DE2011254C - Casting mold for the production of a one-piece cast piece - Google Patents
Casting mold for the production of a one-piece cast pieceInfo
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Description
25 langer ausbilden.25 training longer.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sieht die Erfindung hierzu vor, daß der erste, senkrecht verlaufende Wachstumsteil kürzer als der zweite, waage-In an expedient embodiment, the invention provides for this purpose that the first, perpendicular Growth part shorter than the second, horizontal
Die Erfindung betrifft eine Gießform zur Herstel- recht verlaufende Wachstumsteil ist. Eine solche lung eines Einkristallgußstückes und insbesondere 30 Ausführungsform wird man zum Herstellen von Eineine auf einer Kühlplatte aufstehende und von einer kristallgußstücken anwenden, welche wesentlich län-Heizeinrichtung umschlossene, unten offene Gieß- ger als breit sind, zum Beispiel Turbinenschaufeln, form zur Herstellung eines Einkristallgußstückes mit die in Richtung ihrer Längsachse durch die auf den einem seitlich und nach oben gerichteten verengten Turbinenrotor einwirkenden Fliehkräfte hoch beDurchlaß zwischen einem auf der Kühlplatte auf- 35 lastet werden.The invention relates to a casting mold for the production of a growing part. Such Development of a single crystal casting and in particular 30 embodiment is used to produce a single upright on a cooling plate and apply from a crystal castings, which substantially län heating device enclosed, open at the bottom pourers than are wide, for example turbine blades, form for the production of a single crystal casting with the in the direction of its longitudinal axis through the on the centrifugal forces acting on a laterally and upwardly narrowed turbine rotor between one on the cooling plate.
stehenden, senkrecht verlaufenden ersten Wachs- Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Aus-standing, vertically running first wax Using the example of the configuration shown in the drawing
tumsteil und einem das Gußstück bildenden Form- führungsform wird die Erfindung nun weiter erläu-The invention will now be further elucidated in part and in a mold-guiding form which forms the casting.
hohlraum. tert. In der Zeichnung istcavity. tert. In the drawing is
Aus der französischen Patentschrift 1 481 366 ist Fig. 1 ein Schnitt durch eine Gießform,From French patent specification 1 481 366, FIG. 1 is a section through a casting mold,
eine Gießform dieser Gattung bekannt, bei der es der 40 Fi g. 2 ein Schnitt durch eine abgeänderte Ausfüh-a mold of this type is known in which the 40 Fi g. 2 a section through a modified execution
Sinn des verengten Durchlasses ist, ein von der Kühl- rungsform,The sense of the narrowed passage is, one of the cooling form,
platte, auf der das Wachstumsteil aufsteht., ausgehen- F i g. 3 in vergrößertem Maßstab ein senkrechterplate on which the growth part rises., go out- F i g. 3 a vertical one on an enlarged scale
des Kristall in seinem Wachstum so zu bevorzugen, Schnitt durch ein Gußstück mit dendritischem Wachs-to prefer the growth of the crystal, cut through a casting with dendritic wax
daß ausschließlich dieser Kristall den eigentlichen turn undthat only this crystal does the actual turn and
Formhohlraum erreicht und diesen unter Bildung des 45 Fig. 4 ein waagerechter Querschnitt durch einReached mold cavity and this with the formation of 45 Fig. 4 a horizontal cross section through a
gewünschten Einkristalles ausfüllt. Gußstück mit dendritischem Wachstum.desired single crystal fills. Casting with dendritic growth.
