NO794028L - MEASUREMENT AND APPARATUS FOR EPITAXIAL STRENGTH - Google Patents
MEASUREMENT AND APPARATUS FOR EPITAXIAL STRENGTHInfo
- Publication number
- NO794028L NO794028L NO794028A NO794028A NO794028L NO 794028 L NO794028 L NO 794028L NO 794028 A NO794028 A NO 794028A NO 794028 A NO794028 A NO 794028A NO 794028 L NO794028 L NO 794028L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- seed
- mold
- molten metal
- cavity
- mold plate
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 77
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 77
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 27
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 22
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UQMRAFJOBWOFNS-UHFFFAOYSA-N butyl 2-(2,4-dichlorophenoxy)acetate Chemical compound CCCCOC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl UQMRAFJOBWOFNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005162 X-ray Laue diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/14—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method characterised by the seed, e.g. its crystallographic orientation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
- B22D27/045—Directionally solidified castings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/52—Alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Fremgangsmåte og apparat tilMethod and apparatus for
epitaksial størkning.epitaxial solidification.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåteThe present invention relates to a method
og et apparat til retningsbestemt størkning av smeltede metaller, særlig fremstilling av enkeltkrystaller med regulert krystallografisk orientering. and an apparatus for directional solidification of molten metals, in particular the production of single crystals with regulated crystallographic orientation.
Det er kjent at store forbedringer i utformingen av metallstrukturer kan oppnås ved hjelp av ensrettet støping, It is known that great improvements in the design of metal structures can be achieved by unidirectional casting,
som frembringer gjenstander med søylekorn eller enkeltkrystaller, se f.eks. US-patentskrifter 3.260.505 og 3.494.709. Hovedformålet med kjent teknikk har vært å frembringe strukturer med bedre egenskaper i gjenstandens hovedakseretning, dvs. at gjenstandens hovedakse vanligvis er størkningsvekstaksen eller den akse som størkningsfronten beveger seg langs. which produces objects with columnar grains or single crystals, see e.g. US Patents 3,260,505 and 3,494,709. The main purpose of known techniques has been to produce structures with better properties in the direction of the main axis of the object, i.e. that the main axis of the object is usually the solidification growth axis or the axis along which the solidification front moves.
Når metaller gjennomgår retningsbestemt størkning, størkner de eller vokser ofte fortere i en krystallografisk retning enn andre. I nikkelsuperlegeringer har f.eks. <001> -orienteringen vist seg å være dominerende. Enkeltkrystallstøpestykker ifølge US-patentskrift 3.494.709 vil derved ha <001> -orienteringen langs vekstaksen. For å oppnå en annen krystallografisk orientering langs hovedstørkningsaksen må det benyttes spesiell teknikk. Dessuten er krystallorienteringen i forhold til planet vinkelrett mot størkningsaksen tilfeldig i de fleste retnings-størknete gjenstander dersom det ikke tas forholdsregler mot dettfe. Den krystallografiske orientering langs et støpestykkes hovedakse benevnes primær orientering, mens den polare orientering i planet vinkelrett på hovedaksen benevnes sekundær orientering . When metals undergo directional solidification, they often solidify or grow faster in one crystallographic direction than others. In nickel superalloys, e.g. The <001> orientation proved to be dominant. Single crystal castings according to US patent 3,494,709 will thereby have the <001> orientation along the growth axis. In order to achieve a different crystallographic orientation along the main solidification axis, a special technique must be used. Moreover, the crystal orientation in relation to the plane perpendicular to the axis of solidification is random in most directional solidified objects if precautions are not taken against this. The crystallographic orientation along a casting's main axis is called primary orientation, while the polar orientation in the plane perpendicular to the main axis is called secondary orientation.
Egenskapene til f.eks. et søylekorn- eller enkeltkrystall-materiale påvirkes av materialets krystallografiske orientering. F.eks. varierer elastisitetsmodulen i mange legeringer betydelig, og funksjonen til deler under trykk og spenning påvirkes derved. Således er det av stor betydning i mer sofistikerte utførelser med avanserte materialer at både den primære og den sekundære orientering kontrolleres. De krystallografiske orienteringer for materialer bestemmes ved hjelp av konvensjonell, ikke-destruktiv laboratorieteknikk. Radiografisk diffraksjon, f.eks. ifølge Lauemetoden, er mest anvendbar. Forandringer i den krys-tallograf iske struktur kan dessuten lettvint iakttas ved hjelp av konvensjonell kornetsing. Dersom orienteringen i et punkt i en del bestemmes, er orienteringen i et annet- område den samme i fravær av en påvirkende korngrense, og i fravær av udefinerte krystallvariasjoner utover foreliggende resonnement. En anvendbar teknikk for å kontrollere krystallografisk: struktur i støpte gjenstander er anvendelse av en tidligere fremstilt metallkim. Dersom støpingen av gjenstanden kan bringes til å vokse epitaksialt fra kjernen vil kimstrukturen reprodu-seres . The properties of e.g. a columnar grain or single crystal material is affected by the material's crystallographic orientation. E.g. the modulus of elasticity in many alloys varies significantly, and the function of parts under pressure and tension is thereby affected. Thus, it is of great importance in more sophisticated designs with advanced materials that both the primary and the secondary orientation are controlled. The crystallographic orientations of materials are determined using conventional, non-destructive laboratory techniques. Radiographic diffraction, e.g. according to the Laue method, is most applicable. Changes in the crystallographic structure can also be easily observed using conventional grain etching. If the orientation at a point in a part is determined, the orientation in another area is the same in the absence of an influencing grain boundary, and in the absence of undefined crystal variations beyond the present reasoning. A useful technique for checking crystallographic: structure in cast objects is the application of a previously prepared metal seed. If the casting of the object can be made to grow epitaxially from the core, the seed structure will be reproduced.
Å la objekter vokse ut fra kimen er kjent. Se f.eks. Allowing objects to grow from the seed is known. See e.g.
