[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE10336701B4 - Process for the production of components - Google Patents

Process for the production of components Download PDF

Info

Publication number
DE10336701B4
DE10336701B4 DE2003136701 DE10336701A DE10336701B4 DE 10336701 B4 DE10336701 B4 DE 10336701B4 DE 2003136701 DE2003136701 DE 2003136701 DE 10336701 A DE10336701 A DE 10336701A DE 10336701 B4 DE10336701 B4 DE 10336701B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sintering
binder
injection molding
halogen
shaped body
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2003136701
Other languages
German (de)
Other versions
DE10336701A1 (en
Inventor
Gerhard Andrees
Heinrich Walter
Wilhelm Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Priority to DE2003136701 priority Critical patent/DE10336701B4/en
Publication of DE10336701A1 publication Critical patent/DE10336701A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10336701B4 publication Critical patent/DE10336701B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1003Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
    • B22F3/1007Atmosphere
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1003Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
    • B22F3/1007Atmosphere
    • B22F3/101Changing atmosphere
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1017Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021Removal of binder or filler
    • B22F3/1025Removal of binder or filler not by heating only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/22Manufacture essentially without removing material by sintering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Bauteilen durch pulvermetallurgisches Spitzgießen, wobei zuerst ein Metallpulver mit zumindest einem Bindemittel zu einer homogenen Masse vermischt und anschließend aus der homogenen Masse durch Spritzgießen mindestens ein Formkörper gefertigt wird und wobei der oder jeder Formkörper darauffolgend einem Entbinderungsprozess unterzogen, und im Anschluss durch Sintern der oder jeder Formkörper zu mindestens einem Bauteil mit gewünschten geometrischen Eigenschaften verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entbinderungsprozess und vor dem Sintern ein Vorsintern des oder jeden Formkörpers erfolgt, wobei das Vorsintern unter einer Atmosphäre mit mindestens einem Halogen und/oder mindestes einer Halogenverbindung durchgeführt wird.method for the production of components by powder metallurgy injection molding, wherein First, a metal powder with at least one binder to a homogeneous Mass mixed and then made of the homogeneous mass by injection molding at least one molded body and wherein the or each mold body is subsequently subjected to a debindering process and subsequently by sintering the or each molding at least one component with desired geometric Characteristics is compacted, characterized in that after the debinding process and before sintering a pre - sintering of the or each shaped body, wherein the pre-sintering under an atmosphere with at least one halogen and / or at least one halogen compound is carried out.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen vorzugsweise einer Gasturbine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for producing components, preferably A gas turbine according to the preamble of patent claim 1.

Moderne Gasturbinen, insbesondere Flugtriebwerke, müssen höchsten Ansprüchen im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Gewicht, Leistung, Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer gerecht werden. In den letzten Jahrzehnten wurden insbesondere auf dem zivilen Sektor Flugtriebwerke entwickelt, die den obigen Anforderungen voll gerecht werden und ein hohes Maß an technischer Perfektion erreicht haben. Bei der Entwicklung von Flugtriebwerken spielt unter anderem die Werkstoffauswahl, die Suche nach neuen, geeigneten Werkstoffen sowie die Suche nach neuen Fertigungsverfahren eine entscheidende Rolle.modern Gas turbines, in particular aircraft engines, must meet the highest demands in the In terms of reliability, Weight, performance, economy and durability meet. In recent decades, especially in the civil sector Aero engines developed that fully meet the above requirements be and a high level achieved technical perfection. In the development of aircraft engines plays among other things the material selection, the search for new, suitable materials and the search for new manufacturing processes a crucial role.

Die wichtigsten, heutzutage für Flugtriebwerke oder sonstige Gasturbinen verwendeten Werkstoffe sind Titanlegierungen, Nickellegierungen (auch Superlegierungen genannt) und hochfeste Stähle. Die hochfesten Stähle werden für Wellenteile, Getriebeteile, Verdichtergehäuse und Turbinengehäuse verwendet. Titanlegierungen sind typische Werkstoffe für Verdichterteile. Nickellegierungen sind für die heißen Teile des Flugtriebwerks geeignet.The most importantly, nowadays for Aeroengines or other gas turbines used materials are titanium alloys, nickel alloys (also superalloys called) and high-strength steels. The high strength steels be for Shaft parts, gear parts, compressor housing and turbine housing used. Titanium alloys are typical materials for compressor parts. nickel alloys are for the hot ones Parts of the aircraft engine suitable.

