DE10211039A1 - Verfahren zum Behandeln eines keramischen Kerns - Google Patents

Verfahren zum Behandeln eines keramischen Kerns

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Abstract

Verfahren zum Behandeln eines ungebrannten gegossenen keramischen Kerns, bei dem der ungebrannte (grüne) keramische Kern, welcher ein wärmeaushärtendes und/oder thermoplastisches Bindemittel enthält, auf mindestens einem Setzglied angeordnet wird, das Setzglied mit dem darauf befindlichen grünen keramischen Kern auf einem Förderer angeordnet wird, das Setzglied und der grüne Kern durch einen Ofen bewegt werden, um das Setzglied und den grünen keramischen Kern auf eine höhere überatmosphärische Temperatur zu erwärmen, welche der Erweichungstemperatur des in dem grünen Kern vorhandenen Bindemittels entspricht und darüber liegt. Durch Erwärmen des grünen keramischen Kerns wird der Kern an eine Oberfläche des Setzgliedes angepasst, um eine Verformung des Kerns zu verringern und Abweichungen des Kerns, die innerhalb vorgegebener Abmessungstoleranzen liegen, zu verbessern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines keramischen Kerns und insbesondere eines ungebrannten (grünen) keramischen Kerns zur Verwendung beim Gießen geschmolzener metallischer Materialien.
Die meisten Hersteller von Gasturbinentriebwerken befassen sich mit im Ge­ nauguss hergestellten Turbinenschaufeln (d. h. Laufschaufeln oder Leitschaufeln), die Luft-Kühlkanäle enthalten, um den Wirkungsgrad der Schaufelkühlung zu verbessern und dadurch einen größeren Triebwerksschub und eine ausreichende Lebensdauer der Schaufeln zu ermöglichen. Innere Kühlkanäle werden beim Gie­ ßen der Schaufelflügel gebildet, indem ein oder mehrere dünne keramische Kerne in Schaufelform verwendet werden, die in einer keramischen Maskenform angeordnet werden. Das geschmolzene Metall wird dann in die Form um den Kern herum ge­ gossen. Nachdem das geschmolzene Metall erstarrt, werden die Form und der Kern entfernt, um einen gegossenen Schaufelflügel mit einem oder mehreren inneren Ka­ nälen dort, wo sich die Kerne vorher befanden, übrig zu lassen.
Bei der Herstellung des keramischen Kerns wird typischerweise eine plastifi­ zierte keramische Verbindung verwendet, die Keramikmehl, ein organisches wär­ mehärtendes und/oder thermoplastisches Bindemittel und weitere Zusätze aufweist. Die keramische Verbindung wird durch Spritzgießen oder Transfergießen bei er­ höhter Temperatur in eine Kernform eingebracht. Wenn der grüne (ungebrannte) Kern aus der Form entfernt wird, wird er typischerweise zwischen einem oberen und unteren Setzglied eingesetzt, um auf Umgebungstemperatur abzukühlen, ehe der Kern feinbearbeitet und ausgemessen und bei einer höheren Sintertemperatur gebrannt wird.
Der grüne Kern kann sich auf Grund von Verspannungen verformen, welche im Kern aufgrund des Gießvorganges und/oder der Kühlung auf Umgebungstempe­ ratur entstehen. Verformungen stellen ein besonderes Problem im Bereich der Schaufelhinterkante dar, da diese einen relativ dünnen Querschnitt hat und sich da­ her leicht verformen kann. Die grünen keramischen Kerne können daher beträchtli­ che Abmessungsschwankungen von einem Kern zum andern in einem Produkti­ onslauf haben. Außerdem kann es zu einem fehlerhaften Kontakt zwischen dem grünen Kern und dem oberen oder unteren Setzglied kommen, so dass auch aus die­ sem Grund Abmessungsschwankungen von einem Kern zum nächsten in einem Produktionslauf auftreten können.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln eines keramischen Kerns anzugeben, bei dem Verformungen des Kerns verringert und der Ausschuss an Kernen, die nicht innerhalb bestimmter Abmessungstoleran­ zen liegen, reduziert wird.
