DE2518155A1

DE2518155A1 - Giessform in geteilter, wiederverwendbarer ausfuehrung

Info

Publication number: DE2518155A1
Application number: DE19752518155
Authority: DE
Inventors: Heinz Brockmann
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1976-11-04
Also published as: DE2518155C2

Description

Gießform in geteilter, wiederverwendberer Ausführung Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießform in geteilter, wiederverwendbarer Ausführung, insbesondere zum Herstellen von Lauf- und Leitschaufeln von Verdichtern und Turbinen.
Es ist bekannt, Schaufeln nach dem Wachsausschmelzverfahren herzustellen. Dabei muß für Jedes Gußstück ein ausschmelzbares Wachsmodell hergestellt werden, was mit einem Uberzug versehen wird. Das Wachsmodell wird mit Sand hinterfüttert und in einen Gießkasten eingesetzt.
Nach Ausschmelzen des Modells wird die Form, um die notwendige Festigkeit zu erreichen, gebrannt. Nach Abguß muß die Form zerstört werden, um das Gußstück zu erhalten. Dieser Verfahrensablauf ist sehr aufwendig, kostspielig und zeitraubend und eignet sich insbesondere für Lauf- und Leitschaufeln von Gasturbinen zum Antrieb von Kraftfahrzeugen, die in größeren Stückzahlen benötigt werden, nicht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beheben und eine Gießform bzw ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, das eine einfache, scEmelle und preisgünstige Herstellung von Schaufeln ermöglicht. Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung dadurch, daß die Form aus hitzebeständigem Keramikmaterial, vorzugsweise aus Oxydkeramik, Siliziumkarbid oder Siliziumnitrid hergestellt iet.
Dieses Keramikmaterisl hat in dem Temperaturbereich, in dem metallische Turbinenwerkstoffe vergossen werden, hohe Festigkeit und Oxydbeständigkeit, so daß die Formen, wenn sie einmal hergestellt sind, immer wieder verwandt werden können. Weiterhin ist bzw. kann die Gießforminnenwand so glatt hergestellt werden, daß keine Nachbearbeitung der Schaufeln erforderlich ist.
Dabei kann die Form so ausgestaltet sein, daß sie mehrere, hintereinander angeordnete, sohaufelförmige Hohlräume aufweist, wobei die Teilungsfuge entlang der Hohlraumreihe, parallel zur Schaufellängsachse verläuft. Dadurch können gleichzeitig eine größere Anzahl von Schaufeln gegossen werden, so daß eine schnelle und rentable Herstellung erfolgt. Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung ist die Form so ausgebildet, dsß sie ebenfalls mehrere hintereinander angeordnete, schaufelförmige Hohlräume hat, wobei Jedoch Jedem Hohlraum eine quer zur Hohlraumreihe und parallel zur Schaufellängsachse verlaufende Teilungsfuge zugeordnet ist. Eine solche Gießform besteht daher aus einer Vielzahl von kleineren Gießformteilen, die auf gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen haben, wobei die eine Ausnehmung der Vorder- und die andere Ausnehmung der Hinterseite der Schaufel entspricht. Diese Formteile können aneinandergefügt eine fortlaufende Kette bilden, so daß eine rentable Herstellung der Schaufeln erfolgt. Bei Jeder dieser vorgeschlagenen Gießformen kann Jedem Hohlraum ein in der Teilungsfuge gelegener Eingußtrichter zugeordnet werden. Zweckmäßigerweise sind die Formen zum Gießen vorgewärmt, um die thermische Belastung während des Gießens zu verringern.
Als Verfahren zur Hersteflung der Gießform wird vorgeschlagen, die Formteile aus felnkdrnlgeD, pulverförmiger Keraiikmaterial unter Zuhilfenahme eines Urmodells zu formen, vorzugsweise zu stampfen, kaltzupressen oder zu gießen und anschließend zu sintern. Auf diese Weise lassen sich Formen herstellen, die eine glatte Innenwandung haben, dabei aber fest und haltbar sind. Die Formteile können Jedoch auch aus feinkörnigem, pulverförmigem Keramikmaterial hergestellt und heippreßt sein. Die hierbei erreichte Dichte beträgt bis zu 98 % der theoretischen Dichte, so daß praktisch eine porenfreie Form erhalten wird.
Bei einer der vorgeschlagenen Gießformen, bei der Jedem Hohlraum ein Eingußtrichter zugeordnet ist, erfolgt das Gießen in vorteilhafter Weise so, daß das zu schmelzende Schautelmaterial in dosierter Menge, vorzugsweise in Form einer Stange oder als Granulat, in die Bingußtrichter eingefüllt und anschließend gemeinsam mit der Gußform auf Schmelztemperatur erhitzt wird. Auf diese Weise ist, ohne größere Materialverluste in Kauf nehmen zu müssen, ein schnelles und praktisches Gießen der Schaufeln möglich.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der zwei Ausführungsbeispiele der erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Gießform, bei der die Teilungibene parallel zur Hohlraumreihe ausgeführt ist, mit einem Teilschnitt gemäß der Linie I - I in Fig. 2, Fig. 2 eine Seitenansicht einer Hälfte der Gießform geiäß Fig. 1, wobei der eine Teil der Hohlräume für die Schaufeln zu sehen ist, Fig. 3 einen Schnitt durch die erfindungagemäße Gie8-form gemäß der Linie III - III in Fig. 1, Fig. 4 eine erfindungsgemäße Gießform, bei der die Teilungsebene quer zur Hohlrauireihe ausgeführt ist, mit einem Teilschnitt durch zwei Formteile.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Gießform dargestellt, die aus zwei Gießformhälften 1 und 2 besteht. In die Gießform sind Hohlräume 3 eingearbeitet, die die Außenform von Schaufeln 4 und Eingußtrichtern 5 bilden. Die mit 6 bezeichnete Teilungstuge zwischen den Gießformhälften 1 und 2 ist parallel der Hohlraumreihe so angeordnet, daß keine Hinterschneidungen entstehen und die GußstUcke nach Auselnanderschieben der Gießformhälften ohneweiteres herausgenommen werden können. Die GieB-form kann ii Gegensatz zu dem Ausfilhrungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 auch eine wesentlich größere Anzahl von Hohlräumen aufweisen, so daß eine große Anzahl von Schaufeln gleichzeitig gegossen werden kann.
In Fig. 4 sind, soweit dargestellt, die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern benannt. Die in Fig. 4 abgebildete Gießform besteht aus einer Vielzahl von Gießformteilen 7, wobei zwei Gießformteile einen Hohlraum fUr eine Schaufel bilden. Die mit 6 bezeichnete Teilungsfuge ist quer zu den Hohlrauireihen angeordnet, so daß die Gießformteile in beliebiger Anzahl hintereinander angeordnet werden können und eine Art von Kette bilden.
Diese Ausgestaltung der Gießform hat den Vorteil, daß kontinuierlich nach dem Fließbandprinzip Schaufeln gegossen werden können1 Dabei wird an das vorhergehende Gießformteil das nächstfolgende Teil angefügt, mit diesem verbunden und anschließend in den EinguB-trichter eine solche Menge Metall in Form einer Stange oder Granulat eingefügt, wie zum Vergießen erforderlich ist. Anscisließend wird sowohl die Form als auch das Metall so weit erhitzt, so daß das Metall schmilzt und den Hohlraum ausfüllt. Nach Trennung der Gießformteile liegt die fertiggegossene Schaufel vor.
Sowohl die Gießformhälften 1 und 2 gemäß den Fig. 1 bis 3 als auch die Gießformteile 7 sind aus hitzebeständigem Keramikmaterial, vorzugsweise aus Oxydkeramik, Siliziumkarbid oder Siliziumnitrid hergestellt.

