KR101233476B1 - 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법과 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 소결용 받침판 - Google Patents

가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법과 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 소결용 받침판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법과 세라믹 코어의 소결용 받침판에 관한 것으로, 코어 안착 홈부가 상부면에 형성된 코어 받침 패널부재를 포함한 코어 소결용 받침판의 상기 코어 안착 홈부에 주조로 제조된 세라믹 코어를 삽입하여 소결함으로써, 제조 과정에서 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 파단을 방지하여 제조 시 불량율을 크게 줄이고, 세라믹 코어의 생산성을 향상시키며 제조 원가를 절감한다.

Description

가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법과 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 소결용 받침판{Manufacturing Method of the ceramic core on the gas turbine hot components during sintering And Support plate for Sintering of ceramic core}
본 발명은 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법과 세라믹 코어의 소결용 받침판에 관한 것으로 더 상세하게는 세라믹 코어의 제조 중 파손 현상을 방지하고, 안정적으로 세라믹 코어를 생산할 수 있는 세라믹 코어의 소결용 받침판과, 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 항공용이나 발전용 가스 터빈의 고온 부품은 복잡한 구조를 가지고 있고, 특히, 복잡한 중공부를 다수로 구비하고 있어 세라믹 코어를 사용하여 제조되고 있다.
상기 항공용이나 발전용 가스 터빈의 고온 부품은 금형 및 세라믹 코어를 제작 단계, 왁스 패턴 제작 단계, 세라믹 코어가 내부에 삽입된 왁스 트리 제작 단계, 쉘 제작 단계, 왁스 제거 단계, 가열 단계, 쉘 예열 단계, 주조 단계, 냉각 및 후처리 단계, 열처리 단계를 순차적으로 거쳐 제조된다.
상기 금형 설계 및 제작 과정은 제작하고자 하는 가스터빈 고온 부품을 최종 주조품과 같은 형태를 가질 수 있도록 설계하여 왁스 패턴용 금형과 세라믹 코어용 금형을 기계가공을 통하여 제작한다.
그리고, 상기 세라믹 코어용 금형을 이용하여 세라믹 코어를 제작하고, 그 후 상기 세라믹 코어를 금형 내에 고정시키고, 금형 내에 왁스를 주입하여 왁스 패턴을 제작한다.
상기 왁스 트리 제작 단계는 상기 왁스 패턴을 이용하여 주조 시 용탕이 주입될 수 있는 통로를 형성하기 위한 왁스 트리를 제작하는 것이다.
상기 쉘 제작 단계는 상기 왁스 트리를 미분의 내화물과 점결제가 포함된 슬러리에 코팅하고 건조하는 작업을 반복하여 쉘을 제작하는 것이다. 그리고, 상기 왁스 제거 단계는 상기 쉘 내부의 왁스를 제거하는 것이다.
상기 가열 단계는 상기 쉘을 태우는 작업(Burn Out)을 통해 충분한 강도를 가지도록 한다. 또한, 상기 예열 단계는 상기 셀을 진공 정밀 주조 기기 내에 넣어 예열한다. 상기 예열 단계 후에는 상기 진공 정밀 주조 기기 내에서 몰드에 용해된 재료를 주입하는 주조 단계로 항공용이나 발전용 가스 터빈의 고온 부품을 성형한다. 상기 주조 단계 후에는 주조로 성형된 고온 부품을 냉각한 후 항공용이나 발전용 가스 터빈의 고온 부품 내에 삽입된 세라믹 코어를 제거하는 냉각 및 후처리 단계, 주조로 제조된 고온 부품이 균일한 조직을 가지도록 최종 열처리하는 열처리 단계를 거친다.
상기한 바와 같이 제조되는 항공용이나 발전용 가스 터빈의 고온 부품은 사용 중 고온을 냉각시켜주는 역할을 하도록 다수의 냉각 구멍들이 형성되어야 하며, 이러한 냉각 구멍들을 형성하는데 필수적으로 세라믹 코어가 사용되는 것이다.
