DE102011089348A1

DE102011089348A1 - Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils und Gussform

Info

Publication number: DE102011089348A1
Application number: DE102011089348A
Authority: DE
Inventors: Mario Tränkner; Christoph Leyens
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils 4, wobei ein schmelzbares Modell 1 des Gussbauteils 4, unter Verwendung des Modells 1 eine Gussform 3 hergestellt wird, anschließend der in der Gussform 3 erzeugten Hohlraum 6 mit dem Basismaterial 8 des Gussbauteils 4 und das Basismaterial 8 verfestigt und die Gussform 3 entfernt wird. Um eine aus den verschiedensten Materialien herstellbare und dauerhafte Beschichtung des Gussbauteils 4 für die unterschiedlichsten Anwendungen zu erzielen, wird auf das Modell 1 vor dessen Ummantelung mit dem Formstoff durch ein nichtthermisches Verfahren eine Schicht eines das Gussbauteil 4 später zumindest abschnittsweise bedeckenden Beschichtungsmaterials 2 aufgetragen. Die Schicht wird anschließend verfestigt, so dass das Beschichtungsmaterial 2 nach dem Ausschmelzen des Modells 1 aus der Gussform 3 die Oberfläche des Hohlraums 6 der Gussform 3 zumindest teilweise bedeckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils, insbesondere eines Feingussbauteils, und mit dem Verfahren hergestelltes, beschichtetes Gussbauteil.
Feingussbauteile sind solche Gussbauteile, die sich durch kleine bis kleinste Abmessungen oder Details des Gussbauteils auszeichnen sowie durch hohe Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität. Um diese Anforderungen zu erfüllen wird mit dem so genannten Wachsausschmelzverfahren, z.B. auch als Feinguss oder „Investment Casting“ bezeichnet, ein Verfahren genutzt, das aufgrund der Verwendung eines aus leicht formbaren und schmelzbaren Materialien, wie z.B. Wachs oder Kunststoffen, für ein positives Modell des Gussbauteils die gewünschten Eigenschaften des gegossenen Bauteils realisieren oder zumindest nahezu realisieren kann. Das Wachsausschmelzverfahren ist besonders für Feingussbauteile grundsätzlich aber auch für andere Gussbauteile geeignet. Dementsprechend ist die nachfolgende Beschreibung allgemein auf Gussbauteile bezogen.
Beim Wachsausschmelzverfahren wird das herzustellende Gussbauteil aus einem geeigneten form- und schmelzbaren Material als so genanntes Wachsmodell hergestellt. Dieses wird, meist durch mehrmaliges Tauchen in eine keramische Dispersion, einen Schlicker, mit einem keramischen Formstoff ummantelt, so dass eine form- und thermisch stabile keramische Gussform entsteht. Nach dem Ausschmelzen des Modells aus der Gussform und deren anschließendem Verfestigen durch Sintern und/oder Brennen, weist die Gussform einen Hohlraum auf, welcher dem herzustellenden Gussbauteil entspricht, unter Berücksichtigung möglicher Schrumpfungsprozesse des zu gießenden und zu verfestigenden Gussbauteils.
Ein solches Verfahren ist z.B. in der US 2,880,486 beschrieben. In diesem Verfahren wird zur Verminderung des Schrumpfungsverhaltens und zur Ausbildung kleiner, z.B. hinterschnittener Details die Gussform innenseitig mit einem Material ausgekleidet, das aus dem Material des Gussbauteils oder einem damit verlötbaren Material besteht. Zur Auskleidung der Gussform wird das fertige Modell durch Vakuumbeschichtung mit dem auszukleidenden Material beschichtet und mit dem derart modifizierten Modell die Gussform hergestellt. Nach dem Ausschmelzen des Modells ist die innere Oberfläche der Gussform mit dem Material beschichtet, so dass sich das Beschichtungsmaterial beim nachfolgenden Gießen aufgrund des Materialmatchings mit dem Material des Gussbauteils thermisch verbinden kann.
