195139. lajstromszámú szabadalom • Módosított eljárás öntvényeknek, főként a földinél kisebb gravitációs erőtérben való készítésére
195139 A rendkívül bonyolult követelményrendszert azonban egyelőre mégis csak a precíziós öntészetben, a fogtechnikusi gyakorlatban is bevált bevonatoló (forma-) anyagokkal lehet kielégíteni. Ezek viszont az öntvények anyagának szilárd állapotú hőtágulásakor — mint részleteztük — törnek. A jelen találmányunk szerinti eljárás éppen ez utóbbi nehézségen kíván segíteni. A találmány értelmében a készítendő öntvény alap' anyagát önmagában ismert módon a kívánt alakra hozzuk, célszerűen öntészeti viaszból készített, a szilárd állapotban végbemenő hőtágulás különbözőségeit kompenzáló, távtartó réteggel bevonjuk, a távtartó réteghez célszerűen hasonló anyagból készített, a létesíteni kívánt tágulási teret kitöltő toldalékot illesztünk, majd a távtartó réteggel és toldalékkal ellátott alapanyagot hőálló réteggel bevonjuk. A hőálló rétegen előnyösen a toldalékrész mentén alkalmas nyílást készítünk. Az egész, a nyílással lefelé fordított, távtartó és hőálló réteggel bevont öntvényt ezután felmelegítjük egy az öntvényt még nem károsító, nagyobb hőmérsékletre. A hő hatására a távtartó réteg’és a toldalék anyaga megolvad, a nyíláson át kifolyik, elpárolog vagy elég. A hő hatására esetleg még a hőálló réteg is szilárdul, erősödik. Másik megoldás, hogy a távtartó réteg és a toldalék anyagát oldással távolítjuk el. Az így előkészített, hőálló réteggel ellátott öntvényt ezután ismételten felmelegítjük, az öntvény alapanyagát a tágulási tér felől megolvasztjuk, majd a tágulási térrel átellenes oldalról hűtve kristályosítjuk. A találmány szerinti eljárás menetét az 1. ábra (Fig. 1.) metszeti képei segítségével, elvi jelentőségű példán érzékeltetjük. Tételezzük fel, hogy különleges turbinalapátot kívánunk készíteni valamely szuperötvözetből; a szuperötvözet olvadási hőmérsékletköze 1480—1490°C. Az ötvözetből — kovácsolással, forgácsoló megmunkálással vagy akár hagyományos öntéstechnológiával — mindenekelőtt kialakítjuk az 1 turbinalapát végleges alakját (Fig. l.a). Megállapítjuk a turbinalapát és a később kialakítandó hőálló réteg hőtágulása közötti különbséget, s ennek a különbségnek megfelelő vastagságú 2 távtartó réteget viszünk fel a turbinalapát felületére; például a precíziós öntészetben használatos, olvadt viaszba való bemártással. Célszerűen ugyanebből a viaszból kialakítjuk a szükséges 7 tágulási tér mintáját, s ezt a mintát 3 toldalékként 2 távtartó réteghez ragasztjuk. Ezután 4 hőálló réteggel vonjuk be a 2 távtartó réteggel és 3 toldalékkal ellátott 1 turbinalapátot. A 4 hőálló réteg kellően szilárd, anyaga nem reagálhat a turbinalapát olvadt anyagával. Előnyös azonban, hogy ez az olvadt anyag nedvesíti a hőálló rétegnek a turbinalapátot körülvevő részét. A hőálló réteg kialakítható a precí3 ziós öntészetben használatos kerámia anyagból, például mártogatással és a tapadó kerámiarétegek szárítása révén. \ 4 hőálló rétegnek a 3 toldalékot borító részén, célszerűen az 1 turbinalapáttól távolabbi helyen ezután egy 5 nyílást alakítunk ki. A 2 távtartó réteggel, 3 toldalékkal és 4 hőálló réteggel ellátott 1 turbinalapátot ezután az 5 nyílásával lefelé fordítjuk, s célszerűen alulról melegítjük egy az 1 turbinalapát anyagát még nem károsító, például 1000°C hőmérsékletre. Melegítés közben a 2 távtartó réteg és a 3 toldalék (viasz) anyaga megolvad, s az 5 nyíláson át kifolyik, elpárolog vagy elég. Amenynyiben a 4 hőálló réteget a precíziós öntészetben szokásos módon, mártogatással, héjként alakítottuk ki, ez a héj a felmelegítés hatására egyidejűleg szilárdul, keményedik. Elvi jelentőségű példánkban az ismertetett műveletek után az 1 turbinalapátot már csak a 4 hőálló réteg borítja, amely rétegben az 1 turbinalapát lazán foglal helyet. Az előkészítést azzal fejezzük be, hogy a 7 tágulási tér majdan olvadékkal érintkező falát alkalmas módon, például grafitozással az olvadékkal szemben nem nedvesíthetővé tesszük. A leírt módon elkészített turbinalapátot ezután egy űrállomásra szállítjuk. Az űrállomáson az 1 turbinalapátra a 7 tágulási tér felől a 11 nyíl irányában hőhatást gyakorolunk, például egy csőkemencének a 11 nyíl irányában való felhúzásával (Fig. l.b). A 6 fűtőtest az 1 turbinalapátnak a 7 tágulási térrel határos részét melegíti, miközben a turbinalapát és a 4 hőálló réteg anyaga hőtágulás révén tágul. Mivel a turbinalapát anyagának jóval nagyobb a hőtágulása a hőálló réteg anyagánál, a 2 távtartó réteg megfelelő méretezése esetében az 1 turbinalapát anyaga az olvadáspontja elérésekor éppen kitölti a 4 hőálló rétegben a rendelkezésére álló teret. Az 1480—1490°C olvadási hőmérsékletközt elérve az 1 turbinalapát anyaga olvadni kezd. Mivel a keletkező olvadéknak a szilárd állapothoz képest nagyobb a fajtérfogata, a 8 olvadék egy része fokozatosan a 7 tágulási térbe nyomul. A 6 fűtőteret ezután addig mozgatjuk a 11 nyíl irányában, amíg az olvadás kiterjed az 1 turbinalapát teljes megolvasztani kívánt tömegére (Fig. l.c). A megolvasztással járó térfogatnövekedés hatására értelemszerűen további olvadékmennyiség nyomul a 7 tágulási térbe. Ezt követően a már önmagában ismert módon, a 9 nyíl irányában megkezdjük a hőelvonást, a hűtést. A turbinalapát olvadt anyaga a kívánt új anyagszerkezettel, például egykristályként vagy irányított kristálykötegként dermed (Fig. l.d). Az utántáplálást mindvégig segíti a 7 tágulási térben fellépő kapilláris nyomás. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
