地大约Imm至大约2_，并包括几层熔模铸造(SLIC)模具10。在某些其他实施例中，粘结的耐火壳壁12可相对较厚且不透气(即更低的透气性)，可用多层(例如6层至10层或更多层)浆料形成，具有大约1mm或更大的厚度，并包括传统的熔模铸造模壁12。在在图案组件40上累积预期壳模壁12厚度之后，通过众所周知的去除技术选择性地去除图案组件40，例如蒸汽压力罐或闪火图案32消除，留下具有一个或多个模腔20的绿壳模具(green shell mold)，模腔20用于用恪融金属或合金填充并在模腔中固化，以形成具有模腔20的形状的铸造物品。或者，可将图案32留在粘结的耐火模具内，并之后在模具加热过程中去除。图案组件40可包括一个或多个预成型耐火管道11，这些耐火管道可包括浇口16和附接至该浇口的浇道18，用于整合为壳模10的一部分。提供耐火管道11以使热气在根据本发明的模具预加热过程中流动，并将熔融金属或合金导入模腔20。代替附接至图案组件40，耐火管道11可在其形成之后、或在将壳模10装配在金属铸造型盒31或壳体的铸造室29中的过程中，附接至壳模10。对于反重力铸造，耐火管道11通常具有长陶瓷管状浇口 16的形状，其设置在将浸入一池熔融金属或合金的模具10的底部处并通向该底部，图3，并将熔融金属或合金通过多个相关浇道18供应至模腔20。壳模10可包括多个模腔20，其设置于一定长度的中心浇口 16周围并沿着该长度设置，例如，如图1至图4所示，其中，用相同的参考数字来表示相同的特征。类似地，对于重力铸造(未示出)，壳模10也可包括一个或多个模腔20。对于重力铸造，耐火管道11设置于壳模10的组件的顶部上，并通常具有漏斗形状以从浇注容器接收熔融金属或合金，例如传统的坩祸(未示出)。
[0024]当模壁是透气的时，可选择粘结的耐火壳模壁12的透气性，以使得通过模壁的气体流速适合于将热量以足以控制模壁12的内表面的温度的速度，传递至模壁12中和/或周围的支撑介质30中。模壁12的加热速度与穿过模壁12并进入支撑介质30的气体流速成正比。可使用任何适当的气体流速。在一个实施例中，高达60scfm(标准立方英尺每分)的气体流速已经是有用的，更具体地，大约50scfm至大约60scfm。更大的模具和更快的加热速度需要更高的热气体流速。通过所使用的耐火材料14或材料、在制造模具中使用的耐火粉的颗粒形状和尺寸分布、干燥的壳层或涂层中的空隙分数、粘结剂含量和模壁的厚度，来控制通过粘结的耐火模具的热气体流速。粘结的耐火模壁12的厚度的范围可在1.0mm和1mm(或更大)之间，这取决于模具的尺寸和其他因素。在本发明的一个说明性实施例中，使用具有比支撑介质30低的透气性的粘结的耐火模壁12，可在整个模壁上产生通常0.9大气压的较低压差。通常将模具10的外表面42包在铸造室29内的支撑介质30中，例如未粘结颗粒支撑介质30 (例如，未粘结干燥铸造用砂)，如在授予Chandley等人的美国专利第5，069，271号中描述的，该专利通过引证的方式结合于此。此压差可迫使热气以基本上均匀的方式流过模壁12的所有区域。
[0025]对壳模10选择的耐火材料的类型应与所铸造的金属或合金兼容。如果在壳模10周围提供支撑介质30，那么壳模壁12的热膨胀系数应与支撑介质30的热膨胀系数相似，以防止粘结的耐火模具10的差热膨胀破裂。另外，对于较大的零件，可对粘结的耐火壳模10和支撑介质30使用具有低热膨胀系数的耐火材料，例如熔融石英，以防止模腔壁12的热膨胀弯曲。
[0026]参考图1至图4，为了控制(更具体地是为了增加)模壁12的透气性并促进支撑介质30和模具10的外表面42的加热，模壁12还包括一个或多个排气口 26。该一个或多个排气口 26可位于模壁12的任何适当的部分中，包括位于浇道中或浇口中。当使用多个排气口 26时，其可位于浇道18中或浇口 16中，或位于两者的组合中。例如，在浇道18和相关模腔20以环或环状结构围绕浇口 16的周缘或外围并径向地隔开，排气口 26可位于浇口 16中，在多圈浇道18/模腔20之间轴向地隔开，如图1所示。