Claims

Patentansprüche

1. Gießform in geteilter, wiederverwendbarer Ausführung, insbesondere zus Herstellen von Lauf- und Leitschaufeln von Verdichtern und Turbinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Form aus hitzebeständigem Keramikmaterial, vorzugsweise aus Oxydkeramik, Siliziumkarbid oder Siliziumnitrid hergestellt ist.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mehrere hintereinander angeordnete, schaufelförmige Hohlräume (3) aufweist, wobei die Teilungsfuge (6) entlang der Hohlraumreihe, parallel zur 8chaufellängsachse verläuft

3. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mehrere hintertinander angeordnete, schaufelförmibe liohlräume (3) hat, wobei Jedem Hohlraum eine quer zur Hohlraumreihe, parallel zur Schaufollängsachse verlaufende Teilungsfuge (6) zugeordnet ist.

4. Gießform nach einem der torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Jedem Hohlraum (3) ein in der Teilungsfuge (6) gelegener Eingioßtrichter (5) zugeordnet ist.

5. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form zum Gießen vorgewärmt ist.

6. Verfahren zur Herstellung der Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (1, 2, 7) aus feinkörnigem, pulverförmigem Keramskmaterial unter Zuhilfenahme eines Urmodells geformt, vorzugsweise gestampft, kaltgepreßt oder gegossen und anschließend gesintert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnot, daß zur Herstellung der Formteile (1, 2, 7) ieinkörniges, pulverföraiges Xerikiaterial heißgepreßt wird.

8. Verfahren zum Gießen von Schaufeln mittels einer Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurh gekennzeichnet, daß das zu erschmelzende Schaufelmaterial in dosierter Menge, vorzugsweise in Form einer Stange oder als Granulat, in die Eingußtrichter (5) eingefüllt und anschließend gemeinsam mit der Gießform auf Schmelztemperatur erhitzt wird.

L e e r s e i t e