상기 세라믹 코어는 항공용이나 발전용 가스 터빈의 고온 부품 제조 시 몰드 내에 삽입되어 고온 부품과 함께 주조된 후 제거됨으로써 냉각 구멍을 형성하는 것이다. 상기 세라믹 코어는 항공용이나 발전용 가스 터빈의 고온 부품에 복수의 냉각 구멍을 형성하기 위해 이격된 복수의 슬릿 또는 구멍이 형성된다.
상기 세라믹 코어는 금형 내에 성형하려는 세라믹 코어의 형상에 대응되는 형상을 가지는 공간을 형성하고, 상기 금형 내에 세라믹 혼합 용융물을 고온, 고압하에 주입하여 성형하고, 건조 냉각하여 제조된다.
상기 세라믹 코어는 건조 후 항공용이나 발전용 가스 터빈의 고온 부품 제조에 사용되기 위하여 진공 저밀 주조 시 요구되는 강도를 만족시키기 위하여 소결하는 과정을 거치게 된다.
그러나, 상기 세라믹 코어의 소결 작업은 소결로 내부에 채워지는 소결용 분말 내에 상기 세라믹 코어를 삽입하고, 상기 소결로에서 세라믹 코어를 가열함으로써 이루지는데, 이 때 세라믹 코어가 고정되지 못한 상태에서 내부 응력을 풀어줌으로써 파단이 일어나는 경우가 빈번히 발생하는 문제점이 있었던 것이다.
본 발명의 목적은 제조 시 파단되는 것을 방지하여 세라믹 코어의 생산성을 향상시키고, 안정적으로 세라믹 코어를 제조할 수 있는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법과 세라믹 코어의 소결용 받침판을 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 가스 터빈 고온 부품의 제조에 사용되는 세라믹 코어의 형상과 대응되는 공간이 내부에 형성된 코어 제조용 금형의 공간 내에 세라믹 혼합물을 주입하여 세라믹 코어를 제조하는 주조 단계;
상기 세라믹 코어의 형상에 대응되는 형상을 가지는 코어 안착 홈부가 상부면에 형성된 코어 받침 패널부재의 상기 코어 안착 홈부에 상기 세라믹 코어를 안착시켜 소결로 내로 삽입하는 코어 받침 단계; 및
상기 소결로 내에서 소결 분말로 상기 코어 받침 패널부재 및 상기 세라믹 코어의 상부를 덮고 소결로에서 가열하는 가열 단계를 포함한 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법을 제공함으로써 해결된다.
본 발명에 따른 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법은 상기 코어 받침 단계 전에 상기 코어 받침 패널부재의 코어 안착 홈부 내측면에 코어 분리용 분말을 도포하는 표면층 형성 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 상기 표면층 형성 단계는 상기 코어 분리용 분말로 상기 가열 단계에서 소결로에 채워지는 소결 분말을 사용한다.
본 발명에 따른 상기 주조 단계는 세라믹 혼합물을 상기 코어 제조용 금형의 공간 내로 주입하는 주입 과정; 상기 주입 과정으로 상기 코어 제조용 금형 내로 주입된 혼합물을 냉각시켜 세라믹 코어를 성형하는 냉각 과정; 상기 코어 제조용 금형에서 냉각된 세라믹 코어를 분리하여 건조시키는 건조 과정을 포함하며, 본 발명에 따른 상기 건조 과정은 상기 세라믹 코어가 안착되는 코어 안착부가 형성된 코어 건조용 세터를 사용하여 상기 코어 건조용 세터의 코어 안착부에 상기 세라믹 코어를 안착한 후 건조시킨다.
상기 코어 받침 단계는 상기 세라믹 코어와 동일한 조성의 세라믹 혼합물로 제조된 코어 받침 패널부재를 사용한다.
