DE2536751B2 - Verfahren zum Gießen von Hohlgußkörpern aus Hochtemperaturlegierungen, insbesondere Turbinenschaufeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Hohlgußkörpern aus Hochtemperaturlegierungen, insbesondere Turbinenschaufeln, bei welchem um einen feuerfesten Kern mit Kernmarken ein ausschmelzbares Modell angeordnet wird, wobei die Kernmarken durch das Modell hindurchtreten, auf dem Modell durch mehrmaliges Eintauchen in eine Keramikaufschlämmung und Trocknen eine Schalenform hergestellt wird, in welcher die Enden der Kernmarken eingebettet sind, das Modell ausgeschmolzen wird, die erhaltene Form erhitzt wird, das Metall in die Form gegossen wird und der Gußkörper nach der Verfestigung entformt wird.

Beim Gießen von Turbinenschaufeln, die für Kühlzwecke hohl sein müssen, ist es schwierig, den Kern genau zu fixieren, damit das erhaltene GuBstück überall die richtige Wandstärke aufweist.

Bei dem eingangs beschriebenen Verfahren, das aus der DE-OS 23 01 105 bekannt ist, wird um einen feuerfesten Kern mit Kernmarken ein zerstörbares Modell angeordnet, worauf dann auf der Außenseite eine Schalenform aufgebaut wird. Die Kernmarken werden dabei mit feuerfesten Gleithülsen versehen, damit sie nicht fest in der Schalenform fixiert werden, um eine Beweglichkeit der Schalenform gegenüber dem Kern sicherzustellen, falls sich der Kern und die Schale beim Erhitzen während des Gießens in unterschiedlicher Weise ausdehnen. Durch diese Maßnahme kann zwar erreicht werden, daß im Falle von unterschiedlichen Erhitzungen keine starken Spannungen zwischen Kern und Schalenform auftreten, aber es ist klar, daß eine saubere Fixierung des Kerns auf diese Weise nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß es unmöglich ist, die Innenseite der fertigen Hohlgußkörper zu inspizieren.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so weiterzubilden, daß es diese Nachteile nicht aufweist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Kern verwendet wird, der als Kernmarke einen umlaufenden Flansch aufweist, daß auf den Kern ein zweiteilig ausgebildetes ausschmelzbares Modell aufgebracht wird und daß nach dem Abgießen die erhaltenen beiden Gußkörperteile miteinander verbunden werden.

Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die Kernmarken als umlaufender Flansch ausgebildet sind, der das ausschmelzbare Modell in zwei vollständige Teile teilt, wird das Gußstück in zwei Hälften erhalten. Durch die Ausbildung der Kernmarken als geschlossener Flansch wird eine Form erhalten, die außerordentlich stabil ist und die sich auch beim Erhitzen während des Gießens nicht verzieht Die beim erfindungsgemäßen Verfahren anfallenden Teilstücke des Hohlguß-Stücks können auf der Innenseite auf Gußfehlei, wie z. B. Lunker, untersucht werden. Sie werden erst später miteinander zu einem einheitlichen Hohlgußstück verbunden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so durchgeführt werden, daß ein säulenförmiges Wachstum des Kristallgefüges oder ein monokristallines Wachstum erhalten wird. Es eignet sich aber auch zum Gießen von eutektischen Gegenständen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit den verschiedensten Hochtemperaturlegierungen verwendet werden.

An Hand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen K^rn mit einem Wachsmodell, wobei dieses Gebilde fertig für die Herstellung einer Schalenform ist;

Fig.2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, wobei aber bereits die Schalenform aufgebaut ist;

F i g. 3 eine ähnliche Ansicht wie F i g. 2, wobei jedoch das Wachsmodell entfernt ist;

Fig.4 einen Schnitt durch die beiden Hälften der gegossenen Turbinenschaufel vor dem Zusammenfügen J5 zu einer fertigen Schaufel;

F i g. 5 einen Querschnitt durch die fertige Schaufel.