Mitunter ist es erforderlich, auf Gussbauteile Beschichtungen aufzubringen, z.B. zum Verschleiß- und Oxidations-Korrosionsschutz oder zur Wärmedämmung. Bei den Beschichtungswerkstoffen kommen heute alle Werkstoffklassen zum Einsatz, Kunststoffe, Metalle und Keramiken, in Abhängigkeit von der herzustellenden Oberflächeneigenschaft des Gussbauteils. Zur Aufbringung von Schichten steht eine Vielzahl von Verfahren zur Verfügung, z.B. die thermischen Beschichtungsverfahren wie das Plasmaspritzen, CVD-Verfahren oder PVD-Verfahren wie die Verdampfung oder das Sputterverfahren. Nicht zuletzt die Wirtschaftlichkeit entscheidet über den Einsatz von Werkstoffsystemen und Beschichtungsverfahren. Daher werden insbesondere zur Herstellung dickerer Schichtsysteme kostengünstige Herstellungsverfahren verwendet, zu denen u. a. die Galvanik, das Sol-Gel-Verfahren, die Slurry-Technik, das Emaillieren und das Schmelztauchen zählen.
In der „Slurry"-Technik (Schlicker-Technik) wird ein Schlicker bestehend aus Pulver des Beschichtungsmaterials und Lösungsmittel bzw. Binder auf das Bauteil aufgebracht, getrocknet und anschließend bei erhöhten Temperaturen gesintert. Die Beschichtung von metallischen Gegenständen mit Siliziumkarbid mittels Schlicker-Technik zur Verbesserung der chemischen, thermischen und mechanischen Beständigkeit des Gegenstandes wird in der US 2008/0118758 A1 beschrieben.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils und eine mit dem Verfahren herstellbare Gussform anzugeben, welches eine aus den verschiedensten Materialien herstellbare und dauerhafte Beschichtung des Gussbauteils für die unterschiedlichsten Anwendungen gestattet.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Gussform nach Anspruch 11 vorgeschlagen. In den jeweils darauf bezogenen abhängigen Ansprüchen werden vorteilhafte Ausgestaltungen beschrieben.
Erfindungsgemäß findet der Beschichtungsprozess während des gesamten Herstellungsprozesses des Gussbauteils statt, beginnend bei der Modell- und der Gussformherstellung über das Gießen bis hin zur Fertigstellung des Gussbauteils. Es sind keine weiteren energie- und zeitaufwendigen nachträglichen Verfahrensabläufe erforderlich, was erhebliche Kosteneinsparungen in der Produktion zur Folge hat. Des Weiteren bestehen kaum Beschränkungen hinsichtlich der erzielbaren Schichtdicken. Insbesondere entfallen diesbezügliche verfahrenstechnische Probleme, sowohl für PVD- als auch für CVD-Beschichtungsverfahren des Gussbauteils.
Erfindungsgemäß erfolgt der Auftrag des Beschichtungsmaterials, welches nach Abschluss der Gussbauteilherstellung das Gussbauteil bedeckt, auf dem Modell durch ein nichtthermisches Verfahren. Darunter sind alle solche Verfahren zu zählen, die ein Auftragen und Anhaften des Materials auf bzw. am Modell ohne thermische Aktivierung des Materials auf dem Modell erfordern, wie es PVD- und CVD-Verfahren inhärent ist. Hier kommen insbesondere Verfahren wie tauchen, besprühen, bestreichen des Modells in Betracht. Das nichtthermisch Verfahren gestattet es zudem, dass auf einfache Weise auch nur Teilbeschichtungen erfolgen können, z.B. wenn es für die Verwendung oder Weiterverarbeitung des beschichteten Gussbauteils vorteilhaft ist.
Sofern das Beschichtungsmaterial in einer Suspension aufgetragen wird, kann nach dem Auftrag ein Trocknen der Suspension zum Entfernen der Suspensionsflüssigkeit auch unter Wärmeeinwirkung vorteilhaft sein. Diese Wärmeeinwirkung erfolgt dann jedoch erst nach dem Auftragen und zum Trocknen und selbstverständlich mit einer Temperatur, die das schmelzbare Modell nicht verändern.
