JP2008531289A - 鋳造プロセス - Google Patents
鋳造プロセス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008531289A JP2008531289A JP2007557108A JP2007557108A JP2008531289A JP 2008531289 A JP2008531289 A JP 2008531289A JP 2007557108 A JP2007557108 A JP 2007557108A JP 2007557108 A JP2007557108 A JP 2007557108A JP 2008531289 A JP2008531289 A JP 2008531289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- pressure
- applying
- casting
- porous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 42
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 claims description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 238000009750 centrifugal casting Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 3
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 3
- 230000019552 anatomical structure morphogenesis Effects 0.000 claims 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 229910002067 modern alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
-
- 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
- B22D27/09—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
-
- 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
- B22D27/15—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/04—Refining by applying a vacuum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
【課題】 鋳造方法を提供する。
【解決手段】 金型の少なくとも一部に多孔質コーティングを施す工程と、圧力を発生できるチャンバ内に金型を置く工程と、チャンバに圧力を加え、材料を金型のキャビティに押し込む工程とを含む。別の鋳造方法は、金型の少なくとも一部に多孔質コーティングを施す工程と、第１充填チューブを材料に入れる工程と、第２充填チューブに負圧を加え、非孔質コーティング内に負圧を発生する工程と、圧力を発生できるチャンバ内に金型を置くことなく、大気圧により材料を金型に注入する工程とを含む。
【選択図】 図１Ａ
【解決手段】 金型の少なくとも一部に多孔質コーティングを施す工程と、圧力を発生できるチャンバ内に金型を置く工程と、チャンバに圧力を加え、材料を金型のキャビティに押し込む工程とを含む。別の鋳造方法は、金型の少なくとも一部に多孔質コーティングを施す工程と、第１充填チューブを材料に入れる工程と、第２充填チューブに負圧を加え、非孔質コーティング内に負圧を発生する工程と、圧力を発生できるチャンバ内に金型を置くことなく、大気圧により材料を金型に注入する工程とを含む。
【選択図】 図１Ａ
Description
本願は、２００５年２月２２日に出願された米国仮特許出願第６０／６５５，１２７号の出願日の恩恵を主張するものである。同特許出願に触れたことにより、この特許出願に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。
ヒッチナー対重力鋳造プロセス(Hitchiner counter gravity casting process)と呼ばれる従来のプロセスは、負圧チャンバ内のインベストメントツリーを、チャンバ内から突出した吸引チューブでシールすることによって、鋳造物のガス欠陥を減少するための手段を提供する。金属吸引チューブを溶融金属内に置き、大気圧によって金属を金型の空所内に押し上げる。しかしながら、この従来のプロセスは、注入された金属の圧力に耐えるようにセラミック金型を設計する必要がある。そうでない場合には、セラミック金型シェルが破損してしまう。セラミック金型の破損中、大量の液体金属がチャンバ（チャンバには正圧や負圧を加えることができる）に入り込むのを回避するのは困難である。更に、この従来のプロセスは、圧力勾配の１気圧に近づく圧力に限定される。更に、０．５ｍｍよりも小さい特徴は困難である。
ニューキャスト(Pneucast)と呼ばれる別の従来のヒッチナー鋳造プロセスは、高圧（例えば、最大約１７５．７５ｋｇ／ｃｍ2（約２５００ｐｓｉ））が可能なチャンバ、及びチャンバの下部に位置決めされた金型を使用する。金属を導入した後、高圧を加え、結果的に得られる鋳造物の多孔度を減少し、強度を高める。しかしながら、チャンバの組み立ては簡単ではなく、チャンバは各鋳造毎に失われる。更に、セラミック金型には圧力が均等に分配されず、幾つかの領域に張力が加わることによりセラミック金型に割れが生じる。セラミック金型に割れが生じると、金属が金型キャビティから漏出し、ばりを形成したりチャンバに結合したりチャンバを損傷したりする。更に、セラミック金型に加わる負圧の量は、溶融金属をチャンバに注入するとき十分でない。
金属母材複合材料を形成するための更に別の従来の方法は、高圧ヒッチナープロセスと同様のプロセスを使用する。ヒッチナープロセスと同様の問題点が生じ易い。鋳造物に圧力を加える更に別の方法は、従来、宝石について使用した遠心鋳造法である。遠心鋳造法では、金属が金型に激しく導入される。更に、鋳造中、セラミック金型に張力が加わる。更に、壁が厚い金型では冷却に問題があり、負圧を加えることによって問題点が生じる。