Bridgmanmetoden til epitaksial enkeltkrystalldannelse ifølge US-patentskrift 1.793.672. US-patentskrift 2.791.813 vedrører strukturer med regulerte krystallografiske orienteringer hvor kimkrystaller anvendes for oppnåelse av ønsket resultat. Fra US-patentskrift 3.759.310 er det kjent en anordning og en lysbue-metode til fremstilling av enkeltkrystallgjenstander ved hjelp av en forbrukbar elektrode, hvorved det anvendes en kimkrystall i bunnen av formen. US-patentskrift 3.857.4 36 vedrører en fremgangsmåte og en anordning til fremstilling av enkeltkrystallgjenstander. Ifølge patentskriftet anvendes det anordninger og en metode til å påbegynne krystallisasjon i et konisk bunnkammer hvor det dannes plutselige, underkjølingsbetingelser. Videre angis det ytterligere raffinering. US-patentskrift 3.598.169 vedrører støping av forholdsvis plane objekter ved hjelp av kimkiler, noe som gir radialt utadrettet størkning. The Bridgman method of epitaxial single crystal formation according to US Patent 1,793,672. US patent 2,791,813 relates to structures with regulated crystallographic orientations where seed crystals are used to achieve the desired result. US patent 3,759,310 discloses a device and an arc method for the production of single crystal objects by means of a consumable electrode, whereby a seed crystal is used at the bottom of the mold. US patent document 3.857.4 36 relates to a method and a device for the production of single crystal objects. According to the patent, devices and a method are used to initiate crystallization in a conical bottom chamber where sudden subcooling conditions are created. Furthermore, further refining is indicated. US patent 3,598,169 relates to the casting of relatively flat objects using seed wedges, which provides radially outward solidification.
Med unntagelse av US-patentskrift 3.759.310 foregriper den ovenfor angitte kjente teknikk oppvarming av formen før innføring av det smeltede metall. Praksis er at kimen finnes i formen før oppvarmingen. Av den grunn oppvarmes også den med formen til en forholdsvis høy temperatur til tross for at dens plassering i en del situasjoner indikerer mindre oppvarming..Når det over-hetede, smeltede metall innføres i formen og tillates å stabili-seres, bringes det i berøring med den oppvarmete kim og får denne til å smelte i det minste delvis. Det er selvfølgelig nødvendig å smelte i det minste en del, men bare en del, av kimen, noe som nødvendiggjør kontroll over begynnelses- og overgangsbetingelsene for kimen, formen, det smeltede metall' og andre faktorer av betydning. With the exception of US patent 3,759,310, the above-mentioned known technique anticipates heating the mold before introducing the molten metal. The practice is that the germ is present in the form before heating. For that reason, it is also heated with the mold to a relatively high temperature, despite the fact that its location in some situations indicates less heating.. When the superheated, molten metal is introduced into the mold and allowed to stabilize, it is brought into contact with the heated germ and causes it to melt at least partially. It is, of course, necessary to melt at least a portion, but only a portion, of the nucleus, which necessitates control of the initial and transition conditions of the nucleus, the shape, the molten metal, and other factors of importance.
En stor del av kjent teknikk gjenspeiler laboratorieteknikk og er ikke orientert mot masseproduksjon. Nå foreligger det en trend mot en større kommersiell utnyttelse av gjenstander med regulert krystallografisk struktur, f.eks. søylekorn- og enkeltkrystallaerofoiler for gassturbiner. Dette har drevet frem automatiserte støpeteknikker for produktfremstilling i kvan-titeter på økonomisk basis. Ifølge en slik teknikk, som er kjent fra US-patentskrift 3.895.672, klemmes en oppvarmet form fast til en kald kokilleplate straks før innføringen av smeltet metall i formen. Dersom kimkrystallen anvendes, festes denne til kokilleplaten, og den er selvfølgelig tilsvarende kald. Den korte varighet for tilpasningen av den varme form og den kalde kokilleplate gir lite tid for kimens temperatur til å stige. Samme vanskelighet kan oppstå ved en del andre kjente anordninger og fremgangsmåter. Dersom kimen er altfor kald, foregår det utilstrekkelig smelting, og det oppnås ikke epitaksi. En fremgangsmåte til å eliminere dette er i økende grad å over-hete det smeltede metall, men dette er ufordelaktig på grunn av at overheting ofte innebærerøkete kostnader og tidstap, ikke ønskelig fordampning av stoffer, samt økt nedbrytning av formen. Separat oppvarming av kimen eller anbringelse av denne i formen når formen oppvarmes er også ufordelaktig, både av mekanisk og fremstillingssynspunkt og på grunn av at kimen kan oksydere eller forurenses på annen måte. A large part of known technology reflects laboratory technology and is not oriented towards mass production. There is now a trend towards greater commercial exploitation of objects with a regulated crystallographic structure, e.g. columnar grain and single crystal aerofoils for gas turbines. This has driven forward automated casting techniques for product manufacture in quantities on an economic basis. According to such a technique, which is known from US patent 3,895,672, a heated mold is clamped to a cold mold plate immediately before the introduction of molten metal into the mold. If the seed crystal is used, this is attached to the mold plate, and it is of course correspondingly cold. The short duration for the adaptation of the hot mold and the cold mold plate gives little time for the seed's temperature to rise. The same difficulty can arise with a number of other known devices and methods. If the seed is too cold, insufficient melting takes place and epitaxy is not achieved. One method to eliminate this is to increasingly overheat the molten metal, but this is disadvantageous because overheating often involves increased costs and loss of time, undesirable evaporation of substances, as well as increased breakdown of the mold. Separate heating of the seed or placing it in the mold when the mold is heated is also disadvantageous, both from a mechanical and manufacturing point of view and because the seed may oxidize or become contaminated in another way.
