nucleo alrededor del inserto cuando el material ceramico es moldeado por inyeccion o por transferencia.
Descripcion de la invencion
Con el fin de hacer que los esquemas de aire de refrigeracion de los alabes de los motores de turbina de gas aereas y / o industriales sean mas eficaces, especialmente de las palas y aletas de turbinas de alta presion (en la presente memoria descriptiva y en lo que sigue alabes de turbina), las caractensticas de refrigeracion internas, tales como pasajes de refrigeracion por aire, pedestales de soporte, etc., asf como caractensticas de refrigeracion externas, tales como orificios de salida de aire de refrigeracion de pelfcula, generadores de turbulencias de mejora de refrigeracion, etc. necesitan partir y dirigir con precision el aire de refrigeracion de tal manera que su presion este controla- da y se dirija a las regiones mas necesitadas de la pala o aleta. La practica de la presente invencion permite la pro- duccion de geometnas de alabes complejas con caractensticas de refrigeracion del fundido complejas internas y externas y un mejor control de grosor de pared colada externa.
Aunque la presente invencion se describira a continuacion en conexion con la colada de alabes de turbina avanza- dos (por ejemplo palas y aletas de turbina de gas coladas) que puede incluir caractensticas de refrigeracion de aire internas y externas complejas coladas para mejorar la eficiencia de la refrigeracion del alabe durante el funciona- miento en la corriente de gas caliente en la turbina de gas, la invencion no esta limitada a alabes de turbina y puede ser practicada para producir otros artfculos colados que incluyen caractensticas internas y / o externas complejas del fundido de conformidad con una especificacion de diseno particular.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, una pala de turbina de gas colada 10 se ilustra teniendo una region de alabe 10a, una region de rafz 10b, y una region de plataforma 10c situada entre la region de alabe y la region de rafz. La region de alabe 10a se muestra teniendo un modelo de orificios de salida de aire de refrigeracion del fundido 20 comunicados con la superficie externa del alabe y tambien comunicados con los pasajes de aire de refrigeracion internos del fundido 22 que conducen a y se comunican con los pasajes de aire de refrigeracion principales 23 que recibe el aire de refrigeracion. La disposicion espacial particular y el numero orificios de salida de aire de refrigeracion del fundido 20 y los pasajes de aire de refrigeracion 22, 23 se muestran solamente con fines de ilustracion y no de limitacion, puesto que cada diseno particular de alabe de turbina puede ser diferente en este sentido.
La pala de turbina de gas 10 (o aleta) se puede colar utilizando superaleaciones convencionales basadas en mquel, superaleaciones de cobalto, titanio, aleaciones de titanio y otros metales o aleaciones adecuadas, incluyendo mate- riales intermetalicos. La practica de la presente invencion no esta limitada a ningun metal o aleacion en particular. Por otra parte, la pala (o aleta) de turbina se pueden colar utilizando diferentes procesos de colada convencionales
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
que incluyen, pero no se limitan a, procesos de colada equiaxiales para producir una pala o aleta de turbina de grano equiaxial, procesos de colada de solidificacion direccional para producir una pala o aleta de turbina de grano columnar y procesos de colada de monocristal para producir una pala o aleta de turbina de monocristal. La practica de la presente invencion no esta limitada a ningun proceso de colada en particular.
Haciendo referencia a las figuras 3, 4 y 5, una realizacion ilustrativa de procedimiento de acuerdo con la presente invencion se muestra con fines de ilustracion y no de limitacion. En esta realizacion se proporciona un inserto transi- torio (fugitivo) 50 para su posicionamiento en una matriz de moldeo D de nucleo como se muestra mejor en la figura 3, que ilustra el inserto fugitivo 50 que incluye las cavidades principales internas 51 del inserto y los pasajes internos 53 del inserto comunicadas a las cavidades 55a, 55b de formacion de la pared de molde asociadas formadas como se muestra por la cooperacion de las superficies de inserto y los rebajes de la superficie interior de la matriz de moldeo D. Las cavidades 51, los pasajes 53, y las cavidades 55a, 55b se llenan posteriormente con el material ceramico por moldeo por inyeccion o por transferencia, o vertiendo un material ceramico adecuado. El inserto fugitivo prefor- mado 50 puede ser moldeado como una unica pieza, sobremoldeado en dos o mas inyecciones, o como multiples piezas moldeadas por inyeccion o piezas parciales moldeadas por inyeccion, y montadas juntas. El sobremoldeo para proporcionar un inserto fugitivo de piezas multiples se describe en el documento EP 2 522 444 A1.
Ademas, aunque el inserto fugitivo 50 se muestra por conveniencia como una unica pieza en las figuras 3 y 4, el inserto fugitivo 50 puede comprender multiples componentes o piezas de inserto preformadas moldeadas indivi- dualmente y que despues se montan juntas y se colocan en la matriz de moldeo D. Los componentes o piezas multiple preformados de inserto se pueden montar juntos en relacion apropiada con adhesivo, entrelazados entre los componentes, y / o sobremoldeados para formar colectivamente la configuracion de inserto fugitivo final deseada.
El inserto fugitivo 50, ya sea de una unica pieza o de multiples piezas, puede ser moldeado de un material fugitivo que pueden tolerar las condiciones de temperatura que se emplean tipicamente para formar los nucleos ceramicos utilizando aglutinantes termoplasticos o termoestables por moldeo por inyeccion o por transferencia, o por vertido. Dicha temperatura puede variar de 37,8°C a 204,4°C. Con fines de ilustracion y no de limitacion, el inserto fugitivo 50 puede estar hecho de resinas solubles o polfmeros de cristal lfquido de alta temperatura, que son solubles en agua u otros lfquidos tales como alcoholes, acidos debiles o fuertes, cetonas y alcoholes minerales.