Zur erfolgreichen Beschichtung eines Feingussbauteils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren muss das Beschichtungsmaterial in Bezug auf das verwendete Material des Gussbauteils einige Eigenschaftskombinationen erfüllen. Häufig können die Anforderungen an die Eigenschaftskombinationen bereits durch das Beschichtungsmaterial realisiert werden. Soweit es die Verwendung des Gussbauteils gestattet, ist aber auch dessen Material entsprechend anpassbar oder variierbar. Die Wahl des Beschichtungsmaterials hängt neben dessen Zweck, im Bezug auf das zu beschichtende Gussbauteil, auch von dessen Verarbeitbarkeit im erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren ab. So soll das Beschichtungsmaterial wie oben beschrieben nichtthermisch auftragbar sein. Darüber hinaus soll das Beschichtungsmaterial nach dem Auftrag zu verfestigen sein. Die Verfestigung gestattet es, dass das beschichtete Modell für die übliche Gussformherstellung verwendbar ist. Diese erfolgt durch Ummanteln des beschichteten Modells mit einem Formstoff, z.B. durch wiederholtes Tauchen in einen Keramikschlicker. Sie gestattet es ebenso, dass die Schicht nach dem Ausschmelzen des Modells aus der Gussform formstabil in der Gussform verbleibt und deren Innenfläche (Oberfläche des Hohlraums in der Gussform), zumindest teilweise dort wo das Modell zuvor beschichtet war, bedeckt.
In Abhängigkeit z.B. von dem verwendeten Modell-, Gussform- und Beschichtungsmaterial kann entsprechend einer Ausgestaltung des Verfahrens die Schicht des Beschichtungsmaterials mit einer Schlichte überzogen wird. Dieser Überzug soll das feste Anbinden des Beschichtungsmaterials an der Gussform verhindern, so dass später die Gussform ohne Beschädigung der Beschichtung vom Gussbauteil zu lösen ist. Zu diesem Zweck erfolgt der Überzug mit einer Schlichte vor der Ummantelung des beschichteten Modells mit dem Formstoff.
Im Bereich der Gießereitechnik sind Schlichten Überzugsstoffe, die auf Formen und Kerne aufgetragen werden, um die poröse Formteiloberfläche zu glätten. Dazu werden fein gemahlene feuerfeste bis hochfeuerfeste Stoffe als Grundmaterial benutzt. Die Überzugsschicht isoliert den Untergrund und schützt vor thermischer Belastung durch die Schmelze des Materials des Gussbauteils, auch als Basismaterial bezeichnet.
Je nach Zweck der Beschichtung des Gussbauteils oder Art des Beschichtungsmaterials oder Art des Auftrags oder auch durch einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung des Gussbauteils bedingt kann es erforderlich sein, dass das Beschichtungsmaterial nach dem Ausschmelzen des Modells zumindest teilsweise thermisch verfestigt wird. Dies kann erforderlich sein, wenn die Formstabilität der Schicht für das nachfolgende Verfüllen der Gussform mit dem Material des Gussbauteils oder das spätere Entfernen der Gussform nicht ausreichend für das gewünschte Beschichtungsergebnis sein könnte. Eine solche thermische Verfestigung kann z.B. bereits bei einem Brennen des Grünlings der Gussform nach der Ummantelung des beschichteten Modells und dessen Ausschmelzen erfolgen. In diesem Fall ist auch dieser Schritt ohne zusätzlichen Zeit-, Anlagen- oder Energieaufwand möglich. Alternativ kann die Verfestigung auch in einem separaten, gezielt darauf abgestimmten Schritt mit einem anderen geeigneten Verfahren erfolgen.
Der Verwendung geeigneter Eigenschaftskombinationen des Beschichtungsmaterials und des Materials des Gussbauteils sind mitunter durch den Zweck beider Materialien Grenzen gesetzt. Aus diesem Grund oder zur Einstellung spezieller Eigenschaften der Beschichtung wird entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Beschichtungsmaterial aus mehreren Teilschichten ausgebildet. Diese Teilschichten können Sprünge in den Eigenschaften der beiden Materialien verringern, indem sie entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung variierende Schichteigenschaften aufweisen oder in Verbindung miteinander die gewünschte Eigenschaft, z.B. ein optisches Erscheinungsbild oder eine chemische und/oder mechanische Beständigkeit, bewirken.