Ved fremstilling av gjenstander med kontrollert primær og sekundær krystallografisk orientering, må det etter fremstil-lingen" også tas hensyn til at kimens orientering for det første må være riktig definert ved hjelp av egnet kontrollteknikk og for det andre nøyaktig kontrollert i forhold til aksene i gjen-standene som støpes. Således kan anordning av kimer for støping medføre en vesentlig kostnad. Det er derfor ønskelig at kimene gjenvinnes fra støpeprosessen etter forming av gjenstanden samt gjenanvendes dersom dette er mulig. Da imidlertid kimen smelter i stor utstrekning under støpingen eller omgis av en større mengde størknet metall med uvedkommende orientering, er gjenvinning med gjenanvendelse vanskelig å utføre. When producing objects with controlled primary and secondary crystallographic orientation, it must also be taken into account after production that the orientation of the nucleus must firstly be correctly defined by means of a suitable control technique and secondly accurately controlled in relation to the axes in the -stands that are cast. Thus, the arrangement of cores for casting can entail a significant cost. It is therefore desirable that the cores are recovered from the casting process after shaping the object and reused if this is possible. However, since the core melts to a large extent during casting or is surrounded by a large amount of solidified metal with an inappropriate orientation, recycling with recycling is difficult to carry out.
Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringeThe purpose of the present invention is to produce
en særlig hensiktsmessig fremgangsmåte, et apparat samt en form til fremstilling av støpestykker med regulert krystallografisk orientering under anvendelse av epitaksial vekst fra kimer som har en kjent orientering. Dessuten tas det sikte på å muliggjøre bevaring, gjenvinning og gjenanvendelse av kimer. a particularly suitable method, an apparatus and a mold for the production of castings with regulated crystallographic orientation using epitaxial growth from seeds having a known orientation. The aim is also to enable the conservation, recovery and reuse of germs.
Ifølge oppfinnelsen innføres smeltet metall i en form for retningsbestemt størkning, slik at en del strømmer over kimen for å varme opp og smelte en del av denne samt fjerne en forurensende film. Ved anvendelse sammen med en kokilleplate utformes formen slik at den danner et starthulrom med tilstrekkelig volum til å inneholde kimen og oppta smeltet metall som strømmer over kimen. Kimen kan rage innad i starthulrommet for å la smeltet metall strømme rundt den og varme den opp. Et barrieresjikt, According to the invention, molten metal is introduced in a form of directional solidification, so that a part flows over the seed to heat up and melt part of it as well as remove a contaminating film. When used in conjunction with a mold plate, the mold is designed to form an initial cavity of sufficient volume to contain the seed and receive molten metal flowing over the seed. The seed can project into the starting cavity to allow molten metal to flow around it and heat it up. A barrier layer,
f.eks. et keramisk belegg, kan anordnes på bestemte deler av kimen for- at denne lettvintere skal kunne fjernes fra det faste metallstøpestykke for gjenanvendelse. Ifølge en utførelsesform anbringes varmeisolasjon på kokilleplaten i partier inntil kimen for å senke størkningshastigheten for smeltet metall med ukon-trollert orientering i starthulrommet og sikre at epitaksialt størknet metall fra kimen foreligger i gjenstanden. e.g. a ceramic coating can be arranged on specific parts of the core so that it can be more easily removed from the solid metal casting for reuse. According to one embodiment, thermal insulation is placed on the mold plate in parts up to the core to lower the solidification rate for molten metal with uncontrolled orientation in the starting cavity and ensure that epitaxially solidified metal from the core is present in the object.
I en utførelsesform av oppfinnelsen har en form en seksjonIn one embodiment of the invention, a mold has a section
av gjenstanden forbundet med startseksjonen via en velgerseksjon. Startseksjonen er innrettet til å inneholde kime*<n>og ha et volum som kan oppta en del av det smeltede metall som strømmer rundt kimen for å varme opp og smelte denne. Velgerseksjonen er anordnet nær den del av startseksjonen hvor kimen kan opptas og er innrettet til bare å la metall som har størknet epitaksialt fra kimen passere inn i gjenstandseksjonen. I en foretrukket utførel-sesform er formen innrettet til å oppta smeltet metall gjennom gjenstandseksjonen, og utstrømningen fra velgerseksjonen, hvori-gjennom den passerer, reguleres slik at den støter an mot kimens overflate, hvorved kimen varmes opp og smeltes effektivt. of the item connected to the starting section via a selector section. The starting section is arranged to contain the seed*<n>and have a volume that can accommodate a portion of the molten metal that flows around the seed to heat and melt it. The selector section is arranged near the part of the starting section where the seed can be received and is arranged to only allow metal epitaxially solidified from the seed to pass into the object section. In a preferred embodiment, the mold is arranged to receive molten metal through the object section, and the outflow from the selector section, through which it passes, is regulated so that it abuts the surface of the seed, whereby the seed is heated and melted efficiently.
Oppfinnelsen er egnet for produksjon av støpte gjenstanderThe invention is suitable for the production of molded articles
av enhver legering og med enhver ønsket kontrollert struktur som kan fremstilles fra en kim. Spesielt egnet er fremstilling av søylekorn- eller enkeltkrystallkomponenter av nikkelsuperlegeringer. of any alloy and with any desired controlled structure that can be produced from a seed. Particularly suitable is the production of columnar grain or single crystal components of nickel superalloys.
Oppfinnelsen muliggjør hensiktsmessig smelting av kimen forThe invention enables suitable melting of the germ for
å garantere ønsket epitaksial vekst fra denne, hvorved det oppnås eliminering av de feile støpestykker som kan dannes når kimen ikke smelter tilstrekkelig eller det forurensende sjikt ikke to guarantee the desired epitaxial growth from this, thereby achieving the elimination of the faulty castings that can be formed when the seed does not melt sufficiently or the contaminating layer does not
fjernes fullstendig. Oppfinnelsen muliggjør anvendelse av kimkrystaller som ikke er vesentlig oppvarmet før innføringen av smeltet metall i formen. Ifølge en foretrukket utførelsesform nedsettes dessuten kostnaden for kimer idet gjenvinningen av disse fra størknete støpestykker samt gjenanvendelse muliggjøres. Anvendelsen av kimer er mer økonomisk og av den grunn mer anvendbar sammenliknet méd vekst uten kimer, og fordelene med primær og sekundær orienteringskontroll- kan derved utnyttes. Enkelt-krystallformens utforming kan forenkles og hastigheten for begynnende størkning økes, hvorved produksjonsutbyttet øker. removed completely. The invention enables the use of seed crystals which are not significantly heated before the introduction of molten metal into the mould. According to a preferred embodiment, the cost of germs is also reduced as the recovery of these from solidified castings as well as reuse is made possible. The use of sprouts is more economical and therefore more applicable compared to growth without sprouts, and the advantages of primary and secondary orientation control can thereby be exploited. The design of the single-crystal form can be simplified and the speed of initial solidification increased, thereby increasing the production yield.
Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et langsgående snitt gjennom en form som inne-holder en kim montert på en kokilleplate. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom gjenstandhulrommet i formen i fig. 1. The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a longitudinal section through a mold containing a seed mounted on a mold plate. Fig. 2 shows a cross-section through the object cavity in the mold in fig. 1.
Fig. 3 viser en del av et snitt gjennom et kimhulrom iFig. 3 shows part of a section through a germ cavity i
en form på en kokilleplate.a shape on a mold plate.
Fig. 4 viser en detalj av kimsetet.Fig. 4 shows a detail of the seed seat.
Fig. 5 viser en del av et snitt gjennom en kim med et omgivende barrieresjikt. Fig. 6 viser en del av et snitt gjennom et alternativt barrieresjikt for kim og kokilleplate. Fig. 5 shows part of a section through a germ with a surrounding barrier layer. Fig. 6 shows part of a section through an alternative barrier layer for seed and mold plate.
Den foretrukne utførelse vil bli beskrevet i forbindelse med en form ifølge US-patentskrift 3.895.672 til fremstilling av enkeltkrystallstøpestykker av nikkellegeringer i ett stykke. The preferred embodiment will be described in connection with a mold according to US Patent 3,895,672 for the production of single crystal castings of nickel alloys in one piece.
En form 20 av keramisk materiale, egnet til å danne ehenkeltkrystallgjenstand er anbrakt på en kokilleplate 22 av kobber, slik det fremgår av fig. 1. Formen består av en seksjon som avgrenser et gjenstandhulrom 24, som i fig. 2 er utformet som en gassturbinaerofoil, for hvis fremstilling oppfinnelsen er særlig egnet. Formen omfatter dessuten en første ende 26 for å motta smeltet metall og lede dette til gjenstandhulrommet, og en andre ende 33 som er innrettet til å danne anlegg mot en kokilleplate. A mold 20 of ceramic material, suitable for forming a single crystal object, is placed on a mold plate 22 of copper, as can be seen from fig. 1. The mold consists of a section which delimits an object cavity 24, as in fig. 2 is designed as a gas turbine aerofoil, for the manufacture of which the invention is particularly suitable. The mold also comprises a first end 26 to receive molten metal and guide this to the object cavity, and a second end 33 which is arranged to form abutment against a mold plate.
En kim 28 med bestemt krystallografisk orientering er anbrakt i en utsparing 30 i kokilleplaten 22. Kimen står således i intim kontakt med og avkjøles av kokilleplaten. Kimen er omgitt av et starthulrom 32, som er avgrenset av den andre ende 33, formens startseksjon samt kokilleplaten. En velgerseksjon 34 forbinder starthulrommet 32 med gjenstandhulrommet 24. Velgerseksjonen har vesentlig mindre tverrsnitt enn både kimkrystallhulrommet og gjenstandhulrommet. A seed 28 with a specific crystallographic orientation is placed in a recess 30 in the mold plate 22. The seed is thus in intimate contact with and is cooled by the mold plate. The seed is surrounded by a starting cavity 32, which is delimited by the other end 33, the starting section of the mold and the mold plate. A selector section 34 connects the starting cavity 32 with the object cavity 24. The selector section has a substantially smaller cross-section than both the seed crystal cavity and the object cavity.
I den viste, foretrukne utførelsesform er kimen, starthulrommet og velgerhulrommet sirkelformete i tverrsnitt, men også andre tverrsnittsformer er like funksjonelle. In the preferred embodiment shown, the seed, the starting cavity and the selector cavity are circular in cross-section, but other cross-sectional shapes are equally functional.
De respektive elementers innbyrdes størrelse er ikke fast, men kan generelt angis ved følgende eksempel: Til fremstilling av gjenstander av nikkelsuperlegeringer, såsom 10-25 cm høye gass-turbinaerofoiler, foretrekkes det en kim med en diameter på The mutual size of the respective elements is not fixed, but can generally be indicated by the following example: For the production of articles of nickel superalloys, such as 10-25 cm high gas turbine aerofoils, a core with a diameter of
2-2,5 cm og tilsvarende høyde. Starthulrommet skal ha en diameter på ca. 5 cm, og innløpet til velgerseksjonen skal ligge 0,5-1,0 cm over kimens overflate. Således vil starthulrommet ha et volum på mer enn fem ganger kimens volum i dette. Dette volum kan oppta smeltet metall for oppvarming av kimen og begynne epitaksial størkning fra denne. 2-2.5 cm and corresponding height. The starting cavity must have a diameter of approx. 5 cm, and the inlet to the selector section should lie 0.5-1.0 cm above the surface of the seed. Thus, the starting cavity will have a volume of more than five times the volume of the germ in it. This volume can accommodate molten metal to heat the seed and begin epitaxial solidification from it.
Startseksjonens ende 33 er anbrakt tett an mot kokilleplaten ved flaten 36 for å hindre lekkasje av smeltet metall. Organer for klemming, såsom bolter i fig. 3, anvendes for å opprettholde god berøring mellom formen og kokilleplaten. Andre mekaniske festeorganer er like anvendbare så lenge de er lokalisert utenfor metallsmeltens bane og innrettet til å holde en form med høy temperatur. Ved masseproduksjon er naturligvis et kriterium ved valg av klemorganer lettheten og hurtigheten for festing og løskopling av disse. The start section's end 33 is placed close to the mold plate at the surface 36 to prevent leakage of molten metal. Means for clamping, such as bolts in fig. 3, is used to maintain good contact between the mold and the mold plate. Other mechanical fasteners are equally applicable as long as they are located outside the path of the metal melt and designed to hold a high temperature mold. In mass production, a criterion for choosing clamping devices is of course the ease and speed of attaching and detaching them.