La figura 3 muestra el inserto fugitivo 50 colocado en la matriz de moldeo D del nucleo mostrando las figuras 3A y 3B vistas ampliadas de las regiones A y B, respectivamente, de la figura 3. El inserto fugitivo 50 se puede posicionar en relacion apropiada en la cavidad de la matriz de moldeo usando caractensticas moldeadas sobre la superficie del mismo inserto 50 y / o mediante el uso de espigas de posicionamiento (no mostradas) conocidas tambien como espigas de localizacion o soportes de macho. El material ceramico se introduce en la matriz de moldeo para llenar las cavidades 51, los pasajes 53, y las cavidades 55 de molde de formacion de pared y se deja curar y / o asentarse durante un tiempo para alcanzar un estado ceramico ngido. Con este fin, con los propositos de ilustracion y no de limitacion, el material ceramico puede comprender materiales de nucleo ceramico basados en sflice, basados en alumina, basados en circon, basados en circonio, basados en itria, basados en erbia u otros adecuados en las mez- clas de lechadas conocidas por los expertos en la tecnica que contiene un aglutinante termoplastico o termoestable. Los materiales de nucleo ceramico adecuados se describen en la patente norteamericana numero 5 394 932. El material de nucleo se elige para que sea qmmicamente lixiviable desde el alabe colado de turbina formado alrededor del mismo como es conocido. El material ceramico es inicialmente fluido (por ejemplo una lechada ceramica) para moldeo por inyeccion o por transferencia, o por vertido y se cura y / o se asienta al estado ngido en la matriz de moldeo.
La figura 4 muestra el nucleo ceramico 100 y las porciones de pared de molde integral cooperante 102a, 102b formadas en el inserto fugitivo 50 como resultado del material ceramico que llena las cavidades 51 del inserto, los pasajes 53, y las cavidades 55a, 55b despues de la extraccion del conjunto de la matriz de moldeo D. En esta realizacion de la invencion, es evidente que solo una porcion de la pared de molde 102a esta formada alrededor del inserto fugitivo 50 en la etapa precedente que se muestra en la figura 3. De acuerdo con una secuencia de procesamiento, el inserto fugitivo 50 es eliminado selectivamente del nucleo 100 y las porciones de pared de molde 102a, 102b, que a continuacion son cocidas a temperatura elevada como se describe en el presente documento para desarrollar la resistencia deseada de nucleo / pared para su procesamiento posterior. Un segundo modelo fugitivo, tal como cera o plastico, esta formado en el nucleo cocido 100 y las porciones de pared de molde 102a, 102b para proporcionar un conjunto de modelos. Por ejemplo, el nucleo cocido 100 con porciones de pared de molde integral 102a, 102b se coloca en una matriz de inyeccion de modelo, y un modelo fugitivo deseado es formado en el nucleo cocido 100 y porciones de pared de molde integral 102a, 102b. El conjunto de modelos resultante se asemeja al conjunto que se muestra en la figura 4 con un segundo modelo que reemplaza al inserto fugitivo 50. Con este fin, el caracter de referencia P se muestra inmediatamente debajo del numeral de referencia del inserto de nucleo 50 en la figura 4. El uso del segundo modelo puede ser ventajoso para permitir la inclusion de una rafz de modelo adicional, plataforma o caractensticas de alabe en otras lmeas de seccion o planos del modelo de pala de turbina que no puede ser propor- cionado en el inserto fugitivo 50 debido a complicaciones de la geometna del nucleo y tambien permite la seleccion y uso de un material de modelo mas facil de eliminar que el material de inserto de tal manera que la eliminacion selec- tiva del modelo del molde / nucleo final se puede realizar mas facil y completamente que con el material del nucleo
5
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
de inserto. El conjunto de modelos es incorporado entonces en un molde seguido por la eliminacion del modelo para producir un molde con nucleo integral interno del tipo que se muestra como molde M y el nucleo integral 100 en la figura 5.
En esta secuencia de procesamiento, el inserto fugitivo 50 o segundo modelo P puede ser eliminado de forma selec- tiva por disolucion si el inserto o modelo comprende un material soluble, por degradacion termica si el inserto o modelo comprende un material degradable termicamente, o cualquier otro medio adecuado apropiado al que el material de inserto es selectivo.
De acuerdo con otra secuencia de procesamiento mas directo que solo puede ser posible con algunas geometnas de nucleo, el nucleo 100 y las porciones de pared de molde integral 102a, 102b en el inserto fugitivo 50, figura 4, son incorporadas directamente en el molde M seguido por la eliminada del inserto fugitivo 50 para producir el molde M con el nucleo interno C de la figura 5. El molde y el nucleo integral a continuacion son cocidos a temperatura elevada como se describe en el presente documento para eliminar el inserto de nucleo 50 y desarrollar la resistencia del nucleo / pared deseada para la colada del metal o aleacion fundido en el mismo. Esta secuencia de procesamiento elimina la etapa de formacion de un segundo modelo P como se ha descrito en los dos parrafos anteriores.