Als problematisch erweisen sich insbesondere die thermischen Ausdehnungskoeffizienten beider Materialien. Diese müssen genügend weit beieinander liegen um ein Abplatzen der entstandenen Schicht vom Gussbauteil zu unterbinden. Um Differenzen im thermischen Ausdehnungskoeffizient auszugleichen, können die Einzelschichten z.B. als Gradientenschichten mit über die Dicke der gesamten Schicht variierendem thermischem Ausdehnungskoeffizienten aufgetragen werden. Dazu kann die Schicht durch mehrmaliges Auftragen dünner Schichten mit variierender Zusammensetzung auf dem Modell hergestellt werden. Die sich aus den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten benachbarter Materialien ergebenden thermischen Spannungen sind mit bekannten Verfahren kalkulierbar und simulierbar, so dass die erforderlichen Teilschichten vor der Herstellung optimiert werden können.
Ergänzend oder alternativ zu einer solchen Ausgestaltung der Beschichtung können auch Maßnahmen zur Haftverbesserung der Beschichtung auf dem Gussbauteil erforderlich sein. Das kann z.B. durch die Anordnung einer oder mehrerer haftvermittelnden Schichten erfolgen, von denen eine direkt an das Gussbauteil angrenzt. Eine Haftungsverbesserung kann z.B. erzielt werden, indem die haftvermittelnde Schicht eine Mischung der Materialien des Beschichtungsmaterials und des Materials des Gussbauteils, als Basismaterials bezeichnet, umfasst.
Auch das Auftragen dieser Schicht kann, wie optional auch der Überzug mittels einer Schlichte, entsprechend weiterer Ausgestaltungen des Verfahrens durch nichtthermische Beschichtungsverfahren erfolgen. Hinsichtlich des Verfahrens und dessen Vorteile wird auf die obigen Darlegungen dazu verwiesen.
Entsprechend einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Auftragen des Beschichtungsmaterials nichtthermisch durch die bekannte Schlickertechnik erfolgen. Wie oben bereits dargestellt wird dazu das Modell einmal oder mehrfach in einen Schlicker mit einer Beschichtungsphase getaucht und die sich ablagernde Schicht getrocknet. Bei mehrfachem können Schlicker, wie oben beschrieben, auch voneinander abweichende Beschichtungsphasen zur Herstellung voneinander abweichender Teilschichten umfassen.
Bei der Verwendung der Schlickertechnik kann es des Weiteren vorteilhaft sein, wenn ein Beschichtungsmaterial aufgetragen wird, dessen Sintertemperatur im einem Temperaturbereich liegt, der durch die Schmelztemperatur und/oder die notwendigen Wärmebehandlungstemperatur des Materials des Gussbauteils und die Temperatur zur Verfestigung der Gussform liegt. Damit kann die Beschichtung im Verlauf weiterer Herstellungsschritte des Gussbauteils, insbesondere dem Verfestigen, z.B. Brennen, der Gussform und abschließender thermischer Behandlungen des Gussbauteils, in ihrer Haftung und ihren schützenden Eigenschaften verbessert werden.
Ergänzend oder alternativ kann zu diesem Zweck das beschichtete Gussbauteil nach dem Entfernen der Gussform wärmebehandelt und/oder heißisostatisch verpresst werden.
Eine mit dem beschriebenen Verfahren herstellbare Gussform weist in ihrem Inneren einen Hohlraum auf, der im Wesentlichen der Form des herzustellenden Gussbauteils entspricht. Die Entsprechung von Hohlraum und Gussbauteil ist nur insoweit erforderlich, wie Schrumpfungsprozesse des erstarrenden Gussbauteils oder bestimmte mit dem Verfahren nicht herstellbare oder gezielt nicht herzustellende Details bei der Gestaltung und Bemessung des Hohlraums berücksichtigt werden müssen. Die Berücksichtigung solcher räumlichen und maßlichen Abweichungen ist dem Fachmann aus dem Wachsausschmelzverfahren hinreichend bekannt.
