DE3327934A1

DE3327934A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines gegenstandes mit einer vorgegebenen kristallinen orientierung

Info

Publication number: DE3327934A1
Application number: DE19833327934
Authority: DE
Inventors: Lamar Flanders N.J. Burd; Eugene J. Succasunna N.J. Carozza; Robert E. North Muskegon Mich. Grundstra; Evan R. Andover N.J. Miller
Original assignee: Howmet Turbine Components Corp
Current assignee: Howmet Turbine Components Corp
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1983-08-03
Publication date: 1984-02-09
Also published as: GB8319017D0; FR2531357B1; GB2128516B; CA1222677A; JPS5947066A; JPH0255144B2; GB2128516A; FR2531357A1; US4580613A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einer vorgegebenen
kristallinen Orientierung und eine Vorrichtung dazu
gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche. Insbesondere befaßt Sich die Erfindung mit dem Einsatz von mindestens eines Kristallkeims, der in einem Formhohlraum positioniert wird, welcher die Gestalt des zu bildenden Gegenstandes bestimmt.

Gegossene Gegenstände aus Einzelkristallen, wie Turbinenschaufeln und -leitschaufeln können durch verschiedene Verfahren hergestellt werden. Ein allgemeines Verfahren hierzu beinhaltet den Einsatz einer Starterzone am Boden der Form, in der mehrere .säulenförmige , Körner gebildet sind. Ein "nichtlinearer" oder
transversal versetzter Kristallselektor (z.B. ein

schraubenförmiger Durchgang) verbindet die Starterzone mit dem Gegenstandshohlraum, wobei der Selektor dafür
sorgt, daß nur ein säulen ^orKorn in die Gegenstandshohlräume wächst. Gießwaren aus Einzelkristallen können auch unter Einsatz von Formen gefertigt werden, die eine
senkrechte "schlanke Projektion" am Boden des Gegenstandshohlraums (d.h. einen linearen oder nichttransversal versetzten "Hals"),wie im US-PS 1 793 672 beschrieben, aufweisen.

Wenn traditionell richtungserstarrte (säuligkörnige, polykristalline) Gegenstände benötigt werden, steht die Starterzone direkt mit dem Gegenstandshohlraum (d.h. ohne Kristallselektor), wie in den US-PS
3 248 764, 3 260 505 und 3 494 709 beschrieben ist, in Verbindung.

Diese Verfahren sind im allgemeinen auf die Herstellung von Gegenständen begrenzt, die bei "natürlichem" Kristallrichtungswachstum (d.h. in die <OO1 > -Richtung von flächen-zentrierten kubischen oder körper-zentrierten kubischen Metallen) entlang der "Längs"dimension des Gegenstandes orientiert sind. Diese Längsdimension steht im a]lgemeinen senkrecht zur Abkühlungsplatte und/oder parallel zur Richtung der Wärmeentnahme. Außerdem kann es mit diesen Verfahren zur Herstellung eines Einzelkristalles schwierig oder unmöglich sein, gleichzeitig die Sekundärorientierung des Korns relativ zu einer gewünschten "transversalen" Dimension des Gegenstandes (d.h. zu einer orthogonalen <010>- oder <100> -Richtung) innerhalb des Gegenstandshohlraums zu orientieren,

Diese Beschränkungen können unter Einsatz von Kristallkeimen, wie in dem genannten US-PS 1 793 672 (Bridgman) beschrieben, vermieden werden. Kurz gesagt beinhaltet eines der Bridgman-Verfahren die Verwendung"- _ einer Form mit einem Hohlraum, der in einen vertikalen Durchgang endet und dessen Ende eine Formöffnung bildet. Kristallkeime von irgendeiner primären und/oder sekundären Orientierung werden in die Öffnung eingesetzt, wobei ein flüssiges Metall in der Form gebildet (oder bevorzugt in diese eingegossen) wird und die Erstarrung durch Aufwachsen vom Kristallkeim (in Gegenwart eines Temperaturgradienten in Längsrichtung) aus vor sich geht, wobei Verfahren verwendet werden, die die Keimbildung neuer Kornindividuen vermeiden.

Es ist bekannt, daß es für den effektiven Einsatz von Kristallkeim-Verfahren nach Bridgman erforderlich ist, daß sich die-Größe und Gestalt der"Formöffnung eng dem Querschnitt des Kristallkeims nähern, um sowohl das

Ausfließen von Metall entlang des Kristallkeims und aus der Form, als auch die Keimbildung neuer Kornindividuen in den Lücken zwischen der Form und dem Kristallkeim zu vermeiden. Es ist außerdem bekannt/ daß es aus technischen wie ökonomischen Gründen im allgemeinen wünschenswert ist, Kristallkeime mit relativ kleiner Querschnittsfläche zu benutzen. Im Hinblick hierauf kann die Verwendbarkeit des Kristallkei^verfahrens nach Bridgman in folgender Weise eingeschränkt sein, weil

1) es schwierig oder unmöglich sein kann, individuelle Abweichungen in der kristallographischen Längsorientierung von Kristallkeimen relativ zu ihren Außenhüllen zu berücksichtigen, da sie mit einer gegebenen Formöffnung übereinstimmen müssen;

2) es sehr aufwendig sein kann, Kristallkeime mit kleinem Durchmesser (z.B. 0,762 mm (0,03")) in die genaue sekundäre Orientierung im Rahmen üblicher Hantierungen zu bringen;

3) bei Einsatz keramischer Formverfahren, wie sie beim Herstellen von richtungserstarrten Turbinenschaufeln und -leitschaufeln bevorzugt werden, die Grenzen der dimensionalen Reproduzierbarkeit der jetzigen keramischen Formverfahren die Genauigkeit der Kristallkeimeinstellung einengen können. Dies ist besonders dann wichtig, wenn genaue Orientierungsbeziehungen in dem gegossenen Gegenstand erforderlich sind;

