DE2609949C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Gußstücks aus in einer Richtung erstarrter Metallegierung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Gußstücks aus in einer Richtung erstarrter Metallegierung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gußstücks aus in einer Richtung erstarrter Metallegierung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Dieses Verfahren kann insbesondere zur Herstellung von Gußstücken aus Superlegierungen, z. B. Gasturbinenschaufeln, verwendet werden.
Es ist ein solcherart hergestelltes Gußstück bekannt (FR-PS 21 84 610), das eine gerichtete Struktur aufweist, die durch eine progressive Verschiebung der während des Erstarrungsvorganges der Metallegierung zwischen dem noch flüssigen und dem schon erstarrten Metallbereich verlaufenden Erstarrungfront entstanden ist. Die für die Struktur mit sehr feinen Dendriten erforderliche hohe Verschiebungsgeschwindigkeit der Erstarrungsfront entlang dem Metallstück wird aber durch die in ihrer Geschwindigkeit beschränkte Fähigkeit der Wärmeableitung in der Legierungsmasse begrenzt.
Auch die weiterhin bekanntgewordenen Verfahren zur gerichteten Erstarrung (»Arch. Eisenhüttenwes. 46 [1975], 1, Seite 1 bis 10; US-PS 33 42 455 und »Foundry Trade Journal« [1973], 22. Februar 1973, Seite 227 bis
237) basieren auf diesem Prinzip.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung eines Gußstücks der eingangs erwähnten Art eine möglichst hohe gerichtete Erstarrungsgeschwindigkeit der flüssigen Legierungsmasse zu ermöglichen, um so die Herstellungsdauer zu verkürzen und
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trotzdem ein Gußstück mit einer sehr feinen dendritischen Struktur zu erhalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gesamtheit der Legierung in metastabiles Unterkühlungsgleichgewicht in Form ."iner homogenen Flüssigkeit gebracht wird, und daß man das Unterkühlungsgleichgewicht aufhebt, wodurch die Erstarrung der Legierung in Form eines Körpeii mit einer dendritischen Kristallisationsstruktur hervorgerufen wird mit Dendriten, deren Hauptachsen parallel zur Richtung des Temperaturgefälles verlaufen.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch die praktisch sofort eintretende gerichtete Erstarrung der Legierungsmasse infolge der sehr hohen Verschiebungsgeschwindigkeit der Erstarrungsfront die Gußstücke eine den hohen Beanspruchungen Rechnung tragende äußerst feine dendritische Struktur aufweisen. Dadurch wird nicht nur die Qualität solcher Gußstücke gesteigert, sondern auch die Herstellungskosten infolge einer verkürzten Verweildauer der Gußstücke in den entsprechenden Gießformen gesenkt.
Vorzugsweise wird die Legierung in flüssigem Zustand in die Form gegossen, nachdem letztere auf eine Temperatur gebracht worden ist, die über der Schmelztemperatur der Legierung liegt, um die Erstarrung beim Eingießen in die Form zu vermeiden.
Man kann die Legierung auch in festem Zustand in die Form einfüllen, z. B. in Form von Pulver, Spänen usw., und sie dann an Ort und Stelle schmelzen. Um eine mögliche Oxydation der Legierung zu verhindern, wenn sie sich auf erhöhter Temperatur befindet, insbesondere während ihres Schmelzens und Einfließens in die Form, kann es vorteilhaft sein, sie bei inerter Atmosphäre (z. B. unter Stickstoff) oder unter Vakkum zu hallen.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man die Erstarrung der Legierung in einer Richtung durch einfaches Abkühlen der Legierungsmasse in flüssigem Zustand hervorrufen, ausgehend von einer Temperatur, die über Liquidus liegt, bis auf eine Temperatur, die unter Liquidus liegt, mit einem Wert von Δ Tmax, der dem praktischen Maximalwert des Unterkühlungsgrades AT entspricht, den man bei angenommenen Arbeitsbedingungen erreichen kann. Sobald diese letztere Temperatur erreicht ist, tritt die Erstarrung praktisch unmittelbar in der gesamten Legierungsmasse ein, ohne daß sich eine nachweisbare Erstarrungsfront bildet.
