DE2813588A1

DE2813588A1 - Verfahren zum herstellen von rohlingen fuer rotationssymmetrische hohlkoerper

Info

Publication number: DE2813588A1
Application number: DE19782813588
Authority: DE
Inventors: Karl Wilhelm Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Bethmann
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Bethmann Karl-Wilhelm Dipl-Ing Rwth 8500 Nuer
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1978-03-30
Publication date: 1984-03-01
Also published as: DE2813588C2

Description

Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für rotations-
symmetrische Hohlkörper, vorzugsweise spitzkegeliger Gestalt, insbesondere für Hohlladungs-Einlagen für panzerbrechende Projektile, unter Verwendung monokristallin erstarrten Werkstoffs (nach Patentanmeldung P 27 45 849.7) und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens Bezuglich Geometrie und Maßgenauigkeit von stachelbildenden Hohlladungs-Einlagen für panzerbrechende Projektile werden zum Vermeiden von deren nachteiligerweise nur ungenügend reproduzierbaren Wirkleistungen sehr strenge Toleranzanforderungen an die jeweilige Fertigung gestellt. I)abei hat sich gezeigt, daß nachteilige Abweichungen bei guter geometrischer Übereinstimmung der Hohlladungs-Einlagen in spürbarem Umfang auch aus Erscheinungen im Mikrobereich resultieren können, wie sie bei polykristallin erstarrtem Werkstoff anzutreffen sind.
Auf diese Erkenntnis gründet sich die Patentanmeldung P 27 45 849.7, welche im gegebenen Zusammenhang die Verwendung monokristallin erstarrten Werkstof£s zutun Gegenstand hat.
Kupfer, welches seit langem in polykristalliner Form als Werkstoff für Hohlladungs-Einlagen gebräuchlich ist, eignet sich zwar gut für monokristallines Erstarren ausreichender Schmelzenvolumina zu Barren geeigneter Abmessungen, vorwiegend bei Spitzkegel-Hohlladungs-Einlagen sind jedoch nachteiligerweise aufwendige Fertigungsschritte zum formgebenden Werkstoffabtragen erforderlich.
Diesen Nachteil zu vermeiden, liegt als Aufgabe der vorliegenden Erfindung zugrunde.
Gelöst wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs l angegebene Erfindung.
Dabei läßt sich das Verfahren vorteilhafterweise unterschiedlichen Forderuncn anpassen.
Die Erfindung wird nachstehend, unter anderem anhand zweier in der Zeichnung drgestellter Ausführungsbeispiele für eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, ausführlich erläutert.
Es zeigt Fig. 1 bis 4 jeweils in schematischer Darstellung unter Verzieht auf Einzelheiten den Ablauf des Verfahrens in vier unterschiedlichen Stadien im seitlichen Aufriß nach einem Schnitt entlang einer Wachstumsachse, g. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung tung zum tingelfreien Durchführen des Verfahrens in seitlichen Aufriß nach einer Schnitt entlang der Wachstumsachse.
Fig. G ein zweites Ausführungsbeispiel zum Durchführen des Verfahrens mit einem Schmelzgefäß im seitlichen Aufriß nach einem Schnitt entlang der Wachstumsachse und Fig. 7 einen in den vorgenannten Figuren jeweils unter Verzicht auf Einzelheiten dargestellten Formfestkörper nach der Erfindung in vergleichsweise vergrößerter Darstellung im seitlichen Aufriß nach einen Schnitt entlan einer zentralen Längsachse.
In Fig. l weist ein Tmpf-Einkristall l aus tupfer mit einem kreisförmigen Querschnitt eine Kontaktfläche 2 mit einem querschnittsgleichen Barren 3 aus polykristallinem Kupfer als Ausgangswerkstoff für einen Rohling auf. Der Barren 3, eine spitzkegelige Ausnehmung mit einer Kegelfläche 4 dient der Aufnahme eines Formfestkörpers 5 mit einem unterendigen spitzkegeligen Teil 6, an weiches sich ein oberendiges, kreiszylindrisches Teil 7 anschließt. Das Teil 7 dient zum Fixieren des Formkörpers 5 auf eine weiter unten beschriebene Weise.
