專利名稱：用于定向凝固工藝中的鑄造模具及其制造方法
技術領域：
本公開大體涉及用于定向凝固鑄造工藝中的鑄造模具及其制造方法。更具體地， 該鑄造模具包括構造成以便在定向凝固工藝期間防止或延遲液體金屬冷卻劑與鑄造金屬 表面發(fā)生反應的梯度(graded)表面涂層結構。
背景技術：
定向凝固工藝是通常用來生產(chǎn)諸如具有柱狀和單晶體生長結構的渦輪機葉片和 輪葉的部件的方法。眾所周知的是，單晶體超合金的高溫機械屬性優(yōu)于具有多晶結構的鑄 件。通常，在限定零件的、豎直地設置的模具的基部處建立期望的單晶體生長結構。然后， 在移動的熱梯度的影響下，單晶體凝固前沿傳播穿過該結構。存在用于進行定向凝固的各種工藝。在一種工藝中，可通過使包含熔融金屬的模 具緩慢地降低離開經(jīng)加熱的爐子，且將該模具降到液體冷卻槽中來實現(xiàn)定向凝固，液體冷 卻槽充當熔融材料的冷卻介質。冷卻槽可包括被加熱到在熔融材料的熔點以下且在液體冷 卻劑的熔點以上的溫度的金屬。當模具下降到冷卻槽中，熔融材料的凝固可從模具的底部 發(fā)展到頂部。這樣，隨著熱從模具內(nèi)的熔融材料傳遞到液體冷卻槽，固液界面可以向上發(fā) 展。用液體冷卻模具的問題之一是液體冷卻劑會污染鑄造材料，從而造成不合需要的表面 點蝕的傾向。如果沒有恰當?shù)孛芊饽＞?，或者如果模具在鑄造運行完成之前過早地破裂，則 可發(fā)生液體冷卻劑與鑄造金屬的反應。有時使用表面涂層在熔融的鑄造金屬和殼模的表面之間形成保護性阻隔。例如， 美國專利No. 6，676，381 (Subramanian等人)描述了基于氧化釔或者至少一種稀土金屬和 其它無機組分(例如氧化物、硅化物、硅酸鹽和硫化物)的表面涂層。表面涂層合成物最常 為漿料的形式，其大體包括粘合劑材料以及耐熔材料，例如氧化釔組分。當將熔融的反應 性鑄造金屬輸送到殼模中時，表面涂層防止鑄造金屬和模具的壁(即在表面涂層的下面的 壁)之間的不合需要的反應。出于相同的目的，有時可以使用表面涂層來保護通常會與鑄 造金屬發(fā)生接觸的芯體的部分(在殼模內(nèi))。當前的表面涂層容易失效(例如當模具主體 在鑄造工藝期間破裂時)。因此，期望的是具有適用于采用液體冷卻槽的定向凝固工藝的鑄造模具，其中，該 模具構造成以便在定向凝固工藝期間防止或延遲液體金屬冷卻劑與鑄造金屬的表面進行 反應。

發(fā)明內(nèi)容
本文所公開的是用于定向凝固工藝及其步驟的模具。在一個實施例中，用于定向 凝固工藝的模具包括梯度表面涂層結構，梯度表面涂層結構包括用于在定向凝固工藝期間 接觸熔融金屬的最內(nèi)層和與模具主體接觸的剝離層，其中，剝離層構造成以便在鑄造金屬 定向凝固后破裂。在另一個實施例中，模具包括梯度表面涂層結構，該梯度表面涂層結構包括最內(nèi) 層、燒結層和包括孔的剝離層；和模具主體，其中最內(nèi)層和燒結層構造成以便在鑄造金屬冷 卻和定向凝固后，粘附到鑄造金屬上或者保持緊密接近鑄造金屬，并且，其中，模具主體在 剝離層附近處與最內(nèi)層和燒結層分開。定向凝固鑄造工藝包括在模具中澆鑄熔融金屬，其中模具包括形成于模具主體上的梯度表面涂層結構，該梯度表面涂層結構包括用于接觸熔融金屬的最內(nèi)層和剝離層； 將模具降到包括被加熱到在熔融材料的熔點以下且在液體冷卻劑的熔點以上的溫度的液 體冷卻劑的液體冷卻槽中；以及將熱從模具傳遞到液體冷卻槽，且在熔融金屬降到液體冷 卻槽中時使熔融金屬定向地凝固；其中，在熔融金屬冷卻時，剝離層破裂，以使最內(nèi)層與模 具主體分開。通過參照對本公開和包括在其中的實例的各種特征的以下詳細描述，可更容易地 理解本公開。