Die in dieser bekannten Gießform gegossenen Ein- Die Gießform ist allgemein mit 10 bezeichnet undThe cast in this known casting mold The casting mold is generally designated 10 and
kristallgußstücke sind in einer Richtung orientiert. enthält einen Formhohlraum 12, einen Einguß 14,crystal castings are oriented in one direction. includes a mold cavity 12, a sprue 14,
Ein solches Einkristall hat in dieser Richtung eine den aus den Abschnitten 16a, 166, 16 c bestehendenSuch a single crystal has in this direction a consisting of the sections 16a, 166, 16c
Besonders hohe Festigkeit. 50 verengten Durchlaß, den ersten Wachstumsteil 20,Particularly high strength. 50 narrowed passage, the first growth part 20,
In modernen Strahltriebwerken verwendete Tür- den zweiten Wachstumsteil 18 sowie zwei Kühlplatbinenschaufeln, die bevorzugt als Einkristallgußstücke ten 22 und 24, wovon die Kühlplatte 22 senkrecht hergestellt sind, werden durch Fliehkräfte und durch angeordnet ist und den zweiten, horizontal verlaufenthermische Einwirkungen hoch belastet. Diese Be- den Wachstumsteil 18 begrenzt, während die Kühllastung erfolgt nicht nur in einer, sondern in mehre- 55 platte 24 den ersten, senkrecht verlaufenden Wachsren Richtungen. Die in Strahltriebwerken verwende- tumsteil 20 begrenzt. Die gesamte Gießform 10 ist in ten Turbinenschaufeln müssen daher solchen in vie- einen Behälter 26 eingeschlossen. Der Raum zwilen Richtungen erfolgenden Belastungen widerstehen. sehen der Gießform 10 und dem Behälter 26 ist mit Hierdurch ergibt sich das Problem, ein Gußstück und einem feuerfesten Stützmaterial 28, z. B. Al2O3 ausinsbesondere eine Turbinenschaufel so zu gießen, daß 60 gefüllt. Die Gießform 10 ist eine Schalengießform das fertige Gußstück Belastungen in sämtlichen Rieh- üblicher Konstruktion aus einer Anzahl von aufeintungen standhält. Der Erfindung liegt daher die Auf- anderfoigendcn Schichten eines geeigneten Formgabe zugrunde, die bekannte Gießform so auszubil- materials. Die Gießform 10 wird beim Gießen derart den, daß sich in ihr Einkristallgußstücke mit hoher erhitzt, daß ein Temperaturgefälle zwischen den Belastungsfähigkeit in sämtlichen Richtungen gießen 65 Kühlplatte!! 22, 24 und dem oberen Ende der Gießlassen. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Ei fin- form 10 entsteht. Die Erhitzung wird so durchgeführt, dung bei einer Gießform der eingangs genannten daß die Gießformteniperatur mit zunehmender ErGattung vor, daß ein zweiter, waagerecht verlaufender starrung allmählich herabgesetzt wird. Die AbkühlungIn modern jet engines, doors used the second growth part 18 as well as two cooling plate blades, which are preferably as single crystal castings 22 and 24, of which the cooling plate 22 are made vertically, are arranged by centrifugal forces and through and the second, horizontal thermal effects are highly stressed. This area limits the growth part 18, while the cooling load takes place not only in one but in several plate 24 in the first, perpendicularly extending wax directions. The limited 20 used in jet engines. The entire casting mold 10 is in th turbine blades, therefore, such blades must be enclosed in four containers 26. The space can withstand two-way loads. see the mold 10 and the container 26 is with This results in the problem of a casting and a refractory support material 28, z. B. Al 2 O 3 from in particular a turbine blade to pour so that 60 filled. The casting mold 10 is a shell casting mold, the finished casting withstands loads in all of Rieh's usual construction from a number of stresses. The invention is therefore based on the different layers of a suitable shaping material, the known casting mold in this way. The casting mold 10 is poured in such a way that in it single crystal castings are heated to a high degree that a temperature gradient between the load capacity in all directions is pouring 65 cooling plate !! 22, 24 and the top of the pouring spouts. To solve this problem, the egg fin shape 10 is created. The heating is carried out in such a way, in the case of a casting mold of the type mentioned at the outset, that the casting mold temperature increases with increasing temperature, so that a second, horizontally extending rigidity is gradually reduced. The cooling off
