KR20060045420A

KR20060045420A - 인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20060045420A
Application number: KR1020050027511A
Authority: KR
Inventors: 제이콥 에이. 스나이더; 제임스 티. 비얼즈; 죠슈아 이. 펄스키; 칼 알. 베르너; 리 디. 켄나드; 던 디. 맨디크; 스테판 디. 머래이
Original assignee: 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2006-05-17
Also published as: US6951239B1; JP2005297067A; EP1600230A1; CA2504059A1; DE602005007420D1; RU2299111C2; KR100619195B1; SG116594A1; CN1683098A; US20050230078A1; ATE397983T1; EP1600230B1

Abstract

내화성 금속 코어를 포함하는 인베스트먼트 주조 주형의 쉘을 강화하기 위해 적어도 2개 단계의 가열 공정이 사용된다. 제1 단계는 사실상의 코어 산화를 피하도록 충분히 낮은 온도의 산화 조건에서 수행될 수 있다. 제2 단계는 높은 온도의 대체로 비산화 조건에서 수행될 수 있다.

인베스트먼트 주조, 코어, 주형, 내화성 금속, 쉘, 가열 강화

Description

인베스트먼트 주조 쉘의 제조 방법 {METHODS FOR MANUFACTURING INVESTMENT CASTING SHELLS}

도1은 본 발명의 원리에 따른 제1 주형 제조 공정의 플로우차트.

도2는 본 발명의 원리에 따른 제2 주형 제조 공정의 플로우차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

34: 쉘 형성

42: 왁스 제거

46: 가열

54: 펌핑 다운

56: 예비 가열

66: 쉘 제거

106: 소성

본 발명은 인베스트먼트 주조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 산화될 수 있는 코어를 갖는 주형을 사용하는 인베스트먼트 주조에 관한 것이다.

인베스트먼트 주조는 복잡한 외형을 갖는 금속 부품, 특히 중공 부품을 형성하기 위해 보통 사용되는 기술이며, 초합금 가스 터빈 엔진 부품의 제조에 사용된다.

가스 터빈 엔진은 항공기 추진, 발전, 선박 추진 및 펌프를 포함하는 적용예에 널리 사용된다. 가스 터빈 엔진 적용예에 있어서는 효율이 주요 목표이다.

향상된 가스 터빈 엔진 효율은 고온에서 작동함으로써 얻어질 수 있지만, 터빈 섹션에서의 현재 작동 온도는 터빈 부품 내에 사용되는 초합금 재료의 용융점을 초과한다. 따라서, 공기 냉각을 제공하는 것이 통례이다. 전형적으로 냉각되는 터빈 부품 내의 통로를 통해 엔진의 압축기 섹션으로부터 비교적 차가운 공기를 유동시킴으로써 냉각이 제공된다. 이러한 냉각은 엔진 효율에 있어 관련 비용을 수반한다. 따라서, 특별하게 향상된 냉각을 제공하여 주어진 양의 냉각 공기로부터 얻어진 냉각 이득의 양을 최대화하려는 강한 요구가 있다. 이는 미세하고 정밀하게 위치된 냉각 통로 섹션을 사용함으로써 얻어질 수 있다.

블레이드 및 베인과 같은 내부 냉각식 터빈 엔진 부품의 인베스트먼트 주조는 잘 개발된 분야이다. 예시적인 공정에서, 주형은 각각이 주조될 부품에 대체로 대응하는 형상을 갖는 하나 이상의 주형 공동을 갖도록 준비된다. 주형을 준비하기 위한 예시적인 공정은 하나 이상의 부품의 왁스 패턴을 사용하는 것을 포함한다. 패턴은 부품들 내의 냉각 통로의 포지티브(positive)에 대체로 대응하는 세라믹 코어 상에 왁스를 성형함으로써 형성된다. 쉘 형성 공정에서, 세라믹 쉘은 공지된 방식으로 하나 이상의 이러한 패턴 둘레에 형성된다. 왁스는 오토클레이브 내에서의 용융 등에 의해 제거될 수 있다. 쉘은 쉘을 강화시키도록 소성될 수 있다. 이는 냉각 통로를 형성하는 세라믹 코어(들)를 포함하는 하나 이상의 부품 형성 구획을 갖는 쉘을 포함하는 주형을 남긴다. 그 다음, 용융된 합금이 주형에 도입되어 부품(들)을 주조할 수 있다. 합금을 냉각 및 고화시킬 때, 쉘과 코어는 성형된 부품(들)으로부터 기계 및/또는 화학적으로 제거될 수 있다. 그 다음, 부품(들)은 하나 이상의 단계에서 가공 및/또는 처리될 수 있다.