在该反重力模具结构中，使得用来去除图案组件40的热燃烧气体通过排气口 26，以加热轴向相邻的多圈浇道18/模腔20 (即，位于相应排气口上方和下方)。在另一实例中，在浇道18和相关的模腔20以环或环状结构围绕浇口 16的周缘或外围并径向地隔开，排气口 26也可位于浇口 16中并在相邻的径向隔开的浇道18/模腔20之间，如图3所示。在此反重力模具结构中，使得用来去除图案组件40的热燃烧气体通过排气口 26，以加热径向相邻的浇道18/模腔20。将理解的是，排气口 26的这些布置或模式的组合也是可能的。例如，可使一圈一圈的孔的布置对准，或径向偏离以围绕浇口 16形成螺旋形图案。在使用多个排气口 26的情况下，排气口 26可具有任何适当的形状或尺寸，包括柱形钻孔(bore)44或孔的形状，并可包括在任何适当的数量和布置或图案中，包括本文描述的那些。孔或钻孔44是特别有用的，因为其可通过在模壁12中钻孔而简单地形成，例如在将模具10熔模铸造在支撑介质30中之前钻孔。可形成预定数量的孔或钻孔44，每个孔具有预定孔位置和预定孔尺寸，其中，孔尺寸可以是相同的或不同的。孔的预定数量、预定孔位置和预定孔尺寸可配置为用于在模具10内提供基本上均匀的热响应特征。该均匀的热响应特征可以是，响应于施加从热气源80 (例如燃烧器81)直接进入浇口入口 48的热量，而在模腔20中的基本上均匀的温度。可手动选择孔的预定数量、预定孔位置和预定孔尺寸，或用热模型制作预定数量的孔、预定孔位置和预定孔尺寸的模型，以在模具10内提供基本上均匀的热响应特征。通常，许多更小的孔比几个大孔提供更均匀的加热和图案32消除。然而，由于用于钻孔的模具截面的可及性，会限制孔的数量。在一个实例中，在3英寸直径浇口周围构造的26英寸高的模具，包括18个至36个具有0.125英寸的直径的浇口孔，并提供均匀的温度分布和本文描述的图案32消除特征。
[0027]排气口 26 (例如孔)由透气耐火盖28覆盖。透气耐火盖28设置于模壁12的外表面42上。透气耐火盖28可以任何适当的方式设置于外表面42上，包括通过使用耐火粘结材料50。可使用任何适当的透气耐火盖28将支撑介质30 (例如铸造用砂)保持在模具之外，但仍允许热气从模具10进入支撑介质30，以加热介质和模具10的外表面42，并可包括，例如，包括耐火金属筛网或耐火材料的金属筛网，包括多孔耐火材料，更具体地，多孔耐火织物46或多孔耐火陶瓷。合适的多孔耐火织物的一个实例包括多孔耐火毡。多孔耐火租的实例包括商业上可获得的耐火租，例如Lytherm或Kaowool。在一个实施例中，透气耐火盖28可包括一条透气耐火织物46。耐火织物46条可用耐火粘结材料50沿着其边缘固定，例如耐火修补混合料。为了便于放置排气口 26和相关耐火盖28，可省略每圈浇道18/模腔20中的图案32的某些部分。省略的图案32可在柱中轴向地延伸(例如图3)或周向地延伸(例如图1至图3)，或者其可以以螺旋形结构轴向地和周向地延伸。一种替代方法是用图案32填充这些圈，但是在相邻圈之间留下足够宽的间隙，或者，在每两圈或每三圈之间留下足够宽的间隙，以容纳放置的耐火织物46条。
[0028]模具10还可包含浇口出口盖52，例如沙塞，以封闭浇口出口 54。浇口出口盖52覆盖浇口出口 54并配置为不包括任何从浇口 16抵靠出口盖的外表面设置的支撑介质30。浇口出口盖52还可用来控制热燃烧气体通过浇口和模具10的其他部分的流动，以防止过度反向压力，并使得燃烧器81能够适当地起作用。浇口出口盖52可由任何适当的材料形成，更具体地，其可包括多种耐火材料。浇口出口盖52可包括透气盖或不透气盖。为了便于从模腔20、浇道18腔体和浇口 16腔体去除非永久性图案组件40，更具体地，为了促进燃烧器81中的燃烧和热气60通过浇口 16腔体的流动，非永久性图案32的设置于浇口 16中并限定该浇口的形状的部分可包括浇口通道56 (图4)，该浇口通道与浇口入口 48流体连通并朝着浇口出口 54从浇口入口 48向内延伸。在浇口出口盖52包括不透气盖的情况中，图案组件40还可在非永久性图案32中包括排气口通道58 (图4)，排气口通道58与浇口通道56流体连通并从该浇口通道延伸至排气口