DE60224631T2

DE60224631T2 - Kern zur Verwendung im Feingiessverfahren

Info

Publication number: DE60224631T2
Application number: DE60224631T
Authority: DE
Inventors: Dilip M. Glastonbury Shah; John Joseph Jr. Marlborough Marcin; James West Hartford Thompson Beals; Stephen Douglas Marlborough Murray
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: KR100558799B1; EP1834717A2; CA2408815C; SG111971A1; MXPA02010501A; CN1419979A; EP1834717B1; JP4137593B2; KR20030033942A; EP1306147A1; CA2408815A1; DE60224631D1; EP1306147B1; US6637500B2; CN1200785C; US20040020629A1; ATE383918T1; RU2240203C2; US20030075300A1; EP1834717A3

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Präzisionsgusskerne und insbesondere auf Präzisionsgusskerne, die wenigstens zum Teil aus hitzebeständigen Metallen gebildet sind.
2. Hintergrund der Erfindung
Präzisionsgießen ist eine häufig benutzte Technik, um metallische Komponenten, die komplexe Geometrien haben, insbesondere hohle Bauteile, zu formen und wird bei der Herstellung von Superlegierungs-Komponenten für Gasturbinenmaschinen benutzt. Die Erfindung wird in Bezug auf die Herstellung von Superlegierungsgussteilen beschrieben, jedoch ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
Gasturbinenmaschinen sind weit verbreitet zum Antrieb von Flugzeugen, zur Erzeugung elektrischer Energie und zum Antrieb von Schiffen. In allen Anwendungen von Gasturbinenmaschinen ist Effizienz ein vorrangiges Ziel.
Eine verbesserte Effizienz von Gasturbinenmaschinen kann durch den Betrieb bei hohen Temperaturen erreicht werden, jedoch sind die derzeitigen Betriebstemperaturen auf so einem Niveau, dass die Superlegierungsmaterialien, die im Turbinenbereich benutzt werden, beschränkte mechanische Eigenschaften haben. Dementsprechend ist es ein übliches Vorgehen, für die Bauteile in den heißesten Bereichen der Gasturbinenmaschine, typischerweise im Turbinenbereich, Luftkühlung bereitzustellen. Die Kühlung wird bereitgestellt, indem relativ kalte Luft vom Kompressorbereich der Maschine durch Durchlässe in den zu kühlenden Turbinenbauteilen geströmt wird. Es ist zu würdigen, dass die Küh lung im Hinblick auf die Effizienz der Maschine mit Kosten verbunden ist, dementsprechend besteht ein starkes Bedürfnis, ein verbessertes spezifisches Kühlen bereitzustellen, das den Umfang des Kühlvorteils maximiert, der von einer gegebenen Menge von Kühlluft erzielt wird.
Bezug nehmend auf die 1 beinhaltet eine Gasturbinenmaschine 10 einen Kompressor 12, einen Verbrennungsraum 14 und eine Turbine 16. Luft 18 strömt axial durch die Bereiche 12, 14 und 16 der Maschine 10. Wie es im Stand der Technik wohl bekannt ist, wird Luft 18, die in dem Kompressor 12 komprimiert wird, mit Kraftstoff, der in dem Verbrennungsraum 14 verbrannt wird, gemischt und in der Turbine 16 expandiert, wodurch sie die Turbine 16 rotiert und den Kompressor 12 antreibt.
Sowohl der Kompressor 12 als auch die Turbine 16 weisen jeweils rotierende und stationäre Strömungsprofile 20, 22 auf. Die Strömungsprofile, insbesondere diejenigen, die in der Turbine 16 angeordnet sind, sind wiederholten Temperaturschwankungen in einem weiten Bereich von Temperaturen und Drücken ausgesetzt. Um eine thermische Beschädigung der Strömungsprofile zu verhindern, beinhaltet jedes Strömungsprofil 20 eine interne Kühlung.
