EP1211001B1 - Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, Modellform und keramischer Einsatz zum Gebrauch in diesem Verfahren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, Modellform und keramischer Einsatz zum Gebrauch in diesem Verfahren Download PDF

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EP1211001B1
EP1211001B1 EP01128084A EP01128084A EP1211001B1 EP 1211001 B1 EP1211001 B1 EP 1211001B1 EP 01128084 A EP01128084 A EP 01128084A EP 01128084 A EP01128084 A EP 01128084A EP 1211001 B1 EP1211001 B1 EP 1211001B1
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EP
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casting
projections
ceramic insert
clearances
produced
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EP1211001A2 (de
EP1211001A3 (de
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Alexander Dr. Beeck
Herbert Brandl
Alexander Hoffs
Roland Mücke
Sergej Riazantsev
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General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C21/00—Flasks; Accessories therefor
    • B22C21/12—Accessories
    • B22C21/14—Accessories for reinforcing or securing moulding materials or cores, e.g. gaggers, chaplets, pins, bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02—Lost patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a casting of a thermal turbomachine according to the preamble of claim 1.
  • Castings of thermal turbomachinery are manufactured by known casting processes. Cast furnaces for such casting methods are for example from the writings EP-A1-749 790 . US 3,763,926 or US 3,690,367 known.
  • a method for producing a complex part of a gas turbine by means of a casting mold is known, for example, from the document US 5,296,308 known.
  • a wax model of the hollow part to be molded is made by a model mold and a ceramic insert. Thereafter, this model mold is removed and molded around the wax model of a ceramic mold by a slurry. After the wax has been burned out, the casting can be made by a casting process as mentioned above.
  • the projections also have little beneficial side effects.
  • recesses In the wall of the casting caused by these projections recesses.
  • the notch factor of these recesses is so far relatively large.
  • the disadvantage is that these recesses can therefore be arranged only in certain areas on the component surface, since the voltages that act on the component during operation, under certain circumstances may be too large, so that there may be cracks in the affected components.
  • the invention is based on the object to provide a method for producing a casting of a thermal turbomachine by means of a known casting process, wherein the casting of the casting is made with a wax model and a ceramic insert, and wherein there are projections on the insert, which Notch factor at the recesses of the casting, which arise through the projections of the insert, reduced.
  • this object is achieved by a method according to the preamble of claim 1, in that the recesses formed on the casting by the projections are ground or eroded partly from the outer side of the casting in a conical or cylindrical shape.
  • a cylindrical, conical or round pin is attached in the recess of the casting. This pin can be soldered, for example or be welded.
  • the closing of the recesses prevents leakage of cooling air.
  • Another advantage of this closure is that local overheating of the edges of the recesses is prevented. This can occur when cleaning coated blades, for example by arc cleaning.
  • the notch factor of the resulting recesses on the casting decreases, provided that the angle between the center line and the outer edge of the projections is less than 15 °.
  • the projections may be arranged at locations of the casting, which were previously not possible due to increased stresses during operation. A higher density of the projections is conceivable. An improved distribution or an increased number of projections improves the fixation of the ceramic insert in the model mold or in the ceramic casting mold during the casting process. According to a further embodiment, it is conceivable that the angles at different sides of the projection are of different sizes, i. have different values.
  • An advantageous embodiment is when the projections protrude into the model shape.
  • a clearer contour of the edges of the recesses is achieved.
  • the movement of the ceramic insert in a direction parallel to the wall of the casting is possible to a certain extent. This may u.U. prevent breakage of the ceramic insert due to thermal stresses acting thereon during the casting process.
  • the invention relates to a method for producing a thermally loaded casting of a thermal turbomachine.
  • This may be, for example, a guide or blade of a gas turbine or a combustion chamber part in detail.
  • castings are manufactured using casting furnaces generally known in the art. Such a casting furnace can be used to produce complex components that can be exposed to high thermal and mechanical stresses. Castings of thermal turbomachinery are typically single crystal (SX) or directionally solidified (DS) components. However, the invention is in no way limited thereto. Rather, it can also extend to undirected solidified components (CC).