Im Ergebnis der Herstellung und zumindest teilweisen Beschichtung des Modells sowie der darauf aufbauenden Herstellung der Gussform ist deren Hohlraum mit einer Schicht eines Beschichtungsmaterials zumindest abschnittsweise bedeckt ist, welches auf ein im Hohlraum auszubildendes Gussteil übertragen werden soll. Da die Gussform im beschriebenen Verfahren als Übertragungsmedium vom Modell auf das Gussbauteil fungiert, bedeckt die Beschichtung die Innenwand der Gussform lediglich temporär. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, dass die Beschichtung zumindest temporär formstabil sein soll und an der Gussform bis zur Übertragung auf das in die Gussform einzufüllende Basismaterial haften soll. Die in der Gussform temporär haftende Schicht kann in verschiedenen Ausgestaltungen die oben beschriebenen Eigenschaften und Modifikationen aufweisen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt in den
1 bis 8 die wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung eines Gussbauteils mit dem erfindungsgemäßen Wachsausschmelzverfahren.
Wie vom konventionellen Feinguss bekannt wird auch im erfindungsgemäßen Verfahren die zu gießende Geometrie anfänglich durch ein Modell 1 aus einem schmelzbaren und gut formbaren Material, auch als Wachsmodell bezeichnet, dargestellt. Bei der hier dargestellten Ausführungsform des Verfahrens wird das Modell 1 zuerst in einen ersten Schlicker 7 getaucht, welcher der Herstellung einer haftvermittelnden Schicht 10 dient. Der Schlicker besteht aus einer Suspension mit Partikeln des Basismaterials 8 des herzustellenden Gussbauteils 4 und des Beschichtungsmaterials 2. Nach dem das Modell 1 dem Schlicker 7 wieder entnommen ist, wird der Suspensionsüberzug auf dem Modell getrocknet. Die sich so verfestigende haftvermittelnde Schicht 10 auf dem Modell 1 ist in 1 dargestellt. Der Tauch- und Entnahmevorgang ist in den 1 bis 4 durch einen in beide Richtungen zeigenden Pfeil dargestellt. Alternativ kann die Suspension mit den benannten Partikeln auch durch ein anderes nichtthermisches Verfahren aufgebracht werden.
In einem weiteren Beschichtungsprozess wird, ebenfalls durch Tauchen in einen Schlicker 7, eine Schicht mit dem eigentlichen Beschichtungsmaterial 2 über der haftvermittelnden Schicht 10 aufgetragen (2) und ebenfalls getrocknet. Durch höhere Feststoffanteile im Schlicker 7 und/oder durch mehrfaches Tauchen kann das Beschichtungsmaterial 2 optional mit einer höheren Dicke aufgetragen werden, als die haftvermittelnde Schicht 10. Bei der Herstellung der Beschichtung aus mehreren Teilschichten (nicht dargestellt) können die Eigenschaften der Teilschichten durch Modifikation des Schlickers 7 für jeden Tauchprozess variieren. So können eine Vielzahl von Schichten auf diesem Wege übereinander auf das Modell 1 aufgetragen werden.
In 3 ist das Aufbringen einer Schlichte 11, ebenfalls mittels der Schlickertechnik, über dem Beschichtungsmaterial 2 dargestellt. Hier besteht der Schlicker aus einer Suspension und den Partikeln der zur Delamination dienenden Schlichte 11. Der Überzug des Beschichtungsmaterials 2 mit der Schlichte 11 soll ein späteres Anbinden des Beschichtungsmaterials 2 mit dem Material der Gussform 3 verhindern.