Bezug nehmend auf 2 hat das Strömungsprofil 20 eine vordere Kante 26 und eine hintere Kante 28, die sich von einem Wurzelende 30 zu einer Spitze 32 davon erstrecken, und eine Plattform 34. Ein Vorderkanten-Kühldurchlass 40 ist in der vorderen Kante 26 des Strömungsprofils 20 ausgebildet, der sich radial erstreckende, miteinander verbundene Kanäle 42–44 und einen Vorderkanten-Einlass 46 hat, der in der Plattform 34 ausgebildet ist und in Strömungsverbindung mit dem Kanal 42 steht. Eine Mehrzahl von Vorderkanten-Überführungsöffnungen 48, die in einer Vorderkanten-Durchlasswand 50 ausgebildet sind, die den Kanal 4 von einem Vorderkanten-Abgasdurchlass 52 trennt, erlaubt es der Kühlluft, aus dem Kanal 44 in den Vorderkanten-Abgasdurchlass 52 zu strömen. Ein Hinterkanten-Kühldurchlass 56 ist in der hinteren Kante 28 des Strömungsprofils 20 ausgebildet, der sich radial erstreckende, miteinander verbundene Kanäle 58–60 und einen Hinterkanten-Einlass 62 hat, der innerhalb der Plattform 43 ausgebildet ist und in Strömungsverbindung mit dem Kanal 58 steht. Eine erste Anzahl von Hinterkanten-Überführungsöffnungen 66 ist inner halb einer ersten Hinterkantenwand 68 ausgebildet und eine zweite Anzahl von Hinterkanten-Überführungsöffnungen 72 ist in einer zweiten Hinterkantenwand 74 ausgebildet, um es Kühlluft aus dem Kanal 58 zu ermöglichen, durch einen mittleren Durchlass 87 zu einer Mehrzahl von Hinterkantenschlitzen 80 zu strömen.
Ein keramischer Kern 120, wie er in den 3 und 4 dargestellt ist, wird im Herstellungsprozess der Strömungsprofile 20 benutzt und definiert die Hohlräume darin. Eine Keramikkern-Vorderkante 126 und eine Keramikkern-Hinterkante 128 entsprechen jeweils der Vorderkante 26 und der Hinterkante 28 des Strömunsprofils 20. Eine Wurzel 130 und eine Spitze 132 des Keramikkerns entsprechen jeweils der Wurzel 30 und der Spitze 32 des Strömungsprofils. Durchlässe 140, 156 mit Kanälen 142–144, 158–160 und Einlässe 146, 162 des Keramikkerns entsprechen jeweils Durchlässen 40, 56 mit Kanälen 42–44, 58–60 und Einlässen 46, 62 des Strömungsprofils. Durchlässe 52 und 78 des Strömungsprofils entsprechen Kanälen 152 und 178 im Keramikkern. Anzahlen von Fingern 148, 166, 172 im Kern 120 entsprechen jeweils der Anzahl von Überführungsöffnungen 48, 66, 72 in dem Strömungsprofil 20. Eine Kernspitze 190 ist mit Hilfe der Finger 182–185 an den Kerndurchlässen 140, 156 befestigt, um den Kern 120 an der Spitze 132 zu stabilisieren. Ein externer keramischer Griff 194 ist zu Handhabungszwecken an der Hinterkante 128 des Kerns befestigt. Eine Kernverlängerung 196 definiert einen Kühldurchlass an der Wurzel des Strömungsprofils 20. Mittellinien 197–199 erstrecken sich jeweils radial durch jede Reihe von Fingern 148, 166, 172.
Während Turbinenblätter und -schaufeln einige der wichtigsten Bauteile sind, die gekühlt werden, erfordern auch andere Bauteile, wie z. B. Verbrennungskammern und Außenluftdichtungen von Blättern, Kühlung und die Erfindung kann auf alle gekühlten Turbinenbauteile und tatsächlich auf alle komplex geformten Teile angewandt werden.
