DE3104920C2

DE3104920C2 - "Wachsmodell für die Feingießtechnik"

Info

Publication number: DE3104920C2
Application number: DE3104920A
Authority: DE
Inventors: Philip Littleover Derby Savage
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1980-02-12
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1983-11-10
Also published as: DE3104920A1; GB2068818B; FR2475433A1; FR2475433B1; JPS56128639A; GB2068818A; US4356859A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wachsmodell mit Eingußkanal, welches mit einem oder mehreren Überzügen aus Keramikmaterial versehen wird und nach dem Brennen des Keramikmaterials ausgeschmolzen wird. Beim Ausschmelzen dehnt sich das Wachs aus und es besteht die Gefahr der Rissebildung im Keramikkörper. Um dies zu verhindern, wird in dem Wachsmaterial des Modells, insbesondere im Eingußtrichtermodell im Inneren oder an der Oberfläche ein zusammenpreßbarer Körper (13) eingefügt, der beim Schmelzen des Wachses durch die bei der Expansion auftretenden Kräfte zusammengedrückt wird und somit die Ausdehnung kompensiert und die Gefahr der Rissebildung im Keramikmaterial vermindert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wachsmodell für die Feingießtechnik, bestehend aus einem Werkstückmodell und wenigstens einem Eingußkanalmodell.

In der Feingießtechnik lassen sich extrem enge Toleranzen durch Gießen mit verlorenem Wachsmodell erhalten. Dabei wird ein später auszuschmelzendes Wachsmodell innerhalb einer Form oder Kokille angeordnet, um die richtige Formgebung zu erhalten. Dann wird nach Entfernen der Form ein Überzug aus Keramikmaterial auf das Wachsmodell gefügt und das aufgetropfte Keramikmaterial wird getrocknet und dann wird durch Erhitzung des Keramikmaterials das Wachs ausgeschmolzen oder ausgebrannt, um einen Formhohlraum mit Eingußkanai zu erzeugen. Schließlieh wird das Keramikmaterial noch gebrannt.

Hierdurch lassen sich Werkstücke aus spanabhebend schwer bearbeitbarem Material mit sehr engen Toleranzen herstellen. Derartige Verfahren werden daher beispielsweise zur Herstellung von Turbinenschaufeln für Gasturbinentriebwerke benutzt.

Eine Schwierigkeit bei der Durchführung des Verfahrens besteht in dem Ausbrennen oder Ausschmelzen des Wachses aus der Keramikform. Bei der Erwärmung dehnt sich das Wachs wesentlich stärker so aus als das Keramikmaterial und daher kann es vorkommen, daß durch den sich ergebenden Innendruck durch das Wachs die Keramikform soweit belastet wird, daß sie Sprünge bekommt oder zerbricht.

Um diese Beschädigung der Keramikform durch das sich ausdehnende Wachs zu verhindern ist es üblich, die Erhitzung des mit Keramikmaterial überzogenen Wachsmodells im Dampfstrom vorzunehmen, wobei die Temperatur des Dampfes sorgfältig eingestellt wird. Auf diese Weise ist es möglich, zunächst die äußeren Oberflächen des Wachsmodells anzuschmelzen und dieses Wachs aus der Keramikform abfließen zu lassen, so daß Platz für das übrige Wachs geschaffen wird, das sich nunmehr innerhalb der Form ausdehnen kann, wodurch die Gefahr der Rissebildung vermindert wird.

Dieses bekannte Verfahren erweist sich jedoch insbesondere dann nicht als zuverlässig, wenn die Formwerkstücke relativ lange Eingußkanäle erfordern.

Zwar wird auch dann bevorzugt die Oberfläche des Wachsmodells angeschmolzen, jedoch zeigen sich gelegentlich dennoch Risse, und es wird angenommen daß dies darauf zurückzuführen ist, daß infolge der Entfernung, die das geschmolzene Wachs zu durchlaufen hat, eben dieses geschmolzene Keramikmateria! bereits einen so großen hydraulischen Druck ausübt, daß Risse gebildet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Entstehen von Rissen im Keramikmatenal beim Ausschmelzen des Wachsmodells mit Sicherheit zu verhindern.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der sich beim Erwärmen des Wachsmodells aufbauende hydraulische Druck den zusammenpreßbaren Abschnitt in seinem Volumen so weit verringert, daß ein Ausgleich bezüglich des sich vergrößernden Volumens des Wachsmodells erreicht wird. Die Bemessung des zusammenpreßbaren Abschnitts muß daher in der Weise erfolgen, daß der angestrebte Volumenausgleich zustande kommt und der Druck auf die Keramikformwand innerhalb zulässiger Grenzen verbleibt.

