WO2005009654A2

WO2005009654A2 - Method for producing components of a gas turbine

Info

Publication number: WO2005009654A2
Application number: PCT/DE2004/001468
Authority: WO
Inventors: Josef Kranzeder; Max Kraus; Claus Müller; Erich Steinhardt
Original assignee: Mtu Aero Engines Gmbh
Priority date: 2003-07-19
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2005-02-03
Also published as: DE10332882A1; WO2005009654A3

Abstract

The invention relates to a method for producing components of a gas turbine, in particular, an aircraft engine, by powder metallurgy injection moulding. In said injection moulding method, a metal powder is first mixed with a binding agent to form an homogeneous product, whereby at least one moulded body is then produced by injection moulding from said homogeneous product and whereby the or each moulded body is subjected to a binding agent removal process. The or each moulded body is then compacted by sintering to form at least one component with the desired geometric properties. According to said invention, the or each moulded body is placed in a powder product during sintering.

Description

Verfahren zur Herstellung von Bauteilen einer Gasturbine Process for the production of components of a gas turbine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen einer Gasturbine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing components of a gas turbine according to the preamble of patent claim 1.

Moderne Gasturbinen, insbesondere Flugzeugtriebwerke, müssen höchsten Ansprüchen im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Gewicht, Leistung, Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer gerecht werden. In den letzten Jahrzehnten wurden insbesondere auf dem zivilen Sektor Flugzeugtriebwerke entwickelt, die den obigen Anforderungen voll gerecht werden und ein hohes Maß an technischer Perfektion erreicht haben. Bei der Entwicklung von Flugzeugtriebwerken spielt unter anderem die Werkstoffauswahl, die Suche nach neuen, geeigneten Werkstoffen sowie die Suche nach neuen Fertigungsverfahren eine entscheidende Rolle.Modern gas turbines, especially aircraft engines, have to meet the highest demands in terms of reliability, weight, performance, economy and service life. In the past few decades, aircraft engines have been developed, particularly in the civil sector, which fully meet the above requirements and have achieved a high level of technical perfection. Among other things, the selection of materials, the search for new, suitable materials and the search for new manufacturing processes play a decisive role in the development of aircraft engines.

Die wichtigsten, heutzutage für Flugzeugtriebwerke oder sonstige Gasturbinen verwendeten Werkstoffe sind Titanlegierungen, Nickellegierungen (auch Superlegierun- gen genannt) und hochfeste Stähle. Die hochfesten Stähle werden für Wellenteile, Getriebeteile, Verdichtergehäuse und Turbinengehäuse verwendet. Titanlegierungen sind typische Werkstoffe für Verdichterteile. Nickellegierungen sind für die heißen Teile des Flugzeugtriebwerks geeignet.The most important materials used today for aircraft engines or other gas turbines are titanium alloys, nickel alloys (also known as super alloys) and high-strength steels. The high-strength steels are used for shaft parts, gear parts, compressor housings and turbine housings. Titanium alloys are typical materials for compressor parts. Nickel alloys are suitable for the hot parts of the aircraft engine.

Bei der Fertigung bzw. Herstellung von Präzisionsbauteilen aus metallischen oder auch keramischen Pulvern hat sich das pulvermetallurgische Spritzgießen bewährt. Das pulvermetallurgische Spritzgießen ist mit dem Kunststoffspritzguss verwandt und wird auch als Metallform-Spritzen oder Metal Injection Moulding-Verfahren (MIM-Verfahren) bezeichnet. Mit dem pulvermetallurgischen Spritzgießen können Bauteile hergestellt werden, die fast die volle Dichte sowie ca. 95 % der statischen Festigkeit von Schmiedeteilen erreichen. Die gegenüber Schmiedeteilen verringerte dynamische Festigkeit kann durch geeignete Werkstoffauswahl kompensiert werden.Powder-metallurgical injection molding has proven itself in the manufacture or manufacture of precision components from metallic or ceramic powders. Powder-metallurgical injection molding is related to plastic injection molding and is also known as metal mold injection or metal injection molding (MIM). Powder-metallurgical injection molding can be used to manufacture components that achieve almost the full density and approx. 95% of the static strength of forged parts. The reduced dynamic strength compared to forged parts can be compensated for by suitable material selection.

