DE2009873B2 - Vorrichtung zum giessen von einkristall-gusstuecken - Google Patents

Description

die Form 14 ausgefüllt ist. Das obere Ende der Form sich oben auf dem Kopfende der. W"'^se _M ^ein_

I geschlossen, und an dem tiefstgelegenen Punkt Deckel 20 ^^^^J^^MWii-

der Form 14 befindet sich eine Füllöffnung 17. nal gebUdet «»ν.^^_βΕ_ηΗβ_Γ Wärmeverluät

Diese gegenstandsbildende Hohlform 12 kann lung der emgefullten Legieruni w J ,

zweckmäßig als Maskenform, z. B. nach dem Wachs- 5 auf ein Minimum reduaert. In dem ue κ

m.sschmelzverfahren, hergestellt werden. Es handelt eine zentrale Öffnung 22 vorhanden, in w

sich dabei um eine verlorene Form, in deren innerem Eingießtrichter 24 einsetzoar isi. . _d

Hohlraum das zu bildende Einkristall-Gußstück mit Zum Gießen des. gewUnsch en Gußstückes *rd

großer waagerechter Abmessung entsteht, und die die gesamte Vorrichtung in «» H««««i _u„

Lch dem Fertigstellen des Gußstücks zur Heraus- xo gebracht und £™ JW^ ^a**°™_h*J'_ober ^f dem

lösung des Gußstücks zerschlagen wird. Zweckmäßig und die Hülse 12, 12 auf die Z™"™£¹% _&muT

wird eine solche Maskenform etwas porös aus- Schmelzpunkt der Legierung M&aae vorrichtung

gebildet, damit während des Füllens die Luft ent- erhitzt. Vorzugsweise bringt man <U Vorrichtung

weichen kann. Diese Hohlform kann relativ dünn- in eine Vakuumkammer, so aau

«SSÄ-.17 nach unten sich erstrek- S Κ^ lend ist ein schraubenförmig ausgebildetes Füllrohr Methoden wie s_? ^e sweise m d 18 vorhanden, durch welches ein Einkristall in die ao schrift 3 260 505 besco «ben^ suia Form hineinwachsen kann. DL·je· Füllrohr 18, Wenn die Form M14 1. «^^ velches in den Fig. 1 und 3 schraubenförmig ver- ^/^u^*^cjP?^J^^^riSr24 einanschaulicht ist, kann beliebig gekrümmt bzw^ aus- »"^^J^Ä Form U hemm und ,,richtet sein, vorausgesetzt, daß es ausreichende gegossen, fließt zunächst umme:ror _h

Richtungsänderungen ermöglicht, damit das zum ,5 füllt die: Hülse,12,und steig, dann "^JJ¹* _M Hereinwachsen als Einkristall in die Form ausge- das FJJ"*'¹⁸^" ^ Hülse und die Form wählte Korn exakt von allen übrigen Körnern ge- bzw 14 bzw 14 hinan. Die Hülse Ln • rennt mit dem Füllrohr erfaßt werden kann. Es ist werden annähernd bwι zu der mit η jw. demzufolge ausreichend, wenn die Krümmung des anschaul_;d.,en FuUhohe gefu«^^^ ^^ Fällrohrs 18 eine Richtungsänderung in de.· waage- 30 liehe Teil der Forml14i bzw. J⁴ ^ ^ _Küh]. rechten Ebene von wenigstens 18CP ermöglicht Das Schme_1Ze ^^ηοη^^^βηη ^l ^

Fallrohr se nerscits weist vorzugsweise eine Mittel- platte ΐυ dzw. xu cij^cstiioiii., _o

i„t mit kontinuierlich ansteigender Neigung auf WjJCh₁Jn v^genchw erstairtem Korn um das Der Durchmesser des Füllrohrs 18 soll so ausreichend Fullrohr 18 bzw. ¹J?²^¹⁸ f,_aT?erichtet erstarrte croß sein daß relativ freier Fluß der flüssigen Legie- 35 14 bzw. 14 bzw. 14 hinein. Das gencniei e Sng aufwärts in die Hohl form 14 hinein gewähr- Κο™Λ erstreckt sich - -J J^ Win el ^u