Derzeit werden Kerne, wie sie in den 3 und 4 gezeigt sind, aus keramischen Materialien geformt, aber solche keramischen Kerne sind zerbrechlich, insbesondere die fortschrittlichen Kerne, die benutzt werden, um aufwändige Kühldurchlässe in fortgeschrittenen Bauteilen herzustellen. Derzeitige Keramik kerne neigen zum Verziehen und Zerbrechen während der Herstellung und während des Formens. In einigen fortgeschrittenen experimentellen Schaufelentwürfen werden beim Gießen Ausbeuten von weniger als 10% erreicht, im Wesentlichen wegen Versagens des Kerns.
Konventionelle Keramikkerne werden durch ein Formverfahren hergestellt, das einen Keramikschlamm und eine geformte Form benutzt. Es können sowohl Spritzgussverfahren (injection molding) als auch Transferverfahren bzw. Spritzpressverfahren (transfer-molding) angewandt werden. Das Formmaterial ist üblicherweise Wachs, obwohl auch Plastik, Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt und organische Verbindungen, wie z. B. Harnstoff, benutzt worden sind. Die Schalenform wird unter Benutzung eines Kolloid-Silikat-Verbinders geformt, um keramische Teilchen, die Aluminiumoxid, Silikat (Siliziumdioxid), Zirkonoxid und Aluminium-Silikate sein können, miteinander zu verbinden.
Der Präzisionsgießprozess, um unter Benutzung eines keramischen Kerns ein Turbinenströmungsprofil herzustellen, wird hier kurz erklärt. Ein keramischer Kern, der die für die internen Kühldurchlässe gewünschte Geometrie hat, wird in einer Metallform platziert, deren Wände den Kern umgeben, aber im Allgemeinen von diesem beabstandet sind. Die Form wird mit einem Einweg-Formmaterial, wie z. B. Wachs, gefüllt. Die Form wird entfernt und hinterlässt den keramischen Kern eingebettet in eine Wachsform. Die äußere Schalenform wird dann aus der Wachsform geformt, indem die Form in einen keramischen Schlamm getaucht wird und dann größere trockene keramische Partikel auf den Schlamm aufgebracht werden. Dieser Prozess wird Stuckieren genannt. Die stuckierte Wachsform, die den Kern enthält, wird dann getrocknet und der Stuckierungsprozess wird wiederholt, um die gewünschte Wanddicke der Schalenform zu erhalten. An diesem Punkt wird die Form durch und durch getrocknet und auf eine erhöhte Temperatur erhitzt, um das Wachsmaterial zu entfernen und das keramische Material zu härten.
Das Ergebnis ist eine keramische Form, die einen keramischen Kern enthält, die zusammen einen Formhohlraum definieren. Es ist zu verstehen, dass das Äußere des Kerns den in dem Formprozess zu bildenden Durchlass definiert und das Innere der Schalenform die äußeren Dimensionen des herzustellenden Su perlegierungsformkörpers definiert. Der Kern und die Schale können auch Formkörperbereiche, wie z. B. Öffnungen und Steigrohre, definieren, die für den Formungsprozess notwendig sind, aber keinen Teil des fertiggestellten Formkörpers sind.
Nach dem Entfernen des Wachses wird geschmolzenes Superlegierungsmaterial in den Hohlraum gegossen, der von der Anordnung aus der Schalenform und dem Kern definiert wird, und gehärtet. Die Form und der Kern werden dann durch eine Kombination von mechanischen und chemischen Mitteln von dem Superlegierungsformkörper getrennt.
