熔模铸造型芯 【技术领域】
本发明涉及熔模铸造。尤其是涉及超耐热合金涡轮发动机部件的熔模铸造。
背景技术
熔模铸造是一种用于形成具有复杂几何形状的金属部件尤其是中空部件的常用技术，并且用于制造超耐热合金燃气涡轮发动机部件。虽然本发明仅关于特定超耐热合金铸件的生产方面进行了描述，但是应当理解本发明并不限于此。
燃气涡轮发动机广泛应用于飞机推进、发电以及轮船推进。在燃气涡轮发动机的应用中，效率为主要目标。
通过在较高温度下运行，就可以改进燃气涡轮发动机效率，但是涡轮段中的通用工作温度超过了涡轮部件所用的超耐热合金材料的熔点。因此，通例是提供空气冷却。通过使得来自发动机的压缩器段的较冷空气流过待冷却的涡轮部件中的通路从而提供冷却。这种冷却带来了发动机效率的相关成本。因此，就迫切需要提供增强型的特殊冷却，从而由给定的冷却空气量来实现最大化的冷却效益量。这可以通过使用优良、精确定位的冷却通道段得以实现。
图1示出了一种燃气涡轮发动机10，其包括风机11、压缩器12、燃烧室14和涡轮16。空气18沿轴向流过发动机10的段12、14和16。空气18在压缩器12中受到压缩，与在燃烧室14中所燃烧的燃料混合并且在涡轮16中膨胀，从而使得涡轮16转动并驱动压缩器12与风机11或其它负载。
压缩器12和涡轮16分别包括具有翼面20和22的转动与静止元件(桨叶和轮叶)。翼面，尤其是涡轮16中的在较宽范围的温度与压力条件下经受重复的热循环。为了避免翼面受到热损坏，每个翼面20包括由内部通道所提供的内部冷却。
关于内部冷却式涡轮发动机零件如叶片与轮叶的熔模铸造，存在得到良好发展地领域。在示例性过程中，制备具有一个或多个模腔的模具，其中每个模腔的形状通常与待铸造的零件的形状相对应。示例性的模具制备过程包括使用一个或多个零件的蜡模。这些模型通过在基本上与零件内的冷却通道的正面相对应的陶瓷型芯上浇铸蜡而形成。在结壳过程中，陶瓷壳按照众所周知的方式围绕着这些模型形成。可以将蜡去除，例如通过在高压釜中熔化而除去。这样就剩下模具，其包括具有一个或多个限定零件的室的壳，而这些室又包含着限定冷却通路的陶瓷型芯。然后，熔融合金被引入模具中以便铸造零件。当合金冷却并固化时，可以将壳与型芯通过机械方式和/或化学方式从所模制零件上去除。然后，可以在一个或多个阶段中对零件进行机加工和处理。
陶瓷型芯本身可以通过利用将陶瓷粉末与粘合材料的混合物注入硬化钢模中而浇铸混合物而形成。在去除模后，对湿砂型芯进行热后处理以便去除粘合剂，并且使其燃烧以便将陶瓷粉末烧结于一起。对更优良冷却特征的倾向已经使得型芯制造技术负担过重。优良的特征可能难以制造并且/或者一旦制造出来可能易碎。Shah等人共有的共同未决的美国专利No.6,637,500公开了一种陶瓷与难熔金属型芯组合的一般用途。在这种型芯及其它制造技术中，存在进一步改进的余地。
【发明内容】
本发明的一个方面涉及一种用于形成零件内部空间的牺牲型芯。第一型芯元件包括难熔金属元件，并且具有至少一个第一表面部分并具有用于形成内部空间的相关第一表面部分的第二表面部分。陶瓷型芯元件模制于第一型芯元件上以便具有与第一型芯元件第一表面部分接触的第一表面部分和用于形成内部空间的相关第二表面部分的第二表面部分。难熔金属元件可以由片材形成。
本发明的另一个方面涉及一种用于形成零件内部空间的牺牲型芯。陶瓷型芯元件具有用于形成内部空间的相关第一表面部分的第一表面部分。难熔金属型芯元件具有用于形成内部空间的相关第二表面部分的第一表面部分。利用难熔金属型芯元件的弹性，难熔金属型芯元件相对于陶瓷型芯元件无破坏性地且可去除地保持住。难熔金属型芯元件可具有弹性地抓紧陶瓷型芯元件的第一和第二接合部分。
