DE69701444T2

DE69701444T2 - Herstellungsverfahren für Wachsmodell

Info

Publication number: DE69701444T2
Application number: DE69701444T
Authority: DE
Inventors: Akio Ishida; Tsuyoki Kokubun; Masakatsu Nishida; Koji Sassa; Itaru Tamura
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2017-10-09
Also published as: US5921309A; DE69701444D1; EP0873803A1; JP2902379B2; EP0873803B1; JPH10296390A

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Technik, wie man verhindert, dass ein Kern beim Wachsentfernen oder bei der Herstellung eines Wachsmodells bricht, das in einem Wachsgussverfahren zum Gießen eines Hohlteils unter Verwendung des Kerns eingesetzt werden soll.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Gussstücke mit hohlen Teilen wie z. B. Schaufeln für Gasturbinen weisen im ihrem Inneren Kühllöcher mit komplexen Formen auf. Zur Herstellung solcher Gussstücke verwendet man verbreitet ein Wachsgussverfahren. Bei diesem Verfahren muss man vorher ein Wachsmodell mit einem Kern herstellen. Das Wachsmodell wird dadurch hergestellt, dass man einen Keramikkern in Wachs inkorporiert. Dann wird das herkömmliche Herstellungsverfahren normalerweise wie folgt durchgeführt.
Fig. 2 ist eine Planansicht eines Keramikkerns 1; Fig. 3 ist seine II-II Querschnittsansicht. Der Kern 1 weist eine Vielzahl komplexer Teile wie durchgehende Löcher 2, Schlitze 3 und einen dünnen Teil 4 auf, und die sie umgebenden Teile sind sehr spröde. Dieser Kern 1 wird in eine Gussform 5 inkorporiert, wie in Fig. 5 gezeigt. Die Gussform 5 hat eine Vertiefung 6 mit der gleichen Form wie die äußere Form eines Gussstücks; die Oberseite der Gussform 5 weist eine Düsenöffnung 7 auf, durch die das Wachsmaterial eingespritzt wird. Das Wachsmaterial wird normalerweise durch eine Einspritzmaschine durch die Düsenöffnung 7 in die Vertiefung 6 gespritzt.
Der Einspritzdruck ist auf ungefähr zehn bis mehrere zehn kgf/cm² eingestellt. Die Vertiefung 6 und die durchgehenden Löcher 2 und die Schlitze 3 des Kerns werden mit dem in die Gussform 5 eingespritzten Wachsmaterial gefüllt, und ein Wachsmodell, in dem der Kern 1 mit Wachs beschichtet ist, wird durch Abkühlen und Verfestigen des Wachsmaterials hergestellt.
Eine Vielzahl von Wachsmodellen, die jeweils die vorstehend beschriebene Form haben, wird zu einem Wachscluster zusammengefasst. Durch ein Investmentverfahren oder ein Verfahren zum Formen einer Keramikummantelung wird um diesen Wachscluster eine Form gebildet. Das in der Form eingebettete Wachs (das der Vertiefung 6 entspricht) wird abgeschmolzen, wobei der Kern 1 ausgenommen ist, und die Form bei Temperaturen von 900 bis 1.500ºC gebacken. Dann wird geschmolzenes Metall in eine Vertiefung gegossen, die sich nach dem Ausschmelzen des Wachses gebildet hat. Nachdem das geschmolzene Metall fest geworden ist, erhält man ein Gussstück, das im Inneren den Kern 1 aufweist, indem man die Form aufbricht und den Gusscluster abtrennt. Am Schluss wird das Gussstück in eine alkalische Lösung getaucht, um den verbleibenden Keramikkern 1 in seinem Inneren wegzuschmelzen. Dadurch enthält man ein Gussstück mit einem Hohlteil, das der Form des Kerns 1 entspricht.
Da die den dünnen Teil 4, die durchgehenden Löcher 2 und die Schlitze 3 umgebenden Teile im Kern 1 sehr spröde sind, brechen sie beim vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren häufig durch den hohen Druck bei Einspritzen des Wachsmaterials. Nachdem das Wachsmaterial eingespritzt wurde, bricht der Kern sehr oft, weil beim Festwerden des Wachsmaterials Spannungen auftreten. Darüber hinaus bricht ein spröderer Teil des Kerns 1 häufig früher durch die Ausflussspannung des Wachses bei der Wachsentfernung.
Um die Spannung zu verringern, die beim Wachseinspritzen bzw. -entfernen auf den Kern ausgeübt wird, schlägt JP-A-300 50 40 vor, die spröden Teile des Kerns mit einem Puffermaterial zu bedecken, das einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als das Wachsmaterial. Dadurch konzentriert sich der Gießdruck des Wachsmaterials nicht auf die spröden Teile, sondern verteilt sich auf den gesamten Körper.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren für ein Wachsmodell zur Verfügung, das das Brechen eines Kerns bei der Herstellung eines Wachsmodells aufgrund von Spannungen verhindert, z. B. die Spannung, die durch das Einspritzen eines Wachsmaterials in eine Form, in der der Kern inkorporiert ist, entsteht, die durch das Festwerden des Wachsmaterials verursachte Spannung sowie die Ausflussspannung von Wachs während der Wachsentfernung.
