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JP2015535487A - 内部壁において面取りされた端面を有する鋳型 - Google Patents

内部壁において面取りされた端面を有する鋳型 Download PDF

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Abstract

内部壁要素の端面を、目標を定めて変更することにより、鋳型における液状材料の伝搬前面が影響を及ぼされ、酸化被膜の影響または形成は、製造すべき鋳造入口の危険のより少ない領域に移動される。

Description

本発明は内部壁において面取りされている端面を有する鋳型に関する。
タービン翼のように、内部構造を有する中空の構成部材を製造するための鋳型は多くの場合、複数の流路を有しており、当該流路内で液状材料が伝搬する。
このとき鋳型の個々の流路壁同士の間には隙間があり、当該隙間は後の鋳造部材において接合要素となるものである。このとき当該領域内で酸化被膜が形成されることが多いが、それは当該中間領域において二つの液体前面が互いに衝突し、当該液体前面がその後、当該薄い領域において酸化被膜層を形成するためである。
従って本発明は上記の問題を解決することを課題とする。
前記の課題は請求項１に記載の鋳型によって解決される。
従属請求項にはさらなる有利な手段が挙げられており、当該手段は任意に互いに組み合わせられ得、それによりさらなる有利点を実現する。
図面に示すのは以下の通りである。
従来技術による鋳型を示す図である。 本発明に係る鋳型を示す図である。 本発明に係る鋳型を示す図である。
詳細な説明と図面は本発明の例示的な実施の形態を示しているだけである。
図１は従来技術による鋳型１’を示している。
鋳型１’に注入される液状金属の伝搬方向、あるいは鋳型１’の外部壁要素４’，４”および内部壁要素７’，７”の長手方向は、参照番号１９によって表されている。
伝搬方向１９は壁４’，４”，７’，７”（図１，図２）；１０３’，１０３”，１０６’，１０６”（図３）に対してほぼ平行に進展する。
従来技術による鋳型１’は鋳入すべき液状金属の伝搬方向１９で見て対向する内部壁要素７’，７”を有しており、鋳型１’において鋳型１’の外部壁要素４’，４”の間で凝固される金属は、鋳造部材の壁２’，２”を生じさせる。
内部壁要素７’，７”は到来する二つの液体前面２２’，２２”のための開口部１３’を有しており、当該開口部１３’に液状金属が進入し、そのようにして内部構造２５’、すなわち後の鋳造部材の壁２’，２”の間の接合部を形成する。
開口部１３’の領域内には伝搬された液体前面２２Ｖ，２２ＶＩがある。点線で暗示されているのは液体前面２２Ｖ，２２ＶＩの接触線２０’であるが、当該液体前面は液体前面２２Ｖ，２２ＶＩに酸化被膜が設けられることにより、開口部１３’内で溶融冶金的には最適に接合されない場合がある。その後、液体前面２２’’’，２２ＩＶは再び以前のように（＝２２’，２２”）進む。
内部壁要素７’の端面１０’と、対向する内部壁要素７”の端面１０”は、伝搬方向１９に対して垂直に形成されている。
充填された開口部１３’の内部構造２５’において、点線で暗示される線に沿って金属が凝固する場合、開口部１３’内で亀裂が生じることが多い。
図２は本発明に係る鋳型１を示しており、当該鋳型では図１に比べて内部壁要素３１（７’に類似）の端面４０は異なって形成されている。端面４０は面取りされており、伝搬方向１９または内部壁要素３１の外面５０に対して、９０°と異なる角度で設けられている。内部壁要素７”，３１の端面４０であって、液体前面２２’，２２”が最初に周りを流れる端面は、好ましくは面取りされている。
壁要素３１の端面４０をこのように非対称に形成することにより、液状材料の液体前面３４，３７が影響され、本発明に係る開口部４３であって、当該開口部において二つの液体前面が衝突する開口部は、当該開口部の接触線６０と共に、面取りされた端面４０から離れるとともに、内部壁要素７”，３１の端面１０”，４０の間の開口部４３から離れて、機械的に危険のより少ない領域に移動し、それにより壁５４’，５４”を有する鋳造部材が成立し、当該鋳造部材はより大きな強度を有している。
互いに隣接して設けられている、特に平行な内部壁要素１０３’，１０６’；１０３”，１０６”の端面１１２’，１１２”は、同様に面取りされ得（図３）、当該端面はその後、側面５１’，５１”に対して９０°と異なる角度を有している。
内部壁要素１０３’，１０６’，１０３”，１０６”の間には、金属が凝固する際、さらなる内部壁５５が形成される。
面取りされた端面１１２’，１１２”に対向する、壁要素１０３’，１０３”の端面１０９’，１０９”は好ましくは面取りされておらず、伝搬方向１９または当該壁要素の側面５１’，５１”に対して垂直に設けられている。
内部壁要素１０３’，１０６’もしくは１０３”，１０６”の間には開口部５３’もしくは５３”がある。
好適に全ての端面１１２’，１１２”は同じ側に向かって面取りされている。
伝搬方向１９に対する面取りされた端面４０，１１２’，１１２”の角度は好ましくは４５°と６０°の間の大きさである。
面取りされた端面４０，１１２’，１１２”がどちらの側に向いているかは、重要ではない。
好適に全ての端面４０，１１２’，１１２”は面取りされている。
１’ 鋳型
２’，２” 壁
４’，４” 外部壁要素
７’，７” 内部壁要素
１０’，１０” 端面
１３’ 開口部
１９ 伝搬方向
２０’ 接触線
２２’，２２” 液体前面
２２’’’，２２ＩＶ 液体前面
２２Ｖ，２２ＶＩ 液体前面
３１ 内部壁要素
３４ 液体前面
３７ 液体前面
４０ 端面
４３ 開口部
５０ 外面
５１’，５１” 側面
５３’，５３” 開口部
５４’，５４” 内部壁
５５ 内部壁
６０ 接触線
１０３’，１０３” 内部壁要素
１０６’，１０６” 内部壁要素
１０９’，１０９” 端面
１１２’，１１２” 端面