Der Formfestkörper 5 weist eine Wandung 8 auf, welche im Teil 6 mit einer Innenfläche 9 einen mit Kupferpulver 11 gefüllten Hohlraum 10 umschließt. Die Funktion des Kupferpulvers 11 wird im weiteren Beschreibungsverlauf erläutert.
Die Wandung 8 des Formfestkörpers 5 5 besteht aus einem metallischen Werkstoff, welcher in flüssigem Kupfer unlöslich ist und dessen Schmelztemperatur mit ausreichendem Abstand oberhalb derjenigen des Kupfers-liegt; es bietet sich Wolfram an. Die Innenfläche 9 und eine Außenfläche 12 sind von einer hohen Oberflächengüte. Der beschriebenen Anordnung ist eine Wachstumsachse G eigen. Sie schließt mit einer durch den Impf-Einkristall i vorgegebenen kristallographischen Achsenrichtung einen nicht dargestellten Winkel ein.
Fig. 1 betrifft einen Zustand vor einem Aufschmelzvorgang unter Einsatz einer hier nicht dargestellten Wärmequelle.
Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 nach dem Aufschmelzvorgang. Dabei bezeichnet eine strichpunktierte Gerade 2a die Lage er Kontaktfläche 2, während mit 5a eine Schmelze bezeichnet ist, welche sich von einer Phasengrenzfläche fest/flüssig 15 mit einer Anfangsordinate s auf der Wachstumsachse G entlang letzterer bis zu einem Schmelzenspiegel 14 mit der Endordinate e erstreclrt. Eine, mit der Wachstumsachse G zusammenfallende und dem Formfestkörper 5 eigene nicht näher bezeichnete Körperachse erstreckt sich von einem Anfang 15 bis zu einen Ende 16. Der Anfang 15 liest zwischen den Ordinaten s und e. Wie an der Geraden 2a erkennbar, eine streckt sich die Schmelze 3a auch auf ein vorgebbahres Volumen des Impf-Einkristalls 1. Durch eine Relativbewegung zwischen der beschriebenen Anordnung und der nicht dargestellten Wärmequelle bewegt sich die Phasengrenzfläche fest/ flüssig 13 als Erstarrungsfront entlang der Wachstumsachse G und erreicht auf ihrem Wege die aus Fig. 5 erkennb:ir' Höhe.
Sie liegt nun oberhalb des Anfangs 13 der Körperachse und es hat sich entlang der Außenfläche 12 eine spitzkegelige Phasengrenzfläche fest/fest 17 gebildet, welche mit der Erstarrungsfront 13 eine gemeinschaftliche Kante 18 aufweist.
Gemäß Fig. 4 hat im weiteren Verfahrensablauf die Erstarrungsfront 13 die Endordinate e erreicht und bildet nun eine Endfläche 13e des Rohlings, wobei das gesamte Volumen der Schmelze 3a (Fig. 2) monokristallin durcherstarrt ist und einen Einkristall 3e repräsentiert. Die Kante 18 lieg auf der Höhe dre Endordinate e und begrenzt die vollständige Fläche 17, welche eine Innenfläche des Rohlings darstellt.
Der Einkristall 3e wird, beispielsweise entlang 2a, von dein Impf-Einkristall 1 getrennt, welcher erneut im vorbeschriebenen Sinne verwendbar ist.