En estas secuencias de proceso, la pared de coquilla de molde que falta se forma en una etapa posterior adicional de procesamiento en la que se recubre con material ceramico adicional o se forma de otra manera alrededor de las regiones del nucleo cocido 100 y porciones de pared de molde integral 102a, 102b (primera secuencia de procesamiento) o alrededor del nucleo no cocido 100 y las porciones de pared de molde 102a, 102b sobre el inserto fugitivo 50 (segunda secuencia de procesamiento) en la que falta la coquilla 102a del molde como se muestra en la figura 5, de manera que se forma una coquilla de molde completa M (es decir, el resto de la pared de molde). En esta etapa de revestimiento, las porciones de pared de molde 102b tambien funcionan para enclavarse con la coquilla de molde M para bloquear el nucleo 100 en su posicion. La coquilla de molde M se recubre por el procesamiento de conformi- dad con el proceso de moldeado de la coquilla de revestimiento convencional mediante la inmersion repetida en lechada ceramica, drenaje del exceso de lechada, y estucado con partfculas de estuco ceramico de grano grueso hasta que la coquilla de molde M de grosor de pared de molde deseado se acumule.
Alternativamente, en referencia a la figura 7, la presente invencion puede ser practicada para formar en una unica etapa un nucleo 100' y una coquilla de molde M' cooperante integral sustancialmente completa, para la colada de un alabe de turbina u otro artfculo de fabricacion. Esta realizacion se ilustra en la figura 7, en la que el nucleo 100' y la coquilla de molde M' se forman en la matriz de moldeo D'. En la figura 7, las caractensticas similares de las figuras anteriores se representan por numeros de referencia similares con apostrofe. Esta realizacion de la invencion reduce en gran medida o elimina la necesidad de las operaciones de coquilla de revestimiento que se han explicado mas arriba para completar una coquilla de molde alrededor del nucleo.
La presente invencion es capaz de formar diferentes tipos de configuraciones de orificios de pasajes / salida de aire de refrigeracion del fundido, como se ilustra en las figuras 6A, 6B, 6C, 60, y 6E, que ilustran un pasaje de refrigeracion en angulo recto 22 que tiene un orificio de salida externo 20, un pasaje de refrigeracion de extremo acampana- do 22 que tiene un orificio de salida externo 20, un pasaje de refrigeracion convoluto 22 que tiene un orificio de salida externo 20, un pasaje de refrigeracion convergente 22 (es decir, que se enfoca conicamente) que tiene un orificio de salida externo 20, y pasaje de refrigeracion divergente 22 (es decir divergente conicamente) que tiene un orificio de salida externo 20, respectivamente, que se pueden formar usando el inserto fugitivo 50 de forma apropiada para este fin. Estas configuraciones de orificios de refrigeracion del fundido se ofrecen para fines de ilustracion y no de limitacion puesto que otras configuraciones se pueden formar por la practica de la invencion.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 5, el conjunto que se muestra se puede someter a un tratamiento adecuado de coccion a alta temperatura, tal como sinterizacion, para impartir una resistencia deseada a la coquilla de molde M, a las porciones de pared de molde 102a, 102b, y al nucleo 100 para el colado. Para colar una pala de turbina 10, se introduce entonces una superaleacion fundida en la cavidad del molde MC definida entre la pared de molde 102 / coquilla de molde M y el nucleo ceramico 100 usando tecnicas de colada convencionales. Por ejemplo, la superaleacion fundida se puede verter en un vertedero de colada (no mostrado) y ser alimentada por gravedad a traves de un canal de colada descendente (no mostrado) a la cavidad del molde. La superaleacion fundida se puede solidificar de manera que produzca una pala de turbina de grano equiaxial, se puede solidificar direccionalmente para formar una pala de turbina de grano columnar, o se puede solidificar como una colada de pala de turbina de monocristal. La pared de molde 102 / coquilla de molde M son eliminados de la pala de turbina colada solidificada mediante una operacion mecanica de desmoldeo seguida por una o mas tecnicas de lixiviacion qmmica o chorreado de arena mecanico conocidas. El nucleo 100 es eliminado selectivamente de la pala de turbina colada solidificada por lixiviacion qmmica u otras tecnicas de eliminacion de nucleo convencionales, produciendo la pala de turbina de la figura 1 que tiene los orificios y pasajes de refrigeracion por aire del fundido que se muestran, en las que el nucleo 100 forma caractensticas de refrigeracion interna, tales como pasajes de refrigeracion 22, 23 y la superficie interior de las porciones de pared de molde 102a, 102b forman caractensticas de forma externas, tales como orificios de salida de refrigeracion 20 que penetran en la superficie externa del alabe adyacente.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
La presente invencion puede producir geometnas de nucleo / pared de molde que requieren caractensticas que no operan en pianos comunes, incluyendo: (1) segmentos multiples de nucleo de coquilla, (2) caractensticas de borde de salida (por ejemplo, pedestales y salidas), (3) caractensticas de borde de ataque (por ejemplo, entrecruzamien- tos), y (4) caractensticas que se curvan a lo largo del alabe. Aunque un inserto fugitivo preformado 50 sea sobre- moldeado en la descripcion anterior, en la practica de la invencion cualquier numero de insertos fugitivos preforma- dos se puede realizar, montar y sobremoldear con el material ceramico, figura 3.
La practica de la presente invencion es ventajosa en que las caractensticas de refrigeracion externas complejas, tales como los orificios de refrigeracion de pelfcula y / o generadores de turbulencia que mejoran la refrigeracion, pueden ser superficies de alabe de colada externas del fundido en lugares y / u orientaciones que no son posibles por operaciones de mecanizado posteriores a la colada, tales como taladrado, con formas y estrechamientos pro- gresivos para mejorar el rendimiento de refrigeracion y con un mejor control de grosor de la pared de colada externo e interno. Ademas, la necesidad de fijar o posicionar el nucleo posteriormente se reduce o elimina puesto que el nucleo no solo forma las caractensticas internas de la pala, sino tambien al menos una porcion de la coquilla de moldeo externa posiciona con mas precision el nucleo con respecto al molde de coquilla. Las caractensticas de expansion termica del nucleo y de la pared de molde cooperante se hacen coincidir al menos en la region local y se pueden adaptar para que proporcionen las propiedades termicas y / o mecanicas deseadas en el molde como un todo o localmente para reducir el rasgado en caliente en piezas coladas equiaxiales, recristalizacion local en piezas coladas DS / SC, y / o proporcionar control local de tamano de grano. Aun mas, un filtro de metal o aleacion colado, tal como un filtro de espuma reticulada o un filtro de celosfa, puede ser moldeado en un bebedero descendente conectado al conjunto de la figura 5 para mejorar la limpieza del metal o aleacion colado que se entrega a la cavidad del molde.