4) es auch in Bezug auf die keramischen Formen schwierig ist, Kristallkeime wieder zu verwenden, da nach Schalenentfernen und Abschneiden die Kristallkeime sortiert, gereinigt, normalerweise zur Kornorientierung erneut überprüft und dann innerhalb einer weiteren Ansammlung (cluster) wieder eingesetzt werden müssen;

5) der Gebrauch von Formdurchgängen und

-öffnungen, die in Bezug auf die Größe des Gegenstandshohlraums relativ klein sind, zu strukturellen Starrheitsproblemen beim Musterzusammenbau führen kann. Zusatzteile (z.B. keramische Verbindungsstäbe) können erforderlich sein, um das Muster zu halten, was aber das Gewicht der Anordnung und damit ihre Kosten erhöht, sowie unter bestimmten Umständen die technische Wirksamkeit während der Verfestigung infrage stellen kann, so z.B. durch Änderung der Wärmestromcharakteristik oder durch Einführen der unerwünschten Keimbildung von Kristallen an Kontaktpunkten mit dem Gegenstandshohlraum;

6) kleine Formdurchgänge und -öffnungen ebenfalls zu Schwierigkeiten beim Entfernen des Musters (z.B.

beim Entwachsen) führen können. Mustermaterialien dehnen sich normalerweise beim Erhitzen (z.B. beim Dampfentwachsen oder "Ausbrennen") aus, so daß es von Vorteil ist, mehr als eine relativ große Formöffnung zu haben. Obwohl viele Formen erfolgreich von oben (d.h. über die Metallzufuhr) entwachst werden können, erhöht eine große öffnung am Boden der Form die Geschwindigkeit und Wirksamkeit des Betriebes, wobei die Wahrscheinlichkeit eines Schalenschadens verringert wird;

7) kleine Formdurchgänge und -öffnungen die Querschnittsfläche des Metalles, das Wärme der Abkühlungsplatte zuführt, begrenzen können. Diese Einschränkung kann offenbar bei kleinen nichtlinearen Durchgängen bestehen. Daher wurde gemäß dem US-PS 3 724 531 durch den Einsatz einer Formkonstruktion mit einer Doppelwand versucht, diese Schwierigkeit zu beheben.

Es ist für den Fachmann einleuchtend, daß diese Einschränkungen stärker hervortreten, wenn es sich um Formen mit Mehrfachhohlräumen handelt oder wenn mehr als ein Kristallkeim mit einem Gegenstandshohlraum benutzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einer vorgegebenen kristallinen Orientierung und eine Vorrichtung dazu gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche vorzuschlagen, um die genannten Nachteile auszuschalten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils der betreffenden Ansprüche gelöst.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Gegenständen mit einer vorbestimmten kristallinen Orientierung vorgeschlagen, wobei das System der Erfindung sich insbesondere mit dem Einsatz von mindestens einem Kristallkeim befaßt, der in einem Formhohlraum positioniert wird, welcher die Gestalt des zu bildenden Gegenstandes bestimmt. Wie bereits ausgeführt wurde, ist es bekannt, daß Material, beispielsweise geschmolzenes Metall, dem Hohlraum in der Fläche des Kristallkeims zugeführt werden kann, wobei die kristalline Struktur gebildet wird, die an der Stelle des Kristallkeims beginnt und dann über den ganzen Formhohlraum fortschreitet.

Mit der Erfindung soll insbesondere auch der Einsatz von Formen vorgeschlagen werden, die bei der Vorbereitung eines Musters angefertigt werden und bei denen dann ein formbildender Werkstoff um das Muster

benutzt wird, der beispielsweise aus Schichten von keramischem Material besteht. Wenn derartige Verfahren verwendet werden, wird das Mustermaterial in typischer Weise durch einen Formdurchgang abgegeben, der während der Formherstellung vorgesehen ist. Wenn das Muster aus Wachs besteht, ist beispielsweise ein Durchgang in der Form zum Entfernen von geschmolzenem Wachs vorgesehen, nachdem die Form um das Muster gebildet ist. Wie erläutert, ist dieser Durchgang zusätzlich zum Metallzufuhrdurchgang oben an der Form bevorzugt angeordnet.

Die besondere Verbesserung der Erfindung besteht in der Bildung eines Formdurchganges, der eine große Querschnittsdimension relativ zu einer entsprechenden Querschnittsdimension eines Kristallkeimes oder eines in Verbindung mit der Form zu benutzenden Kristalls'hat. Ein Halter mit Außenwandflächen, die mit den Innenwand'-flachen des Formdurchganges passen, ist im Formdurchgang angeordnet. Der Kristallkeim ist im Halter befestigt,^v welcher im Durchgang derart angeordnet ist, daß der Kristallkeim innerhalb des Formhohlraumes freigelegt ist, wobei die gewünschte kristalline Struktur durch Einführen eines einen Gegenstand bildenden Materials in den Formhohlraum gebildet werden kann.

Die erläuterten Einschränkungen können reduziert oder durch einen Kristallkeimhalter der beschriebenen Art ausgeschaltet werden. Dies ist insbesondere dann üblich, wenn es sich um Metallgießwaren handelt, bei denen der Halter ein bevorzugtes Strukturglied aufweist, das entweder aus keramischem Material oder aus einem Metall mit einem relativ hohen Schmelzpunkt oder einer Legierung gefertigt ist und einen oder mehrere Innenhohlräume mit einem oder mehreren Kristallkeimen enthält.

Der Kristallkeim oder die Kristallkeime können relativ zur Außenhülle des Halters und zueinander, wenn erforderlich/ genau positioniert werden. Der Formdurchgang bildet passende Flächen mit dem Halter und orientiert daher den Halter sowie den einen oder mehrere Kristallkeime/ welche der Durchgang relativ zum Gegenstandshohlraum enthält.

In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist der Halter nach Vollendung der Schalenherstellung einsetzbar. Es sollte jedoch klar sein, daß dieser unmittelbar nach dem Entfernen des Musters eingebracht werden könnte, wenn die Kristallkeimlegierung genügend feuerbeständig wäre, um dem FormbrennzykIus zu widerstehen.

