DE3312867A1

DE3312867A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines gegossenen metallgegenstandes

Info

Publication number: DE3312867A1
Application number: DE19833312867
Authority: DE
Inventors: Donald James Whitehall Mich. Frasier
Original assignee: Howmet Turbine Components Corp
Current assignee: Howmet Turbine Components Corp
Priority date: 1982-04-12
Filing date: 1983-04-09
Publication date: 1983-11-17
Also published as: GB2118078B; JPS58192656A; GB2118078A; GB8305553D0; FR2524830A1; FR2524830B1; US4487246A; CA1195819A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung findet Anwendung beim Präzisionsformguß und insbesondere bei der Abstützung von Kernen und ähnlichen Gegenständen während der Bildung solcher Abgüsse. Die Abstützfunktion ist insbesondere vorgesehen, um eine Kernbewegung oder Verschiebung zu verhindern, die während der verschiedenen Herstellstufen auftreten kann.

Das Verfahren des Prääsionsformgusses wird häufig bei der Herstellung von Abgüssen verwendet, die einen oder mehrere Xnnenhohlräume aufweisen. Turbinenschaufeln und -flügel stellen Beispiele von gegossenen Gegenständen dar, welche Xnnenhohlräume aufweisen, die der Kühlung der Schaufeln oder Flügel während ihres Einsatzes dienen.

die Innenhohlräume vorzusehen, ist es erforderlich, Kerne zu verwenden, die gewöhnlicherweise eine keramische Zusammensetzung aufweisen, !"ypischerweise besitzen die Kerne · Kernaugen, die sich über den Schablonenteil, der die Wand des zu gießenden Gegenstandes bestimmt, erstrecken, so daß j diese Kernaugen in das keramische Material eingebettet v/er- ! den, das zur Herstellung der Gießform verwendet wird. Wenn fs das Metall in die. Gießformausnehmung eingeführ-i wird, so \; verhindern die abgestützten Enden die Verschiebung des ■ Kernes, welche zu einer ungenauen Anordnung des zu bildenden Hohlraumes führen würde. Wenn beispielsweise ein Kern beim Einführen des geschmolzenen Metalls in eine Gießform i durchgebogen würde, so würde die Dicke der Wand,die das : Äußere der Gießform von dem Innenhohlraum trennt, untolcrier- ; bar dünn.

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Da die Leistungsanforderungen an Turbinenschaufeln und -flügeln gesteigert worden sind, sind die liühlanforderungcn und somit die Art der in solchen Gegenständen gebildeten Hohlräume immer komplexer geworden. Infolgedessen ergab sich, daß die Abstützung der Kerne durch die umgebende Gießform sich als ungeeignet herausgestellt hat, da sogar geringe Abweichungen des Kernes von seiner bevorzugten Position bereits zu Ausschußteilen führen können. Zusätzlich hat es sich herausgestellt, daß die Abweichung der Kerne von einer geforderten Position während der Entfernung des Schablonenraaterials, während der Aushärtung der keramischen Gießform und bei der Vorheizung der keramischen Gießform mit gesteigerter Temperatur auftreten kann.

Eine Kernverschiebung während des Gießens ist wahrscheinlicher dort, v/o Abgüsse als Einzelkristalle oder durch Verfahren gebildet werden, in denen eine gerichtete Verfestigung des Gusses auftritt. In jenen Fällen findet eine sanftere Zuführung des geschmolzenen Metalles statt, aber die den Kern enthaltende Gießform befindet sich auf angehobener Temperatur, wenn das Metall eingegossen wird,und die Gießform wird in diesem Zustand während einer langen Zeitperiode gehalten. Die Störung der Kernposition während der Entfernung des Schablonenraaterials und während der Gießformaushärtung bildet natürlich ebenfalls einen ü'aktor.