Man kanr die Erstarrung auch einleiten, bevor der Wert von ATmax des Unterkühlungsgraoes Δ Τ erreicht ist, indem man das Unterkühlungsgleichgewicht in an sich bekannter Weise aufhebt, z. B. indem man einen kleinen Kristall der Legierung in die flüssige Legierungsmasse einführt oder indem man einen Metallfaden in diese eintaucht, z. B. einen Nickelfaden, oder auch, indem man auf die unterkühlte Legierungsmasse einen thermischen Schock (durch schlagartige Abkühlung) oder einen mechanischen Schock, ausgehend von ihrem niedrigsten Temperaturbereich, auslöst.
Die Erstarrung findet also praktisch sofort statt, und die Geschwindigkeit des Wachstums der Dendriten hängt im Gegensatz zu ό bekannten Verfahren der Erstarrung in einer Ricntung nicht von der Geschwindigkeit der Verschiebung der Abkühlungsfront ab.
Der Maximalwert des Unterkühlungsgrades Δ Thängt von mehreren Parametern ab, wobei die wichtigsten die Art der Legierung, die Geschwindigkeit der Abkühlung der Legierung in flüssigem Zustand und auch die Art
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65 und der Zustand der Oberfläche der Innenwände der Gießform sind.
Bei einer ersten Näherungslösung und ganz allgemein hat es den Anschein, daß der Wert Δ Tmax um so höher ist, je größer die Geschwindigkeit der Abkühlung der Legierung in flüssigem Zustand ist
Es ist zu bemerken, daß man den praktischen Maximalwert des Unterkühlungsgrades ATmax durch eine vorherige Behandlung der Legierung erhöhen kann, die darin besteht, sie ausgehend vom unterkühlten flüssigen Zustand einer Reihe von Unterkühlungs- und Erstarrungszyklen auszusetzen. Es wurde tatsächlich festgestellt, daß eine solche Behandlung zur Folge hatte, den Maximalwert von AT, den man aus einem nächstfolgenden Zyklus erreichen kann, zu erhöhen.
Es scheint auch, daß die dendritische Struktur des erhaltenen Stücks um so feiner ist, je höher der Wert des Unterkühlungsgrades in dem Moment der Aufhebung des Unterkühlungsgleichgewichts ist, was sich aus der Tatsache ergeben könnte, daß die Geschwindigkeit der Erstarrung der Legierung eine direkte Folge von Δ Tist. Es ist daher festzustellen, daß es unmöglich war, die Erstarrungsgeschwindigkeit zu messen und umso mehr, die mögliche Veränderung dieser Geschwindigkeit infolge des Unterkühlungsgrades A T im Moment der Aufhebung des Unterkühlungsgleichgewichts zu studieren, da die Erstarrung der Legierung praktisch sofort eintrat
Es ist ebenfalls zu bemerken daß, wie soeben ausgeführt, die Erstarrungsgeschwindigkeit der Legierung praktisch nicht von der Abkühlungsgeschwindigkeit der flüssigen Masse abhängt, was in vollständigem Gegensatz zu dem Fall der bekannten Verfahren ausgerichteter Erstarrung steht.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens.
Zu dieser Vorrichtung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sie mindestens eine Gießform im Inneren einer Kammer umfaßt, die mit steuerbaren Heizeinrichtungen und Mitteln versehen ist, um im Inneren der Gießform, ausgehend von einem Teil der Wand der Gießform, ein wachsendes Temperaturgefälle zu schaffen.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform dieser Vorrichtung ist der Fuß dieser Gießform geschlossen und nach unten durch einen Teil der Wandung der Form begrenzt, der in Berührung mit Kühleinrichtungen steht, die steuerbar sind und es ermöglichen, diesen Teil der Gießform ohne unmittelbare Berührung zwischen dem Inneren der Form und diesen Kühleinrichtungen abzukühlen.
Diese Kühleinrichtungen ermöglichen es, im Inneren der Form, wenn diese mit einer flüssigen Metallmasse in metastabilem Gleichgewicht der Unterkühlung gefüllt ist, ein Temperaturgefälle zu errichten, daß von der unteren Wand des Fußes der Form aus wächst. Die Tatsache, daß diese Kühleinrichtungen nicht in direkter Berührung mit dem Inneren der Form stehen, erlaubt es, jegliche ungewollte Kristallisation der Legierung vor dem Moment zu vermeiden, wo infolge der umfassenden Abkühlung der Legierung ein ausreichender Grad an Unterkühlung/ITerreicht ist.
Es kann vorteilhaft sein, daß eine Hilfswand aus einem Material mit einem höheren thermischen Isolationskoeffizient als dem der Wand der Gießform zwischen den Kühleinrichtungen und der Wand der Form eingesetzt wird.