本发明的另一个方面涉及一种用于形成具有内部空间的金属零件的方法。形成第一型芯元件，其包括难熔金属元件，并且具有至少第一和第二表面部分。将陶瓷型芯元件模制于第一型芯元件上以便具有与第一型芯元件第一表面部分相接合的第一表面部分并且具有第二表面部分。将金属浇铸于组合的第一型芯元件与陶瓷型芯元件上。第一型芯元件与陶瓷型芯元件的第二表面部分形成零件内部空间的相关表面部分。组合的第一型芯元件与陶瓷型芯元件被破坏性地去除。
在各种实现方式中，易耗材料可以用于第一型芯元件与陶瓷型芯元件中至少一个。随后可以至少部分地将易耗材料从第一型芯元件与陶瓷型芯元件之间逐出。第一型芯元件的形成可包括形成难熔金属元件，而后在难熔金属元件的至少部分上施加陶瓷涂层以便形成至少第一型芯元件第一表面部分。难熔金属元件可以由片材形成。陶瓷型芯元件可以模制于第一型芯元件的突出部分周围，从而至少部分地形成了第一型芯元件的第一表面。陶瓷型芯元件的模制可包括使得第一型芯元件的第三表面部分接合于模具上以便在引入陶瓷模制材料的过程中保持第一型芯元件。这种方法可以用于形成涡轮机叶片，其中陶瓷型芯元件第一表面形成内部空间的基本上沿翼展方向的通道部分，而第一型芯元件第一表面形成内部空间的翼面顶端冷却通道部分。这种方法可以用于形成涡轮机翼面，其中陶瓷型芯元件第一表面形成内部空间的基本上沿翼展方向的通道部分，而第一型芯元件第一表面形成内部空间的翼面前缘冷却通道部分。这种方法可以用于形成涡轮机翼面，其中陶瓷型芯元件第一表面形成内部空间的基本上沿翼展方向的通道部分，而第一型芯元件第一表面形成内部空间的翼面压力侧冷却通道部分，其从至少一个基本上沿翼展方向的通道部分延伸。这种方法可以用于形成涡轮机翼面，其中陶瓷型芯元件第一表面形成内部空间的基本上沿翼展方向的部分，而第一型芯元件第一表面形成内部空间的翼面后缘冷却通道部分，其从基本上沿翼展方向的通道部分中的后端通道部分延伸。陶瓷型芯元件的模制可包括冻结铸造和低压注入模制中的至少一种。
本发明的另一个方面涉及一种用于形成具有内部空间的金属零件的方法。提供牺牲模具插件，其具有至少第一和第二表面部分。将陶瓷型芯元件模制于牺牲模具插件上以便具有与牺牲模具插件第一表面部分接合的第一表面部分并具有第二表面部分。牺牲模具插件可以被破坏性地去除。陶瓷型芯元件与第一型芯元件装配在一起，该第一型芯元件包括难熔金属元件并具有至少第一和第二表面部分。第一型芯元件第一表面与陶瓷型芯元件第一表面部分接合。将金属浇铸于组合的第一型芯元件与陶瓷型芯元件上。第一型芯元件与陶瓷型芯元件的第二表面部分形成零件内部空间的相关表面部分。组合的第一型芯元件与陶瓷型芯元件被破坏性地去除。
在各种实现方式中，第一型芯元件第一表面部分与陶瓷型芯元件第一表面部分的相互配合方式包括处于陶瓷型芯元件的封闭狭槽中的第一型芯元件的一部分。相互配合方式可以包括第一型芯元件的相对部分抓紧陶瓷型芯元件。相互配合方式可以包括第一型芯元件中的孔接纳陶瓷型芯元件的突起或者陶瓷型芯元件中的介入插件的突起。通过破坏性地去除牺牲模具插件，就可在陶瓷型芯元件中留下狭槽。该狭槽的起模斜度角可为2°或更小。起模斜度角可为1°或更小。装配过程可包括在第一型芯元件第一表面与陶瓷型芯元件第一表面部分之间施加陶瓷粘合剂。可以在陶瓷型芯元件未处理情况下进行装配，然后可以使得装配好的陶瓷型芯元件与第一型芯元件共同燃烧。
本发明的另一个方面涉及一种用于形成具有内部空间的金属零件的方法。将陶瓷型芯元件模制成具有第一表面部分和第二表面部分。将陶瓷型芯元件与包括难熔金属元件的第一型芯元件装配在一起。第一型芯元件具有用来与陶瓷型芯元件第一表面部分相接合的第一表面部分并且具有第二表面部分。装配过程包括至少部分地在陶瓷型芯元件与第一型芯元件第一表面部分之间施加陶瓷粘合剂。将陶瓷粘合剂硬化。将金属浇铸于组合的第一型芯元件与陶瓷型芯元件上。第一型芯元件与陶瓷型芯元件的第二表面部分形成零件内部空间的相关表面部分。组合的第一型芯元件与陶瓷型芯元件被破坏性地去除。