2 Oil 2542 Oil 254
durch denthrough the
durchden Rest iS S
ratur wird so überwacht
waagerechte fest C
punkt der beiden ίthrough the rest in the sense of p
temperature is monitored in this way
horizontal fixed C
point of the two ί
Die Erwärmung^SST u 32 34 Senden Ä £"? den wÄmsS?ISΝ.Γ ι6'1'Warming ^ SST u 32 34 Send Ä £ "? Den wÄmsS? ISΝ.Γ ι 6 ' 1 '
bez'ujau" die E^rrtgszone
gert werden kanvTf c·bez'ujau "the E ^ rrtgszone
gert be kanvTf c
wesenthchen
Kreuzungs- essential
Intersection
τ ? entsteht-T"au|tIoniSPulen 30,τ ? arises - T " au | tIoniS P ul en 30,
deT Ormteil 12 Und haben also die charakteristische (001) Ausrichtung J" ΚΟΓΠεΓ' wdche an der ^cchL Kühlplattf M anliegen' und das dendritische Wachstum ist noch ™mer im rechten Winkel zu den beiden Kühlplatten 5 22,24. Auf diese Weise hat die Schaufel nach Erhärt"ng die erwünschte senkrechte (001) Ausrichtung, und das waagerechte Wachstum wird sichin zwei Ebenen erstrecken, eine im rechten Winkel zu der de T Ormteil 12 And thus have the characteristic (001) orientation J " ΚΟΓΠεΓ 'which lie against the ^ cchL cooling plate M ' and the dendritic growth is still at right angles to the two cooling plates 5 22,24. In this way, has the blade after hardening will have the desired perpendicular (001) orientation, and the horizontal growth will extend in two planes , one at right angles to the
Le >Le>
Legierung verrm-Alloy
ι L«ftTg ι L «ftT g
temperatur der UrieiSSrt
durch die KühSEa 24
fiierung welche 1"!J Vtemperature of UrieiSSrt
by KühSEa 24
fiction which 1 "! JV
pte Tst !7
die Einwirkung de IC fhi . »
dLrch en sUndene T^pte Tst ! 7 the action de IC fhi. »
dLrch en sUndene T ^
In FiS· 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, in weieher die Gießform so beschaffen ist, daß die (001) Ausrichtu"g waaSerecl« liegt. In dieser Airing,-' In Fig. 2 an embodiment is shown in which the casting mold is designed so that the (001) alignment is "g waa S erecl ". In this Airing, - '
?^ °ΓΠ1 bCWirkt die Gießform' daß die waagerechten? ^ ° ΓΠ1 bC the casting mold ' that the horizontal
w»;d Wasser 15 und vertikalen säulenartigen Wachstumsteile 18, 20 w »; d water 15 and vertical columnar growth parts 18, 20
Und dle Le" mit den Kühlplatten 22 und 24 zusammenarbeiten. And dle Le " with the cooling plates 22 and 24 work together.
n u Der β™«"«!«*« Unterschied gegenüber Fig. 1 be- nu The β ™ «" «!« * «Difference from Fig. 1
Durch steht da™> daß der senkrechte Wachstumsteil 20 ISn- By stands ™> d ate the vertical growth part 20 ISN
U"d das da' 8er ist als der waagerechte Wachstumsteil 18. In an- U " d that there '8 it is as the horizontal growth part 18. In other
ei" SaU" 20 dcrcr Hinsichi "nd die beiden Ausführungsfum.en A " SaU " 20 of the two versions
rSteristisdie mon C1Jf rt· u° d3ß die Cha-rSteristisdie mon C 1 Jf rt u ° d3ß die Cha -
WaSSmsteil 18 ^J^511""53"5"^^J" JedemWaSSmteil 18 ^ J ^ 511 "" 53 " 5 " ^^ J "each d em
de? beidenwLhstumsteSe ifS "3?L· ndem,eiller andere gewagt wrd we den dta"κ?η * r> driten in dem kür^n-n τίι η die„Korner oder Den"de? both wLhstumsteSe ifS "3? L · ndem , eil l he other wrd we den dta" κ? η * r> third in the kür ^ nn τίι η the " Korner or Den "
St erreiS i^? rt« " 1 ° ^rcU»UngSpunkt zu-Seren Te™, über den8^1'^ WaclTm des hindern Kreuzungspunkt hm ver-St erreiS i ^? rt «" 1 ° ^ rcU » UngSpunkt zu -Seren Te ™, over the 8 ^ 1 '^ Wacl T m of the prevent crossing point hm ver
VomFrom the
ist achsen dieis the axes
Säulepillar
ihre? SiS wStheir? SiS wS
platten 22 24 Wärme aufplates 22 24 heat
abführen 'id!dZ lead off 'id! d Z
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vorteilhaftadvantageous
senkrechtenvertical
lhaft orkntiS
dendritische wach M^
DhE 16 ?Lhaft OrkntiS
dendritic awake M ^
DhE 16?
b Γb Γ
5 h8; ϊ ι erhar,enden Legierung5 h 8 ; ϊ ι erhar , end en alloy
? ί 061" ki!rZe" em schnei- ? ί 061 " k i! rZe " em snow
^"'fΓ daS ^ "'f Γ daS
P I "8 P I " 8
Kühlplatten 22, 24 orientiert ist Der verenge Dnrrh laß 16a 16ft 16r rtipnt rtn,,. · ^ · 8 ^ ■ " zum Weiterwächsen ΐη FoSiTi einZ'ge" Knsta"Cooling plates 22, 24 is oriented The narrow Dnrrh let 16a 16ft 16r rtipnt rtn ,,. · ^ · 8 ^ ■ "to keep growing ΐη FoSiTi einZ 'g e " Knsta "
ϋεΓνέΞε KrE,n T auszuwählen.ϋεΓνέΞε KrE, n T to be selected.