Zum Erreichen dieses Ziels schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Behandeln eines keramischen Kerns, bei dem ein mit einem Bindemittel verse­ hener ungebrannter keramischer Kern auf mindestens einem Setzglied angeordnet wird, das Setzglied mit dem darauf befindlichen grünen keramischen Kern auf einem Förderer angeordnet wird und dann das Setzglied und der grüne keramische Kern mit dem Förderer durch den Ofen gefördert werden, um das Setzglied und den grünen keramischen Kern auf eine überatmosphärische Temperatur zu erwärmen. Durch eine derartige Erwärmung des grünen keramischen Kerns wird der Kern an eine Oberfläche des Setzgliedes angepasst, wodurch die Verformung des Kerns ver­ ringert und die Ausbeute an Kernen innerhalb vorgegebener Abmessungstoleranzen vergrößert wird. Zu diesem Zweck werden das Setzglied und der grüne keramische Kern vorzugsweise auf eine Temperatur erwärmt, die der Erweichungstemperatur des in dem gegossenen grünen Kern vorhandenen Bindemittels entspricht oder dar­ über liegt. Jeder der grünen keramischen Kerne wird in der Weise behandelt, dass der Kern auf ein entsprechendes Setzglied angeordnet wird und das Setzglied zu­ sammen mit dem Kern auf einem Förderer angeordnet wird, um nacheinander oder Seite an Seite durch den Ofen transportiert zu werden.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fördergeschwindigkeit des Förderers so gesteuert wird, dass das Setzglied und der ungebrannte keramische Kern die besagte überatmosphärische Temperatur er­ reichen, wenn sie sich im Bereich einer Auslassöffnung des Ofens befinden. Das Setzglied und der grüne keramische Kern werden nach dem Verlassen des Ofens vom Förderer entfernt, so dass das Setzglied und der grüne keramische Kern auf Umgebungstemperatur abkühlen können. Das Setzglied gibt an den grünen kerami­ schen Kern Wärme ab, nachdem sie den Ofen verlassen haben und während sie auf Umgebungstemperatur abkühlen. Dies hat den Vorteil, dass die Zeit, die zum Er­ wärmen des grünen keramischen Kerns im Ofen erforderlich ist, reduziert wird.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgese­ hen, dass der ungebrannte keramische Kern zwischen ein oberes Setzglied und ein unteres Setzglied eingesetzt und zusammen mit dem oberen und unteren Setzglied durch den Ofen gefördert wird.
Die Erfindung ist besonders geeignet zur Behandlung eines grünen kerami­ schen Kerns, der einen Tragflügelbereich mit einer Hinterkante eines relativ dünnen Querschnitts umfasst, welche dazu neigt, sich nach dem Entfernen aus einer Kern­ form zu verformen. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung;
Fig. 1A eine vergrößerte Ansicht des oberen und unteren Setzgliedes, zwi­ schen denen ein grüner keramischer Kern angeordnet ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines typischen grünen keramischen Kerns, der gemäß der Erfindung behandelt werden kann;
Fig. 3 ein Diagramm, in dem die gemessene Temperatur zwischen dem oberen und unteren Setzglied entsprechend der Lage des grünen keramischen Kerns auf der rechten und linken Seite des Förderers bei ihrer Bewegung durch den Ofen über der Zeit aufgetragen ist.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden lediglich zu Veranschau­ lichungszwecken im Zusammenhang mit keramischen Kernen beschrieben, die durch herkömmliches Spritzgießen, Transfergießen oder andere kernformende Techniken hergestellt werden, bei denen eine plastifizierte keramische Verbindung in eine Kernform eingebracht wird. Ein derartiger keramischer Kern wird in der Weise gegossen, dass die keramische Verbindung, die ein keramisches Pulver (z. B. Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Zirkon, Zirkonoxid, usw., Fluor) ein organisches Bindemittel (z. B. ein wärmehärtendes Bindemittel, ein thermoplastisches oder ver­ netzendes thermoplastisches Bindemittel und Gemische derselben) und verschie­ dene Additive umfasst, in eine Form bei überatmosphärischer Temperatur einge­ spritzt wird, um einen grünen Kern zu bilden. Das spezielle keramische Pulver, das organische Bindemittel und die Zusätze, die die keramische Verbindung bilden, kann aus herkömmlichen Materialien ausgewählt werden, welche zu diesem Zweck zur Verfügung stehen und verwendet werden und die als solche keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.
