JP2003527243A - 強化セラミックシェルモールドおよび製造方法 - Google Patents
強化セラミックシェルモールドおよび製造方法Info
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Abstract
Description
に用いるシェルモールドに関する。
クシェルモールドは、インベストメント鋳造時に、溶融状態の金属を収容し成形
するのに用いられる。モールドの強度と一体性は、確実に金属部品を適正な寸法
とする上で非常に重要な要素である。これらのシェルモールド特性は、高性能部
品、たとえば宇宙航空工業で用いられる超合金部品を製造するのに特に重要であ
る。
〜1750°Cの範囲の温度が必要である。従来のシェルモールドにはこのよう
な温度で十分な強度を発揮できないものが多い。このようなモールドは、溶融金
属を充填されると、膨れやクラッキング(割れ)を生じやすい。(膨れは非常に
大きな部品を鋳造するときにも、もっと低い温度であっても起こりうる。)膨れ
はモールドの寸法を変化させ、鋳造する部品にばらつきをもたらす原因となり、
望ましくない。クラッキングは、溶湯がモールドからあふれ出るので、モールド
の破損につながる。
を鋳造するのに用いられるシェルモールドには、高い強度と寸法安定性が求めら
れることが明らかである。この問題にJ.Laneらの米国特許第4,998,
581号が触れている。この特許では、製造時にシェルモールドのまわりに繊維
状補強材料を巻き付けることによりシェルモールドを強化している。好適な例で
は、補強材料が、特定の最小引張強さを有するアルミナ基またはムライト基セラ
ミック組成物であるとされている。補強材料をシェルモールドのまわりに螺旋状
に十分な張力で巻き、セラミック層をモールドに塗工してモールドを所望の厚さ
まで造成する際に、補強材料をその位置に動かないように保つ。
し、この米国特許の発明の実施態様を実施すると、いくつかの顕著な欠点が浮か
び上がる。たとえば、シリカまたはアルミナ含有化合物いずれかを第2相として
介在させずにムライト基材料を製造するのは困難である。これらの介在物はモー
ルドの物理的特性を劣化するおそれがある。さらに、米国特許第4,998,5
81号で使用されている補強材料の多くは、熱膨張がモールドよりいちじるしく
小さい。熱膨張差がこのように大きいと、クラックのないモールドの製造が一層
困難になる。
て望ましいことが明らかである。シェルモールドは、高い金属鋳造温度に耐える
強度をもち、大型部品の鋳造に適当である必要がある。モールドは、高温でのか
つ種々の加熱/冷却サイクル中の寸法安定性も求められる。さらに補強材料を用
いてモールドを改良する場合、このような補強材料は、焼成前にモールドの形状
要求を満たすのに十分な可撓性を有する必要があり、特に複雑な金属部品を鋳造
する場合にそうである。最後に、優れたシェルモールドの製造は、たとえば有意
な量の追加装置の使用を必要としないなど、経済的にも実行可能なものでなけれ
ばならない。新しいモールドの使用が、インベストメント鋳造法で金属部品を製
造するコストを不当に上昇させることになってはならない。
の形状を有するセラミック鋳造シェルモールドを提供する。本シェルモールドは
、シェルモールドの壁厚さおよび形状を画定するセラミック材料の反復層を備え
る。本発明の特徴は、セラミック材料層の少なくとも1層がシェルモールドを構
造的に補強するウィスカを含有することにある。ウィスカは耐火材料、たとえば
アルミナ基材料から形成される。
配置されたセラミック材料層、たとえばモールドの内壁から厚さの約10%〜4
0%以内に位置するスラリー層に含有される。多くの場合、セラミック材料層の
2層以上がウィスカを含有する。好適な実施態様では、隣接する層のうち1層内
のウィスカが他の隣接層内のウィスカと整列されていない、具体的には他の隣接
層内のウィスカに対し約60〜90°の角度に配向されている。
、本方法は (i)セラミック層を順次積層することにより形成した部分的シェルモールド
のセラミック層表面に、セラミック基ウィスカを含有するスラリーを塗工し、ウ
ィスカ含有セラミック層を形成し、 (ii)ウィスカ含有セラミック層の上に追加のセラミック層を塗工すること
により、所望の壁厚さを有するシェルモールドを完成し、 (iii)シェルモールドを高温で焼成する 工程を含む。
ら外れた位置に配置される。さらに、セラミック層の2層以上がウィスカを含有
することができる。ウィスカが互いに隣接するか、互いに比較的近接した多数の
セラミック層に含有されるとき、ある層内のウィスカが隣接するか近隣の層内の
ウィスカと整列しないようにウィスカを配向するのが好ましい。
のシェルモールドで鋳造した金属または合金部品も本発明の1実施態様をなす。
このような部品の例としてタービンエンジン部品がある。
スフェートゲルで結着して構成される。代表的な耐火粒子の例としては、アルミ
ナ基材料、アルミネート基材料(たとえばアルミン酸イットリウム)またはこれ
ら材料の混合物がある。従来のシェルモールド法のいろいろな観点が多数の特許