Verschiedene Versuche wurden unternommen, um Mittel zur Abstützung der Kerne unabhängig von der durch eine Gießform vorgegebenen Abstützung vorzusehen. Kernstützen, v/ie sie

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in der US-PS 2 096 697 dargestellt und beschrieben sind, stellen eine bekannte Abstütztechnik dar. Andere Verfahren, die speziell zur Verwendung im Zusammenhang mit keramischen Gießformen entwickelt wurden, sind den US-Patenten 3 596 703 und 3 659 645 entnehmbar. Aus einer Durchsicht dieses Standes der '.Technik wird jedoch klar, daß dort das primäre Interesse der Störung der Kernposition beim Eingießen des Metalles gilt. Eine Kernverschiebung während der Entfernung des Schablonenmaterials während der Aushärtung der Gießform und wäh- j rend der Vorheizung der Gießform wird dort nicht erörtert. f

Die bekannten Systeme behandeln ferner nicht die Probleme, die [ sich durch die Augen der Kernstützen in der Gießform und das | dadurch auf der Gußformoberfläche verbleibende Metall ergeben. 1 Diese Probleme umfassen eine Feinbearbeitung, Diraensionsüberwachung, Einschlußüberwachung, Kernbildung und Rekristallisation. Insbesondere haben die bekannten Anordnungen Kernstützen verwendet, die sich in das keramische Material der § Gießform erstrecken und der durch dieses Material ausgefüllte I Raum wurde durch das Gießmaterial ausgefüllt, wenn sich die I Kernstütze oder eine andere Abstützung im Laufe des Gießver- -| fahrens auflöste. Dies hinterließ Erhebungen auf der Guß- | formoberfläche, die durch eine Bearbeitung entfernt werden j mußten. I

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher die Auf- _; gäbe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines gegossenen Metallgegenstandes anzugeben, bei dem die Kerne ihre Lage gesichert beibehalten und keine abstützungsbedingte Nachbearbeitung erforderlich ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merk-

malen des Anspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer Abstützvorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Kernabstützungen einem Kern bzw. Kernen in einer Schablonen-Gosenkform zugeordnet. Das Schablonenmaterial wird in die Gesenkform eingeführt, so daß es den Kern und die zugeordnete Abstützung umgibt. In der üblichen V/eise erstrecken sich Kernstücke über die Gesenkformausnehmung hinaus, so daß diese Kernstücke in das Keramikmaterial eingebettet werden, welches um die Schablone nach der Entfernung des Schablonenmaterials aus der Gießform gebildet wird.

Während der nachfolgenden Entfernung des Schablonenmaterials dienen die Kernabstützungen der Abstützung des Kernes gegen eine Verschiebung-. In gleicher Weise verbleibt während der Aushärtung der keramischen Gießform und bei der Vorheizung mit angehobener Temperatur die Kernabstützung an Ort und Stelle, so daß thermische Beanspruchungen der Kernelemente •durch die Kernabstützungen aufgenommen werden und somit eine Kernverschiebung verhindert oder auf ein Minimum reduziert wird.

Die Kernabstützungen bestehen vorzugsweise aus Metall mit einem Schmelzpunkt oberhalb des Schmelzpunktes des gegossenen Metalles. Dies führt zu einer Abstützung der Kerne während der verbleibenden Stufen des Gießverfahrens, wie beispielsweise der Gießformvorheizung; das Material der Abstützung wird jedoch schnell in den gelösten Zustand über-

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geführt, wenn das geschmolzene Metall in die Gießform eingegossen wird.

Wenn sich der Formling verfestigt hat, hinterlassen die Kernabstützungen keine Protuberanzen auf der Gießformoberfläche. Demgemäß ist es nicht erforderlich, eine Endbearbeitung durch- | zuführen, um solche Unregelmäßigkeiten zu entfernen,und andere ΐ Gießdefekte werden in erwähnter "Weise ebenfalls vermjsden. ■

Anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnung werden im folgenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrie- ] ben. Es zeigen:

Fig. 1" eine Ansicht einer Kombination aus Schablone und Kern : gemäß einer herkömmlichen Konstruktion; ί

Fig. 2 einen'Querschnitt durch eine keramische Gießform zur Veranschaulichung der Kerne und KernabStützungen in einer GießformausnehmungT

Fig. 3 eine vertikale Teilansicht der Struktur "-gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt einer keramischen Gießform zur Ver- anschaulichung alternativer Formen von Kernen und Keroabstützungen;

Fig. 5 einen Querschnitt einer Gießform zur Veranschaulichung einer v/eiteren alternativen Form eines Kernec und einer Kernabstützung;

Fig. 6 eine vertikale Teilansicht entlang der Linie 6-6 in ' Fig. 5ϊ

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Fig. 7 einen Querschnitt einer Gießform zur Veranschaulichung noch einer weiteren alternativen Form eines Kernes und einer Kernabstützung; und

Fig. 8 eine vertikale Teilansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 7.