Beim pulvermetallurgischen Spritzgießen wird nach dem Stand der Technik in groben Zügen so vorgegangen, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein Pulver, vorzugsweise ein Metallpulver, Hartmetallpulver oder auch Keramikpulver, mit einem Binde- mittel und ggf. einem Plastifizierer zu einer homogenen Masse vermischt wird. Aus dieser homogenen Masse werden durch Spritzgießen Formkörper gefertigt. Die spritzgegossenen Formkörper besitzen bereits die geometrische Form des herzustellenden Bauteils, ihr Volumen ist jedoch um das Volumen des zugesetzten Bindemittels und Plastifizierungsmittels vergrößert. Den spritzgegossenen Formkörpern wird in einem Entbindungsprozess das Bindemittel sowie Plastifizierungsmittel entzogen. Darauffolgend wird während des Sinters der Formkörper zum fertigen Bauteil verdichtet. Während des Sinters verkleinert sich das Volumen des Formkörpers, wobei entscheidend ist, dass die Dimensionen des Formteils in allen drei Raumrichtungen gleichmäßig schwinden müssen. Der lineare Schwund des Volumens beträgt abhängig vom Bindemittel- und Plastifizierungsmittelgehalt zwischen 10 % und 20 %.In powder-metallurgical injection molding, the state of the art is roughly used in such a way that in a first process step a powder, preferably a metal powder, hard metal powder or ceramic powder, with a binding agent medium and possibly a plasticizer is mixed to a homogeneous mass. Shaped bodies are produced from this homogeneous mass by injection molding. The injection molded moldings already have the geometric shape of the component to be produced, but their volume is increased by the volume of the binder and plasticizer added. The binder and plasticizer are removed from the injection molded body in a debinding process. Subsequently, the molded body is compacted into the finished component during sintering. During the sintering process, the volume of the molded body decreases, whereby it is crucial that the dimensions of the molded part have to shrink uniformly in all three spatial directions. The linear shrinkage in volume is between 10% and 20%, depending on the binder and plasticizer content.

Zur Erlangung hinreichend hoher Dichten des herzustellenden Bauteils wird beim Sintern eine Sintertemperatur gewählt, die in etwa in der Nähe der Schmelztemperatur des Metalls liegt. Das Metall erweicht demnach und der Formkörper kann sich entsprechend verformen. Beim Sintern ist eine Lagerung des Formkörpers erforderlich, wobei die Lagerung den Formkörper beim Sintern stützen muss und gleichzeitig eine gute Beweglichkeit des Formkörpers beim Sintern gewährleisten soll. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn komplexe, dreidimensionale Bauteile, wie zum Beispiel Bauteile von Gasturbinen, durch das pulvermetallurgische Spritzgießen hergestellt werden sollen.To achieve sufficiently high densities of the component to be manufactured, a sintering temperature is selected during sintering which is approximately in the vicinity of the melting temperature of the metal. The metal accordingly softens and the molded body can deform accordingly. In the case of sintering, the shaped body must be supported, the support having to support the shaped body during sintering and, at the same time, should ensure good mobility of the shaped body during sintering. This is particularly problematic when complex, three-dimensional components, such as components of gas turbines, are to be produced by powder metallurgy injection molding.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Formkörper beim Sintern dadurch zu lagern, dass die Formkörpern beim Sintern in steifen Fixierungen, Klammern oder auf Unterlagen geführt werden. Derartige Fixierungen, Klammern und Unterlagen behindern jedoch die Bewegungsfreiheit des zu sinternden Formkörpers. Beim Sintern kann sich daher ein Verzug am Bauteil einstellen, was zu Rissen im hergestellten Bauteil und Maßabweichungen führen kann. Mit zunehmender räumlicher Komplexität des herzustellenden Bauteils wird dieses Problem immer gravierender.It is known from the prior art to store the shaped bodies during sintering in that the shaped bodies are guided in rigid fixings, clamps or on supports during sintering. Such fixings, brackets and documents, however, hinder the freedom of movement of the molded body to be sintered. During sintering, the component can warp, which can lead to cracks in the manufactured component and dimensional deviations. With increasing spatial complexity of the component to be manufactured, this problem becomes increasingly serious.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Bauteilen einer Gasturbine vorzuschlagen. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass das eingangs genannte Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist. Erfindungsgemäß wird beim Sintern der oder jeder Formkörper in einem pulverförmi- gen Material gelagert.Proceeding from this, the present invention is based on the problem of proposing a novel method for producing components of a gas turbine. This problem is solved in that the method mentioned at the outset is further developed by the features of the characterizing part of patent claim 1. According to the invention, the or each shaped body is stored in a powdery material during sintering.