に記載されている。たとえば、米国特許第4,998,581号(Laneら)、第
4,097,292号(Husebyら)、第4,086,311号(Husebyら)、第
4,031,945号(Gigliottiら)、第4,026,344号(Greskovich
)、第3,972,367号(Gigliottiら)および第3,955,616号(G
igliottiら)が挙げられ、これらをすべて本発明の先行技術として援用する。
この技術の1例では、ワックス模型(すなわち鋳造する部品のレプリカ)を、耐
火酸化物(セラミック)粒子のシリカまたはホスフェート含有バインダへのスラ
リーに繰り返し浸漬する。粒子は代表的には球形または管形状である。通常スラ
リーにセラミック固形分を高濃度に、たとえば約40容量%以上充填し、残部を
脱イオン化水、有機溶剤またはこれらの混合物とする。浸漬とつぎの浸漬との間
に十分な時間をとり、スラリー被覆をワックス上で部分的にまたは完全に乾燥さ
せる。ワックス上にセラミックを十分な厚さに造成した後、ワックスを後述する
ような種々の方法で除去する。完成したモールドをつぎに焼成し、鋳造プロセス
に耐える十分な強度を与える。
スラリー層にスタッコ骨材(たとえば市販の溶融アルミナから製造する)の層を
塗工し、このプロセスを多数回繰り返すことにより行われている。適当なスラリ
ー被覆用の代表的な化学的組成は、乾燥後(そしてスタッコ組成を無視して)、
約80〜100重量%のアルミナ基材料および約20〜0重量%のバインダ材料
を含有する。場合によってはジルコンなどの他の成分が少量含まれる。
ルモールドには合計約4〜20対のセラミックスラリー層/スタッコ層を使用す
る。特定の目的用途には約10〜18対の層を適用する。(なおセラミック被覆
およびセラミックスタッコの個別の層の数はモールドの壁厚さの中心にいつも一
致するわけではない。これは部分的には、たとえばセラミック粒度のばらつきに
よる個別の層の厚さのばらつきのせいである。) 本発明においては、スラリー層の少なくとも1層が耐火材料、たとえば耐火酸
化物材料のウィスカを含有する。適当な耐火材料の例には代表的なシェルモール
ドスラリーに用いられるものがあり、具体的にはアルミナ基材料、アルミネート
基材料(たとえばアルミン酸イットリウム)、炭化珪素基材料およびこれら材料
の2種以上の混合物が挙げられる。ここで、用語「基」は当該物質が約50重量
%を超えるレベルで存在することを意味する。したがって、これらの材料は通常
他の構成成分も含有し、たとえば他のセラミック酸化物、たとえば二酸化珪素、
酸化ホウ素などを含有する。ウィスカの使用は種々の技術で、たとえばプラスチ
ックスとの複合構造などで知られている。「実用化学辞典」(The Condensed Ch
emical Dictionary, Tenth Edition, Van Nostrand Reinhold Company Inc., 19
81, p. 1095)に記載されているように、ウィスカは技術的には「軸方向に配向
した単結晶フィラメント」と呼ばれる。
平均直径が約5〜200μmであり、アスペクト比が約5〜300である耐火材
料の繊維すべてを包含する。好適な実施態様では、ウィスカの平均直径が約8〜
120μmの範囲にある。好適なアスペクト比は約10〜200である。ウィス
カは適当なセラミック材料のストランドを細断(チョップ)することにより製造
できる。適当なウィスカがたとえば3M社から商業的に入手できる。好適な実施
態様では、ウィスカを製造する材料は熱膨張係数(CTE=coefficient of the
rmal expansion)が、そのウィスカを導入するシェルモールド層の熱膨張係数の
約50%以内である。特に好適な実施態様では、ウィスカ材料の熱膨張係数がシ
ェルモールド層の熱膨張係数の約30%以内である。
ことができる。あるいは、ウィスカを他のセラミック粒子の一部と置き換えるこ
とができる。たとえば、セラミックウィスカと従来のセラミック成分、すなわち
球形または管状セラミック粒子との混合物も多くの例で可能である。ウィスカの
使用量は種々の要因、たとえばウィスカの組成、モールドの形状および厚さ、モ
ールドに必要とされる強度および寸法安定性、バインダ材料およびウィスカを導
入する層材料の組成などによって決まる(これらについては後述する)。
」層またはコートは塗工するスラリーの最初の2層の一方として、すなわち1組
の交互のスラリー/骨材含有コーティングの一部として定義される。「二次」層
またはコートは、一次層を塗工した後塗工される層として定義される。ウィスカ
を順次の2または3層に含有させることもある。
されたシェルモールドの1層以上の二次スラリー層(互いに隣接することもある
、すなわち順次塗工される層)にウィスカを含有させる。本発明者らはこのよう
な位置がモールド強度を増強させることを確認した。特に好適な実施態様では、
キャビティ表面に悪影響を与えることなく(たとえば表面粗さを生じることなく
)、モールドの内壁にできるだけ近い壁厚さに位置する1層以上のスラリー層に