세라믹 코어 자체는 세라믹 파우더와 교결 재료의 혼합물을 경화된 금속 다이 내로 주입하여 성형함으로써 형성될 수 있다. 다이로부터 제거한 후에, 미가공 코어는 교결제를 제거하도록 열적으로 후처리되고 세라믹 파우더를 함께 소결하도록 소성된다. 더욱 미세한 냉각 특징부로의 추세는 코어 제조 기술에 부담을 주고 있다. 미세한 특징부는 제조하기 곤란하고, 그리고/또는 제조되더라도 깨어지기 쉬울 수 있다. 공통으로 양도되어 공동 계류중인 새(Shah) 등의 미국 특허 제6,637,500호는 세라믹 및 내화성 금속 코어 조합의 다양한 예를 개시한다. 그러나, 다양한 내화성 금속은 쉘을 소성하는데 사용되는 온도 근방의 고온에서 산화되는 경향이 있다. 따라서, 쉘 소성은 내화성 금속 코어를 열화시켜, 잠재적으로 불만족스러운 부분 내부 특징부를 생성할 수 있다. 따라서, 이러한 코어 및 그 제조 기술에 있어 더욱 개선의 여지가 남아있다.

본 발명의 일 태양은 인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 방법을 포함한다. 쉘은 내화성 금속계 코어가 적어도 부분적으로 본체 내에 매립된 탄화수소 계 본체를 포함하는 패턴 상에 형성된다. 그 다음, 본체는 쉘로부터 사실상 제거된다. 쉘은 제1 조성의 제1 분위기 내에서 가열함으로써 강화된다. 쉘은 제1 조성과는 상이한 제2 조성의 제2 분위기 또는 진공 내에서 가열함으로써 더욱 강화된다.

다양한 실시예에서, 더욱 강화시키는 단계의 가열은 주형에 용융 금속을 도입하기 전의 예비 가열일 수 있다. 제1 조성은 제2 조성보다 더욱 산화성이 있을 수 있다. 상기 방법은 블레이드 또는 베인 등의 가스 터빈 엔진 에어포일 요소를 제조하는데 사용될 수 있다. 제1 조성은 공기를 주요 성분(예컨대, 체적 기준)으로 포함할 수 있다. 제2 조성은 하나 이상의 비활성 가스를 주요 성분으로 포함할 수 있다. 제1 조성은 적어도 15 kPa의 산소 분압을 가질 수 있다. 제2 조성은 10 kPa보다 적은 산소 분압을 가질 수 있다. 상기 강화는 것은 최대 파단 계수(Modulus of Rupture; MOR) 강도의 65 내지 80 %의 제1 파단 계수를 쉘에 제공하는데 유효할 수 있다. 더욱 강화시키는 것은 상기 최대 MOR 강도의 적어도 85 %의 제2 MOR 강도를 쉘에 제공하는데 유효할 수 있다. 본체를 사실상 제거한 후에, 쉘은 상기 최대 MOR 강도의 50 %보다 작은 않은 예비 MOR 강도를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 태양은 인베스트먼트 주조 방법에 관한 것이다. 이러한 주조 주형이 형성될 수 있다. 용융 금속이 주형에 도입될 수 있다. 용융 금속이 고화될 수 있다. 주형이 파괴식으로 제거될 수 있다. 다양한 실시예에서, 쉘의 온도는 더욱 강화시키는 단계와 도입하는 단계 사이에서 [649 ℃(1200 F)와 같은] 임계값 아래로 내려가지 않는다.

본 발명의 다른 태양은 인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다. 하나 이상의 코팅층은 왁스 제1 부분 및 내화성 금속 코어를 포함하는 제2 부분을 갖는 희생 패턴에 도포된다. 증기 왁스 제거 단계는 코팅층에 의해 형성된 쉘 내에 제2 부분을 남기며 패턴 제1 부분의 주요부를 제거할 수 있다. 쉘을 경화시키고 왁스의 잔류물 또는 부산물을 제거하기 위한 쉘의 제1 가열 단계가 있을 수 있다. 이러한 제1 가열 단계는 최대 파단 계수(MOR) 강도의 85 %보다 크지 않은 제1 MOR 강도를 쉘에 제공하는데 유효할 수 있다. 쉘의 제2 가열 단계는 제2 MOR 강도로 쉘을 강화시킬 수 있다.