  • SX single crystal
  • DS directionally solidified
  • CC undirected solidified components
  • the FIG. 1 shows a wax model 1 of a turbine blade to be cast.
  • This wax model 1 is in a liquid, ceramic material, which Also called slip, immersed.
  • the wax model 1 forms the later ceramic casting of the casting.
  • the ceramic material is dried, so that the mold with which the casting is produced arises.
  • the wax 4 is removed by a suitable heat treatment, ie burned out.
  • the mold is fired, ie it contains in this way their strength.
  • the casting is produced in a manner known per se with the casting mold thus obtained by means of a casting furnace known from the prior art. Later, the ceramic mold is appropriately removed, for example, by using an acid or alkali.
  • the turbine blade which from the wax model 1 of the FIG. 1 is manufactured, has a cavity in which cooling air can be introduced during operation of the turbomachine.
  • a ceramic insert 2 located inside the wax model 1 during the manufacturing process of the mold, which reproduces the geometry of the cavity.
  • This wax model 1 is replaced by another, in the FIG. 1 Model mold 9 not shown, wherein liquid wax 4 is poured between the model mold 9 and the ceramic insert 2 located therein, which then solidifies.
  • FIG. 2 shows a section along the line II - II of FIG. 1 through the wax model 1 and the ceramic insert 2.
  • the ceramic insert 2 is equipped with projections 3 according to the invention. The projections 3 protrude into the wax 4 of the wax model. 1
  • the inventive projections 3 and the recesses 5, which thereby arise on the casting 6, are in the FIGS. 3, 4 and 5 shown in more detail.
  • the projections 3 at an angle ⁇ , ⁇ between a center line 10 of the projections 3 and the outer edge of the projections 3 not to produce over 30 °.
  • the notch factors at the recesses 5, which by the projections 3 on the Casting 6 arise (Fig. 4, 5) are thereby advantageously reduced.
  • the projections 3 may also be arranged at locations of the casting 6, on which it was previously not possible due to increased voltages during operation. Also, a higher density of the projections 3 on the surface is conceivable.
  • the angle ⁇ , ⁇ between the center line and the outer edge of the projections is even less than 15 °. This further reduces the notch factor.
  • the angles ⁇ , ⁇ are different in size on different sides of the projection 3, ie have different values.
  • a protrusion 3 is characterized in that the protrusion 3 projects beyond the surface of the wax model 1 into protrusions 11 of the model 9. It will be a length of about 1 to 2 mm. Such an arrangement is advantageous because there is a clearer delimitation of the edges of the recess 5 on the finished casting 6. A thin cast skin or "frayed" edges can on the outside of the casting 6 at a projection 3 according to the Fig. 3a arise, which requires an additional post-processing of the resulting recesses 5.
  • the embodiment according to the FIG. 3b with protruding projections 3 also has the advantage that the projections 3 are visible after removal of the model mold 9 from the outside, so that the resulting recesses 5 are easier to find. The subsequent process steps are thus easier and more accurate to carry out.
  • the recesses 5 from the outer surface of the casting 6 forth a recess 8 wholly or partially ground or eroded. This can generally be done in cylindrical ( Fig. 4a ) or conical shape ( Fig. 4b ) happen.
  • the casting skin or "frayed edges" which by the embodiment of the Fig. 3a arise, are removed in this way.
  • the notch factor at the recesses 5 is reduced thereby.
  • This recess 8 should have at least a depth of 0.1 mm. As a rule, a depth of 1 to 2 mm is chosen.
  • the FIGS. 5a, b show what additional process steps are necessary to process the recesses 5 on the finished casting 6.
  • the recess 8 is closed with a pin 7, which may be round, conical or cylindrical and may also have different lengths.
  • the pin 7 can be soldered or welded into the casting 6 or attached by any other suitable process.
  • a pin 7 may correspond to the length of the recess 8, but it may also be longer or shorter.