Ein typisches wärmehärtendes Harzbindemittel, das verwendet werden kann, ist das von General Electric Co. angebotene SR 360, das einen Erweichungspunkt bzw. eine Erweichungstemperatur oberhalb ungefähr 93°C, z. B. ungefähr 121°C (200°F bzw. 250°F) hat, nachdem der grüne Kern 10 bei einer Temperatur von bei­ spielsweise 149°C (300°F) begossen wurde. Das bedeutet, dass das wärmehärtende Harzbindemittel sich während des Gießens des keramischen Kerns bis zu einem gewissen Grad vernetzt, um in der Kernform eine entsprechende Gestalt anzuneh­ men, wodurch seine Erweichungstemperatur auf einen Wert erhöht wird, der größer ist als die Erweichungstemperatur des vorrätig gehaltenen Harzbindemittels. Wenn der gegossene grüne Kern 10 anschließend über den Erweichungspunkt bzw. die Erweichungstemperatur des im Kern 10 vorhandenen Bindemittels erwärmt wird, lässt das Bindemittel es zu, dass der grüne Kern 10 nachgiebig wird und innere Spannungen abbaut und sich unter dem Gewicht eines oberen Setzgliedes 40 an Oberflächen 40a, 42a des starren oberen und unteren Setzgliedes 40, 42 (setter) an­ passt, um eine gewünschte Kernkonfiguration anzunehmen. Die Erfindung ist je­ doch nicht auf ein spezielles wärmehärtendes und/oder thermoplastisches Harzbin­ demittel beschränkt, da auch andere organische Bindemittel, die bei einer höheren überatmosphärischen Temperatur erweichen, bei der Ausführung der Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise beschreibt das US-Patent Nr. 4 837 187 ein Kernmaterial auf Aluminiumoxidbasis mit einem thermoplastischen Bindemit­ telsystem auf Wachsbasis zum Einspritzen in eine Kernform, um einen grünen Kern herzustellen.
Es wird nun auf die Fig. 1 und 1A Bezug genommen. Ein grüner kerami­ scher Kern 10, der aus einer Kernform (nicht gezeigt) entfernt wurde, ist, wie sche­ matisch angedeutet, zwischen einem oberen starren Setzglied 40 und einem unteren starren Setzglied 42 angeordnet. Der grüne Kern 10 kann zwischen den Setzgliedern 40, 42 eingesetzt werden, wenn er noch die Gießtemperatur von z. B. 149°C (300°F) nach dem Entfernen aus der Kernform hat oder nachdem er auf Raumtemperatur abgekühlt ist. Ein grüner keramischer Kern 10 zur Verwendung beim Gießen einer Gasturbinenschaufel aus einer Superlegierung auf Nickel- oder Kobaltbasis ist in Fig. 2 dargestellt. Der Kern 10 hat eine Anordnung innerer Kühlkanäle, die beim Gießen der Turbinenschaufel gebildet werden. Der Kern 10 hat, wie dargestellt, einen Schaufelfußbereich 12 und einen Schaufelflügelbereich 14. Der Schaufelflü­ gelbereich 14 hat eine Vorderkante 16 und eine Hinterkante 16 eines relativ dünnen Querschnitts, der zur Verformung neigt. Öffnungen oder Schlitze 20 unterschiedli­ cher Form und Abmessungen können in dem Kern 10 vorgesehen werden, um längsverlaufende Wände, abgerundete Vorsprünge und andere Merkmale im Inne­ ren der gegossenen Turbinenschaufel zu bilden wie an sich bekannt ist. Der Kern 10 hat eine konvexe Seite S1 und eine gegenüberliegende konkave Seite S2, wie dies ebenfalls bekannt ist. Die Seiten S1 und S2 weisen typischerweise komplizierte Oberflächenmerkmale wie z. B. Rippen, Vorsprünge, Leitflächen, Turbulenzglieder u. dgl. auf. Die Hinterkante 18 läuft in einer sehr dünnen Kante aus, die zu Verwöl­ bungen oder anderen Verformungen neigt.
Das starre obere und untere Setzglied 40 bzw. 42 kann aus Metall, Kunststoff (z. B. REN-Kunststoff der Firma Ciba Geigy Company), Keramik oder einem ande­ ren relativ starren/steifen Material bestehen. Die Setzglieder haben entsprechende innere kernaufnehmende Oberflächen 40a, 42a, die dem äußersten Profil bzw. der äußersten Kontur der entsprechenden Seiten S1 und S2 des grünen keramischen Kerns 10 entsprechen und zwischen sich einen Hohlraum zur Aufnahme des grünen Kerns 10 bilden. Die konturierten Oberflächen 40a, 42a der Setzglieder sind jeweils eben und besitzen keine Oberflächengestaltungsmerkmale wie Vorsprünge, Turbu­ lenzglieder oder dgl., wie sie an dem gegossenen Kern 10 vorhanden sind.