다양한 실시예에서, 제1 가열 단계는 산화 분위기 내에서, 제2 가열 단계는 진공 또는 비활성 분위기 내에서 행해질 수 있다. 제2 가열 단계는 용융 금속 도입 전의 예비 가열일 수 있다. 제1 MOR 강도는 최대 MOR 강도의 65 내지 80 %일 수 있다. 제2 가열 단계는 제2 MOR 강도가 최대 MOR 강도의 적어도 85 %가 되는데 유효할 수 있다. 제1 가열 단계는 427 ℃(800 F) 내지 593 ℃(1100 F) 사이의 최고 온도를 가질 수 있다. 제2 가열 단계는 816 ℃(1500 F)를 초과하는 최고 온도를 가질 수 있다. 제1 가열 단계는 약 2.0 시간동안 427 ℃(800 F) 내지 593 ℃(1100 F) 사이의 온도를 가질 수 있다. 제2 가열 단계는 적어도 1.0 시간 동안 816 ℃(1500 F)를 초과하는 온도를 가질 수 있다. 제2 부분은 내화성 금속 코어와, 내화성 금속 코어 상의 코팅과, 도포 전에 내화성 금속 코어에 고정된 세라믹 코어를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 태양은 인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 방법을 포 함한다. 하나 이상의 코팅층이 주형 공극을 형성하기 위한 제1 부분과, 주형의 일부를 형성하기 위한 제2 부분을 갖는 희생 패턴에 도포된다. 제1 단계에서, 패턴 제1 부분의 주요부는 코팅층에 의해 형성된 쉘 내에 제2 부분을 남기며 제거된다. 제2 단계에서, 쉘은 최대 파단 계수(MOR) 강도의 85 %보다 크지 않은 제1 MOR 강도를 쉘에 제공하는데 유효하도록 초기 경화된다. 제3 단계에서, 쉘은 패턴 제2 부분의 사실상의 열화없이 더욱 경화된다.

다양한 실시예에서, 방법은 가스 터빈 엔진 부품을 제조하는데 사용될 수 있다. 제2 단계는 적어도 20 kPa의 산소 분압 하에서 필수적으로 수행될 수 있다. 제3 단계는 5 kPa보다 크지 않은 산소 분압 하에서 필수적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 태양은 인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 시스템을 포함한다. 패턴 상에 쉘을 형성하기 위한 수단이 제공된다. 패턴은 내화성 금속계 코어가 적어도 부분적으로 본체 내에 매립된 탄화수소계 본체를 포함한다. 쉘로부터 본체를 사실상 제거하기 위한 수단이 제공된다. 제1 조성의 제1 분위기 내에서 가열함으로써 쉘을 강화하기 위한 수단이 제공된다. 제1 조성과는 상이한 제2 조성의 제2 분위기 또는 진공 내에서 가열함으로써 쉘을 더욱 강화하기 위한 수단이 제공된다.

본 발명의 하나 이상의 실시예의 상세한 사항은 첨부 도면과 이하의 상세한 설명에 제시된다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 상세한 설명과 도면, 특허청구범위로부터 명백할 것이다.

다양한 도면에서 유사한 도면 부호 및 기호는 유사한 요소를 나타낸다.

도1은 인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 예시적인 방법(20)을 도시한다. 하나 이상의 금속 코어 요소가 (예컨대, 금속 박판을 스탬핑 또는 절단함으로써 몰리브덴 및 니오븀 등의 내화성 금속으로) 형성되고(단계 22), 코팅된다(단계 24). 적절한 코팅 재료는 실리카, 알루미나, 지르코니아, 크로미아(chromia), 멀라이트(mullite) 및 하프니아(hafnia)를 포함한다. 바람직하게는, 내화성 금속과 코팅의 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion; CTE)는 유사하다. 코팅은 임의의 적절한 기술[예컨대, CVD, PVD, 전기영동 및 졸 겔(sol gel) 기술]에 의해 도포될 수 있다. 개별층은 전형적으로는 0.1 내지 1 mil 두께일 수 있다. Pt, 다른 귀금속, Cr 및 Al의 금속층은 용융된 금속 부식 및 용해 방지를 위한 세라믹 코팅과 조합되어 산화 방지를 위해 금속 코어 요소에 도포될 수 있다.