在各种实现方式中，硬化过程可与陶瓷型芯元件的燃烧同时发生。硬化可在陶瓷型芯元件燃烧之后，在组合的第一型芯元件和陶瓷型芯元件的预制加热过程中进行。
本发明的另一个方面涉及一种用于形成具有内部空间的金属零件的方法。提供第一型芯元件，其包括难熔金属元件并具有至少第一和第二表面部分。将陶瓷型芯元件模制成具有第一表面部分和第二表面部分。将第一型芯元件装配于陶瓷型芯元件上以便使得第一型芯元件第一表面部分面向陶瓷型芯元件第一表面而容放。将金属浇铸于组合的第一型芯元件与陶瓷型芯元件上。第一型芯元件与陶瓷型芯元件的第二表面部分形成零件内部空间的相关表面部分。组合的第一型芯元件与陶瓷型芯元件被破坏性地去除。
在各种实现方式中，可在第一型芯元件与陶瓷型芯元件的第一表面之间施加粘合材料。可在铸造之前对第一型芯元件与陶瓷型芯元件进行加热以便使得粘合材料硬化。第一型芯元件第一表面部分与陶瓷型芯元件第一表面部分的相互配合方式可包括处于第二型芯元件的封闭狭槽中的第一型芯元件的一部分。相互配合方式可以包括第一型芯元件的相对部分抓紧陶瓷型芯元件。相互配合方式可以包括第一型芯元件中的孔接纳陶瓷型芯元件的突起或者陶瓷型芯元件中的介入插件的突起。
下面将在附图和描述中阐明本发明的一个或多个实施例的详细情况。通过阅读描述内容和附图以及权利要求，将会清楚地了解本发明的其它特征、目的和优点。
【附图说明】
图1为燃气涡轮发动机的局部剖开的示意图；
图2为用于形成图1发动机的涡轮叶片内部通道的型芯组合的视图；
图3为图2的型芯的顶端视图；
图4为第一进给型芯成型模具的局部示意性剖视图；
图5为第二进给型芯成型模具的局部示意性剖视图；
图6为第三进给型芯成型模具的局部示意性剖视图；
图7为陶瓷型芯与RMC组合的视图，其示出了多种示例性连接/配准特征；
图8为图7的组合的侧视图；
图9为图7的组合沿线9-9剖开的横向剖视图；
图10为一个替代性的组合的剖视图；
图11为第一后缘RMC与进给型芯组合的示意性剖视图；
图12为第二后缘RMC与进给型芯组合的示意性剖视图；
图13为第三后缘RMC与进给型芯组合的示意性剖视图；
图14为第四后缘RMC与进给型芯组合的示意性剖视图；
图15为第五后缘RMC与进给型芯组合的示意性剖视图。
各图中相同的参考数字和标号表示相同的元件。
【具体实施方式】
图2中示出了一种包括陶瓷进给型芯42的叶片成型型芯40。陶瓷进给型芯42可以按照一件或多件形成，并且可在最终的叶片内提供一条或多条通道。在示例性实施例中，进给型芯42具有四个从根部区域44延伸至顶端区域46的主要部分42A-42D。在示例性实施例中，前部42A和后部42D沿着与叶片翼面相关的进给型芯的一部分与中间部分42B和42C隔开。型芯40还包括一个或多个固定于进给型芯部分上的难熔金属型芯(RMC)元件。在示例性实施例中，后端RMC50从嵌入后端进给型芯部分42D后端区域内的狭槽中的前缘延伸至后缘，并且具有与待形成翼面的压力和吸力侧相关的第一和第二表面。在示例性实施例中，后端RMC50形成了位于最终翼面中的后缘出口狭槽。示例性的RMC50具有孔阵列，它们形成了跨越翼面的压力与吸力侧部分之间的狭槽的支座以便提供结构完整性，测量流量并增强热传递。RMC50的后部可接纳于用来形成蜡模的模具内，而后从模型中伸出以便接纳/固定于模型上方所形成的陶瓷壳内。进给型芯可具有其它的定位或保持特征，如Caccavale等人的美国专利No.5,296,308中的突起。在将蜡去除和铸造之后，壳、进给型芯和RMC被破坏性地去除。这时，翼面就剩下由后端RMC50所形成的出口狭槽。