Bei der Einkristallzüchtung soll ein Temperaturgradient quer zur Wachstumsachse vermieden werden. Um dieser Forderung weitestgehend gerecht zu werden, wird, bei gerinber Stärke der Wandung 8, der Hohlraum 10 des Formfestkörpers 5 mit Kupferpulver 11 gefüllt und dieses einem dem vorbeschriebcnen Aufschmelz- und Erstarrungsvorgang simultanen Analogvorgang unterzogen. Ein im Rohlraum 10 entstehender massiver Kupferkörper Ile (Fig. ) kann auf eine im weiteren Verlauf der Beschreibung noch zu erlauternde Weise entfernt werden.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur tiegelfreien Verfahrensdurchführung. Wegen erkennbarer Übereinstimmungen mit den Fig. t bis 4 läßt sich die Erläuterung weitgehend auf die Vorrichtung beschränken. Letztere umschließt ein Gestell 19 mit einen horizontalen Auflager 20 und einer diesem zuteordneten, oberseitigen Standfläche 21 und Durchgriff 22.
Mit vorgebbarem Horizontalabstand von dem Durchgriff 22 trägt das Auflager 20 eine senkrecht angeordnete Stativstange 25 zur hühenverstellbaen Befestigung einer Barrenhalterung 24 und einer über dieser angeordneten Halterung 29 für den Formfestkörper 5. Die BArrenhalterung 24 umschließt einen horizontalen Tragarm 25 mit einer Barrenklemme 26 zum Einklemmen eines oberen Endes 3' des Barrens 3. Mittels eines nur angedeuteten Verstellüberwurfs 27 und einer Fests tellsclìraube 28 läßt # sich die Barrenhalterung 24 an der Stativstange 23 in einer vorgegebenen Höhe lösbar fixieren. Die Halterung 29 für den Formfestkörper 5 umschließt einen horizontalen Tragarm 30 mit einer, ebenso wie die Barrenklemme 26, nur schematisch dargestellten Klemme 31 für den Formfestkörper 5. Auch die Halterung 29 läßt sich in Richtung eines Doppelpfeils 35 mittels eines Verstellüberwurfs 32 und einer Feststellschraube 33 an der Stativstange 23 lösbar fixieren. Eine Führungsnut 34 in der Stativstange 23 gewährleistet die Parallelführung der beiden Ralterungen 24 und 29. Beide Tragarme 25 und 30 erlauben über jeweilige, nur andeutungsweise dargestellte Teleskopführungen 25' und 30' eine jeweilige Längenveränderung in Richtung des horizontalen DOppelpfeilS 35'.
Eine aus Kupferrohr gefertigte wasserkühlbare Hochfrequenzspule 56 eines nur andeutungsweise dargestellten Hochfrequenzgenerators 37 ist in Richtung der Wachstumsachse G verfahrbar angeordnet. Eine Kühleinrichtung 42 läßt sich auf eine nicht näher dargestellte Weise im Durchgriff 22 fixieren und wird im weiteren Verlauf der Beschreibung erläutert.
Mit der Vorrichtung gemäß Fig. 5 wird folgendermaßen gearbeitet: Nach Anordnen des Impf-Einkristalls 1 und des Barrens 7 in der Hochfrequenzspule 36 wird das obere Barrenende 3' mittels der Barrenklemme 26 nach Höhe sind Seite fisiert.
Hiernach wird der Formfestkörper 5 auf die dargestellte Weise der Wegelfläche 4 des Barrens 5 zugeordnet und eberfalls nach Höhe und Seite fixiert. Ein im weiteren Verlauf zu beschreibender Zentralkörper 43 wird in den Hohlraum 10 eingesetzt, welcher auschließend mit Kupferpulver 11 gefüllt wird. Eine zentrale LÄngsachse 7 des Zentralelements 43, die Körperachse des Formfestkörpers 3, die Wachstumsachs G fallen nunmehr ineinander und schließen mit der erwähnten kristallographischen Achsenrichtung des Impf-Einkristalls 1 einen vorgebbaren Winkel ein. Durch Inbetriebsetzer de Hochfrequenzgenerators 37 wird infolge Ankoppelns der Leitung über die Hochfrequenzspule 36 eine Schmelzzone 3a' erzeugt, welche unterseitig von der Phasengrenzfläche fest/flüssig 13 und oberseitig von einer Phasengrenzfläche flüssig/fest 39 begrenzt wird. Die Schmelzzone 3a' wird in ihrer Ausdehnung in Richtung der Wachstumsachse G so ausgelegt, daß sie durch die Oberflächenspannung der Schmelze zusammengehalten wird.