Når formen og kokilleplaten er fast!klemt sammen, er en-heten innrettet til å anbringes i forskjellige apparater ifølge kjent teknikk for retningsbestemt størkning. Smeltet metall kan innføres og nødvendig varmegradient anvendes på formen for retningsbestemt størkning av støpestykket. Apparatets anvendelse, When the mold and mold plate are firmly clamped together, the unit is arranged to be placed in various apparatus according to known techniques for directional solidification. Molten metal can be introduced and the necessary heat gradient applied to the mold for directional solidification of the casting. The use of the device,
er følgende: smeltet metall innføres i formen 2 0 via mottakings-enden 26, passerer deretter gjennom gjenstandseksjonen 24 og velgerseksjonen 34 og støter an mot og strømmer tvers over flaten 38 på kimen 28. Virkningen av det smeltede metall på kimflaten 38 is as follows: molten metal is introduced into the mold 20 via the receiving end 26, then passes through the object section 24 and the selector section 34 and abuts and flows across the face 38 of the seed 28. The effect of the molten metal on the seed face 38
i in
er oppvarming og smelting av denne, og ved turbulens bedres fjerningen av avleiringer eller filmer. Det smeltede metall som har passert over kimens overflate avsettes i starthulrommet 32 is heating and melting of this, and in the case of turbulence, the removal of deposits or films is improved. The molten metal that has passed over the surface of the seed is deposited in the starting cavity 32
i in
inntil kimen. Således funksjonerer starthulrommet som et mot-takingsreservoar for det smeltede metall før oppvarmingen av kimen. Reservoaret kan anbringes atskilt fra hulrommet med kimen until the germ. Thus, the starting cavity functions as a receiving reservoir for the molten metal before the heating of the nucleus. The reservoir can be placed separately from the cavity with the seed
dersom dette er ønskelig. Innføring av metall via en separat port (se US-patentskrift 3.915.761) er en annen valgmulighet. I slike tilfeller må starthulrommet fremdeles være utformet Islik at det muliggjør gjennomstrømning av smeltet metall. I utførelses-formen i fig. 1 vil metallsmelten, etter at den har strømmet over kimens overflate, omslutte kimen sideveis og derved varme denne opp ytterligere. if this is desired. Insertion of metal via a separate port (see US Patent 3,915,761) is another option. In such cases, the starting cavity must still be designed in such a way that it enables the flow of molten metal. In the embodiment in fig. 1, the metal melt, after it has flowed over the core's surface, will surround the core laterally and thereby heat it up further.
Etter at formen er fylt med metall, vil ved avledning av varme gjennom kokilleplaten og formveggene på kjent måte smeltet metall størkne gradvis langs formens hovedakse, dvs. vertikalt. Metallet i startseksjonen størkner først, og selvfølgelig foreligger kimens hoveddel i fast form tvers igjennom. Idet velgerseksjonen 34 er sentrert over kimen 28, vil metall som størkner epitaksialt på kimens overflate fortrinnsvis først nå velger-seks jonen og passere gjennom denne. På grunn av at det størknete metall som passerer gjennom velgerseksjonen har størknet epitaksialt fra kimkrystallen, får den samme orientering som kimkrystallen. Likeledes vil gjenstanden som dannes i hulrommet 24 ha en liknende orientering, idet den antar sin struktur fra det tidligere formete materiale i velgerseksjonen. After the mold is filled with metal, when heat is dissipated through the mold plate and mold walls in a known manner, molten metal will solidify gradually along the main axis of the mold, i.e. vertically. The metal in the starting section solidifies first, and of course the main part of the seed is in solid form right through. Since the selector section 34 is centered over the seed 28, metal solidifying epitaxially on the surface of the seed will preferably first reach the selector six ion and pass through it. Because the solidified metal passing through the selector section has solidified epitaxially from the seed crystal, it acquires the same orientation as the seed crystal. Likewise, the object formed in the cavity 24 will have a similar orientation, as it assumes its structure from the previously shaped material in the selector section.
Fig. 3 viser mer detaljert arrangementet av viktige ele-menter ifølge oppfinnelsen i startseksjonen. For å oppnå ønsket sekundær orientering er det nødvendig at kimkrystallen orien-teres på en gitt måte i forhold til gjenstandhulrommet 24. Dette oppnås ved å orientere både kim og form i et fast forhold til kokilleplaten 22. Som vist i fig. 3 er formen orientert til kokilleplaten ved hjelp av bolter 37, som også tjener til å klemme fast formen til kokilleplaten for å hindre lekkasje. Selvfølgelig kan det anvendes andre orienteringsorganer, særlig ved masseproduksjon, f.eks. polarisering av kokilleplaten og formen ved hjelp av utforming i deres kontaktpunkter eller ved hjelp av elektrooptiske følere med egnet indeks. Fig. 4 viser i detalj organer for orientering av kimen i forhold til kokilleplaten. Vertikal eller primær akselorientering oppnås ved å la kimen hvile på kokilleplatens overflate. Den sekundære orientering eller polarorienteringen rundt primæraksen reguleres ved hjelp av et spor og egnet kile. Slik det fremgår har kimkrystallen et enkelt spor 46 tvers over dens diameter, mens kokilleplaten er utformet med et kilespor 48 som er utformet i ett stykke med den. Andre mekaniske sperrehaker og lokaliserings- organer og andre polariseringsmetoder kan også være egnet. Fig. 3 shows in more detail the arrangement of important elements according to the invention in the starting section. In order to achieve the desired secondary orientation, it is necessary that the seed crystal is oriented in a given way in relation to the object cavity 24. This is achieved by orienting both seed and mold in a fixed relationship to the mold plate 22. As shown in fig. 3, the mold is oriented to the mold plate by means of bolts 37, which also serve to clamp the mold to the mold plate to prevent leakage. Of course, other orientation devices can be used, especially in mass production, e.g. polarization of the mold plate and the mold by means of design in their contact points or by means of electro-optical sensors with a suitable index. Fig. 4 shows in detail organs for orientation of the seed in relation to the mold plate. Vertical or primary axis orientation is achieved by allowing the seed to rest on the mold plate surface. The secondary orientation or polar orientation around the primary axis is regulated by means of a slot and a suitable wedge. As can be seen, the seed crystal has a single groove 46 across its diameter, while the mold plate is formed with a wedge groove 48 which is formed in one piece with it. Other mechanical detents and locating devices and other polarization methods may also be suitable.