상기 코어 받침 단계는 상기 세라믹 코어와 열팽창율이 동일하거나 세라믹 코어의 열팽창율±10% 범위 내의 열팽창율을 가지는 소재로 제조된 코어 받침 패널부재를 사용한다.
또한, 본 발명의 과제는 가스 터빈 고온 부품의 제조에 사용되는 세라믹 코어의 형상에 대응되는 형상을 가지는 코어 안착 홈부가 상부면에 형성된 코어 받침 패널부재를 포함한 세라믹 코어의 소결용 받침판을 제공함으로써 해결된다.
본 발명에 따른 상기 코어 안착 홈부의 내측면에는 코어 분리용 표면층이 형성된다.
본 발명에 따른 상기 코어 분리용 표면층은 상기 세라믹 코어의 소결 시 소결로에 채워지는 소결 분말을 상기 코어 안착 홈부의 내측면에 도포하여 형성한다.
본 발명에 따른 상기 코어 받침 패널부재는 상기 세라믹 코어와 동일한 세라믹 혼합물로 제조된다.
본 발명에 따른 상기 코어 받침 패널부재는 상기 세라믹 코어와 열팽창율이 동일하거나 세라믹 코어의 열팽창율±10% 범위 내의 열팽창율을 가지는 소재로 제조된다.
본 발명은 제조 과정에서 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 파단을 방지하여 제조 시 불량율을 크게 줄이고, 세라믹 코어의 생산성을 향상시키며 제조 원가를 절감하는 효과가 있다.
본 발명은 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어를 안정적으로 생산하여 이를 사용하여 제조되는 가스 터빈 고온 부품의 생산성을 향상시키고, 가스 터빈 고온 부품의 안정적인 품질 유지가 가능하도록 한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 코어의 소결용 받침판을 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 코어의 소결용 받침판의 사용 상태를 도시한 사시도
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 코어의 소결용 받침판의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법을 도시한 개략도
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 가스 터빈 고온 부품용 세라믹 코어의 소결용 받침판은 판 형상의 코어 받침 패널부재(10)를 포함한다. 상기 코어 받침 패널부재(10)의 상부면에는 상기 세라믹 코어(1)의 형상에 대응되는 형상을 가지는 코어 안착 홈부(11)가 형성된다.
상기 코어 안착 홈부(11)의 깊이는 상기 세라믹 코어(1)의 두께와 같거나 크게 형성되어 상기 세라믹 코어(1)가 상기 코어 안착 홈부(11) 내로 완전히 삽입되게 한다.
상기 세라믹 코어(1)는 상기 코어 안착 홈부(11) 내로 완전히 삽입되어 외측 둘레가 상기 코어 안착 홈부(11)의 내측면에 의해 안정적으로 지지된다.
상기 세라믹 코어(1)는 가스 터빈 고온 부품 제조용인 것으로 이격된 복수의 슬릿(1a) 또는 구멍(1b)이 형성되어 있다.
상기 세라믹 코어(1)는 가스 터빈 고온 부품 제조 시 성형된 가스 터빈 고온 부품 내로 삽입된 후 화학적으로 제거되어 가스 터빈 고온 부품 내에 냉각 구멍(Cooling hole)을 형성한다.
상기 세라믹 코어(1)는 Fused-SiO2, ZrSiO4, 근청석(Cordierite)의 혼합물 또는 Fused-SiO2, ZrSiO4, Al2O3의 혼합물과 같은 세라믹 혼합물로 제조된다.
상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)와 열팽창율이 동일하거나 세라믹 코어(1)의 열팽창율±10% 범위 내의 열팽창율을 가지는 소재로 제조된다.
또한 상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)와 동일한 조성을 가지는 세라믹 혼합물을 사용하여 동일한 강도를 가지도록 제조되는 것이 바람직하다.