Fig. 1 dient der allgemeinen Veranschaulichung der Kombination aus einer Schablone und einem Kern, wie sie typischerweise in der betreffenden Gießtechnik verwendet wird. Die Schablone 10 kann aus Wachs oder einem anderen hitzelöslichen Material aus herkömmlicher Zusammensetzung bestehen. Der Kern 12 umfaßt gewöhnlicherweise ein keramisches Glied, das der Temperatur des geschmolzenen Metalles sowie anderen Gießbedingungen widersteht, die typischerweise angetroffen v/erden, wenn Formlinge mit Innenhohlräumen hergestellt werden. Es sei vermerkt, daß der Kern 12 in dem durch die Schablone umgebenen Dereich Abmessungen aufweist, die der gewünschten Abmessung des in dem Formling zu bildenden Innenhohlraumes entsprechen.

Die Enden 14 und 1b des Kernes stehen über, um eine Abstützung des Kernes während des Gießvorganges vorzugeben. In Übereinstimmung mit der herkömmlichen Praxis wird daher die Anordnung gemäß Fig. 1 einer Tauchbeschichtung unterzogen, um eine keramische Hohlform um die Anordnung zu bilden. Das Keramikmaterial bedeckt die Kernenden 14 und 16, so daß nach Entfernung des Schablonenmaterials der Kern an Ort und Stelle durch die Enden in der Gießform gehalten wird.

Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen eine keramische Gießform 18, welche eine Gießformausnehmung 20 vorgibt. In diesem Fall

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sind eine Vielzahl von Kernelementen 22 in der Gießformaus- ] nehmung positioniert, wobei diese Kernelemente an ihren Enden durch die Gießform in der Weise abgestützt werden, wie dies J im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Diese Kernelemente weisen jedoch eine relativ geringe Querschnittsabmessung auf und sie sind verhältnismäßig lang in bezug
auf ihren Querschnitt. Es sei daher vermerkt, daß, wenn diese: Kerne bestimmten Betriebsbedingungen unterworfen werden, sie r das Bestreben haben, sich zu biegen oder anderweitig eine 1 gestörte Lage in bezug auf die benachbarte Oberfläche der | Gießformausnehmung einzunehmen. Augenscheinlich führt jede f Verschiebung eines Kernelementes in bezug auf die Oberfläche i der Gießform zu einer Veränderung der Dicke der gegossenen I Wand, die den durch den Kern gebildeten Innenhohlraum umgibt.j Aufgrund der Notwendigkeit einer Präzisionskontrolle einer f solchen Wanddicke kann eine hohe Ausschußrate entstehen, wenn;

eine solche Verschiebung der Kernelemente auftritt. I

In Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Ausführungsbei- 1 spiel gemäß den Fig. 2 und 3 ist eine Abstützung 24 für die | Kernelemente 22 vorgesehen. In diesem Fall besteht die Ab- j Stützung aus einem Draht, der um das End-Kernelement ge- f schlungen ist und der sich in Wachbarschaft der verbleibenden Kernelemente zu beiden Seiten derselben erstreckt. I

Bei der praktischen Ausübung der Erfindung sind die Kernele- raente in einem Schablonengesenk angeordnet, wobei die Abstützung 24 in der dargestellten Weise positioniert ist. Die
Einführung von Wachs oder einem anderen Schablonenmaterial
dient der Einbettung des Drahtes 24 in die Schablone und die
entstehende Kombination ist sodann für die Anwendung einer

Tauchbeschichtung "bereit, die herkömmlicherweise für die Bildung einer Hohlform verwendet wird.