多くの従来の金属鋳造プロセスは、金型材料内に張力を生じる状態で行われる。鋳造所で周知のように、セラミック又は砂でできた金型での張力は理想的ではなく、金型が金属の空所を捕捉するのに十分に長く壊れずにいるようにするため、小さくしなければならない。
一実施例では、本発明は、鋳造方法において、金型の少なくとも一部に非孔質コーティングを施す工程と、圧力を発生できるチャンバ内に金型を置く工程と、チャンバに圧力を加え、材料を金型のキャビティに押し込む工程とを含む、方法を提供する。
本発明の別の実施例は、鋳造方法において、金型の少なくとも一部に非孔質コーティングを施す工程と、第１充填チューブを材料に入れる工程と、第２充填チューブに負圧を加え、非孔質コーティング内に負圧を発生する工程と、圧力を発生できるチャンバ内に金型を置くことなく、大気圧により材料を金型に注入する工程とを含む、方法を提供する。
本発明の別の側面は、詳細な説明及び添付図面を考えることによって明らかになるであろう。
本発明の任意の実施例を詳細に説明する前に、本発明の用途は、以下の説明に記載し、添付図面に例示した構成要素の詳細な構造及び構成に限定されないということは理解されるべきである。本発明は、他の実施例が可能であり、様々な方法で実施できる。更に、本明細書中で使用したフレーズや用語は、説明を目的としたものであって、限定であると考えられるべきではないということは理解されるべきである。本明細書中、「含む」、「有する」、又は「持つ」、及びこれらに類する用語を、列挙した項目、及びその等価物、並びに追加の項目を包含するために使用する。特段の記載がない限り、「取り付けられた」、「連結された」、「支持された」、及び「結合された」という用語、及びこれらに類する用語は、広い意味で使用され、直接的及び間接的な取り付、連結、支持、及び結合の両方を含む。更に、「連結された」という用語及び「結合された」という用語は、物理的又は機械的連結及び結合に限定されない。
図１Ｂ及び図１Ａは、本発明の一実施例による鋳造プロセスを示す。本発明の実施例は、以下の工程のうちの一つ又はそれ以上を含む鋳造方法を提供する。即ち、金型１０（例えば、セラミック、砂、耐火材料、等で形成された多孔質の金型）の少なくとも一部に非孔質コーティング１２（例えば、釉薬）を施す工程と、負圧及び正圧を加えることができるチャンバ１４に金型１０を置く工程と、チューブ１６を材料１８に入れる工程と、ほぼ等しい負圧をチューブ１６及びチャンバ１４の内部に加える工程と、チューブ１６内に負圧を維持した状態でチャンバ１４に圧力を加え、材料１８を金型１０のキャビティ２０に押し込む工程と、キャビティ２０内の材料１８を冷却する工程と、金型１０を取り出す工程とのうちの一つ又はそれ以上を含む。
本発明の幾つかの実施例は、金属及び金属母材複合材料成分（他の材料のうち）を鋳造するための方法を提供する。この方法は、金型充填プロセス中に溶融金属に所定の圧力勾配（例えば１気圧以上）を加えるための簡単で安価な手段を提供できる。金型は、負圧が作用した状態で充填でき、充填中及び凝固中に金属に有利な圧力を加えることができる。金型は、鋳造プロセス中、均衡圧縮圧力が作用した状態に保持できる。
鋳造物（金属母材複合材料）の品質を向上し、特徴の大きさを小さくするため、溶融金属供給に圧力を加えた状態で、負圧を金型及び金型キャビティに加えるのが有利である。金属による充填中及び金属の凝固中、負圧及び正圧を維持できる。キャビティや金型内にガスが存在すると、ガス欠陥が生じる。金属に作用する「ヘッド」圧力がないと、金属の表面張力により、小さな特徴が充填されていなくなってしまう。
本発明の幾つかの実施例は、金型の外面の一部又は全部で釉薬又は非孔質コーティングを使用する鋳造方法を提供する。非孔質コーティングは、金型をコーティングに浸漬することによって付けることができ、コーティングを金型にスプレーすることによって付けることができ、及び／又はコーティングを金型にブラシによって付けることができる。金型自体は、多孔質（例えばセラミック）であっても、非孔質（例えばガラスやシリコーン）であってもよい。釉薬又はコーティングは、圧力を、金型の外面に、隣接した大気から伝達できる非孔質障壁コーティングを形成できる。
非孔質第１充填チューブを提供できる。非孔質第１充填チューブは、金型キャビティと溶融金属供給との間を、釉薬又は非孔質コーティングを通して連通できる。幾つかの実施例では、非孔質第２チューブが、釉薬又は非孔質コーティングを通して、負圧と金型キャビティとの間を（例えば金型セラミックの多孔性により、又は金型キャビティと連通したフィルタ又はオリフィスを介して）連通できる。他の実施例では、複数の負圧チューブ及び／又は充填チューブを使用してもよい。しかしながら、幾つかの実施例では、非孔質第２チューブは不要である。幾つかの実施例では、非孔質第２チューブの代わりに、非孔質コーティングのウィンドウ又は開口部を使用してもよく、これにより多孔質金型を負圧又は低圧と連通できる。
溶融金属表面及び金型の外側に、実質的に等しいガス圧を加えることができる、この際、金型内及び障壁コーティングに負圧を加えることができる。圧力勾配により、溶融金属を金型キャビティ内に、圧力勾配によって制御できる所定の速度で移動できる。金属による充填時に比較的高い圧力を加えることができ、成形材料に均衡圧縮負荷を加えることができる。金型全体を破裂しないようにできる。これは、実質的に等しい圧縮圧力が金型内及び外面上に全体に加えられるためである。圧力勾配が急だと、特徴が、約０．１ｍｍの充填よりも小さくなってしまう。圧力勾配は、凝固中でも有利であり、凝固欠陥を減少する。
本発明の幾つかの実施例では、鋳造中、内側及び外側に圧力が実質的に等しく加わるため、セラミック金型に張力が加わらない。これらの実施例では、１気圧以上の圧力を容易に加えることができ、セラミック金型が破裂する危険が減少する。本発明の幾つかの実施例は、更に、均衡金型圧力でセラミックに割れが生じる危険を小さくする。
本発明の一つの方法によれば、以下に列挙する特徴を備えたセラミック金型を形成できる。即ち、非孔質第１チューブが金型の外面を通って金型キャビティから突出でき、非孔質第２チューブが、金型の外面を通って金型のセラミックから突出でき、釉薬又は非孔質コーティングを、セラミック金型の多孔質の外面のほぼ全体に付けることが形成できる。
