DE4134066A1 - Verfahren zur herstellung von kleinen und kleinsten kanaelen in formgussteilen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von kleinen und kleinsten kanaelen in formgussteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kleinen
und kleinsten Kanälen in nach dem Wachsausschmelzverfahren her
gestellten Feingußteilen aus metallischem Werkstoff, wie Alu
minium, Eisen, Nickel, Stahl, Kupfer etc.
Es ist bekannt, feine Kanäle bei Abgüssen nach dem Wachsaus
schmelzverfahren dadurch herzustellen, daß man einen zerstör
baren und nichtmetallischen Kern meist aus Keramik herstellt
und in die Form einlegt und nach dem Abguß wieder entfernt.
Dieses Verfahren hat zwei Nachteile. Einerseits sind diese
Kerne aus Keramik sehr bruchempfindlich und andererseits kann
man je nach Länge nicht unter einen Durchmesser von 3-6 mm
gehen, weil sonst der innere Halt beim Abguß nicht mehr ge
geben ist. Darüberhinaus ist die Entfernung des Keramikkerns
nach dem Abguß mit großen Schwierigkeiten verbunden, ins
besondere dann, wenn die Kanäle komplizierte Rohrsysteme dar
stellen. Man hat daher versucht, anstelle der Herstellung von
Kanälen Röhrchen in das Gußstück einzulegen und diese als Ka
näle zu verwenden, so daß das durch die Röhrchen fließende
Medium überhaupt nicht mit dem Gußteil in Berührung kommt.
In diesem Falle sind auch die Röhrchen außerhalb des Gußteils
ohne Anbindung an das Gußteilmaterial ausgeführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine
Möglichkeit zu schaffen, auch feinste Kanäle und Kanalsysteme
unter Verwendung solcher feinsten Kanäle herzustellen, ohne
daß aufwendige Keramikkerne verwendet werden müssen, die re
lativ stark bruchempfindlich sind. Auch sollte die Möglich
keit gegeben sein, mit den feinsten Kanälen kompliziert aufge
baute Rohrsysteme auszuführen.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein Hohlkörper, zum
Beispiel ein Röhrchen mit einer Wandstärke von höchstens 15%
des Rohraußendurchmessers in die Form eingebracht wird und
der Hohlkörper aus einem metallischen (Edelstahl,Titan etc.)
Material besteht, dessen Schmelzpunkt höher liegt als der
Schmelzpunkt des Abgußwerkstoffs, wobei der Hohlkörper auch
nach dem Abguß ohne weitere Funktion im Gußteil verbleibt.
Vorteilhaft können mehrere Röhrchen mit Abzweigungen und/oder
unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden.
Zweckmäßig werden Röhrchen für Hochtemperaturanwendungen mit
einer möglichst dünnen Schutzschicht versehen, zum Beispiel
nach einem PVD-Verfahren aufgedampft.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht vor allem
darin, daß die Röhrchen sehr gut der Gußteilgeometrie angepaßt
werden können und daß die Anbindung des Kanalsystems
nach außen an den Gußwerkstoff erfolgt und nicht an den
über die Kontur des Gußteils vorstehenden Teil eines Röhrchens.
Dies ergibt, daß die Röhrchen nur als Kern fungieren, welche
jedoch nicht entfernt zu werden brauchen, sondern im Gußteil
verbleiben können. Damit können auch Röhrchen mit Rissen im
Gußteil liegen bleiben und brauchen nicht entfernt zu werden.
Im Allgemeinen beträgt der Durchmesser der Röhrchen höchstens
20 mm und die Wandstärke ist dementsprechend 15% = 3 mm.
Meist genügen aber Röhrchen mit einem Außendurchmesser von
3 mm, welche dann eine Wandstärke von 0,3 bis 0,5 mm besitzen.
Diese Röhrchen lassen sich leicht in die Gußform einbringen,
so daß sie im wesentlichen der Gußteilgeometrie folgen. Es
kann auch ohne weiteres ein Rohrlabyrinth oder ein System von
Röhrchen unterschiedlichen Durchmessers aufgebaut werden.
Dabei können die Röhrchen streckenweise außerhalb der Guß
stückkontur bzw. in der Gußstückoberfläche bündig mit dieser
liegen.
Es können fast alle metallischen Werkstoffe für die Herstellung
der Hohlkörper bzw. Röhrchen verwendet werden, solange sie
einen höheren Schmelzpunkt als das Material des Gußteils.
Damit wird vermieden, daß die Röhrchen beim Abguß weg
schmelzen.
Die Hohlkörper können in jeder Form verwendet werden, wie
Rundrohre, Viereckrohre, Röhrchen mit 6- oder 8eckigem Quer
schnitt.
Die bisher verwendeten Röhrchen, in der Regel dickwandig, sind
im Sinne eines Werkstoffverbundes verwendet worden, wobei zum
Beispiel das Stahlrohr ein ganz bestimmtes, vom vom Konstruk
teur vorgegebenes Lastenheft erfüllen muß (Berstdruck, max.
Leckrate, Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit etc.). Die
Anbindung nach außen erfolgte hier immer direkt am Rohrende,
ohne auf den Gußwerkstoff zurückzugreifen. Diese bisherige
Technik bereitet bei der Gußteilherstellung große Schwier
igkeiten. So bildet sich ein mehr oder weniger großer Spalt
zwischen Röhrchen und Gußteilwand. Außerdem ist die Kühlwirk
ung in der Form so groß, daß das flüssige Metall unvorteilhaft
erstarrt und Kaltlaufstellen verursacht. Des weiteren ist eine
z. B. erhebliche Gewichtszunahme zu verzeichnen, was bei Luftfahrt
teilen von Nachteil ist. Wegen der großen Wanddicken ist der
Mindestaußendurchmesser meist 6 bis 8 mm, so daß notwendiger
weise die Wanddicken des Gußteils unzweckmäßig hoch liegen.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von kleinen und kleinsten Kanälen
in nach dem Wachsausschmelzverfahren hergestellten Feinguß
teilen aus metallischem Werkstoff, wie Aluminium, Eisen, Nickel,
Stahl, Kupfer etc. dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlkörper,
zum Beispiel ein Röhrchen, mit einer Wandstärke von höchstens
15% des Rohraußendurchmessers in die Form eingebracht wird
und der Hohlkörper aus einem metallischem Material besteht,
dessen Schmelzpunkt höher liegt als der Schmelzpunkt des
Abgußwerkstoffs, wobei der Hohlkörper auch nach dem Abguß
ohne weitere Funktion im Gußteil verbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Durchmesser der Röhrchen höchstens 20 mm beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Rohrlabyrinth oder Rohrsystem im wesentlichen der Gußteil
geometrie folgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Röhrchen mit Abzweigen und/oder unterschiedlichen
Durchmessern vorgesehen sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Stahlwerkstoff für die Röhrchen eine möglichst dünne
Schutzschicht aufgebracht wird, beispielsweise nach dem PVD
Verfahren aufgedampft wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das oder die Röhrchen streckenweise außerhalb der Gußstück
kontur liegen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die kanalbildenden Röhrchen bündig mit der Gußstückober
fläche liegen.
Priority Applications (3)
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Publications (1)
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