또한, 하나 이상의 세라믹 코어는 (예컨대, 성형 및 소성 공정에서 실리카로) 형성된다(단계 26). 코팅된 금속 코어 요소[이하, 내화성 금속 코어(refractory metal core; RMC)라 함] 중 하나 이상은 세라믹 코어 중 하나 이상에 조립된다(단계 28). 그 다음, 코어 조립체는 (예컨대, 주형 내에 조립체를 위치시키고 그 둘레에 왁스를 성형함으로써) 천연 왁스 또는 합성 왁스 등의 용이하게 희생되는 재료로 오버 몰딩(overmold)된다(단계 30). 주어진 주형 내에 이러한 조립체가 다중으로 포함될 수 있다.

오버 몰딩된 코어 조립체(또는 조립체 그룹)는 외부 형상이 주조될 부품의 외부 형상에 대체로 대응하는 주조 패턴을 형성한다. 그 다음, 패턴은 (예컨대, 고정구의 단부판들 사이에 왁스 용접함으로써) 쉘 형성 고정구에 조립될 수 있다(단계 32). 그 다음, 패턴에 (예컨대, 슬러리 침지, 슬러리 분사 등의 하나 이상의 단계에 의해) 쉘이 형성될 수 있다(단계 34). 쉘이 생성된 후, 건조될 수 있다(단계 36). 건조함으로써 후속 처리를 허용하기에 적어도 충분한 강도 또는 다른 물리적 일체성이 쉘에 제공된다. 예컨대, 매립된 코어 조립체를 포함하는 쉘은 쉘 형성 고정구로부터 완전히 또는 부분적으로 분리될 수 있고(단계 38), 그 다음 왁스 제거기(예컨대, 증기 오토클레이브)로 이송된다(단계 40). 왁스 제거기(dewaxer)에서, 증기 왁스 제거 공정(단계 42)은 쉘 내에 고정된 코어 조립체를 남기며 왁스의 주요부를 제거한다. 쉘 및 코어 조립체는 대체로 최종 주형을 형성할 수 있다. 그러나, 왁스 제거 공정은 전형적으로는 쉘 내부 및 코어 조립체 상에 왁스 또는 부산물인 탄화수소 잔류물을 남긴다.

왁스 제거 후에, 쉘은 (예컨대, 공기 또는 다른 산화 분위기를 포함하는) 분위기 노로 이송되고(단계 44), 쉘을 예비 강화시키는데 유효한 제1 기간동안 제1 최고 온도로 가열된다(단계 46). 또한, 가열(단계 46)함으로써 (예컨대, 기화에 의해) 임의의 왁스 잔류물을 제거할 수 있고 그리고/또는 탄화수소 잔류물을 탄소로 전환시킬 수 있다. 분위기 내의 산소는 탄소와 반응하여 이산화탄소를 형성한다. 탄소의 제거는 탄소가 후속 단계의 작동에서 사용되는 진공 펌프를 클로깅(clogging)하는 것을 피하는데 유리하다. 이러한 탄소의 연소는 쉘의 유리한 예비 강화와 연관된 쉘의 산화와 대체로 동시에 발생한다. 예시적인 예비 강화는 쉘에 최대(예컨대, 최대로 완전히 소성된) 파단 계수(MOR) 강도의 일부(예컨대, 50 내지 90 %, 좁은 범위로는 60 내지 85 % 또는 65 내지 80 %)를 제공한다. 전형적인 쉘 재료에 대해, 산업상의 통례는 최대 MOR 강도를 필수적으로 달성하도록 쉘을 필수적으로 완전히 소성하는 것과 같이 적어도 한 시간의 기간동안 적어도 816 ℃(1500 F)의 온도에서 소성하는 것을 포함한다. 통례에서, 쉘은 적어도 이 기간동안 적어도 일반적으로 등온에서 유지된다. 이는 왁스 제거 바로 다음에 비교적 미가공 상태의 최대 MOR 강도의 50% 훨씬 아래에서부터 증가를 나타낼 수 있다. 유리하게는, 금속 코어 요소(들)의 사실상 산화를 피하기 위해 분위기 노 내의 분위기의 산화 특성을 고려하여, 예비 경화 온도는 충분히 낮다. 보호 코팅이 존재하더라도, 코팅 내에 미세 크랙과 세공이 존재하기 때문에 산화는 여전히 사실상의 잠재적인 문제이다. 산화는 금속 코어 상에 코팅의 층상 갈라짐(delamination) 또는 다른 손상 및 표면 불균일을 생성할 수 있다. 코팅 손상은 후속 고온 주조 온도에서 금속 코어 요소의 기화 및/또는 주조 합금과 금속 코어 요소 사이의 반응을 허용할 수 있다. 산화에 의해 야기된 표면 불균일은 이에 따라 주조 부품의 관련 내부 표면 내에 불완전함, 즉 미세 특징부가 형성되는 특별한 문제를 형성할 수 있다. 예시적인 최고 예비 경화 온도는 2 내지 4 시간의 예비 경화 시간동안 1150 F보다 낮다[예컨대, 427 ℃(800 F) 내지 593 ℃(1100 F)]. 예시적인 예비 경화 온도 및 시간은 약 3.5 시간 동안 약 538 ℃(1000 F)이다.

