DE4134066A1 - Verfahren zur herstellung von kleinen und kleinsten kanaelen in formgussteilen - Google Patents

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.