Nach dem Aufbringen der benannten Schichten 10, 2, 11 wird das Modell 1 zur Herstellung der Gussform 3 erneut in einen keramischen Schlicker 7 getaucht und wieder herausgenommen. Die auf dem Modell 1 verbleibende Keramikschlickerschicht wird getrocknet und anschließend der Prozess des Eintauchens, Herausnehmens und Trocknenlassens wiederholt bis eine formstabile Ummantelung des beschichteten Modells 1 entstanden ist, welche den Grünling der Gussform 3 bildet (4).
Danach wird das Wachs des Modells 1 aus der Gussform 3 herausgeschmolzen (5) und der Keramikgrünling der Gussform 3 gebrannt (6). Während des Brennens der Gussform 3 kommt es zu einem ersten Versintern der Schichtpartikel untereinander sowie zum vollständigen Entfernen der Suspensionsflüssigkeit aus den Schichten 10, 2, 11 und der Gussform 3. Somit steht eine Gussform 3 zur Verfügung, deren Hohlraum 6 der Form des herzustellenden Gussbauteils 4 mit solchen Abmessungen entspricht, die das Schrumpfungsverhalten des Basismaterials 8 und seiner Beschichtung infolge des Erstarrens und einer Wärmebehandlung mit isostatischem Heißpressen berücksichtigt. Die Oberfläche des Hohlraums 6 der Gussform 3 ist temporär mit einer Schicht der zuvor aufgebrachten Schlichte 11, des Beschichtungsmaterials 2 und der haftvermittelnden Schicht 10 vollständig bedeckt (6).
Für den nachfolgenden Gießprozess ist so die Beschichtung, welche auf ein im Hohlraum (6) auszubildendes Gussbauteil (4) übertragen werden soll, hergestellt und das Gießen kann durchgeführt werden.
Die gebrannte Gussform 3 samt vorgesinterter Schichten 10, 2, 11 wird nun mit dem flüssigen Metall des Basismaterials 8 vergossen (7). Dabei kommt es über die haftvermittelnde Schicht 10 zu einem ersten Anbinden der Schicht des Beschichtungsmaterials 2 an das Gussbauteil 4.
Nach Entfernen der Gussform 3 und damit der Schicht der Schlichte 11 vom Gussrohling erhält man ein Gussbauteil 4 mit aufhaftender haftvermittelnder Schicht 10 und anhaftendem Beschichtungsmaterial 2. Eine Verbesserung der Schicht- und Gussbauteileigenschaften kann durch eine Wärmebehandlung unter evtl. gleichzeitigem heißisostatischen Pressen erzielt werden (8). Dies führt zu einem Verdichten und weiteren Versintern des Beschichtungsmaterials 2 und der haftvermittelnden Schicht 10 und kann zur Optimierung der Eigenschaften des Basismaterials 8 beitragen.
Eine mögliche Materialkombination von Basismaterial 8 und Beschichtungsmaterial 2 können z.B. Ti-Al-Legierungen als Basismaterial 8, z.B. Ti 48-2-2, mit oxidischem Beschichtungsmaterial 2 wie beispielsweise Y-PSZ (mit Y₂0₃ teilstabilisiertes Zr0₂) sein. Die sich für diese Materialien aus den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ergebenden thermischen Spannungen sind für eine Temperaturdifferenz von 1200K und 900K berechnet worden. Sie liegen bei dieser Kombination in einem Bereich von 439 MPa (900K) bis 586 MPa (1200K), so dass in diesem Ausführungsbeispiel keine Gradientenschicht zum Ausgleich der thermischen Spannungen erforderlich ist.
Jedoch kann sich zum Anbinden des Beschichtungsmaterials 2 an das Basismaterial 8 das Aufbringen eine Mischschicht als haftvermittelnde Schicht 10, welche Partikel des Basismaterials sowie Partikel des Beschichtungsmaterials 2 enthält, als vorteilhaft erweisen.
Das Brennen der Gussform 3 findet für diese Materialkombination in einem Temperaturbereich von 1000·C–1200·C statt, so dass das Beschichtungsmaterial während dieses Prozesses eine für die Weiterverarbeitung ausreichende Festigkeit erlangen kann. Bei anderen Materialkombinationen können die erforderlichen Teilschichten, und Brenntemperaturen anhand der bekannten Eigenschaften kalkuliert und gegebenenfalls durch Versuche ermittelt werden.