  • the conical recess 8 is closed with a ball. To avoid long welding times, this ball is by means of a Wiederstandsticians Kunststoffs Kunststoffs to the contact surfaces of the recess welded. Thereafter, the ball can be ground flush with the component surface, so that the remaining part fills the recess 8 as a pin 7.
  • the closing of the recesses 8 also reduces the consumption of the cooling air, since leakage is prevented.
  • Another advantage of the closure is that local overheating of the edges of the recesses 5 is prevented. This can occur when cleaning coated blades, for example by

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils einer thermischen Turbomaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • STAND DER TECHNIK
  • Gussteile thermischer Turbomaschinen werden durch bekannte Gussverfahren hergestellt. Gussöfen für solche Gussverfahren sind beispielsweise aus den Schriften EP-A1-749 790 , US-3,763,926 oder US-3,690,367 bekannt.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines komplexen Teils einer Gasturbine mittels einer Gussform ist beispielsweise aus der Schrift US-5,296,308 bekannt. Ein Wachsmodell des zu giessenden hohlen Teils wird durch eine Modellform und einen keramischen Einsatz hergestellt. Danach wird diese Modellform entfernt und um das Wachsmodell eine keramische Gussform durch einen Schlicker geformt. Nachdem das Wachs ausgebrannt worden ist, kann das Gussteil mittels eines oben erwähnten Gussverfahrens hergestellt werden. In der Schrift US-5,296,308 wird vorgeschlagen, an dem keramischen Einsatz Vorsprünge anzubringen. Dies soll zum einen erreichen, dass die Wanddicke des zu giessenden Teils in einem gewissen Toleranzbereich liegt. Zum anderen kann die Fixierung des keramischen Einsatzes in der Gussform während des Giessverfahrens sichergestellt werden. Der Einsatz dieser Vorsprünge zu den genannten Zwecken hat sich generell bewährt.
  • Die Vorsprünge haben aber auch wenig vorteilhafte Nebenerscheinungen. In der Wand des Gussteils entstehen durch diese Vorsprünge Aussparungen. Der Kerbfaktor dieser Aussparungen ist bisher relativ gross. Nachteilig ist, dass diese Aussparungen deshalb nur in bestimmten Bereichen auf der Bauteiloberfläche angeordnet werden können, da die Spannungen, die während des Betriebs auf das Bauteil wirken, unter Umständen zu gross sein können, so dass es zu Rissen in den betroffenen Bauteilen kommen kann.
  • In der US-A-5,296,308 ist ein Präzisionsgießen unter Verwendung von Kernen mit integrierter Wanddickenkontrollvorrichtung beschrieben. Die eingesetzten Gusskerne sehen an der Gusskernoberfläche Vorsprüngen vor, die eine exakte Zentrierung des Gusskerns innerhalb eines Gießhohlraumes und damit verbunden eine präzise Gießspalteinstellung erlauben. Infolge der Vorsprünge bilden sich innwandig am Gussteil lokale Vertiefungen bzw. konkave Abdrücke aus.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils einer thermischen Turbomaschine mittels eines bekannten Gussverfahrens zu schaffen, wobei die Gussform des Gussteils mit einem Wachsmodell und einem keramischen Einsatz hergestellt wird, und wobei sich an dem Einsatz Vorsprünge befinden, welches den Kerbfaktor an den Aussparungen des Gussteils, welche durch die Vorsprünge des Einsatzes entstehen, verringert.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, indem die am Gussteil durch die Vorsprünge entstandenen Aussparungen von der äusseren Seite des Gussteils her teilweise in einer konischen oder zylindrischen Form ausgeschliffen oder erodiert werden. In die Aussparung des Gussteils wird ein zylindrischer, konischer oder runder Stift angebracht. Dieser Stift kann beispielsweise gelötet oder geschweisst werden. Das Verschliessen der Aussparungen verhindert ein Austreten von Kühlluft. Ein weiterer Vorteil dieses Verschliessens liegt darin, dass eine lokale Überhitzung der Ränder der Aussparungen verhindert wird. Dies kann beim Reinigen von beschichteten Schaufeln beispielsweise durch Lichtbogenreinigung auftreten.