前端RMC60邻近前端进给型芯部分42A的前端区域固定。在示例性实施例中，前端RMC60具有中央部分62和由此延伸的交替突出形压力和吸力侧部分64和66。突出形部分64和66的顶端沿着前端进给型芯部分42A的相应压力和吸力侧接纳于相关狭槽内。在示例性实施例中，前端RMC60可以整体嵌入蜡模内。因此，它可以形成叶片内的通道系统的完全内部的分支以便冷却叶片前缘区域。为了安装前端RMC60，可以使得前端RMC60弹性地挠曲以便容许突出形部分64和66穿过陶瓷型芯的表面部分上方而后进入狭槽。处于安装位置时，突出形部分64和66可以在弹性应力下利用前端RMC60抓紧陶瓷型芯。替代地，当前端RMC60处于其安装位置时，前端RMC60可并不受弹性应力。然而，在容许非破坏性去除的弹性变形的情况下，前端RMC60的弹性可以阻止其从陶瓷型芯上去除/脱离。替代地，前端RMC60可通过非弹性变形(例如，使得突出形部分64和66弯曲)安装于狭槽中。这样安装的RMC可以通过至少局部反向的非弹性变形而非破坏性地去除。
在示例性的实施例中，前端和第二进给型芯部分42A和42B沿着其压力侧分别支承着主体RMC 80A和80B。沿着前端型芯部分42A的吸力侧支承着第三RMC 80C。第四RMC 80D跨越前端与第二进给型芯部分的吸力侧之间的间隙。主体RMC具有接纳于相关进给型芯部分的狭槽内的前缘部分，并沿着向下游方向延伸至后缘部分。示例性的主体RMC的形成使得提供了多个从相关进给通道至位于翼面的压力侧表面上的出口的蛇形通道。因此，当相关的蜡模形成于型芯40上方时，主体RMC80和82的后端部分将会从模型的翼面的压力侧表面伸出以便最终从叶片翼面压力侧表面形成出口孔。在示例性实施例中，主体RMC具有位于后端部分前面的旋绕结构。示例性的后端部分形成为突出84，其具有通过相关的颈或杆86连接于旋绕中间部分上的下游/远端冒口85。任选地，冒口85和颈的部分86从蜡模中伸出，而后嵌入陶瓷壳中。在将蜡去除后，在铸造过程中，它们仍保持嵌入壳中以便固定RMC。在铸造并去除进给型芯和RMC之后，翼面就留下了由RMC提供的旋绕通道系统，并且为该通道系统形成了压力侧出口孔及其相邻出口通道部分来代替颈86。
型芯40还包括用于形成顶端或“声响检漏器”袋的顶端陶瓷型芯88。顶端陶瓷型芯88与进给型芯的端部相隔开(例如，利用诸如圆柱形石英棒89之类的棒，其具有分别完全插入位于顶端陶瓷型芯和进给型芯中的相应互补封闭室的第一和第二端部分)。示例性的两个顶端RMC90A和90B形成于进给型芯的顶端处，位于进给型芯的顶端与顶端陶瓷型芯的内侧表面之间。在示例性的实施例中，前端顶端RMC 90A具有嵌入前端进给型芯部分42A的顶端表面中的狭槽的突出92(图3)。示例性下游顶端RMC 90B具有更多横向伸长的轨形突出94，其接纳于三个下游进给型芯部分42B-42D的相关顶端表面中的插孔/肩部中。在示例性实施例中，每个顶端RMC的主体96与相关的进给型芯部分顶端表面平行且隔开地偏离，并且通过突出92和94与相应狭槽和插孔/肩部的配合工作而保持这种情况。它们各自还包括向外的突出/突起98，其近似平行于主体延伸而后在远端向外延伸。突起98通过蜡膜向外延伸，以便由这种进给通道形成出口通道，而其远端部分用于将型芯首先安装于蜡模模具内，而后安装于在该模型上形成的壳内。在示例性的实施例中，主体96在由进给型芯部分和声响检漏器袋所提供的进给通道的端部之间形成压力通风系统。这些压力通风系统可以连接着这些通道从而使得顶端RMC跨越多个进给通道。这些压力通风系统通过由突出92、94和棒89的内侧部分所形成的通道连接于进给通道上。这些压力通风系统通过由棒89的外侧部分所形成的通道连接于声响检测器袋上，并通过由突起98所形成的通道连接于翼面的压力侧上。