Bei der Umsetzung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein grüner keramischer Kern 10 aus der Kernform (nicht gezeigt) entfernt und auf das untere Setzglied 42 gelegt, während er noch vom Gießvorgang heiß ist oder nachdem er auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist. Gussunebenhei­ ten wie Gussgrate an der Kernoberfläche bzw. Seite S2, die mit der Oberfläche 42a des Setzgliedes in Berührung kommen könnten und eine einwandfreie Positionie­ rung des Kerns auf dem Setzglied 42 beeinträchtigen würden, werden durch "Trimmen" entfernt, um eine einwandfreie und korrekte Positionierung des grünen Kerns auf dem Setzglied 42 zu ermöglichen. Oberflächenunebenheiten des Kerns können von Trennlinien in der Kernform herrühren. Eine andere Möglichkeit be­ steht darin, das untere Setzglied 42 an entsprechenden Stellen auszusparen, um am Kern 10 verbliebene Gussunebenheiten aufzunehmen. Das obere Setzglied 40 wird dann in herkömmlicher Weise auf den Kern 10 gesetzt. Gussunebenheiten auf der Seite S1 des Kerns, die mit der Oberfläche 40a des oberen Setzgliedes in Berührung kommen und eine einwandfreie Positionierung des Kerns auf dem Setzglied. 40 be­ einträchtigen könnten, werden durch Trimmen entfernt, um eine korrekte Positio­ nierung des grünen Kerns auf dem Setzglied 4 zu ermöglichen. Die Setzglieder 40 und 42 haben einen oder mehrere Paare vorspringender und rückspringender Po­ sitionierabschnitte B2, B1 (Fig. 1A), die zueinander passen, um die Setzglieder relativ zueinander mit dem dazwischen angeordneten Kein 10 formschlüssig zu po­ sitionieren. Das obere Setzglied 40 wird auf den grünen Kern 10 durch Schwerkraft gehalten, wenngleich auch ein Klemmmechanismus (nicht gezeigt) zu diesem Zweck verwendet werden kann. Parameter wie z. B. das Gewicht und Material der Setzglieder, die Klemmkraft und dgl. können je nach dem verwendeten kerami­ schen Kernmaterial und den betreffenden Kernbehandlungsparametern gewählt werden.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf eine Verwendung sowohl in Verbin­ dung mit einem oberen wie auch unteren Setzglied 40 bzw. 42. Beispielsweise kann das obere Setzglied 40 weggelassen werden, solange der Kern 10 auf mindestens einem Setzglied, d. h. dem unteren Setzglied 42, angeordnet und abgestützt wird, insbesondere wenn das Material des keramischen Kerns ein thermoplastisches Bin­ demittel enthält.
Beim Durchführen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Setzglieder 40, 42 mit dem dazwischen angeordneten Kern 10 auf einem endlosen Förderer 50 (Fig. 1) angeordnet, der durch einen her­ kömmlichen Ofen 52 wie z. B. einem von einem elektrischen Widerstandselement beheizten Konvektionsofen (ähnlich einem Pizzaofen) wandert. Der Ofen 52 hat eine Einlassöffnung 52a und eine Auslassöffnung 52b, die in Richtung der Bewe­ gung des Förderers ausgerichtet sind, wie durch den Pfeil A in Fig. 1 angedeutet wird. Der Förderer kann ein herkömmliches metallisches Endlosband aufweisen, welches um Rollen 53 läuft und von einem Motor 55 bewegt wird, der ein oder beide Rollen 53 antreibt.
Mehrere grüne keramische Kerne 10 werden in der Weise behandelt, dass der grüne Kern zwischen entsprechende Setzglieder 40, 42 eingesetzt wird und jede Anordnung aus Setzgliedern 40, 42 und Kern 10 auf dem Förderer plaziert wird, um nacheinander durch den Ofen 52 transportiert zu werden, wie in Fig. 1 schema­ tisch dargestellt ist. Die Anordnungen aus Setzgliedern 40, 42 und Kern 10 sind in Richtung des Pfeils A auf dem Förderer beabstandet, um für eine gleichmäßige Er­ wärmung und Steuerung des Gewichts auf dem Förderband zu sorgen. Beispiels­ weise kann ein Abstand zwischen den Enden von drei Zoll (oder ein anderer geeig­ neter Abstand) zwischen benachbarten Anordnungen aus Setzgliedern 40, 42 und Kern 10 auf den Förderer 50 vorgesehen werden. Die Anordnungen aus Setzglie­ dern 40, 42 und Kern 10 können auch Seite an Seite auf dem Förderer 50 mit einem seitlichen Abstand senkrecht zum Pfeil A zum selben Zweck positioniert werden.