Bei der Fertigung bzw. Herstellung von Präzisionsbauteilen aus metallischen oder auch keramischen Pulvern hat sich das pulvermetallurgische Spritzgießen bewährt. Das pulvermetallurgische Spritzgießen ist mit dem Kunststoffspritzguss verwandt und wird auch als Metallform-Spritzen oder Metal Injection Moulding-Verfahren (MIM-Verfahren) bezeichnet. Mit dem pulvermetallurgischen Spritzgießen können Bauteile hergestellt werden, die fast die volle Dichte sowie ca. 95% der statischen Festigkeit von Schmiedeteilen erreichen. Die gegenüber Schmiedeteilen verringerte dynamische Festigkeit kann durch geeignete Werkstoffauswahl kompensiert werden.at the manufacture or production of precision components from metallic or ceramic powders, the powder metallurgical injection molding has proven. The powder metallurgical injection molding is related to plastic injection molding and is also called metal mold spraying or Metal Injection Molding (MIM) method. With the powder metallurgical injection molding components can be produced almost the full density and about 95% of the static strength of Reach forging parts. The reduced compared to forgings dynamic strength can be compensated by suitable choice of materials.

Beim pulvermetallurgischen Spritzgießen wird nach dem Stand der Technik in groben Zügen so vorgegangen, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein Pulver, vorzugsweise ein Metallpulver, Hartmetallpulver oder auch Keramikpulver, mit einem Binde mittel und gegebenenfalls einem Plastifizierer zu einer homogenen Masse vermischt wird. Aus dieser homogenen Masse werden durch Spritzgießen Formkörper gefertigt. Die spritzgegossenen Formkörper besitzen bereits die geometrische Form des herzustellenden Bauteils, ihr Volumen ist jedoch um das Volumen des zugesetzten Bindemittels und Plastifizierungsmittels vergrößert. Den spritzgegossenen Formkörpern wird in einem Entbinderungsprozess das Bindemittel sowie Plastifizierungsmittel entzogen. Darauffolgend wird während des Sinters der Formkörper zum fertigen Bauteil verdichtet. Während des Sinters verkleinert sich das Volumen des Formkörpers, wobei entscheidend ist, dass die Dimensionen des Formteils in allen drei Raumrichtungen gleichmäßig schwinden müssen. Der lineare Schwund des Volumens beträgt abhängig vom Bindemittel- und Plastifizierungsmittelgehalt zwischen 10% und 20%.At the powder metallurgical injection molding is According to the state of the art, the procedure was such that in a first process step, a powder, preferably a metal powder, Hard metal powder or ceramic powder, with a binder medium and optionally a plasticizer to a homogeneous mass is mixed. From this homogeneous mass moldings are manufactured by injection molding. The injection-molded body already have the geometric shape of the component to be produced, however, their volume is around the volume of added binder and plasticizer. The injection-molded bodies will in a debinding process, the binder and plasticizer withdrawn. Subsequently, during the sinter of the moldings compacted to the finished component. Shrunk during the sintering the volume of the molding, where it is crucial that the dimensions of the molding in all three spatial directions dwindle evenly have to. The linear shrinkage of the volume depends on the binder and plasticizer content between 10% and 20%.

So offenbart DE 36 08 095 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Sinterformteilen wie Turbinenschaufeln, bei dem das zu verarbeitende Pulver und ein Bindemittel gemischt werden, die Mischung durch Spritzguss geformt wird, das Bindemittel ausgetrieben und das Formteil gesintert wird.So revealed DE 36 08 095 A1 a method for producing sintered compacts such as turbine blades, in which the powder to be processed and a binder are mixed, the mixture is injection molded, the binder is expelled and the molded part is sintered.

Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, nach dem Austreiben des Bindemittels sowie Plastifizierungsmittels aus dem Formkörper und vor dem Sintern desselben ein Vorsintern durchzuführen, wobei beim Vorsintern noch kein merklicher Schrumpfungsprozess der Formkörper stattfindet. Das Vorsintern findet nach dem Stand der Technik dadurch statt, dass nach dem Entbinderungsprozess der Formkörper langsam auf eine von der gewählten Legierung abhängigen Temperatur, üblicherweise in einem Temperaturbereich zwischen 900 °C und 1100 °C, erhöht wird. Mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorsintern kann nur eine schwache Brückenbildung zwischen den Pulverpartikeln erzielt werden, wodurch die vorgesinterten Formkörper eine nur sehr geringe Festigkeit aufweisen und daher bei der weiteren Handhabung beschädigt werden können. Nach dem Stand der Technik ist demnach beim pulvermetallurgischen Spritzgießen eine große Ausschussrate an vorgesinterten Formkörpern üblich.Out The prior art is still known after the expulsion the binder and plasticizer from the molding and before sintering of the same perform a pre-sintering, wherein during pre-sintering, there is still no appreciable shrinkage process of the shaped bodies. The Pre-sintering takes place according to the prior art in that after the debinding process, the moldings slowly onto one of the chosen alloy dependent Temperature, usually in a temperature range between 900 ° C and 1100 ° C, is increased. With the from the state The art known pre-sintering can only a weak bridge formation be achieved between the powder particles, whereby the pre-sintered moldings have only a very low strength and therefore in the further Handling damaged can be. According to the prior art is therefore in powder metallurgy injection molding a big Scrap rate of pre-sintered moldings usual.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Bauteilen vorzuschlagen.Of these, Based on the present invention, the problem underlying to propose a novel process for the production of components.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass das eingangs genannte Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist.This Problem is solved by that the method mentioned by the features of the characterizing Part of claim 1 is further developed.

Erfindungsgemäß erfolgt nach dem Entbinderungsprozess und vor dem Sintern ein Vorsintern des oder jeden Formkörpers, wobei das Vorsintern unter einer Atmosphäre mit mindestens einem Halogen und/oder mindestes einer Halogenverbindung durchgeführt wird.According to the invention after the debinding process and before sintering, pre-sintering of the or any shaped body, wherein the pre-sintering under an atmosphere with at least one halogen and / or at least one halogen compound is carried out.

Der hier vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, das Vorsintern unter Zuleitung bzw. Einleitung von Halogenen oder Halogenverbindungen durchzuführen. Hierdurch kann bereits beim Vorsintern der Formkörper eine gute Brückenbildung zwischen den Pulverpartikeln erzielt werden. Dadurch ist bereits ein Sintern bei deutlich niedrigeren Temperaturen möglich. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann demnach eine höhere Sinteraktivität erzielt werden. Da bereits die vorgesinterten Formkörper über eine gute Festigkeit verfügen, reduziert sich die Ausschussrate.The present invention is the Er knowledgeable to carry out the pre-sintering under supply or introduction of halogens or halogen compounds. In this way, a good bridge formation between the powder particles can be achieved already during presintering of the molded body. As a result, sintering is already possible at significantly lower temperatures. Accordingly, a higher sintering activity can be achieved with the method according to the invention. Since already pre-sintered moldings have good strength, the reject rate is reduced.

Vorzugsweise wird das Vorsintern im unmittelbaren Anschluss an ein thermisches Austreiben des Bindemittels in einer beheizten Einrichtung durchgeführt, wobei das oder jedes Halogen und/oder die oder jede Halogenverbindung in die beheizte Einrichtung eingeleitet wird. Das Vorsintern wird bei einem vorzugsweise gepulsten Unterdruck in einem Bereich von insbesondere 1 kPa bis 10 kPa durchgeführt. Die beheizte Einrichtung verfügt zur Vermeidung von Verunreinigungen über eine an die Materialzusammensetzung des zu sinternden Formkörpers angepasste Materialzusammensetzung.Preferably is the pre-sintering in the immediate aftermath of a thermal Expelling the binder carried out in a heated facility, wherein the or each halogen and / or the or each halogen compound is introduced into the heated facility. The pre-sintering will at a preferably pulsed negative pressure in a range of in particular 1 kPa to 10 kPa performed. The heated facility has to avoid contamination on one of the material composition of the shaped body to be sintered adapted material composition.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere zur Herstellung von Schaufeln oder Schaufelteilen eines Flugtriebwerks verwendet, wobei diese Schaufeln oder Schaufelteile aus einer Nickelbasislegierung oder auch Titanbasislegierung bestehen.The inventive method is used in particular for the production of blades or blade parts used in an aircraft engine, these blades or blade parts consist of a nickel-based alloy or titanium-based alloy.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.preferred Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:embodiments The invention will be described, but not limited to, with reference to the drawing explained in more detail. In the drawing shows:

1: ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung der einzelnen Verfahrenschritte beim pulvermetallurgischen Spritzgießen. 1 : a block diagram to illustrate the individual process steps in powder metallurgy injection molding.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Bauteilen vorzugsweise einer Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks, durch pulvermetallurgisches Spritzgießen. Pulvermetallurgisches Spritzgießen wird auch als Metal Injection Moulding (MIM) bezeichnet.The This invention relates to the manufacture of components preferably a gas turbine, in particular an aircraft engine, by powder metallurgical injection molding. powdered Metal injection molding Also referred to as Metal Injection Molding (MIM).

Unter Bezugnahme auf 1 werden die einzelnen Verfahrensschritte des pulvermetallurgischen Spritzgießens erläutert. In einem ersten Schritt 10 wird ein Metallpulver, Hartmetallpulver oder Keramikpulver bereitgestellt. In einem zweiten Schritt 11 werden ein Bindemittel und ggf. ein Plastifizierungsmittel bereitgestellt. Das im Verfahrensschritt 10 bereitgestellte Metallpulver sowie das im Verfahrensschritt 11 bereitgestellte Bindemittel und Plastifizierungsmittel werden im Verfahrensschritt 12 gemischt, so dass sich eine homogene Masse ausbildet. Der Volumenanteil des Metallpulvers in der homogenen Masse beträgt dabei vorzugsweise zwischen 40% und 70%. Der Anteil von Bindemittel und Plastifizierungsmittel an der homogenen Masse schwankt demnach in etwa zwischen 30% und 60%.With reference to 1 the individual process steps of powder metallurgy injection molding will be explained. In a first step 10 For example, a metal powder, hard metal powder or ceramic powder is provided. In a second step 11 a binder and optionally a plasticizer are provided. The in process step 10 provided metal powder and that in the process step 11 provided binders and plasticizers are in the process step 12 mixed, so that forms a homogeneous mass. The volume fraction of the metal powder in the homogeneous mass is preferably between 40% and 70%. The proportion of binder and plasticizer on the homogeneous mass thus varies approximately between 30% and 60%.

Diese homogene Masse aus Metallpulver, Bindemittel und Plastifizierungsmittel wird im Sinne des Schritts 13 durch Spritzgießen weiterverarbeitet. Beim Spritzgießen werden Formkörper gefertigt. Diese Formkörper weisen schon alle typischen Merkmale der herzustellenden Bauteile auf. Insbesondere verfügen die Formkörper über die geometrische Form des zu fertigenden Bauteils. Sie verfügen jedoch über ein um den Bindemittelgehalt sowie Plastifizierungsmittelgehalt vergrößertes Volumen.This homogeneous mass of metal powder, binder and plasticizer is in the sense of the step 13 further processed by injection molding. In injection molding moldings are made. These moldings already have all the typical features of the components to be produced. In particular, the shaped bodies have the geometric shape of the component to be manufactured. However, they have a volume increased by the binder content and plasticizer content.

Im nachgeschalteten Schritt 14 wird das Bindemittel und das Plastifizierungsmittel aus den Formkörpern ausgetrieben. Den Verfahrensschritt 14 kann man auch als Endbinderungsprozess bezeichnen. Das Austreiben von Bindemittel und Plastifizierungsmittel kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Üblicherweise erfolgt dies durch fraktionierte, thermische Zersetzung bzw. Verdampfung. Eine weitere Möglichkeit besteht durch Heraussaugen der thermisch verflüssigten Binde- und Plastifizierungsmittel durch Kapillarkräfte, durch Sublimation oder durch Lösungsmittel.In the subsequent step 14 the binder and the plasticizer are expelled from the moldings. The process step 14 can also be called the final binding process. The expulsion of binder and plasticizer can be done in different ways. This is usually done by fractional, thermal decomposition or evaporation. Another possibility consists of sucking out the thermally liquefied binding and plasticizing agents by capillary forces, by sublimation or by solvents.