ウィスカを含有させる。具体的には、モールドの内壁から厚さの約10〜40%
以内、特に好ましくはモールドの内壁から厚さの約10〜25%以内に位置する
スラリー層にウィスカを含有させることができる。
ら厚さの約10〜25%以内にある1層以上のスラリー層(互いに隣接すること
もある)にウィスカを含有させる。(モールドの外壁にあまりに近いスラリー層
にウィスカを含有させてもモールドの内部領域に所望の強度を付与できない。)
ウィスカにとってもっとも適切な位置を決定するには、当業者はここでの教示に
したがってウィスカの添加位置を変え、得られるモールドの物性を評価すればよ
い。
。さらに、ウィスカをモールドの厚さ内の2個所以上に含有させることができる
。たとえば、ウィスカをまずモールドの内壁から厚さの約10〜40%に対応す
る1層以上のスラリー層に導入することができる。その後モールドを造成するに
つれて、ウィスカを外壁に近い1層以上のスラリー層、たとえば外壁から厚さの
約10〜25%に対応する層に導入することもできる。きわめて高いモールド強
度が必要とされる状況では、シェルモールド内の多数の位置にウィスカを使用す
ることができる。当業者であれば実験を通して、ウィスカ含有層の数と位置を変
え、得られるシェルモールドの物性を評価することにより、ウィスカの最適な配
置を決定することができる。
リーの粘度がいちじるしく上昇する。したがって、スラリー中のウィスカの量は
、所望のレベルの補強を行うのに十分高いが、シェルモールド造成工程の間「加
工可能な」粘度を維持するのに十分低い値とする必要がある。アルミナ基ウィス
カをアルミナ基セラミックシェル材料とともに使用する場合、所定のスラリー層
に用いるウィスカの使用量は、その層を形成するのに用いるスラリー材料の全容
量に基づいて約35容量%以下とするのが好ましい。
毎に非整列状態に維持するのが望ましい。(ここで、整列(アライメント)とは
、ウィスカが位置する平面内での整列を意味する。層は前後の層とほぼ面−面接
触しているので、層毎の平面は互いにほぼ平行である。)このランダム整列は、
ウィスカを互いに隣接するシェルモールド層に使用する場合特に望ましい。もし
もウィスカが隣接する層内のウィスカとほぼ整列していると(すなわちその長軸
に沿って整列していると)、そのようなウィスカでは本発明の特定の実施例に望
ましいレベルの補強を達成できないと考えられる。たとえば、(層毎のウィスカ
は通常物理的接触状態にないが)ある層内のウィスカの配向を、隣接層内のウィ
スカに対して横方向とすることができる。特に好適な実施態様では、ウィスカを
隣接層のウィスカに対して約60〜90°の角度、もっとも好ましくは隣接層の
ウィスカに対して約90°の角度に配向させる。
してロストワックス法を挙げることができ、これについて以下に詳述する。セラ
ミック被覆材料のスラリーで被覆したワックス模型を、ウィスカ含有スラリーの
各層を塗工した後配置し直すことができる。再配置はスラリー排液の方向に対し
て行う。たとえば、模型を90°回転すると、スラリー材料は先行する層のスラ
リー材料から90°の方向に流出し、ウィスカはこの新しい排液方向に整列する
傾向がある。排液過程に自動化装置を使用すれば、所望のウィスカ整列を実現す
るのに必要な調節が簡単になる。
が強靱になる。さらに、ウィスカは、スラリー層が球形または管状セラミック粒
子のみを含有する場合、深刻な問題となることのあったモールド内のいちじるし
いクリープを防止する。モールドの寸法安定性、特に高温(たとえば約1450
〜1750°Cの鋳造温度)でのそれは、本発明の重要な属性である。さらにウ
ィスカの形状および寸法のせいで、ウィスカをモールドの選択層に完全に導入す
るのが比較的容易である。この特徴は、モールドが複雑な形状、たとえばコーナ
や鋭い角度や角度変動がある複雑な形状である状況では特に有利である。場合に
よっては、ウィスカをこのようなモールドに、前記レーンの米国特許に記載され
た螺旋状繊維の組込みと比較して、はるかに容易にかつ効果的に導入することが
できる。
に達するまで続ける。通常モールドは焼成後に合計壁厚さ(すなわち内壁から外
壁まで)が約0.50〜2.50cm、好ましくは約0.50〜1.25cmの
範囲となる。
る。コアはモールド内に孔またはキャビティを形成するためにしばしば用いられ
、たとえばガラス質シリカ、アルミナ、アルミン酸塩またはこれらの組合せのイ
ンサートを用いてコアを形成することができる。コア材料を最終鋳造物から除去
するには通常の方法でよい。コアの使用については種々の刊行物、たとえば「最
新金属加工」(Modern Metalworking)、「鋳造および成形方法」(Casting and
Forming Processes in Manufacturing)および米国特許第4,097,292
号および第4,086,311号(前掲)に記載がある。本発明の補強用ウィス
カは、モールド内のコアのまわりに適切な金属厚さを維持するのに役立ち、特に
モールドが通常高温でクリープやひずみを受けやすい場合にそうである。モール
ド内のキャビティの寸法を精密に制御することは、複雑な形状および/またはき