Durch Bewegen der Hochfrequenzspule 36 in Richtung des Pfeils 40 durchwandert die Schmelzzone 3a1 den Barren 3, bis die Erstarrungsfront 13 die Endordinate e erreicht. Damit ist der gerichtete Erstarrungsvorgang abgeschlossen und der Hochfrequenzgenerator 37 wird außer Betrieb gesetzt. Zum Verhindern eines radialen Schmelzzonendurchbruchs verbleibt nicht nur des obere Ende 3' des Barrens 3 in seinem Ursprungszustand (es wird in Höhe der Endordinate e von dem erhaltenen Einkristall 3e getrennt), sondern das beschriebene Verfahren muß auch erschütterungsfrei durchgeführt werden. Letztere Forderung wird dadurch erfüllt, daß die durch die Hochfrequezspule 36 repräsentierte Wärmequelle verschoben und die Impf-Einkristall/Barrenanordnung festgehalten wird. Wie in Fig. 5 dargestellt, weist der Impf-Einkristall 1 eine kegelige Ausnehmung 41 auf. Sie dient dem innigen Kontakt mit der Kühleinrichtung 42 mit einem zentralen Wasserzufluß 43 und einem diesen konzentrisch umfassenden Wasserabfluß 44. Eine (auf nicht näher beschriebene Weise regelbare) Wärmeabführung in Richtung der Wacshtumsachse G begünstigt das störungsfreie, monokristalline Durcherstarren des vorgegebenen Kupfervolumens.
Der Barren 3 kann sowohl aus polykristallin, aiis einer Schmelze erstarrtem Kupfer wie auch aus gesintertem Tupfer bestehen. Auf diese Weise-kann die Kegelfläche 4 entweder durch spangebendes Bearbeiten oder, bei gesintertem Kupfer, bereits während eines dem Verdichten des Ausgangswerkstoffs dienenden Rüttelvorganges eingebracht werden. Sowohl bei Kupfer wie auch bei anderen Werkstoffen kann das Sintern im Vakuum oder in einer im wesentlichen sauerstoffreien Schutzgasatmosphäre erfolgen. Letzteres gilt auch für den Aufschmelz- und Erstarrungsvorgang zum Herstellen des monokristallinen Rohlings.
Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens in einem Ofen unter Zuhilfenahme eincs Schmelzgefäßes 46.
Letzteres besteht vorzugsweise aus Quarz, . welches eine aoisreichende Beobachtungsmöglichkeit bietet. Das Schmelzgefäß 46 umschließt einnen oberen, kreiszylindrischen Teil 47, an welchen sich unterseitig ein sich nach unten verjüngender Kegelstumpfbereich 48 mit einem kreiszylindrischen Teil 49 vergleichsweise geringeren Durchmessers als Impf-Einkristallaufnahme anschließt. Das Schmelzgefäß 46 umgreift mit einer Wandung 0 einen Innenraum 51. Im oberen Teil 47 ist eine nur schematisch dargestellte und auf nicht beschriebene Weise justierbare Halterung 42 für den Formfestkörper 5 zu dessen radialem und axialen Fi:ieren innerhalb des lnnenraums 31 angeordnet. Mittels einer Aufhängung 53 läßt sich das Schmelzgefäß 46 in Richtung eines Doppelpfeils 54 mit vorgebbarer Geschwindigkeit bewegen.