Sera evidente para los expertos en la tecnica que diversas modificaciones y variaciones se pueden hacer en las realizaciones de la presente invencion que se han descrito mas arriba. En mas detalle, se prefieren y son concebi- bles los siguientes aspectos y modificaciones:
De acuerdo con un primer aspecto, la invencion se refiere a un procedimiento de fabricacion de un molde para la colada de un artfculo de metal o de aleacion, que comprende las etapas de incorporar al menos un inserto fugitivo en un material ceramico de tal manera que forme un nucleo y al menos una porcion de una pared de molde integral cooperante en la que el nucleo define una caractenstica interna que va a ser trans- ferida al artfculo colado y la al menos una porcion de la pared de molde tiene una superficie interior que define una caractenstica externa que va a ser transferida al artfculo colado, eliminando de manera selectiva el inserto fugitivo, e incorporando el nucleo y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante en un molde para recibir metal o aleacion colado.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, el inserto fugitivo es incorporado en el material ceramico mediante la colocacion del inserto fugitivo en una cavidad de moldeo y molde- ando por inyeccion o por transferencia, o vertiendo el material ceramico en la cavidad de moldeo.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, el inserto fugitivo es eliminado antes de que el nucleo y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante sean incorpo- rados en el molde.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, el inserto fugitivo es eliminado del nucleo y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante, un segundo modelo fugitivo es formado en el nucleo y la al menos una porcion de una pared de molde integral cooperante para proporcionar un conjunto de modelos, y el conjunto de modelos es incorporado en el molde seguido por la eliminacion del segun- do modelo.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, el inserto fugitivo es eliminado despues de que el nucleo y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante sean incor- porados en el molde. Preferiblemente, el nucleo y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante en el inserto fugitivo son incorporados en el molde seguido por la eliminacion del inserto fugitivo.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, el al menos un inserto fugitivo comprende un material soluble.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, el al menos un inserto fugitivo es eliminado selectivamente por disolucion.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, el al menos un inserto fugitivo comprende un material termicamente degradable. Preferiblemente, el al menos un inserto fugitivo es eliminado selectivamente por calentamiento.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, el al menos un inserto fugitivo comprende una resina o polfmero de cristal Kquido.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, dos o mas insertos fugitivos o insertos fugitivos parciales se montan y son incorporados en el material ceramico.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el primer aspecto, solamente una porcion de la pared de molde se forma integral con el nucleo. En lo que a esto se refiere, el procedimiento puede incluir la etapa adicional de revestir material ceramico alrededor del nucleo y al menos una porcion de una pared de molde integral cooperante de manera que forme el resto de la pared de molde alrededor del nucleo.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invencion se refiere a un procedimiento para colar un alabe de turbina de metal o de aleacion, que comprende las etapas de incorporar al menos un inserto fugitivo en un material ceramico de manera que forme un nucleo y al menos una porcion de una pared de molde integral cooperante en el que el nucleo define una caractenstica de refrigeracion interna que va a ser transferida al alabe colado y la al menos una porcion de la pared de molde tiene una superficie interior que define una caractenstica de refrigeracion externa que va a ser transferida al alabe colado, eliminar selectivamente el inserto fugitivo, eliminar selectivamente el inserto fugitivo, incorporar el nucleo y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante en un molde, y solidificar un metal o aleacion colado en la pared de molde alrededor del nucleo.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el inserto fugitivo es eliminado antes de que el nucleo y la al menos una pared de molde esten incorporados en el molde.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el inserto fugitivo es eliminado despues de que el nucleo y la al menos una porcion de la pared de molde esten incorporados en el molde.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el inserto fugitivo es incorporado en el material ceramico mediante la colocacion del inserto fugitivo en una cavidad de moldeo y moldear por inyeccion o por transferencia, o vertiendo el material ceramico en la cavidad de moldeo.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el al menos un inserto fugitivo es moldeado.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el al menos un inserto fugitivo comprende un material soluble.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el al menos un inserto fugitivo es eliminado selectivamente por disolucion.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el al menos un inserto fugitivo comprende un material termicamente degradable.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el al menos un inserto fugitivo es eliminado selectivamente por calentamiento.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el al menos un inserto fugitivo comprende una resina o polfmero de cristal lfquido.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, dos o mas insertos fugitivos o insertos fugitivos parciales son montados y e incorporados en el material ceramico.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, la caractenstica de refrigeracion externa comprende una salida de pasaje de aire de refrigeracion externa.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el pasaje de aire de refrigeracion comprende un pasaje convergente.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el pasaje de aire de refrigeracion comprende un pasaje divergente.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el pasaje de aire de refrigeracion comprende un pasaje recto.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el pasaje de aire de refrigeracion comprende un pasaje acampanado extremo.