Einer weiteren Ausbildungsform zufolge nimmt der Halter die Form eines Zylinders oder Rohrs an, der bzw. das mit dem Muster vor der Formherstellung verbunden ist. Nach dem Entfernen des Musters sieht der Halter eine genau dimensionierte Befestigungseinrichtung für einen oder mehrere Kristalle vor.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Es zeigen

Fig. 1 in einer Aufrißansicht ein Muster, das in typischer Weise zur Vorbereitung von zum Gießen von Turbinenschaufeln verwendeten Formen benutzt wird;

Fig. 2 in einer senkrechten Querschnittsansicht eine keramische Form, die unter Benutzung eines in Fig. 1 gezeigten Mustertyps hergestellt wird;

Fig. 3 in einer senkrechten Ansicht ein Muster, das teilweise weggeschnitten und in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung abgewandelt ist;

Fig. 4 in einer senkrechten Schnittansicht eine keramische Form, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 5 in einer senkrechten Schnittansicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6A bis 6D perspektivische Ansichten mit abgewandelten Ausbildungsformen von Haltern und Kristallkeimanordnungen;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Halter- und Kristallkeimaufbaus;

Fig. 8 eine senkrechte Querschnittsansicht längs der Linie 8-8 der Fig. 7;

Fig. 9 eine horizontale Querschnittsansicht längs der Linie 9-9 der Fig. 7; ""-.„

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine weitere abgewandelte Form des Halters und des Kristallkeims;

Fig. 11 eine Draufsicht auf eine weitere Ausbildungsform des Halters und des Kristallkeims und

Fig. 12 eine senkrechte Schnittansicht mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen typische bekannte Muster- und Formstrukturen. Das in Fig. 1 gezeigte Muster 10 kann aus Wachs gebildet und bei der Herstellung einer Turbinenschaufel verwendet werden. Das Muster 10 weist eine Verlängerung 12 am oberen Ende auf, die in typischer Weise zur Bildung eines Metalldurchganges dient. Eine weitere Verlängerung 14 ist am Boden des Musters 10

vorgesehen, um einen Durchgang in der Form zu bilden, die zuletzt zum Entfernen des Mustermaterials verwendet wird, nachdem die Form gebildet ist.

Die Fig. 2 zeigt eine Form 16, die durch irgendeine übliche Einrichtung gebildet werden kann. So kann die Form 16 beispielsweise durch wiederholtes Eintauchen eines Musters 10 in eine keramische Aufschlämmung hergestellt werden, um Jceramische Schichten um das Muster zu bilden. Nach dem Brennen ergibt sich eine Form mit einem Metalldurchgang 18, einem unteren Durchgang 20 und einem zur Bildung eines Gegenstandes dienenden Formhohlraums 22. Der Durchgang 20 ist besonders als eine Einrichtung zum Entfernen von Mustermaterial geeignet, beispielsweise dann, wenn das Material aus Wachs oder einer anderen Substanz besteht, die in einen flüssigen Zustand überführt und zum Ausfließen aus der Form 16 gebracht werden kann.

Um eine geeignete Einrichtung zum Entfernen von Mustermaterial vorzusehen, sollte der Durchgang 20 relativ große Abmessungen haben, so daß das Mustermaterial unbehindert aus der Form 16 fließen kann. Wie jedoch bereits ausgeführt wurde, kann dies zu Problemen führen, wenn die Form mit einem Kristallkeim zu verwenden ist, welcher relativ zum Formhohlraum 22 genau positioniert werden muß und bevorzugt einen relativ kleinen Durchmesser hat. Die in den folgenden Figuren gezeigte Anordnung zeigt Einrichtungen zur Vermeidung dieser Probleme und Einschränkungen.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wonach ein Zylinder oder Rohr 24 mit einem Muster 10 verbunden ist. Der Zylinder 24 kann aus

keramischem Material oder aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt gefertigt werden und wird in einer fixierten Position relativ zu anderen Musterteilen gehalten. Weiteres Wachs- oder anderes Material 26 kann verwendet werden, um den Zylinder 24 relativ zum Halter zu positionieren, auf welchem das Muster 10 befestigt ist, um zu versichern, daß der Zylinder 24 relativ am Restteil des Musters 10 befestigt ist.

Ein keramischer oder Metallverstärker 28 erstreckt sich in das Muster 10, um eine zusätzliche Starrheit beim Musterzusammenbau und Hantieren vorzusehen. Der Verstärker 28 kann insbesondere dann verwendet werden, wenn der Durchmesser des Zylinders 24 relativ klein zur Größe des Musters 10 ist.

Nach Bildung der Form 16 um das Muster 10 herum kann das Mustermaterial durch den Zuführdurchgang 18 und auch durch den Durchgang 30, der durch das Innere des Zylinders 24 gebildet ist, entfernt werden. Wenn ein Verstärker 28 benutzt wird, ist dieser automatisch aus dem Formhohlraum zusammen mit dem Mustermaterial entfernbar. Die sich ergebende Anordnung ist in Fig. 3 gezeigt.

Die Anordnung von Fig. 4 sieht eine Form 16 mit dem Zylinder 24 vor, welcher einen Halter für einen Kristallkeim gemäß der Erfindung aufweist. Wie ersichtlich ist, kann der keramische oder Metallzylinder mit hoher Genauigkeit bis auf einen gewünschten Querschnitt vorgeformt werden. Demgemäß kann ein Kristallkeim leicht im Durchgang 30 angeordnet werden, so daß durch Kontrollieren der Abmaße des Kristallkeims mit gleicher Genauigkeit ein nicht kompliziertes Zusammenbauen der Anordnung möglich ist.