現(xiàn)在參看附圖，其中相同元件以相同的方式編號圖1示出了根據(jù)本公開的鑄造模具的局部截面圖。圖2描繪了可用來通過定向凝固工藝來鑄造熔融材料的爐子的一個示例性實施 例。部件列表10模具12表面涂層結構14最內(nèi)層16燒結層18剝離層20主體50爐 子52導熱條54爐箱56陶瓷模具58孔口 60冷卻槽62坩堝64模具定位器具體實施方 式本文公開的是用于在定向熔模鑄造工藝中所采用的模具的表面涂層結構。該表面 涂層結構大體包括梯度合成物，梯度合成物包括將會接觸鑄造金屬的最內(nèi)層；鄰近最內(nèi)層 的燒結層；以及在模具的主體附近或緊靠主體的外剝離層。最內(nèi)層和燒結層構造成以便在 凝固工藝期間在剝離層處脫離模具，其中當金屬凝固且收縮而離開模具主體時，最內(nèi)層和 燒結層保持結合到鑄造金屬表面上。這樣，分開的層，即最內(nèi)層和燒結層，在鑄造金屬冷卻 時將保持緊密接近和/或接觸鑄造金屬表面，且保護鑄造金屬表面不與在定向凝固工藝期 間透入模具中的任何液體金屬冷卻劑發(fā)生直接接觸和反應。圖1示出了模具10的局部截面圖。如圖所示和以上所述，模具包括表面涂層結構 12，表面涂層結構12包括最內(nèi)層14、燒結層16和剝離層18。模具主體20形成于剝離層上， 且通常包括多個陶瓷層，直到獲得期望的厚度為止。最內(nèi)層12設置成以便在沉積到模腔中 時直接接觸鑄造金屬。表面涂層最內(nèi)層14大體由相對于鑄造金屬比較惰性的陶瓷材料制造。另外，如將 在下面更加詳細地論述的，最內(nèi)層構造成以便即使發(fā)生收縮也保持與鑄造金屬接觸。附連 到鑄造金屬的表面上的這個剩余的表面涂層材料起以物理的方式分開鑄造金屬，使之不受 液體冷卻介質造成的沖擊的作用。最內(nèi)層可由以下材料的漿料形成，該材料包括粘合劑和 耐熔金屬或金屬氧化物，例如但不限于氧化鋁、氧化鈣、氧化硅、氧化鋯、鋯石、氧化釔、氧化 鈦、氧化釔洗過的氧化鋁和它們的物理混合物，以及它們的化學混合物(即這些材料的反 應產(chǎn)物)。粘合劑通常為硅基材料。對于此目的，硅膠是很普遍的，且廣泛地用于熔模-鑄 造模具?？缮藤彨@得的這種類型的硅膠等級通常具有大約10%-15%的氧化硅含量?？赏?過使耐熔金屬/金屬氧化物和粘合劑與諸如水的液體混合，來形成用于這一層以及形成模 具的其它層的漿料?？赏ㄟ^浸涂或噴涂將最里面的表面涂層漿料施用到模具蠟模的表面 上。還可通過在制造好模具之后用漿料“沖洗”模具的內(nèi)表面來施用額外的最里面的表面 涂層漿料。最里面的表面涂層材料的選擇很大程度上取決于被鑄造的金屬。因為大部分金屬 是高反應性的(特別是在熔模鑄造工藝期間使用的升高的溫度下)，由此可見用以產(chǎn)生最 內(nèi)層的材料基本不會與熔融金屬或在鑄造工藝的條件下被鑄造的合金反應。對于由鈦和鈦
4合金鑄造物品來說，氧化釔目前是優(yōu)選的表面涂層材料，主要是因為與大多數(shù)其它模具形 成材料相比，氧化釔較不會與熔融的鈦和鈦合金反應。另一方面，與鑄造金屬表面有某種程 度的反應是合乎需要的，以便當鑄造金屬在凝固之后收縮離開模具的剩余部分時，使最里 面的表面涂層材料附連到金屬表面上。因此對最里面的表面涂層化學性質的選擇必須考慮 要產(chǎn)生足夠程度的表面涂層_金屬反應，其不會太劇烈而產(chǎn)生無法接收地反應過的金屬表 面，但足以使表面涂層材料附連到鑄件表面上。就此而言，例如，氧化釔趨向于與鎳基超合 金適度地反應，且是用于制造用于熔模鑄造超合金的最里面的表面涂層的優(yōu)選的成分。對于選擇最里面的表面涂層漿料的化學性質的另一個考慮，是要包括可與如上所 述的第一成分進行反應的第二氧化物成分。表面涂層內(nèi)的反應是合乎需要的，以將表面涂 層最內(nèi)層內(nèi)的顆粒結合在一起，從而使得最里面的表面涂層材料的整個層都可附連到鑄造 金屬表面上，而不是只有單獨的表面涂層顆粒與金屬表面直接接觸。