更に、本方法は、以下の工程に従って鋳造物の形成を行うことができる。即ち、負圧及び正圧を加えることができるチャンバに金型を置く工程と、非孔質第１チューブを溶融金属に入れる工程と、実質的に等しい負圧を非孔質第２チューブ及びチャンバの内部に加える工程と、チャンバに圧力を加え、非孔質第２チューブに負圧が作用した状態を維持しながら金属をキャビティに押し込む工程に従って鋳造を行うことができる。金属をキャビティに押し込むことができると同時に、実質的に等しいガス圧を金型の外面に加えることができ、金型で理想的圧縮条件を形成する。最後に、この方法は、金属を凝固させる工程と、セラミックを必要に応じて取り出す工程とを含む。
本発明の一実施例では、プロセスをチャンバの外側で行うことができる。第１充填チューブは、熱的に可逆的な(thermally reversible)キャップで覆ってもよいし、開放したままであってもよい。多孔質セラミック金型の釉薬障壁内に負圧を発生するため、第２充填チューブに負圧を加えることができる。第１充填チューブは、溶融状態の材料を入れることができる。第１充填チューブキャップは、大気圧により金属を金型に注入できるようにするため、溶融してもよい。この実施例では、チャンバは、必ずしも必要とされない。
従来の鋳造プロセスでは、金型に負圧が作用している場合には、金属は高い速度で金型に進入するが、金型が充填されるといきなり停止する。これにより、運動エネルギが金型に伝達される。本発明の幾つかの実施例では、金型を圧縮状態に置く、及び／又は金属の速度を制御することによって、この衝撃を減少し、なくし、又は管理する。
本発明の実施例は、クラスルーム(class room)設定で使用するのに適している。これは、本発明の多くの実施例は、完全に封入された状態で行うことができ、遠隔の位置でプロセスを行うことができるためである。これにより、金属の鋳造を安全に行う。
本発明の実施例は、金属の鋳造物及び金属母材複合材料で一般的な多くの用途で使用できる。０．１ｍｍよりも小さい特徴を鋳造する性能を医療産業（例えば、ステントやインプラント）で、及び宝石産業で使用できる。航空宇宙産業、エネルギ産業、軍事産業、医療産業、宝石産業、自動車産業、及びコンピュータ産業は全て、本発明の実施例の使用者である。本発明の実施例の別の使用は、高品質の鋳造物又は金属母材複合材料を必要とする任意の製品、特に超微細特徴を持つ製品の製造である。
本発明の他の実施例では、シリコーン等の様々な種類の障壁コーティングを使用できる。本発明の幾つかの変形例では、ゼロ重力鋳造を使用してもよい。本発明の幾つかの実施例を使用してバイメタル鋳造物を形成できる。本発明の一実施例では、第２の状態を二次的に追加することを使用し、性質を向上（例えば格子構造を最適化する）できる。単結晶体については、本発明の実施例は、固体状態と液体状態との間の金属や、ガラス状合金を含むガラス等の粘性材料即ち軟泥状材料の鋳造を含む。
本発明の幾つかの実施例は、以下の特徴のうちの一つ又はそれ以上を含む。予熱した金型での金属の鋳造は、ほぼ均等な圧縮負荷を全体に亘って加える。他の実施例では、金型を予熱せず、金属が凝固する前に金型を充填することによって鋳造物を製造する。有用な負圧を、セラミックの多孔度を通して、金属鋳造物の表面の比較的高い割合に対して加えることができる。これは、場合によっては、１００％に近い。金属を圧力下で導入でき、圧力は１気圧を越えてもよく、潜在的には、７０．３ｋｇ／ｃｍ2（１０００ｐｓｉ）よりも大きい圧力に近い。金属は、制御された速度で、例えば毎秒数ｋｇ乃至毎秒数μｇの範囲の速度で、金型キャビティに導入できる。金属は、予熱したセラミック金型にゆっくりと導入でき、これにより、混在物、ガス欠陥、及び金型の損傷等の危険が低下する。予熱した金型で鋳造を行うことにより、温度が２、３℃高い金属及び液化温度よりも低温の潜在的鋳造材料で金型を充填できる。極めて微細な、例えば２５μｍよりも小さい特徴を充填するため、凝固前、又は凝固中に金属を圧力下に置くことができる。本発明の方法を使用して所定範囲の材料を製造できる。こうした材料には、鉛、亜鉛、銅を基材とした合金、アルミニウム、鉄合金、ニッケルを基材とした超合金、ガラス、金属の単結晶、金属母材複合材料、粘性材料、等が含まれる。高粘度の材料を鋳造できるように、材料に予負荷を加える。強化粒子を加えた高粘度の材料を鋳造できる。更に、本発明の方法は、クロム−コバルト合金、チタニウム合金、及びマグネシウム合金等の反応性金属の好ましい鋳造方法であることがわかった。本発明の方法は、固体を含まない形態製造パターンと組み合わせることができ、これにより以下の利点の一つ又はそれ以上を得ることができる。即ち、鋳造で出るスクラップが減少し、品質が向上し、特徴の大きさが更に小さくなり、最新の合金が使用され、従来の鋳造プロセスよりも形態の複雑性が高い。
本発明の幾つかの実施例では、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）プロセスをなくすことができる。ＨＩＰプロセスは、便利には、鋳造物の周囲に約２１０．９ｋｇ／ｃｍ2４２１．８ｋｇ／ｃｍ2（約３０００ｐｓｉ乃至６０００ｐｓｉ）の圧力を加えることによって、完成した鋳造物の多孔度を減少する。
１０ 金型
１２ 非孔質コーティング
１４ チャンバ
１６ チューブ
１８ 材料
２０ キャビティ
１２ 非孔質コーティング
１４ チャンバ
１６ チューブ
１８ 材料
２０ キャビティ
Claims (52)
- 鋳造方法において、
金型の少なくとも一部に非孔質コーティングを施す工程と、
圧力を発生できるチャンバ内に前記金型を置く工程と、
前記チャンバに圧力を加え、材料を前記金型のキャビティに押し込む工程とを含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
チューブを材料に入れる工程と、前記チューブ及び前記チャンバに負圧を加える工程と含む、方法。 - 請求項２に記載の方法において、更に、
前記チャンバに圧力を加えながら前記チューブ内に前記負圧を維持し、前記材料を前記金型の前記キャビティに押し込む工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記キャビティ内の前記材料を冷却する工程と、前記金型を取り出す工程とを含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記金型の少なくとも一部を、釉薬及びシリコーンのうちの少なくとも一方でコーティングする工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記非孔質コーティングに開口部を形成する工程と、前記開口部及び前記チャンバに負圧を加える工程とを含む、方法。 - 請求項６に記載の方法において、更に、