Der Gegenstand, der gemäß diesem Beispiel gegossen wird, ist eine Turbinenschaufel. Diese Schaufel ist hohl und besitzt einander gegenüberliegende Innenflächen 10 und 12 (F i g. 5) und entsprechende Außenflächen 14 und 15 an den beiden Hälften 16 und 17. Die Herstellung einer solchen Turbinenschaufel durch das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit der Herstellung eines keramischen Kerns 18 (Fig. 1), dessen Oberflächen 20 und 22 die Form der Innenoberflächen 10 und 12 des herzustellenden Gußkörpers besitzen. An den Kanten des Kerns erstrecken sich über die Oberflächen 20 und 22 Kernmarken in Form von Flanschen 24 und 25 hinaus, die in die Schalenform eingebettet werden.

Auf den Oberflächen 20 und 22 werden Wachsmodelle 26 und 27 aufgebracht, wobei diese Modelle Außenflächen 28 und 30 besitzen, die in ihrer Form den Außenflächen der fertigen Schaufelhälften entsprechen. Das Wachsmodell kann auch noch einen Speiserkopf tragen. Das Wachsmodell erstreckt sich über die Oberflächen 20 und 22 auf dem Kern so, daß auf der einen Modellhälfte die Oberflächen 40 und 41 und auf der anderen Modellhälfte die Oberflächen 42 und 43 bo gebildet werden. Die Wachsmodelle können vorher hergestellt und auf den Kern aufgebracht werden. Sie können aber auch gewünschtenfalls an Ort und Stelle auf dem Kern hergestellt werden.

Anschließend wird eine Schalenform in bekannter Weise hergestellt. Dabei wird der Aufbau aus Kern und Modell mehrere Male in eine Aufschlämmung aus Keramikteilchen eingetaucht und jedesmal dazwischen getrocknet. Das Eintauchen und Trocknen wird sooft

wiederholt, bis die Wandung der Form die gewünschte Dicke erreicht hat. Der Aufbau aus Kern, Modell und Schalenform wird dann erwärmt um die Schalenform zu härten.

Während des Erwärmens der Fc rm schmilzt das Wachsmodell heraus, wobei die beiden Höhlen 46 und 48 (Fig.3) in der Form verbleiben. Vor dem Gießen wird die Form wie üblich auf eine Kühlplatte gestellt und samt dieser Kühlplatte in eine Vakuum- oder Inertgaskarrimer eingebracht In dieser Kammer wird die Form auf eine Temperatur erhitzt, die über derjenigen der zu gießenden Legierung liegt Dann wird die Legierung in die Form eingeschüttet und mit Hilfe der Kühlplatte wird eine gerichtete Verfestigung durchgeführt Hierdurch wird ein säulenförmiges Kornwachstum oder auch das Wachstum eines Einkri-

stalls erreicht

Wenn die Legierung abgekühlt ist, werden die Schaufel half ten aus der Form genommen. Nachdem sie geputzt und abgearbeitet worden sind, werden sie zu einer Turbinenschaufel vereinigt, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist Aufgrund der flanschförmigen Kernmarken wird eine genaue Fixierung des K--rns und damit eine genaue Wandstärke der Turbinenschaufeln erreicht

Die Oberflächen 41, 42, 43 und 44 des frühreren Modells ergeben saubere Oberflächen an den entsprechenden Stellen der Gußteile, so daß diese richtig zueinanderpassen und leicht miteinander verbunden werden können.

Das Verbinden der beiden Hälften erfolgt durch in der Metalltechnik übliche Verfahren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Gießen von Hohlgußkörpern aus Hochtemperaturlegierungen, insbesondere Turbinenschaufeln, bei welchem um einen feuerfesten Kern mit Kernmarken ein ausschmelzbares Modell angeordnet wird, wobei die Kernmarken durch das Modell hindurchtreten, auf dem Modell durch mehrmaliges Eintauchen in eine Keramikaufschlämmung und Trocknen eine Schalenform hergestellt wird, in welcher die Enden der Kernmarken eingebettet sind, das Modell ausgeschmolzen wird, die erhaltene Form erhitzt wird, das Metall in die Form gegossen wird und der Gußkörper nach der Verfestigung entformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern verwendet wird, der als Kernmarke einen umlaufenden Flansch aufweist, daß auf den Kern ein zweiteilig ausgebildetes zerstörbares Modell aufgebracht wird und daß nach dem Abgießen die erhaltenen beiden Gußkörperteile miteinander verbunden werden.