Ansprechpartner

Ivanova, Elvira M.Sc.
Leiterin der Feingussgruppe
Lehrstuhl für Gießereiwesen

Tel.: +49 (0) 241 80 - 98152
e.ivanova@gi.rwth-aachen.de

Präzisionsguss

Zur Weiter- bzw. Neuentwicklung verschiedenster Feinguss-Verfahren ist eine große Bandbreite an Anlagentechnik im Einsatz; darunter Wachsspritzen, Besandungs- und Einbetteinrichtungen, eine manuell zu bedienende Ausbettanlage, eine Mehrweck-Vakuumgießanlage nach dem Bridgman-Prinzip des Typs VIM IC 5 S der Firma ALD. Eckdaten dieser Anlage sind Gießgewichte von 1,5kg bis 50kg, Gieß- und Heizertemperaturen von 1700°C und maximale Formschalenabmessungen von 600mm im Durchmesser und 750mm in der Höhe. Diese neue Anlage bietet verbesserte Analysemöglichkeiten für die einzelnen Prozessschritte, Prozessparameter und Erstarrungsabläufe und bietet somit neue Möglichkeiten der Gefügebeeinflussung. Das erhöhte Prozessverständnis und die hohe Fertigungsflexibilität erlauben eine abgesicherte Industrietauglichkeit des Prozesses. Mit dieser Ausstattung kann an modernsten Feingussverfahren geforscht werden. Die Verfahrensentwicklung umfasst alle Prozessschritte: Wachsmodellherstellung, Formstoffentwicklung, Herstellung keramischer Formschalen, Legierungsentwicklung und Gießtechnik. In der Prozessentwicklung sind beispielsweise Arbeiten an neuesten faserverstärkten Werkstoffen sowie modernen Superlegierungen und anderen Hochleistungswerkstoffen enthalten. Zusätzlich kann die Prozessentwicklung jederzeit von Simulationen begleitet werden.

NiAl-Gefüegeverstärkung durch gerichtete Erstarrung

Eine vielversprechende Werkstoffklasse sind hochschmelzende NiAl-Legierungen, wobei die ungelöste Problematik der hohen Sprödigkeit bei Raumtemperatur bis dato den industriellen Einsatz dieser NiAl-Legierungen verhinderte. Aktuell werden daher unterschiedliche Herangehensweisen zur Erhöhung der mechanischen Eigenschaften erforscht.

Im Projekt ‚NiAl-Gefügeverstärkung durch gerichtete Erstarrung‘ wird untersucht, inwieweit durch gerichtete Erstarrung erzeugte in-situ Fasern/Lamellen der eutektischen Legierungen NiAl-9Mo und NiAl-28Cr-6 Mo (at.%) eine wirkungsvolle Gefügeverstärkung durch pull-out-, crack-bridging- und crack-renucleation-Effekte darstellen können.

Ni-basierende Superlegierungen

Der Herstellungsprozess von komplex aufgebauten einkristallinen Laufschaufeln moderner Gasturbinen beinhaltet zeitaufwendige, kostenintensive Prozessschritte und hohe Materialkosten. Ein hoher Ausschuss an fehlerhaften Turbinenschaufeln infolge des komplexen Herstellungsprozesses führt schnell zu einer geringen Wertschöpfung. Aus diesem Grund sind kosteneinsparende neue Prozesse, ausschussminimierende Prozessoptimierung und Legierungsentwicklung zur Reduzierung von teuren Legierungselementen Schwerpunkt der folgenden Projekte:

  • Innovative Prozesstechnik (DWDS) zur gerichteten Erstarrung
  • Unterkühlbarkeit von Superlegierungen mit den Legierungselementen  Co, Re und Ru
  • Entstehungsmechanismus des Gussfehlers „Freckles“
  • Ausschussminimierung durch Reduzierung von Großwinkelkorngrenzen an Querschnittsänderungen bei der gerichteten Erstarrung

Schleuderguss

Den Feinguss ermöglicht u.a eine Schleudergießanlage der Fa. Linn sowie der Fa. Selecast. Der Kokillenguss wird mit einer Schleudergießanlage MBS der Firma Senator durchgeführt. Letztere kann über einen frei einstellbaren Neigungswinkel und mit variablen Drehzahlen betrieben werden. Das maximale Abguss¬gewicht beträgt 5 kg Mg oder 8 kg Al. Eingesetzt werden die Anlagen zur Legierungs- und Verfahrensentwicklung, zur Ermittlung von Prozessgrößen sowie zur Herstellung von Verbundguss und faserverstärkten Werkstoffen.