예비 경화 후, 주형은 분위기 노로부터 제거될 수 있고, 냉각되고, 검사된다(단계 48). 주형은 직접 고화(directed solidified; DS) 주조 또는 단일 결정(single crystal; SX) 주조의 최대 결정 구조를 형성하도록 주형 내에 금속 시드 (seed)를 위치시킴으로써 시드될 수 있다. 그러나, 본 발명의 개시 내용은 (예컨대, 쉘 외형이 입자 선택기를 한정하는) 다른 DS 및 SX 주조 기술 또는 다른 미세 구조물의 주조에 적용될 수 있다. 선택적으로, 주형은 (예컨대, 노 내의 냉각 판의 정상부에 위치된) 주조 노로 이송될 수 있다(단계 52). 주조 노는 주조 합금의 산화를 방지하도록 진공으로 펌핑 다운(pump down)되거나(단계 54) 또는 비산화 분위기(예컨대, 비활성 가스)로 충전될 수 있다. 주조 노는 주형을 예비 가열하도록 가열된다(단계 56). 예비 가열은 (예컨대, 최대 MOR 강도의 적어도 5 % 이상만큼) 쉘을 더욱 경화 및 강화시키고, 합금의 조기 고화 및 열 쇼크를 방지하도록 용융 합금의 도입을 위해 쉘을 예비 가열하는 2가지 목적을 갖는다. 따라서, 예비 가열 온도 및 기간은 유리하게는 예비 경화 조건에서 쉘을 사실상 더욱 경화시키는데 충분하다. 이는 쉘 내에서의 세라믹 미립자의 소결을 포함할 수 있다. 유리한 MOR은 최대 MOR의 85 %를 초과하고, 특히 90 또는 95 %를 초과한다. 이는 적어도 649 ℃(1200 F)의 예비 가열 온도로, 특히 약 871 ℃(1600 F)의 예시적인 예비 가열 온도를 갖는 적어도 760 ℃(1400 F)에서 달성될 수 있다. 예시적인 예비 가열 시간은 대략 한 시간(예컨대, 0.25 내지 4.0 시간, 좁은 범위로는 0.75 내지 2.0 시간)이다.

예비 가열 후에 그리고 여전히 진공 조건하에서, 용융 합금은 주형 내에 부어지고(단계 58), 주형은 (예컨대, 노의 고온 구역으로부터 취출된 후) 냉각되어 합금을 고화시킨다(단계 60). 고화 후에, 진공이 파괴될 수 있고(단계 62), 냉각된 주형은 주조 노로부터 제거될 수 있다(단계 64). 쉘은 쉘 제거 공정(단계 66)( 예컨대, 쉘의 기계적인 파괴)에서 제거될 수 있고, 코어 조립체는 주조물(예컨대, 최종 부품의 금속 전구체)을 남기도록 코어 제거 공정(단계 68)에서 제거된다. 주조물은 가공될 수 있고(단계 70), 화학 및/또는 열적으로 처리되고(단계 72), 최종 부품을 형성하도록 코팅된다(단계 74).