许多方法可以用于形成RMC连接狭槽。另外，可以提供许多其它的安装装置。这些狭槽可以在进给型芯形成后或其形成过程中形成(例如切割而成)。前者的实例包括激光切割。在预制狭槽的一个实例中，图4中示出了用于形成陶瓷进给型芯的位于模具(或模)的一个或多个部分130和132中的牺牲插件120、122、124、126和128。这些插件可以位于沿着或者离开模具分型面或其它轮廓500的位置上，并且可具有安装于相关模具部分的部分及伸入型腔部分140A-140D中(名义上与示例性叶片成型实施例的进给型芯部分42A-42D相应)的部分。这些插件可以是可重复使用的、一次性的或牺牲性的插件。可重复使用型插件将有利地配置成使得在模具拆卸时，其开始被从第一模制型芯或相关模具部分拉出而后可从第二模制型芯或相关模具部分去除，如通过沿与从第一模制型芯或相关模具部分中抽出或去除的方向不同的方向抽出。一次性插件可以进行类似配置。插件的磨损可能是个突出的问题，即使是插件可去除，但将它们制成一次性插件的做法仍然很有利。
然而，牺牲插件可以按照另外的途径形成。这些插件可为可破裂式(例如通过打开模具而破裂)。牺牲插件可在打开模具之前损坏(如通过熔化)。牺牲插件也可在打开模具之后损坏(如通过在型芯燃烧期间熔化或通过化学溶解)。无论如何，这些插件的尺寸都可设计成使得最终的燃烧狭槽或其它特征具有所需的尺寸。牺牲插件的一个可能的优点是形成狭槽时起模斜度角很低。可去除式插件可能需要3-4°的起模斜度角(例如，狭槽衬面从狭槽的基底按照该角度向外发散以便实现插件的去除)。除了可能具有较低起模斜度角(如0-2°)之外，使用牺牲插件可产生替代的内部特征以便将随后插入的RMC互锁于进给型芯上。这类特征可包括用于容放弹簧偏置的突出的座(如片材RMC的弯曲部分)。
对于高磨损、高粘性的进给型芯形成材料，可能需要较高的压力来进行模制。这就可能会损坏插件。因此，适当的做法可为在较低压力模制时使用粘性较低的材料。可以将陶瓷材料在低压力下引入模具中或甚至在环境压力下将陶瓷材料浇铸于模具中。随后可以利用振动或真空助推来保证完全充填模具。这种低压充填可与冻结铸造结合使用。冻结铸造可在硬化/燃烧过程中提供较低的收缩水平。冻结铸造还可便于蜡中的部分RMC在铸造过程之前进行预熔模以便通过预熔模来保护精细的冷却通道形成特征免受陶瓷污染。与利用5-100ksi附近的压力的高压模制相比，低压技术可以使用低得多的压力(如小于2ksi)，并且任选地处于真空助推下。Qcchionero等人在美国专利No.5,047,181中对示例性的早期冻结铸造技术进行了描述。
预形成狭槽的其它途径包括在一个或多个RMC周围模制陶瓷进给型芯。这种模制需要注意许多考虑事项。例如，陶瓷进给型芯形成材料可能具有较高的磨损性，并可能会损坏RMC。另外，由于与在存在部分嵌入的RMC的情况下陶瓷进给型芯的干燥与燃烧相关的容积变化，连同RMC(在任意瞬时加热/冷却过程中)的不同热膨胀一起，因而就会产生机械应力并可能会损坏进给型芯或RMC。一种适合于解决膨胀/收缩问题的方法是瞬时或暂时容许容积变化。具体而言，进给型芯材料可以使得狭槽(或其它配合特征)尺寸在所谓的模制“未处理”状态与随后的干燥/燃烧状态之间收缩。因此，当模制时，易耗材料(如可熔化和/或粘性材料如蜡)可以至少应用于形成狭槽(或其它特征)的部分RMC上。易耗材料可以采用全部或部分涂层或离散衬垫或其它件的形式。易耗材料的厚度选择成用于形成未处理狭槽的尺寸，该尺寸在干燥与燃烧时收缩至与RMC适当地接合的所需最终尺寸。干燥与燃烧过程可能同时使得狭槽缩小并驱散(如通过熔化、汽化、升华、挤出或其组合)易耗材料。