Dem kreiszylindrischen Teil 49 ist ein Überwurf 55 befestigbar zugeordnet. Er weist ein Auflager 56 für den Impf-Einkristall 1 auf und kann mit einem andeutungsweise dargestellten Durchgriff 5/ für e tae Kühle inrichtung verseilen sein, wL.e sie in Zusammenhang mit der Vorrichtung nach Fig. 5 beschrieben wurde. Beim Durchführen des Verfahrens mit einem Schmelzgefäß empfiehlt sich die Verwendung eines Pulvers 57 aus Kupfer (oder entsprechendem anderen Werkstoff) verlangter Reinheit und mit einer vorgebbaren Teilchengrößenverteilung.
Für eine allfällige Verdichtung des Pulvers 57 gelten die diesbezüglichen Ausführungen im Zusammenhang mit dem tiegelfreicn Verfahren (Fig. 5). Zum Vorbereiten des Verfahrens wird folgendermaßen vorgegangen: Der Impf-Einkristall 1 wird mittels des Überwurfs 55 auf eine nicht dargestellte Weise im kreiszylindrischen Teil 49 fixiert. Vorteilhafterweise wird in einem oberen Bereich des Impf-Einkristalls eine Zentrierausnehmung 58 für den Formfestkörper 5 vorgesehen. Letzterer wird (entsprechend gefüllt und mit dem Zentralelement 45 versehen) mittels der Halterung 52 axial und radial einjustiert und fisiert, so daß seine Körperachse mit der Wachstumsachse G zusammenfällt. Anschließend wird ein Innenraumbereich 50' mit Pulver 57 gefüllt. Das Verdichten kann mittels eines außenseitig an der Wandung 1. angekoppelten und nicht dargestellten Vibrators erfolgen. Das derart vorbereitete Schmelzgefäß wIrd über die Aufhängung 55 in einen angedeuteten Ofen 59 eingebracht.
Dieser weist eine Heizwicklung 60 auf. Diese ist in einen oberen Bereich 65 zum Erzielen höherer Temperatur enger gewickelt als in einem unteren Bereich 64. Hierdurch wird ein vorgebbarer axialer Temperaturgradient erreicht. Zum Verschärfen des Temperaturgradienten werden die Bereiche 63 und 64 von einem horizontal angeordneten Baffle 62 voneinander getrennt.
Zum Aufschmelzen wird das auf vorbeschriebene Weise vorbereitete Schmelzgefäß 46 so im Innenraum 61 des Ofens eingerichtet, daß sich bei Leistungsabgabe über die Heizwicklung 60 im Impf-Einkristall 1 die Phasengrenzfläche 13 mit darüberstehender Schmelze 3a bildet. Durch geregeltes Absenken des Schmelzgefäßes 46 im Ofen 59 wandert die Erstarrungsfront 15 auf die bereits hinlänglich beschriebene Weise entlang der Wachstumsachse G bis zur Endordinate e, womit das Verfahren beendet ist. Auch im unmittelbar vorbeschriebenen Fall kann sowohl mit einer Kühleinrichtung am unteren Ende des Impf-Einkristalls 1 wie auch im Vakuum oder einer Schutzgasatmosphäre gearbeitet werden.
Im Anschluß an den Erstarrungsvorgang läßt sich das Schmelzgefäß 46 auf einfache Weise entleeren: nach Entfernen des Überwurfs 55 kann durch Aufbringen eines geringen Drucks auf eine Unterfläche des Impf-Einkristalls 1 der Inhalt über den kreiszylindrischen Teil 47 entnommen werden.