就此而言，氧化鋁或氧 化硅顆?；蛘咚鼈兊慕M合對于用于最里面的表面涂層漿料的該第二成分來說是優(yōu)選的候 選物。應當以相對少的量(足以產(chǎn)生合乎需要的粒間結合，但又不足以妨礙鑄造金屬和第 一成分之間的反應)來添加這個第二成分。可形成為單層或多層的表面涂層最內(nèi)層14的總厚度為約5微米至約500微米，或 者更優(yōu)選地，約10微米至約150微米。表面涂層最內(nèi)層應當具有約1微米至約100微米的、 或者更優(yōu)選地從2微米到約50微米的相對精細的粒度。燒結層16是連續(xù)和致密的，其中在模具預熱和凝固工藝期間，粒間裂隙通過燒結 機制來填充。燒結層用來對液體冷卻劑的進入提供緊密的阻隔，且防止液體冷卻劑與鑄造 金屬直接接觸。燒結層可由類似于上述的那些的粘合劑和耐熔金屬和/或金屬氧化物形 成。例如，合成物可包括氧化釔、氧化鋁和氧化硅。但是，燒結層優(yōu)選由具有與表面涂層最 內(nèi)層14的成分不同的成分的不同混合物的漿料制成。大體上，燒結層漿料應當包含濃度高 于最里面的表面涂層漿料的濃度的第二成分。較高的第二種成分含量將會產(chǎn)生較高程度的 粒間反應，且從而產(chǎn)生較致密的層的表面涂層結構，該表面涂層結構可對冷卻介質的沖擊 鑄造金屬的任何另外進入提供緊密的密封。在燒結層中增加的優(yōu)選的第二成分是氧化硅， 已知氧化硅能夠與氧化釔和氧化鋁反應，以形成可在鑄造工藝期間填充表面涂層顆粒的空 隙的低熔產(chǎn)物。應當注意，燒結層16的功能類似于表面涂層最內(nèi)層14的功能，因為它們兩者都提 供物理阻隔來保護鑄造金屬不與冷卻金屬介質的任何進入接觸和反應。通過形成致密的表 面涂層燒結層結構，除了大體上有較多孔的表面涂層最內(nèi)層之外，表面涂層燒結層結構提 供了對鑄造金屬的更加有保證的保護。在表面涂層最內(nèi)層相對較厚的情況下，不一定需要 連續(xù)地均勻且致密的燒結層來實現(xiàn)對鑄造金屬的合乎需要的保護。在這種意義上，單獨的 表面涂層燒結層是可選的，并非像本發(fā)明所教導的那樣在梯度表面涂層結構中是關鍵的?？尚纬蔀閱螌踊蚨鄬拥臒Y層的總厚度為約0微米至約200微米，或者更優(yōu)選地 約10微米至50微米。耐熔材料具有約1微米至約100微米的平均直徑，或者更優(yōu)選地為 約2微米至約50微米。剝離層18由粘合劑和耐熔材料形成。在一個實施例中，剝離層是多孔的；剝離層 的量對于在鑄造金屬冷卻(即收縮)后從模具的主體上脫離有影響。由漿料層之間的灰泥 顆粒形成的層大體具有高的孔隙率百分比。因此表面涂層剝離可發(fā)生在表面涂層灰泥層內(nèi)或附近。如果可以產(chǎn)生較多孔的區(qū)，也可在表面涂層區(qū)內(nèi)誘生剝離層。取決于一側上的金 屬_表面涂層反應和另一側上的表面涂層_灰泥反應的性質，具有表面涂層化學性質的粘 合元素可能會在表面涂層的層的內(nèi)部被損耗。金屬、表面涂層和灰泥之間的這種復雜的相 互作用可導致在表面涂層區(qū)內(nèi)形成多孔層。在表面涂層區(qū)內(nèi)的、反應誘生的多孔層大體是 由在表面涂層反應期間氧化硅的局部損耗引起的。重要的是要注意到，取決于形成機制，剝離層18可形成于表面涂層最內(nèi)層14和燒 結層16之間，或者形成于燒結層的外部，如圖1所示。不管剝離層18的具體位置，如果是 根據(jù)本教導形成的，則最內(nèi)層14和燒結層16兩者均能夠為鑄造金屬提供保護。但是，大體 上，優(yōu)選的是剝離層18位于燒結層16的外部，從而使得表面涂層最內(nèi)層14和表面涂層燒 結層16可從模具的剩余部分上分開，以在收縮期間與鑄造金屬分離?？自谝粋€實施例中為層提供10%至40%的孔隙率，在另外的實施例中提供30% 至60%的孔隙率。