前記チャンバに圧力を加えながら前記開口部を通して負圧を維持し、前記材料を前記金型のキャビティに押し込む工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
セラミック、砂、及び耐火材料のうちの少なくとも一つで形成された多孔質金型を形成する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
ガラス及びシリコーンのうちの少なくとも一つで形成された非孔質金型を形成する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
金属及び金属母材複合材料のうちの少なくとも一つを含む材料を提供する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
約１気圧乃至約７５気圧の圧力勾配を発生する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記金型内の材料の凝固中、負圧及び正圧のうちの少なくとも一方を加える工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記金型に均衡圧縮圧力を加える工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記金型の前記キャビティと前記材料との間を連通する非孔質第１充填チューブを提供する工程を含む、方法。 - 請求項１４に記載の方法において、更に、
前記非孔質コーティングを通して、負圧と前記金型の前記キャビティとの間を連通する非孔質第２充填チューブを提供する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
圧力勾配を発生することによって、前記金型内への前記材料の移動速度を制御する工程を含む、方法。 - 請求項１６に記載の方法において、更に、
前記材料の移動速度を、ｋｇ／ｓ乃至μｇ／ｓで制御する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
大きさが約０．１ｍｍよりも小さい特徴を形成する圧力勾配を提供する工程を含む、方法。 - 請求項１８に記載の方法において、更に、
大きさが約２５μｍよりも小さい特徴を形成する圧力勾配を提供する工程を含む工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記材料が前記金型の前記キャビティを充填するとき、比較的高い圧力を加える工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記金型の前記キャビティ内及び前記金型の外面上に実質的に等しい圧縮圧力を発生することによって、前記金型に割れが生じないようにする工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記金型の内側及び外側に実質的に等しい圧力を加えることによって、前記金型に張力が加わらないようにする工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記金型を予熱する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
融点よりも数度過熱した材料を鋳造する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
液化温度よりも低温で材料を鋳造する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
ガラス、鉛、亜鉛、銅を基材とした合金、アルミニウム、鉄合金、ニッケルを基材とした超合金、金属の単結晶、粘性金属、クロム−コバルト合金、チタニウム合金、マグネシウム合金、及び強化粒子を含む高粘度の材料のうちの少なくとも一つの材料を提供する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
材料に別の状態の材料を予め入れておく工程を含む、方法。 - 請求項２７に記載の方法において、更に、
材料に強化粒子を予め入れておく工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
固体を含まない形態形成法を使用して成形パターンを形成する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
熱間静水圧プロセスをなくすため、鋳造物の多孔度を減少する工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記金型の少なくとも一部に、厚さが最大約１ｍｍの非孔質コーティングを付ける工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
前記非孔質コーティングを前記金型に浸透させる工程を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、更に、
遠心鋳造を行う工程を含む、方法。 - 鋳造方法において、
金型の少なくとも一部に非孔質コーティングを施す工程と、
第１充填チューブを材料に入れる工程と、
第２充填チューブに負圧を加え、前記非孔質コーティング内に負圧を発生する工程と、
圧力を発生できるチャンバ内に前記金型を置くことなく、大気圧により前記材料を金型に注入する工程とを含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
第１充填チューブを熱的に可逆的なキャップで覆う工程と、大気圧により前記材料を金型に注入するため、前記キャップを溶融する工程とを含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
前記第１充填チューブを開放したままにしておく工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
前記キャビティ内の前記材料を冷却する工程と、前記金型を取り出す工程とを含む工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
前記金型の少なくとも一部を、釉薬及びシリコーンのうちの少なくとも一方でコーティングする工程を含む工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
前記非孔質コーティングに開口部を形成する工程と、前記開口部及び前記チャンバに負圧を加える工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
