DE3537351A1 - Verfahren und vorrichtung zum herausloesen eines kerns aus keramik aus einem gussstueck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herauslösen eines Kerns aus Keramik aus einem Gußstück mittels einer keramikauflösen­ den Flüssigkeit. Bei hochwertigen Gußstücken, wie Flugturbinenschaufeln mit Innenraumkühlung weist der aus Keramik bestehende Kern häufig eine sehr komplizierte Gestalt auf. Das macht das Herauslösen des Kerns nach dem Gießen der Schaufel schwierig. Die zum Beispiel aus hochsilizium­ haltiger Keramik bestehenden Kerne lassen sich zum Teil trotz der Anwen­ dung von heißen Ätzkalilösungen oder von Flußsäure unter Atmosphärendruck nicht vollständig entfernen. Übliche Technik ist, schwierige Kerne in Autoclaven auszulösen, wobei man mit Drücken von über 6 bar und unter Ausnutzung des dadurch erhöhten Siedepunktes mit hohen Temperaturen arbeitet.

Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auslösung der Kerne zu entwickeln, die bei geringem apparativen Aufwand eine schnelle und restlose Auslösung der Kerne er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Flüssigkeit auf den Keramikkern aufgespritzt wird. Das Aufspritzen erfolgt vorzugsweise unter normalem, äußeren Druck, kann aber auch bei Anwendung eines Gehäuses unter leicht erhöhtem Druck geschehen. Der Ätzflüssigkeitsstrahl fördert die Reaktionsprodukte weg, so daß an der Grenzfläche zwischen der Kernoberfläche und der Flüssig­ keit immer frische, reaktionsfähige Flüssigkeit zur Verfügung steht. Das Aufspritzen des Flüssigkeitsstrahls auf den Keramikkern sorgt dafür, daß an der Lösungsfront dauernd frische Lösungsflüssigkeit zugeführt wird und schon ausgelöstes Kernmaterial ständig weggespült wird. Dieser Auslösemechanismus funktioniert durch die aufgezwungene Strömung zuver­ lässig auch dann noch, wenn der Kern schon teilweise ausgelöst ist und in tiefen oder hinterschnittenen Hohlräumen des Gußstücks. Dadurch ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Auslösegeschwindigkeit hoch und es gelingt eine restlose Auslösung des Kerns im Gegensatz zu den bekannten, drucklosen Verfahren.

Im einzelnen kann die Erfindung wie folgt vorteilhaft ausgestaltet sein.

Als Lösungsmittel für hochsiliziumhaltige Kernkeramik eignen sich heiße, wässrige Kalilauge, Natronlauge oder auch Flußsäure.

Das Gußstück kann sich bei dem Herauslösen des Kerns außerhalb des Flüs­ sigkeitsbades befinden. In diesem Fall ist die Spülwirkung des Flüssig­ keitsstrahles besonders intensiv.

Das Gußstück und die Injektordüse können beim Auslösen auch innerhalb des Flüssigkeitsbades sein. Dann werden durch die Injektorwirkung des Flüssigkeitsstrahles weitere Teile des Bades mit zur Auflösung heran­ gezogen. Außerdem wird durch das Eintauchen der Injektordüse ein unkon­ trolliertes Spritzen des vom Gußstück zurückprallenden Flüssigkeits­ strahls vermieden. Aufwendungen für das Abschließen der Auslaugeappara­ tur nach oben entfallen dadurch.

Eine besonders zweckmäßige, einfach aufgebaute Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens besteht aus einem die auflösende Flüssigkeit aufneh­ menden, heizbaren Behälter, der ein unteres Ablaufrohr, das mit dem Einlaß einer rotierenden Pumpe verbunden ist und ein Auslaßrohr aus der Pumpe aufweist, das in einer auf den Kern des Gußstücks gerichteten Düse, oder bei mehreren Gußstücken mehreren Düsen, mündet und die eine einstellbare Halterung für das oder für die Gußstücke hat.

Im einzelnen kann die Vorrichtung wie folgt vorteilhaft ausgestaltet sein.

Zur gleichzeitigen Behandlung von mehreren Gußstücken kann das aus der Pumpe austretende Auslaßrohr eine Verzweigung aufweisen, die in mehre­ ren Düsen endet und die Halterung für die Aufnahme mehrerer Gußstücke ausgebildet sein.