Fig. 7 zeigt den Formfestkörper 5 mit dem Zentralelement 45, dessen zentrale Längsachse Z mit der nicht dargestellten Körperachse zusammenfällt. Es umschließt einen deckelförmigen Träger 63 mit einem unterseitigen, in den Hohlraum 10 eingreifenden, an einer Innenfläche 9' anliegenden Zentriervorsprung 66. Der Träger 65 weist ihm durchgreifende Füllöffnungen 67 (beispielsweise für Kupferpulver) und eine unterseitige Führungshülse 68 kreisringförmigen Querschnitts mit einer Wandung 69 auf, deren Außenfläche 70 den Außenflächen 9 und 9' zugewandt ist und deren Innenfläche 71 einen Innenraum 72 umschließt. Die Innenfläche 71 mündet oberseitig in eine Zentrieraufnahme 75 und unterseitig in einen Kegelstumpfbereich 74 mit einem Zentrierdurchgriff 73 für einen Einsatz 76. Der Einsatz 76 umschließt einen der Zentrieraufnahme 77 angepaßten Flansch 77 mit einer Unterseite 74 zur Auflage auf dem Träger 65, dessen Außenfläche 79 mit der Außenfläche 12' fluchtet. Mit einer Auflagerfläche 80 steht eine nicht näher bezeichnete Unterseite des Trägers 63 im Kontakt mit einer Stifsfläche 73 des Teils 7. Der Flansch 77 setzt sich über eine Gegenfläche 62 in einen der Fläche 7' anliegenden Zentrierkolben@@@ form, an welches sich mit dem geringeren Außendurchmesser ein Roh@@@ anschließt. Mit einem unteren Teil füllt das rohr @3 den Zentrierdrehgriff 75 endet nach einem Reduzierabsatz 84 in einer unterseitig geschlossenen Hohlnadel 85 kreisringförmigen Querschnitts.
Ein von dem Rohr 83 umschlossener Innenraum 86 steht über eine hohlkegelige Aufnahme 57 mit der Außenatmosphäre in Verbindung.
Wie bereits beschrieben, wird der Hohlraum 10 des Formfestkörpers 5 mit einem Pulver des Werkstoffs für den Rohling, beispielsweise Kupfer, gefüllt, welches während des Verafhrensablaufs aufschmilzt und zu einem massiven Körper erstarrt. Die Auswahl des Werkstoffs für die im Hohlraum 10 mit der jeweiligen Schmelze in Berührung stehenden Teile empfiehlt sich unter den Gesichtspunkten, welche im Zu-Sammenhang mit dr Auswahl des Werkstoffs für den Formfestkörper 5 erörtert wurden. Zum Entfernen des letzteren aus dem Hohlraum 10 wie auch des Formfestkörpers 5 aus dem Rohling, er ist in Fig. 7 andeutungsweise dargestellt und mit P bezeichnet, wird der Innenraum 86, wie niclit näher beschrieben, evakuiert und mit einem Kühlmedium, beispielsweise flüssigem Stickstoff, gefüllt. Hierauf läßt sich der Einsatz 73 mühelos entfernen und hinterläßt im erstarrten Kupfer eine Kaverne. Diese wird nun ihrerseits evakuiert und mit Kühlmedium gefüllt, so daß sich infolge ausreichender Kontraktion sowohl der Formfestkörper 5 aus dem Rohling R wie auch der Kupferkörper aus dem Hohlraum10 entfernen lassen. Infolge der während des Verafhrens beobachteten radialen Temperaturverteilung im Zusammenhang mit dem im Hohlraum ablaufenden Analogvorgang (Aufschmelzen und Erstarre weist die Kegelfläche 4 im Rohling R bei entsprechender Oberflächengüte der Außenfläche 12 ebenfalls eine gute Beschaffenheit auf, so daß sich eine Nachbearbeitung erübrigen läßt. Eine sich der Herstellung des Rohlings R auschließende, beispielsweise spanngebande, Bearbeitung zum Erzielen einer erforderlichen geringen Wandstänrke des Endprodukts wird vorteilhafterweise durch die Ausgestaltung des Formfestkörpers 5 im Zusammenwirken mit dem Zentralelement 43 erleichtert: der Formfestkörper 5 wird nämlich wieder in den von ihm erzeugten Hohlkegel mit der Fläche 4 eingesetzt, wobei die Zentrieraufnahme 75 dem Aufnehmen in einer spitzen Brehmaschine dient. Der vorbeschriebene Vorgang läßt sich sowohl im Anschluß an das tiegelfreie Verfahren (siehe Beschreibung zu Fig. 3) wie auch an die Verafhrensweise mit einem Schmelzgefäß (siehe Beschreibung zu Fig. 6) durchführen.