상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)의 소결 시 상기 세라믹 코어(1)와 동일하거나, 거의 동일하게 팽창하면서 상기 세라믹 코어(1)의 외측 둘레를 지지하여 상기 세리믹 코어가 소결 시 고온에 의한 팽창으로 파손되는 것을 방지한다.
상기 코어 받침 패널부재(10)는 세라믹 코어(1)의 열팽창율±10% 범위 이외의 경우 열팽창율 차이가 커서 상기 세라믹 코어(1)의 외측 둘레를 지지하여 상기 세라믹 코어(1)가 소결 시 고온에 의한 팽창으로 파손되는 것을 방지하는 역할을 할 수 없다.
즉, 상기 세라믹 코어(1)는 상기 코어 받침 패널부재(10)의 코어 안착 홈부(11) 내에 삽입된다. 그리고, 상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)를 가열하여 소결하는 소결로 내에 삽입된다.
상기 세라믹 코어(1)는 상기 코어 받침 패널부재(10)의 코어 안착 홈부(11)에 삽입된 상태로 가열되어 소결된다.
상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)의 소결 시 상기 세라믹 코어(1)와 동일하게 팽창되고, 수축되면서 상기 세라믹 코어(1)의 팽창 및 수축이 안정적으로 이루어질수 있도록 상기 세라믹 코어(1)의 외측 둘레를 지지한다.
상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)의 소결 시 세라믹 코어(1)의 흡입면(Suction Side)쪽을 고정하고, 세라믹 코어(1)의 압력면(Pressure side)쪽에서 응력이 풀릴 수 있도록 자연스럽게 안내하여 상기 세라믹 코어(1)가 소결과정에서 파단되는 것을 방지한다.
상기 코어 안착 홈부(11)의 내측면에는 상기 세라믹 코어(1)와 상기 코어 받침 패널부재(10)와의 분리를 용이하게 하는 코어 분리용 표면층(12)이 형성된다.
상기 코어 분리용 표면층(12)은 소결 작업에서 상기 세라믹 코어(1)와 상기 코어 받침 패널부재(10)가 접착되지 않게 하는 것으로, 소결 작업 후 상기 세라믹 코어(1)를 상기 코어 받침부재에서 간단하게 분리할 수 있도록 하여 상기 세라믹 코어(1)를 상기 코어 받침부재에서 분리되면서 파단 또는 손상되는 것을 방지한다.
상기 코어 분리용 표면층(12)은 상기 세라믹 코어(1)의 소결 시 소결로에 채워지는 소결 분말을 상기 코어 안착 홈부(11)의 내측면에 도포하여 형성한 것을 일 예로 한다.
본 발명에 따른 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어(1)의 제조 방법은 상기 상기 코어 받침 패널부재(10)를 사용하여 상기 세라믹 코어(1)의 제조를 완료하며, 도 4를 참고하여 더 상세히 설명하면 하기와 같다.
본 발명에 따른 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어(1)의 제조 방법은 코어 제조용 금형(2)의 공간 내에 세라믹 혼합물을 주입하여 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어(1)를 제조하는 주조 단계(100)를 포함한다.
상기 코어 제조용 금형(2)은 제조하려는 세라믹 코어(1)의 형상과 대응되는 공간이 내부에 형성된다. 상기 코어 제조용 금형(2)은 기계 가공을 통해 제작되는 것을 일 예로 하며, 제조하려는 세라믹 코어(1)의 세라믹 코어(1) 모형을 기계 가공으로 제작한 후 상기 세라믹 코어(1) 모형을 사용하여 주조 등의 방법으로 제작할 수도 있다.
상기 주조 단계(100)는 세라믹 혼합물을 상기 코어 제조용 금형(2) 내의 공간으로 주입하는 주입 과정(110), 상기 주입 과정(110)으로 상기 코어 제조용 금형(2) 내로 주입된 혼합물을 냉각시켜 세라믹 코어(1)를 성형하는 냉각 과정(120), 상기 코어 제조용 금형(2)에서 냉각된 세라믹 코어(1)를 분리하여 건조시키는 건조 과정(130)을 포함한다.