Wie zuvor erwähnt, beschränken die derzeit verwendeten Keramikkerne aufgrund ihrer Zerbrechlichkeit und da Kerne mit Dimensionen von weniger als ungefähr 0,012–0,015 Zoll (0,3–0,38 mm) derzeit nicht mit einer annehmbaren Ausbeute hergestellt werden können, die Formentwürfe.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, Kerne für Präzisionsgießen zur Verfügung zu stellen, die verbesserte mechanische Eigenschaften haben.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Kerne bereitzustellen, die in dünneren Dicken als die derzeitigen Keramikkerne hergestellt werden können.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Kerne bereitzustellen, die widerstandsfähig gegenüber thermischem Schock während des Formungsprozesses sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Kerne bereitzustellen, die Geometrien und Merkmale haben, die mit Keramikkernen nicht erreicht werden können.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Kerne bereitzustellen, die ohne die Notwendigkeit, teure Bearbeitung und Verfahren anzuwenden, eine schnelle Implementierung von komplexen Änderungen des Entwurfs erlauben.
Offenbarung der Erfindung
Um die zuvor beschriebenen Ziele zu erreichen und um weitere Vorteile bereit zu stellen, werden in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung Kerne beschrieben, die hitzebeständige Metallelemente enthalten. Insbesondere stellt die Erfindung einen zusammengesetzten Kern zur Verfügung, wie er in Anspruch 1 beansprucht wird.
Hitzebeständige Metalle beinhalten Molybdän, Tantal, Niob, Wolfram und Legierungen daraus. Für Zwecke dieser Erfindung ist der Ausdruck "hitzebeständige Metalle" so zu verstehen, dass er auch Mischungen aus Metallen beinhaltet, die auf den zuvor beschriebenen hitzebeständigen Metallen basieren. In einem hierin beschriebenen Aufbau sind Drähte aus diesen hitzebeständigen Metallen in keramische Kerne eingebettet, um verbesserte mechanische Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.
In einem anderen hierin beschriebenen Aufbau ist der Kern um ein Blech aus hitzebeständigem Material geformt, das zuvor geschnitten und geformt worden ist, so dass es wenigstens mit einem Teil der gewünschten Kerngeometrie übereinstimmt.
In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein hitzebeständiger Draht oder ein hitzebeständiges Metallblechelement einen Bereich des Kerns bilden und während des Formungsprozesses dem geschmolzenen Metall ausgesetzt werden.
In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Erfindung können die Kernelemente aus hitzebeständigem Metall mit einer oder mehreren Lagen eines schützenden Materials überzogen werden, um zu verhindern, dass die hitzebeständigen Bestandteile während des Formens mit dem geschmolzenen Metall Wechselwirken.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung können Präzisionsgusskerne aus einer Mehrzahl von Komponenten aus Keramik und hitzebeständigem Metall hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen zusammen mit der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vereinfachte aufgebrochene Ansicht einer Gasturbinenmaschine;
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Strömungsprofils der Gasturbinenmaschine aus 1;
3 ist eine Ansicht eines keramischen Kerns, der Kühldurchlässe zur Herstellung des Strömungsprofils aus 1 gemäß der vorliegenden Erfindung definiert; und
4 ist eine Schnittansicht des keramischen Kerns entlang der Richtung 4-4 in 3.
5 zeigt eine Schnittansicht eines keramischen Kerns in Richtung von 4-4, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt;
6 zeigt mechanische Befestigungsanordnungen;
7 zeigt ein Detail eines Kerns aus hitzebeständigem Metall zum Bilden eines gewundenen Kühldurchlasses.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Wie zuvor erwähnt, sind konventionelle Keramikkerne derzeit ein beschränkender Faktor beim Entwurf fortgeschrittener komplexer Bauteile aus Superlegierungen, da sie Einschränkungen auf die Dimensionen des Formentwurfs ausüben. 5 zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin dung. 5 zeigt die Schnittansicht wie in 4 mit verschiedenen beispielhaften Bauteilen aus hitzebeständigem Metall.