Durch die erfindungsgemäße Lagerung des Formkörpers in dem pulverförmigen Material wird einerseits erreicht, dass komplexe dreidimensionale Bauteile bzw. Formkörper für den Sintervorgang gut gestützt und damit gut gelagert werden können. Andererseits gewährleistet die Lagerung im pulverförmigen Material eine ausreichende Bewegungsfreiheit des Formkörpers bzw. Bauteils beim Sintern. Durch den Wegfall steifer Lagerungen kann das Bauteil beim Sintern sich in allen drei Raumrichtungen gleichmäßig bewegen. Unerwünschte, geometrische Deformationen sowie das Ausbilden von Rissen oder anderen Defekten am herzustellenden Bauteil können minimiert werden.The storage of the shaped body in the powdery material according to the invention achieves, on the one hand, that complex three-dimensional components or shaped bodies can be well supported for the sintering process and thus can be stored well. On the other hand, the storage in the powdery material ensures sufficient freedom of movement of the shaped body or component during sintering. By eliminating rigid bearings, the component can move evenly in all three spatial directions during sintering. Unwanted geometric deformations as well as the formation of cracks or other defects on the component to be manufactured can be minimized.

Vorzugsweise wird beim Sintern der oder jeder Formkörper in einem pulverförmigen Material schwimmend gelagert. Hierzu wird vorzugsweise der oder jeder Formkörper in einem Bett aus Pulvermaterial gelagert, wobei die Dichte des Pulvermaterials in etwa der Dichte des oder jeden Formkörpers entspricht.During sintering, the or each shaped body is preferably floatingly stored in a powdery material. For this purpose, the or each shaped body is preferably stored in a bed of powder material, the density of the powder material roughly corresponding to the density of the or each shaped body.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere zur Herstellung von Schaufeln oder Schaufelteilen, insbesondere von Leitschaufeln oder Leitschaufelteilen, eines Flugzeugtriebwerks verwendet, wobei diese Schaufeln oder Schaufelteile aus einer Nickelbasislegierung oder auch Titanbasislegierung bestehen. Beim Sintern wird der oder jede entsprechende Formkörper in einem keramischen Pulver gelagert, wobei das keramische Pulver vorzugsweise eine in etwa runde Teilchenform und eine mittlere Körnungsgröße von 0,05 mm bis 2 mm aufweist.The method according to the invention is used in particular for the manufacture of blades or blade parts, in particular guide blades or guide blade parts, of an aircraft engine, these blades or blade parts consisting of a nickel-based alloy or also a titanium-based alloy. During sintering, the or each corresponding shaped body is stored in a ceramic powder, the ceramic powder preferably having an approximately round particle shape and an average grain size of 0.05 mm to 2 mm.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Preferred developments of the invention result from the dependent subclaims and the following description.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 : ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung der einzelnen Verfahrenschritte beim pulvermetallurgischen Spritzgießen.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being restricted to this. The drawing shows: Fig. 1: a block diagram to illustrate the individual process steps in powder metallurgical injection molding.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Bauteilen einer Gasturbine, insbesondere eines Flugzeugtreibwerks, durch pulvermetallurgisches Spritzgießen. Pulvermetallurgisches Spritzgießen wird auch als Metal Injection Moulding (MIM) bezeichnet.The present invention relates to the production of components of a gas turbine, in particular an aircraft engine, by powder metallurgical injection molding. Powder metallurgical injection molding is also known as metal injection molding (MIM).