Das Verfahren ist in seinen beiden beschriebenen Arten leicht durchführbar. Während das tiegelfreie Arbeiten jedoch infolge der höheren Leistungsdichte im Zusammenhang mit einer Hochfrequenzspule weniger Zeit beansprucht, bedarf ein im Schmelzgefäß hergestellter Rohling wegen der äußeren Formgebung im betreffenden Kegelstumpfbereich des Schmelzgefäles eines geringeren, werkstoffabtragenden Nachbearbeitung.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für rotationssymmetrische Hohlkörper, vorzugsweise spitzkegeliger Gestalt, insbesondere für Hohlladungs-Einlagen für panzerbrecllentle Projektile, unter Verwendung monokristallin erstarrten Werkstoffs (nach Patentanmeldung P 27 45 849.7), g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte: a) ein vorgegebenes Werkstoffvolumen, welches sich entlang einer Wachstumsachse erstreckt, wird aufgeschmolzen und einem gerichteten Erstarrungsvorgang unterworfen, b) bei Erstarrungsvorgang wird die Temperatur in der Schmelze derart gefiihrt, daß sich eine einen monokristalli erstarrten Bereich begrenzende Phasengrenzfläche fest/ flüssig als Erstarrungsfront entlang der Wachstumsachse von einer vorgegebenen Ausgangs- zu einer dem Abschluß des Erstarrungsvorgangs zugeordneten Endordinate bewegt, welche beide auf der Wachstu:nsachse liegen, c) in den Weg der Ers£arrungsfront wird ein sich zwischen einem Anfangs- und einem Endpunkt einer Kürperachse erstreckender Formfestkörper mit einer Außenfläche, welche weitgehend einer Innenfläche des Rohlings entspricht, derart angeordnet, daß die Körper- mit der Wachstumsachse zusammenfällt, wobei der Anfangspuntk der ersteren zwischen der Anfangs- und der Endordinate angeordnet und ein jeweiliger Querschnitt des Formfestkörpers ;mit einen vorgegebenen Abstand quer zur Wachstumgsachse einen. etsprechenden jeweiligen Querschnitt des Werkstoffvolumens einbeschrieben ist, d) im Verlauf des Erstarrungsvorgangs bildet der Anfangspunkt der Körperachse einen Punkt einer Phasengrenzfläche fest/ fest zwischen dem Formfestkörper und dem monokristallin erstarrter Rereich, welch eine gemeinschaftliche Kante mit der Erstarrungsfront aufweist und beim Abschluß des Erstarrungsvorgangs die Innenfläche des Rohlings bildet und e) aus dem monokristallin durcherstarrten, den Rohling einschließenden Werkstoffvolumen wird der Formfestkörper entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, rn e k e n n z C i c h n e t d u r c h einen de Äufsc elz- und Erstarrungsvorgang nach Anspruch 1 im wesentlichen simultan verlaufenden Analogvorgang im Innern des Formfestkörpers.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der # Analogvorgang im Innern des Formfestkörpers an einem demjenigen des Rohlings entsprechenden Werkstoff vollzogen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen Impf-Einkris- all mit demjenigen des Rohlings entsprechenden Werkstoff zum Einleiten des monokristallinen Erstarrens gemäß Anspruch 1.
5. Verfahren nach Anspruch ii, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß eine mit denn Impf-Einkristall vorgegebene kristallographische Richtungsachse mit der Wachstumsachse einen vorgegebenen Winkel einschließt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der vorgegebene Winkel gleich Null ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h e e k e n n z e i c h n e t, daß zum Entfernen des Formfestkörpers quer zur Wachstumsachse ein Temperaturprofil eingestellt wird, welches in Bereich der Phasengrenzfläche fest/fest einen jeweiligen schroffen Temperaturgradienten einschließt.