Nunmehr Bezug nehmend auf 5, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, kann bzw. können in einer Anordnung, die nicht in den Schutzbereich der Erfindung als solche fällt, ein oder mehrere Drähte 200 aus hitzebeständigem Metall in den keramischen Kern 120 eingebettet werden, um Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Brechen und Verformen bereitzustellen. Obwohl mit kreisförmigem Querschnitt gezeigt, können auch andere Drahtquerschnitte benutzt werden.
Der Draht 202 kann auch benachbart zu der Flächenkeramik des Kerns 120 angeordnet sein und kann eine Kernflächenkontur aufweisen.
Es können auch Bauelemente aus hitzebeständigen Metallblechen benutzt werden. Bauelemente 204 aus hitzebeständigen Metallblechen können auf der Oberfläche des Kernbauteils angeordnet sein oder ein geformtes Bauteil 206 aus hitzebeständigem Blech kann so geformt sein, dass es einen Radius und eine Ecke des Kernbauteils bildet; ebenso kann ein Bauteil 208 aus hitzebeständigem Metall drei Seiten und zwei Ecken eines Keramikkernbauteils bilden. Das Bauteil 210 aus hitzebeständigem Metallblech kann auch im Wesentlichen innerhalb eines Kernelements angeordnet sein und sich von einer Fläche zur anderen erstrecken oder ein hitzebeständiges Kernelement 212 kann vollständig innerhalb eines Kernbauteils angeordnet sein, obwohl sich die Erfindung nur auf Anordnungen erstreckt, in denen das hitzebeständige Bauteil wenigstens zum Teil einen Bereich einer Oberfläche des zusammengesetzten Kerns bildet.
Die hintere Kante 128 von einem beliebigen oder mehreren Kernelementen des Kerns 120 kann vollständig aus einem hitzebeständigen Metallblech gebildet sein, um ein dünneres Kernelement mit nützlichen Eigenschaften zur Verfügung zu stellen, als andernfalls aus Keramik produziert werden könnte.
Kernelemente oder ganze Kerne können auch aus mehreren geformten Blechen 216 aus hitzebeständigen Metallen gebildet werden, die unter Benutzung verschiedener Verfahren, die Widerstandsschweißen, T1G-Schweißen, Hartlöten und Diffusions-Kontaktherstellung beinhalten, miteinander verbunden sind.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sind beispielhaft. Der Kerndesigner kann in einem Kernentwurf ein beliebiges oder mehrere von diesen Ausführungsbeispielen benutzen, wie es in Anbetracht des spezifischen Kerndesigns als angemessen erscheint.
6 zeigt, wie ein Kernbauteil für eine hintere Kante aus einem dünnen, hitzebeständigen Metallblech benutzt werden kann, um einen Bestandteil eines gesamten Präzisionsgusskerns zu bilden. Das dünne, hitzebeständige Metallelement 220 kann am keramischen Bereich 222 durch Bereitstellen eines hitzebeständigen Metallbauteils mit Bereichen 224, die hervorragen, oder mit zurückgesetzten Taschen 226 und durch Einspritzen der Keramik um diese hervorstehenden Elemente und/oder in die Taschen befestigt werden, um eine mechanische Befestigung zwischen dem Keramikelement und dem hitzebeständigen Metallelement zur Verfügung zu stellen.
7 zeigt, wie Kernelemente 230 aus hitzebeständigem Metall benutzt werden können, um in der Wand eines Strömungsprofils Kühlöffnungen mit kleinem Durchmesser auszubilden. In 10 erstreckt sich ein hitzebeständiges Element 230 zwischen dem Kern 232 und der Schale 234. Das hitzebeständige Element 230 bildet einen gewundenen Kühldurchlass in der Wand eines Turbinenbauteils aus, einen Kühldurchlass, der nicht durch Gießen unter Benutzung konventioneller Kerntechnologie ausgebildet werden könnte.