Ag¹ >-da* S^fUi³IOi¹S £Ä -r^b^is

tow 18' eine senkrechte Achse mit Bezug aul die welches in das Fullrohr 18 bzw. 18 bzw. S„ "tte ,0 bzw. 10·. DaC„,ch, d,ß das Füllrohr ,„ -»^,«!^^^^Κ

INS

Erstarrung der Legierung innerhalbund außer-

nahe an der Kühlplatte 10 bzw. 10' Die gennje ζw sehen der flüggen u„a

Steigung der Bodenwand trägt dazu bc., d.e Ke m- erhahen D«« Trenn ^^ _dje ^^^

bildung von unerwünschten Kristallen an dieser rech l nur _{da sj} __h ^ _Erstarnmg

Wand /.u vermeiden. Außerdem kann sich nfolge iir.Inneren^ ae J_{n waagcrechtC}n Abmessung

des geringen Steigungswmk.ls d.ei waagerechte Ah- 55 waage recht b.s zur g _fc ^^ ^ ^_

messung der Form über e.ne kurze Hohe stark der «™ ^_g fortschreitet, nur jcucils ein

verbreitern, so daß d.e Form zum G.eßcn von Guß- 5j.^r^_m ^W^^agM_{aterial> und} demzufolge ist während

stücken mit großer honzonta er Abmessung he - ^munuin an^ ^ ^_{n Mjnimum}

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erkennen, daß die [lOOl-Onentierung axial ζ.der ^D™ens niKUi _Warmcgradient läßt sich vor-

5 6

/on relativ flachen Scheiben, wie sie z.B. als Tür- ermöglicht eine noch genauere Steuerung des Wärme-

Oinenscheiben verwendet werden können, wenn sie gradienten während der Erstarrung der Legierung

aus einer der widerstandsfähigen Hochtemperatur- entlang der Bodenwand der Form 14". Die Isolierung

Legierungen gegossen werden. Die mit einer Kühl- 30 wird durch eine innere Hülse 32 gegen die

einrichtung ausgerüstete Kühlplatte 10' trägt die 5 schmelzflüssige Legierung geschützt. Auf dieser Hülse

zylindrische Hülse 12', in welcher die gegenstands- 32 sitzen die Stützen 16". Um die Kopffläche der

bildende Form 14' eingeschlossen ist. Letztere wird Form 14" ist ein Ring 34 aus Füllzement angeordnet.

auf Stützen 16' oberhalb der Kühlplatte 10' gehalten der einen gewissen Abstand von der inneren Hülse 32

und ist in einem Abstand sowohl von der Kühlplatte hält. Auch dieser Ring 34 hat den Zweck, die zum

10' als auch von der Hülse 12' angeordnet. Die Form u> Füllen der Vorrichtung bis zu dem Niveau 26" not-

14' ist an ihrem oberen Ende geschlossen. Am Boden wendige Menge an Legierungsmaterial zu verringern,

befindet sich die Füllöffnung 17'. Die Form kann, Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen

wie bereits im Zusammenhang mit der Form 14 der Vorrichtung wird in praktisch der gleichen Weise

F i g. 1 ausgeführt, als Maskenform bekannter Art betätigt, wie dies im Zusammenhang mit der in

hergestellt sein. Dabei kann die Formwand gegen- 15 F i g. 1 dargestellten Ausführungsform beschrieben

über üblichen Formen vergleichsweise viel dünner worden ist.