US-fetA.
Es kann auch vorteilhaft sein, daß der Fuß der Form mit einem Richt-Ansatzstück in der Richtung des Wachstums der Dendriten der Legierung versehen wird.
Als Heizmittel kann man jedes geeignete bekannte Mittel verwenden, z. B. einen Elektrowiderstandsofen, einen Lichtbogenofen, einen Flammofen, einen Induktionsofen usw.
Es ist besonders vorteilhaft, einen Induktionsofen zu verwenden, der mindestens einen die Heizkammer begrenzenden Suszeptor umfaßt und mindestens einen den Suszeptor umgebenden, mit elektrischem Hochfrequenz-Wechselstrom gespeisten Induktions-Solenoid.
Um die Durchführung des Gusses und die Erstarrung der Legierung in inerter Atmosphäre oder unter Vakuum zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, daß die Kammer, in der sich die Gießform befindet, in einem Behälter liegt, der mit Mitteln zur Schaffung einer inerten Atmosphäre oder eines Vakuums versehen ist.
Die einzige Figur der heiligenden Zeichnung zeigt in schematischer Weise und beispielhaft eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Zeichnung stellt eine schematische Ansicht der Vorrichtung im Längsschnitt dar.
Die Vorrichtung umlaßt eine Gießform 1 vom Typ »Betonschild-Gießform«, die durch einen Gießtrichter 2 und einen Gießkanal 3 gefüllt wird und mit einem Gießkopf 4 versehen ist. Die Gesamtheit dieser Teile ist umgeben von einer pulverförmigen Masse 5 aus granulierten Aluminiumoxidteilchen, die ihrerseits umgeben ist von einem Suszeptor 6 in Form eines zylindrischen Behälters. Der Boden des Suszeptors 6 ist mit einer runden öffnung 7 versehen, in die eine Kühleinrichtung 8 eingreift, die aus einem Behälter aus gut hitzeleitendem Metall, z. B. Kupfer, besteht und in dem eine Kühlflüssigkeit wie z. B. Wasser zirkuliert. Die Kühleinrichtung 8 ist mit einer Zuleitung 9 und einer Ableitung 10 für die Kühlflüssigkeit versehen. Die Gießform 1 liegt mit einem Zwischenpolster 11 von geringer Dicke (z. B. einigen Millimetern) aus einem Material mit hohem thermischem Isolierkoeffizienten wie Quarzwolle, auf dem in die öffnung 7 eingreifenden Teil der Kühleinrichtung 8 auf.
Der Suszeptor 6 ist völlig von einer Hülle 12 aus einem Material mit gutem thermischem Isolierkoeffizienten wie Kohlenstoff-Filz umgeben.
Die Hülle 12 ist ihrerseits von einer thermischen Isolierwand 13 aus einem Material mit gutem thermischen Isolierkoeffizienten wie Quarzwolle umgeben. Ein Deckel 14, der ebenfalls aus einem Material mit gutem thermischen Isolierkoeffizienten wie Quarzwolle besteht, bedeckt den oberen Teii der Hülle 12 und der Wand 13. Eine runde Öffnung, die mit einem abnehmbaren Stöpsel 15 aus dem gleichen Material wie der Deckel 14 versehen ist und einen Boden 16 aus dem gleichen Material wie die Hülle 12 hat, ist in dem Deckel 14 oberhalb des Gießtrichters 2 angebracht.
Das oben beschriebene Ganze ist von einer Vielzahl von Schraubenwindungen 17 eines elektrischen Leitungsrohrs umgeben, das durch Zirkulation einer geeigneten Flüssigkeit abgekühlt wird und den SoIenoid-Induktor eines in der Zeichnung nicht dargestellten Hochfrequenz-Ofens darstellt, der auf den Suszeptor 6 einwirkt.
Die in der Zeichnung dargestellte Gießform 1 entspricht einer Turbinenschaufel, wobei ein am unteren Ende der Form 1 angebrachtes Richt-Ansatzstück 18 vorgesehen ist, um eine in einer Richtung laufende Orientierung der dentritischen Struktur der Legierung parallel zur Längsachse A-Bder Gießform und damit des Gußstücks zu erhalten.
Die Vorrichtung kann auch für die Herstellung von Gußstücken mit anderen Formen als der in der Zeichnung dargestellten Form angepaßt werden.