Die hitzebeständigen Legierungen von Mo, Cb, Ta und W sind in Standardformen wie z. B. als Draht und Blech kommerziell erhältlich, die unter Benutzung von Verfahren wie z. B. Laserschneiden, Scheren, Durchbohren und Fotoätzen wie benötigt geschnitten werden können, um Kerne zu bilden. Die zugeschnittenen Formen können durch Biegen und Verwinden bzw. Verdrehen verformt werden. Die Standardformen können mit Rillen oder Vertiefungen versehen werden, um Durchlässe zu erzeugen, die eine turbulente Luftströmung induzieren. Löcher können in das Blech gestanzt werden, um in den Durchlässen Pfosten oder Ablenkschaufeln zu erzeugen.
Hitzebeständige Metalle unterliegen im gemeinhin der Gefahr, bei erhöhten Temperaturen zu oxidieren und sie sind in geschmolzenen Superlegierungen etwas löslich. Dementsprechend erfordern hitzebeständige Metallkerne einen schützenden Überzug, um Oxidation und Erosion durch geschmolzenes Metall zu verhindern. Hitzebeständige Metallkernelemente können zum Schutz mit einer oder mehreren dünnen, durchgehenden, anhaftenden Keramikschichten überzogen werden. Geeignete Keramiken beinhalten Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Chromoxid, Mullit und Hafniumoxid. Vorteilhafterweise ist der thermische Expansionskoeffizient (C. T. E.) des hitzebeständigen Metalls und der Keramik ähnlich. Keramische Schichten können durch CVD, TVD, Elektrophorese und Sol-Gel-Verfahren aufgebracht werden.
Mehrere Schichten verschiedener Keramiken können verwendet werden. Einzelne Schichten sind typischerweise 0,1 bis 1 mil (0,0025 bis 0,025 mm) dick.
Metallische Schichten aus Pt, anderen Edelmetallen, Cr und Al können zusammen mit einer keramischen Beschichtung zum Schutz vor Erosion durch geschmolzenes Metall aufgebracht werden, um vor Oxidation zu schützen.
Hitzebeständige Metalllegierungen und intermetallische Verbindungen wie z. B. Mo-Legierungen und MoSi₂, das schützende SiO₂-Schichten bildet, können auch bevorzugt werden. Es wird erwartet, dass solche Materialien ein gutes Anhaften nicht-reaktiver Oxide wie z. B. Aluminiumoxid ermöglichen. Es ist bekannt, dass Siliziumdioxid, obwohl es ein Oxid ist, in der Gegenwart von nickel-basierten Legierungen sehr aktiv ist und mit einer dünnen Schicht eines anderen, nicht-reaktiven Oxids überzogen werden muss. Jedoch geht Siliziumdioxid ebenso leicht Diffusionsbindungen mit anderen Oxiden, wie z. B. Aluminiumoxid, ein und bildet dabei Mullit.
Für die Zwecke der Erfindung werden Metalle, die Mischkristallhärter, Ausfällungshärter und Dispersionshärter enthalten, als Legierungen klassifiziert.
Legierungen aus Mo beinhalten TZM (0,5% Ti, 0,08% 2r, 0,04% C, bal Mo) und Lanthan oxidierte Molybdän-Legierungen aus W beinhalten W-38% Re.
Die zuvor beschriebenen Legierungen sind beispielhaft und nicht als beschränkend vorgesehen.
Nachdem der Gießprozess abgeschlossen ist, werden die Schale und der Kern entfernt. Die Schale ist äußerlich und kann durch mechanische Mittel zum Wegbrechen der Keramik von dem Gusskörper entfernt werden, gefolgt von chemischen Mitteln, wenn notwendig, die üblicherweise das Eintauchen in eine ätzenden Lösung beinhalten.
Im Stand der Technik werden keramische Kerne üblicherweise unter Benutzung ätzender Lösungen entfernt, oftmals unter Bedingungen bei erhöhten Temperaturen und Drücken in einem Autoklaven.