Bevorzugt ist ein zweistufiger Entbinderungsprozess. In einer ersten Stufe des zweistufigen Entbinderungsprozesses wird ein Teil des Bindemittels und Plastifizierungsmittels durch ein Lösungsmittel aus dem Formkörper entfernt. Daraufhin erfolgt in der zweiten Stufe des Entbinderungsprozesses ein thermisches Austreiben des restlichen Bindemittels sowie Plastifizierungsmittels aus dem Formkörper. Dieser zweistufige Entbinderungsprozess erlaubt ein besonders effektives Entfernen von Bindemittel und Plastifizierungsmittel, ohne eine Schädigung der Formkörper.Prefers is a two-step debinding process. In a first stage The two-stage debinding process becomes part of the binder and plasticizer removed by a solvent from the molding. This occurs in the second stage of the binder removal process a thermal expulsion of the remaining binder and plasticizer from the molding. This Two-stage debinding process allows a particularly effective Removal of binder and plasticizer, without one damage the molded body.

Im Anschluss an den Entbinderungsprozess im Sinne des Schritts 14 werden die Formkörper im Sinne des Schritts 15 gesintert. Während des Sinters werden die Formkörper zu den Bauteilen mit den endgültigen, geometrischen Eigenschaften verdichtet. Während des Sinters verkleinern sich demnach die Formkörper, wobei die Dimensionen der Formkörper in allen drei Raumrichtungen gleichmäßig schwinden müssen. Der lineare Schwund beträgt abhängig vom Bindemittelgehalt und Plastifizierungsmittelgehalt zwischen 10% und 20%. Das Sintern kann unter verschiedenen Schutzgasen oder unter Vakuum durchgeführt werden.Following the process of removal in the sense of the step 14 become the moldings in the sense of the step 15 sintered. During the sintering, the moldings are compacted into the components with the final, geometric properties. Accordingly, during the sintering, the moldings shrink, whereby the dimensions of the moldings must uniformly decrease in all three spatial directions. The linear shrinkage is dependent on the binder content and plasticizer content between 10% and 20%. The sintering can be carried out under different protective gases or under vacuum.

Nach dem Sintern liegt das fertige Bauteil vor, was in 1 durch den Schritt 16 dargestellt ist. Falls erforderlich, kann nach dem Sintern (Schritt 15) das Bauteil noch einem Veredelungsprozess im Sinne des Schritts 17 unterzogen werden. Der Veredelungsprozess ist jedoch optional. Es kann bereits auch unmittelbar nach dem Sintern ein einbaufertiges Bauteil vorliegen.After sintering, the finished component is present, which is in 1 through the step 16 is shown. If necessary, after sintering (step 15 ) the component still a refining process in the sense of the step 17 be subjected. The refining process is optional. It may already be present immediately after sintering a ready-to-install component.

Es liegt im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, nach dem Entbinderungsprozess im Sinne des Schritts 14 und vor dem Sintern im Sinne des Schritts 15 ein Vorsintern durchzuführen. Das Vorsintern erfolgt erfindungsgemäß unter einer Atmosphäre mit mindestens einem Halogen und/oder mindestens einer Halogenverbindung.It is within the meaning of the present invention, after the debinding process in the sense of the step 14 and before sintering in the sense of the step 15 to carry out a pre-sintering. The pre-sintering takes place according to the invention under an atmosphere with at least one halogen and / or at least one halogen compound.