Bezugszeichenliste

1: Modell
2: Beschichtungsmaterial
3: Gussform
4: Gussbauteil
6: Hohlraum
7: Schlicker
8: Basismaterial
10: haftvermittelnde Schicht
11: Schlichte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2880486 [0004]
US 2008/0118758 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4), mit folgenden Schritten – Herstellung eines schmelzbaren Modells (1) des Gussbauteils (4), – Herstellung einer Gussform (3) unter Verwendung des Modells (1), wobei das Modell (1) mit einem Formstoff ummantelt und danach ausgeschmolzen wird,. – Ausfüllen des mithilfe des Modells (1) in der Gussform (3) erzeugten Hohlraums (6) mit dem Basismaterial (8) des Gussbauteils (4) und dessen Verfestigung und – Entfernung der Gussform (3), dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzbare Modell (1) vor dessen Ummantelung mit dem Formstoff durch ein nichtthermisches Verfahren eine Schicht eines Beschichtungsmaterials (2) aufgetragen wird, welches das Gussbauteil (4) später zumindest abschnittsweise bedecken soll, dass die Schicht anschließend verfestigt wird und dass Beschichtung und Verfestigung des Beschichtungsmaterials (2) derart erfolgen, dass das Beschichtungsmaterial (2) nach dem Herstellen der Gussform (3) mittels des beschichteten Modells (1) und nach dem Ausschmelzen des Modells (1) die Oberfläche des Hohlraums (6) der Gussform (3) zumindest teilweise bedeckt.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht des Beschichtungsmaterials (2) mit einer Schlichte (11) überzogen wird, welche das Anbinden des Beschichtungsmaterials (2) an der Gussform (3) verhindert.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausschmelzen des Modells (1) das Beschichtungsmaterial (2) zumindest teilsweise thermisch verfestigt wird.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht des Beschichtungsmaterials (2) aus mehreren Teilschichten ausgebildet wird.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Teilschichten mit variierenden Schichteigenschaften aufgetragen werden.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass über der Schicht des Beschichtungsmaterials (2) eine haftvermittelnde Schicht (10) aufgetragen wird, die außer dem Beschichtungsmaterial (2) auch Basismaterial (8) umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlichte (11) und/oder die haftvermittelnde Schicht (10) durch ein nichtthermisches Beschichtungsverfahren aufgetragen werden.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht des Beschichtungsmaterials (2) mittels Schlickertechnik auf das Modell (1) aufgetragen wird.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschichtungsmaterial (2) aufgetragen wird, dessen Sintertemperatur im einem Temperaturbereich liegt, der durch die Schmelztemperatur und/oder die notwendigen Wärmebehandlungstemperatur des Basismaterials (8) und die Temperatur zur Verfestigung der Gussform (3) liegt.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Gussbauteil (4) nach dem Entfernen der Gussform (3) wärmebehandelt und/oder heißisostatisch verpresst wird.
Gussform zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) mit einem Wachsausschmelzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bestehend aus einem Hohlkörper, dessen Hohlraum (6) im Wesentlichen der Form des herzustellenden Gussbauteils (4) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Hohlraums (6) temporär mit einer Schicht eines Beschichtungsmaterials (2) zumindest abschnittsweise bedeckt ist, welches auf ein im Hohlraum (6) auszubildendes Gussbauteil (4) übertragen werden soll.
Gussform zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Schicht aus mehreren Teilschichten besteht.
Gussform zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schichteigenschaft zumindest einiger der Teilschichten zwischen benachbarten Teilschichten variiert.
Gussform zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Beschichtungsmaterial (2) eine haftvermittelnde Schicht (10) angeordnet ist, zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Beschichtungsmaterial (2) und dem Basismaterial (8) des Gussbauteils (4).
Gussform zur Herstellung eines beschichteten Gussbauteils (4) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die haftvermittelnde Schicht (10) außer dem Beschichtungsmaterial (2) auch Basismaterial (8) umfasst.