Ifølge fig. 3 og 4 omsluttes"kimen 28 av et keramisk skall 40 som består av et barrieresjikt for å hindre at smeltet metall som har strømmet over flaten 38 på kimen og lagt seg i starthulrommet 32 blir hengende fast på kimens omkrets 42. Skallet 40 er tilbøyelig til å hindre smelting langs kimens omkrets 42 og vil hindre at metallsmelten i hulrommet blir hengende fast på kimens omkrets. Etter at metallet i hulrommet 32 har størknet og hele støpestykket er fjernet fra formen, kan følgelig støpe-stykket deles i flatens 38 plan, hvorved kimen lettvint kan løsgjøres fra startseksjonstøpestykket og med mindre preparering gjenanvendes. According to fig. 3 and 4, the "nucleus 28 is enclosed by a ceramic shell 40 which consists of a barrier layer to prevent molten metal which has flowed over the surface 38 of the nucleus and deposited in the starting cavity 32 from being stuck on the circumference 42 of the nucleus. The shell 40 is inclined to to prevent melting along the circumference of the seed 42 and will prevent the metal melt in the cavity from being stuck to the circumference of the seed. After the metal in the cavity 32 has solidified and the entire casting has been removed from the mold, the casting can therefore be split in the plane of the surface 38, whereby the seed can easily be detached from the starting section casting and unless preparation is reused.
Fig. 5 viser en alternativ utførelsesform av det keramiske skall sammen med kimen. Skallet kan konstrueres av keramisk materiale som motstår påvirkning fra metallsmelten under det korte tidsrom det utsettes for denne før størkning. Det kreves bare at skallet utformes av et materiale med nødvendig varme- Fig. 5 shows an alternative embodiment of the ceramic shell together with the seed. The shell can be constructed of ceramic material that resists the influence of the metal melt during the short period of time it is exposed to it before solidification. It is only required that the shell be designed from a material with the necessary heat-
og korrosjonsbestandighet og som dessuten har tilstrekkelig mekanisk fasthet til ikke å løsne under påvirkningen fra metallsmelten. For å oppnå formålet med oppfinnelsen behøver barrieresjiktet rundt kimen ikke å være et separat fysisk element, men kan også være et belegg på kimen. Fig. 6 viser en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen, hvor kimen er anordnet i plan med en innfelt del av kokilleplatens overflate sammen med skallet 40. Dessuten vises det en keramisk, ringformet skive 44 som hviler på kokilleplateflaten 36 inntil kimen. Skiven 44 har som funksjon å senke avkjølingen gjennom kokilleplaten og derved metallsmeltens størkningshastighet inntil kimen sammenliknet med om skiven ikke ble anvendt. Selvfølgelig vil metallet som størkner fra kokilleplaten ikke ha denønskete krystallografiske orientering som kimen har. I spesielle utførelser av starthulrommet gir nærværet av skiven 4 4 mer garanti for at metall med ikke-ønskelig krystallografisk orientering ikke når velgerseksjonen 34 før metallet som størkner epitaksialt fra kimoverflaten 38. I fig. 6 vises skiven 44 som et separat element som dekker hele den frie kokilleplate i hulrommet 32. Imidlertid kan dek-ningens diametrale utstrekning variere, f.eks. ved å minske skiyens 44 diameter, slik at en del av kokilleplatens overflate ved hulrommets omkrets blottlegges. Variasjoner i kokilleplatens dekning kan regulerbart variere varmeoverføring fra and corrosion resistance and which also has sufficient mechanical strength not to loosen under the influence of the molten metal. In order to achieve the purpose of the invention, the barrier layer around the seed does not need to be a separate physical element, but can also be a coating on the seed. Fig. 6 shows a further embodiment of the invention, where the core is arranged in a plane with a recessed part of the mold plate surface together with the shell 40. Also shown is a ceramic, ring-shaped disc 44 which rests on the mold plate surface 36 next to the core. The disc 44 has the function of lowering the cooling through the mold plate and thereby the solidification rate of the metal melt until the core compared to if the disc was not used. Of course, the metal that solidifies from the mold plate will not have the desired crystallographic orientation that the seed has. In particular embodiments of the starting cavity, the presence of the disk 44 provides more assurance that metal of undesirable crystallographic orientation does not reach the selector section 34 before the metal solidifying epitaxially from the seed surface 38. In fig. 6, the disc 44 is shown as a separate element which covers the entire free mold plate in the cavity 32. However, the diametrical extent of the coverage may vary, e.g. by reducing the diameter of the ski 44, so that part of the surface of the mold plate at the circumference of the cavity is exposed. Variations in the mold plate's coverage can controllably vary heat transfer from
metallet i hulrommet 32 for oppnåelse av nødvendig størkning av produktet. Dessuten kan skiven 44 utformes i ett stykke med skallet 40, slik som vist i fig. 3, eller i ett stykke med formen 20, hvorved skivedelens innerdiameter varieres for regulering av varmeoverføringen. Skiven 44 kan også utformes som et belegg på kokilleplaten og dens effekt variere med konstruk-sjonsmaterialets tykkelse og varmeegenskaper. the metal in the cavity 32 to achieve the necessary solidification of the product. Furthermore, the disc 44 can be formed in one piece with the shell 40, as shown in fig. 3, or in one piece with the shape 20, whereby the inner diameter of the disc part is varied to regulate the heat transfer. The disc 44 can also be designed as a coating on the mold plate and its effect varies with the thickness and heat properties of the construction material.