セラミック、砂、及び耐火材料のうちの少なくとも一つで形成された多孔質金型を形成する工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
ガラス及びシリコーンのうちの少なくとも一つで形成された非孔質金型を形成する工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
金属及び金属母材複合材料のうちの少なくとも一つを含む材料を提供する工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
前記金型を予熱する工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
融点よりも数度過熱した材料を鋳造する工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
液化温度よりも低温で材料を鋳造する工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
ガラス、鉛、亜鉛、銅を基材とした合金、アルミニウム、鉄合金、ニッケルを基材とした超合金、金属の単結晶、粘性金属、クロム−コバルト合金、チタニウム合金、マグネシウム合金、及び強化粒子を含む高粘度の材料のうちの少なくとも一つの材料を提供する工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
材料に別の状態の材料を予め入れておく工程を含む、方法。 - 請求項４７に記載の方法において、更に、
材料に強化粒子を予め入れておく工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
固体を含まない形態形成法を使用して成形パターンを形成する工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
前記金型の少なくとも一部に、厚さが最大約１ｍｍの非孔質コーティングを付ける工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
前記非孔質コーティングを前記金型に浸透させる工程を含む、方法。 - 請求項３４に記載の方法において、更に、
遠心鋳造を行う工程を含む、方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US65512705P | 2005-02-22 | 2005-02-22 | |
| PCT/US2006/006164 WO2006091619A2 (en) | 2005-02-22 | 2006-02-22 | Casting process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008531289A true JP2008531289A (ja) | 2008-08-14 |
Family
ID=36927960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007557108A Pending JP2008531289A (ja) | 2005-02-22 | 2006-02-22 | 鋳造プロセス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8312913B2 (ja) |
| JP (1) | JP2008531289A (ja) |
| DE (1) | DE112006000461T5 (ja) |
| WO (1) | WO2006091619A2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10314373A1 (de) * | 2003-03-28 | 2004-10-07 | Rwth Aachen | Urfomverfahren für ein Bauteil mit Mikrostruktur-Funktionselement |
| GB2500407A (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-25 | Honeywell Uk Ltd | Method and apparatus for casting |
| US9802247B1 (en) | 2013-02-15 | 2017-10-31 | Materion Corporation | Systems and methods for counter gravity casting for bulk amorphous alloys |
| US10668529B1 (en) | 2014-12-16 | 2020-06-02 | Materion Corporation | Systems and methods for processing bulk metallic glass articles using near net shape casting and thermoplastic forming |
Family Cites Families (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3900064A (en) * | 1972-12-04 | 1975-08-19 | Hitchiner Manufacturing Co | Metal casting |
| US3863706A (en) * | 1972-12-04 | 1975-02-04 | Hitchiner Manufacturing Co | Metal casting |
| US4340108A (en) * | 1979-09-12 | 1982-07-20 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Method of casting metal in sand mold using reduced pressure |
| US4422984A (en) * | 1982-09-13 | 1983-12-27 | Neefe Charles W | Centrifugal casting of contact lenses |