ijach der Bildung der Hohlform wird diese ausreichend aufgeheizt, um eine Entfernung des Schablonenmaterials zu erzielen. Die Abstützung 24 dient während dieser Verfahrensstufe dazu, eine Auslenkung der dünnen Kerne 22 zu verhindern oder auf ein Minimum zu reduzieren. Nachfolgend wird die Gießform ausgehärtet bei einer gesteigerten Temperatur, was gemäß herkömmlicher Praxis geschieht und die Abstützung 24 dient erneut dazu, eine Auslenkung zu verhindern oder auf ein Minimum zu reduzieren, die anderweitig durch die Handhabung bzw. die thermische Beanspruchung verursacht werden könnte. Es sei darauf verwiesen, daß zum Zwecke der klaren Darstellung der Abstützung 24 diese im Abstand von den Kernen 22 dargestellt ist. In der Praxis v/ird der Draht, der die Abstützung bildet, ziemlich nahe in Kontakt mit den Kernen gewickelt und zumindest die Enden 25 berühren die Wände der Ausnehmung. Wie bei der Betrachtung alternativer Ausführungsformen klarer hervorgeht, können andere 'i'eile des Drahtes nach außen gebogen sein, um mit der Ausnehmung der Gießform in Eingriff zu gelangen und eine zusätzliche Abstützung zu erzielen.

Wachfolgende Gießoperationen umfassen die Einführung des

geschmolzenen Metalls in die Gießformausnehmung 20. Die |

Abstützung 24 ist vorzugsweise, aus i'ietall mit einem Schinelz- j

punkt oberhalb des Schmelzpunktes dos gegossenen Materials. !

Da insbesondere der Draht oder die andere verwendete Ab- j

Stützung eine sehr kleine Abmessung aufweist, löst sich die j

Abstützung schnell, so daß die xdentität des Abstützmaterials ^!

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vollständig ohne im wesentlichen verlorengeht, soweit die /f

ί endgültige Gießform betroffen ist. $

Die Verwendung von Platin oder von Metallen aus der Platin- | gruppe,wie beispielsweise Rhodium, Palladium, Iridium, Osmium ή und Ruthenium zur Bildung der Abstützungen gemäß der Erfin- § dung,wird speziell ins Auge gefaßt. Andere metallische EIe- | mente ebenso wie Legierungen, die mit dem gegossenen Material kompatibel sind, sind ebenfalls ins Auge zu fassen. Im letz- % teren Zusammenhang werden verschiedene Superlegierungen, die mit den Legierungen kompatibel sind, welche beim Gießen von Turbinenschaufeln und -flügeln verwendet werden, ins Auge gefaßt.

Fig. 4 veranschaulicht eine Variation der Erfindung, wobei Kerne 26, 28 und 30 in der Gießformausnehraung 32 der keramischen Gießform 34 abgestützt sind. Der Kern 26 wird durch ■eine Abstützung 36 abgestützt, welche sich zwischen gegenüberliegenden Wandoberflächen der Gießform erstreckt. Es ί| sei vermerkt, daß diese Abstützung im wesentlichen eine Aus- | lenkung des Kernes 26 -in irgendeiner Richtung verhindert. ||

f Die Abstützung 38 für den Kern 28 umfaßt einen Ansatz 40, der | sich in eine entsprechende Öffnung in dem Kern 28 erstreckt. § Diese Kombination stellt sicher, daß die Abstützung 38 an ' % einem geeigneten Ort entlang der Länge des Kernes 28 positio- 2 niert werden kann. Diese Weise der Befestigung der Abstützung f mit dem Kern sichert ferner gegen eine Verschiebung der Ab- I Stützung, wenn die verschiedenen Kräfte und Beanspruchungen % während der nachfolgenden Operationen auftreten. Da die Ab- Λ Stützung 38 sich während des Gießens auflöst, wird der durch J

die Erhebung 40 ausgefüllte Bereich mit Gießmaterial ausgefüllt und bildet einen entsprechenden Ansatz auf der Oberfläche des Xnnenhohlraumes des Gießlings. Dieser Ansatz kann entfernt werden; er spielt jedoch normalerweise keine Rolle bei dem Betrieb des gegossenen Gegenstandes und kann daher an Ort und Stelle verbleiben.

Der Kern 30 ist an gegenüberliegenden Seiten durch unabhängige Abstützungen 42 und 44 abgestützt. Es sei daher vermerkt, daß jeder Kern, der einer Auslenkung quer zu seiner Breite zusätzlich zu einer Auslenkung längs seiner Länge unterworfen ist, mit einer ausreichenden Abstützung versehen werden kann, um Dimensionsdiskrepanzen zu vermeiden.