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden die einzelnen Verfahrensschritte des pulvermetallurgischen Spritzgießens erläutert. In einem ersten Schritt 10 wird ein Metallpulver, Hartmetallpulver oder Keramikpulver bereitgestellt. In einem zweiten Schritt 1 1 werden ein Bindemittel und ggf. ein Plastifizierungsmittel bereitgestellt. Das im Verfahrensschritt 10 bereitgestellte Metallpulver sowie das im Verfahrensschritt 1 1 bereitgestellte Bindemittel und Plastifizierungsmittel werden im Verfahrensschritt 12 gemischt, so dass sich eine homogene Masse ausbildet. Der Volumenanteil des Metallpulvers in der homogenen Masse beträgt dabei vorzugsweise zwischen 50% und 70%. Der Anteil von Bindemittel und Plastifizierungsmittel an der homogenen Masse schwankt demnach in etwa zwischen 30% und 50%.The individual process steps of powder metallurgical injection molding are explained with reference to FIG. 1. In a first step 10, a metal powder, hard metal powder or ceramic powder is provided. In a second step 11, a binder and optionally a plasticizer are provided. The metal powder provided in process step 10 and the binder and plasticizer provided in process step 11 are mixed in process step 12 so that a homogeneous mass is formed. The volume proportion of the metal powder in the homogeneous mass is preferably between 50% and 70%. The proportion of binder and plasticizer in the homogeneous mass therefore fluctuates approximately between 30% and 50%.

Diese homogene Masse aus Metallpulver, Bindemittel und Plastifizierungsmittel wird im Sinne des Schritts 13 durch Spritzgießen weiterverarbeitet. Beim Spritzgießen werden Formkörper gefertigt. Diese Formkörper weisen schon alle typischen Merkmale der herzustellenden Bauteile auf. Insbesondere verfügen die Formkörper über die geometrische Form des zu fertigenden Bauteils. Sie verfügen jedoch über ein um den Biπdemittelgehalt sowie Plastifizierungsmitte-gehalt vergrößertes Volumen.This homogeneous mass of metal powder, binder and plasticizer is further processed in the sense of step 13 by injection molding. Moldings are manufactured during injection molding. These moldings already have all the typical features of the components to be produced. In particular, the shaped bodies have the geometric shape of the component to be manufactured. However, they have a volume increased by the amount of the detergent and the amount of plasticizer.

Im nachgeschalteten Schritt 14 wird das Bindemittel und das Plastifizierungsmittel aus den Formkörpern ausgetrieben. Den Verfahrensschritt 14 kann man auch als Endbindungsprozess bezeichnen. Das Austreiben von Bindemittel und Plastifizierungsmittel kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Üblicherweise erfolgt dies durch fraktionierte, thermische Zersetzung bzw. Verdampfung. Eine weitere Möglichkeit besteht durch Heraussaugen der thermisch verflüssigten Binde- und Plastifizierungsmittel durch Kapillarkräfte, durch Sublimation oder durch Lösungsmittel.In the subsequent step 14, the binder and the plasticizer are expelled from the moldings. Process step 14 can also be referred to as the final binding process. Binding agents and plasticizers can be driven out in different ways. This is usually done by fractional, thermal decomposition or evaporation. Another possibility is to suck out the thermally liquefied binding and Plasticizers by capillary forces, by sublimation or by solvents.

Im Anschluss an den Entbindungsprozess im Sinne des Schritts 14 werden die Formkörper im Sinne des Schritts 15 gesintert. Während des Sinters werden die Formkörper zu den Bauteilen mit den entgültigen, geometrischen Eigenschaften verdichtet. Während des Sinters verkleinern sich demnach die Formkörper, wobei die Dimensionen der Formkörper in allen drei Raumrichtungen gleichmäßig schwinden müssen. Der lineare Schwund beträgt abhängig vom Bindemittelgehalt und Plastifi- zierungsmittelgehalt zwischen 10 % und 20 %. Das Sintern kann unter verschiedenen Schutzgasen oder unter Vakuum durchgeführt werden.Following the confinement process in the sense of step 14, the shaped bodies are sintered in the sense of step 15. During the sintering, the shaped bodies are compressed into the components with the final geometric properties. Accordingly, during the sintering, the shaped bodies become smaller, the dimensions of the shaped bodies having to shrink uniformly in all three spatial directions. The linear shrinkage is between 10% and 20% depending on the binder content and plasticizer content. The sintering can be carried out under various protective gases or under vacuum.

Nach dem Sintern liegt das fertige Bauteil vor, was in Fig. 1 durch den Schritt 16 dargestellt ist. Falls erforderlich, kann nach dem Sintern (Schritt 15) das Bauteil noch einem Veredelungsprozess im Sinne des Schritts 17 unterzogen werden. Der Veredelungsprozess ist jedoch optional. Es kann bereits auch unmittelbar nach dem Sintern ein einbaufertiges Bauteil vorliegen.After sintering, the finished component is present, which is represented by step 16 in FIG. 1. If necessary, after the sintering (step 15), the component can still be subjected to a finishing process in the sense of step 17. However, the finishing process is optional. A ready-to-install component can already be present immediately after sintering.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, den oder jeden Formkörper beim Sintern gemäß Schritt 15 in einem pulverförmigen Material, insbesondere in einem Pulverbett, zu lagern. Dies ist insbesondere für komplexe Bauteile mit einer komplex geformten, dreidimensionalen Bauteilgeometrie von entscheidendem Vorteil. So ist es nämlich bei der Lagerung in einem pulverförmigen Material möglich, den oder jeden Formkörper beim Sintern an allen erforderlichen Stellen zu unterstützen bzw. zu lagern, ohne jedoch die Bewegungsfreiheit einzuschränken. Das Ausbilden unerwünschter, geometrischer Deformationen sowie das Ausbilden von Rissen kann hierdurch vermieden werden.In the sense of the present invention, it is proposed to store the or each shaped body in a powdery material, in particular in a powder bed, during the sintering according to step 15. This is of particular advantage for complex components with a complex shaped, three-dimensional component geometry. For example, when it is stored in a powdery material, it is possible to support or store the or each shaped body during sintering at all the necessary points, without, however, restricting the freedom of movement. The formation of undesirable geometric deformations and the formation of cracks can be avoided in this way.

Beim Sintern wird demnach der Formkörper in einem Bett aus Pulvermaterial gelagert. Die Körnungsgröße, Teilchenform und Zusammensetzung des Pulvermaterials wird im Hinblick auf eine ausreichende Unterstützung sowie ausreichende Bewegungsfreiheit des Formkörpers optimiert. Weiterhin wird das Pulvermaterial derart ausgewählt, dass das Pulvermaterial mit dem Material des Formkörpers nicht rea- giert, dass also insbesondere das Pulvermaterial vom Metall des Formkörpers nicht benetzt wird und sich insbesondere im Metall nicht löst. Weiterhin wird das Pulvermaterial zur Lagerung des Formkörpers beim Sintern vorzugsweise derart ausgewählt, dass ein Ausdehnungskoeffizient des das Pulverbett bildenden Pulvermaterials im Wesentlichen dem Ausdehnungskoeffizienten des Formkörpers, also dem Ausdehnungskoeffizienten des Metalls, entspricht. Als Pulvermaterial zur Bildung des pulverförmigen Betts wird insbesondere keramisches Pulver oder Pulver aus intermetallischen Verbindungen verwendet.Accordingly, during the sintering, the shaped body is stored in a bed of powder material. The grain size, particle shape and composition of the powder material is optimized with regard to sufficient support and sufficient freedom of movement of the shaped body. Furthermore, the powder material is selected such that the powder material does not react with the material of the molded body. gier that in particular the powder material is not wetted by the metal of the molded body and in particular does not dissolve in the metal. Furthermore, the powder material for storing the shaped body during sintering is preferably selected such that an expansion coefficient of the powder material forming the powder bed essentially corresponds to the expansion coefficient of the shaped body, that is to say the expansion coefficient of the metal. Ceramic powder or powder made of intermetallic compounds is used in particular as the powder material for forming the powdery bed.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der oder jeder Formkörper beim Sintern in einem pulverförmigen Bett schwimmend gelagert. Hierzu wird der oder jeder Formkörper in einem Bett aus Pulvermaterial gelagert, wobei die Dichte des Pulvermaterials in etwa der Dichte des Formkörpers entspricht. Vorzugsweise liegt die Dichte des Pulvermaterials in einem Bereich von ± 30 % der Dichte des Formkörpers. Bei einer solchen schwimmenden Bettung bzw. Lagerung des oder jeden Formkörpers beim Sintern kann die Schwerkraftwirkung nahezu aufgehoben werden. Dies ist insbesondere bei der Fertigung schlanker, dünnwandiger Bauteile vorteilhaft. In diesem Zusammenhang kann nämlich das Durchbiegen solcher schlanker, dünnwandiger Strukturen verhindert werden.According to a preferred development of the method according to the invention, the or each molded body is floatingly stored in a powdery bed during sintering. For this purpose, the or each shaped body is stored in a bed of powder material, the density of the powder material roughly corresponding to the density of the shaped body. The density of the powder material is preferably in a range of ± 30% of the density of the shaped body. With such a floating bedding or storage of the or each shaped body during sintering, the effect of gravity can be almost eliminated. This is particularly advantageous in the production of slim, thin-walled components. In this context, the bending of such slim, thin-walled structures can be prevented.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Bauteilen für Gasturbinen, insbesondere für Flugzeugtriebwerke. Bevorzugt ist die Fertigung von Leitschaufeln oder Leitschaufelteilen bzw. Leitschaufelsegmenten sowie Laufschaufeln oder Laufschaufelteilen bzw. Laufschaufelsegmenten eines Flugzeugtriebwerks. Auch lassen sich Dichtsegmente, Verstellhebel oder Sicherungsteile für Gasturbinen im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens fertigen. Derartige Leitschaufeln oder Laufschaufeln bestehen aus einer Nickellegierung bzw. Nickelbasislegierung oder Titanlegierung bzw. Titanbasislegierung. Als Material zur Bildung des Pulverbetts wird dann vorzugsweise ein keramisches Pulver mit einer mittleren Körnungsgröße von 0,05 mm bis 2 mm und einer runden Teilchenform verwendet. Als Pulvermaterial zur Bereitstellung des Pulverbetts beim Sintern der Formkörper eignen sich insbesondere BN, SiC, Si3N4, AI203, Zr02, Boride oder Suizide Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung bei der Herstellung von Bauteilen mithilfe des pulvermetallurgischen Spritzgießens während des Sinterns der Formkörper dieselben in einem pulverförmigen Material, nämlich einem Pulverbett, zu lagern. Hiermit können komplexe Bauteile mit der angestrebten Maßhaltigkeit hergestellt werden. Unerwünschte, geometrische Verformungen werden vermieden, so dass Nachbearbeitungen reduziert werden können. Hierdurch reduziert sich die Anzahl der Fertigungsschritte und damit ergeben sich verringerte Fertigungskosten. Das pulverförmige Material, welches zur Lagerung der Formkörper beim Sintern verwendet wird, ist kostengünstig und kann mehrfach verwendet werden. Auch dies ist aus Kostengründen vorteilhaft. The method according to the invention is particularly suitable for the production of components for gas turbines, in particular for aircraft engines. The production of guide blades or guide blade parts or guide blade segments and rotor blades or rotor blade parts or rotor blade segments of an aircraft engine is preferred. Sealing segments, adjusting levers or securing parts for gas turbines can also be produced in the sense of the method according to the invention. Such guide vanes or moving blades consist of a nickel alloy or nickel-based alloy or titanium alloy or titanium-based alloy. A ceramic powder with an average grain size of 0.05 mm to 2 mm and a round particle shape is then preferably used as the material for forming the powder bed. BN, SiC, Si3N4, Al203, Zr02, borides or suicides are particularly suitable as powder material for providing the powder bed when the shaped bodies are sintered It is therefore within the meaning of the present invention in the manufacture of components with the aid of powder metallurgical injection molding during the sintering of the shaped bodies to store them in a powdery material, namely a powder bed. This enables complex components to be manufactured with the desired dimensional accuracy. Unwanted, geometric deformations are avoided, so that post-processing can be reduced. This reduces the number of manufacturing steps and thus results in lower manufacturing costs. The powdery material that is used to store the shaped bodies during sintering is inexpensive and can be used several times. This is also advantageous for cost reasons.

Claims

Patentansprüche claims

1. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen einer Gasturbine, insbesondere eines Flugzeugtreibwerks, durch pulvermetallurgisches Spitzgießen, wobei beim pulvermetallurgischen Spitzgießen zuerst insbesondere ein Metallpulver mit zumindest einem Bindemittel zu einer homogenen Masse vermischt wird, wobei anschließend aus der homogenen Masse durch Spritzgießen mindestens ein Formkörper gefertigt und wobei der oder jede Formkörper darauffolgend einem Entbindungsprozess unterzogen wird, und wobei im Anschluss durch Sintern der oder jeder Formkörper zu mindestens einem Bauteil mit gewünschten geometrischen Eigenschaften verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Sintern der oder jeder Formkörper in einem pulverförmigen Material gelagert wird.1. A method for producing components of a gas turbine, in particular an aircraft engine, by means of powder-metallurgical injection molding, wherein in the case of powder-metallurgical injection molding, in particular a metal powder is first mixed with at least one binder to form a homogeneous mass, with at least one shaped body subsequently being produced from the homogeneous composition by injection molding and wherein the or each molded body is subsequently subjected to a debinding process, and wherein the or each molded body is subsequently compacted by sintering to form at least one component with the desired geometric properties, characterized in that during sintering the or each molded body is stored in a powdery material.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Formkörper beim Sintern derart in einem pulverförmigen Bett gelagert wird, dass der oder jeder Formkörper vorzugsweise allseitig gestützt wird bei gleichzeitig allseitiger Bewegungsfreiheit desselben.2. The method according to claim 1, characterized in that the or each shaped body is stored in a powder bed during sintering in such a way that the or each shaped body is preferably supported on all sides with the same freedom of movement on all sides.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Sintern der oder jeder Formkörper in einem Bett aus Pulvermaterial gelagert wird, wobei Körnungsgröße und/oder Teilchenform und/oder Zusammensetzung des Pulvermaterials derart gewählt werden, um eine nahezu uneingeschränkte Bewegungsfreiheit des oder jeden Formkörpers zu ermöglichen.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during sintering, the or each shaped body is stored in a bed of powder material, the grain size and / or particle shape and / or composition of the powder material being selected in such a way as to provide almost unlimited freedom of movement for the or to enable each shaped body.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Sintern der oder jeder Formkörper in einem pulverförmigen Material schwimmend gelagert wird.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that during sintering, the or each shaped body is floating in a powdery material.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu der oder jeder Formkörper in einem Bett aus Pulvermaterial gelagert wird, wo- bei die Dichte des Pulvermaterials in etwa der Dichte des oder jeden Formkörpers entspricht.5. The method according to claim 4, characterized in that for this the or each shaped body is stored in a bed of powder material, where- in which the density of the powder material corresponds approximately to the density of the or each shaped body.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe der Herstellung von Schaufeln oder Schaufelteilen einer Gasturbine, insbesondere der Herstellung von Leitschaufeln, Leitschaufelteilen, Laufschaufeln oder Laufschaufelteilen eines Fugzeugtriebwerks, oder der Herstellung von Dichtungsteilen, Verstellhebeln oder Sicherungsteilen einer Gasturbine dient.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the same of the manufacture of blades or blade parts of a gas turbine, in particular the manufacture of guide vanes, guide vane parts, rotor blades or rotor blade parts of an aircraft engine, or the manufacture of sealing parts, adjusting levers or securing parts serves a gas turbine.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln oder Schaufelteile der Gasturbine aus einer Nickelbasislegierung oder Titanbasislegierung gefertigt werden.7. The method according to claim 6, characterized in that the blades or blade parts of the gas turbine are made of a nickel-based alloy or titanium-based alloy.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass hierbei als Pulvermaterial ein keramisches Pulver verwendet wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that a ceramic powder is used here as the powder material.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass hierbei als Pulvermaterial ein intermetallisches Pulver verwendet wird.9. The method according to claim 6 or 7, characterized in that an intermetallic powder is used here as the powder material.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Pulver eine in etwa runde Teilchenform und eine mittlere Körnungsgröße von 0,05 mm bis 2 mm aufweist.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the ceramic powder has an approximately round particle shape and an average grain size of 0.05 mm to 2 mm.

11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausdehnungskoeffizient des keramischen Pulvers oder intermetallischen Pulvers in etwa dem Ausdehnungskoeffizienten der Nickelbasislegierung entspricht. 11. The method according to claim 8, 9 or 10, characterized in that an expansion coefficient of the ceramic powder or intermetallic powder corresponds approximately to the expansion coefficient of the nickel-based alloy.