5
10
15
20
25
30
35
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el pasaje de aire de refrigeracion comprende un pasaje convoluto.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, la caractenstica de refrigeracion externa comprende un orificio de salida de aire de refrigeracion que penetra en una superficie externa del alabe.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, la caractenstica de refrigeracion externa comprende una caractenstica de superficie para reducir la resistencia aerodinamica o promover la adhesion del recubrimiento.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el alabe colado es un alabe de grano equiaxial.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el alabe colado es un alabe de grano columnar o de monocristal.
De acuerdo con realizaciones preferidas del procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, el inserto fugitivo define la caractenstica de refrigeracion interna y solo una porcion de la pared de molde. Preferiblemente, el procedimiento incluye la etapa adicional de revestir material ceramico alrededor del inserto fugitivo de manera que forme el resto de la pared de molde alrededor del nucleo.
De acuerdo con un tercer aspecto, la invencion se refiere a un componente ceramico para la colada de un artfculo, que comprende un nucleo ceramico que esta configurado para definir una caractenstica interna que va a ser transfe- rida al artfculo colado y esta conectada integralmente a al menos una porcion de una pared de molde cooperante que tiene una superficie interior que define una caractenstica externa que es transferida al artfculo colado.
De acuerdo con realizaciones preferidas del tercer aspecto, el nucleo define un pasaje de refrigeracion interna de un alabe de turbina.
De acuerdo con las realizaciones preferidas del tercer aspecto, la al menos una porcion de la pared de molde cooperante define una caractenstica de refrigeracion externa de un alabe de turbina.
De acuerdo con las realizaciones preferidas del tercer aspecto, el componente ceramico incluye ademas una coqui- lla de molde revestida que completa una pared de molde alrededor del nucleo.
De acuerdo con un tercer aspecto, la invencion se refiere a un alabe de turbina de metal o aleacion colado que tiene un componente ceramico que permanece sobre el mismo despues de la colada, en el que el componente ceramico comprende un nucleo ceramico que esta configurado para definir un pasaje de refrigeracion interna en el alabe de turbina y que esta conectado integralmente a al menos una porcion de una pared de molde cooperante que tiene una superficie interior que define una caractenstica de refrigeracion externa del alabe de turbina.
De acuerdo con realizaciones preferidas del alabe de metal o aleacion colado de turbina, la caractenstica de refrigeracion externa comprende un orificio de salida de aire de refrigeracion que penetra en una superficie externa adya- cente del alabe.
De acuerdo con realizaciones preferidas del alabe de metal o aleacion colado de turbina, la caractenstica de refrigeracion externa comprende un generador de turbulencia formado en una superficie externa adyacente del alabe.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de fabricacion de un molde para colar un artfculo de metal o de aleacion, que comprende las etapas de:
    - incorporar al menos un inserto fugitivo (50, 50') en un material ceramico de manera que forme un nucleo (100, 100') y al menos una porcion de una pared de molde integral cooperante (102a, 102b), en la que el nucleo (100, 100') define una caractenstica interna que va a ser transferida al artfculo colado y la al menos una porcion de la pared de molde (102a, 102b) tiene una superficie interior que define una caractenstica externa que va a ser transferida al artfculo colado;
    - eliminar selectivamente el inserto fugitivo (50, 50'); e
    - incorporar el nucleo (100, 100') y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante (102a, 102b) en un molde (11, 11') para recibir el metal o aleacion fundido.
  2. 2. El procedimiento de la reivindicacion 1,
    en el que el inserto fugitivo (50, 50') es incorporado en el material ceramico mediante la colocacion del inserto fugitivo (50, 50') en una cavidad de moldeo y moldeando por inyeccion o transferencia, o vertiendo el material ceramico en la cavidad de moldeo.
  3. 3. El procedimiento de la reivindicacion 1 o 2,
    en el que el inserto fugitivo (50, 50') es eliminado antes de que el nucleo (100, 100') y la al menos una porcion de pared de molde integral cooperante (102a, 102b) sean incorporados en el molde (11, 11').
  4. 4. El procedimiento de la reivindicacion 3,
    en el que el inserto fugitivo (50, 50') es eliminado del nucleo (100, 100') y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante (102a, 102b), en el que un segundo modelo fugitivo es formado en el nucleo (100, 100') y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante (102a, 102b) para proporcionar un conjunto de modelos, y en el que el conjunto de modelos es incorporado en el molde seguido por la eliminacion del segundo modelo.
  5. 5. El procedimiento de la reivindicacion 1 o 2,
    en el que el inserto fugitivo (50, 50') es eliminado despues de que el nucleo (100, 100') y la al menos una porcion de la pared de molde integral cooperante (102a, 102b) sean incorporados en el molde.
  6. 6. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 5,
    en el que el al menos un inserto fugitivo (50, 50') comprende un material soluble, y en el que el al menos un inserto fugitivo (50, 50') es eliminado selectivamente por disolucion; o
    en el que el al menos un inserto fugitivo (50, 50') comprende un material termicamente degradable, y en el que el al menos un inserto fugitivo (50, 50') es eliminado selectivamente por calentamiento.
  7. 7. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 6,
    en el que dos o mas insertos fugitivos (50, 50') o insertos fugitivos parciales (50, 50a', 50B') son montados y son incorporados en el material ceramico.
  8. 8. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 7,
    en el que el procedimiento incluye la etapa adicional de revestir material ceramico alrededor del nucleo (100, 100') y al menos una porcion de una pared de molde integral cooperante (102a, 102b) de manera que forme el resto de la pared de molde (102a, 102b) alrededor del nucleo (100, 100').