Der Ofen 40 wird typischerweise von einer Bedienungsperson nach einem Pro­ gramm gesteuert, wonach das Ofengebläse zuerst angedreht wird, dann der Förderer 50 auf eine vorgegebene Geschwindigkeit hochgefahren wird und hierauf die Heiz­ vorrichtung des Ofens für eine vorgegebene Zeitdauer (z. B. 10 Minuten) einge­ schaltet wird, um eine erwünschte innere Ofentemperatur zu erreichen, ehe die Be­ dienungsperson damit beginnt, die Anordnungen aus Setzgliedern 40, 42 und Kern 10 eine nach dem anderen auf den sich bewegenden Förderer 50 zu legen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Fördergeschwindigkeit des Förderers 50 durch den Ofen 52 für eine bestimmte Ofentemperatur so gesteuert, dass die Setzglieder 40, 42 und der dazwischen ange­ ordnete grüne keramische Kern 10 auf die erwünschte überatmosphärische Tempe­ ratur oberhalb der Erweichungstemperatur des im Kern enthaltenen organischen Bindemittels im Bereich der Auslassöffnung 52b des Ofens erwärmt sind.
Beispielsweise wurde die Temperatur in dem Hohlraum (leeren Hohlraum) zwischen dem ersten und zweiten Paar Setzglieder 40, 42, von dem ein Kern 10 aufgenommen wird, gemessen, während die Setzglieder 40, 42 Seite an Seite durch den Ofen 52 mit einer vorgegebenen Fördergeschwindigkeit (z. B. 2 Zoll pro Mi­ nute) und bei einer inneren Ofentemperatur von 149°C (300°F) gefördert wurden. Ein Paar Setzglieder 40, 42 wurde auf der linken Seite des Förderers 50 angeordnet, während ein anderes Paar Setzglieder 40, 42 auf der rechten Seite des Förderers 50 angeordnet wurde. Die Temperatur in dem leeren Hohlraum zwischen jedem Paar Setzglieder 40, 42 wurde durch ein entsprechendes Thermoelement gemessen, das jeweils in einem leeren Hohlraum zwischen dem entsprechenden ersten und zweiten Paar Setzglieder 40, 42 vorgesehen war, die auf der linken Seite (siehe die kreis­ förmigen Temperaturpunkte) und auf der rechten Seite (siehe die quadratischen Temperaturpunkte) des Förderers 50 und somit des Ofens 52 lagen. Die Fig. 3 zeigt, dass die Temperatur in jedem leeren Hohlraum zwischen den entsprechenden Paaren von Setzgliedern 40, 42 mit der Zeit größer wird, während die Setzglieder durch den Ofen 52 transportiert werden, bis eine "Zieltemperatur" von 149°C (300°F) nach 18 Minuten erreicht ist und die Setzglieder 40, 42 den Bereich der Auslassöffnung 52b des Ofens 52 erreicht haben.
Für eine bestimmte Innentemperatur des Ofens wird die Fördergeschwindig­ keit so gesteuert, dass die erwünschte überatmosphärische "Glühtemperatur" des grünen Kerns 10 im Bereich der Auslassöffnung 52b des Ofens erreicht wird. Die spezielle verwendete Fördergeschwindigkeit hängt von den Temperatureigenschaf­ ten des Ofens 52, der Masse und der thermischen Leitfähigkeit des Kerns 10 und der Setzglieder 40, 42 ab und kann empirisch bestimmt werden, um für die er­ wünschte Temperatur im Bereich der Auslassöffnung 52b des Ofens zu sorgen.