도2는 예시적인 공정의 다른 실시예(100)를 도시하며, 유사한 단계는 유사한 도면부호로 도시된다. 그러나, 다른 공정은 소성과 예비 가열을 분리한다. 따라서, 검사(단계 48) 후에, 후속 주조되는 주조 노로부터 분리될 수 있는 비분위기 노로 예비 경화된 주형이 이송된다(단계 102). 이송 후에, 비분위기 노는 진공으로 펌핑 다운 (및/또는 희가스 또는 그 혼합물 등의 비활성 분위기로 충전)될 수 있다(단계 104). 펌핑 다운 후에, 주형은 예비 가열(단계 56)과 유사한 온도 및 기간에서 소성될 수 있다(단계 106). 소성 후에, 진공이 파괴될 수 있고(단계 108) (또는 비활성 분위기가 배기될 수 있고) 주형이 제거될 수 있다(단계 110). 제거 후에, 후속 검사(단계 112), 일시 저장, 추가적인 처리 등이 될 수 있다. 그 후, 주형이 시드되고(단계 114) 주조 노로 이송된다(단계 116). 펌핑 다운(단계 118)은 펌핑 다운(단계 54)과 유사할 수 있다. 예비 가열(단계 120)은 예비 가열(단계 56)과 유사할 수 있거나 또는 소성 기능에서 적어도 대체로 이미 발생한 바와 같이 급격하다.

본 발명의 하나 이상의 실시예가 설명되었다. 그러나, 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 될 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 공정이 구현 파라미터에 영향을 주거나 또는 이를 규정하는 경우 기존 또는 이미 개 발된 공정의 변경으로서의 원리가 구현될 수 있다. 따라서, 다른 실시예는 이하의 특허청구범위 내에 있다.

상기 구성에 따르면, 종래 기술의 인베스트먼트 주조에 사용되는 코어 및 그 제조 기술을 더욱 개선하여, 내화성 금속 코어를 열화시키지 않고 쉘을 경화시킬 수 있다.

Claims

인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 방법이며,

내화성 금속계 코어가 적어도 부분적으로 본체 내에 매립된 탄화수소계 본체를 포함하는 패턴 상에 쉘을 형성하는 형성 단계와,

쉘로부터 본체를 제거하는 제거 단계와,

제1 조성의 제1 분위기 내에서 가열에 의한 쉘 강화 단계와,

제1 조성과는 상이한 제2 조성의 제2 분위기 또는 진공 내에서 가열에 의한 쉘의 추가 강화 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가열에 의한 강화 단계는 427 ℃(800 F) 내지 593 ℃(1100 F)에서, 상기 가열에 의한 쉘의 추가 강화 단계는 760 ℃(1400 F) 내지 871 ℃(1600 F)에서 행해지는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가열에 의한 추가 강화 단계는 주형에 용융 금속을 도입하기 전에 예비 가열하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 조성은 제2 조성보다 더욱 산화성인 방법.
제1항에 있어서, 가스 터빈 엔진 에어포일 요소를 제조하는데 사용되는 방 법.
제1항에 있어서, 상기 제1 조성은 공기를 주요 성분으로 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 제2 조성은 하나 이상의 비활성 가스를 주요 성분으로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 조성은 적어도 15 kPa의 산소 분압을 갖는 방법.
제8항에 있어서, 상기 제2 조성은 10 kPa보다 크지 않은 산소 분압을 갖는 방법.
제1항에 있어서, 탄화수소계 본체 내에 내화성 금속계 코어를 완전히 매립하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 강화 단계는 최대 파단 계수(MOR) 강도의 65 내지 80 %의 제1 파단 계수를 쉘에 제공하는데 유효하며, 상기 추가 강화 단계는 최대 MOR 강도의 적어도 85 %의 제2 MOR 강도를 쉘에 제공하는데 유효한 방법.
제11항에 있어서, 상기 제거 단계 후에, 쉘은 최대 MOR 강도의 50 %보다 크 지 않은 예비 MOR 강도를 갖는 방법.
인베스트먼트 주조 방법이며,

제1항에 따른 인베스트먼트 주조 주형의 형성 단계와,

주형에 용융 금속을 도입하는 도입 단계와,

용융 금속의 고화 단계와,

주형의 파괴식 제거 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 쉘의 온도는 추가 강화 단계와 도입 단계 사이에서 649 ℃(1200 F) 아래로 내려가지 않는 방법.
인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 방법이며,

