DE2220060A1

DE2220060A1 - Verfahren zur herstellung von magnesiumoxyd-kernen

Info

Publication number: DE2220060A1
Application number: DE2220060A
Authority: DE
Inventors: John Ross Anderson; James Swan Perron
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1971-06-29
Filing date: 1972-04-24
Publication date: 1973-01-18
Also published as: GB1325412A; IT956344B; FR2143646A1; SE399371B; AU464359B2; FR2143646B1; BE785335A; DE2220060C3; AU4114972A; US3722574A; JPS5524982B1; CA972920A; DE2220060B2; IL39070A0; IL39070A; CH538434A

Description

Patentanwalt

Bernd Becker

6530 Bingen-Sponsheim

UNITED AIRCRAFT CORPORATION Römeretr. 10 - Tel. 06721/3311

400 Main Street

East Hartford

Connecticut 06108 2220060

Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxyd-Kernen.

Priorität: USA Nr. 158.128
Patentanmeldung vom 29· Juni 1971

Die folgende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von hohlen Teilen' aus Superlegierungen durch das Modellausschmelzverfahr en, und im besonderen auf die Herstellung von Metallteilen aus Kobalt- oder Nickel-Superlegierungen die mit kleinen und engen Oeffnungen und Durchlässen versehen sind.

Im Modellausschmelzverfahren wird ein leicht entfernbares Modell des zu giessenden Teiles, welches alle erforderlichen Oeffnungen und Gusszapfen besitzt in eine Aufschlämmung eines widerstandsfähigen Materials getaucht welches auf dem Teil erhärtet und einen glatten Ueberzug bildet welcher die Guss- formoberflache bildet. Das Vor-Ueberziehen oder Eintauchüberziehen des Modells wird normalerweise dadurch, ausgeführt, dass das Modell in eine Aufschlämmung eines feinen widerstandsfähigen Pulvers in einem geeigneten flüssigen Bindemittel eingetaucht wird wobei die Aufschlämmung während dem Trocknen bei Raumtemperatur aushärtet. Nach dem Eintauchen wird der Ueberschuss an Aufschlämmung von dem Modell abtropfen lassen und der Ueberzug wird im nassen Zustand mit gröberen widerstandsfähigen Partikeln verputzt welches dazu beiträgt den Ueberzug zu festigen. Durch die oben beschriebenen Stufen von Eintauchen und Verputzen wird eine keramische Schalenform hergestellt und die einzelnen Stufen werden solange wiederholt bis eine Schale genügendor Dicke rundum das Modell aufgebaut ist, welche

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Schale den, "bei den folgenden Verfahr ens stufen, auftretenden Spannungen widerstehen kann. Die gebräuchliche Dicke bewegt sich zwischen 0,31 bis 1,25 cm obschon auch dünnere oder schwerere Schalen für spezielle Verwendungszwecke geformt werden können. Nach der Ausbildung der widerstandsfähigen Schale wird das Modell aus der Form herausgenommen welche alsdann für den Giessvorgang gebraucht werden kann. Typische Materialien für das Modell sind entweder Wachsmischungen oder Kunststoffe wie zum Beispiel Polystyrol und, im gegebenen Fall, Polyäthylen.

Hie und da ist es erwünscht hohle Artikel durch das Modellausschmelzverfahren herzustellen und besonders solche mit sehr kleinen und engen Durchgängen. Zur Herstellung solcher Artikel wird ein keramischer Kern welcher normalerweise aus gepresster Kieselerde besteht, in die Form gegeben. Obschon diese Kieselerde-Kerne sehr nützlich sind ist en doch schwer sie nach dem Giessen mit. einem nicht ätzenden Auslaugmedium zu entfernen. Es ist offensichtlich dass, falle sehr kleine oder feine Oeffnungen oder Zwischenräume mit einem unlöslichen Kernmaterial gefüllt sind es sehr schwierig werden kann dieses Material mit einem nicht ätzenden Auslaugmittel vollständig zu entfernen.

Andere gebräuchliche Kerne zur Herstellung von hohlen Giessteilen bestehen aus löslichen Metallhalogenidsalzen vermischt mit Borax, Magnesiumoxyd oder Talk. Solche Zusammensetzungen sind in dem US Patent Nr. 3 4-07 864- von Anderko beschrieben. In dem US Patent Nr. 3 473 599 ist die Anwendung einer Mischung aus Magnesiumoxyd und Kalziumphosphat beschrieben. Im Falle der metallhalogenidhaltigen Kerne wurde gefunden, dass das Halogen unerwünschte Reaktionen mit der Superlegierung während des Giessens eingehen kann. Im Falle der Magnesiumoxyd- Kalziumphosphat Kerne wurde gefunden, dass sie ga3ig, brüchig und' schwer anzuwenden sind falls Gusstücke aus Superlegierungen hergestellt worden sollen.