Obwohl der Halter der Fig. 4 als ein "Zylinder" beschrieben worden ist, ist damit keine Einschränkung der Querschnittsform dieses Teiles beabsichtigt. So sind verschiedene Formen des Halters möglich oder in einigen Fällen, wie beispielsweise in den Figuren 6 und 10 noch zu erläutern ist, sogar erwünscht.

Wie erläutert, ist es oft erforderlich, daß der Kristallkeim relativ zum Formhohlraum sowohl in länglicher als auch in Querrichtung orientierbar ist. Da die Orientierung des Kristalls bestimmt werden kann, bevor dieser mit dem Formhohlraum verbunden ist, ist es notwendig, eine Einrichtung zum Kontrollieren dieser Orientierung vorzusehen, wenn der Kristallkeim in den Halter mit dem Zylinder 24 eingesetzt wird.

Fig. 11 zeigt eine Einrichtung zum Kontrollieren dieser Orientierung, in der der Kristallkeim 32 mit einer ebenen Fläche 34 vorgesehen ist. Die Fläche 34 stimmt mit einer Fläche des Zylinders 24 derartig überein, daß der Kristallkeim 32 immer mit dem Zylinder 24 paßt. Beim Musteraufbau muß der Zylinder 24 relativ zum Muster genau orientiert werden, was automatisch zu einer genauen Orientierung des Kristallkeims 32 in Bezug auf die Form führt.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, in der ein Halter 36 einen mit der Form 16 verbundenen Kristallkeim 38 trägt. In diesem Beispiel ist der Halter 36 so dimensioniert, daß er mit den Abmaßen eines Durchgangs 40 während der Formherstellung übereinstimmt. Der Halter 36 wird daher solange mit der Form nicht verbunden, bis das Mustermaterial vollständig entfernt Worden ist. Bei diesem Punkt wird der Halter 36 eingesetzt.

In der Ausführungsform von Fig. 5 ist das zur Bildung des Durchgangs 40 vorgesehene Musterteil genau bemessen, um Querschnittsabmessungen vorzusehen, die mit den Außenabmessungen des Halters 36 übereinstimmen. Dieser Halter 36 kann leicht mit der erforderlichen Genauigkeit hergestellt werden, so daß er genau mit den Innenabmessungen des Durchgangs 40 übereinstimmt. Der Zusammenbau des Kristallkeims 38 mit dem Halter 36 findet unabhängig von den Formherstellvorgängen statt, was das Einstellen des Kristallkeims 38 relativ zum Formhohlraum 22 vereinfacht.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung vereinfachen in erheblichem Maße auch die Vorgänge beim Entfernen von Mustern,.da die die Halter aufnehmenden Formdurchgänge Bahnen zum Entfernen von Mustermaterial zur Verfügung stellen. Dies trifft insbesondere für die Ausführungsform von Fig. 5 zu, da der Durchmesser des Durchgangs 40 selbst dann groß sein kann, wenn der -„ Kristallkeim 38 einen sehr kleinen Durchmesser hat.

.Die Ausführungsform von Fig. 5 kann auch für eine automatische Orientierung des Kristallkeims relativ zum Formhohlraum konstruiert sein. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, kann der Halter 36 eine Ebene 42 auf einer Seite und eine entsprechende Ebene im Musterteil vor der Formbildung haben. Dadurch ist es möglich, daß der Halter 36 in die' Form nur in einer Lage einsetzbar ist, wobei die Keimkristallorientierung durch Anbringen des Kristallkeims 38 in einer genauen Lage relativ zum Halter 36 kontrolliert werden kann. Eine Orientierung des Kristallkeims relativ zum Halter 36 ist automatisch dadurch erreichbar, indem Kristallkeime und Halter mit .Ebenen, wie bei 44 gezeigt und wie es anhand der Fig. 11 erläutert worden ist, gefertigt werden.

Eine zusätzliche oder alternative Ausführungsform zum Orientieren kann den Gebrauch von Anzeigern, beispielsweise durch einen Pfeil 46 auf einem Kristallkeim und/oder durch einen solchen 48 auf einem Halter beeinhalten. Die Anzeiger 46 und/oder 48 können miteinander in einer Linie gehalten werden oder mit Anzeigern, z.B. Rücken oder Nuten,versehen sein, die in einer Form ,gebildet sind, so daß damit eine Sichteinrichtung zum Orientieren geschaffen ist. Es sind auch andere Ein-. richtungen zum Orientieren möglich, die die Verwendung von anderen Anzeigern, wie z.B. Nocken oder Nuten, vorsehen.

Die Geometrie von Kristallkeimhaltern und/oder Kristallkeimen variiert stark. Die Figuren 6A bis 6D zeigen jeweils Halter 50, 52, 54 und 56 mit möglichen anderen Ausbildungsformen für Halter. Es wird insbesondere auf die Figuren 6C und 6D hingewiesen, die Halter mit mehreren Kristallkeimen 58 zum mehrfachen Lokalisieren für das Auslösen von Kristallwachstum innerhalb einer Form aufweisen.

Wie in den Figuren 5 und 8 gezeigt ist, können Kristallkeime 38 und 60 eine Länge haben, die über die Bohrlänge der jeweiligen Halter hinausgeht. Ein derartiges Vorstehen eines Kristallkeims erhöht die Wahl der Gießparameter, was zu einer kontrollierten Kristallkeimrückschmelze (seed melt back) und nachfolgendem Aufwachsen (epitaxial growth) führt. Die gewählten Parameter müssen die Bildung von unerwünschten gleichachsigen Kornindividuen, z.B. durch "Abkühlen" auf der Keimoberfläche, vermeiden.

Es ist jedoch auch vorgesehen, daß der Kristallkeim kurz vor der Verbindung zwischen dem Halterdurchgang und dem Formhohlraum endet. Mit dem bloßgelegten ;

ι Ende des Kristallkeims, welcher kurz vor dieser Ver- -.j

bindung angesiedelt ist, tritt das einen Gegenstand
bildende Material in den Durchgang zum Kontakt mit dem
bloßgelegten Ende ein, um mit der Bildung des Gegenstandes
zu beginnen.