왁스 제1 부분 및 내화성 금속 코어를 포함하는 제2 부분을 갖는 희생 패턴에 하나 이상의 코팅층을 도포하는 도포 단계와,

코팅층에 의해 형성된 쉘 내에 제2 부분을 남기며 패턴 제1 부분의 주요부를 제거하도록 코팅된 패턴을 왁스 제거하는 증기 왁스 제거 단계와,

최대 파단 계수(MOR) 강도의 85 %보다 크지 않은 제1 MOR 강도를 쉘에 제공하는데 유효하며, 쉘을 경화시키고 왁스의 잔류물 또는 부산물을 제거하기 위한 쉘의 제1 가열 단계와,

제2 MOR 강도로 쉘을 강화시키기 위한 쉘의 제2 가열 단계를 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 제1 가열 단계는 산화 분위기 내에서, 상기 제2 가열 단계는 진공 또는 비활성 분위기 내에서 행해지는 방법.
제15항에 있어서, 상기 제2 가열 단계는 용융 금속 도입 전에 예비 가열하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 제1 MOR 강도는 상기 최대 MOR 강도의 65 내지 80 %이며, 상기 제2 가열 단계는 제2 MOR 강도가 상기 최대 MOR 강도의 적어도 85 %가 되는데 유효한 방법.
제15항에 있어서, 상기 제1 가열 단계는 427 ℃(800 F) 내지 593 ℃(1100 F) 사이의 최고 온도를 가지며, 상기 제2 가열 단계는 816 ℃(1500 F)를 초과하는 최고 온도를 갖는 방법.
제15항에 있어서, 상기 제1 가열 단계는 적어도 2.0 시간동안 427 ℃(800 F) 내지 593 ℃(1100 F) 사이의 온도를 가지며, 상기 제2 가열 단계는 적어도 1.0 시간동안 816 ℃(1500 F)를 초과하는 온도를 갖는 방법.
제15항에 있어서, 상기 제2 부분은 상기 내화성 금속 코어와, 상기 내화성 금속 코어 상의 코팅과, 도포 전에 상기 내화성 금속 코어에 고정된 세라믹 코어를 포함하는 방법.
인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 방법이며,

주형 공극을 형성하기 위한 제1 부분과, 주형의 일부를 형성하기 위한 제2 부분을 갖는 희생 패턴에 하나 이상의 코팅층을 도포하는 도포 단계와,

코팅층에 의해 형성된 쉘 내에 제2 부분을 남기며 패턴 제1 부분의 주요부를 제거하기 위한 제1 단계와,

최대 파단 계수(MOR) 강도의 85 %보다 크지 않은 제1 MOR 강도를 쉘에 제공하는데 유효한 쉘의 초기 경화를 위한 제2 단계와,

패턴 제2 부분의 열화없이 쉘을 더욱 경화시키기 위한 제3 단계를 포함하는 방법.
제22항에 있어서, 가스 터빈 엔진 부품을 제조하는데 사용되는 방법.
제22항에 있어서, 상기 제2 단계는 적어도 20 kPa의 산소 분압 하에서 필수적으로 수행되고, 상기 제3 단계는 5 kPa보다 크지 않은 산소 분압 하에서 필수적으로 수행되는 방법.
인베스트먼트 주조 방법이며,

제22항에 따른 인베스트먼트 주조 주형을 형성하는 형성 단계와,

주형에 용융 금속을 도입하는 도입 단계와,

용융 금속의 고화 단계와,

인베스트먼트 주조 주형의 파괴식 제거 단계를 포함하는 방법.
인베스트먼트 주조 주형을 형성하기 위한 시스템이며,

내화성 금속계 코어가 적어도 부분적으로 본체 내에 매립된 탄화수소계 본체를 포함하는 패턴 상에 쉘을 형성하기 위한 형성 수단과,

쉘로부터 본체를 제거하기 위한 제거 수단과,

제1 조성의 제1 분위기 내에서 가열에 의한 쉘 강화 수단과,

제1 조성과는 상이한 제2 조성의 제2 분위기 또는 진공 내에서 가열에 의한 쉘의 추가 강화 수단을 포함하는 시스템.