  • Vorteilhaft verringert sich der Kerbfaktor der an dem Gussteil entstehenden Aussparungen, sofern der Winkel zwischen der Mittellinie und der Aussenkante der Vorsprünge kleiner 15° ist. Die Vorsprünge können an Stellen des Gussteils angeordnet sein, an welchen es aufgrund erhöhter Spannungen während des Betriebes bisher nicht möglich war. Eine höhere Dichte der Vorsprünge ist denkbar. Durch eine verbesserte Verteilung bzw. eine erhöhte Anzahl der Vorsprünge ist die Fixierung des keramischen Einsatzes in der Modellform bzw. in der keramischen Gussform während des Gussprozesses verbessert. Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels ist es denkbar, dass die Winkel an verschiedenen Seiten des Vorsprungs unterschiedlich gross sind, d.h. unterschiedlich Werte haben.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform liegt vor, wenn die Vorsprünge in die Modellform hineinragen. Zum einem wird eine klarere Kontur der Ränder der Aussparungen erreicht. Die Bewegung des keramischen Einsatzes in paralleler Richtung zur Wand des Gussteils ist in einem gewissen Rahmen möglich. Dies kann u.U. einen Bruch des keramischen Einsatzes durch daran wirkende Thermo-Spannungen während des Gussverfahrens verhindern. Durch die Ausführung der Aussparungen an der Modellform, in welche die Vorsprünge ragen, mit einem flachen Grund, wird dieses Ziel verbessert erreicht.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher dargestellt, wobei
    • Fig. 1
    ein Wachsmodell einer Turbinenschaufel mit einem Einsatz zeigt,
    Fig. 2
    einen Schnitt gemäss der Linie II - II in der Figur 1 zeigt,
    Fig. 3a,b
    zwei Ausführungsformen von erfindungsgemässen Vorsprüngen gemäss dem Ausschnitt III in der Figur 2 zeigen,
    Fig. 4a,b
    ein fertiges Gussteil, an welchem von der äusseren Oberfläche eine weitere Aussparung angebracht worden ist, darstellen und
    Fig. 5a,b
    die an den fertigen Gusstücken durch die erfindungsgemässen Vorsprünge entstandenen Aussparungen und deren Verschliessen durch Stifte darstellen.
  • Es werden nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Gleiche Elemente sind in unterschiedlichen Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    • WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines thermisch belasteten Gussteils einer thermischen Turbomaschine. Dabei kann es sich im einzelnen beispielsweise um eine Leit- oder Laufschaufel einer Gasturbine oder eines Brennkammerteils handeln. Diese Gussteile und das erfindungsgemässe Verfahren zu ihrer Herstellung werden im folgenden anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert.
  • Diese Gussteile werden mit allgemein aus dem Stand der Technik bekannten Gussöfen herstellt. Mit einem solchen Gussofen können komplex ausgebildete und hohen thermischen und mechanischen Belastungen aussetzbare Bauteile hergestellt werden. Gussteile von thermischen Turbomaschinen sind in der Regel einkristalline (SX) oder gerichtet erstarrte (DS) Bauteile. Die Erfindung ist darauf jedoch in keiner Weise beschränkt. Sie kann sich vielmehr auch auf ungerichtet erstarrte Bauteile (CC) erstrecken.
  • Die Figur 1 zeigt ein Wachsmodell 1 einer zu giessenden Turbinenschaufel. Dieses Wachsmodell 1 wird in ein flüssiges, keramisches Material, welches auch Schlicker genannt wird, eingetaucht. Dabei bildet sich um das Wachsmodell 1 die spätere keramische Gussform des Gussteils. Anschliessend wird das keramische Material getrocknet, so dass die Gussform, mit welcher das Gussteil hergestellt wird, entsteht. Nach dem Trocknungsvorgang des Schlickers wird das Wachs 4 durch eine geeignete Wärmebehandlung entfernt, d.h. ausgebrannt. Bei diesem Verfahrensschritt wird auch die Gussform gebrannt, d.h. sie enthält auf diese Weise ihre Festigkeit. Das Gussteil wird mit der so entstandenen Gussform durch einen aus dem Stand der Technik bekannten Gussofen auf an sich bekannte Weise hergestellt. Später wird die keramische Gussform auf geeignete Weise entfernt, so zum Beispiel durch Anwendung einer Säure oder einer Lauge.