S. Verfahren nach anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Unterkühlung des Formfestkörpers gegenüber dem ihn umgebenden monokristallinen Rohling.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, g e k e n n æ e 1 c h n e d u r c h Erwärmen des monokristallin erstarrten Rohlings gegenüber dem Formfestkörper.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, g e zur n fl n -z e i c h n e t d u r c h Kupfer vorgegeben Reinheit als Werkstoff des Rohlings.
11. Verafhren nach Anspruch 40, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Kupfer als Pulver und/oder Granulat mit einer vorgegebenen Teilchengrößenverteilung vorliegt.
12. Verfahren nach anspruch 11, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Verdichten des Kupferpulvers und/oder -granulats vor dem Aufschmelzen nach Anspruch 1.
13. Verfahren nach Anspruch 12, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Verdichten des Kupferpulvers und/oder granulats unter einer in wesentlichen sauerstoffreien Atmosphäre.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, g e h e n n -z e i c h n e t d u r c h Verdichten des Kupferpulvers und/oder -granulats in einem vorgebbaren Vakuum.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h ein vorgegebenes Werkstoffvolumen kreisförmigen Querschnitts, in welches vor dem Aufschmelzen ein einer Oberfläche des Formfestkörpers entsprechender und zu dessen Aufnahme bestimmter Hohlraum eingebracht wird.
16. Verfahren nach eine' der Ansprüche 11 bis 15, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h Sintern des verdichteten Kupferpulvers.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, g e h e n n -z e i c h n e t d u r c h tiegelfreies Arbeiten, wobei eine Wärmequelle entlang der Wachstumsachse bewegt und das Werkstoffvolumen mit dem ihm zugeordneten Formfestkörper in der Höhe festgehalten wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h Arbeiten mit einem Schmelzgefäß, welches in Richtung der Wachstumsachse gegenüber einer Wärmequelle mit vorgebbarem Temperaturgradienten bewegt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 1S, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h zusätzliche siale Wärmeabführung.
20. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19, g e li e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) eine Halterung (19; 52) fixiert den Formfetkörper (5) in axialer und radialer Richtung gegenüber dem Werkstoffvolumen (3, 3a, 5e), b) die Wandung (A) des Formfestkörpers (5) umschließt einen Hohlraum (10) zur Aufnahme eines Stoffes, welcher während des Verfahrensablaufs das Einhalten eines geringstmöglichen, radialen Temperaturgradienten gewährleistet, c) wenigstens die mit der Schmelze in Berührung stehenden Teile des Formfestkörpers (5) sind aus eie Werkstoff gefertigt, welcher eine hohe Oberflächengüte gewährleistet, in der Schmelz und im Kristall unlösbar ist und dessen Schmelztemperatur genügend oberhalb derjenigen des aufzuschmelzenden Werkstoffs liegt und d) in axialer Nachbarschaft der Anfangsordinate (s) ist eine Einrichtung (42) zur axialen Wärmeabführung vorsehbar.
21. Vorrichtung nach Anspruch l9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Zentralkörper (45), welcher über einen Träger (65) gegenüber dem Formfestkörper (5) auf vorgebbare Weise fixierbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n ii z e i c h n e t, daß der Zentralkörper (45) innerhalb des Hohlraums (10) wenigstens einen Hohlraum (S6! vom ITohlraum (10) abtrennbar umsehticßt.
23. Vorrichtung; nach Anspruch 21 oder 22, d a d u r e h g Q k e n n z e i c h n e t, daß der Träger (65) ) und der Einsatz (76) eine Aufnahme (73; 87) für eine Zentrierung einer Maschine zur formgebenden Weiterbearbeitung des Rohlings (8) aufweist.
24. Vorrichtung nach einem der Anspräche °0 bis 23, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Wiederverwendbareit des Formfestkörpers (5).