わめて厳密な寸法要求を有する金属部品を形成する場合にしばしば重要である。
方法で除去する。たとえば、モールドを温度約100〜200°Cおよび水蒸気
圧力約90〜120psiのスチームオートクレーブに約10〜20分間投入する
ことにより、急速脱ろうを行うことができる。つぎに通常モールドを予備焼成す
る。代表的な予備焼成過程では、モールドを約950〜1150°Cに約60〜
120分加熱する。
な温度および時間の範囲は、当然、壁厚さ、モールド組成などの因子に依存する
。代表的には、焼成を約1350〜1750°Cの温度で約5〜60分間行う。
モールドを焼成するにつれて、ウィスカはシェルモールド内のセラミック材料と
反応する。この反応によりウィスカがシェルモールドに結合され、モールドの強
度と耐クリープ性が高くなる。
る。あるいはまた、モールドを室温まで放冷してもよい。さらにモールド製造で
従来から行われている工程を更に採用することができる。これらの工程はシェル
モールドの分野で周知である。たとえばモールドの表面を修理し平滑にする方法
などである。
金などの種々広範な金属および合金を鋳造するのに使用する。補強シェルモール
ドでこのような材料から製造した部品も本発明の範囲に包含される。
以下に示すが、本発明はこれに限定されない。 (1)ワックス模型を−325メッシュ管状アルミナおよびシリカバインダのス
ラリーに浸漬する。 (2)被覆された模型を抜き出す(排液)。 (3)つぎに被覆された模型を80グリット溶融アルミナのレインマシンに約1
5〜20秒間入れる。 (4)模型を風乾する。 (5)工程1で用いたスラリーまたはウィスカ含有スラリーを用いて、後述する
ように、工程1〜4を2〜8回繰り返す。 (6)模型を−240メッシュおよび−325メッシュのアルミナおよびシリカ
バインダの懸濁液に浸漬する。 (7)模型を−54メッシュのアルミナの流動床に浸漬する。 (8)つぎに模型を風乾する。 (9)工程6〜8を約8回繰り返す。 (工程1〜4で塗工した最初の2層を「一次コート」と称し、工程6〜9で塗工
した層を「二次コート」と称することがある。) 具体的な例(これに限定されない)では、ウィスカを第3および第4スラリー
層に、あるいは第3、第4および第5スラリー層に導入することができる。ウィ
スカを導入する工程は、前述したように、部分的にはウィスカにふさわしい位置
に基づいて選択する。さらに、前述したようにウィスカ含有スラリーへの浸漬毎
にワックス模型を約90°回転するのが好ましい。この回転により、モールド壁
のある部に含有されるウィスカがモールド壁の別の部分に含有されるウィスカに
対して約90°に配向された焼成モールドが確実に得られる。
、取り扱い強度を増す。つぎにモールドを約1550°Cで焼成することができ
る。
た説明は本発明の範囲を限定すると考えるべきではない。したがって、当業者に
は本発明の要旨の範囲内で種々の変更、改変、置き換えが自明である。
Claims (25)
- 【請求項1】 シェルモールドの壁厚さおよび形状を画定するセラミック材
料の反復層を備え、セラミック材料層の少なくとも1層がシェルモールドを構造
的に補強するウィスカを含有する、所定形状のセラミック鋳造シェルモールド。 - 【請求項2】 ウィスカが耐火材料からなる、請求項1記載のシェルモール
ド。 - 【請求項3】 ウィスカがアルミニウム基材料、アルミネート基材料、炭化
珪素基材料およびこれらの混合物よりなる群から選ばれる材料からなる、請求項
2記載のシェルモールド。 - 【請求項4】 ウィスカがモールドの壁厚さの中心から外れた位置にあるセ
ラミック材料層に含有されている、請求項1に記載のシェルモールド。 - 【請求項5】 モールドキャビティに隣接する内壁と内壁とは反対側の外壁
とを有し、内壁と外壁の距離がシェルモールドの合計厚さであり、前記ウィスカ
がモールドの内壁から厚さの約10%〜40%以内に位置するスラリー層に含有
されている、請求項4に記載のシェルモールド。 - 【請求項6】 モールドキャビティに隣接する内壁と内壁とは反対側の外壁
とを有し、内壁と外壁の距離がシェルモールドの合計厚さであり、前記ウィスカ
がモールドの外壁から厚さの約10%〜25%以内に位置するスラリー層に含有
されている、請求項4に記載のシェルモールド。 - 【請求項7】 セラミック材料層の2層以上がウィスカを含有する、請求項
1に記載のシェルモールド。 - 【請求項8】 セラミック材料層の隣接する2層以上がウィスカを含有する
、請求項1に記載のシェルモールド。 - 【請求項9】 隣接する層のうち1層内のウィスカが他の隣接層内のウィス
カと整列されていない、請求項8に記載のシェルモールド。 - 【請求項10】 隣接する層のうち1層内のウィスカが他の隣接層内のウィ
スカに対し約60〜90°の角度に配向されている、請求項9に記載のシェルモ
ールド。 - 【請求項11】 ウィスカの平均直径が約5〜200μmである、請求項1
に記載のシェルモールド。 - 【請求項12】 ウィスカのアスペクト比が約10〜200である、請求項
1に記載のシェルモールド。 - 【請求項13】 シェルモールドの合計壁厚さを画定するセラミック被覆材