  • Die Turbinenschaufel, welche aus dem Wachsmodell 1 der Figur 1 hergestellt wird, besitzt einen Hohlraum, in welchen während des Betriebs der Turbomaschine Kühlluft eingeleitet werden kann. Wie aus der Figur 1 sichtbar, befindet sich im Inneren des Wachsmodells 1 während des Herstellungsvorgangs der Gussform ein keramischer Einsatz 2, welcher die Geometrie des Hohlraums wiedergibt. Dieses Wachsmodell 1 wird durch eine andere, in der Figur 1 nicht dargestellten Modellform 9 hergestellt, wobei flüssiges Wachs 4 zwischen die Modellform 9 und den sich darin befindenden keramischen Einsatz 2 gegossen wird, welches danach erstarrt.
  • Die Figur 2 zeigt einen Schnitt gemäss der Linie II - II der Figur 1 durch das Wachsmodell 1 und den keramischen Einsatz 2. Der keramische Einsatz 2 ist mit erfindungsgemässen Vorsprüngen 3 ausgestattet. Die Vorsprünge 3 ragen in das Wachs 4 des Wachsmodells 1.
  • Die erfindungsgemässen Vorsprünge 3 und die Aussparungen 5, welche dadurch an dem Gussteil 6 entstehen, sind in den Figuren 3, 4 und 5 näher dargestellt. Wie aus der Figur 3a ersichtlich, wird vorgeschlagen, die Vorsprünge 3 mit einem Winkel α, β zwischen einer Mittellinie 10 der Vorsprünge 3 und der Aussenkante der Vorsprünge 3 nicht über 30° zu fertigen. Die Kerbfaktoren an den Aussparungen 5, welche durch die Vorsprünge 3 an dem Gussteil 6 entstehen (Fig. 4, 5) werden dadurch vorteilhaft reduziert. So können die Vorsprünge 3 auch an Stellen des Gussteils 6 angeordnet sein, an welchen es aufgrund erhöhter Spannungen während des Betriebes bisher nicht möglich war. Auch eine höhere Dichte der Vorsprünge 3 auf der Oberfläche ist denkbar. Dadurch ist eine verbesserte Verteilung bzw. eine erhöhte Anzahl der Vorsprünge 3 möglich. Das hat zur Folge, dass die Fixierung des keramischen Einsatzes 2 in der Modellform 9 bzw. in der keramischen Gussform während des Gussprozesses verbessert ist. In einer besonderen Ausführungsform ist der Winkel α,β zwischen der Mittellinie und der Aussenkante der Vorsprünge sogar kleiner 15°. Dies verringert den Kerbfaktor noch weiter. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 3a ist es auch denkbar, dass die Winkel α, β an verschiedenen Seiten des Vorsprungs 3 unterschiedlich gross sind, d.h. unterschiedlich Werte haben.
  • Die Ausführungsform der Figur 3b eines Vorsprungs 3 zeichnet sich dadurch aus, dass der Vorsprung 3 über die Oberfläche des Wachsmodells 1 hinaus in Ausbuchtungen 11 der Modellform 9 herausragt. Dabei wird es sich um eine Länge von ca. 1 bis 2 mm handeln. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, weil sich eine klarere Abgrenzung der Ränder der Aussparung 5 an dem fertigen Gussteil 6 ergibt. Eine dünne Gusshaut oder "ausgefranste" Ränder können an der Aussenseite des Gussteils 6 bei einem Vorsprung 3 gemäss der Fig. 3a entstehen, was eine zusätzliche Nachbearbeitung der entstandenen Aussparungen 5 erforderlich macht.