耐熔材料的粒度在一個實例中為約1微米至約100微米，在另一個實例 中為約10微米至約150微米。示例性剝離層合成物包括鋯石、氧化硅、氧化釔和氧化鋁顆 粒?？尚纬蔀閱螌踊蚨鄬拥膭冸x層的總厚度在一個實例中為約1微米至約100微米，在另 外的實例中為約10微米至500微米。模具主體20可由多個層形成，且不意圖限于任何特定的一種或多種材料。對于 超合金的定向凝固，模具材料通常選自粘合劑和包括石英、熔融氧化硅、氧化鈣、鋯石、氧化 鋯、氧化鋁、鋁矽酸鹽和用氧化釔洗過的氧化鋁、鎢、氧化釔、氧化鈦以及它們的組合的耐熔 材料。通常，用于形成具有如上所述的梯度表面涂層結構的模具的工藝包括將蠟模(也 可使用由其它聚合物制成的模子)浸入將會限定特定的層合成物的漿料合成物或噴涂(環(huán) 境)中，以便用漿料層涂覆模子。首先形成用于接觸待鑄造的熔融金屬或合金的最內(nèi)層，且 然后在最內(nèi)層濕的時候用相對粗糙的陶瓷粒子(灰泥)對其涂以灰泥?？墒褂昧骰灿蓢?涂或者雨淋式涂覆來施用灰泥層。合適的雨淋式涂覆裝置可從Pacific Kiln&Insulations 公司商購獲得。然后可通過使將模子浸入期望的漿料合成物中、排出多余的漿料以及涂灰 泥的序列重復對應于期望的層的數(shù)量的必要數(shù)量的次數(shù)，來順序地形成燒結層和剝離層。 在一個實施例中，各個漿料/灰泥層在執(zhí)行下一個涂覆和涂灰泥操作之前被干燥。在其它 實施例中，允許在施用下一個漿料涂層之前在沒有涂灰泥的情況下使?jié){料涂層變干。消除 某些涂灰泥步驟可能是建立如本發(fā)明所教導的合乎需要的梯度表面涂層結構的有效方式?？捎米骰夷嗖牧系牟牧吓c目前認為可用作模具形成材料的那些材料(即氧化鋁、 氧化鈣、氧化硅、氧化鋯、鋯石、氧化釔、它們的物理混合物，以及它們的化學混合物)基本 相同。模具形成材料和灰泥之間的主要差別是粒度，即灰泥大體比其它模具形成材料(例 如形成漿料的耐熔金屬/金屬氧化物)具有更大的粒度。表面涂層灰泥材料的粒度范圍大 體為從約10微米至約200微米。構成模具的外主體的備用層大體包括具有從約20微米至 約250微米的粒度的灰泥。灰泥以及其它的模具耐熔材料可與用于實踐本發(fā)明的其它灰泥 材料一起形成為緊密混合物。一旦表面涂層結構在模子的周圍凝固，就將額外的層，例如從約2個至約25個的 額外的層，典型的是從約5個至約20個額外的層，更典型的是從約10個至約15個額外的 層施用于模子上，以形成模具主體20。在徹底干燥之后，從殼模中除去蠟模模型，然后焙燒模具。有時，在殼從該高溫加熱冷卻之前，殼是裝有熔融金屬的?；蛘?，使模具冷卻到室溫， 且存儲該模具以備后用。將對模具的隨后的再熱進行控制，以便不引起破裂。已經(jīng)使用了 各種方法來將熔融金屬引入殼中，包括重力、壓力、真空和離心方法。當鑄造模具中的熔融 金屬已經(jīng)凝固且充分地冷卻之后，可從殼中移除鑄件。圖2描繪了可用于通過定向凝固工藝來鑄造熔融材料的爐子50的一個示例性實 施例。如圖所示，爐子50可包括設置在隔熱爐箱54內(nèi)以使箱54預熱的耐熱導熱條52 (例 如石墨條)。在一個備選實施例中，導熱條可由感應線圈代替。模具定位器64可將具有涂 有金屬氧化物漿料的內(nèi)表面的陶瓷模具56保持在爐箱54內(nèi)。模具56的內(nèi)部可裝有熔融 材料，該熔融材料通過以高于其熔點的溫度加熱爐箱54而保持處在熔融狀態(tài)?？赏ㄟ^穿過 爐箱54中的孔口 58將包含熔融材料的模具56降低離開經(jīng)加熱的爐箱54 (即熱區(qū))，進入 液體冷卻槽60(即冷區(qū))中，來實現(xiàn)定向凝固。冷卻槽60可充當熔融材料的冷卻介質。冷 卻槽60可包含在金屬(例如被加熱到在熔融材料的熔點以下且在液體冷卻介質的熔點以 上的溫度的耐熔金屬)的坩堝62中。