料およびセラミックスタッコの交互の反復層を備え、セラミック被覆材料層の少
なくとも1層がシェルモールドを構造的に補強するアルミナ基ウィスカを含有す
る、セラミック鋳造シェルモールド。 - 【請求項14】 シェルモールドの合計壁厚さが約0.50〜2.50cm
である、請求項13に記載のシェルモールド。 - 【請求項15】 モールドキャビティに隣接する内壁と内壁とは反対側の外
壁とを有し、内壁と外壁の距離がシェルモールドの合計厚さであり、前記ウィス
カがモールドの内壁から厚さの約10%〜40%以内に位置するスラリー層に含
有されている、請求項13に記載のシェルモールド。 - 【請求項16】 (i)セラミック層を順次積層することにより形成した部
分的シェルモールドのセラミック層表面に、セラミック基ウィスカを含有するス
ラリーを塗工し、ウィスカ含有セラミック層を形成し、 (ii)ウィスカ含有セラミック層の上に追加のセラミック層を塗工すること
により、所望の壁厚さを有するシェルモールドを完成し、 (iii)シェルモールドを高温で焼成する 工程を含む、セラミック鋳造シェルモールドの製造方法。 - 【請求項17】 ウィスカがアルミニウム基材料、アルミネート基材料、炭
化珪素基材料およびこれらの混合物よりなる群から選ばれる材料からなる、請求
項16記載の方法。 - 【請求項18】 ウィスカ含有セラミック層がモールドの壁厚さの中心から
外れた位置に配置された、請求項16に記載の方法。 - 【請求項19】 セラミック鋳造シェルモールドがモールドキャビティに隣
接する内壁と内壁とは反対側の外壁とを有し、内壁と外壁の距離がシェルモール
ドの合計厚さであり、前記ウィスカ含有セラミック層がシェルモールドの内壁か
ら厚さの約10%〜40%以内に配置された、請求項18に記載の方法。 - 【請求項20】 ウィスカを含有するスラリーを塗工することによりウィス
カ含有セラミック層を2層以上形成する、請求項16に記載の方法。 - 【請求項21】 ウィスカ含有セラミック層の2層以上が互いに隣接する、
請求項20に記載の方法。 - 【請求項22】 隣接する層のうち1層内のウィスカを、他の隣接層内のウ
ィスカと整列しないように配向する、請求項21に記載の方法。 - 【請求項23】 請求項16の方法により製造したシェルモールド。
- 【請求項24】 請求項23のシェルモールドで鋳造した金属または合金部
品。 - 【請求項25】 請求項24の金属または合金部品から製造したタービンエ
ンジン部品。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001286980A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-16 | General Electric Co <Ge> | 補強セラミックシェル鋳型及び関連プロセス |
JP2003326335A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-18 | Howmet Research Corp | 強化シェルモールドおよび方法 |
JP2005153021A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-16 | Howmet Research Corp | 強化されたシェルモールド及び該シェルモールドの製造方法 |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2376263C (en) * | 1999-08-25 | 2009-01-13 | Dentsply International Inc. | Shell mold binder composition and method |
US20060144556A1 (en) * | 2000-03-16 | 2006-07-06 | Wang Ming-Jong P | Shell mold binder composition and method |
US7004230B2 (en) | 2000-11-10 | 2006-02-28 | Buntrock Industries, Inc. | Investment casting shells and compositions including rice hull ash |
US7048034B2 (en) | 2000-11-10 | 2006-05-23 | Buntrock Industries, Inc. | Investment casting mold and method of manufacture |
US6814131B2 (en) * | 2000-11-10 | 2004-11-09 | Buntrock Industries, Inc. | Investment casting mold and method of manufacture |