  • Die Ausführungsform gemäss der Figur 3b mit überstehenden Vorsprüngen 3 hat zudem den Vorteil, dass die Vorsprünge 3 nach dem Entfernen der Modellform 9 von aussen sichtbar sind, so dass die entstehenden Aussparungen 5 leichter aufzufinden sind. Die nachfolgenden Verfahrensschritte sind somit einfacher und treffsicherer durchführbar.
  • Die bereits oben erwähnte Fixierung des keramischen Einsatzes 2 in Richtung parallel oder senkrecht zur Wand des Gussteils 6 während des Gussverfahrens ist durch eine solche Ausführungsform verbessert. Während die Bewegungsmöglichkeit in senkrechter Richtung zur Wand nur noch sehr begrenzt möglich ist, ist die Bewegung in paralleler Richtung zur Wand noch in einem gewissen Rahmen möglich. Dies führt zu einer verbesserten Kontrolle der Wanddicke des Gussteils 6 und kann u.U. einen Bruch des keramischen Einsatzes 2 durch daran wirkende Thermo-Spannungen verhindern. Um den Vorsprung 3 herum füllt sich ebenfalls Wachs 4. Das Material, welches an dieser Stelle während des Gussverfahrens entsteht, ist danach in einem zusätzlichen Verfahrensschritt zu entfernen. Um die oben genannten, Bewegungen parallel oder senkrecht zur Wand zu ermöglichen bzw. zu verhindern, ist es von Vorteil, die Ausbuchtungen 11 an der Modellform 9 folgendermassen auszuführen: anstatt eine den Vorsprüngen 3 komplementäre Form zu schaffen, wird eine Ausbuchtung 11 geschaffen, welche einen flachen Grund aufweist. Dies ist in der Figur 3b sichtbar.
  • Nachdem das Gussteil 6 fertig gegossen worden ist, wird, wie in den Figuren 4a, b sichtbar, die Aussparungen 5 von der äusseren Oberfläche des Gussteils 6 her eine Aussparung 8 ganz oder teilweise ausgeschliffen oder erodiert. Dies kann generell in zylindrischer (Fig. 4a) oder konischer Form (Fig. 4b) geschehen. Die Gusshaut oder "ausgefransten Ränder", welche durch die Ausführungsform der Fig. 3a entstehen, werden auf diese Art entfernt. Der Kerbfaktor an den Aussparungen 5 reduziert sich dadurch. Diese Aussparung 8 sollte mindestens eine Tiefe von 0.1 mm haben. In der Regel wird eine Tiefe von 1 bis 2 mm gewählt.
  • Die Figuren 5a,b zeigen, welche zusätzlichen Verfahrensschritte notwendig sind, um die Aussparungen 5 am fertigen Gussteil 6 zu bearbeiten. Die Aussparung 8 wird mit einem Stift 7, welcher rund, konisch oder zylindrisch sein und auch verschiedene Längen haben kann, geschlossen. Der Stift 7 kann in das Gussteil 6 gelötet oder geschweisst werden oder durch einen anderen geeigneten Prozess angebracht werden. Ein Stift 7 kann der Länge der Aussparung 8 entsprechen, er kann aber auch länger oder kürzer sein. In der Figur 5a wird die konische Aussparung 8 mit einer Kugel geschlossen. Zu Vermeidung von langen Schweisszeiten wird diese Kugel mittels eines Wiederstandspunktschweissverfahrens an die Kontaktflächen der Aussparung angeschweisst. Danach kann die Kugel mit der Bauteiloberfläche bündig geschliffen werden, so dass der verbleibende Teil die Aussparung 8 als Stift 7 füllt. Das Verschliessen der Aussparungen 8 verringert zudem den Verbrauch der Kühlluft, da ein Ausströmen verhindert wird. Ein weiterer Vorteil des Verschliessens liegt darin, dass eine lokale Überhitzung der Ränder der Aussparungen 5 verhindert wird. Dies kann beim Reinigen von beschichteten Schaufeln beispielsweise durch Lichtbogenreinigung auftreten.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Wachsmodell einer Turbinenschaufel
    2
    Keramischer Einsatz
    3
    Vorsprung
    4
    Wachs
    5
    Aussparung
    6
    Gussteil
    7
    Stift
    8
    Aussparung
    9
    Modellform
    10
    Mittellinie des Vorsprungs 3
    11
    Ausbuchtung
    α
    Winkel zwischen Mittellinie 10 und Aussenkante des Vorsprungs 3