低压模制技术也可与各种型芯超模制技术一起使用。图5中示出了一种部分地进行穿孔从而形成孔152的RMC 150，突出部分154从其弯曲脱离共面关系以便伸进引入陶瓷模制材料的腔160中。图6中示出了一种具有孔172的RMC 170，其至少一端沿着一个型芯表面暴露于腔180中。引入腔180中的模制材料流入孔172中以便将RMC与进给型芯互锁并固定。如图所示的孔172关闭(即处于RMC周边的内侧)。替代地，孔可以形成为从RMC周边向内延伸的通道。示例性的孔为直线型，但是它们也可以为锥型以便进一步互锁。示例性的孔只在RMC的一侧(面)上露出，但是替代地，它们可以在其两侧上都露出以便提供铆接。图7示出了若干替代型RMC/进给型芯互锁特征。所示的RMC200的主体202具有内侧表面203(图8)与外侧表面204。内表侧面203与陶瓷型芯206的局部主要外侧表面205相隔开。为了精确配准，支座突起206从陶瓷型芯外侧表面延伸，并且具有由肩部分隔的较大直径或截面的近端部分和较小直径或截面的远端部分。在示例性的实施例中(图9)，近端部分207由管状颈形成，该管状颈与陶瓷型芯的剩余部分一体形成并且从表面205向外延伸至形成了肩部的边缘208。远端部分由插入管状部分207内的石英棒209的远端部分形成。示例性的石英棒提供的坚固性大于一体形成的陶瓷支座突起可能提供的坚固性。远端部分延伸通过RMC主体202中的孔，而肩部与主体内侧表面/下侧203接合以便精确地将主体配准成与陶瓷型芯外侧表面205的相隔开关系。通过一对从主体延伸并向内弯曲的细长突出或指状物210A与210B(图7)可以提供进一步的保持作用。指状物的内侧表面与陶瓷型芯的相邻侧面中的通道或插孔的基座表面212形成压缩接合。插孔内侧表面可以成一定斜角以便远离相邻表面205略微会聚，因此使得指状物的抓紧作用保持着RMC不会向外运动，从而使得指状物的顶端与插孔的肩部表面214接合。在示例性的实施例中，所示的第二指状物210B接纳于具有侧向表面216的较窄的插孔内，其可能进一步限制RMC的运动。在示例性RMC的另一端为替代的指状物230与232。示例性的第一指状物230容放于型芯外侧表面的狭槽中。第二指状物容放于沿着型芯邻边的凹槽区域中。第二指状物232具有远端加宽部分或隆起236(图8)，其容放于凹槽中以便使得其受到限制以防平行于第二表面运动。
图10示出了又一替代的RMC 240与陶瓷型芯242的组合，其中RMC具有相对的指状物244A和244B。示例性的指状物244A的构成可与上述指状物类似。所示的示例性指状物244B具有延伸入狭槽248中的向内指向的顶端部分246，狭槽248从相邻的插孔250向内延伸。顶端部分的接纳方式可以沿着朝向和远离陶瓷型芯以及与其垂直的方向进一步配准RMC 240的主体部分。上述安装特征为示例性，它们可以单独使用或者以各种组合方式使用。
又一替代方案包括陶瓷粘合剂。示例性的陶瓷粘合剂最初由包括陶瓷粉末和有机或无机粘结剂的浆形成。利用粘结剂组合，有机粘结剂(如丙烯酸树脂、环氧树脂、塑料等等)能够容许改进室温下的连接强度，而无机粘结剂(如胶态硅石等等)可以在适中的温度(如500C)时转化成陶瓷。粘合剂可以用于将RMC固定于预形成的未处理型芯上或者可以用于将RMC固定于燃烧的陶瓷型芯上。图11示出了一种介于搭接构型中的陶瓷进给型芯302与RMC 304之间的陶瓷粘合剂300，这种搭接构型可能用于后缘RMC。这种粘合剂可与其它机械互锁特征组合使用。