Vorzugsweise ist die Art der Gießform 1 oder wenigstens die ihrer Innenwände der Zusammensetzung der zur Herstellung des Gußstücks verwendeten
ίο Legierung angepaßt, so daß ermöglicht wird, einen Unterkühlungsgrad zu erreichen, der so hoch wie nur möglich ist.
In dem Fall, wo man als Legierung zur Herstellung des Gußstücks eine Superlegierung auf der Grundlage von Nickel wie MAR-M 200 verwendet, ist es beispielsweise wünschenswert, eine Gießform zu nehmen, von der wenigstens der Teil der Wände, der ihre Innenfläche bildet, auf der Basis von Zirkonsilikat (ZrSiO,)) oder auf der Basis einer Mischung von Zirkonsilikat und Aluminiumoxid besteht, insbesondere einer Mischung aus 70 Gew.-% Aluminiumoxid und 30 Gew.-% Zirkonsilikat.
Man kann z. B. auch eine Gießform verwenden, deren Wände aus Pulverteilchen aus Zirkonsilikat oder Teilchen aus einer Mischung aus Aluminiumoxid-Pulver und Zirkonsilikat-Pulver besteht, die durch eine angemessene Menge Natriumsilikat (»Wasserglas«) in an sich bekannter Weise in der Form eines festen Körpers gebunden sind.
In dem Fall, wo man als Legierung zur Herstellung des Gußstücks eine Superlegierung auf der Grundlage von Kobalt, wie MAR-M 509, verwendet, ist es vorteilhaft, eine Gießform zu verwenden, bei der mindestens ein Teil der Wände, der die Innenseite bildet, auf der Basis von geschmolzenem Siliziumoxid (Kieselerde) besteht.
Der Suszeptor 6 besteht aus einem geeigneten Material, wie z. B. Graphit. Die Durchführung des Verfahrens mittels der beschriebenen Vorrichtung findet in folgender Weise statt:
Nach Vorheizen der Gießform 1 und des Gießtrichters 2 sowie des Gießkanals 3 auf eine Temperatur die über dem Legierungs-Liquidus liegt, leitet man den Gußwerkstoff in die Gießform ί ein, indem man ihn in flüssigem Zustand durch den Gießtrichter 2 und den Kanal 3 gießt, wobei man darauf achtet, daß die Legierung, die Gießform 1, der Gießtrichter 2 und der Kanal 3 während dieses Vorganges auf einer Temperatur über Liquidus gehalten werden, um jede ungewollte Kristallisation der Legierung zu vermeiden.
Zu diesem Zweck leitet man einen hochfrequenten elektrischen Strom rnii einer Intensität, die ausreicht, um den Suszeptor 6 auf eine ausreichend hohe Temperatur zu bringen durch die Wicklungen 17, damit die Legierung über Liquidus auf einer Temperatur gehalten wird.
Sobald die Gießform 1 gefüllt ist, hält man die Temperatur während einer ausreichenden Zeit auf einem Wert über Liquidus, um eine Temperaturverteilung entsprechend einem in einer Richtung verlaufenden Gefälle zu erreichen, wobei die Temperatur progressiv von unten nach oben ansteigt und das Temperaturgefälle über einen Wärmeabzug im unteren Teil der Form 1 mittels der Kühleinrichtung 8 erreicht wird. Während dieses Vorgangs steuert man die Zufuhr der wärmeerzeugenden Energie durch die Wicklungen 17 und den Suszeptor 6 und den Abzug der Wärme durch die Kühleinrichtung 8, so daß die tiefste
Temperatur der Legierungsmasse noch oberhalb des Liquidus bleibt.
Wenn man danach die Heizenergie progressiv verringert und im Bedarfsfall auch auf die Durchflußleistung der Kühlflüssigkeit einwirkt (indem man sie erhöht oder senkt), senkt man in umfassender Weise die Temperatur der Legierung in ihrem Unterkühlungsbereich mit einer geeigneten Geschwindigkeit, z. B. 2O0C pro Minute, dann verursacht man die Aufhebung des Unterkühlungsgleichgewichts entweder schlagartig, indem man den Unterkühlungsgrad Δ Τ den maximalen Unterkühlungsgrad ATmax erreichen läßt, oder durch Wärmeschocks, die man durch schlagartige Erhöhung der Kühlflüssigkeitsmenge in der Kühleinrichtung 8 erreichen kann.