| US4641703A (en) * | 1985-11-27 | 1987-02-10 | General Motors Corporation | Countergravity casting mold and core assembly |
| US4616691A (en) * | 1985-12-09 | 1986-10-14 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus |
| US4658880A (en) * | 1985-12-09 | 1987-04-21 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus |
| US4791977A (en) * | 1987-05-07 | 1988-12-20 | Metal Casting Technology, Inc. | Countergravity metal casting apparatus and process |
| IN170880B (ja) | 1987-05-07 | 1992-06-06 | Metal Casting Tech | |
| FR2616363B1 (fr) * | 1987-06-11 | 1991-04-19 | Cegedur | Procede et dispositif de moulage en sable de pieces composites a matrice en alliage leger et insert fibreux |
| US4932461A (en) * | 1988-01-25 | 1990-06-12 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus |
| US5042561A (en) | 1988-03-30 | 1991-08-27 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Apparatus and process for countergravity casting of metal with air exclusion |
| US4848439A (en) * | 1988-05-09 | 1989-07-18 | General Motors Corporation | Method of countergravity casting |
| US4874029A (en) | 1988-05-09 | 1989-10-17 | General Motors Corporation | Countergravity casting process and apparatus using destructible patterns suspended in an inherently unstable mass of particulate mold material |
| US4858672A (en) * | 1988-05-25 | 1989-08-22 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus and method |
| US4951852A (en) * | 1988-06-23 | 1990-08-28 | Gilbert Rancoulle | Insulative coating for refractory bodies |
| US4809767A (en) * | 1988-06-24 | 1989-03-07 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus |
| US4825933A (en) * | 1988-06-24 | 1989-05-02 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus |
| US4828011A (en) * | 1988-06-24 | 1989-05-09 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus |
| US4982777A (en) | 1988-08-22 | 1991-01-08 | Metal Casting Technology Inc. | Countergravity casting method and apparatus |
| US4862945A (en) * | 1988-08-30 | 1989-09-05 | General Motors Corporation | Vacuum countergravity casting apparatus and method with backflow valve |
| US4865113A (en) | 1988-08-30 | 1989-09-12 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus and process for casting thin-walled parts |
| US4862946A (en) * | 1988-11-23 | 1989-09-05 | General Motors Corporation | Vacuum countergravity casting apparatus and method |
| US5146973A (en) * | 1989-01-27 | 1992-09-15 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Countergravity casting method and apparatus |
| US4957153A (en) * | 1989-05-02 | 1990-09-18 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus and method |
| US4961455A (en) | 1989-07-06 | 1990-10-09 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Countergravity casing apparatus and method with magnetically actuated valve to prevent molten metal run-out |
| US4971131A (en) * | 1989-08-28 | 1990-11-20 | General Motors Corporation | Countergravity casting using particulate filled vacuum chambers |