    β
    Winkel zwischen Mittellinie 10 und Aussenkante des Vorsprungs 3

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Gussteils (6) einer thermischen Turbomaschine mit einem bekannten Gussverfahren, wobei das Gussteil (6) und die mittels einer keramischen Gussform hergestellt wird, wobei diese keramische Gussform mittels eines Wachsmodells (1) und mittels eines sich im Wachsmodell (1) befindlichen, keramischen Einsatzes (2) hergestellt wird, und wobei das Wachsmodell (1) durch eine Modellform (9) und den sich in der Modellform (9) befindenden, keramischen Einsatz (2) hergestellt wird und wobei sich an der Aussenseite des keramischen Einsatzes (2) Vorsprünge (3) zur Einhaltung einer Wanddickentoleranz des Gussteils (6) befinden, durch die an dem Gussteil (6) Aussparungen (5) durch die Vorsprünge (3) des keramischen Einsatzes (2) hergestellt werden, wobei die Vorsprünge einen Winkel (α, β) zwischen der Mittellinie (10) und der Aussenkante der Vorsprünge (3) von kleiner 30° aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die am Gussteil (6) durch die Vorsprünge (3) entstandenen Aussparungen (5) von der äusseren Seite des Gussteils (6) her teilweise in einer konischen oder zylindrischen Form ganz oder teilweise ausgeschliffen oder erodiert werden, so dass dort Aussparungen (8) entstehen, in diese Aussparungen (8) an der äusseren Seite des Gussteils (6) zylindrische, konische oder runde Stifte (7) angebracht, insbesondere gelötet oder geschweisst, werden und auf diese Art die Aussparungen (8) von der äusseren Seite des Gussteils (6) her verschlossen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an dem Gussteil (6) Aussparungen (5) durch die Vorsprünge (3) des keramischen Einsatzes (2) hergestellt werden, wobei die Vorsprünge (3) einen Winkel (α, β) zwischen der Mittellinie (10) und der Aussenkante der Vorsprünge (3) von kleiner 15° aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an dem Gussteil (6) Aussparungen (5) durch die Vorsprünge (3) des keramischen Einsatzes (2) hergestellt werden, wobei die Vorsprünge (3) an verschiedenen Seiten unterschiedliche Winkel (α, β) zwischen der Mittellinie (10) und der Aussenkante der Vorsprünge (3) aufweisen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an dem Gussteil (6) Aussparungen (5) durch die Vorsprünge (3) des keramischen Einsatzes (2) hergestellt werden, wobei die Vorsprünge (3) in die Modellform (9) während des Giessverfahrens hineinragen.
  5. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    überstehendes Material, welches sich während des Giessverfahrens um die hervorragenden Vorsprünge (3) an der Oberfläche des Gussteils (6) gebildet hat, entfernt wird.
EP01128084A 2000-12-04 2001-11-27 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, Modellform und keramischer Einsatz zum Gebrauch in diesem Verfahren Expired - Lifetime EP1211001B1 (de)

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DE10060141A DE10060141A1 (de) 2000-12-04 2000-12-04 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, Modellform und keramischer Einsatz zum Gebrauch in diesem Verfahren
DE10060141 2000-12-04

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EP1211001A2 EP1211001A2 (de) 2002-06-05
EP1211001A3 EP1211001A3 (de) 2003-07-16
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EP01128084A Expired - Lifetime EP1211001B1 (de) 2000-12-04 2001-11-27 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, Modellform und keramischer Einsatz zum Gebrauch in diesem Verfahren

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US (1) US6695036B2 (de)
EP (1) EP1211001B1 (de)
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