sein, da sie nur eine Trennwand darstellt und die Grundsätzlich können mit der erfindungsgemäßen

geschmolzene Legierung sowohl im Innern als auch Vorrichtung nicht nur runde Gußstücke, sondern

außerhalb der Form den Druck auf die Wand aus- auch solche anderer Abmessung und Gestaltung

gleicht. Sich abwärts zu der Kühlplatte 10' hin »0 gefertigt werden, beispielsweise auch Rohre, Stangen

erstreckend ist an der Füllöffnung 17' ein schrauben- oder Barren, bei denen sich die Längsachse in einem

förmig ausgebildetes Füllrohr 18' vorhanden, durch kleinen spitzen Winkel zu der Waagerechten erstreckt,

welches die Form 14' gefüllt wird. sofern die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung

In der in F i g. 4 veranschaulichten Ausführungs- resultierende Kristallorientierung gewünscht wird,

form der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zusatz- 35 Es können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung

lieh zu den auch bei der Ausführungsform der auch mehrere gegenstandsbildende Formen in einer

F i g. 1 gezeigten Teilen eine in Form eines Rings einzigen Hülse vorhanden sein, so daß mehrere

vorhandene Isolierung 30 angeordnet, die unterhalb einzelne Gußstücke gleichzeitig gegossen werden

der Form 14" und von dieser in einem gewissen können. Dabei sind dann zweckmäßig die verschie-

Abstand entfernt das spiralförmige Füllrohr 18" um- 30 denen Formen ringförmig zueinander angeordnet unc

gibt. Die Isolierung 30 vermindert das durch die mit den oberen Enden des Füllrohrs untereinandei

schrr°.lzflüssige Legierung zu füllende Volumen und verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. ist, deren Bodenfläche zur Mitte hin einen relativ

   Patentansprüche: kleinen spitzen Winkel mit der Waagerechten bildend

   geneigt ist und deren Füllrohr in die am tiefst-

   1, Vorrichtung zum Gießen von Einkristall- gelegenen Punkt der Form angeordnete Füllöffnung Gußstücken mit einer großen waagerechten Ab- 5 mündet,

   messung, bei der eine gegenstandsbildence Form Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen mit unterem Füllrohr in einem von einer Hülse sich insbesondere Scheiben und ähnliche Gegenummantelten Raum oberhalb dessen gekühlter stände, die so geformt sind, daß sie ein-ϊ vertikale Bodenplatte angeordnet ist, dadurch gekenn- Scheibenachse aufweisen, mit gewünschter Kristallzeichnet, daß die gegenstandsbildende Form io orientierung gießen, Besonders vorteilhaft kann man eine oben geschlossene Hohlform (14, 14', 14") die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung mit relativ großem Durchmesser im Verhältnis von Einkristall-Gußtsilen aus beistbekannten l'ochzur Höhe ist, deren Bodenfläche zur Mitte hin temperatur-Superlegierungen, wie sie beispielsweise einen relativ kleinen spitzen Winkel mit der in der USA.-Patentschrift 3 260505 beschrieben sind. Waagerechten bildend geneigt ist und deren 15 welche eine große Abmessung im wesentlichen recht-Füllrohr (18', 18, 18") in die am tiefstgelegencn winklig zu der [100]-Orientierung haben, verwenden. Punkt der Form (14, 14', 14") angeordnete Füll- Die geringe Steigung der Bodenwand der Hohlform öffnung (17,17') mündet. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung trägt dazu
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch ge- bei, die Keimbildung von unerwünschten Kristallen kennzeichnet, daß in dem Raum zwischen der 20 an dieser Wand zu vermeiden und die Erstarrung gekühlten Bodenplatte und der Hohlform (14") im Inneren der Form beginnend und bis zur ganzen diesen Raum teilweise ausfüllend eine Isolierung waagerechten Abmessung fortschreitend über die (30) vorhanden ist, die das Füllrohr (18") in Gesamtbreite in in der Höhe schmalen Bereichen zu einem Abstand umgibt, und daß die Kopffläche gewährleisten. Es lassen sich demzufolge speziell der Hohlform (14") in einem Abstand von der «5 z. B. Scheiben, Stangen mit großem Durchmesser Hülse einen Ring (34) aus Füllzement aufweist. oder Blöcke mit großem Querschnitt in der gewünschten Orientierung fertigen.