상기 건조 과정(130)은 상기 세라믹 코어(1)가 안착되는 코어 안착부(21)가 형성된 코어 건조용 세터(20)를 사용하여 상기 코어 건조용 세터(20)의 코어 안착부(21)에 상기 세라믹 코어(1)를 안착한 후 건조시키는 것이 바람직하다.
상기 코어 건조용 세터(20)는 왁스(Wax)로 제조된 것을 일 예로 하며, 상기 코어 안착부(21)는 상기 세라믹 코어(1)의 형상과 동일한 형상을 가지는 홈 형상으로 형성된다.
상기 세라믹 코어(1)는 상기 코어 건조용 세터(20)의 안착부에 삽입된 상태로 건조되어 건조 시 수축으로 발생하는 비틀림이 방지되고, 안정적으로 건조된다.
상기 주조 단계(100)로 제조된 상기 세라믹 코어(1)는 가스 터빈용 고온 부품을 제조할 때 필요한 강도를 가지도록 소결 작업을 거쳐야 한다.
본 발명에서 상기 소결 작업은 상기 코어 받침 패널부재(10)를 사용하여 이루어진다. 상기한 바와 같이 상기 코어 받침 패널부재(10)의 상부면에는 상기 세라믹 코어(1)의 형상에 대응되는 형상을 가지도록 형성된 코어 안착 홈부(11)가 구비된다.
상기 주조 단계(100) 후에는 상기 코어 받침 패널부재(10)의 코어 안착 홈부(11)에 상기 세라믹 코어(1)를 안착시켜 소결로(3) 내로 삽입하는 코어 받침 단계(200)가 이루어진다.
상기 소결로(3)는 상기 코어 받침 패널부재(10)를 삽입할 수 있는 공간이 내부에 형성되고, 가열을 위한 가열기(3a)가 구비된다.
상기 코어 받침 단계(200)는 상기 소결로(3) 내의 일부분에 소결 분말을 채워 소결 분말층(3b)을 형성하고, 상기 코어 받침 패널부재(10)를 채워진 소결 분말층(3b)의 상부에 상기 코어 받침 패널부재(10)를 올려 놓는다.
상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)와 열팽창율이 동일하거나 세라믹 코어(1)의 열팽창율±10% 범위 내의 열팽창율을 가지는 소재로 제조된다.
또한 상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)와 동일한 조성의 세라믹 혼합물로 동일한 강도를 가지도록 제조되는 것이 바람직하다.
상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)의 소결 시 상기 세라믹 코어(1)와 동일하거나, 거의 동일하게 팽창하면서 상기 세라믹 코어(1)의 외측 둘레를 지지하여 상기 세리믹 코어가 소결 시 고온에 의한 팽창으로 파손되는 것을 방지한다.
상기 코어 받침 단계(200) 후에는 상기 소결로(3) 내에 소결 분말을 투입하여 상기 소결로(3) 내에서 상기 코어 받침 패널부재(10) 및 상기 세라믹 코어(1)의 상부를 덮고 소결로(3)에서 가열하는 가열 단계(300)가 이루어진다.
상기 코어 받침 패널부재(10) 및 상기 세라믹 코어(1)는 상기 소결 분말층(3b) 내로 삽입된 상태로 가열된다.
상기 소결 분말은 카올린(Kaolin) 분말을 일 예로 하며, 상기 카올린(Kaolin) 분말은 Al2O3·2SiO2·2H2O의 화학 조성을 가지는 것을 일 예로 한다.
상기 가열 단계(300)는 상기 세라믹 코어(1)를 1000℃ 이상의 고온으로 가열한다.
상기 가열 단계(300)는 상기 세라믹 코어(1)를 고온으로 가열하고 소결함으로써, 상기 세라믹 코어(1)의 강도를 증대시켜 상기 세라믹 코어(1)가 진공 정밀 주조 시 필요한 강도를 가질 수 있도록 한다.