  9. 9. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 8,
    en el que el artfculo de metal o de aleacion es un alabe de turbina, en particular un alabe de grano equiaxial, un alabe de grano columnar, o un alabe de monocristal, en el que la caractenstica interna definida por el nucleo (100, 100') es una caractenstica de refrigeracion interna que va a ser transferida al alabe colado, y en el que la caractenstica externa definida por la superficie interna de la al menos una porcion de la pared de molde (102a, 102b) es una caractenstica de refrigeracion externa que va a ser transferida al alabe colado.
  10. 10. El procedimiento de la reivindicacion 9,
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    en el que el inserto fugitivo (50, 50') esta incorporado en el material ceramico mediante la colocacion del inserto fugitivo (50, 50') en una cavidad de moldeo y moldear por inyeccion o por transferencia, o vertiendo el material ceramico en la cavidad de moldeo.
  11. 11. El procedimiento de la reivindicacion 9 o 10,
    en el que la caractenstica de refrigeracion externa comprende un pasaje de aire de refrigeracion externo, en el que el pasaje de aire de refrigeracion comprende un pasaje convergente, un pasaje divergente, o un pasaje recto; o
    en el que la caractenstica de refrigeracion externa comprende un pasaje de aire de refrigeracion externo, com- prendiendo el pasaje de aire de refrigeracion un pasaje de extremo acampanado, o un pasaje convoluto; y / o en el que la caractenstica de refrigeracion externa comprende un orificio de salida de aire de refrigeracion que penetra en una superficie externa del alabe; y / o
    en el que la caractenstica de refrigeracion externa comprende una caractenstica de superficie para reducir la resistencia aerodinamica o promover la adherencia del revestimiento.
  12. 12. El procedimiento de una de las reivindicaciones 9 a 11,
    en el que el inserto fugitivo (50, 50') define solamente una porcion de la pared de molde (102a, 102b), y en el que el procedimiento incluye la etapa adicional de revestir con el material ceramico alrededor del inserto fugitivo (50, 50') de manera que se forme el resto de la pared de molde (102a, 102b) alrededor del nucleo (100, 100').
  13. 13. Un componente ceramico para colar un artfculo con un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12,
    en el que el componente ceramico comprende un nucleo ceramico (100) que esta configurado para definir una caractenstica interna que va a ser transferida al artfculo colado y que esta conectado integralmente con al me- nos una porcion de una pared de molde cooperante (102a, 102b) que tiene una superficie interior que define una caractenstica externa que va a ser transferida al artfculo colado, en el que el nucleo (100) define un pasaje de refrigeracion interno de un alabe de turbina, y en el que la al menos una porcion de la pared de molde cooperante (102a, 102b) define una caractenstica de refrigeracion externa de un alabe de turbina, en particular un orificio de salida de aire de refrigeracion que penetra en una superficie externa adyacente del alabe o un genera- dor de turbulencia formado en una superficie externa adyacente del alabe.
  14. 14. El componente de la reivindicacion 13, que incluye ademas una coquilla de molde revestida que completa una pared de molde (102a, 102b) alrededor del nucleo (100).
  15. 15. Un alabe de turbina de metal o aleacion colado que tiene un componente ceramico de acuerdo con la reivindicacion 13 o 14, permaneciendo el citado componente ceramico en el alabe de turbina de metal o aleacion colado despues de la colada.
ES14158655.2T 2013-03-12 2014-03-10 Características de refrigeración del fundido especialmente para álabes de turbina Active ES2564407T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201313815595 2013-03-12
US13/815,595 US9835035B2 (en) 2013-03-12 2013-03-12 Cast-in cooling features especially for turbine airfoils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2564407T3 true ES2564407T3 (es) 2016-03-22

Family

ID=50241177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14158655.2T Active ES2564407T3 (es) 2013-03-12 2014-03-10 Características de refrigeración del fundido especialmente para álabes de turbina

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9835035B2 (es)
EP (1) EP2777842B1 (es)
JP (1) JP6315553B2 (es)
ES (1) ES2564407T3 (es)
HK (1) HK1196331A1 (es)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2735387A1 (de) * 2012-11-22 2014-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Gussform mit angeschrägten Stirnseiten bei inneren Wänden
US10370980B2 (en) 2013-12-23 2019-08-06 United Technologies Corporation Lost core structural frame
US20150202702A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 United Technologies Corporation Gas turbine engine cast structure method for finishing
WO2015130528A1 (en) * 2014-02-25 2015-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Turbine component thermal barrier coating with crack isolating engineered surface features
US9970319B2 (en) * 2014-05-05 2018-05-15 United Technologies Corporation Reducing variation in cooling hole meter length