Apparatet og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan til-passes til produksjon av én eller flere deler. Selvfølgelig kan flere deler fremstilles ved å anordne flere former av typen ifølge fig. 1 som en enhet, noe som er normalt ved masseproduksjon av retningsbestemt størknete presisjonsstøpestykker. Alternativt kan mer enn én del fremstilles av en eneste kimkrystall ved å spre formen umiddelbart ovenfor velgerseksjonen på den måte som er kjent fra US-patentskrift 3.857.436. The apparatus and method according to the invention can be adapted to the production of one or more parts. Of course, several parts can be produced by arranging several molds of the type according to fig. 1 as a unit, which is normal in the mass production of directional solidified precision castings. Alternatively, more than one part can be produced from a single seed crystal by spreading the mold immediately above the selector section in the manner known from US Patent 3,857,436.
Selv om oppfinnelsen ovenfor er beskrevet i forbindelse med et enkeltkrystallstøpestykke, kan den imidlertid også anvendes for fremstilling av søylekornstøpestykker og andre epitaksialt dannete støpeprodukter. Oppfinnelsen kan anvendes for en vilkårlig støpbar legering som en egnet form kan fremstilles for. Although the above invention is described in connection with a single crystal casting, it can also be used for the production of columnar grain castings and other epitaxially formed cast products. The invention can be applied to any castable alloy for which a suitable mold can be produced.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US96913078A | 1978-12-13 | 1978-12-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO794028L true NO794028L (en) | 1980-06-16 |
Family
ID=25515222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO794028A NO794028L (en) | 1978-12-13 | 1979-12-11 | MEASUREMENT AND APPARATUS FOR EPITAXIAL STRENGTH |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5581064A (en) |
| BE (1) | BE880402A (en) |
| BR (1) | BR7908118A (en) |
| CA (1) | CA1142839A (en) |
| CH (1) | CH644408A5 (en) |
| DE (1) | DE2949446A1 (en) |
| DK (1) | DK158629C (en) |
| FR (1) | FR2444092A1 (en) |
| GB (1) | GB2037200B (en) |
| IL (1) | IL58882A (en) |
| IT (1) | IT1127731B (en) |
| NL (1) | NL185271C (en) |
| NO (1) | NO794028L (en) |
| SE (1) | SE7910137L (en) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4289570A (en) * | 1978-12-13 | 1981-09-15 | United Technologies Corporation | Seed and method for epitaxial solidification |
| IL65014A0 (en) * | 1981-03-02 | 1982-04-30 | Trw Inc | Method of casting an article |
| FR2734187A1 (en) * | 1981-09-25 | 1996-11-22 | Snecma | Casting and directional solidification. of a cluster of turbine rotor vanes |
| GB2110299A (en) * | 1981-11-03 | 1983-06-15 | Rolls Royce | I.C. engine poppet valve |
| US4605452A (en) * | 1981-12-14 | 1986-08-12 | United Technologies Corporation | Single crystal articles having controlled secondary crystallographic orientation |
| US4475582A (en) * | 1982-01-27 | 1984-10-09 | United Technologies Corporation | Casting a metal single crystal article using a seed crystal and a helix |
| US4412577A (en) * | 1982-01-27 | 1983-11-01 | United Technologies Corporation | Control of seed melt-back during directional solidification of metals |
| US4580613A (en) * | 1982-08-05 | 1986-04-08 | Howmet Turbine Components Corporation | Method and mold for casting articles having a predetermined crystalline orientation |
| US4612969A (en) * | 1983-04-27 | 1986-09-23 | Howmet Turbine Components Corporation | Method of and apparatus for casting articles with predetermined crystalline orientation |
| EP0171343A1 (en) * | 1984-05-11 | 1986-02-12 | United Technologies Corporation | Polygon cross section seed for directional solidification |
| GB2212890B (en) * | 1984-07-04 | 1989-11-22 | Wisotzki Juergen | Funnel-shaped or shell-shaped insert for hollow charges and a process and a mould for producing it. |
| US5061154A (en) * | 1989-12-11 | 1991-10-29 | Allied-Signal Inc. | Radial turbine rotor with improved saddle life |
| DE4039808C1 (en) * | 1990-12-13 | 1992-01-02 | Mtu Muenchen Gmbh | |
| US5304039A (en) * | 1992-07-30 | 1994-04-19 | General Electric Company | Method for providing an extension on an end of an article and extended article |
| US5291937A (en) * | 1992-07-30 | 1994-03-08 | General Electric Company | Method for providing an extension on an end of an article having internal passageways |
| DE19526344C1 (en) * | 1995-07-19 | 1996-08-08 | Mtu Muenchen Gmbh | Rotor blade for turbo engine |
| DE19611866A1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Lyulka Saturn Inc | Casting mould for production of single crystal casting having growth cavity and nucleation cavity |
| US6103993A (en) * | 1996-07-10 | 2000-08-15 | Mtu Motoren-Und Turbinen-Union Munchen Gmbh | Hollow rotor blade of columnar structure having a single crystal column in which a series of holes are laser drilled |
| US6932145B2 (en) | 1998-11-20 | 2005-08-23 | Rolls-Royce Corporation | Method and apparatus for production of a cast component |
| US7418993B2 (en) | 1998-11-20 | 2008-09-02 | Rolls-Royce Corporation | Method and apparatus for production of a cast component |
| US6497272B1 (en) | 1999-10-14 | 2002-12-24 | Howmet Research Corporation | Single crystal casting mold |
| DE10033688B4 (en) * | 2000-07-11 | 2008-04-24 | Alstom Technology Ltd. | Process for the production of directionally solidified castings |
| US7575038B2 (en) | 2001-06-11 | 2009-08-18 | Howmet Research Corporation | Single crystal seed |
| US20050211408A1 (en) * | 2004-03-25 | 2005-09-29 | Bullied Steven J | Single crystal investment cast components and methods of making same |
