NO794028L - Fremgangsmaate og apparat til epitaksial stoerkning - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat til

epitaksial størkning.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

og et apparat til retningsbestemt størkning av smeltede metaller, særlig fremstilling av enkeltkrystaller med regulert krystallografisk orientering.

Det er kjent at store forbedringer i utformingen av metallstrukturer kan oppnås ved hjelp av ensrettet støping,

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.

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 .

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 .

Å la objekter vokse ut fra kimen er kjent. Se f.eks.

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.

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.

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.

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.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe

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.

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,

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.

I en utførelsesform av oppfinnelsen har en form en seksjon

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.

Oppfinnelsen er egnet for produksjon av støpte gjenstander

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.

Oppfinnelsen muliggjør hensiktsmessig smelting av kimen 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

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.

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.

Fig. 3 viser en del av et snitt gjennom et kimhulrom i

en form på en kokilleplate.

Fig. 4 viser en detalj av kimsetet.

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.

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.

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.

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.

I den viste, foretrukne utførelsesform er kimen, starthulrommet og velgerhulrommet sirkelformete i tverrsnitt, men også andre tverrsnittsformer er like funksjonelle.

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

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.

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.

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,

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

i

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

i

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

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.

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.

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.

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.

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-

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

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.

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.

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.

Claims (14)

1. Apparat for størkning av smeltet metall til en gjenstand med regulert krystallografisk orientering, karakterisert ved

a) en kokilleplate for avkjøling av smeltet metall under retningsbestemt størkning, b) en kim med kjent krystallografisk orientering for begynnelse av epitaksial størkning som er ønskelig i gjenstanden, c) et organ som er innrettet til å holde kimen i en gitt orientering i forhold til formen inntil kokilleplaten, slik at det oppnås varmeoverfø ring fra kimen til kokilleplaten, d) en form med en gjenstandseksjon og en startseksjon for å muliggjøre strømning av smeltet metall rundt kjernen, hvor startseksjonen står i forbindelse med kokilleplaten og sammen med denne avgrenser et rom for kimen og for opptakelse av en del av strømningen av det smeltede metall rundt kjernen, samt e) et organ som er innrettet til å holde formen 'fast til kokilleplaten for regulering av formens orientering i forhold til kimen.

2. Apparat i samsvar med krav 1, karakterisert ved at formen omfatter en velgerseksjon som forbinder gjen-standseks jonen med startseksjonen for å bevirke at utelukkende epitaksialt stø rknet materiale dannes i gjenstandseksjonen.

3. Apparat i samsvar med krav 1, karakterisert ved et organ for føring av smeltet metall mot kimens overflate og derved øke oppvarmingen og fjerne overflateforurensende filmer som negativt påvirker epitaksial størkning.

4. Apparat i samsvar med krav 1, karakterisert i ved en kim som rager inn i starthulrommet slikj at smeltet metall som strømmer inn i starthulrommet omslutter kimen ved en annen flate enn den hvorfra epitaksial størkning foregår, hvorved det oppnås ytterligere oppvarming av kimen.

5. Apparat i samsvar med krav 2, karakterisert ved et organ som er innrettet til å hindre at smeltet metall fester seg til kimen på forutbestemte steder som letter fjerningen av kimen fra det størknete støpestykke.

6. Apparat i samsvar med krav 1 og 2, karakterisert ved et organ for varmeisolasjon av en del av kokilleplaten ved kimen for minskning av varmeoverføring fra overskuddsmetall i starthulrommet.

7. Apparat i samsvar med krav 1, karakterisert ved at kimen er et enkeltkrystall.

8. Fremgangsmåte til støping av metall til en gjenstand med regulert krystallografisk orientering ved hjelp av apparatet ifølge et av kravene 1-7 og ved epitaksial, retningsbestemt størkning fra en kim.som i begynnelsen er vesentlig kaldere enn smeltepunktet til metallet som skal støpes, karakterisert ved at smeltet metall føres mot og ledes over kimens overflate i tilstrekkelig mengde til å varme opp og smelte en del av kimen og fjerne overflateforurensninger som negativt påvirker epitaksial størkning fra kimen.

9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 8, karakterisert ved at kimen anbringes på en kokilleplate med regulert orientering til denne, at en oppvarmet form anbringes på kokilleplaten med bestemt orientering til denne for anbringelse av kimen deri og for opptakelse av smeltet metall, at formen fylles med smeltet metall ved hjelp av et organ som gjør det mulig at en del av metallsmelten strømmer over kimens overflate til et reservoar i en slik mengde at kimen varmes opp og delvis smelter og forurensende filmer på den smelter, samt at det smeltede metall bringes til å størkne epitaksialt til dannelse av en gjenstand fra kimen med en krystallografisk orientering som bestemmes av kimen.

10. Fremgangsmåte i samsvar med krav 9, karakterisert ved at et barrieresjikt som er bestandig mot det smeltede metall anbringes rundt en del av kimen for å hindre adhesjon av metallet til kimen, uten å eliminere metallets om-slutning av kimen, noe som ville skje uten barrieresjiktet, og derved lette fjerningen av kimen fra støpestykket etter størkning.

11. Fremgangsmåte i samsvar med krav 8, karakterisert ved at formen utformes med en første ende som er innrettet til å oppta smeltet metall, en andre ende som ved berøring med kokilleplaten avgrenser et starthulrom, et gjenstandhulrom som er utformet for opptakelse og forming av smeltet metall, samt en velgerseksjon som er anordnet mellom den andre ende og gjenstandhulrommet, at formen oppvarmes, at det på en kald kokilleplate anordnes en kim som er vesentlig mindre enn starthulrommet, at formens andre ende bringes i berøring med kokilleplaten slik at kimen befinner seg i starthulrommet og det i hulrommet dannes et rom for opptakelse og oppbevaring av smeltet metall, at formen fylles ved å helle ned smeltet metall i formens første ende slik at metallsmelten ledes til den andre ende og strømmer til et reservoar ved å passere over kimens overflate for oppvarming av og smelting av en del av kimen, samt at formen avkjøles slik at det smeltede metall størkner epitaksialt fra den andre ende inn i gjenstandhulrommet til dannelse av en gjenstand med en krystallografisk orientering som bestemmes av kimen.

12. Form for epitaksial størkning av metall fra en kim til en gjenstand med regulert krystallografisk orientering, hvor formen er festet til en kokilleplate og smeltet metall størkner retningsbestemt, karakterisert v,ed et gjenstandhulrom for utforming av smeltet metall til en gjenstand, et velger-hulrom som står i forbindelse med gjenstandhulrommet for regulering, av den krystallografiske orientering av metall som vokser ved størkning inn i gjenstandhulrommet fra et starthulrom... som står i forbindelse med velgerhulrommet og som har en vesentlig større tverrsnittsflate enn velgerhulrommet og tilstrekkelig volum til å oppta en kim og smeltet metall som er ført inn i formen for oppvarming av kimen, samt et organ for innføring av smeltet metall i formen slik at metallsmelten strømmer over kimen til starthulrommet hvor det er plass for den.

13. Form i samsvar med krav 12, karakterisert ved at velgerhulrommet består av en stort sett rettlinjet kanal som løper mellom start- og gjenstandhulrommene, hvorved kanalaksen er stort sett parallell med hovedvekstaksen for gjenstanden som blir dannet i formen.

14. Form i samsvar med krav 12, karakterisert ved at formstarthulrommet er utformet for å minimalisere varmeoverføringen til kokilleplaten i områder nær kimen.