In dem Maß, in dem die erfindungsgemäßen Kerne zum Teil keramisch sind, können dieselben Kernentfernungstechniken mit ätzender Lösung angewandt werden.
Der Bereich aus hitzebeständigem Metall der erfindungsgemäßen Kerne kann von den Superlegierungsgussteilen durch Säurebehandlung entfernt werden. Um z. B. Mo-Kerne von einer Nickelsuperlegierung zu entfernen, haben wir 40 Teile HNO₃, 30 Teile H₂SO₄, bal H₂O bei Temperaturen von 60–100°C benutzt.
Für Kerne aus hitzebeständigem Metall mit relativ großen Querschnittdimensionen kann thermische Oxidation benutzt werden, um Mo zu entfernen, das ein flüchtiges Oxid bildet. Wir haben herausgefunden, dass thermische Oxidation bei Mo-Kernen mit kleinen Querschnitten ineffizient ist.
Wie beschrieben, werden Kerne, die auf den Metallen Mo, Nb, W und Te und Legierungen daraus basieren, zusammen mit intermetallischen Verbindungen, die auf diesen Metallen basieren, bevorzugt.

Claims

Zusammengesetzter Kern zur Verwendung in einem Präzisionsgießprozess, um eine interne Passage in einem Präzisionsgussstück herzustellen, welcher aufweist: a) ein Keramikelement (120) und b) ein hitzebeständiges Metallelement (202; 206; 208; 210; 214; 216; 220; 230), das an dem Keramikelement angebracht ist und mindestens einen Teil einer Oberfläche des zusammengesetzten Kerns bildet.
Zusammengesetzter Kern nach Anspruch 1, wobei das Keramikelement (120) Oxidkeramik ist.
Zusammengesetzter Kern nach Anspruch 1 oder 2, wobei das hitzebeständige Metallelement (202 ...230) mit mindestens einer oxidationsbeständigen Beschichtungsschicht beschichtet ist.
Zusammengesetzter Kern nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das hitzebeständige Metallelement mindestens einen Draht (202) aufweist.
Zusammengesetzter Kern nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das hitzebeständige Metallelement mindestens ein Blech (204; 206; 205; 210) aufweist.
Zusammengesetzter Kern nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das hitzebeständige Metallelement (204) in dem Keramikelement (120) eingebettet ist.
Zusammengesetzter Kern nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das hitzebeständige Metallelement (206; 208) an der Oberfläche des Keramikelements (120) angebracht ist.
Zusammengesetzter Kern nach Anspruch 7, wobei die Anbringung eine mechanische Anbringung ist.
Zusammengesetzter Kern nach Anspruch 7, wobei die Anbringung eine chemische Bindung ist.
Form-Kern-Anordnung, die in der Herstellung von Präzisionsgussstücken nützlich ist, mit internen Passagen, die aufweist a) eine Anordnung mit zusammengesetztem Kern, enthaltend a) einen Kern, wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch beansprucht, wobei die externe Kontur der kombinierten Keramik- und hitzebeständigen Metallelemente im Wesentlichen der Kontur der erwünschten vorbestimmten internen Passage zusammen mit Anguss- und Speiseelementen entspricht; b) eine keramische Hüllform, die den Kern umgibt und von dem Kern beabstandet ist, um einen Hohlraum zu bilden; und c) eine Einrichtung in der Hüllenform zum Füllen des Hohlraums mit geschmolzenem Metall.
Gussartikel, der einen gegossenen Körper aus Superlegierung aufweist, der einen in dem Körper aus Superlegierung gefangenen zusammengesetzten Kern enthält, wobei der zusammengesetzte Kern aufweist a) einen Kern, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 beansprucht, wobei die externe Kontur der kombinierten Keramikelemente im Wesentlichen der Kontur der erwünschten vorbestimmten internen Passage zusammen mit Anguss- und Speiseelementen entspricht.