Wie bereits oben beschrieben, erfolgt der Entbinderungsprozess vorzugsweise in einem zweistufigen Verfahren, wobei in der zweiten Stufe das restliche Bindemittel sowie Plastifizierungsmittel in einer beheizten Einrichtung aus den Formkörpern ausgetrieben wird, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 500°C bis 700°C. Im Sinne der Erfindung wird unmittelbar an das thermische Austreiben des Bindemittels sowie Plastifizierungsmittels aus dem Formkörper mindestens ein Halogen bzw. mindestens eine Halogenverbindung in die beheizte Einrichtung eingeleitet. Hierdurch kann eine chemische Metalldampfphase erzielt werden, die bereits bei Temperaturen ab ca. 700°C eine gute Brückenbildung zwischen den Pulverpartikeln der Formkörper ermöglicht und die bereits bei diesen Temperaturen einen Sinterprozess einleitet.As already described above, the debinding process is preferably carried out in a two-stage process, with the remainder in the second stage Binder and plasticizer in a heated facility expelled from the moldings is, preferably in a temperature range of 500 ° C to 700 ° C. For the purpose of The invention is directly related to the thermal expulsion of Binder and plasticizer from the molding at least a halogen or at least one halogen compound in the heated Establishment initiated. As a result, a chemical metal vapor phase be achieved, which already at temperatures from about 700 ° C a good bridging between the powder particles of the mold body allows and already at initiates a sintering process at these temperatures.

Besonders vorteilhaft erfolgt das Vorsintern, wenn die Atmosphäre mit mindestens einem Halogen und/oder mindestens einer Halogenverbindung über einen Unterdruck in einem Druckbereich von vorzugsweise 1 kPa bis 10 kPa verfügt. Durch zusätzliches Pulsen des Gasdrucks kann das Vorsintern nochmals verbessert werden. Zum Pulsen des Gasdrucks wird der Unterdruck in periodischen Abständen entweder erhöht oder abgesenkt.Especially Advantageously, the pre-sintering takes place when the atmosphere with at least a halogen and / or at least one halogen compound over a Underpressure in a pressure range of preferably 1 kPa to 10 kPa features. By additional Pulsing the gas pressure, the pre-sintering can be further improved. For pulsing the gas pressure, the negative pressure is periodically either elevated or lowered.

Bei den Halogenen handelt es sich um Fluor(F), Chlor (Cl), Brom (Br), Jod (J) und/oder Astat (At).at the halogens are fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), Iodine (J) and / or Astat (At).

Es liegt weiterhin im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass die beheizte Einrichtung, in welcher der Entbinderungsprozess und der sich unmittelbar an den Entbinderungsprozess anschließende Vorsinterprozess durchgeführt wird, eine Materialzusammensetzung aufweist, die an das Material der Formkörper bzw. der zu sinternden Bauteile angepasst ist. Hierdurch wird vermieden, dass Querverunreinigungen zwischen den Formkörpern und dem beheizten Behälter auftreten können.It is still within the meaning of the present invention that the Heated device in which the debinding process and the pre-inter-process immediately following the process of removal carried out is, has a material composition, the material the molded body or the components to be sintered is adapted. This avoids that cross contamination between the moldings and the heated container occur can.

Das erfindungsgemäße Verfahren verfügt über eine Vielzahl von Vorteilen. So liegt bereits eine gute Festigkeit der Formkörper nach dem Vorsintern vor. Beim weiteren Handling der Formkörper kann demnach die Ausschussrate durch Schäden an den Formkörpern deutlich reduziert werden. Weiterhin kann die Sinteraktivität erhöht werden, wodurch sich eine verbesserte Sinterdichte einstellt. Weiterhin können Verunreinigungen an den Formkörpern deutlich reduziert werden.The inventive method has one Variety of advantages. So is already a good strength of moldings after presintering before. Upon further handling of the moldings can therefore the reject rate due to damage on the moldings be significantly reduced. Furthermore, the sintering activity can be increased, whereby an improved sintering density is established. Farther can Impurities on the moldings be significantly reduced.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Bauteilen einer Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks. So liegt es im Sinne der hier vorliegenden Erfindung Schaufeln, Schaufelteile oder Schaufelsegmente einer Gasturbine mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens herzustellen. Weiterhin können Dichtungsteile, Verstellhebel, Sicherungsteile oder andere Bauteile mit einer komplexen dreidimensionalen Gestalt durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden. Derartige Bauteile für eine Gasturbine bestehen insbesondere aus einer Nickelbasislegierung oder Titanbasislegierung. Wird demnach das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung solcher Bauteile angewendet, so verfügt die beheizte Einrichtung vorzugsweise ebenfalls über eine Materialzusammensetzung auf Basis einer Nickellegierung oder Titanlegierung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf die Herstellung von Bauteilen für Gasturbinen beschränkt. Es können grundsätzlich auch Bauteile für den Kraftfahrzeugbereich, den allgemeinen Maschinenbau oder sonstige Anwendungsbereiche hergestellt werden.The inventive method is particularly suitable for the production of components of a gas turbine, in particular an aircraft engine. So it is in the sense of here present invention blades, blade parts or blade segments to produce a gas turbine using the method according to the invention. Furthermore you can Sealing parts, adjusting levers, securing parts or other components with a complex three-dimensional shape by the method according to the invention getting produced. Such components for a gas turbine exist in particular of a nickel-based alloy or titanium-based alloy. Will therefore be the inventive method applied in the manufacture of such components, so has the heated Device preferably also via a material composition based on a nickel alloy or titanium alloy. The inventive method is not, however, on the manufacture of components for gas turbines limited. It can basically too Components for the automotive sector, general engineering or other Areas of application are produced.