图12示出了一种处于陶瓷型芯312与RMC 314之间的燕尾反锁搭接中的粘合剂310。图13示出了一种介于陶瓷型芯322与RMC 324之间的的粘合剂320，其中RMC具有用于进一步固定的多孔突出326。图14示出了一种处于陶瓷型芯332与RMC 334之间的粘合剂330，其中部分RMC弯曲以便形成按照偏置方式将部分型芯夹入其间的夹形指状物336和338。示例性的RMC 334可以容易地由片材形成。带有非偏置指状物的RMC可以由多个薄板件铸造或机加工或组装而成，或者由单件薄板件折叠而成。图15示出了一种情形，其中粘合剂340自身形成物理互锁特征，例如将陶瓷型芯342连接于RMC344上的铆钉形结构。这种铆钉形结构可以是单头(如该头接纳于RMC中的互补封闭室或打开室中的头)或多头(如相对的第二头接纳于陶瓷型芯中的互补封闭室或打开室中)。
示例性的RMC材料为Mo、Nb、Ta和W的难熔合金，它们可以在市场上买到呈如线和薄板之类的标准形状，其可以使用如激光切割、剪切、钻孔和光刻之类的方法根据需要切割以便形成型芯。切割的形状可以通过弯曲和扭转而发生变形。标准形状可以为波纹状以便产生引发紊流气流的通道。孔可以冲于薄板中以便在通道中产生柱或导向轮叶。其它构型也可适用于铸造非翼面涡轮机零件(如燃烧管路和叶片外部空气密封件)，并且适于铸造非涡轮机零件(如热交换器)。
难熔金属通常在温度升高时倾向于被氧化，并且还略微可溶于熔化的超耐热合金中。因此，有利地，RMC可具有用于防止被熔化的金属氧化和腐蚀的保护涂层。它们可包括一个或多个薄的连续粘合陶瓷层的涂层。适用的涂层材料包括硅石、氧化铝、氧化锆、氧化铬、莫来石以及氧化铪。优选地，难熔金属的热膨胀系数(CTE)与涂层相似。涂层可以利用CVD、PVD、电泳分离法和溶胶凝胶技术来进行施加。通常，单个层厚度通常可为0.1至1密耳。Pt或其它贵金属、Cr和Al的金属层可施加于RMC上以用于氧化保护，其与陶瓷涂层共同用于防止熔化金属腐蚀。
分别形成保护性SiO2层的难熔金属合金与金属间化合物如Mo合金和MoSi2也可以用于RMC。期望这些金属材料容许如氧化铝之类的不反应氧化物实现良好粘合。硅石尽管为氧化物，但其在存在镍基合金的情况非常容易发生反应，并且有利地施加着其它不反应氧化物的薄层。然而，同理，硅石易于扩散地与其它氧化物如形成莫来石的氧化铝结合。
为了便于说明，将包含固熔体增强剂、沉淀增强剂以及分散增强剂的金属看作合金。Mo合金包括TZM(0.5％Ti、0.08％Zr、0.04％C、Mo)，而W的镧钼合金包括W-38％Re。这些合金仅作为实例，而并非用于限制。
在完成铸造过程之后，将壳与型芯组件去除。壳在外部，并且可以利用机械装置来去除以便将陶瓷与铸件脱离，随后利用化学方法，通常包括浸入腐蚀性溶液中以便去除型芯组件。在现有技术中，通常使用腐蚀性溶液去除陶瓷型芯，这通常在高压釜中在高温和高压条件下进行。相同的腐蚀性溶液型芯去除技术可以用于去除现在的陶瓷型芯。可以利用酸处理将RMC从超耐热合金铸件上去除。例如，为了从镍超耐热合金上去除Mo型芯，可以在60-100℃温度下使用示例性的四十份HNO3、三十份H2SO4、以及H2O。由于难熔金属型芯的截面尺寸较大，所以可以使用热氧化来去除形成挥发性氧化物的Mo。在小截面的Mo型芯中，热氧化有效性可能降低。
以上对于本发明的一个或多个实施例进行了描述。尽管如此，应当理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下，可以对本发明作出多种改动。例如，任何待制造的特定元件的详细情况均可能影响相关一个或多个陶瓷型芯与一个或多个RMC的所需性能。因此，其它实施例也在后附的权利要求的范围内。