US7204296B2 (en) * | 2004-07-26 | 2007-04-17 | Metal Casting Technology, Incorporated | Method of removing a fugitive pattern from a mold |
US20070215315A1 (en) * | 2004-07-26 | 2007-09-20 | Metal Casting Technology, Incorporated | Method and apparatus for removing a fugitive pattern from a mold |
DE102007012321A1 (de) * | 2007-03-09 | 2008-09-11 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verfahren zum Feingießen von metallischen Bauteilen mit dünnen Durchgangskanälen |
US8236232B2 (en) * | 2007-04-30 | 2012-08-07 | General Electric Company | Methods for making reinforced refractory crucibles for melting titanium alloys |
US7761969B2 (en) * | 2007-11-30 | 2010-07-27 | General Electric Company | Methods for making refractory crucibles |
US8033320B2 (en) | 2008-07-25 | 2011-10-11 | General Electric Company | High emittance shell molds for directional casting |
TWI395662B (zh) * | 2009-11-25 | 2013-05-11 | Univ Lunghwa Sci & Technology | 殼模之成型方法以及利用該殼模成型高強度陶瓷或金屬陶瓷複合材原型之方法 |
US20110132562A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-09 | Merrill Gary B | Waxless precision casting process |
US20110132564A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-09 | Merrill Gary B | Investment casting utilizing flexible wax pattern tool |
PL216825B1 (pl) * | 2011-08-19 | 2014-05-30 | Inst Odlewnictwa | Sposób wytwarzania odlewów precyzyjnych |
US8858697B2 (en) | 2011-10-28 | 2014-10-14 | General Electric Company | Mold compositions |
US9011205B2 (en) | 2012-02-15 | 2015-04-21 | General Electric Company | Titanium aluminide article with improved surface finish |
US8932518B2 (en) | 2012-02-29 | 2015-01-13 | General Electric Company | Mold and facecoat compositions |
US8906292B2 (en) | 2012-07-27 | 2014-12-09 | General Electric Company | Crucible and facecoat compositions |
US8708033B2 (en) | 2012-08-29 | 2014-04-29 | General Electric Company | Calcium titanate containing mold compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
US8992824B2 (en) | 2012-12-04 | 2015-03-31 | General Electric Company | Crucible and extrinsic facecoat compositions |
US9592548B2 (en) | 2013-01-29 | 2017-03-14 | General Electric Company | Calcium hexaluminate-containing mold and facecoat compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