Auf diese Weise wird die gesamte Legierungsmasse, die sich anfangs vollständig in gleichmäßig flüssigem Zustand befindet, abgekühlt. Somit befindet sich vor Beginn ihrer Erstarrung insgesamt in metastabilem Unterkühlungsgleichgewicht in Form einer homogenen Flüssigkeit.
Dank der Tatsache, daß der untere Teil der für die Durchführung des Verfahrens entsprechend der Erfindung verwendeten Gießform nicht offen, sondern geschlossen ist, kommmt die Legierung nicht mit einem Bereich in Berührung, dessen Temperatur unter ihrem Schmelzpunkt liegt, wenn die in Schmelze befindliche Legierung in die Gießform gegossen wird. Auf diese Weise wird jegliche Bildung eines Kristallisierungskeims vermieden, und es ist möglich, der flüssigen Legierungsmasse einen Wert A Tzu geben, der höher ist als der Unterkühlungsgrad /ITvor der Auslösung ihrer Erstarrung.
Beispiel 1
Unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung stellt man eine Gasturbinenschaufel aus Superlegierung auf der Basis von Nickel her, bekannt unter der Bezeichnung MAR-M 200 mit der folgenden nominalen Zusammensetzung (in Gew.-%):
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C = 0,13
Si = 0,1
Mn = 0,05
Co = 10,09
Cr = 6,93
Fe = 0,05
W = 12,8
Ti = 2,11
Al = 5,13
Nb = 0,88
B = 0,014
S = 0,002
Cu = 0,10
Zr = 0,04
N = 12 ppm
Ni = der Rest
Man erhält auf diese Weise eine Gasturbinenschaufel mit einer äußerst feinen dendritischen Struktur, die in der parallel zur Längsachse des Stücks (d. h. der Richtung der Linien der größten Beanspruchung bei der Verwendung der Turbinenschaufeln) verlaufenden Richtung ausgerichtet ist.
Zugproben mit einem aus dem Mittelteil dieser Schaufel ausgeschnittenen Zugstab bei einer Verformungsgeschwindigkeit von 0,145% pro Sekunde haben die folgenden Ergebnisse erbracht:
bei 293,15° K
Bruchfestigkeit (Rm)
Dehnung (A)
Elastizitätsgrenze bei
0,2% (Rm)
bei 1273,15° K
Bruchfestigkeit (RM)
Dehnung (A)
Elastizitätsgrenze bei
0,2% (Rna)
= 114 N/mm2
= 14,5%
= 82 N/mm2
= 71,5 N/mm2
= 5,4%
= 64 N/mm2
Vergleichsweise hat ein Zugstab aus Superlegierung MAR-M 200 gleichfalls mit einer in einer Richtung ausgerichteten dendritischen Struktur, der aber entsprechend einem bekannten in einer Richtung ausgerichteten Erstarrungsverfahren hergestellt wurde, eine Bruchbelastung (R7) (ozB) von 100 N/mm2 bei 293,15° K und 50 N/mm2 bei 1273,15° K, gemessen unter den gleichen Testbedingungen der Zugbelastung.
Beispiel 2
Unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung stellt man eine Gasturbinenschaufel aus Superlegierung auf der Basis von Kobalt her, die bekannt ist unter der Bezeichnung MAR-M 509 und die folgende nominale Zusammensetzung hat (in Gew.-%).
Cr = 22,5
Ti = 0,2
Ni = 10,0
B = 0,01
W = 7,0
Zr = 0,5
Ta = 3,5
Co = der Rest
C = 0,6
Zu diesem Zweck verfährt man bei den folgenden Bedingungen:
Art der Innenwände
der Gießform
Zu diesem Zweck geht man unter folgenden Bedingungen vor:
= geschmolzenes
Siliziumoxid
Art der Innenwände
der Gießform
Anfangstemperatur der
Legierungsmasse in
flüssigem Zustand
Abkühlungsgeschwindigkeit
Unterkühlung im Moment der
Aufhebung des Unterkühlungsgleichgewichts
Art der Aufhebung des
Unterkühlungsgleichgewichts
Anfangstemperatur der
Legierungsmasse in
flüssigem Zustand = 1748,15° K
= Zirkonsilikat Abkühlungs-
(ZrSiO4) geschwindigkeit = 0,3333° K/sec
Unterkühlung im Moment der
Aufhebung des Unter-
= 1748,150K 60 kühlungsgleichgewichts = 60° K
Art der Aufhebung des
= 0,3333° K/sec Unterkühlungsgleich
gewichts = spontan.