ein säu^enarlp? Ä i J S° anleordnet. daß nur a5 Nadldem die Gießform mit der geschmolzenen Legierung gefüllt ist, beginnt an jeder Kühlplatte die E^ärtung und setzt sich im rechten Winkel zu den ^ÜhIPlatten in einer ^ulenartigen Form bis zum Kreuzungspunkt fort. Die Körner der kürzeren Säulea säu ^ enarlp? Ä i J S ° eordnet to l. that only a5 Nadldem is the casting mold filled with the molten alloy, starting at each cooling plate, the E ^ ärtung and sits at right angles to the ÜhI ^ P ^ slats in a ulenartigen mold to the point of intersection on. The grains of the shorter column
wachsen a's erste durch den Kreuzungspunkt, aber das dendritische Anwachsen wird durch das säulenartige Anwachsen der längeren Säule in der Weise beeinflußt, daß ein dendritisches Anwachsen aus dem Kreuzung«P""kt heraus in Ebenen erfolgt, welche grow a ' s first through the crossing point, but the dendritic growth is influenced by the columnar growth of the longer column in such a way that dendritic growth takes place out of the crossing point in planes which
senkrecht zu den beiden Kühlplatten 22, 24 liegen.perpendicular to the two cooling plates 22, 24.
S" EinHuß der ZWdten KÜhlPIa"e bewirkt ei" SteiIcs Temperaturgefälle, während die Erhärtung aus demS " Influence of the ZWdten KÜhl P Ia " e causes a steep temperature gradient, while the hardening from the
Kreuzungspunkt der Säulen weiter fortschreitet und ein «hnelleres Wachstum der Körner aus der Mm ren Säule bewirkt. Wenn der verengte Durchlaß 16'Progresses intersection of the column and causes a "hnelleres growth of the grains from the M m ren column. When the narrowed passage 16 '
erreicht ist'wird eiri einziges Korn 8ewähIt' und di^es wächst in und durch den Formteil 12', während sich das dendritische Wachstum weiter im rechten Winkel Z" de" beiden K"hlplatten, jedoch mit waagerechter ^8™"1!1"« «."tw ekelt. Das in F i g. 2 gezeigte Gußeine Turbinenschaufel, in welcher die Achse & Belastung quer zum aerodynamischen Teil is reached 'eiri is only peo it g grain 8 ewähIt' and di it ^ grows into and through the mold part 12 ', while the dendritic growth, "hlplatten, but with horizontal ^ 8 ™" section at right angles Z "de" two K 1 ! 1 "« «." Disgusts. The in Fig. 2 cast a turbine blade, in which the axis & load transverse to the aerodynamic part
liegt oder horizontal, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das Gießen erfolgt unter Vakuum.or horizontal as shown in FIG. The casting takes place under vacuum.
die kürzcre Säule SElltrccht sci" the shorter column SElltrccht sci "
den Teil 166 hineinΓ Der oberef Seiteiie ΐΐ ϊ-ϊί nur ein Korn aus dem senkrech e^Tdf D S eine Korn wächst immeHn Form ein s el,' Ln Kr stalls und mit der gleichen Arihtng £ i ¥ 16« durch ihn ^L^^^ =SSsSSathe part 166 inΓ the upper side ΐΐ ϊ-ϊί only one grain from the vertical ^ Tdf DS a grain always grows in the form of a s el, 'Ln Kr stalls and with the same arihtng £ i ¥ 16 «through it ^ L ^^ ^ = SSsSSa
Waag,erech!, sein· Da das bes!e Einkristallwachstum 'Λ' T" die la"gSte Ausdehnu"g d" Teils ?£ IIun8irt. da das Temperaturgefälle uberwachen läßt. wird die kürzere Waag, Erech! Be · Since the bes! E crystal growth 'Λ' T 'the la "guests Ausdehnu" g d "part? £ IIun 8 irt. because the temperature gradient can be monitored . will be the shorter
der Hauptbelastungsachse sichern.secure the main load axis.
Hierzu 1 PJatt ZeichnungenIn addition 1 PJatt drawings
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
US80687469A | 1969-03-13 | 1969-03-13 | |
US80687469 | 1969-03-13 |
Publications (2)
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DE2011254A1 DE2011254A1 (en) | 1971-10-28 |
DE2011254C true DE2011254C (en) | 1973-02-08 |
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