| US5038846A (en) | 1990-02-27 | 1991-08-13 | General Motors Corporation | Differential pressure, countergravity casting with alloyant reaction chamber |
| US4989662A (en) | 1990-02-27 | 1991-02-05 | General Motors Corporation | Differential pressure, countergravity casting of a melt with a fugative alloyant |
| CA2030496A1 (en) | 1990-02-27 | 1991-08-28 | Richard J. Sabraw | Differential pressure, countergravity casting with selective alloyant introduction |
| US5044420A (en) | 1990-08-13 | 1991-09-03 | General Motors Corporation | Vacuum-assisted, countergravity casting apparatus and method |
| US5070930A (en) * | 1990-08-24 | 1991-12-10 | General Motors Corporation | Countergravity casting apparatus |
| CA2049228C (en) | 1990-09-06 | 1996-10-15 | George D. Chandley | Countergravity casting using particulate supported thin walled investment shell mold |
| US5088546A (en) * | 1991-05-10 | 1992-02-18 | General Motors Corporation | Vacuum-assisted counter gravity casting apparatus with valve to prevent flow of melt from mold |
| US5230379A (en) * | 1992-01-15 | 1993-07-27 | Cmi-International, Inc. | Countergravity casting apparatus and method |
| US5161604A (en) * | 1992-03-26 | 1992-11-10 | General Motors Corporation | Differential pressure, countergravity casting with alloyant reaction chamber |
| US5215141A (en) * | 1992-06-11 | 1993-06-01 | Cmi International, Inc. | Apparatus and method for controlling the countergravity casting of molten metal into molds |
| US5178203A (en) * | 1992-06-11 | 1993-01-12 | Cmi International, Inc. | Apparatus for the countergravity casting of metals |
| US5205346A (en) * | 1992-06-11 | 1993-04-27 | Cmi International | Method and apparatus for countergravity casting molten metal |
| US5303762A (en) | 1992-07-17 | 1994-04-19 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Countergravity casting apparatus and method |
| US5271451A (en) * | 1992-09-01 | 1993-12-21 | General Motors Corporation | Metal casting using a mold having attached risers |
| US5299619A (en) * | 1992-12-30 | 1994-04-05 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Method and apparatus for making intermetallic castings |
| US5468358A (en) * | 1993-07-06 | 1995-11-21 | General Atomics | Fabrication of fiber-reinforced composites |
| US5658506A (en) * | 1995-12-27 | 1997-08-19 | Ford Global Technologies, Inc. | Methods of making spray formed rapid tools |
| US5948352A (en) * | 1996-12-05 | 1999-09-07 | General Motors Corporation | Two-chamber furnace for countergravity casting |
| US6004368A (en) * | 1998-02-09 | 1999-12-21 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Melting of reactive metallic materials |
| US6640877B2 (en) * | 1998-05-14 | 2003-11-04 | Howmet Research Corporation | Investment casting with improved melt filling |