Die Abstützungen 36, 38, 42 und 44 können Längsabmessungen in der Größenordnung der Drahtabstützung 24 gemäß Fig. 3 aufweisen. Der primäre Zweck der Abstützungen liegt daher darin, eine Kernbewegung in bezug auf die Wände der Gießform zu vermeiden und ein Punktkontakt einer -Abstützung ist bereits ausreichend, diesen Zweck zu erreichen. Der Draht 24 kann typischerweise einen Durchmesser von 0,5 mm aufweisen und die Breiten und Längsabmessungen der Abstützungen in den anderen Figuren können ebenfalls in dieser Größenordnung sein.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen zusätzliche Variationen des erfindungsgemäßen Konzepts. In den Fig. 5 und 6 wird ein Kern 46 an Ort und Stelle mittels einer. Abstützung 4ü gehalten. Diese Abstützung umfaßt einen Ansatz 50, der von einer entsprechend dimensionierten Öffnung in dem Kern 46 aufgenommen wird. Es ^l- sei vermerkt, daß die Anwesenheit der Abstützung im wesentlichen eine Auslenkung des Kernes in bezug auf die Oberfläche

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der durch die Gießform 52 gebildeten Ausnehmung vermeidet.

Die Abstützung gemäß den Fig. 5 und 6 befindet sich im wesentlichen in einem Punktkontakt mit dem Kern 46 und in einem Ringkontakt mit der "Gießform. In der Anordnung gemäß den Fig. 7 und 8 befindet sich ein Kern 54 kreisförmig im Eingriff mit einer Abstützung 56. Entgegengesetzt gerichtete Teile 58 der Abstützung kontaktieren die Oberfläche 60, die durch den Innenhohlraum der .Gießform 62 definiert ist. Diese Kombination verhindert ebenfalls im wesentlichen jegliche Auslenkung des Kernes in bezug auf die Wand der benachbarten Gießform.

Die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 bis 8 dienen lediglich der Veranschaulichung, da Kernabstützungen vieler verschiedener Ausgestaltungen verwendet "werden können, wobei die Art der Abstützung von der besonderen Natur des betroffenen Kernes abhängt. Viele Kerne besitzen Öffnungen oder Unregelmäßigkeiten, die ihrerseits leicht selbst die Befestigung von Kernabctutzungen gewähren,und die Konstruktion der Abstützungen hängt von der Ausgestaltung solcher Öffnungen oder Unregelmäßigkeiten ab. Allgemein wird jedoch jegliche Ausgestaltung einer Abstützung, die einen Ansatz, Draht, .Clip oder etwas ähnliches umaßt, heranzuziehen sein, solange dieses Glied zwischen einem Kern und einer benachbarten Wand ' einer Gießform positioniert werden kann, um den genauen Abstand zwischen dem Kern und der Gießformwand aufrechtzuerhalten. .Bei der Berechnung der Abmessungen der Abstützungen wird die relative thermische Ausdehnungscharakteristik der beteiligten Materialien in Rechnung gestellt.

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Es wird ferner ins Auge gefaßt, daß eine Abstützung zwischen benachbarten Kernen angeordnet sein kann, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist, wobei die Abstützung den Abstand zwischen benachbarten Kernen aufrechterhält. Derartige Kernabstands-Abstützungen können einen integralen Bestandteil mit der Abstützung bilden, die sich zwischen dem Kern und der Viand der Gießform erstreckt. Eine vollständig unabhängige Kernabstands-Abstützung kann ebenfalls verwendet v/erden.

Die Verwendung von Abstützungen mit relativ geringer Abmessung ist ebenfalls von Interesse hinsichtlich des Gesichtspunkts der Kostenersparnis. Wenn Platin oder andere wertvolle Metalle verwendet werden, so ist es natürlich vorzuziehen, daß ein minimaler Betrag von Metall in dem endgültigen' Gießling aufgelöst wird. Ferner können die Eigenschaften des Gießlings beeinflußt v/erden, wenn große Anteile von Nicht-Legierungsmaterialien darin enthalten sind, was einen zusätzlichen Grund für die Verringerung des für die Abstützung verwendeten Materials darstellt.