   Vorteilhaft ist es, wenn bei der erfindungsgemäßen

   Vorrichtung in dem Raum zwischen der gekühlten

   30 Bodenplatte und der Hohlform diesen Raum teilweise ausfüllend eine Isolierung vorhanden ist, die das Füllrohr in einem Abstand umgibt, und wenn die

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kopffläche der Hohlform in einem Abstand von der

   Gießen von Einkristall-Gußstücken mit einer großen Hülse einen Ring aus Füllzement aufweist. Es wird

   waagerechten Abmessung, bei der eine gegenstands- 35 dadurch das durch die schmelzflüssige Legierung zu

   bildende Form mit unterem Füllrohr in einem von füllende Volumen vermindert und eine besonders

   einer Hülse ummantelten Raum oberhalb dessen genaue Steuerung des Wärmegradienten während der

   gekühlter Bodenplatte angeordnet ist. Erstarrung der Legierung entlang der Bodenwand

   Eine Vorrichtung dieser An ist aus der franzo- der Form ermöglicht.

   sischen Patentschrift 1481 366 des Erfinders be- 40 Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung

   kannt. Mit der bekannten Vorrichtung, bei der eine sind der nachfolgenden Beschreibung an Hand der

   gegenstandsbildende Form mit unterem Füllrohr an in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungs-

   einem von einer Graphithülse ummantelten Raum formen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu ent-

   oberhalb dci den Boden dieses Raums bildenden nehmen. Es zeigt

   Kühlplatte angeordnet ist, können jedoch nur solche 45 Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausfüh-

   orienticrten Einkristall-Gußstücke hergestellt werden. rungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

   deren Hauptachse die Vertikalachse ist, die gleich- Fig. 2 einen Schnitt nach 2-2 der Fig. 1,

   zeitig größte Abmessung besitzt. Will man jedoch, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine andere

   was zur Erzielung besonderer mechanischer Eigen- Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrich-

   schaften drr Gußstücke vorteilhaft sein kann, oricn- 50 tung,

   tierte Einkristall-Gußstücke herstellen, welche die Fi g. 4 einen Schnitt durch eine wiederum andere

   längste Achse in der Querrichtung aufweisen, so Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich-

   läßt sich die bekannte Vorrichtung nicht verwenden. tung, und

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fig. 5 einen Querschnitt durch eine mit der erfin-

   demgegenüber verbesserte Vorrichtung zu schaffen, 55 dungsgemäßen Vorrichtung gegossene Scheibe, die

   mit der Einkristall-Gegenstände mit relativ großer bevorzugte Kristallorientierung illustrierend.

   Abmessung rechtwinklig zu der Hauptachse gegossen Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform der

   werden können. erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Kühlplatte

   Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Vorrich- 10 mit Kühleinrichtung und eine zylindrische Hülse tung der eingangs beschriebenen Art zum Gießen 6c 12 auf, die die gegenstandsbildende Form 14 umvon Einkristall-Gußstücken mit großer waagerechter schließt. Die Form 14 wird oberhalb und im Abstand Abmessung, bei der eine gegenstandsbildendc Form von der Kühlplatte 10 durch Stützelemente 16 gemit unterem Füllrohr in einem von einer Hülse tragen. Die Formwände befinden sich in einem geummantelten Raum oberhalb dessen gekühlter wissen Abstand von der Hülse 12. Die Form 14 ist Bodenplatte angeordnet ist, welche erfindungsgemäß 65 zylindrisch ausgebildet und hat einen Durchmesser, dadurch gekennzeichnet ist, daß die gegenslands- der fast so groß ^:st wie derjenige der Hülse 12. Die bildende Form eine oben geschlossene Hohlform mit Höhe der Form Ί4 ist so bemessen, daß der Innenrclativ großem Durchmesser im Verhältnis zur Höhe raum der Hülse 12 zu seinem wesentlichen Teil durch