상기 가열 단계(300)에선 상기 세라믹 코어(1)는 팽창되는데, 이 때, 상기 코어 받침 패널부재(10)의 코어 안착 홈부(11) 내에서 외측 둘레가 지지된 상태로 팽창된다.
그리고 상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)의 소결 시 상기 세라믹 코어(1)와 동일하거나, 거의 동일하게 팽창하면서 상기 세라믹 코어(1)의 외측 둘레를 지지하여 상기 세리믹 코어가 소결 시 고온에 의한 팽창으로 파손되는 것을 방지한다.
즉, 상기 코어 받침 패널부재(10)는 상기 세라믹 코어(1)의 소결 시 세라믹 코어(1)의 흡입면(Suction Side)쪽을 고정하고, 세라믹 코어(1)의 압력면(Pressure side)쪽에서 응력이 풀릴 수 있도록 자연스럽게 안내하여 상기 세라믹 코어(1)가 소결과정에서 파단되는 것을 방지한다.
따라서, 본 발명에 따른 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어(1)의 제조 방법은 소결 작업 시 발생되는 세라믹 코어(1)의 파단을 방지하여 세라믹 코어(1)의 제조 시 불량율을 크게 줄이고, 세라믹 코어(1)의 생산성을 향상시키며 제조 원가를 절감한다.
한편, 본 발명에 따른 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어(1)의 제조 방법은 상기 코어 받침 단계(200) 전에 상기 코어 받침 패널부재(10)의 코어 안착 홈부(11) 내측면에 코어 분리용 분말을 도포하는 표면층 형성 단계(400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 표면층 형성 단계(400)는 상기 코어 안착 홈부(11) 내측면에 코어 분리용 분말을 도포하여 코어 분리용 표면층(12)을 형성하는 것으로, 상기 코어 분리용 표면층(12)은 소결 작업에서 상기 세라믹 코어(1)와 상기 코어 받침 패널부재(10)가 접착되지 않게 하는 것으로, 소결 작업 후 상기 세라믹 코어(1)를 상기 코어 받침부재에서 간단하게 분리할 수 있도록 하여 상기 세라믹 코어(1)를 상기 코어 받침부재에서 분리되면서 파단 또는 손상되는 것을 방지한다.
상기 표면층 형성 단계(400)는 상기 주조 단계(100)와 상기 코어 받침 단계(200) 사이에 이루어질 수도 있고, 상기 주조 단계(100) 전에 이루어질 수도 있다.
상기 코어 분리용 분말은 상기 세라믹 코어(1)의 소결 시 소결로(3)에 채워지는 소결 분말을 사용하는 것을 일 예로 하며, 본 발명에서는 카올린(Kaolin) 분말을 일 예로 하며, 상기 카올린(Kaolin) 분말은 Al2O3·2SiO2·2H2O의 화학 조성을 가지는 것을 일 예로 한다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
1 : 세라믹 코어 2 : 코어 제조용 금형
3 : 소결로 10 : 코어 받침 패널부재
11 : 코어 안착 홈부 20 : 코어 건조용 세터
21 : 코어 안착부 100 : 주조 단계
110 : 주입 과정 120 : 냉각 과정
130 : 건조 과정 200 : 코어 받침 단계
300 : 가열 단계 400 : 표면층 형성 단계

Claims (11)

  1. 가스 터빈 고온 부품의 제조에 사용되는 세라믹 코어의 형상과 대응되는 공간이 내부에 형성된 코어 제조용 금형의 공간 내에 세라믹 혼합물을 주입하여 세라믹 코어를 제조하는 주조 단계;
    상기 세라믹 코어의 형상에 대응되는 형상을 가지는 코어 안착 홈부가 상부면에 형성된 코어 받침 패널부재의 상기 코어 안착 홈부에 상기 세라믹 코어를 안착시켜 소결로 내로 삽입하는 코어 받침 단계; 및
    상기 소결로 내에서 소결 분말로 상기 코어 받침 패널부재 및 상기 세라믹 코어의 상부를 덮고 소결로에서 가열하는 가열 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 코어 받침 단계 전에 상기 코어 받침 패널부재의 코어 안착 홈부 내측면에 코어 분리용 분말을 도포하는 표면층 형성 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 표면층 형성 단계는,
    상기 코어 분리용 분말로 상기 가열 단계에서 소결로에 채워지는 소결 분말을 사용하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 주조 단계는,
    세라믹 혼합물을 상기 코어 제조용 금형의 공간 내로 주입하는 주입 과정;
    상기 주입 과정으로 상기 코어 제조용 금형 내로 주입된 혼합물을 냉각시켜 세라믹 코어를 성형하는 냉각 과정;