Unter normalen Umständen würde die Oberfläche des
Halters, der mit dem Gegenstandshohlraum (der "Spitze")

in Verbindung steht, eine Ebene parallel zur Abkühlungs- \ platte bilden. Diese Anordnung erleichtert den Wieder- ί

gebrauch von Kristallkeimen und -haltern, und zwar |

dadurch, daß sie nach dem Gießen leicht abtrennbar und j?

ρ einfach wieder in eine andere Form einsetzbar sind." Es |

kann unter bestimmten Umständen jedoch von Vorteil sein, t die vordere Fläche des Halters 36 konisch so auszubilden, K

daß sie mit der Neigung des benachbarten Rampenteils der t

Innenfläche des Formhohlraums 22 übereinstimmt und im Z

wesentlichen dazu eine Verlängerung bildet. Dies ist durch ,.; die konischen Flächen in Fig. 5 gezeigt, die mit der i~-

Neigung der benachbarten Formflächen 64 übereinstimmen.
Diese Geometrie kann gleichzeitiges Längs- und Querwachstum eines Einzelkristalles in den Formhohlraum 22 er-

leichtern.

Die Figuren 7 bis 9 zeigen eine weitere Ausführungsform, wonach Kristallkeimhalter 66 aus keramischem
Material mit Innenhohlräumen ausgebildet sind. Diese Hohlräume sind mit einem Material von höherer Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. Natrium oder Kupfermetall, gefüllt. Es

ist naheliegend, daß bei der Bildung von Einzelkristallen
es wünschenswert ist. Wärme in Längsrichtung mit Hilfe

einer Abkühlungsplatte 70 der in Fig. 5 gezeigten Art abzuziehen. Die in den Figuren 7 bis 9 gezeigte Anordnung neigt zur Erhöhung des Temperaturgradienten in Längsrichtung und beeinflußt auch in günstiger Weise die Erstarrungsgeschwindigkeit. Es können auch andere Einrichtungen für die Konstruktion der Halter verwendet werden, um eine "Wärme"rohranordnung vorzusehen, mit der die Erstarrungsbedingungen verbessert werden.

In der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist eine Form 70 dargestellt, bei der die Längsachse des Formhohlraumes 72 bei einem Winkel zur Senkrechten und daher relativ zur Abkühlungsplatte 78 geneigt ist. Der Kristallkeimhalter 74 und der Kristallkeim 76 sind mit ihren Längsachsen parallel zur Längsachse des Formhohlraumes 72 orientiert.

Die gezeigte Anordnung kann bei der Verbesserung der Stabilität (soundness) der richtungserstarrten Gießwaren nützlich sein, wobei die Vorteile bei Verwendung eines Kristallkeimes, der in einem Kristallkeimhalter enthalten ist, aufrechterhalten werden. Insbesondere wird unter normalen Umständen die "Längs"achse des Teiles im wesentlichen senkrecht zur Abkühlungsplatte (oder zu anderen Einrichtungen der Wärmeabfuhr) liegen und daher parallel zur Richtung der Wärmeabfuhr sein. Im Falle der flächen-zentrierten kubischen Metallerstarrung unter Einsatz eines <001> -Kristallkeimes wird beispielsweise der sich ergebende < 001> -Kristall parallel zur Längsachse des Teiles wachsen.

Die Anordnung von Fig. 12 erfaßt Situationen, bei denen die Längsachsen des Formhohlraumes, des Halters und des Kristallkeims bei Winkeln mit Ausnahme von 90°

relativ zur Abkühlungsplatte liegen. Spitze Neigungswinkel, beispielsweise solche bis etwa 15° (von der Senkrechten), können effektiv zur Verbesserung der Stabilität von Gießwaren dienen, insbesondere in "Ecken" 5 oder andernfalls in "blinden" Horizontalflächen, wie z-.B. in den Plattformen von Gasturbinenschaufeln oder -leitschaufeln, indem der Zugang von "Zufuhrmetall" während der Erstarrung ermöglicht wird. Es sollte be- * merkt werden, daß in einer solchen Situation die Orientierung des Halters nicht parallel zur Längsachse des"geneigten" Gegenstandes sein muß. Es kann wünschenswert sein, einen Kristallkeim von etwas unterschiedlicher Orientierung zu wählen, um die Schrägstellung des Gießwarenhohlraumes"auszugleichen".

Ebenso vorgesehen ist die Verwendung spitzer oder stumpfer Neigungswinkel, beispielsweise bis zu etwa 75°, um Kristallorientierungen in dem Gegenstand zu erzielen, die unterschiedlich gegenüber denen des Kristallkeims sind. Beispielsweise könnte ein Halter mit einem<001>Kristallkeim (mit einer genauen Sekundärorientierung) benutzt werden, um einen Gegenstand mit einer <111> Orientierung (relativ zu seiner Längsachse) zu erzeugen, indem der Formhohlraum um etwa 54,7° zur Abkühlungsplatte geneigt wird.

; Die beschriebenen Halter können auch in Verbindung mit einem weiteren Halter, beispielsweise mit dem in Fig. 4 gezeigten, benutzt werden. So bildet der Zylinder 24 eine Öffnung, die dimensional mit den Außenabmessungen des Halters übereinstimmt, der einen oder mehrere Kristallkeime hält. Der letztere Halter kann dann innerhalb des Zylinders 24 zu irgendeiner geeigneten Zeit vor Einführen des Formmaterials in den Formhohlraum positioniert werden.

Wie erläutert wurde, ist die Erfindung zum Gießen von Metallen, insbesondere für Metalle von Superlegierungen mit typischem Einsatz für Turbinenschaufeln und -leitschaufeln geeignet. Die Erfindung ist jedoch auch für andere Strukturumwandlungen, z.B. für eine gerichtete Rekristallisation und für Fest-Fest - Phasenänderungen anwendbar.