Die oben erwähnte Zieltemperatur von 149°C (300°F) für den grünen Kern 10 zwischen den Setzgliedern 40, 42 wurde lediglich zur Veranschaulichungszwe­ cken angeboten und wurde im Hinblick auf das oben erwähnte wärmehärtende Kunststoffbindemittel (d. h. SR 360 der General Electric Co.) ausgewählt; es hat eine Erweichungstemperatur oberhalb ungefähr 93°C (200°F), nachdem der Kern gegossen wurde. Andere Zieltemperaturen wurden für andere organische Binde­ mittel mit unterschiedlichen Erweichungstemperaturen, wenn das Bindemittel in dem gegossenen grünen keramischen Kern vorhanden ist, gewählt werden. Nach­ dem die Anordnungen aus den Setzgliedern 40, 42 und dem Kern 10 den Ofen 52 durch die Auslassöffnung 52b verlassen, werden sie vom Förderer 50 abgenommen und auf einem Tisch 54 angeordnet, so dass die Setzglieder 40, 42 und der Kern 10 auf Umgebungstemperatur abkühlen können. Die heißen Setzglieder 40, 42 dienen als Wärmequellen, die Wärme an den zwischen ihnen angeordneten grünen kerami­ schen Kern 10 auf dem Tisch 54 abgeben. Die Verwendung der Setzglieder 40, 42 bietet die Möglichkeit, dem Kern 10 die korrekte Gestalt zu verleihen, während er auf der überatmosphärischen Temperatur länger gehalten wird, als die Setzglied­ masse abkühlt.
Das Erwärmen der grünen keramischen Kerne 10 in der oben beschriebenen Weise hilft dabei mit, den Kern 10 in seiner Gestalt an die Oberflächen 40a, 42a der Setzglieder 40, 42 anzupassen, um Verformungen des Kerns zu verringern, innere Spannung des Kerns abzubauen und die Ausbeute an Kernen, die innerhalb vorge­ gebener Abmessungstoleranzen liegen, zu erhöhen.
Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, die Setzglieder 40, 42 mit dem Kern 10 auf die Solltemperatur im Bereich der Auslassöffnung 52b des Ofens zu erwärmen. Beispielsweise können sie an jeder beliebigen Stelle oder Lage innerhalb des Ofens 52 bei ihrer Förderung durch den Ofen 52 auf dem Förderer 50 auf die Solltemperatur erwärmt werden. Eine Erwärmung, bei der die Setzglieder 40, 42 mit dem Kern 10 die Solltemperatur im Bereich der Auslassöffnung 52b erreichen, hat jedoch den Vorteil, die Verweilzeit der Setzglieder 40, 42 mit dem Kern 10 im Ofen 52 zu verringern.

Claims (10)

1. Verfahren zum Behandeln eines keramischen Kerns, bei dem ein mit einem Bindemittel versehener ungebrannter keramischer Kern auf mindestens einem Setzglied angeordnet wird, das Setzglied mit dem darauf befindlichen grünen keramischen Kern auf einem Förderer angeordnet wird und dann das Setzglied und der grüne keramische Kern mit dem Förderer durch den Ofen gefördert werden, um das Setzglied und den grünen keramischen Kern auf eine überatmosphärische Tem­ peratur zu erwärmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzglied und der grüne keramische Kern auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungstem­ peratur des in dem ungebrannten Kern vorhandenen Bindemittels erwärmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die För­ dergeschwindigkeit des Förderers so gesteuert wird, dass das Setzglied und der un­ gebrannte keramische Kern die besagte überatmosphärische Temperatur erreichen, wenn sie sich im Bereich einer Auslassöffnung des Ofens befinden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Setzglied und der ungebrannte keramische Kern nach Verlassen des Ofens vom Förderer entfernt werden, so dass das Setzglied und der grüne kera­ mische Kern auf Umgebungstemperatur abkühlen können.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzglied Wärme an den ungebrannten keramischen Kern abgibt, nachdem er den Ofen ver­ lassen hat und während er auf Umgebungstemperatur abkühlt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass sich der ungebrannte keramische Kern an eine Oberfläche des Setz­ gliedes anpasst, nachdem er auf die besagte überatmosphärische Temperatur er­ wärmt wurde.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der ungebrannte keramische Kern zwischen ein oberes Setzglied und ein unteres Setzglied eingesetzt und zusammen mit dem oberen und unteren Setz­ glied durch den Ofen gefördert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der ungebrannte keramische Kern einen Schaufelflügelbereich um­ fasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Bindemittel ein wärmehärtendes Bindemittel umfasst.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Bindemittel ein thermoplastisches Bindemittel umfasst.