    상기 코어 제조용 금형에서 냉각된 세라믹 코어를 분리하여 건조시키는 건조 과정을 포함하며,
    상기 건조 과정은 상기 세라믹 코어가 안착되는 코어 안착부가 형성된 코어 건조용 세터를 사용하여 상기 코어 건조용 세터의 코어 안착부에 상기 세라믹 코어를 안착한 후 건조시키는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 코어 받침 단계는,
    상기 세라믹 코어와 동일한 조성의 세라믹 혼합물로 제조된 코어 받침 패널부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 코어 받침 단계는,
    상기 세라믹 코어와 열팽창율이 동일하거나 세라믹 코어의 열팽창율±10% 범위 내의 열팽창율을 가지는 소재로 제조된 코어 받침 패널부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 제조 방법.
  7. 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어와 함께 소결로 내에 삽입되어 소결 분말로 덮이며, 상기 소결로 내에서 상기 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어를 소결하는 데 사용되는 코어 받침 패널부재이며,
    상기 코어 받침 패널부재는 상기 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어가 안착되는 안착 홈부가 상부면에 형성되고,
    상기 안착 홈부는 가상기 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 형상에 대응되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 소결용 받침판.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 코어 안착 홈부의 내측면에는 코어 분리용 표면층이 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 소결용 받침판.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 코어 분리용 표면층은,
    상기 세라믹 코어의 소결 시 소결로에 채워지는 소결 분말을 상기 코어 안착 홈부의 내측면에 도포하여 형성한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 소결용 받침판.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 코어 받침 패널부재는,
    상기 세라믹 코어와 동일한 세라믹 혼합물로 제조된 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 소결용 받침판.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 코어 받침 패널부재는,
    상기 세라믹 코어와 열팽창율이 동일하거나 세라믹 코어의 열팽창율±10% 범위 내의 열팽창율을 가지는 소재로 제조된 것을 특징으로 하는 가스 터빈 고온 부품 제조용 세라믹 코어의 소결용 받침판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030014828A (ko) * 2001-08-13 2003-02-20 한국전력공사 진공정밀주조용 세라믹코어의 제조 방법
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KR20090102567A (ko) * 2008-03-26 2009-09-30 이부락 세라믹 볼을 이용한 세라믹 필터 제조방법 및 세라믹 필터
KR20090114817A (ko) * 2008-04-30 2009-11-04 이부락 세라믹 금형 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100668574B1 (ko) 1998-12-31 2007-01-16 제너럴 일렉트릭 캄파니 가스 터빈 장치의 주조에 사용하기 위한 성능이 개선된코어 조성물 및 제품
KR20030014828A (ko) * 2001-08-13 2003-02-20 한국전력공사 진공정밀주조용 세라믹코어의 제조 방법
KR20090102567A (ko) * 2008-03-26 2009-09-30 이부락 세라믹 볼을 이용한 세라믹 필터 제조방법 및 세라믹 필터
KR20090114817A (ko) * 2008-04-30 2009-11-04 이부락 세라믹 금형 제조방법

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