= 30° K 65 Man erhält auf diese Weise eine Gasturbinenschaufel
mit einer äußerst feinen in einer Richtung verlaufenden dendritischen Struktur in der Richtung parallel zur
= spontan. Längsachse des Stücks.
~~ 030 248/233
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Gußstücks aus in einer Richtung erstarrter Metallegierung durch Erstarrung einer ursprünglich in flüssigem Zustand befindlichen Legierungsmasse in einer Gießform in Form des gewünschten Stückes, wobei man progressiv und in umfassender Weise die Legierung in der Gießform abkühlt und ein in einer Richtung parallel zu einer gegebenen Richtung der Legierungsmasse verlaufendes Temperaturgefälle aufrechterhält, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Legierung in metastabiles Unterkühlungsgleichgewicht in Form einer homogenen Flüssigkeit gebracht wird, und daß man das Unterkühlungsgleichgewicht aufhebt, wodurch die Erstarrung der Legierung in Form eines Körpers mit einer dendritischen Kristallisationsstruktur hervorgerufen wird mit Dendriten, deren Hauptachsen parallel zur Richtung des Temperaturgefälles verlaufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Legierung einer Vorbehandlung unterwirft, die aus einer Reihe von Unterkühlungs- und Erstarrungszyklen ausgehend vom unterkühlten flüssigen Zustand besteht, wodurch der praktische Maximalwert Δ Tma, ihres Unterkühlungsgrades erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufhebung des Unterkühlungsgleichgewichts durch umfassende Senkung der Temperatur der Legierung bis auf eine Temperatur hervorruft, die unter Liquidus mit einem Wert Δ Tmax liegt, der praktisch dem Maximalwert des Unterkühlungsgrades der Legierung entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufhebung des Unterkühlungsgleichgewichts hervorruft, indem man auf die in Unterkühlung befindliche Legierungsmasse einen Wärmeschock ausübt durch abrupte Abkühlung, ausgehend von demjenigen ihrer bereiche, in dem die niedrigste Temperatur herrscht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufhebung des Unterkühlungsgleichgewichts hervorruft, indem man einen mechanischen Schock auf die in Unterkühlung befindliche Legierung ausübt, ausgehend von demjenigen ihrer Bereiche, in dem die niedrigste Temperatur herrscht.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Gießform (1) im Inneren einer mit steuerbaren Heizmitteln und Mitteln zur Schaffung eines Temperaturgefälles im Inneren der Gießform versehenen Kammer aufweist, wobei das Gefälle ansteigt, ausgehend von einem Teil der Wand der Gießform.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß der Gießform (1) geschlossen und nach unten durch einen Teil der Wand der Gießform begrenzt ist, der in Berührung mit steuerbaren Kühleinrichtungen (8) steht, die eine Abkühlung dieses Teils der Wand der Gießform ohne direkte Berührung zwischen dem Inneren der Gießform und diesen Kühleinrichtungen ermöglichen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß der Gießform (1) mit einem
Richt-Ansatzstück (18) in Richtung des Wachstums der Dendriten der Legierung versehen ist
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfswand (11) aus einem Material mit einem thermischen Isolationskoeffizienten, der höher liegt als der der Wand der Gießform (1) zwischen die Kühleinrichtungen (18) und die Wand der Gießform eingesetzt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel mindestens einen Suszeptor (6) aufweisen, der die Heizkammer begrenzt, und mindestens eine Induktionswicklung, die den Suszeptor umgibt und durch elektrischen Wechselstrom hoher Frequenz gespeist wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Herstellung eines Gußstücks aus Superlegierung auf der Basis von Nickel, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Teil ihrer Wände, der ihre Innenseite bildet, auf der Basis von Zirkonsilikat ZrSiO4 hergestellt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Herstellung eines Gußstücks aus Superlegierung auf der Basis von Nickel, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Teil ihrer Wände, der ihre Innenseite bildet, auf der Basis einer Aluminiumoxid- und Zirkonsilikat-Mischung hergestellt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 70 Gew.-% Aluminiumoxid und 30 Gew.-% Zirkonsilikat umfaßt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Herstellung eines Gußstücks aus Superlegierung auf der Basis von Kobalt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Teil ihrer Wände, der ihre Innenseite bildet, auf der Basis von geschmolzenem Siliziumoxid (Kieselerde) hergestellt ist.
DE2609949A 1975-03-07 1976-03-08 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Gußstücks aus in einer Richtung erstarrter Metallegierung Expired DE2609949C3 (de)

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