US9511417B2 (en) | 2013-11-26 | 2016-12-06 | General Electric Company | Silicon carbide-containing mold and facecoat compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
US9192983B2 (en) | 2013-11-26 | 2015-11-24 | General Electric Company | Silicon carbide-containing mold and facecoat compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys |
US9205484B2 (en) | 2013-11-27 | 2015-12-08 | General Electric Company | High thermal conductivity shell molds |
US10391547B2 (en) | 2014-06-04 | 2019-08-27 | General Electric Company | Casting mold of grading with silicon carbide |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004516938A (ja) * | 1998-07-21 | 2004-06-10 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 補強セラミックシェル鋳型及び関連プロセス |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4412798C1 (de) * | 1994-04-14 | 1995-04-06 | Thyssen Industrie | Verfahren zur Herstellung und Verwendung einer keramischen Schale als Gießform mit reduzierenden Eigenschaften |
US1410634A (en) | 1921-02-16 | 1922-03-28 | William E White | Concrete insert |
US3077648A (en) * | 1960-02-01 | 1963-02-19 | Union Carbide Corp | Multi-layer shell mold |
US3654984A (en) * | 1965-12-02 | 1972-04-11 | Edward J Mellen Jr | Porcupine shell molds and method of making same |
GB1410634A (en) * | 1972-10-18 | 1975-10-22 | Ici Ltd | Mould preparation |
US3955616A (en) | 1975-06-11 | 1976-05-11 | General Electric Company | Ceramic molds having a metal oxide barrier for casting and directional solidification of superalloys |
US3972367A (en) | 1975-06-11 | 1976-08-03 | General Electric Company | Process for forming a barrier layer on ceramic molds suitable for use for high temperature eutectic superalloy casting |
JPS5295533A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-11 | Kurotani Bijiyutsu Kk | Mold molding and slurry coating material for its using |
US4031945A (en) | 1976-04-07 | 1977-06-28 | General Electric Company | Process for making ceramic molds having a metal oxide barrier for casting and directional solidification of superalloys |
US4026344A (en) | 1976-06-23 | 1977-05-31 | General Electric Company | Method for making investment casting molds for casting of superalloys |