隨著將模具56降到冷卻槽60中，熔融材料的凝固可 在模具56中從底部發(fā)展到頂部。特別地，隨著熱從模具56內(nèi)的熔融材料傳遞到液體冷卻 槽60，固液界面可向上增長。用于定向凝固爐子的冷卻槽的令人滿意的液體冷卻劑應當具有大大低于鑄造金 屬合金的熔點的熔點和高的導熱性。冷卻劑應當是化學惰性的且具有低的蒸氣壓力。合適 的金屬包括具有小于700°C的熔點的金屬。具有小于700°C的熔點的金屬包括(不進行限 制)鋰(1860C )、鈉(980C )、鎂(6500C )、鋁(660°C )、鉀(63°C )、鋅(419°C )、鎵(30°C ) 硒(220°C )、銣(39°C )、鎘(320°C )、銦(156°C )、錫(232°C )、銻(630°C )、碲(450°C )、銫 (28 0C )、汞(-39 0C )、鉈(300 0C )、鉛(327 °C )、鉍(276 V )，以有它們的各種組合。如果任何液體冷卻劑(例如液體金屬)在凝固工藝期間滲透通過主模具主體20， 則梯度陶瓷表面涂層可阻止液體冷卻介質接觸模具內(nèi)的熔融材料的表面。作為實例，如果 模具沒有適當?shù)孛芊?，或者如果模具在凝固工藝完成之前過早地破裂，則可能會出現(xiàn)液體 冷卻介質的這種滲透。在熔融材料的表面的附近存在梯度表面涂層可以防止或延遲液體冷 卻介質和熔融材料的組分之間的交叉擴散，以及這兩種材料之間的任何表面反應。因此，熔 融材料的合成物合乎需要地保持基本相同，且在凝固工藝期間不會受到污染。在運行中，將爐箱54預熱到足夠高的溫度，以確保殼模56中的合金被熔化。然后 借助于模具定位器64，以規(guī)定的速度將模具56降到液體金屬致冷劑60中。當熱從殼模56 內(nèi)的合金傳導且被冷卻金屬帶走時，固液界面向上增長。在通過浸入冷卻槽60中而使合金 充分地冷卻之后，就完全形成了具有柱狀和單晶體生長結構的鑄造部件。然后可容易地從 殼模56中移除該部件?？扇缫陨纤枋龅哪菢予T造的材料的實例包括但不限于金屬、金屬合金、超合金， 以及包括前述材料中的至少一種的組合。如本文所用，術語“超合金”指的是在高溫下具 有優(yōu)良的強度和抗氧化性的鎳(Ni)、鈷(Co)或鐵(Fe)基耐熱合金。超合金還可包括用以 對表面賦予穩(wěn)定性的金屬，例如鉻(Cr)，以及一種或多種次要成份，例如鉬(Mo)、鎢(W)、鈮 (Nb)、鈦(Ti)和/或用于加強目的的鋁(Al)。超合金的物理屬性使它們對于燃氣輪機構件 的制造特別有用。如本文所用，用語“一個”和“一種”不表示對數(shù)量的限制，而是表示存在所指項目
7中的至少一個。另外，涉及相同組分或屬性的所有范圍的端點均包括該端點，且可獨立地結 合(例如“約5%重量至約20%重量”包括端點和“約5%重量至約20%重量”的范圍的所 有中間值)。整個說明書中對“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”等的參照，表示結 合該實施例所述的特定元素(例如特征、結構和/或特點)包括在本文所述的至少一個實 施例中，且可存在或可不存在于其它實施例中。另外，將理解的是，可在各種實施例中以任 何適當?shù)姆绞浇M合所描述的元件。而且將理解的是，本公開不受本文所述的任何理論的限 制。除非以別的方式限定，本文所用的技術和科學術語具有與本發(fā)明所屬的領域的技術人 員普遍所理解的相同的意思。 本書面描述使用實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，而且還使本領域技術人員能 夠制造和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可授予專利的范圍由權利要求書限定，且可包括本領域技 術人員想到的其它實例。如果這樣的其它實例具有不異于權利要求書的字面語言的結構元 素，或者如果它們包括與權利要求書的字面語言具有非實質性差異的等效結構元素，則這 樣的其它實例意圖處于權利要求書的范圍之內(nèi)。