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur φ stellung von keramischen Kernen für das Modellausschmelz-r verfahren. Diese Kerne aus Magnesiumoxyd widerstehen leicht den beim Vergiessen von Superlegierungen nötigen Temperaturen,

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reagieren nicht mit den Legierungssystemen und können leicht zu komplexen Formen verformt werden. Es ist desweiteren ein Vorteil dass das Magnesiumoxid welches gemäss dem vorliegenden Verfahren hergestellt wird leicht durch nicht ätzende Auslaugmedien, insbesondere Wasser, aus dem Gusstück entfernt v/erden kann.

Gemäss dem vorliegenden Verfahren wird eine wässrige Lösung aus 12 bis 30 Gew.% Magnesiumchlorid mit 75 Gew.% Magnesiumoxydpulver zu einer zähflüssigen Aufschlämmung vermischt. Die Aufschlämmung wird in eine Kunststoff- oder Kautschukform gegossen welche die gewünschte Form aufweist. Nach der Aushärtung wird das so hergestellte Stück gebrannt um das Oxychlorid in das Oxyd umzuwandeln, dies geschieht normalerweise bei Temperaturen zwischen ungefähr 1204 und 1482⁰C. Ein fester, rauher Magnesium.-oxydkern welcher in einem Modellausschmelzverfahren angewendet werden kann wird somit erhalten.

Der erhaltene Kern wird normalerweise durch Eintauchen in eine Aufschlämmung von fein verteiltem Zirkohoxyd (mit einer Durchschnittskorngrössenverteilung unterhalb 100 Mikron) überzogen um eine Reaktion des Magnesiums mit den Silikaten der äusseren Schale der beim Modellausschmelzverfahren gebrauchten Form zu vermeiden. Nach der Ausführung des Giessens nach den herkömmlichen Verfahren kann der Magnesiumoxydkern mit einem Wasserdampfstrahl welcher über das Gusstück geleitet wird oder aber durch Eintauchen des Gusstückes in einen mit Wasser gefüllten Autoklav bei hoher Temperatur entfernt werden. Das Magnesiumoxyd löst sich im Dampf auf und es ist nicht notwendig andere Auslaugmedien zu verwenden. Nach der Entfernung des Kernes aus dem Gusstück hat dieses seine entgültige Form mit allen Durchgängen und Zwischenräumen.

Gemäsa einem spezifischen Beispiel der vorliegenden Erfindung wurden 167 Gramm Magnesiumchlorid (MgCIp.6H^O) in 100 Gramm Wasser gelöst. Zu 55 Gramm dieser Lösung wurden I50 Gramm Kagneeiurnoxyd gegeben und ein Magnesiurnoxychlorid Zement (MgO im UeberschuEs) wurde erhalten. Dieser Zement wurde in eine Kunststofform geschüttet und aushärten lassen. Das feste Stück wurde buk der Form herausgenommen und bei einer Temperatur

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von 1482⁰C gebrannt um das Oxychlorid in das Oxyd umzuwandeln.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines wasserlöslichen Kernes zum Gebrauch bei der Herstellung von hohlen Artikeln im Modellausschmelzverfahren,.wobei der Kern sich nach dem Giessen in dem Gusstück befindet und nach der Entfernung des Kernes Hohlräume entstehen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensstufen: ·

Vermischen einer wässrigen Lösung von Magnesiumchlorid mit Magnesiumoxydpulver zu einer Aufschlämmung; Giessen der Aufschlämmung in eine gewünschte Form und Aushärtung der Aufschlämmung zu einem der Konfiguration der Form entsprechenden Stück;

Brennen des Stückes um das Magnesiumchlorid zu oxydieren und einen festen Megnesiumoxydkern zu bilden.

2. Verfallen nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass besagte Aufschlämmung zwischen ungefähr 12 und 30 Gew,^l/o Magnesiumchlorid und zwischen 60 und 80 Gew»% Magnesiumoxyd enthält.

3· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern mit Zirkonoxyd einer Korngrösse von weniger als 100 Mikron überzogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' dass der Kern bei Temperaturen zwischen ungefähr 1204 und 1482°C gebrannt wird.

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