US4097292A (en) | 1977-03-09 | 1978-06-27 | General Electric Company | Core and mold materials and directional solidification of advanced superalloy materials |
US4086311A (en) | 1977-03-09 | 1978-04-25 | General Electric Company | Methods for increasing the crushability characteristics of cores for casting advanced superalloy materials |
JPS5564945A (en) * | 1978-11-13 | 1980-05-16 | Toshiba Corp | Mold for precision casting |
JPS5617157A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-18 | Kubota Ltd | Reinforcing method of ceramic shell mold |
US4966225A (en) * | 1988-06-13 | 1990-10-30 | Howmet Corporation | Ceramic shell mold for investment casting and method of making the same |
US4998581A (en) | 1988-12-16 | 1991-03-12 | Howmet Corporation | Reinforced ceramic investment casting shell mold and method of making such mold |
JPH06277795A (ja) * | 1993-03-25 | 1994-10-04 | Daido Steel Co Ltd | セラミックスシェル用スラリー |
US5778960A (en) * | 1995-10-02 | 1998-07-14 | General Electric Company | Method for providing an extension on an end of an article |
JPH11156482A (ja) * | 1997-12-01 | 1999-06-15 | Yasugi Seisakusho:Kk | 精密鋳造用鋳型 |
US6050325A (en) * | 1998-09-16 | 2000-04-18 | Pcc Airfoils, Inc. | Method of casting a thin wall |
-
1999
- 1999-07-14 US US09/352,111 patent/US6352101B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-19 DE DE69911789T patent/DE69911789T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1999-10-26 TW TW088118507A patent/TW495399B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004516938A (ja) * | 1998-07-21 | 2004-06-10 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 補強セラミックシェル鋳型及び関連プロセス |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001286980A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-16 | General Electric Co <Ge> | 補強セラミックシェル鋳型及び関連プロセス |
JP2003326335A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-18 | Howmet Research Corp | 強化シェルモールドおよび方法 |
JP4574954B2 (ja) * | 2002-05-15 | 2010-11-04 | ハウメット リサーチ コーポレイション | 強化シェルモールドおよび方法 |
JP2005153021A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-16 | Howmet Research Corp | 強化されたシェルモールド及び該シェルモールドの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US6352101B1 (en) | 2002-03-05 |
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