Schließlich sollte vermerkt werden, daß die Abstützungen gemäß der Erfindung anfänglich gänzlich in dem Schablonenmaterial enthalten sind und nach der Entfernung des Schablonenmaterials gänzlich in der Ausnehmung der Gießform enthalten sind. Somit erstreckt sich kein Abstützungsmaterial in die Wand der Gießform, wie dies im Stand der Technik bei der Verwendung von Kernstützen und ähnlichem der Fall ist. Das erfindungsgemäße System verwendet somit weniger Metall für die Kernabstützung, was eine Kostenersparnis darstellt. Ferner lösen sich die erfindungsgemäßen Abstützu ngcn nicht innerhalb der Wand der Gießform auf, wodurch eine Ausnehmung in

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der Wand der Gießform hinterlassen würde, die von der gegossenen Legierung ausgefüllt wird. Die bekannten Systeme hinterlassen solche hervorstehenden Gießteile, die v/eggeschliffen
werden müssen oder anderweitig einer Oberflächenbearbeitung
unterzogen werden müssen.

ferner hat es sich herausgestellt, daß solche hervorstehenden Gießteile das Bestreben haben, sich zu verbiegen oder während der Handhabung abzubrechen. Wenn dies vor der Wärmebehandlung geschieht, können die kaltbearbeiteten Bereiche eine Rekristallisation und ein Kornwachstum jenseits eines annehm- , baren Grenzwertes auslösen.

Das erfindungsgemäße System besitzt eine besondere Nützlich- | keit in bezug auf Gießverfahren, wie sie bei der Bildung von J Gußgegenständen mit gerichteter Verfestigung und insbesondere: bei Einzelkristall-Gießlingen verwendet werden. Bei solchen 1 Verfahren wird gewöhnlicherweise ein Auslösekristall verwen- § det und Temperaturgradienten gelangen zur Anwendung, so daß j das gesamte Kristallwachstum in einer Richtung von einem be- I stimmten Auslösepunkt fortschreitet. Bei Abstützungen, wie I sie von der Erfindung ins Auge gefaßt werden, löst sich das ι die Abstützungen bildende Material sehr rasch, so daß die ! Gegenv/art der Abstützungen das gewünschte Kristallwachstun ! nicht stört. Kernstützen und ähnliches, wie si^v im Stand der Technik verwendet werden, umfassen 'feile, die sich in die
Gießform erstrecken,und wenn diese Teile geschmolzen werden,
so besteht eine Tendenz,hinsichtlich der sich ergebenden
Öffnung in der Wand der Gießform einen Bereich der Kernbildung bzw. Rekristallisation vorzugeben. Dies stört das ge-

wünschte wuster des Kornwachstums, so daß die bekannten Verfahren nicht wirksam bei der Bildung von Einzelkristallen (Einkristallen) und ähnlichem verwendet vrerden können.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines gegossenen Metallgegenstandes sowie eine Abstützung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben, wobei der Metallgegenstand wenigstens einen innenhohlraum aufweist und die Abstützung einen Kern bzw. Kernen zugeordnet ist, die während des Gießens Verwendung finden. Die Kerne sind von einer entfernbaren Schablone umgeben und eine keramische Gießform wird um die Schablone gebildet. Wenn das Schablonenmaterial entfernt ist, ergibt sich eine Gießformausnehmung, wobei der Kern in der Ausnehmung angeordnet ist, um den geforderten innenhohlraum in dem gegossenen Gegenstand zu bilden. Die Abstützung für den Kern umfaßt ein Glied, das zwischen der Kernoberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche der Gießforn angeordnet ist. Dieses Glied ist von dem Schablonenmaterial umgeben, wenn dieses um den Kern herum geformt wird. Während der nachfolgenden Entfernung des Schablonenmaterials und ebenfalls während der Aushärtung der keramischen Gießform dient die Abstützung dazu, den Kern an Ort und Stelle zu halten, so daß die Abmessung der Wand des Gießlincs,die den Innenhohlraum' umgibt, präzise eingehalten werden kann. Die Abstützung besteht aus einem Material, das sich in der gegossenen Legierung auflöst, so daß die Eigenschaften des Gießlings nicht nachteilig beeinflußt werden. Ferner sind keine erheblicnen Oberflächenbearbeitungen des Gießlings erforderlich.