Claims (8)

  1. 開口部（４３，５３’，５３”）と内部壁（５４’，５４”，５５）とを有する中空部材を製造するための鋳型（１）であって、
    当該鋳型（１）は開口部（４３，５３’，５３”）を有する少なくとも一つの内部壁要素（７”，３１；１０６’１０３’；１０６”，１０３”）を有しており、
    前記開口部（４３，５３’，５３”）において液状金属は伝搬もし得、
    少なくとも一つの内部壁要素（３１，１０６’，１０６”）は前記開口部（４３，５３’，５３”）の領域内に端面（４０，１１２’，１１２”）を有しており、
    当該端面は面取りされており、
    当該端面は前記鋳型（１）において、前記液状金属の伝搬方向（１９）または前記内部壁要素（３１，１０６’，１０６”）の側面（５１’，５１”，５０）の展開方向に対して、９０°と異なる角度で設けられている、鋳型。
  2. 前記端面（４０，１１２’，１１２”）が前記液状金属の前記伝搬方向（１９）または前記内部壁要素（７”，１０６’，１０６”）の前記側面（５０，５１’，５１”）に対して４５°から６０°の角度を有している、請求項１に記載の鋳型。
  3. 前記鋳型（１）は複数の内部壁要素（１０３’，１０６’；１０３”，１０６”）を有しており、複数の内部壁要素（１０６’，１０６”）は前記端面（１１２’，１１２”）の面取り部を有しており、前記端面は特にそれぞれ同じ側に向かって面取りされている、請求項１または２に記載の鋳型。
  4. 全ての面取りされた端面（１１２’，１１２”）は、同じ側に向かって面取りされている、請求項３に記載の鋳型。
  5. 前記溶融金属の前記伝搬方向（１９）は少なくとも場所によって前記内部壁要素（１０６’，１０３’；１０６”，１０３”，７”，３１）に対して平行に進展する、請求項１から４のいずれか一項に記載の鋳型。
  6. 前記内部壁要素（７”，１０３’，１０３”）の前記端面（１０９’，１０９”，１０”）であって、前記内部壁要素（３１，１０６’，１０６”）の前記面取りされた端面（１１２’，１１２”，４０”）に対向する端面は面取りされていない、請求項１，請求項２，請求項３，および請求項５のいずれか一項に記載の鋳型。
  7. セラミックで形成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の鋳型。
  8. 前記面取りされた端面（４０，１１２’，１１２”）は、溶融金属が最初に伝搬する所に形成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の鋳型。
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