AT405915B - Verfahren zum herstellen von metall-matrix-verbundwerkstoffen und vorformhalter für dessen durchführung - Google Patents

Description

AT 405 915 B

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Herstellen von Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen aus einer Metallmatrix, in die Verstärkungsmaterialien eingebettet sind, bei dem die Verstärkungsmaterialien in eine Vorform gebracht werden, die Verstärkungsmaterial-Vorform in einem Vorformhalter, vorzugsweise aus Graphit, angeordnet wird und im Bereich der Formöffnung des Vorformhalters das Metallmaterial angeordnet wird, das die Metallmatrix bilden soll, und der Vorformhalter mit der Verstärkungsmaterial-Vorform und dem Metailmaterial bis zum Schmelzen des Metallmaterials erwärmt und anschließend abgekühlt wird, wobei der Vorformhalter mit einem Material mit offener Porosität gebildet ist und die Verstärkungsmaterial-Vorform im Vorformhalter so angeordnet wird, daß sie an der Innenwand desselben ohne Zwischenraum anliegt.

Ein derartiges Verfahren ist im Prinzip aus der US 3,547,180 A bekannt.

Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß ein Verstärkungsmaterial, das in Form von keramischen Teilchen, Kurzfasern oder Langfasern vorliegen kann, mit Hilfe eines Vorform halters durch Wickeln oder Legen in die gewünschte Form gebracht wird. Das in dieser Weise angeordnete Verstärkungsmaterial bildet die durch das Metall zu infiltrierende Vorform. Das Metallmaterial, das die Vorform infiltrieren soll, d.h. der sog. Speiser, wird im Bereich der Formöffnung angeordnet, woraufhin die gesamte Anordnung in einem Druckgefäß evakuiert und bis zum Schmelzen des Metallmaterials erwärmt wird. Sobald das Metallmaterial geschmolzen ist, bildet es einen gasdichten Abschluß zur Vorform. Von außen wird dann ein Gasdruck aufgebaut, der das aufgeschmolzene Metallmaterial in die Vorform drückt, sodaß die evakuierten Hohlräume zwischen den Verstärkungsmaterialteilchen ausgefüllt werden. Wegen der schlechten Benetzbarkeit oder der Nichtbenetzbarkeit der üblichen Verstärkungsmaterialien durch das Metallmaterial ist zum Ausfüllen dieser Zwischenräume jedoch ein Vielfaches des Atmosphärendruckes notwendig, da die Metallschmelze nicht von selbst in die leeren Zwischenräume in der Vorform eindringt.

Bei dem aus der US 3,547.180 A bekannten Verfahren wird der Vorformhalter mit der darin bedindli-chen Vorform in einem Tiegel angeordnet, der in ein druckfestes und vakuumfestes Gefäß eingebracht wird, das dann evakuiert wird. Anschließend wird das Innere des Gefäßes über die Schmelztemperatur des Metallmaterials erwärmt, woraufhin die Schmelze durch einen schnell aufgebauten Gasdruck in die Vorform gedrückt wird. Die Schmelze bildet dabei die Abdichtung zwischen dem Druckgas und der Vorform.

Der bei diesem Verfahren erforderliche Druck steigt mit sinkender Größe der Poren in der Vorform und steigender Nichtbenetzbarkeit des Verstärkungsmaterials und liegt üblicherweise zwischen 10 und 150 bar.

Wenn die Gefahr besteht, daß zwischen der Metallschmelze und dem Verstärkungsmaterial unerwünschte chemische Reaktionen ablaufen können, dann wird nach dem Infiltrieren des Verstärkungsmaterials durch die Metallschmelze die Anordnung schnell abgekühlt. Das ist insbesondere bei einem Metallmatrixmaterial aus einer Aluminiummatrix mit Kohlenstoffasern als Verstärkungsmaterial von Bedeutung.