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GB (1) GB2373205B (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7780905B2 (en) * 2008-03-04 2010-08-24 Pcc Airfoils, Inc. Supporting ceramic articles during firing
US20110132562A1 (en) * 2009-12-08 2011-06-09 Merrill Gary B Waxless precision casting process
US9903275B2 (en) 2014-02-27 2018-02-27 Pratt & Whitney Canada Corp. Aircraft components with porous portion and methods of making
US9517507B2 (en) * 2014-07-17 2016-12-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of shaping green part and manufacturing method using same
US20160263656A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of forming a component from a green part
FR3037831B1 (fr) * 2015-06-26 2019-08-16 Alliance Fabrication d'un secteur courbe d'anneau de turbine par moulage et frittage
US10189057B2 (en) 2016-07-08 2019-01-29 General Electric Company Powder removal enclosure for additively manufactured components
US10598438B2 (en) 2016-07-27 2020-03-24 General Electric Company Support fixture
CN108044043B (zh) * 2017-12-04 2021-07-06 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种控制熔模精铸用陶瓷型芯/型壳成型质量稳定性方法
US11014140B2 (en) 2019-04-15 2021-05-25 Raytheon Technologies Corporation Ceramic core setter
KR102325280B1 (ko) * 2020-08-26 2021-11-11 두산중공업 주식회사 정밀주조용 코어-왁스 조립체 제조방법

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2355814A (en) * 1942-09-03 1944-08-15 Carl F Mayer Oven for the continuous baking of cores or the like
US2545799A (en) 1946-04-26 1951-03-20 Gen Motors Corp Apparatus for producing sand cores and the like
US2671969A (en) 1952-12-02 1954-03-16 Carl F Mayer Oven for drying or baking molds and cores
US3688832A (en) 1971-02-22 1972-09-05 Precision Metalsmiths Inc Refractory cores
GB1388273A (en) 1972-01-13 1975-03-26 Ici Ltd Foundry core carriers
FR2190549B1 (de) 1972-06-29 1977-01-14 Automatisme & Technique
DE2444332A1 (de) 1974-09-17 1976-03-25 Adolf Hottinger Fa Entnahmevorrichtung fuer kernschiessmaschine
US4093017A (en) 1975-12-29 1978-06-06 Sherwood Refractories, Inc. Cores for investment casting process
US4073609A (en) 1976-08-19 1978-02-14 Mercury Machine Company Apparatus for molding irregular shapes
US4108672A (en) 1977-10-06 1978-08-22 General Electric Company Alumina core for casting DS materials
US4184885A (en) 1979-01-25 1980-01-22 General Electric Company Alumina core having a high degree of porosity and crushability characteristics
US4241779A (en) 1979-08-07 1980-12-30 Abramova Zinaida A Apparatus for manufacturing foundry cores
JPS5857257B2 (ja) * 1981-03-05 1983-12-19 マツダ株式会社 シリンダブロツク中子組付装置
US4583581A (en) 1984-05-17 1986-04-22 Trw Inc. Core material and method of forming cores
JPS6117643A (ja) 1984-07-05 1986-01-25 Toa Harbor Works Co Ltd 汚泥浚渫船の施工管理方法
JPS61176439A (ja) * 1985-02-01 1986-08-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd セラミツク中子の製造方法
US4844141A (en) 1987-02-09 1989-07-04 Deere & Company Core defining apparatus and method
GB2202541A (en) 1987-02-24 1988-09-28 United Technologies Corp Method for manufacturing investment casting cores
US4837187A (en) * 1987-06-04 1989-06-06 Howmet Corporation Alumina-based core containing yttria
JPH0263644A (ja) * 1988-08-26 1990-03-02 Nishi Nippon Sekkei Kogyo Kk モールド乾燥炉搬送装置
US5014763A (en) * 1988-11-30 1991-05-14 Howmet Corporation Method of making ceramic cores
DK241689A (da) * 1989-05-18 1990-11-19 Dansk Ind Syndikat Fremgangsmaade og apparat til udskiftning af kernemasker ved et kerneilaegningsapparat til et automatisk formfremstillingsanlaeg
JPH0397675A (ja) * 1989-09-07 1991-04-23 Fuji Elelctrochem Co Ltd フェライトコアの焼結方法
FR2711082B1 (fr) 1993-10-13 1995-12-01 Snecma Procédé de fabrication de noyaux céramiques pour fonderie.
US5977007A (en) 1997-10-30 1999-11-02 Howmet Research Corporation Erbia-bearing core
US6186217B1 (en) 1998-12-01 2001-02-13 Howmet Research Corporation Multipiece core assembly

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