權利要求
一種用于定向凝固工藝的模具(10)，所述模具(10)包括包括用于在所述定向凝固工藝期間接觸熔融金屬的最內(nèi)層(14)和與模具主體(20)接觸的剝離層(18)的梯度表面涂層結構(12)，其中，所述剝離層(18)構造成在鑄造金屬定向凝固后破裂。
2.根據(jù)權利要求1所述的模具(10)，其特征在于，所述模具(10)進一步包括在所述最 內(nèi)層(14)和所述剝離層(18)中間的燒結層(16)。
3.根據(jù)權利要求1所述的模具(10)，其特征在于，所述剝離層(18)的厚度為1微米至 100微米，具有10%至40%的孔隙率。
4.根據(jù)權利要求1所述的模具(10)，其特征在于，所述剝離層(18)的厚度為10微米 至500微米，具有30%至60%的孔隙率。
5.根據(jù)權利要求2所述的模具(10)，其特征在于，所述最內(nèi)層(14)具有5微米至500 微米的厚度，所述剝離層(18)具有1微米至500微米的厚度，且所述燒結層(16)具有0微 米至200微米的厚度。
6.根據(jù)權利要求1所述的模具(10)，其特征在于，所述最內(nèi)層(14)構造成以便在發(fā)生 收縮時保持與所述熔融金屬接觸。
7.根據(jù)權利要求1所述的模具(10)，其特征在于，所述最內(nèi)層(14)和剝離層(18)包 括粘合劑和耐熔金屬或金屬氧化物。
8.一種定向凝固鑄造工藝，包括在模具(10，56)中澆鑄熔融金屬，其中，所述模具包括形成于模具主體(20)上的梯 度表面涂層結構(12)，所述梯度表面涂層結構(12)包括用于接觸所述熔融金屬的最內(nèi)層 (14)與剝離層(18)；將所述模具(10，56)降到包括液體冷卻劑的液體冷卻槽(60)中，所述液體冷卻劑被加 熱到在所述熔融材料的熔點以下且在所述液體冷卻劑的熔點以上的溫度；以及將熱從所述模具(10，56)傳遞到所述液體冷卻槽(60)，且在所述熔融金屬被降到所述 液體冷卻槽(60)中時，使所述熔融金屬定向地凝固；其中，在所述熔融金屬冷卻時，所述剝 離層(18)破裂，以使所述最內(nèi)層(14)與所述模具主體(20)分開。
9.根據(jù)權利要求8所述的定向凝固工藝，其特征在于，所述剝離層(18)的厚度為1微 米至100微米，具有10%至40%的孔隙率。
10.根據(jù)權利要求8所述的定向凝固工藝，其特征在于，所述定向凝固工藝進一步包括 在所述最內(nèi)層(14)和所述剝離層(18)中間形成燒結層(16)，其中，所述燒結層(16)是在 所述凝固工藝期間燒結的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于定向凝固工藝中的鑄造模具及其制造方法。一種適用于使用液體冷卻槽(60)的定向凝固工藝的鑄造模具(10，56)包括模具主體(20)上的梯度表面涂層結構(12)。梯度表面涂層結構(12)包括最內(nèi)層(14)和剝離層(18)，其中剝離層(18)在熔融金屬冷卻后破裂，以便使模具主體(20)與最內(nèi)層(14)分開，最內(nèi)層(14)保持與被鑄造的金屬接觸或緊鄰。還公開了定向固定凝固工藝。
文檔編號B22D27/04GK101885037SQ201010003820
公開日2010年11月17日 申請日期2010年1月6日 優(yōu)先權日2009年1月6日
發(fā)明者A·J·埃利奧特, M·F·X·小吉格利奧蒂, R·J·彼得森, S·-C·黃, S·F·魯特科夫斯基 申請人:通用電氣公司