| CN1332070C (en) * | 2004-12-24 | 2007-08-15 | 中国科学院金属研究所 | Structure of initiating terminal in directional solidification in method of seed crystal, and application |
| US11198175B2 (en) | 2019-10-04 | 2021-12-14 | Raytheon Technologies Corporation | Arcuate seed casting method |
| US11377753B2 (en) * | 2019-10-04 | 2022-07-05 | Raytheon Technologies Corporation | Arcuate seed casting method |
| US11383295B2 (en) | 2019-10-04 | 2022-07-12 | Raytheon Technologies Corporation | Arcuate seed casting method |
| CN111364096B (en) * | 2020-03-30 | 2021-01-22 | 上海交通大学 | Substrate-triggered single crystal high-temperature alloy directional solidification process |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1793672A (en) * | 1926-02-16 | 1931-02-24 | Percy W Bridgman | Crystals and their manufacture |
| BE542375A (en) * | 1954-10-28 | |||
| NL136758C (en) * | 1963-10-21 | 1900-01-01 | ||
| US3494709A (en) * | 1965-05-27 | 1970-02-10 | United Aircraft Corp | Single crystal metallic part |
| US3598169A (en) * | 1969-03-13 | 1971-08-10 | United Aircraft Corp | Method and apparatus for casting directionally solidified discs and the like |
| US3759310A (en) * | 1971-08-30 | 1973-09-18 | United Aircraft Corp | Nsumable electrode method and apparatus for providing single crystal castings using a co |
| US3763926A (en) * | 1971-09-15 | 1973-10-09 | United Aircraft Corp | Apparatus for casting of directionally solidified articles |
| US3857436A (en) * | 1973-02-13 | 1974-12-31 | D Petrov | Method and apparatus for manufacturing monocrystalline articles |
| US3895672A (en) * | 1973-12-26 | 1975-07-22 | United Aircraft Corp | Integrated furnace method and apparatus for the continuous production of individual castings |
| US4015657A (en) * | 1975-09-03 | 1977-04-05 | Dmitry Andreevich Petrov | Device for making single-crystal products |
-
1979
- 1979-11-23 CA CA000340560A patent/CA1142839A/en not_active Expired
- 1979-12-03 BE BE0/198402A patent/BE880402A/en not_active IP Right Cessation
- 1979-12-04 IL IL58882A patent/IL58882A/en unknown
- 1979-12-05 NL NLAANVRAGE7908785,A patent/NL185271C/en not_active IP Right Cessation
- 1979-12-06 FR FR7930535A patent/FR2444092A1/en active Granted
- 1979-12-06 GB GB7942220A patent/GB2037200B/en not_active Expired
- 1979-12-07 CH CH1086879A patent/CH644408A5/en not_active IP Right Cessation
- 1979-12-08 DE DE19792949446 patent/DE2949446A1/en active Granted
- 1979-12-10 SE SE7910137A patent/SE7910137L/en not_active Application Discontinuation
- 1979-12-11 NO NO794028A patent/NO794028L/en unknown
- 1979-12-12 DK DK529479A patent/DK158629C/en not_active IP Right Cessation
- 1979-12-12 BR BR7908118A patent/BR7908118A/en unknown
- 1979-12-13 JP JP16265279A patent/JPS5581064A/en active Granted
- 1979-12-17 IT IT28074/79A patent/IT1127731B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR7908118A (en) | 1980-07-29 |
| DK529479A (en) | 1980-06-14 |
| NL185271C (en) | 1990-03-01 |
| FR2444092A1 (en) | 1980-07-11 |
| DK158629B (en) | 1990-06-25 |
| JPS5581064A (en) | 1980-06-18 |
| IT1127731B (en) | 1986-05-21 |
| GB2037200A (en) | 1980-07-09 |
| IL58882A0 (en) | 1980-03-31 |
| CH644408A5 (en) | 1984-07-31 |
| SE7910137L (en) | 1980-06-14 |
| FR2444092B1 (en) | 1984-05-11 |
| IT7928074A0 (en) | 1979-12-17 |
| JPS6358669B2 (en) | 1988-11-16 |
| DE2949446C2 (en) | 1989-01-26 |
| GB2037200B (en) | 1983-02-09 |
| NL185271B (en) | 1989-10-02 |
| DK158629C (en) | 1990-11-26 |
| IL58882A (en) | 1982-12-31 |
| BE880402A (en) | 1980-04-01 |
| DE2949446A1 (en) | 1980-06-26 |
| NL7908785A (en) | 1980-06-17 |
| CA1142839A (en) | 1983-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO794028L (en) | MEASUREMENT AND APPARATUS FOR EPITAXIAL STRENGTH | |
| US4714101A (en) | Method and apparatus for epitaxial solidification | |
| US3536121A (en) | Process for producing single crystal metallic alloy objects | |
| Pollock et al. | The breakdown of single-crystal solidification in high refractory nickel-base alloys | |
| US3538981A (en) | Apparatus for casting directionally solidified articles | |
| US4412577A (en) | Control of seed melt-back during directional solidification of metals | |
| Ma | Novel casting processes for single-crystal turbine blades of superalloys | |
| US3376915A (en) | Method for casting high temperature alloys to achieve controlled grain structure and orientation | |
| US4469161A (en) | Method of and mould for making a cast single crystal | |
| US7204294B2 (en) | Casting method | |
| EP0087379B1 (en) | Casting a metal single crystal article using a seed crystal and a helix | |
| US9144842B2 (en) | Unidirectional solidification process and apparatus and single-crystal seed therefor | |
| US3857436A (en) | Method and apparatus for manufacturing monocrystalline articles | |
| Ma et al. | Innovations in casting techniques for single crystal turbine blades of superalloys | |
| US4202400A (en) | Directional solidification furnace | |
| US3248764A (en) | Method for improving grain structure and soundness in castings | |
| US4289570A (en) | Seed and method for epitaxial solidification | |
| US3939895A (en) | Method for casting directionally solidified articles | |
| US4213497A (en) | Method for casting directionally solidified articles | |
| EP0127552B1 (en) | Casting of articles with predetermined crystalline orientation | |
| US3942581A (en) | Method and apparatus for casting directionally solidified articles | |
| EP1093872A1 (en) | Controlling grain spacing in directional solidified castings | |
| US4712604A (en) | Apparatus for casting directionally solidified articles | |
| IL34591A (en) | Method and apparatus for forming directionally solidified articles by a consumable arc melting technique | |
| Toloraiya et al. | Advanced method for single crystal casting of turbine blades for gas turbine engines and plants |