WO2015195110A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Siemens Energy, Inc. Turbine blade investment casting using film hole protrusions for integral wall thickness control
EP2990605A1 (de) 2014-08-26 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel
US9963975B2 (en) 2015-02-09 2018-05-08 United Technologies Corporation Trip strip restagger
US10408079B2 (en) 2015-02-18 2019-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Forming cooling passages in thermal barrier coated, combustion turbine superalloy components
US10323524B2 (en) 2015-05-08 2019-06-18 United Technologies Corporation Axial skin core cooling passage for a turbine engine component
US10502066B2 (en) 2015-05-08 2019-12-10 United Technologies Corporation Turbine engine component including an axially aligned skin core passage interrupted by a pedestal
US10830052B2 (en) * 2016-09-15 2020-11-10 Honeywell International Inc. Gas turbine component with cooling aperture having shaped inlet and method of forming the same
US20180161852A1 (en) * 2016-12-13 2018-06-14 General Electric Company Integrated casting core-shell structure with printed tubes for making cast component
US20180161855A1 (en) * 2016-12-13 2018-06-14 General Electric Company Multi-piece integrated core-shell structure with standoff and/or bumper for making cast component
US11813669B2 (en) 2016-12-13 2023-11-14 General Electric Company Method for making an integrated core-shell structure
US20180161854A1 (en) 2016-12-13 2018-06-14 General Electric Company Integrated casting core-shell structure
US20180161859A1 (en) * 2016-12-13 2018-06-14 General Electric Company Integrated casting core-shell structure for making cast component with non-linear holes
US20180161856A1 (en) 2016-12-13 2018-06-14 General Electric Company Integrated casting core-shell structure and filter for making cast component
US10807154B2 (en) 2016-12-13 2020-10-20 General Electric Company Integrated casting core-shell structure for making cast component with cooling holes in inaccessible locations
US20180161866A1 (en) * 2016-12-13 2018-06-14 General Electric Company Multi-piece integrated core-shell structure for making cast component
US11040915B2 (en) 2018-09-11 2021-06-22 General Electric Company Method of forming CMC component cooling cavities
US10934854B2 (en) 2018-09-11 2021-03-02 General Electric Company CMC component cooling cavities
US10913106B2 (en) 2018-09-14 2021-02-09 Raytheon Technologies Corporation Cast-in film cooling hole structures
US20230135989A1 (en) * 2021-07-12 2023-05-04 Imagine Aero Inc. Manufacturing methods and related structures, for example useful in airframes and other structures
US11732590B2 (en) 2021-08-13 2023-08-22 Raytheon Technologies Corporation Transition section for accommodating mismatch between other sections of a cooling aperture in a turbine engine component
US11898465B2 (en) 2021-08-13 2024-02-13 Rtx Corporation Forming lined cooling aperture(s) in a turbine engine component
US11813706B2 (en) 2021-08-13 2023-11-14 Rtx Corporation Methods for forming cooling apertures in a turbine engine component
US11603769B2 (en) 2021-08-13 2023-03-14 Raytheon Technologies Corporation Forming lined cooling aperture(s) in a turbine engine component
US11542831B1 (en) 2021-08-13 2023-01-03 Raytheon Technologies Corporation Energy beam positioning during formation of a cooling aperture
US11673200B2 (en) 2021-08-13 2023-06-13 Raytheon Technologies Corporation Forming cooling aperture(s) using electrical discharge machining
US11913119B2 (en) 2021-08-13 2024-02-27 Rtx Corporation Forming cooling aperture(s) in a turbine engine component
US11998974B2 (en) * 2022-08-30 2024-06-04 General Electric Company Casting core for a cast engine component

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3965963A (en) * 1973-11-16 1976-06-29 United Technologies Corporation Mold and process for casting high temperature alloys
IT1096996B (it) * 1977-07-22 1985-08-26 Rolls Royce Metodo per la fabbricazione di una pala o lama per motori a turbina a gas
JPS55114439A (en) 1979-02-28 1980-09-03 Hitachi Ltd Production of turbine blade
US4283835A (en) 1980-04-02 1981-08-18 United Technologies Corporation Cambered core positioning for injection molding
US4574451A (en) * 1982-12-22 1986-03-11 General Electric Company Method for producing an article with a fluid passage
JPH02258137A (ja) 1989-03-30 1990-10-18 Mitsubishi Metal Corp ろう型法
US5394932A (en) 1992-01-17 1995-03-07 Howmet Corporation Multiple part cores for investment casting
US5295530A (en) 1992-02-18 1994-03-22 General Motors Corporation Single-cast, high-temperature, thin wall structures and methods of making the same
US5296308A (en) * 1992-08-10 1994-03-22 Howmet Corporation Investment casting using core with integral wall thickness control means
PT625386E (pt) 1993-04-13 2000-07-31 Juan De Antonio Gonalons Processo de fundicao de precisao em que o modelo perdido e formado num molde perdido
FR2714858B1 (fr) * 1994-01-12 1996-02-09 Snecma Procédé de fabrication d'un moule carapace en matériau céramique pour fonderie à modèle perdu.