Die Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren für ein einen Kern aufweisendes Wachsmodell, das zum Gießen eines Produkts mit einem komplizierten Hohlteil verwendet wird und folgende Schritte umfasst, zur Verfügung: Herstellung von zwei oder mehr Wachsummantelungen, die jeweils eine Kontur einer äußeren Oberfläche eines gewünschten Gusses aufweisen, und Kombinieren der Wachsummantelungen mit einem Kern, um ein Wachsmodell mit einem Hohlteil zwischen den Wachsummantelungen und dem Kern zu erhalten.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung wird ein Wachsmaterial nicht direkt in eine Form injiziert, in die ein Kern inkorporiert ist, sondern man stellt zwei oder mehrere Wachsummantelungen her, die jeweils eine Kontur einer Außenfläche eines erwünschten Gussstücks aufweisen. Diese Wachsummantelungen werden mit einem Kern kombiniert, um ein Wachsmodell herzustellen. Da der Kern nicht mit Wachs bedeckt ist, kann sein vorstehend erwähnter spröder Teil auch nicht durch die Spannungen beim Wachseinspritzen brechen. Außerdem bricht der Kern nicht durch Spannungen, die auf das Festwerden des Wachses zurückzuführen sind. Da darüber hinaus die Menge des während der Wachsentfernung fließenden Materials sehr gering ist, nimmt auch die Häufigkeit eines Kernbruchs durch Abflussspannungen stark ab.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine erläuternde Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Planansicht eines Beispiels eines in dieser Erfindung verwendeten Kerns.
Fig. 3 ist eine II-II Querschnittsansicht von Fig. 2.
Fig. 4 ist eine erläuternde Ansicht der Herstellung der erfindungsgemäßen Wachsummantelung.
Fig. 5 ist eine erläuternde Ansicht eines herkömmlichen Verfahrens.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Diese Erfindung wird anhand einer Ausführungsform im folgenden genauer beschrieben.
In Fig. 1 bezeichnen die Zahlen 8a und 8b Wachsummantelungen. Diese Wachsummantelungen 8a und 8b erhält man beispielsweise unter Einsatz einer Gussform 9 wie in Fig. 4 gezeigt. In diese Gussform 9 wird durch ein normales Einspritzverfahren Wachs injiziert, und ein Teilstück, das der Kontur der Außenfläche entspricht, wird in eine einer Ummantelung ähnliche Form gebracht. Die Wachsummantelungen 8a und 8b und ein Kern 1 werden kombiniert, um das in Fig. 1 gezeigte Wachsmodell herzustellen. Im anschließenden Verfahren wird ein vorher festgelegtes dünnes und hohles Gussteil auf ähnliche Weise wie im vorstehend dargestellten Stand der Technik beschrieben hergestellt.
Somit ist das Auftreten von Brüchen des Kerns erheblich verringert, und auch der Rückgang des Ausstoßes aufgrund eines Kernbruchs bessert sich merklich.
Da dank dieser Erfindung während der Herstellung eines Wachsmodells weder Spannungen durch das Einspritzen des Wachses noch Spannungen durch dessen Festwerden auf die spröden Teile eines Kerns einwirken, bricht der Kern durch solche Spannungen nicht. Da außerdem die Menge des Wachses, das während der Wachsentfernung geschmolzen werden muss, im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren außergewöhnlich gering ist, nimmt auch die Häufigkeit von Kernbrüchen aufgrund der Abflussspannung stark ab. In anderen Worten wird durch diese Erfindung der Rückgang des Ausstoßes aufgrund Kernbruch merklich verbessert.

Claims

1. Herstellungsverfahren für ein Wachsmodell mit einem Kern (1), das zum Gießen eines Produkts mit einem komplizierten Hohlteil verwendet wird und folgende Schritte umfasst: Herstellung von zwei oder mehr Wachsummantelungen (8a, 8b), die jeweils eine Kontur einer äußeren Oberfläche eines gewünschten Gusses aufweisen, und Kombinieren der Wachsummantelungen (8a, 8b) mit einem Kern (1), um ein Wachsmodell mit einem Hohlteil zwischen den Wachsummantelungen (8a, 8b) und dem Kern zu erhalten.