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Claims

Dp. F«che?„ Dr. I

70HS45
Schnockönhöfsifaöe 27
D-e0OO Frankfurt am Main 70
Telefon (0611)617079

8. April 1983 Gztl/Ra.

rtovmet Turbine Components Corporation, Greenv/ich, CT / U.S.A.

verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines gegossenen l-le tallgegenstand.es

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines gegossenen iaetallgegenstandes, der -wenigstens einen Innenhohlraum aufweist, wobei wenigstens ein auf die Abmessung des innenhohlraumes abgestimmter Kern vorgesehen wird, der Kern von einer entfernbaren Schablone umgeben ist, eine keramische Gießform um die Schablone gebildet wird, wodurch bei Ent— . fernung des Schablonenmaterials eine Gießformausnehmung gebildet wird und der Kern sich in der Ausnehmung befindet und wobei die Gießform ausgehärtet und Metallen die ■'·., Ausnehmung gegossen wird, um den Gegenstand mit dem lnnenhohlraum zu bilden, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Abstützung für den Kern, wobei die Abstützung so dimensioniert ist, daß sie der geforderten V/andabmessung des gegossenen Gegenstandes entspricht, durch Positio- J nicrung der Abstützung auf der Kamoberfläche,anschließende Formung des Schablonenmaterials um den Kern, Formung der keramischen Gießform um die Schablone und Entfernung des Schablonenmaterials, wobei die Abstützung den Kern in seiner Position gegen Verschiebung während der Entfernung des Schablonenmaterials und während der nachfolgenden Gießformaushärtung und des Gießvorganges sichert. l

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung in dem gegossenen Metallgegenstand beim Gießen des Metalls in die Ausnehmung aufgelöst v?ird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung ein Metallelement umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung aus Platin gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Abstützung auf gegenüberliegenden Seiten des Kernes.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Abstützung in Nachbarschaft zu der Kante eines Kernes.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Kerne beabstandet zueinander innerhalb der Ausnehmung angeordnet sind und daß sich eine Abstützung zwischen den Kernen erstreckt, um die Kerne gegen Verschiebung in bezug aufeinander zu sichern.

8. /erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Metallgegenstand in einer vorgegebenen Richtung verfestigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Metallgegenstand aus einem EirizeiQkristall besteht.

10. Abstützung zur Verwendung bei der Herstellung eines ge-. gossenen Metallgegenstandes, der wenigstens einen Innenhohlraum aufv/eist, wobei der Innenhohlraum vorgesehen wird, indem wenigstens ein Kern in Übereinstimmung mit der Abmessung des Innenhohlraumes in einer entfernbaren Schablone angeordnet wird,und eine keramische Gießform um die Schablone gebildet wird, wodurch bei Entfernung |. des Schablonenmaterials eine Gießformausnehmung gebildet :| wird, und der Kern in der Ausnehmung positioniert ist, :-] dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung so dimen- _;j sioniert ist, daß sie der geforderten Wandabmessung d des gegossenen Gegenstandes entspricht und daß die U Abstützung auf der Kernoberfläche während der Formung j des Schablonenmaterials um den Kern und während der formung der keramischen Gießform um die Schablone po- / sitioniert ist, wodurch die Abstützung den Kern in seiner Position gegen Verschiebung während der Entfernung des Schablönenmaterials und während der nachfolgenden Gießformaushärtung und des Gießvorganges sichert.

11. Abstützung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Drahtelement umfaßt.

12. Abstützung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Kernen im Abstand zueinander in dem Innenhohlraum angeordnet sind,und daß das Drahtelement wenigstens um einige der Kerne gewoben ist, um benachbarte Kerne gegen Verschiebung in bezug aufeinander zu sichern.

13. Abstützung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie in dem gegossenen Metallgegenstand beim Gießen' des Metalls in die Ausnehmung aufgelöst wird.

14. Abstützung nach Anspruch 1j3_f dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Metallelement besteht.

15. Abstützung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Platin besteht.

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