US5524696A (en) 1994-08-05 1996-06-11 General Motors Corporation Method of making a casting having an embedded preform
US5820774A (en) * 1996-10-28 1998-10-13 United Technologies Corporation Ceramic core for casting a turbine blade
DE19821770C1 (de) * 1998-05-14 1999-04-15 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Hohlkörpers
US5989476A (en) 1998-06-12 1999-11-23 3D Systems, Inc. Process of making a molded refractory article
US6206638B1 (en) * 1999-02-12 2001-03-27 General Electric Company Low cost airfoil cooling circuit with sidewall impingement cooling chambers
JP4092674B2 (ja) 1999-03-02 2008-05-28 日立金属株式会社 セラミック中子を有するワックス模型の成型方法
JP2000297606A (ja) 1999-04-13 2000-10-24 Hmy Ltd 蒸気タービン用静翼の製造方法
EP1381481B1 (en) * 1999-10-26 2007-01-03 Howmet Research Corporation Multi-wall core and process
US6505678B2 (en) 2001-04-17 2003-01-14 Howmet Research Corporation Ceramic core with locators and method
JP2002346696A (ja) * 2001-05-24 2002-12-03 Nakakin:Kk 成形用型枠
US20030015308A1 (en) 2001-07-23 2003-01-23 Fosaaen Ken E. Core and pattern manufacture for investment casting
US6637500B2 (en) * 2001-10-24 2003-10-28 United Technologies Corporation Cores for use in precision investment casting
DE10236339B3 (de) 2002-08-08 2004-02-19 Doncasters Precision Castings-Bochum Gmbh Verfahren zum Herstellen von Turbinenschaufeln mit darin angeordneten Kühlkanälen
DE10314373A1 (de) * 2003-03-28 2004-10-07 Rwth Aachen Urfomverfahren für ein Bauteil mit Mikrostruktur-Funktionselement
US7014424B2 (en) * 2003-04-08 2006-03-21 United Technologies Corporation Turbine element
US20050006047A1 (en) 2003-07-10 2005-01-13 General Electric Company Investment casting method and cores and dies used therein
JP2005097039A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Kyocera Corp セラミック焼結体の製造方法及びこれによって得られたセラミック焼結体
US7207375B2 (en) 2004-05-06 2007-04-24 United Technologies Corporation Investment casting
US20050258577A1 (en) * 2004-05-20 2005-11-24 Holowczak John E Method of producing unitary multi-element ceramic casting cores and integral core/shell system
GB0418906D0 (en) * 2004-08-25 2004-09-29 Rolls Royce Plc Internally cooled aerofoils
US7207373B2 (en) * 2004-10-26 2007-04-24 United Technologies Corporation Non-oxidizable coating
US7093645B2 (en) 2004-12-20 2006-08-22 Howmet Research Corporation Ceramic casting core and method
US7569172B2 (en) * 2005-06-23 2009-08-04 United Technologies Corporation Method for forming turbine blade with angled internal ribs
US7306026B2 (en) * 2005-09-01 2007-12-11 United Technologies Corporation Cooled turbine airfoils and methods of manufacture
US7185695B1 (en) 2005-09-01 2007-03-06 United Technologies Corporation Investment casting pattern manufacture
US20070074839A1 (en) 2005-10-03 2007-04-05 United Technologies Corporation Method for manufacturing a pattern for a hollow component
US7624787B2 (en) 2006-12-06 2009-12-01 General Electric Company Disposable insert, and use thereof in a method for manufacturing an airfoil
US8413709B2 (en) * 2006-12-06 2013-04-09 General Electric Company Composite core die, methods of manufacture thereof and articles manufactured therefrom
US7938168B2 (en) 2006-12-06 2011-05-10 General Electric Company Ceramic cores, methods of manufacture thereof and articles manufactured from the same
US7717676B2 (en) * 2006-12-11 2010-05-18 United Technologies Corporation High aspect ratio blade main core modifications for peripheral serpentine microcircuits
US7487819B2 (en) 2006-12-11 2009-02-10 General Electric Company Disposable thin wall core die, methods of manufacture thereof and articles manufactured therefrom
US8292581B2 (en) * 2008-01-09 2012-10-23 Honeywell International Inc. Air cooled turbine blades and methods of manufacturing
US7913743B2 (en) 2008-06-12 2011-03-29 Pcc Airfoils, Inc. Method of forming a pattern
JP5717627B2 (ja) * 2008-06-12 2015-05-13 アルストム テクノロジー リミテッドＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ ガスタービンに用いられる翼ならびにこのような翼を鋳造技術により製造するための方法
US20110135446A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 United Technologies Corporation Castings, Casting Cores, and Methods
US20110132562A1 (en) 2009-12-08 2011-06-09 Merrill Gary B Waxless precision casting process
US9017025B2 (en) * 2011-04-22 2015-04-28 Siemens Energy, Inc. Serpentine cooling circuit with T-shaped partitions in a turbine airfoil
US8899303B2 (en) * 2011-05-10 2014-12-02 Howmet Corporation Ceramic core with composite insert for casting airfoils

Also Published As

Publication number Publication date
HK1196331A1 (zh) 2014-12-12
US9835035B2 (en) 2017-12-05
JP6315553B2 (ja) 2018-04-25
JP2014208373A (ja) 2014-11-06
EP2777842A1 (en) 2014-09-17
EP2777842B1 (en) 2016-01-20
US20140271129A1 (en) 2014-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2564407T3 (es) Características de refrigeración del fundido especialmente para álabes de turbina
JP6000629B2 (ja) エアフォイル鋳造に用いられる複合インサートを有するセラミックコア
US6626230B1 (en) Multi-wall core and process
US7216689B2 (en) Investment casting
JP6537221B2 (ja) 複合インサートを有するエアフォイル鋳造用セラミックコア
US20100025001A1 (en) Methods for fabricating gas turbine components using an integrated disposable core and shell die
EP2189230B1 (en) Castings, casting cores and methods
EP1614488B1 (en) Casting method using a synthetic model produced by stereolithography
US10155265B2 (en) Method for positioning core by soluble wax in investment casting
JP2011092996A (ja) 機械工作用工具及び機械工作方法
US20080216983A1 (en) Method for precision casting of metallic components with thin passage ducts
EP3381585B1 (en) Apparatus for and method of making multi-walled passages in components
CN109128053B (zh) 增材制造的带有一体化过滤器和陶瓷壳的铸造芯-壳模具
JP2002531267A (ja) 多数壁セラミック中子組立品及びその製造方法と内部冷却通路の形を定める多数壁を有する翼鋳物の製造方法
JP2021045794A (ja) 鋳造用高温エンジニアリング剛性コア−シェル鋳型
JP2010110795A (ja) 一体型の使い捨て中子及びシェルダイを使用してガスタービン構成要素を製造する方法
EP3381582B1 (en) Method of making complex internal passages in turbine airfoils
GB2465181A (en) Casting turbine components using a shell casting mould having an integral core
WO2021145850A1 (en) Rapid manufacturing process for high definition ceramic core used for investment casting applications
US11786963B2 (en) Cast-in film cooling hole structures
CA2643279A1 (en) Methods for fabricating gas turbine components using an integrated disposable core and shell die