Insbesondere ist vorgesehen, daß kristallines oder nichtkristallines Pulver, Flocken oder anderes festes Material in den Formhohlraum eingesetzt wird. Solches Material, das bevorzugt mindestens eine Dimension von weniger als etwa 0,254 mm (0,01") hat, kann z.B. unter Verwendung von isostatischem Heißpressen, dynamischer Kompaktierung oder Sinterung verfestigt und dann richtungsrekristallisiert oder in einen Festkörperzustand innerhalb des Formhohlraumes umgewandelt werden.

Das Material zur Herstellung von Haltern kann aus bekannten keramischen Werkstoffen, z.B. aus Aluminium- oder Zirkondioxid, hergestellt werden. Die Zusammensetzung des Kristallkeims hängt natürlich von der Zusammensetzung des in einer Form zu bildenden Gegenstandes ab, wobei eine Verdoppelung nicht erforderlich ist. So ist z.B. die Verwendung eines "Universal"kristallkeim-Werkstoffes (z.B. reines Nickel für alle Nickel-Legierungen) vorgesehen.

ι ■ Es wird darauf hingewiesen, daß auch Änderungen

und Abwandlungen möglich sind, ohne dabei von der Erfindung abzuweichen, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

QMz₁Dr.Fuchs,Dr.Härders ^:..^:..^: " ^:.„^::„.^:

PatentanwSJie " * * Ti 97QQ /

Postfach 700345 ο O Z / α Ο £*

Schnöckeniiofetraße 27 2 Ausist 1 qr^

D-e000 Frankfurt am Main 70 august 1983

Teteton (0311) 617079 -_s ^ Se Höwmet Turbine Components Corporation, Greenwich, CT/U.S..A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Gegenstandes mit einer vorgegebenen kristallinen

Orientierung

Patentansprüche

i. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einer vorgegebenen kristallinen Orientierung, bei dem mindestens ein Kristallkeim in einer Form mit einem Hohlraum positioniert "ist, welcher die Gestalt des zu bildenden Gegeni__jstanä'es 'hat, und bei dem Material zur Bildung des Gegen- » fov-standes^jtn den Formhohlraum eingeführt wird, wobei die kristalline Struktur gebildet wird, die an der Stelle des Kristallkeims beginnt und dann über den ganzen Formhohlraum fortschreitet und bei dem die Form von der Art ist, wie sie entsteht, wenn ein Modell gebildet, Formmaterial um das Modell herum angeordnet und das Modell danach entfernt wird,dadurch gekennzeichnet, daß zum Anordnen des Kristallkeims im Muster ein Abschnitt von großer Querschnittsdimension relativ zur Querschnittsdimension des Kristallkeims vorgesehen wird; der eine Verlängerung desjenigen Modellteiles darstellt, welches der Ausbildung des Formhohlraums diente, wobei nach Entfernen des Modells ein zum Formhohlraum führender Durchgang gebildet wird, daß ein Halter um Durchgang vorgesehen wird, in dem der Kristallkeim angebracht ist, so daß er dem den Gegenstand bildenden •Material ausgesetzt wird, das in den Formhohlraum zur Bildung der kristallinen Struktur eingeführt wird.

_ ο —
2. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, welches das Muster bildet, mindestens teilweise durch den Durchgang entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Halter mit dem Muster verbunden wird; die Form um die Außenfläche des Halters gebildet wird, wobei der Halter mit der Form nach Entfernen des Musters verbunden bleibt und der Kristallkeim im Halter nach dem Entfernen des Musters angeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter ein keramisches Teil mit' einem Innendurchgang aufweist, wobei die Außenflächen des Kristallkeims mit den Innenflächen des Halters übereinstimmen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anordnen des Halters im Durchgang anschließend an das Entfernen des das Muster bildenden Materials aus dem Formhohlraum erfolgt, wobei der Kristallkeim im Halter vor dem Anordnen des Halters im Durchgang angebracht wird..

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Form eine keramische Form aufweist, die nach dem Entfernen des Musters gebrannt werden muß, und der-Halter nach dem Brennen eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallkeim relativ zum Formhohlraum zum

-Steuern" der Längs- und Querkristallorientierung ""-in -dem -ztr bildenden'^Gegenstand—ausgerichteT" "wird,—

■ν

8. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einer vorgegebenen kristallinen Orientierung, wonach mindestens ein Kristallkeim in einer Form mit einem Hohlraum positioniert wird/ welcher die Gestalt des zu bildenden Gegenstandes hat, und wonach das Material zur Bildung des Gegenstandes in den Formhohlraum eingeführt wird, wobei die kristalline Struktur gebildet wird, die an der Stelle des Kristallkeims beginnt und dann über den ganzen Formhohlraum fortschreitet, wobei die Form von der Art ist, wie. sie entstellt, wenn ein Modell, gebildet., Formmaterial um das Modell herum angeordnet und das Modell •danach entfernt wird.., * dadurch gekennzeichnet, daß im Muster ein Abschnitt von großer Querschnitts-• dimension relativ zur Querschnittsdimension des Kristall-

±5 keimes vorgesehen wird; der Musterabschnitt eine Verlängerung des verwendeten Musterteilabschnitts zur Bildung des Formhohlraums aufweist; Formmaterial um das Muster eingeführt und dann das Muster entfernt wird, wobei der Formhohlraum entsteht, und auch ein zum Formhohlraum führender Durchgang in dem Gebiet gebildet wird, das vorher durch den Musterabschnitt besetzt war, und daß ein Halter in den Durchgang eingeführt und der Kristallkeim in den Halter eingesetzt wird, wobei der Kristallkeim dem den Gegenstand bildenden Material ausgesetzt wird, das in den Formhohlraum zur Bildung der kristallinen Struktur eingeführt wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einer vorgegebenen kristallinen Orientierung, wonach mindestens ein Kristallkeim in einer Form mit einem Hohlraum positioniert wird, welcher die Gestalt des zu bildenden Gegenstandes hat, und wonach das Material zur Bildung des Gegenstandes in den Formhohlraum eingeführt wird, wobei