Vorzugsweise wird der zusammenpreßbare Abschnitt innerhalb des Eingußtrichter-Wachsmodells oder auf dessen Oberfläche angebracht, weil dieser Eingußtrichter bei der Keramikform den kritischsten Teil darstellt. In Sonferfällen kann der zusammenpreßbare Abschnitt auch innerhalb des. Werkstück-Wachsmodells eingebaut werden, jedoch muß dann Sorge dafür getragen werden, daß hierdurch nicht die Dimensionen des Formkörpers verändert werden, was zu einer Vergrößerung der Toleranzen führen würde.

Der elastische Abschnitt besteht zweckmäßigerweise aus einem Streifen aus geschäumtem Polystyrol, jedoch können auch andere zusammenpreßbare Materialien Anwendung finden.

Nachstehend wird ein Austührungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines vereinfachten Wachsmodells mit Eingußkanai,

Fig.2 und 3 Schnittansichten nach der Linie 2-2 gemäß F i g. 1 bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Der Aufbau besteht aus einem Wachsmodell 10 für das Werkstück und einem Wachsmodell 12 für den Eingußkanal. Wie am besten aus F i g. 2 und 3 ersichtlich, ist ein elastischer zusammenpreßbarer Abschnitt 13 über das Eingußkanalmodell 12 gefügt oder in dieses eingebettet.

Dieser elastische Abschnitt 13 kann aus einem Streifen geschäumten Polystyrol bestehen. Statt dessen kann der elastische Abschnitt aus irgendeinem anderen geeigneten elastischem Material bestehen. Ein geeignetes Material ist ein solches, welches entweder verdampft oder ausgebrannt wird, wenn das Wachsmodell mit dem Eingußkanalmodell aus der Keramikform entfernt werden, in der dieses Material eingekapselt war. Polystyrol ist zweckmäßig, da es einen relativ geringen Ascheanteil aufweist und die verbleibenden Rückstände leicht aus dem geschmolzenen Wachs abgefiltert werden können, wenn es als zweckmäßig erachtet wird, dieses Wachs wiederzugewinnen.

Der elastische Abschnitt kann entweder während des Wachseinspritzvorganges des Eingußkanals innerhalb

τι in diesem eingegossen werden oder der 2 Abschnitt wird auf der Oberfläche des mais, oder in einer Tasche befestigt, die > der Oberfläche des Eingußkanals angeordnet r elastische Abschnitt kann zweckmäßigerwei- :m Eingußkanalmodell mittels eines doppelseinden Bandes festgelegt werden.

Durch Anordnung des elastischen Abschnitts 13 innerhalb des Eingußkanalmodells wird erreicht, daß bei Ausdehnung des Eingußkanals beim Schmelzen dieser aus der Keramikhaut entfernt wird, so daß diese Expansion durch den elastischen Körper 13 absorbiert wird, wodurch Risse der Keramikform vermieden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wachsmodell für die Feingießtechnik, bestehend aus einem Werkstückmodell und wenigstens einem Eingußkanalmodell, dadurch gekennzeichnet, daß das Wachsmodell wenigstens einen Abschnitt (13) aus zusammenpreßbarem Material enthält.

2. Wachsmodell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zusammenpreßbarer Abschnitt (13) auf der äußeren Oberfläche des Eingußkanalmodells (12) ode.r in einer Vertiefung auf der Oberfläche dieses Eingußkanalmodells (12) angeordnet ist

3. Wachsmodell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zusammenpreßbarer Abschnitt (13) innerhalb des Eingußkanalmodells (12) angeordnet ist.

4. Wachsmodell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die zusamraenpreßbaren Abschnitte (13) aus Polystyrol bestehen.