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung von Bauteilen durch pulvermetallurgisches Spitzgießen, wobei zuerst ein Metallpulver mit zumindest einem Bindemittel zu einer homogenen Masse vermischt und anschließend aus der homogenen Masse durch Spritzgießen mindestens ein Formkörper gefertigt wird und wobei der oder jeder Formkörper darauffolgend einem Entbinderungsprozess unterzogen, und im Anschluss durch Sintern der oder jeder Formkörper zu mindestens einem Bauteil mit gewünschten geometrischen Eigenschaften verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entbinderungsprozess und vor dem Sintern ein Vorsintern des oder jeden Formkörpers erfolgt, wobei das Vorsintern unter einer Atmosphäre mit mindestens einem Halogen und/oder mindestes einer Halogenverbindung durchgeführt wird.A process for the production of components by powder metallurgy injection molding, wherein first a metal powder is mixed with at least one binder to a homogeneous mass and then made of the homogeneous mass by injection molding at least one molded body and wherein the or each shaped body subsequently subjected to a debinding process, and subsequently by Sintering of the or each shaped body is compressed to form at least one component having desired geometric properties, characterized in that pre-sintering of the or each shaped body takes place after the binder removal process and before sintering, wherein the pre-sintering under an atmosphere with at least one halogen and / or at least one Halogen compound is performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Entbinderungsprozess das Bindemittel aus dem oder jedem Formkörper ausgetrieben wird, wobei der Entbinderungsprozess zweistufig erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that in the debindering process, the binder is from the or each one moldings with the debindering process in two stages. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Stufe ein erster Teil des Bindemittels mit Hilfe eines Lösungsmittels ausgeschwemmt wird.Method according to claim 2, characterized in that that in a first stage, a first part of the binder with Help of a solvent is washed out. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Stufe ein zweiter Teil des Bindemittels in einer beheizten Einrichtung in einem Temperaturbereich von 500°C bis 700°C thermisch ausgetrieben wird.Method according to claim 2 or 3, characterized that in a second stage a second part of the binder in a heated device in a temperature range of 500 ° C to 700 ° C thermally is expelled. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsintern im unmittelbaren Anschluss an den Entbindungsprozess durchgeführt wird.Method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the pre-sintering in the immediate Following the delivery process is performed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vorsintern unmittelbar nach dem thermischen Austreiben des Bindemittels das oder jedes Halogen und/oder die oder jede Halogenverbindung in die beheizte Einrichtung eingeleitet wird, wobei die Temperatur in der beheizten Einrichtung auf über 700°C erhöht wird.Method according to claim 5, characterized in that that for pre-sintering immediately after the thermal expulsion the binder, the or each halogen and / or the or each halogen compound is introduced into the heated device, the temperature in the heated facility is raised to over 700 ° C. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsintern bei Unterdruck in einem Bereich von 1 kPa bis 10 kPa durchgeführt wird.Method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the pre-sintering at negative pressure in a range of 1 kPa to 10 kPa is performed. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck gepulst wird, wobei hierzu der Unterdruck in periodischen Abständen erhöht oder abgesenkt wird.Method according to claim 7, characterized in that that the gas pressure is pulsed, for which purpose the negative pressure in periodic intervals increased or is lowered. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsintern in einer beheizten Einrichtung durchgeführt wird, deren Materialzusammensetzung an die Materialzusammensetzung des zu sinternden Formkörpers angepasst ist.Method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the pre-sintering in a heated Facility performed whose material composition is based on the material composition of the shaped body to be sintered is adjusted. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe der Herstellung von Schaufeln oder Schaufelteilen einer Gasturbine oder Laufschaufelteilen eines Flugtriebwerks, oder der Herstellung von Dichtungsteilen, Verstellhebeln oder Sicherungsteilen einer Gasturbine dient.Method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the same of the production of blades or vane parts of a gas turbine or blade parts of a Aero engine, or the production of sealing parts, adjusting levers or securing parts of a gas turbine is used. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln oder Schaufelteile der Gasturbine aus einer Nickelbasislegierung oder Titanbasislegierung gefertigt werden.Method according to claim 10, characterized in that in that the blades or blade parts of the gas turbine are made of a nickel-based alloy or titanium-based alloy. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beheizte Einrichtung aus einer Nickelbasislegierung oder Titanbasislegierung besteht.Method according to claim 10 or 11, characterized that the heated device is made of a nickel base alloy or Titanium-based alloy exists.
DE2003136701 2003-08-09 2003-08-09 Process for the production of components Expired - Fee Related DE10336701B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003136701 DE10336701B4 (en) 2003-08-09 2003-08-09 Process for the production of components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003136701 DE10336701B4 (en) 2003-08-09 2003-08-09 Process for the production of components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10336701A1 DE10336701A1 (en) 2005-03-03
DE10336701B4 true DE10336701B4 (en) 2006-12-21