| US6453976B1 (en) * | 1999-10-29 | 2002-09-24 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Lost foam countergravity casting |
| US6684934B1 (en) * | 2000-05-24 | 2004-02-03 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Countergravity casting method and apparatus |
| ITRE20010021A1 (it) * | 2001-03-09 | 2002-09-09 | Sacmi | Metodo per la smaltatura di articoli ceramici ottenuti per colaggio di barbottina |
| US6499529B1 (en) * | 2001-08-17 | 2002-12-31 | Hitchiner Manufacturing Co., Inc. | Centrifugal countergravity casting |
-
2006
- 2006-02-22 JP JP2007557108A patent/JP2008531289A/ja active Pending
- 2006-02-22 US US11/359,084 patent/US8312913B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-02-22 DE DE112006000461T patent/DE112006000461T5/de not_active Withdrawn
- 2006-02-22 WO PCT/US2006/006164 patent/WO2006091619A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE112006000461T5 (de) | 2008-03-13 |
| WO2006091619A2 (en) | 2006-08-31 |
| US8312913B2 (en) | 2012-11-20 |
| US20070035066A1 (en) | 2007-02-15 |
| WO2006091619A3 (en) | 2007-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5069271A (en) | Countergravity casting using particulate supported thin walled investment shell mold | |
| US5766091A (en) | Investment casting of golf club heads with high density inserts | |
| US3420291A (en) | Method for reducing metal casting porosity | |
| JP2634213B2 (ja) | アイソスタテイックプレスによる粉体成形物品の製造方法 | |
| JPWO2005115653A1 (ja) | 金属ガラスの成形方法 | |
| AU635858B2 (en) | Countergravity casting using particulate supported thin walled investment shell mold | |
| US4832105A (en) | Investment casting method and apparatus, and cast article produced thereby | |
| NO317080B1 (no) | Silisiumnitriddigler som er bestandige mot silisiumsmelter og fremgangsmate for fremstilling av slike digler | |
| JP2008531289A (ja) | 鋳造プロセス | |
| WO2007079482B1 (en) | Metal casting system | |
| US5553656A (en) | Method of directionally cooling using a fluid pressure induced thermal gradient | |
| JP2017512138A (ja) | 複合成分の形成 | |
| US4512383A (en) | Die casting process and apparatus therefor | |
| CN109182823B (zh) | 挤压铸造模具及其可控挤压铸造晶须增强铝基复合材料的方法 | |
| CN110640085A (zh) | 一种空心铸件熔模铸造工艺 | |
| US5301739A (en) | Method for casting and densification | |
| CN111136258B (zh) | 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法 | |
| JP6915206B2 (ja) | 薄肉シェルモールドの溶湯鍛造方法 | |
| FR2829951A1 (fr) | Procede de realisation par moulage sous pression d'un element en alliage d'aluminium travaille | |
| EP1101551B1 (en) | Investment casting using melt reservoir loop | |
| EP3135399B1 (en) | Method of manufactruring precision cast parts for vehicle exhaust systems | |
| JP3141615B2 (ja) | 差圧鋳造装置 | |
| JPH02303672A (ja) | 金属系複合材料鋳物の製造方法 | |
| KR20020055054A (ko) | 고압주조용 코어의 제조방법 및 오일 갤러리가 포함된엔진용 피스톤의 주조방법 | |
| EP2370376B1 (en) | Method of impregnating crucibles and refractory articles |