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die kristalline Struktur gebildet wird, die an der Stelle des Kristallkeims beginnt und dann über den ganzen Formhohlraum fortschreitet, wobei die Form von der Art ist, wie sie .entsteht, wenn ein Modell gebildet, Formmaterial um das Modell herum angeordnet und das Modell danach entfernt wird , . dadurch gekennzeichnet, daß ein an den Enden offener, vorgeformter Halter mit dem_# Muster verbunden wird; der Halter eine Verlängerung des Musterteilabschnitts schafft, der zur Bildung des Formhohlraums dient; ein Durchgang durch den Halter gebildet wird; der Formhohlraum durch Einsetzen von Formmaterial um das Muster gebildet und dann das Muster entfernt wird; und daß ein Kristallkeim in den durch den Halter gebildeten Durchgang eingeführt wird, wobei der Kristallkeim dem den Gegenstand bildenden Material ausgesetzt wird, das in den Formhohlraum zur Bildung der kristallinen Struktur eingeführt wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit einer vorgegebenen kristallinen Orientierung, wonach mindestens ein Kristallkeim in einer Form mit einem Hohlraum positioniert wird,^welcher die Gestalt des zu bildenden Gegenstandes hat, und wonach Material zur Bildung des Gegenstandes in den Formhohlraum eingeführt wird, wobei die kristalline Struktur gebildet wird, die an der Stelle des Kristallkeims beginnt und dann über den ganzen Formhohlraum fortschreitet; die Form von der Art ist, wie sie entsteht,, wenn"ein Modell gebildet, Formmaterial um das Modell herum angeordnet und das Modell danach entfernt wird , . dadurch gekennzeichnet, daß ein an den Enden offener, vorgeformter Halter mit dem Muster verbunden wird; der Halter eine Verlängerung des Musterteilabschnitts schafft, der zur Bildung des Formhohlraums-dient; ein Durchgang durch den Halter

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gebildet wird;· der Formhohlraum durch Einsetzen von Formmaterial um das Muster entsteht und dann das Muster entfernt wird; ein zweiter Halter vorgesehen ist, wobei der Kristallkeim in den zweiten Halter und der zweite Halter in den Durchgang eingesetzt wird, wobei der Kristallkeim dem den Gegenstand bildenden Material ausgesetzt wird, das in den Formhohlraum zur Bildung der kristallinen Struktur eingeführt ™ird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallkeime relativ zum Formhohlraum zum . Steuern . · der Längs-, Quer- oder der Längs- und Querkristallorientierung der zu formenden Gegenstände ausgerichtet wexden.

12. Verfahren nach .Anspruch 8 oder 10, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Form eine keramische Form aufweist, die nach dem Entfernen des Musters gebrannt werden muß und der Halter in den Durchgang nach dem Brennen eingesetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das den Formhohlraum bildende Mustermaterial mindestens teilweise durch den Durchgang entfernt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallkeim im Halter vor Einsetzen des Halters in den Durchgang angebracht wird.

1.5. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallkeim im zweiten Halter vor Einsetzen des zweiten Halters in den Durchgang angebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet/ daß das Mustermaterial im Durchgang angeordnet und aus dem Durchgang nach Bildung der Form entfernt wird.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter aus einem Material gefertigt sind, welches aus keramischen Werkstoffen und

Metallen mit hohen Schmelzpunkten und Legierungen gewählt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,-dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang mindestens einen keramischen oder metallischen Verstärker aufnimmt, der sich in das Muster erstreckt, um eine zusätzliche Starrheit während des Musterzusammenbaus und dem Hantieren vorzusehen, und daß der Verstärker aus dem Formhohlraum und dem Durchgang während der Musterentfernung beseitigt wird.

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19. Verfahren nach den Ansprüchen 8,9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallkeim relativ zum Formhohlraum zum Kontrollieren der Längs- und Querkristall-Orientierung in dem zu bildenden Gegenstand orientiert wird; der Halter oder der zweite Halter im Durchgang unter Benutzung sichtbarer oder geometrischer Anzeiger wie Markierungen, Rücken oder Nuten positioniert wird.

20. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand durch Verfestigen gebildet wird und ein . Einkristall ist.

21. Verfahren nach den Ansprüchen 8. 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand durch Verfestigen gebildet wird und eine säulenförmig orientierte Kristallstruktur aufweist.

22. Verfahren nach den Ansprüchen 8,9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand dadurch gebildet wird, indem mehrere Stücke von festem Material mit mindestens einer Dimension von weniger als etwa 0,254 mm (0,01") im Formhohlraum untergebracht sind; das feste Material verfestigt., und richtungs-rekristallisiert wird.

23. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand dadurch gebildet wird, indem mehrere Stücke von festem Material mit mindestens einer Dimension von weniger als etwa 0,254 mm (0,01") im Formhohlraum untergebracht sind; das feste Material verfestigt und eine Umwandlung im festen Zustand erfährt.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,

daß der Gegenstand eine säulenförmig orientierte Struktur hat,

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

daß der Gegenstand eine säulenförmig orientierte Struktur hat,

26. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand eine Maschinenkomponente aufweist, die während des Betriebes bei hohen Temperaturen widerstandsfähig ist und aus einem Glied geformt ist, das aus einer Legierung auf der Basis von Nickel, Kobalt oder Eisen besteht.

27. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand eine Maschinenkomponente aufweist, die während des Betriebes bei hohen Temperaturen widerstandsfähig ist und aus einem Glied geformt ist, das aus einer Legierung auf der Basis von Nickel, Kobalt oder· Eisen besteht

28. Verfahren nach Anspruch. 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand eine Maschinenkomponente aufweist, die während des Betriebes bei hohen Temperaturen widerstandsfähig ist und aus einem Glied geformt ist, das aus einer Legierung auf der Basis von Nickel, Kobalt oder Eisen besteht.

29. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kristallkeime mit dem Halter verbunden "werden, um dem den Gegenstand bil— denden Material ausgesetzt zu sein.

30. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das frei zugängliche". Ende des

. Kristallkeims im Durchgang angeordnet ist, wobei das den Gegenstand bildende Material in den Durchgang zum Kontakt mit dem frei zugänglichen Ende eintritt.

31. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Form auf einer Abkühlungsfläche angeordnet und die Achse der Form^un deinem Winkel" relativ zu einer Linie positioniert ist, die sich senkrecht von der Abkühlungsfläche weg erstreckt, wobei die Form relativ zur Abkühlungsfläche geneigt ist.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Halters und der damit verbundene Kristall im wesentlichen parallel mit der Längsachse für die Form verlaufen.

33. Form zur Verwendung bei der Herstellung eines Gegenstandes mit einer vorgegebenen kristallinen Orientierung, wobei" mindestens ein Kristallkeim in der Form

positioniert wird, deren Hohlraum die Gestalt des zu bildenden Gegenstandes hat, und -wobei Material zur Bildung des Gegenstandes in den Formhohlraum eingeführt wird, wodurch die kristalline Struktur gebildet wird, die an der Stelle des Kristallkeims beginnt und dann über den ganzen Formhohlraum fortschreitet und bei der die Form von der Art ist, die dadurch entsteht, daß ein - ■ Modell gebildet, Formmaterial um das Modell herum angeordnet und das Modell danach entfernt wird, gekennzeichnet durch Mittel zum Anordnen des Kristallkeims (z.B. 38) relativ zur Form (i6), die einen Durchgang (z.B. kO) in der Nähe des Formhohlraumes (22) bilden* welcher einen großen Querschnitt relativ zum Querschnitt des Kristallkeims (z.B. 38) hat, und der eine Verlängerung des Formhohlräume (22) umfaßt, und einen im Durchgang (kO) posi-. tionierten Halter (z.B. 36) in dem der Kristallkeim (38) befestigt ist, wodurch der Kristallkeim (38) zur Bildung der Kristallstruktur frei zugänglich innerhalb des Formhohlraums (22) angeordnet ist.

3^. Form nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (40) eine Dimension hat, die groß genug ist, so daß Ms Modell (iO) bildende Material zumindest teilweise durch den Durchgang (40) entfernbar ist.

35. Form nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (36) ein keramisches Teil aufweist, das einen Innendurchgang bildet, wobei die Außenflächen des Kristallkeims (38) mit den Innenflächen des Halters (36) übereinstimmen.

36. Form nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Ausrichten des Kristallkeims (38) relativ zum Forrahohlraum (22) zum Steuern der Längsund Querkristallorientierung in dem zu bildenden Gegen— stand vorgesehen sind.

37. Form nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,daß passende Bezugsflächen (42,44) durch mindestens eines der Paare gebildet sind, die den Kristallkeim (38) und den Halter (36),sowie den Halter (36) und den Formdurchgang (40)aufweisen, um die Einrichtung zum Orientieren des ' " Kristallkeims (38) relativ zum Formhohlraum (22) vorzusehen.

38. Form nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß Markierungen (46, 48) zumindest an einen der Teile, nämlieh dem Kristallkeim (38), dem Halter (36) und/oder der Form (i6) ausgebildet sind, um eine Einrichtung zum Ausrichten des Kristallkeims relativ zum Formhohlraum (22) ■ zu bilden.

39. Form nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,daß in

der Form Oberflächenteile (62) vorgesehen sind, die sich im Winkel nach oben weg vom Durchgang (40) erstrecken, wobei die frei zugänglichen Flächen des Kristallkeims (38) innerhalb des Fprmhohlraumes (22) eine entsprechende Neidung aufweisen, die mit der Neigung der Formoberflächenteile übereinstimmt..

40. Form nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,daß der Kristallkeim (38) über den Halter (36) innerhalb des Formhohlraums (22) vorsteht.

41. Form nach'Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, "daß sich das freizugängliche Ende des Kristallkeims (38) bis kurz vor dem Übergang zwischen dem Durchgang (40) und dem Formhohlraum (22) erstreckt.

42. Form nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine keramische Form vorgesehen ist, die nach Entfernen des Modells (10) ein Brennen erfordert.

43. Form nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kristallkeim (38) in einen ersten Halter (36) eingesetzt· ist , und ein zweiter Halter vorgesehen ist, durch den der Durchgang begrenzt ist,' wobei isr erste '." Halter (36) mit dein, zugehörigen Kristallkeim (38)' innerhalb des zweiten Falters aufgenommen ist.

44. Form nach dem Anspruch 33 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter aus einem Material gefertigt sind, :äas aus keramischen Werkstoffen und hochschmelzenden Metallen und Legierungen gewählt wurde.

45. Form nach dem Anspruch 33 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (30) mindestens einen keramischen oder metallischen Verstärker (28) aufnimmt, der sich in das !Modell (10) erstreckt, um eine zusätzliche Starrheit während des Musterzusammenbaus und des Hantierens vorzusehen, und daß der Verstärker (28) aus dem Formhohlraum (22) und dem Durchgang (30) während der Entfernung des Modells (10) beseitigt wird.

46. Form nach Anspruch 33 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kristallkeime (58) mit dem Halter (54) verbunden sind, die dem den Gegenstand bildenden Material ausgesetzt sind.

47. Form nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abkühlungsfläche (78) zum ^Ullters.^tHl?^ei^lorm (70) vorgesehen ist, wobei die Längsachse der Form (70) unter einem

Winkel relativ zu einer Linie positioniert ist, die sich vertikal weg von der Abkühlungsfläche (78) erstreckt, wobei die Form (70) relativ zur Abkühlungsfläche (78) geneigt ist.

48. Form nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Halters (74) und des zugehörigen Kristallkeimes (76) im wesentlichen parallel zur Längsachse der Form (70) verlaufen.