Vorteilhaft befinden sich im unteren Ablaufrohr zwischen der Pumpe und dem Behälter nahe am Behälter ein Absperrventil und am tiefsten Punkt der Leitung bzw. der Pumpe ein Ablaßventil. Das ermöglicht das Entleeren der Rohrleitung nach Beendigung des Auslösungsvorgangs beim Einsatz von auflösenden Flüssigkeiten, die bei Raumtemperatur auskristallisiert sind, wie z.B. wässrige Natronlauge hoher Konzentration und läßt so ein Verstopfen der Rohrleitungen bei Anlagenstillstand vermeiden. Beim Einschalten der Anlage wird das Absperrventil erst bei Verflüssigung des Lösungsmittels geöffnet.

Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Es zeigen im einzelnen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Herauslösevorrichtung im Schnitt mit einem Gußstück,

Fig. 2 eine andere Ausführungsart für die gleichzeitige Herauslösung der Kerne von mehreren Gußstücken,

Fig. 3 eine andere Betriebsart der Vorrichtung nach Fig. 2.

Die Vorrichtung besteht aus einem Behälter 1 mit einem unteren Ablauf­ rohr 1 a, das mit dem Einlaß einer rotierenden Pumpe 3 verbunden ist und einem Auslaßrohr 4 der Pumpe 3, das in einer auf den Kern des Guß­ stücks 6 gerichteten Düse 5 endet und aus einer nicht dargestellten, einstellbaren Halterung für das Gußstück 6. In dedem Ablaufrohr 1 a be­ findet sich nahe am Behälter 1 ein Absperrventil 7 und am tiefsten Punkt, im Ausführungsbeispiel der Pumpe 3, ein Ablaßventil 8.

Nach Fig. 2 sind mehrere Gußstücke 6 durch eine nicht dargestellte Hal­ terung gegenüber mehreren Düsen 5 gehaltert. Die Düsen 5 werden über eine Verzweigung des Auslaßrohres 4 der Pumpe versorgt. Nach Fig. 2 befindet sich der Flüssigkeitsspiegel der Flüssigkeit 2 unterhalb der Gußstücke 6. Nach Fig. 3 sind die Düsen und die Gußstücke in die Flüs­ sigkeit 2 eingetaucht.

Die Vorrichtung ist gegen die Keramik auflösenden Flüssigkeiten bestän­ dig ausgeführt, die Pumpe 3 aus Chromstahl, der Behälter 1 aus Edelstahl, dem hitzebeständigen, säurefesten Werkstoff Thermax und die Dichtungen aus einer Siliziumcarbid-Metall-Paarung. Die Pumpe und die Düsen sind so ausgelegt, daß vor den Düsen ein Druck von bis zu 6 bar entsteht. Der dadurch entstehende scharfe Strahl spült die Reaktionsprodukte von der Oberfläche der Kerne weg und bringt frische, reaktionsfähige, neue Flüssigkeit zu der Kernoberfläche.

In der Betriebsart der Fig. 3 mit untergetauchten Gußstücken 6 wurde bei einem 100%-igen Herauslöseerfolg die Herauslösezeit für die Kerne mit Ätzkalilauge auf nur 10% der Herauslösezeit mit einem bekannten Verfahren unter Normaldruck und mit heißer Ätzkalilauge reduziert. Bei dem bekannten Verfahren war dabei die Herauslösung der Kerne nicht immer vollständig.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herauslösen eines Kerns aus Keramik aus einem Gußstück mittels einer keramikauflösenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf den Keramikkern aufgespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Guß­ stück beim Herauslösen des Kerns außerhalb des Flüssigkeitsbades befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gußstück beim Herauslösen des Kerns innerhalb des Flüssigkeits­ bades befindet und die Flüssigkeit durch eine sich mit ihrer Mündung unterhalb des Badspiegels befindliche Düse in das Bad gespritzt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche mit einem die auflösende Flüssigkeit aufnehmen­ den Behälter, gekennzeichnet durch ein unteres Ablaufrohr (1 a), das mit dem Einlaß einer rotierenden Pumpe (3) verbunden ist und mit einem Auslaßrohr (4) der Pumpe (3), das in mindestens einer auf den Kern des Gußstücks (6) gerichteten Düse (5) mündet und mit einer einstellbaren Halterung für das Gußstück (6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaß­ rohr (4) der Pumpe (3) eine Verzweigung aufweist, die in mehreren Düsen (5) mündet und daß die Halterung für die Aufnahme mehrerer Gußstücke (6) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich im unteren Ablaufrohr (1 a) zwischen der Pumpe (3) und dem Behälter (1) nahe am Behälter (1) ein Absperrventil (7) und am tiefsten Punkt der Leitung (1 a) oder der Pumpe (3) ein Ablaßventil (8) befinden.