Das Evakuieren vor dem Infiltrieren, d.h. vor dem Aufbau des Gasdruckes, dient dazu, die in den Zwischenräumen der Vorform vorhandene Luft zu entfernen, die sonst Blasen in der Matrix, d.h. nicht infiltrierte Volumenbereiche bilden würde.

Das aus der US 3,547,180 A bekannte Verfahren ist aufgrund der Notwendigkeit, das Druckgefäß vor dem Infiltrieren zu evakuieren, langwierig und teuer. Das Infiltrationsgefäß muß darüber hinaus dem Vakuum und dem Druck bei erhöhter Temperatur standhalten und dennoch heiz- und kühlbar sein. Es ist daher mit hohen Kosten verbunden.

Wird weiterhin nach dem Evakuieren aufgeheizt, so erfolgt das Heizen wegen des fehlenden Wärmeübertragungsmediums sehr langsam, während dann, wenn vor dem Absaugen der Luft aufgeheizt wird, die Vakuumpumpe mit heißer Luft belastet wird und deswegen in besonderer Weise ausgelegt oder gekühlt werden muß. Auch das ist mit hohen Kosten verbunden.

Es ist weiters bekannt geworden, als Halter für mit Metall zu tränkende "Vorformen" solche aus porösen Materialien einzusetzen, wobei im Zusammenhang mit dieser Technik der WO 91/17279 wesentliche Bedeutung zukommt.

Es sind jedoch in dieser WO-A1 zur Beschaffenheit der Halter bzw. der porösen Materialien, insbesondere bezüglich ihrer Benetzbarkeit mit dem für die Infiltration der in diese Halter eingelegten Vorformen vorgesehenen Matrix-Metall keine gezielten Anweisungen enthalten. Vielmehr sind dort die zu infiltrierende Vorform entweder überhaupt gänzlich umgebende Folien vorgesehen oder solche, welche die für die Infiltration vorgesehene Vorform jedenfalls zumindest unterseitig gegen den Vorform-Halter hin abgrenzen und zur Verhinderung eines "Zusammenwachsens" von metallgetränkter Vorform und Vorform-Halter durch vom zu tränkenden Vorform-Körper in denselben eindringendes Tränk-Metall dienen sollen. Offenbar wird, wie aus Fig. 3 der WO-A1 hervorgeht, ein seitliches Überschreiten dieser Grenze zwischen zu tränkender Vorform und deren behälterartigen Halter als nicht so entscheidend angesehen. 2

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Weiters wird gemäß der genannten WO-A1 gezielt bei Vakuum-Bedingungen gearbeitet, es kann daher dort die aus dem Vorform-Körper vom schmelzenden und den Körper infiltrierenden Matrix-Metall aus dessen Strukturzwischenräumen, Poren od.dgl. verdrängte Luft und deren "Unterbringung" an einer anderen Stelle im System keine Rolle spielen und somit auch keine Probleme verursachen.

Eber nur den Hintergrund des Standes der Technik auf dem Gebiet der Metallmatrix-Verbundwerkstoffe bilden die US 4,492,265 A und die EP 313.271 A1.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es ohne ein Evakuieren des Druckgefäßes vor dem Infiltrieren der Vorform durch das geschmolzene Metallmaterial auskommt.

Weiters soll die Notwendigkeit des Einlegens einer Trennfolie, z.B. aus Grafit, zwischen dem zu tränkenden Vorform-Körper und dessen ihn umschließender Halterung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem wie eingangs erwähnten Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, - daß ein Vorformhalter aus einem Material mit einer höheren Nichtbenetzbarkeit durch die Metallschmelze als jener des Verstärkungsmaterials eingesetzt wird, - daß das Porennetz des Materials des Vorformhalters zur Aufnahme der aus der Verstärkungsmaterial-Vorform (1) austretenden Luft ausreicht und - daß der Vorformhalter, die Verstärkungsmaterial-Vorform und die Metallschmelze mit einem Druck beaufschlagt werden, der ausreicht, das Verstärkungsmaterial, nicht aber das Material des Vorformhalters, zu infiltrieren.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vorform im Vorformhalter so angeordnet ist, daß sie eng, d.h. ohne Zwischenraum an der Innenwand des Vorformhalters anliegt, und das Material des Vorformhalters durch das Metallmaterial schlechter infiltrierbar ist, gibt es bis zum Ende des Infiltrationsvorganges Bereiche der Berührungsfläche zwischen dem Vorformhalter und der Vorform, die von der Metallschmelze nicht besetzt sind. Durch diese Bereiche kann die Luft, die beim Infiltrieren der Vorform durch die Metallschmelze verdrängt wird, in das Porennetz des Vorformhalters entweichen, wo sie nicht weiter störend wirkt. Auf ein Evakuieren des Druckgefäßes vor der Infiltration kann aus diesem Grunde verzichtet werden.

Im Gegensatz zum oben behandelten, aus der WO 91/17279 zu entnehmenden Verfahren zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß nunmehr auf das Anordnen bzw. Einlegen einer Folie, z.B. aus Grafit, zwischen zu tränkendem Vorform-Körper und dessen ihn umschließender Halterung verzichtet werden kann, was in jedem Fall einerseits den entsprechenden Manipulationsschritt und anderseits die Kosten der bloß einmal verwendbaren Folie erspart.

Ein zweiter wesentlicher Unterschied zwischen dem bei technisch jedenfalls Mehraufwand erfordernden Vakuum arbeitenden Verfahren gemäß der WO-A1 und jenem gemäß der Erfindung besteht darin, daß erfindungsgemäß mit druckbeaufschlagter Infiltration gearbeitet wird, womit für das beim Infiltrieren aus den Poren der Vorform verdrängte Gasvolumen und dessen Aufnahme im Rahmen des Systems Sorge zu tragen ist, daß also erfindungsgemäß die in ihrem Gesamtvolumen darauf einzustellenden Leerräume bzw. Poren des Vorformhalters eine Rolle spielen, was beim Arbeiten gemäß WO-A1 keine Relevanz hat.

Nicht unerwähnt soll schließlich bleiben, daß infolge von Grenzflächenspannungs-Phänomenen u.dgl. die Benetzbarkeit von "Keramiken” im weitesten Sinne, aus welchen die Vorform-Halter gebildet sind, bei unterschiedlichen Drucken und den angewandten Temperaturen, bei Vakuum, wie gemäß WO-A1 vorgesehen, andere Charakteristika aufweist, als bei Beaufschlagung mit Druck bei der Infiltration gemäß der Erfindung.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden die Gegenstände der Patentansprüche 2 bis 5.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Vorformhalter für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren, wie er in den Patentansprüchen 5 bis 11 geoffenbar ist.

Im einzelnen ist auf den Anspruch 2 zu verweisen, welcher eine Formel für die Quantifizierung der im Verfahrensverlauf vorteilhafterweise zu wählenden Parameter angibt.

Der Vorformhalter kann, wie aus Anspruch 3 hervorgeht, einen Außenmantel aus einem dichten Material und einen Innenmantel aus einem porösen Material aufweisen, wodurch sich z.B. ein umgebender Tiegel erübrigt.

Ausfräsungen an der Außenseite des porösen Halters, wie gemäß Anspruch 4 vorgesehen, erhöhen dessen "freies” Volumen, das für die Aufnahme des durch das Tränkmetall aus der Vorform verdrängten Luftvolumens zur Verfügung steht.

Gemäß einer dem Anspruch 5 entnehmbaren Variante kann günstigerweise eine Dichtung bzw. Verklebung von Innenmantel und Außenmantel des Halters vorgesehen sein. 3

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Wie aus dem Anspruch 6 hervorgeht, kann der Vorformhalter auch nur teilweise aus offenporigem Material gebildet sein.

Von besonderem Vorteil ist es insbesondere für die Entformung nach der Infiltration, wenn, wie gemäß Anspruch 7 vorgesehen, Verformhalter und zu tränkende Matrix verschiedene Benetzbarkeit durch die Tränkmetall-Schmelze aufweisen.

Auf eine Ausgestaltung des Vorformhalters mit dichtem Außenmantel und porösem Innenmantel, wie dem Anspruch 8 zu entnehmen, ist schon weiter oben zu Anspruch 3 hingewiesen worden.

Besonders bevorzugt ist es, siehe dazu den Anspruch 9, Innen- und Außenmantel aus Grafit zu fertigen.

Auf die Ausfräsungen an der Außenseite des porösen Vorformhalters bzw. dessen Innenmantels gemäß Anspruch 10 ist schon weiter oben eingegangen worden.

Ebenso ist auch auf die Merkmale der beiden Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 11 und 12 schon oben näher eingegangen worden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen Fig. 1 eine Schnittansicht eines Druckgefäßes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor dem Aufschmelzen des Metallmaterials, Fig. 2 eine Schnittansicht des Druckgefäßes gemäß Fig. 1 nach dem Aufschmelzen des Metallmaterials und Fig. 3 in einer Schnittansicht ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Vorformhalters zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe aus einer Metallmatrix, in die Verstärkungsmaterialien eingebettet sind, werden dadurch hergestellt, daß die Verstärkungsmaterialien zunächst in eine Vorform gebracht werden. Diese Vorform wird in einem Vorformhalter angeordnet, woraufhin im Bereich der Formöffnung des Vorformhalters das Metallmaterial angeordnet wird, das die Metallmatrix bilden soll. Der Vorformhalter mit der Vorform und dem Metallmaterial wird bis zum Schmelzen des Metallmaterials erwärmt und anschließend mit Druck beaufschlagt, so daß das geschmolzene Metallmaterial die Vorform infiltriert und das Vorformmaterial benetzt. Anschließend wird die Anordnung abgekühlt.

Wenn dabei ein Vorformhalter aus einem Material mit offener Porosität und hoher Nichtbenetzbarkeit, d.h. zumindest mit einer geringeren Benetzbarkeit durch das Metallmaterial als das Verstärkungsmaterial der Vorform verwendet wird, und die Vorform eng, d.h. ohne Zwischenraum an der Innenwand des Vorformhalters anliegt, was insbesondere dadurch erreicht werden kann, daß Vorformhalter und Vorform aneinandergedrückt sind, kann die Infiltration der Vorform durch das aufgeschmolzene Metallmaterial erfolgen, ohne daß vorher das Druckgefäß, in dem diese Anordnung enthalten ist, evakuiert wird.

Die Benetzbarkeit oder Nichtbenetzbarkeit zwischen einer Flüssigkeit, z.B. einer Metallschmelze und einem Festkörper, z.B. dem Vorformhalter, ergibt sich aus dem Benetzungswinkel a zwischen einem Flüssigkeitstropfen und der Oberfläche des Festkörpers. Bei a = 0 * besteht vollständige Benetzbarkeit, bei 0 < α i 90' wird von nicht vollständiger Benetzbarkeit gesprochen und bei α > 90* ist Nichtbenetzbarkeit gegeben. Die Porosität P eines Körpers ist das Verhältnis des summierten Volumens der Hohlräume oder Poren des Körpers zu seinem Gesamtvolumen.

Die Nichtbenetzbarkeit und die Porengröße des Materials des Vorformhalters können so gewählt werden, daß die Vorform bei einem geringeren Druck mit der Metallschmelze infiltriert wird als der Vorformhalter. Das heißt, daß mit einem Druck gearbeitet wird, bei dem das Material der Vorform, d.h. das Verstärkungsmaterial nicht aber das Material des Vorformhalters benetzt wird. Der Infiltrationsdruck kann aber auch so hoch sein, daß auch der Vorformhalter infiltriert wird, da dieser üblicherweise ein so großes Volumen hat, daß die Vorform bereits vollständig infiltriert ist, bevor der Vorformhalter so weit infiltriert ist, daß er kein Gas mehr aufnehmen kann. Wenn der Vorformhalter nicht infiltriert werden soll, muß der Druck, bei dem ein Infiltrieren des Vorformhalters beginnen würde, wenigstens das Zehnfache des Druckes betragen, bei dem die Infiltration der Vorform beginnt. Das optimale Druckverhältnis liegt bei wenigstens 25:1.

Auf diese Weise wird erreicht, daß nahezu bis zum Schluß des Infiltrationsvorganges Bereiche der Berührungsfläche zwischen dem Vorformhalter und der Vorform bleiben, die von der Metallschmelze nicht benetzt sind. Durch diese Bereiche kann die Luft, die beim Infiltrieren der Vorform durch die Metallschmelze verdrängt wird, in das Porennetz des Vorformhalters entweichen, wo diese Luft nicht weiter stört.

Um die gesamte Luft aus den Poren der Vorform in die Poren des Vorformhalters drücken zu können, darf der Gasdruck, der in den Poren des Vorformhalters herrscht, nicht größer als der Infiltrationsdruck der Metallschmelze sein. Aus dieser Forderung und aus dem bekannten Zusammenhang, daß das Produkt aus Druck und Volumen eines Gases bei konstanter Temperatur konstant ist, ergibt sich die folgende Bemessungsregel für den Vorformhalter: 4

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Vh*Ph . Vt*Pt <Pi/Po)- 1 wobei VH das Volumen des Vorformhalters, PH die Porosität des Vorformhalters (0 < P < 1), VT das Volumen der Vorform, PT die Porosität der Vorform (0 < P < 1), pi den Infiltrationsdruck und P0 den Gasdruck vor der Infiltration, d.h. den normalen Luftdruck, bezeichnen.

Wenn z.B. im Extremfall die Porosität der Vorform PT fünfmal so groß wie die Porosität des Vorformhalters PH ist, und der Infiltrationsdruck pi nur zehnmal so hoch wie der Druck vor der Infiltration P0 ist, dann muß das Volumen des Vorformhalters VH größer als 5/9 des Volumens der Vorform VT sein. Diese Forderung ist ohne weiteres zu erfüllen.

Als Material für die Vorform ist insbesondere Graphit geeignet. Graphit ist schon aufgrund der Art seiner Herstellung porös, hat eine hohe Nichtbenetzbarkeit und eine gute chemische Beständigkeit gegenüber Metallschmelzen. Dabei ist es bei erhöhten Temperaturen ausreichend fest. Graphit ist ein mit geringen Kosten verbundenes Material, kann in einfacher Weise zu Bauteilen der gewünschten Form gepreßt werden und ist problemlos durch Fräsen, Bohren, Raspeln oder mit einem Messer bearbeitbar.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Anordnung vor dem Infiltrieren. Eine zu infiltrierende Vorform 1 befindet sich in einem porösen Vorformhalter 3. Über diesem ist der sog. Speiser 2 aus dem Metallmaterial angeordnet, mit dem die Vorform 1 zu infiltrieren ist. Der Speiser 2 liegt noch in fester Form vor. Diese Anordnung befindet sich in einem Tiegel 4, der wie der Vorformhalter 3 gleichfalls aus Graphit bestehen kann. Der Tiegel 4 kann aber auch aus einem mit einem Trennmittel beschichteten Stahlmateria! gebildet sein. Bei einem Graphittiegel ist es vorteilhaft, auch am Tiegelboden unterhalb des Vorformhalters 3 einen Speiser anzuordnen.

Die obige Anordnung befindet sich in einem beheizbaren und in einem kühlbaren Druckgefäß 5, das mit einem Deckel verschlossen ist.

Bei normalem Luftdruck wird über die im Druckgefäß 5 vorgesehene Heizwicklung 12 aufgeheizt, bis das Metallmaterial des Speisers 2 geschmolzen ist und auch die Vorform 1 entsprechend erwärmt ist. Die dann gebildete Metallschmelze 2 umschließt den Vorformhalter 3, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, die den Zustand nach dem Aufschmelzen des Speisers 2 zeigt. Bei einem Graphittiegel oder einem Tiegel 4 aus einem anderen luftdurchlässigen Material sollte der Vorformhalter 3 auch an seiner Unterseite nur mit der Metallschmelze, nicht aber mit dem Tiegel 4 in Berührung kommen. Über eine Öffnung 6 im Druckgefäß 5 wird dann pneumatisch der Infiltrationsdruck aufgebracht, durch den die Schmelze in die Poren der Vorform 1 gedrückt wird, in denen der Gasdruck kleiner als der Infiltrationsdruck ist. Der Vorformhalter 3 sollte auch außen, beispielsweise durch die Schmelze von dem Druckgas abgeschirmt sein, durch welches der Infiltrationsdruck aufgebracht wird, da anderenfalls das Gas durch die Poren des Vorformhalters 3 in die Poren der Vorform 1 eindringen könnte und dort einen zu hohen Druck gegen die infiltrierende Schmelze aufbauen würde.

Nach der Infiltration wird die Anordnung mittels Kühlwindungen 7 im Druckgefäß 5 schnell abgekühlt, wird der Druck abgelassen und wird der infiltrierte Körper 1, 2 ausgeformt.

Das Erwärmen des Tiegels 4 samt seines Inhalts wird vorteilhafterweise außerhalb des Druckgefäßes 5 in einem Ofen durchgeführt, so daß der Tiegel 4 samt Inhalt erst nach einer Vorerwärmung in das Druckgefäß 5 gegeben wird. In diesem Fall entfällt die Heizwickiung 12, was die Kosten des Druckgefäßes 5 erniedrigt. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß nach der Infiltration schneller abgekühlt werden kann, da das Druckgefäß 5 selbst nicht erwärmt wurde. Dadurch kann die Zykluszeit bei der Produktion mehrerer Teile beträchtlich verkürzt werden, und sind die chemischen Reaktionen zwischen dem Verstärkungsmaterial und der heißen Metallschmelze geringer.

Der Vorformhalter 3 muß nicht vollständig aus einem porösen Material bestehen. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Vorformhalters, der aus einem Außenmantel aus einem dichten Material 9 und einem Innenmantel aus einem porösen Material 8 besteht, die miteinander kombiniert sind. Im Innenmantel aus einem porösen Material 8 können Ausfräsungen 10 vorgesehen sein, die die Aufnahmefähigkeit des Vorformhalters für die bei der Infiltration aus der Vorform verdrängte Luft erhöhen. Diese Ausfräsungen 10 entfalten ihre Wirkungen insbesondere dann, wenn an der Grenzfläche zwischen dem Innen- und dem 5

Claims (12)

1. AT 405 915 B Außenmantel 8 und 9 keine Schmelze eindringen kann. Hierzu kann eine hitzebeständige Dichtung 11 am Oberrand zwischen Innen- und Außenmantel vorgesehen sein, die beispielsweise in Form eines textilen Materials in Verbindung mit einem Kleber verwirklicht sein kann. Bei Verwendung des in Fig. 3 dargestellten Vorformhalters muß beim Infiltrieren der Vorform der Vorformhalter nicht mit Schmelze umgeben sein, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, so daß sich damit der Tiegel 4 erübrigt. Bei dem obigen Verfahren sind nur Drücke bis maximal 150 bar erforderlich, bestehen hinsichtlich der Geometrie der hergestellten Metallmatrixverbundkörper kaum Einschränkungen, sind weder teure Gießformen noch teure Maschinen erforderlich und können auch Bauteile hergestellt werden, die vollständig aus einem Metall-Matrix-Verbundwerkstoff und nicht aus einer Schicht dieses Werkstoffes mit einer Metallschicht bestehen. Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Metall-Matrix-Verbundwerkstoffen aus einer Metallmatrix, in die Verstärkungsmaterialien eingebettet sind, bei dem - die Verstärkungsmaterialien in eine Vorform gebracht werden, - die Verstärkungsmaterial-Vorform in einem Vorformhalter, vorzugsweise aus Graphit, angeordnet wird und im Bereich der Formöffnung des Vorformhalters das Metallmaterial angeordnet wird, das die Metallmatrix bilden soll, und - der Vorformhalter mit der Verstärkungsmaterial-Vorform und dem Metallmaterial bis zum Schmelzen des Metailmaterials erwärmt und anschließend abgekühlt wird, - wobei der Vorformhalter mit einem Material mit offener Porosität gebildet ist und - die Verstärkungsmaterial-Vorform im Vorformhalter so angeordnet wird, daß sie an der Innenwand desselben ohne Zwischenraum anliegt, dadurch gekennzeichnet. - daß ein Vorformhalter aus einem Material mit einer höheren Nichtbenetzbarkeit durch die Metallschmelze als jener des Verstärkungsmaterials eingesetzt wird, - daß das Porennetz des Materials des Vorformhalters zur Aufnahme der aus der Verstärkungsmaterial-Vorform (1) austretenden Luft ausreicht und - daß der Vorformhalter, die Verstärkungsmaterial-Vorform und die Metallschmelze mit einem Druck beaufschlagt werden, der ausreicht, das Verstärkungsmaterial, nicht aber das Material des Vorformhalters, zu infiltrieren.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen und die Porosität des Vorformhalters, das Volumen und die Porosität der Verstärkungsmaterial-Vorform und der Infiltrationsdruck so gewählt werden, daß die folgende Beziehung erfüllt ist: VH wobei VH das Volumen des Vorform halters, PH die offene Porosität des Vorformhalters (0 < PH < 1), VT das Volumen der Verstärkungsmaterial-Vorform, PT die offene Porosität der Verstärkungsmaterial-Vorform (0 <PT < 1), Pi den Infiltrationsdruck und P0 den Atmosphärendruck bezeichnen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorformhalter mit einem Außenmantel aus einem dichten Material und einem Innenmantel aus einem porösen Material eingesetzt wird, die miteinander verbunden sind.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorformhalter (3) eingesetzt wird, dessen mit einem porösen Material gebildeter Innenmantel (8), an seiner Außenseite zum Außenmantel (9) hin Ausfräsungen aufweist. 6 AT 405 915 B
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorformhalter eingesetzt wird, dessen Innenmantel im Bereich seines oberen Randes mit dem Außenmantel mittels einer Dichtung, vorzugsweise aus einem mit einem Kleber kombinierten textilen Material, dichtend verbunden ist.
6. 6. Vorformhalter für eine Verwendung im Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er nur teilweise mit einem Material mit offener Porosität gebildet ist.
7. 7. Vorformhalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Material mit einer höheren Nichtbenetzbarkeit durch die für die Infiltration der Verstärkungsmaterial-Vorform (1) vorgesehene Metallschmelze als jener des vorgeformten Verstärkungsmaterials (1) besteht.
8. 8. Vorformhalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Außenmantel aus einem dichten Material (9) und einen Innenmantel aus einem porösen Material (8) aufweist, die miteinander verbunden sind.
9. 9. Vorformhalter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl dessen Außenmantel (9) als auch dessen Innenmantel (8) aus Graphit bestehen.
10. 10. Vorformhalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel aus dem porösen Material (8), zum Außenmantel (9) hin Ausfräsungen (10) aufweist.
11. 11. Vorformhalter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von dessen oberem Rand zwischen dem Außenmantel aus einem dichten Material (9) und dem Innenmantel aus einem porösen Material (8), eine hitzebeständige Dichtung (11) angeordnet ist.
12. 12. Vorformhalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständige Dichtung (11) aus einem mit einem Kleber kombinierten textilen Material besteht. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 7