Family

ID=34112089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003136701 Expired - Fee Related DE10336701B4 (en) 2003-08-09 2003-08-09 Process for the production of components

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10336701B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006049844A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Process for the production of components for internal combustion engines or turbines

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3608095A1 (en) * 1985-03-15 1986-10-16 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 80995 München Process for the production of sintered shaped parts

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3608095A1 (en) * 1985-03-15 1986-10-16 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 80995 München Process for the production of sintered shaped parts

Also Published As

Publication number Publication date
DE10336701A1 (en) 2005-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3069802B1 (en) Method for producing a component made of a compound material with a metal matrix and incorporated intermetallic phases
DE2628582C3 (en) Composite turbine wheel and process for its manufacture
EP0574727B1 (en) Method for the production of a high temperature-resistant element from two different materials
DE102006016147A1 (en) Method for producing a honeycomb seal
EP2990141B1 (en) Method for producing TiAl components
WO2010115837A1 (en) Method for producing a turbine wheel for an exhaust gas turbocharger
DE102012206087A1 (en) Making component e.g. turbine of aircraft engine, by preparing first component part, injecting second component part to the first compact part to form multi-component part, removing binder from part to form brown part and then sintering
DE102016122312A1 (en) Article and method of making an article
DE102004057360B4 (en) Method for producing a honeycomb seal
DE10331599A1 (en) Component for a gas turbine and method for producing the same
EP1663554B1 (en) Method for the production of components of a gas turbine
DE102004029789A1 (en) Production of a component of a gas turbine, especially of an aircraft engine, comprises forming a component using a metal injection molding method and processing the component formed on its surface
EP1644149A2 (en) Method for making gas turbine elements and corresponding element
DE10336701B4 (en) Process for the production of components
DE10343780A1 (en) Method for producing components and holding device
EP0217807B1 (en) Sintering method
DE10343781B4 (en) Process for the production of components
DE102005033625B4 (en) Method for producing and / or repairing an integrally bladed rotor
DE102004060023B4 (en) Method for producing a honeycomb seal segment
DE102004029547B4 (en) Process for the production of components of a gas turbine
DE3942421A1 (en) CONNECTED CERAMIC BODY
DE102011107827A1 (en) Process for producing a porous ceramic
DE10332882A1 (en) Process for the production of components of a gas turbine
DE10355313A1 (en) Guide vane grid is blade rim or rim segment forming part of gas turbine with several fixed blades with ends fixed into and soldered in inner, outer ring segments; guide vanes are manufactured by powder metallurgical injection molding
DE102010061960A1 (en) Process for near-net-shape production of high-temperature-resistant engine components

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee