DE10130395A1

DE10130395A1 - Reibwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung sowie Reibelement

Info

Publication number: DE10130395A1
Application number: DE10130395A
Authority: DE
Inventors: Matthias Diemer
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-08-12
Filing date: 2001-06-23
Publication date: 2002-02-28
Also published as: BR0102928A

Abstract

Es wird unter anderem ein Reibwerkstoff mit zwei oder mehr Werkstoffkomponenten beschrieben. Um auf einfache und kostengünstige Weise einen Reibwerkstoff mit besonders guten Reibeigenschaften zu erzielen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß wenigstens zwei Werkstoffkomponenten für sich jeweils einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bilden, und daß diese Werkstoffkomponenten im Reibwerkstoff in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken ausgebildet sind. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkstoffs beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reibwerkstoff mit zwei oder mehr Werkstoffkomponenten, ein Reibelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkstoffs.

Reibwerkstoffe werden in vielen Bereichen der Technik verwendet, beispielsweise in der Fahrzeugtechnik zur Herstellung von reibschlüssigen Elementen für Bremsen, Kupplungen und dergleichen. Dabei werden an den Reibwerkstoff hohe Anforderungen gestellt, da er oftmals sehr hohen Belastungen ausgesetzt ist. Im Betrieb wirken auf den Reibwerkstoff zumeist hohe Flächenpressungen, hohe Temperaturen und große Reibgeschwindigkeiten. Allgemein sollen Reibwerkstoffe eine möglichst hohe Lebensdauer besitzen und einen gleichmäßigen und geringen Abtrag aufweisen.

Herkömmliche Reibwerkstoffe, die beispielsweise zur Anwendung in Automobil- Reibkupplungen dienen, lassen sich grob in die Gruppen organische Reibwerkstoffe, metallische Sinterwerkstoffe, CFC-Materialien einteilen. Reibwerkstoffe sind, letzteren ausgenommen, ausschließlich Vielstoff-Systeme.

Organische Reibwerkstoffe bestehen in der Regel aus einer organischen Matrix auf Harz- oder Kautschukbasis, aus organischen, metallischen oder keramischen Fasern sowie zahlreichen Füllstoffen unterschiedlichster Art, die das Reib- und Verschleißverhalten beeinflussen. Ein Haupteinsatzgebiet von aus organischen. Reibwerkstoffen bestehenden Kupplungsbelägen ist der übliche Pkw oder Lkw. Bei Sonderanwendungen oder verstärkt bei neuen momentenstarken Konzepten stoßen Beläge aus organischen Reibwerkstoffen zunehmend an ihre Leistungsgrenze.

Metallische Sinterreibwerkstoffe beziehungsweise Beläge aus derartigen Materialien besitzen üblicherweise eine durchgehende metallische Matrix, die durch einen Sintervorgang entsteht. Weiterhin sind in diesen Reibwerkstoffen Füllstoffe enthalten, die dazu dienen, Reibbeiwert und Verschleiß zu optimieren. Anders als bei organischen Reibwerkstoffen ist die Auswahl an Füllstoffen dadurch begrenzt, daß die für die metallische Matrix erforderliche Sintertemperatur von den Füllstoffen ertragen werden muß. Beläge aus Sinter-Reibwerkstoffen werden dort eingesetzt, wo eine hohe Leistungsfähigkeit der Beläge gefordert wird und materialbedingte Einbußen im Bereich Komfort, Geräusche und Gegenreibflächenverschleiß akzeptiert werden müssen.

Reibwerkstoffe auf der Basis von CFC-Materialien bestehen aus einer Kohlenstoffmatrix und Kohlenstoffasern. Wesentliche Mengen an Füllstoffen sind wegen des aufwendigen Herstellungsverfahrens nicht enthalten. Derartige Reibwerkstoffe entwickeln erst bei hohen Temperaturen gute Reibeigenschaften und sind deshalb sowie wegen der Kosten und des oft hohen Verschleißes auf Sonderanwendungen, beispielsweise im Rennsport, beschränkt.

Hauptunterscheidungsmerkmal der genannten Werkstoffgruppen ist der Matrixwerkstoff, nämlich Harz/Kautschuk, Sintermetallgerüst oder Kohlenstoff. Die Matrix bildet dabei ein geschlossenes, dreidimensionales Netzwerk, das den Reibwerkstoff durchdringt. Wäre es theoretisch möglich, die restlichen Stoffe aus dem Reibwerkstoff zu entfernen, würde die Matrix (in löchriger Form) weiterhin einen mechanischen Zusammenhalt bilden. Die Füllstoffe und Fasern selbst liegen in quasi-nulldimensionaler oder quasi-eindimensionaler Form vor, was bedeutet, daß sie sich entweder punktförmig (Partikel) oder in einer Richtung ausgedehnt (Fasern) erstrecken. Fasern können auch als Gewebe (Matte) vorliegen, was einer zweidimensionalen Ausdehnung entspricht. Die Füllstoffe oder Fasern bilden ohne die Matrix jedoch keinen mechanisch stabilen Verbund.

Aus der DE 44 38 456 ist eine Reibeinheit zum reibenden Eingriff mit einem Gegenkörper, insbesondere einem Brems- oder Kupplungskörper bekannt, die mindestens eine frei zugängliche Reibfläche aufweist. Die Reibfläche ist aus einem kohlenstoffaserverstärkten, porösen Kohlenstoffkörper gebildet, dessen Poren zumindest teilweise mit Siliziumcarbid gefüllt sind. Zur Herstellung einer solchen Reibfläche wird zunächst ein kohlenstoffaserverstärkter, poröser Kohlenstoffkörper bereitgestellt, der anschließend mit flüssigem Silizium infiltriert wird.

In der WO 98/50712 ist ein anderer Reibwerkstoff beschrieben, der auf eine ähnliche Weise hergestellt wird. Der Reibwerkstoff besteht aus einer metallischen Phase sowie einer keramischen Phase. Bei der Herstellung wird entweder ein poröser Keramikkörper hergestellt, der anschließend von dem Metall infiltriert wird oder man verdichtet Grünkörper, der sowohl Metall- als auch Keramikpartikel enthält und der danach weiteren Behandlungsschritten unterzogen wird.

Die vorstehend beschriebenen bekannten Reibwerkstoffe weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So ist bei diesen Reibwerkstoffen die Trennung bezüglich Matrix und anderer Stoffe relativ fest definiert. Die jeweiligen Matrixwerkstoffe können nur bedingt variiert werden. Durch die Ausgestaltung der Reibwerkstoffe in Form einer Matrix, die von Füllstoffen und Fasern, die sich in eindimensionaler oder zweidimensionaler Richtung ausdehnen, durchsetzt ist, wobei die Füllstoffe und Fasern als voneinander jeweils unabhängige "Inseln" innerhalb der Matrix verteilt sind, kommen bestimmte Eigenschaften der Inhaltsstoffe nur bedingt oder gar nicht zum Tragen. Beispielsweise können Wärmeeigenschaften wie Speichervermögen oder Leitfähigkeit bei eindimensionalen Füllstoffen nicht voll genutzt werden, da die Wärme nur durch andere Stoffe hindurch an- und abtransportiert werden kann. Auch mechanische Eigenschaften wie Festigkeit und Zähigkeit eines Werkstoffs sind im Verbund gegenüber dem reinen Werkstoff oft nicht wie gewünscht identisch. Beispielsweise kann eine hohe Faserfestigkeit nicht genutzt werden, wenn die Kraftübertragung auf die umgebende Matrix wegen zu schwacher Grenzflächen nicht gegeben ist. Als Folge sind Reibwerkstoffe mit Ausnahme der teuren CFC- Materialien, deren Nachteile bereits weiter oben dargelegt wurden, immer Vielstoffsysteme, bei denen erst die große Anzahl verschiedener Elemente und Verbindungen günstige Eigenschaften gewährleistet.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Reibwerkstoff zu schaffen, bei dem die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll ein Reibwerkstoff bereitgestellt werden, der positive Reibeigenschaften besitzt und hohen Belastungen standhält, und der darüber hinaus kostengünstig und mit geringem Aufwand herstellbar ist. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkstoffs angegeben werden, das mit geringem Aufwand durchführbar ist, geringe Kosten verursacht und zu einem Reibwerkstoff mit guten Reibeigenschaften führt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Reibwerkstoff gemäß Patentanspruch 1, das Reibelement gemäß Patentanspruch 19 sowie das Verfahren zum Herstellen eines Reibwerkstoffs gemäß Patentanspruch 20. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Merkmale und Vorteile, die sich aus der Beschreibung des Reibwerkstoffs ergeben, gelten auch für das beschriebene Verfahren und das Reibelement, ebenso wie Vorteile und Merkmale, die sich aus dem Verfahren ergeben, auch für den Reibwerkstoff und das Reibelement gelten.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Reibwerkstoff mit zwei oder mehr Werkstoffkomponenten bereitgestellt, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens zwei Werkstoffkomponenten für sich jeweils einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bilden und daß diese Werkstoffkomponenten im Reibwerkstoff in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken ausgebildet sind.

Durch den erfindungsgemäßen Reibwerkstoff wird es möglich, die im Hinblick auf den Stand der Technik beschriebenen Nachteile zu umgehen. Es ist ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs, daß dieser nunmehr eine Struktur besitzt, in der einige wenige Werkstoffkomponenten (wenigstens zwei Werkstoffkomponenten) alle wichtigen Reibfunktionen übernehmen. Dazu gehören vor allem die Funktionen "Reibwertniveau hochhalten", "Reibwert stabilisieren", "Verschleiß minimieren", "Wärme leiten und speichern" und dergleichen.

Erfindungsgemäß liegen wenigstens zwei der Werkstoffkomponenten des Reibwerkstoffs als sich gegenseitig durchdringende Netzwerke vor. Das bedeutet, daß die Werkstoffkomponenten in in sich verbundener Form vorhanden sind. Wäre es möglich, sie zerstörungsfrei voneinander zu isolieren, so würden sie geometrisch definierte, selbsttragende Gebilde darstellen.

Anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Reibwerkstoffen ist bei dem erfindungsgemäßen Reibwerkstoff die Unterscheidung von Matrix und übrigen Stoffen nicht mehr sinnvoll. Die bekannte Definition, daß eine Matrix in drei Raumrichtungen durchgehend verbunden ausgebildet ist, trifft bei dem erfindungsgemäßen Reibwerkstoff für mindestens zwei Werkstoffkomponenten zu.

Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Reibwerkstoffen bildet somit nicht mehr nur ein einziger Werkstoff einen durchgehenden Verbund (im Stand der Technik war dies der Matrixwerkstoff). Vielmehr bildet nunmehr auch wenigstens eine weitere Werkstoffkomponente, die in den aus dem Stand der Technik bekannten Reibwerkstoffen einen Füllstoff oder Fasern bildete, einen wirklich durchgehenden Verbund. Dadurch können die jeweiligen Eigenschaften der auf diese Weise vorliegenden Werkstoffkomponenten in vollem Maße genutzt werden. Auf diese Weise wird es möglich, Reibwerkstoffe herzustellen, die beispielsweise nur aus zwei Werkstoffkomponenten gebildet sind, wobei diese Werkstoffkomponenten ausreichen, um alle an eine optimale Reibfunktion gestellten Anforderungen zu erfüllen. Die Herstellung solcher Reibwerkstoffe ist relativ einfach und kostengünstig.

Das liegt daran, daß nunmehr auch diejenigen Eigenschaften der im Zusammenhang mit dem Stand der Technik als Füllstoffe oder Fasern bezeichneten Werkstoffkomponenten des Reibwerkstoffs voll zum Tragen kommen, die bei nicht durchgehender Form nicht oder nur unzureichend genutzt werden können. Dazu gehören zum Beispiel mechanische Festigkeit (ein Partikel oder eine unterbrochene Faser haben kaum makroskopisch wirksame Festigkeit), die thermische Leitfähigkeit (bei isolierten Partikeln kommt die Wärmeleitfähigkeit nur bei der internen Weiterleitung zum Tragen, zwischen den Partikeln bestimmt die Matrix die Leitfähigkeit), sowie der Elastizitätsmodul und insbesondere die Druckfestigkeit.

Ein weiterer spezifischer Vorteil von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken besteht darin, daß in der Kombination neue, günstige Eigenschaften entstehen können, die bei herkömmlichen Verbunden in dieser Form nicht vorkommen. Hierbei handelt es sich zum Beispiel eine erhöhte Festigkeit oder dergleichen.

Vorteilhaft kann der Reibwerkstoff mittels eines Infiltrationsverfahrens hergestellt sein. Einige vorteilhafte, nicht ausschließliche Beispiele für geeignete Infiltrationsverfahren werden weiter unten im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher beschrieben.

Vorzugsweise kann wenigstens eine der Werkstoffkomponenten so gewählt sein, daß sie gegenüber wenigstens einer anderen Werkstoffkomponente benetzend wirkt. Eine solche benetzende Wirkung liegt dann vor, wenn die die hohe Benetzungswirkung aufweisende Werkstoffkomponente die andere Werkstoffkomponente besonders leicht durchdringt. Dadurch ergibt sich ein einfach herzustellender sehr hoher Grad an gegenseitige Durchdringung der Netzwerke der jeweiligen Werkstoffkomponenten.

Vorteilhaft kann wenigstens eine der Werkstoffkomponenten, die einen in drei Raumrichtungen durchdringenden Verbund bildet, als Gerüstkomponente ausgebildet sein. Eine solche Gerüstkomponente ist insbesondere dann von Vorteil, wenn wenigstens eine weitere Werkstoffkomponente mit Hilfe eines Infiltrationsverfahrens eingebracht werden soll. Die Gerüstkomponente bildet dann eine Art Grundkörper, in den das infiltrierende Material, das anschließend den weiteren durchgehenden Verbund bildet, eindringen kann.

Ebenso kann wenigstens eine der Werkstoffkomponenten, die einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet, als Infiltrationskomponente ausgebildet sein. Bei Anwendung eines Infiltrationsverfahrens handelt es sich bei der Infiltrationskomponente um eine Werkstoffkomponente, die in eine andere Werkstoffkomponente, beispielsweise eine Gerüstkomponente, infiltriert oder infiltriert wird.

Einige nicht ausschließliche Beispiele für geeignete Ausgestaltungsformen beziehungsweise geeignete Materialien für die Gerüstkomponente und die Infiltrationskomponente werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.

Vorzugsweise kann die Infiltrationskomponente derart gewählt sein, daß sie gegenüber der Gerüstkomponente benetzend wirkt.

Vorteilhaft kann wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente, als Partikelgerüst mit offener Porosität ausgebildet sein. Wie eine derart ausgestaltete Gerüstkomponente besonders vorteilhaft hergestellt werden kann, wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert.

Die einzelnen Komponenten eines derart ausgestalteten Reibwerkstoffs können solcherart vorliegen, daß ein zunächst hergestelltes Partikelgerüst, beispielsweise ein gesintertes Partikelgerüst, mit offener Porosität mit einem flüssigen Material, bei dem es sich in diesem Fall um die Infiltrationskomponente handelt, gefüllt (infiltriert) wird, welches anschließend erstarrt. Bei dieser Ausgestaltungsform besteht die Gerüstkomponente aus verbundenen Partikeln. Bei vollständiger Füllung der Gerüstkomponente ist jeder der Werkstoffkomponenten vollständig in sich verbunden, was bedeutet, daß keine voneinander isolierten Bereiche der Infiltrationskomponente mehr vorhanden sind.

In weiterer Ausgestaltung kann wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente, als Körper mit Schwammstruktur oder Wabenstruktur ausgebildet sein, wobei deren Poren aus untereinander verbundenen Flächenelementen der Werkstoffkomponente gebildet sind. Dieser Körper kann dann in der wie vorstehend beschriebenen Weise mit der Infiltrationskomponente infiltriert werden. Ein Beispiel, wie eine derart ausgestaltete Gerüstkomponente hergestellt werden kann, wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in größerem Detail beschrieben. Im Unterschied zur zuvor beschriebenen Ausführungsform besteht der Gerüstkörper nicht aus verbundenen Partikeln, sondern aus verbundenen dünnen Flächenelementen, die die Poren der Gerüstkomponente bilden.

In anderer Ausgestaltung kann die wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente, als durchgängige, lange Faser oder als Faserverbund ausgebildet sein. Bei Verwendung einer langen Faser kann diese beispielsweise wirr gewickelt und mit wenigstens einer zweiten Werkstoffkomponente infiltriert sein. Im Unterschied zu herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Faserverbunden sind in einem solchen Verbund keine Fasern endlicher Länge mehr vorhanden. Die durchgehende, lange Faser ermöglicht einen besseren Abtransport der Wärme, einen verbesserten internen Wärmeübergang zwischen zwei Werkstoffkomponenten und erhöht die mechanische Festigkeit, da es keine Unterbrechungen im Faserverlauf mehr gibt.

In noch anderer Ausgestaltung kann die wenigstens eine Werkstoffkomponente, insbesondere die Gerüstkomponente, mittels eines Ausbrennverfahrens hergestellt sein. Ein Beispiel für ein solches Verfahren wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert.

Wenn zur Herstellung des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs ein Infiltrationsverfahren verwendet wird, wird wenigstens eine als Gerüstkomponente ausgebildete Werkstoffkomponente von wenigstens einer Infiltrationskomponente infiltriert. Sobald dies geschehen ist, muß dafür gesorgt werden, daß die Infiltrationskomponente einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Infiltrationskomponente nach dem Eintritt in die Gerüstkomponente erstarrt, was bedeutet, daß ein temperaturbedingter Wechsel des Aggregatzustands der Infiltrationskomponenten von Flüssig in Fest auftritt. Ebenso ist es denkbar, daß die Infiltrationskomponente aushärtet, wobei chemische Vernetzungsreaktionen zu einer Solidifizierung führen. Die Art und Weise, wie die Infiltrationskomponente den durchgängigen Verbund bildet, hängt von der Art der verwendeten Materialien ab.

Vorteilhaft kann eine der Werkstoffkomponenten, vorzugsweise die Gerüstkomponente, eine oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Keramik, insbesondere Aluminiumoxid, SiC, Glas, Metall, insbesondere sinterfähige Metalle, Fe, Cu, Bronze, Ti, Al, Messing, Kevlar, BN, Kohlenstoff.

In weiterer Ausgestaltung kann eine der Werkstoffkomponenten, vorzugsweise die Infiltrationskomponente, eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Metall, insbesondere Cu, Al, Fe, Weichmetall, Cu mit Sauerstoff, intermetallische Verbindung, Polymer, Elastomer, Glas, Graphit, Glimmer, Kokspulver, Al₂O₃, Eisenoxid, Schwerspat, Harz, Kautschuk, Silizium.

Die vorstehend beschrieben Werkstoffgruppen für einzelne Werkstoffkomponenten stellen beispielhafte, nicht abschließende Aufzählungen dar, so daß selbstverständlich auch andere Materialien für die Werkstoffkomponenten eingesetzt werden können. Die einzelnen Materialien der jeweiligen Werkstoffkomponenten können einzeln oder in jeder beliebigen Kombination vorliegen.

Vorteilhaft kann der Reibwerkstoff drei oder mehr Werkstoffkomponenten aufweisen. Bei einer solchen dritten Werkstoffkomponente kann es sich beispielsweise um eine reaktiv erzeugte Phase handeln. Zusätzlich oder alternativ zur Bildung von neuen Phasen ist es gemäß der vorliegenden Erfindung auch möglich, dritte oder noch weitere Materialkomponenten in den Reibwerkstoff einzubringen. Dazu können diese Materialien beispielsweise entweder selbst einen eigenen Verbund bilden, oder aber Bestandteil eines bestehenden Verbunds sein. Dabei ist es denkbar, daß jeder der im Reibwerkstoff vorhandenen Werkstoffkomponenten zusätzliche Stoffe zugegeben werden.

Beispielsweise ist es denkbar, daß die Gerüstkomponente und/oder die Infiltrationskomponente einen oder mehrere Zuschlagstoffe aufweist, die dieser beispielsweise zugemischt werden können. Als Zuschlagstoffe können praktisch alle bekannten Reib- und Verschleißmodifizierer eingesetzt werden, beispielsweise Oxide, Graphit, Kohlenstoff, Sulfide, Keramiken, intermetallische Verbindungen und dergleichen.

Vorteilhaft kann der Reibwerkstoff eine keramische Werkstoffkomponente und eine metallische Werkstoffkomponente aufweisen. Die metallische Werkstoffkomponente kann dabei so gewählt werden, daß sie gegenüber der keramischen Werkstoffkomponente benetzend wirkt. Erfindungsgemäß sind die metallische Werkstoffkomponente und die keramische Werkstoffkomponente in dem Reibwerkstoff in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken ausgebildet. Dadurch wird ein Reibwerkstoff beziehungsweise Verbundreibwerkstoff geschaffen, in dem die positiven Reibeigenschaften von Metallen und Keramiken verwirklicht sind, so daß er hohen Belastungen standhält. Der Reibwerkstoff weist eine hohe Temperaturbeständigkeit auf, die zum Beispiel höher ist als diejenige von reinen Sintermetallbelägen.

Die Kombination der Werkstoffe über durchdringende Netzwerke führt dazu, daß die jeweiligen Eigenschaften der keramischen und des metallischen Materials in besonderer Weise zum Tragen kommen. So erhöht beispielsweise das metallische Netzwerk nicht nur die Wärmeleitung, sondern auch die Bruchzähigkeit und damit die Festigkeit des Verbunds. Andererseits führt das keramische Netzwerk dazu, daß gegenüber einer rein metallischen Legierung eine höhere Härte, Steifigkeit, Verschleißfestigkeit und Kriechbeständigkeit vorliegt. Wärmeleitfähigkeit ist in tribologischen Prozessen fast immer erwünscht, da sich durch schnelle Wärmeabfuhr die Wärmebelastung der Reibfläche reduziert. Die erhöhte Festigkeit der keramischen Werkstoffkomponente wird durch die rißhemmende Eigenschaft der metallischen Werkstoffkomponente verursacht. Die Metallfaser steht zudem noch unter einer Zugspannung, was aus einer höheren Schrumpfung beim Abkühlen resultiert. Die Zugspannung erzeugt eine Druckspannung in der keramischen Werkstoffkomponente, wodurch diese zugspannungsanfällige Werkstoffgruppe materialgerecht entlastet wird.

Durch eine solche Ausgestaltung des Reibwerkstoffs können an den Grenzflächen zwischen der metallischen und der keramischen Phasen Strukturen ausgebildet werden, die die mechanischen Eigenschaften des Verbunds über die Grenzflächenfestigkeit maßgeblich beeinflussen und dem so geschaffenen Werkstoff die positiven Eigenschaften und damit seiner Eignung als Reibwerkstoff verleihen.

Vorzugsweise kann die metallische Werkstoffkomponente auch Nicht-Metalle umfassen.

Bei der keramischen Werkstoffkomponente handelt es sich vorteilhaft um eine wie weiter oben beschriebene Gerüstkomponente, während die metallische Werkstoffkomponente vorteilhaft eine Infiltrationskomponente bildet. Vorteilhafterweise umfaßt die metallische Werkstoffkomponente in festem Zustand Kupfer und Kupferoxid. Die metallische Werkstoffkomponente kann in flüssigem Zustand Kupfer und in Kupfer gelösten Sauerstoff umfassen. Der Sauerstoffanteil kann vorteilhaft ≧ 3 at% betragen. Dadurch wird die Schmelze besonders gut benetzend. Die keramische Werkstoffkomponente umfaßt bevorzugt Aluminiumoxid (Al₂O₃). Diese Materialien und insbesondere ihre Kombination führen zu besonders guten Reibeigenschaften des Metall-Keramik-Reibwerkstoffs. So hat beispielsweise Kupfer mit darin gelöstem Sauerstoff gegenüber der Keramik eine sehr stark benetzende Wirkung, so daß das Metall bei der Herstellung die Keramik besonders leicht durchdringt, wodurch sich ein einfach herzustellender sehr hoher Grad an gegenseitiger Durchdringung der Netzwerke der beiden Werkstoffkomponenten ergibt.

Die metallische Komponente kann an Stelle des Kupferoxids oder zusätzlich auch Titan und/oder Chrom enthalten. Die Zusammensetzung und Festigkeit der Grenzfläche wird durch Zugabe von Titan, Chrom und/oder Sauerstoff und durch geeignete Glühbehandlung insbesondere unter Steuerung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck, wesentlich beeinflußt. Dies gilt vor allem auch in besonders vorteilhafter Weise auch für das System Kupfer/Aluminiumoxid.

Vorteilhaft kann der Sauerstoffpartialdruck pO₂ ≧ 7,2.10^-8 bar und die Temperatur im wesentlichen um oder genau 1.000°C betragen. Dadurch entsteht an der Grenzfläche des Aluminiums CuAlO₂, was die Grenzflächenhaftung günstigerweise erhöht.

Vorteilhafterweise ist der Reibwerkstoff durch Zugabe von Pulver aus einem metallischen Material zu einem Pulver oder einem Reibkörper aus keramischen Material, der als Grünkörper vorliegen oder bereits gesintert sein kann, und eine Restporosität aufweist, hergestellt, wobei das metallische Material in geschmolzenem Zustand gegenüber dem keramischen Material eine benetzende Eigenschaft hat. Dabei kann beispielsweise auch zunächst eine Ausgangspulvermischung aus Keramik und Metall hergestellt werden, oder es wird zunächst das Keramikpulver gepreßt und gegebenenfalls gesintert und anschließend das benetzende metallische Pulver, beziehungsweise die benetzende metallische Pulvermischung, aufgebracht.

Der Reibwerkstoff kann beispielsweise durch uniaxiales und/oder isostatisches Pressen von Keramikpulver hergestellt sein.

Das metallische Pulver, beziehungsweise die Pulvermischung, beispielsweise Cu/CuO, Cu/Ti oder Cu/Cr oder ähnliches, bewirkt durch seine benetzende Eigenschaft, die es in flüssigem Zustand gegenüber der Keramik hat, daß es in flüssigem Zustand ohne äußeren Druck in den Keramikkörper eindringt (infiltriert) und die Grenzflächen benetzt, wodurch sich ein Löteffekt ergibt. Dies ist unter anderem insbesondere dann der Fall, wenn der Sauerstoffanteil in der Schmelze ≧ 3 at% beträgt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Reibelement, das einen Trägerkörper aufweist, bereitgestellt, wobei das Reibelement erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß auf wenigstens einer Seite des Trägerkörpers ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Reibwerkstoff vorgesehen beziehungsweise angebracht ist.

Wenn ein Reibwerkstoff mit einer keramischen Werkstoffkomponente und einer metallischen Werkstoffkomponente mit einem Trägerkörper verbunden werden soll, kann beispielsweise eine Grenzfläche zwischen dem Reibwerkstoff und dem Trägerkörper durch die metallische Werkstoffkomponente benetzt beziehungsweise verlötet werden. Durch die benetzende Eigenschaft des metallischen Materials beziehungsweise Pulvers (Infiltrationskomponente) gegenüber der Keramik (Gerüstkomponente) und dem Trägerkörper wird beim Eindringen der Flüssigkeit beziehungsweise Metallschmelze (Infiltration) in den Keramikkörper auch die Grenzfläche zwischen dem eigentlichen Reibwerkstoff und dem Trägerkörper benetzt, und es stellt sich auch hier ein Löteffekt ein. Somit ergibt sich eine besonders hohe Festigkeit der Verbindung, ohne daß von außen Druck aufgewendet werden muß.

Der Reibwerkstoff kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Trägerkörpers angebracht sein.

Ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Reibelement kann beispielsweise Bestandteil einer Kupplung oder einer Bremse sein, die in jeder Art von Fahrzeugen, beispielsweise Land-, Wasser-, Luftfahrzeugen eingesetzt werden können. Besonders vorteilhaft werden derartige Reibelemente in Automobilen oder Flugzeugen eingesetzt.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Reibwerkstoffs, umfassend zwei oder mehr Werkstoffkomponenten, bereitgestellt, bei dem als eine Gerüstkomponente wenigstens eine infiltrierbare Werkstoffkomponente in Form eines in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbunds hergestellt wird, bei dem die Gerüstkomponente anschließend von wenigstens einer, eine Infiltrationskomponente bildenden zweiten Werkstoffkomponente derart infiltriert wird, daß die zweite Werkstoffkomponente einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet, so daß die beiden, einen durchgängigen Verbund bildenden, Werkstoffkomponenten bei Beendigung des Verfahrens im Reibwerkstoff in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken vorliegen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf einfache und kostengünstige Weise ein Reibwerkstoff hergestellt werden, der die an die Reibfunktion gestellten Anforderungen in optimaler Weise erfüllt. Vorteilhaft kann das Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs verwendet werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist bei der Herstellung eines Reibwerkstoffs die Infiltration von wenigstens einer Werkstoffkomponente mit wenigstens einer zweiten Werkstoffkomponente ein zentraler Aspekt.

Dabei kann die Infiltrationskomponente beispielsweise mittels Selbstinfiltration, reaktiver Infiltration oder Druckinfiltration in die Gerüstkomponente infiltrieren oder infiltriert werden. Die beiden erstgenannten Infiltrationsmethoden sind Prozesse, die durch den Kapillareffekt (Selbstinfiltration) beziehungsweise durch Neubildung von Phasen (reaktive Infiltration) ohne äußeren Druck ablaufen. Die Druckinfiltration hingegen benötigt einen verfahrenstechnisch aufzubringenden äußeren Druck, um die Infiltrationskomponente, bei der es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit handelt, gegen die kapillare Abstoßung in den Poren der Gerüstkomponente zu zwingen.

Vorteilhaft kann als Gerüstkomponente zunächst ein Partikelgerüst mit offener Porosität hergestellt werden. Diese Gerüstkomponente wird dann von der Infiltrationskomponente infiltriert, die anschließend erstarrt oder härtet. Die Art und Weise, wie die Umwandlung der Infiltrationskomponente vonstatten geht, hängt von dem jeweils verwendeten Material ab.

Eine solche Gerüstkomponente kann beispielsweise hergestellt werden, indem diese zunächst in Form eines Grünkörpers hergestellt wird. Dies kann beispielsweise durch Pressen einer Pulvermischung oder durch ein übliches Schlicker-Verfahren bewerkstelligt werden. Bei einem Schlicker-Verfahren wird allgemein eine Masse zunächst in einer Lösung angerührt und anschließend in eine Form eingegossen. Vorteilhaft kann der Grünkörper dabei aus einer Keramikmasse bestehen. Der Grünkörper wird anschließend - vorzugsweise in einem geeigneten Ofen - derart gesintert, daß eine offene Restporosität verbleibt. Anschließend wird der gesinterte Grünkörper, beispielsweise eine gesinterte Keramik, mit der Infiltrationskomponente in Kontakt gebracht, bei der es sich beispielsweise um ein erhitztes infiltrierendes Material handeln kann. Dadurch wird die Gerüstkomponente von der Infiltrationskomponente infiltriert.

Vorzugsweise wird das infiltrierende Material so gewählt, daß es von selbst, das heißt ohne äußeren Druck, in die Gerüstkomponente eindringt. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Kombination Gerüstkomponente/Infiltrationskomponente benetzend wirkt. Der in diesem Fall vorhandene Kapillareffekt zieht die Infiltrationskomponente in die offene Porosität. Natürlich ist es auch möglich, unter nicht benetzenden Bedingungen die erfindungsgemäße Struktur zu erzeugen. Hierzu muß die Infiltrationskomponente unter Druck gesetzt werden, so daß die in diesem Fall die Infiltration hemmende Kapillarwirkung durch den äußeren Druck überwunden wird.

In weiterer Ausgestaltung kann als Gerüstkomponente zunächst ein Körper mit Schwammstruktur oder Wabenstruktur hergestellt werden, wobei die Poren der Gerüstkomponente, die aus untereinander verbundenen Flächenelementen der Gerüstkomponente gebildet sind, von der Infiltrationskomponente infiltriert werden, die anschließend erstarrt oder härtet. Die Infiltration erfolgt analog zu der in bezug auf das Partikelgerüst mit offener Porosität beschriebenen Weise.

In anderer Ausgestaltung kann als Gerüstkomponente zunächst eine durchgängige, lange Faser oder ein Faserverbund hergestellt werden, wobei die Faser oder der Faserverbund von der Infiltrationskomponente infiltriert wird, die anschließend erstarrt oder härtet.

In weiterer Ausgestaltung kann die Gerüstkomponente hergestellt werden, indem die infiltrierbare Werkstoffkomponente um ein oder mehrere Kernelement(e) herum angeordnet wird, daß das wenigstens eine Kernelement anschließend entfernt wird und daß in die so erzeugte Porosität der Gerüstkomponente die Infiltrationskomponente infiltriert oder infiltriert wird, die anschließend erstarrt oder härtet.

Die so beschriebene Herstellung eines Reibwerkstoffs kann beispielsweise durch ein Ausbrennverfahren realisiert werden, was nachfolgend an Hand eines konkreten Beispiels erläutert werden soll, ohne die Erfindung auf dieses Beispiel zu beschränken. Die Gerüstkomponente kann beispielsweise hergestellt werden, indem ein Metall im Vakuum oder in reduzierender Atmosphäre um ein oder mehrere Kernelement(e) - beispielsweise einen oder mehrere Kohlenstoffschwamm/ Kohlenstoffschwämme - gegossen wird. Dieser Schwamm kann nach dem Erstarren des Metalls in oxidierender Atmosphäre ausgebrannt werden. In die so erzeugte offene Porosität kann nun eine weitere Werkstoffkomponente, beispielsweise die Infiltrationskomponente, in der wie weiter oben bereits beschriebenen Weise infiltriert werden. Es versteht sich dabei von selbst, daß die zweite zu infiltrierende Werkstoffkomponente einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzen muß als die erste Werkstoffkomponente, die die poröse Struktur bildet.

In weiterer Ausgestaltung kann als Gerüstkomponente zunächst ein keramisches Pulver zu einem Reibkörper gepreßt werden, wobei das keramische Pulver vor dem Pressen und/oder der Reibkörper nach dem Pressen und gegebenenfalls nach einem Sintervorgang mit einem metallischen Pulver als Infiltrationskomponente versehen und anschließend auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des metallischen Pulvers erhitzt wird, so daß sich das metallische Pulver verflüssigt und die Gerüstkomponente von der flüssigen Infiltrationskomponente infiltriert wird. Das Verfahren hat einen verringerten Aufwand zur Folge und führt zu einem stabilen, langlebigen Reibkörper, mit verbesserten Reibeigenschaften.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkstoffs und zu dessen Anbindung an einen Trägerkörper bereitgestellt, bei dem die Gerüstkomponente mit dem Trägerkörper in Kontakt gebracht und erhitzt wird, wobei die Gerüstkomponente mit der Infiltrationskomponente versehen ist und beim Erhitzen der Trägerkörper mit der Gerüstkomponente durch die Infiltrationskomponente verbunden wird. Dabei kann die Gerüstkomponente beispielsweise aus einem aus keramischem Pulver gepreßten Grünkörper bestehen, während es sich bei der Infiltrationskomponente um ein geschmolzenes metallisches Pulver handeln kann. In einem solchen Fall kann die Verbindung zwischen Reibwerkstoff und Trägerkörper in einer Weise erfolgen, daß beim Erhitzen des metallischen Pulvers der Trägerkörper mit dem Reibwerkstoff durch das geschmolzene metallische Pulver verlötet wird. Statt eines Grünkörpers läßt sich auch ein bereits gesinterter Keramikkörper mit Restporösität einsetzen.

Bei einem solchen Verfahren zur Herstellung und Anbindung entfällt gegenüber den bisher bekannten Herstellungs- und Anbindungsverfahren ein Arbeitsgang. Damit ist der Aufwand verringert, weshalb auch die Herstellungskosten für den mit einem Trägerkörper verbundenen Reibwerkstoff, beziehungsweise für ein entsprechendes Reibelement, reduzierbar sind. Dennoch führt das Verfahren zu einem mit einem Reibwerkstoff verbundenen Trägerkörper beziehungsweise Reibelement, das hohen Belastungen standhält und hervorragende Reibeigenschaften besitzt. Ein gesondertes Anbringen des Trägerkörpers an den Reibwerkstoff ist nicht mehr nötig.

Das keramische Pulver kann Al₂O₃ umfassen, und das metallische Pulver kann Cu mit CuO und/oder Titan und/oder Chrom umfassen. Damit werden besonders hohe Festigkeiten erzielt, und die gute Benetzung wird gewährleistet.

Das Pressen kann uniaxial beziehungsweise in einer Richtung erfolgen, und/oder isostatisch, je nach den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalls.

Vorteilhafterweise wird bei dem Verfahren eine Glühbehandlung durchgeführt. Insbesondere wird dabei der Sauerstoffpartialdruck und/oder die Temperatur kontrolliert beziehungsweise gesteuert.

Bevorzugt erfolgt bei dem Verfahren ein gleichzeitiges Sintern, Infiltrieren der Infiltrationskomponente in die Gerüstkomponente und Verlöten mit einem Trägerkörper. Somit ist nur ein Arbeitsgang für diese Funktionen erforderlich.

Vorteilhafterweise wird der Reibkörper während des Sinter-Infiltrations-Lötvorgangs an den Trägerkörper gepreßt. Damit wird eine besonders hohe Planparallelität der Oberflächen erzielt. Der Reibkörper beziehungsweise Grünkörper kann einseitig oder beidseitig an den Trägerkörper beziehungsweise Belagträger angebracht werden. Auch kann der Reibkörper beziehungsweise Grünkörper direkt auf den Trägerkörper beziehungsweise das Trägerblech aufgepreßt werden.

Bei Verwendung einer Keramik-Metall-Ausgangspulvermischung entfällt zum Beispiel das separate Aufbringen beziehungsweise Aufschütten des Metallpulvers auf den Reib- beziehungsweise Grünkörper. Somit wird der Aufwand noch weiter reduziert.

Auch können bei den Verfahren noch weitere, spezielle Glühprozesse durchgeführt werden, um das Gefüge der Gerüstkomponente und/oder die Grenzschicht zwischen dem Reibkörper und dem Trägerkörper zu verändern. Je nach den Erfordernissen des Anwendungsfalls erhält auf diese Weise das Gefüge der Gerüstkomponente oder die Grenzschicht die jeweils optimale Struktur. Diese speziellen Glühprozesse können beispielsweise nach dem Aufbringen der Reibkörper beziehungsweise Reibklötze auf den Trägerkörper beziehungsweise Belagträger erfolgen.

Weiterhin können bei dem Verfahren mehrere Parameterveränderungen erfolgen, das heißt es können Parameter wie beispielsweise die Sinterzeit, die Sintertemperatur, die Preßbedingungen, die Zusammensetzung der Infiltrationskomponente, die Zusammensetzung der Gerüstkomponente, die Form und Größe der hergestellten Reibkörper und dergleichen verändert werden. Auch durch diese Maßnahmen können dem Reibkörper beziehungsweise Reibelement noch zusätzliche, gegebenenfalls für bestimmte Anwendungen erforderliche vorteilhafte Eigenschaften verliehen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs;

Fig. 2 in schematischer Darstellung verschiedene Abläufe eines Infiltrationsverfahrens;

Fig. 3 in schematischer Ansicht eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs;

Fig. 5 noch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs; und

Fig. 6 schematisch die Verfahrensschritte zur Herstellung des Reibwerkstoffs, entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Reibwerkstoff 20 dargestellt, der aus wenigstens zwei Werkstoffkomponenten gebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwei solcher Werkstoffkomponenten dargestellt, wobei es sich bei einer ersten Werkstoffkomponente um eine Gerüstkomponente 21 und bei einer zweiten Komponente um eine Infiltrationskomponente 22 handelt. Die Werkstoffkomponenten des Reibwerkstoffs 20 gemäß Fig. 1 liegen derart vor, daß beispielsweise ein gesintertes Partikelgerüst, bei dem es sich um die Gerüstkomponente 21 handelt, mit einem flüssigen Material, bei dem es sich um die Infiltrationskomponente 22 handelt, gefüllt (infiltriert) wird, welches anschließend erstarrt oder härtet. Bei dieser Ausführungsform besteht die Gerüstkomponente 21 aus untereinander verbundenen Partikeln 25, die jeweils entsprechende Hohlräume 26 einschließen. Auf diese Weise entsteht ein in drei Raumrichtungen durchgängiger Verbund. Im linken Teil von Fig. 1 ist die Gerüstkomponente 21 vor der Infiltration mit der Infiltrationskomponenten 22 dargestellt.

Bei vollständiger Füllung der Gerüstkomponente 21 mit der Infiltrationskomponente 22, wie dies aus dem rechten Teil von Fig. 1 ersichtlich ist, ist jede der Werkstoffkomponenten vollständig in sich verbunden, das heißt, daß keine isolierten, voneinander unabhängigen Bereiche der Gerüstkomponente 21 oder der Infiltrationskomponente 22 vorkommen. Die Struktur des fertiggestellten Reibwerkstoffs 20 läßt sich gemäß Fig. 1 annähernd wie folgt charakterisieren. Während die Ausgangsstruktur der Gerüstkomponente 21 annähernd einem Kugelnetzwerk oder Partikelnetzwerk gleicht, bei dem die einzelnen Partikel 25 überwiegend konvex gewölbt sind, ist die Infiltrationskomponente 22, die erfindungsgemäß die Hohlräume 26 der Gerüstkomponente 21 einnimmt, in diesen Bereichen von überwiegend konkaver Form.

Als Material für die Gerüstkomponente 21 kann beispielsweise Aluminiumoxid oder aber eine andere Keramik, ein sinterfähiges Metall, wie beispielsweise Eisen, Kupfer, Bronze oder dergleichen, verwendet werden. Für die Infiltrationskomponente kann beispielsweise Kupfer, Aluminium, Eisen, eine intermetallische Verbindung, ein Polymer, ein Elastomer oder dergleichen eingesetzt werden. Das Material der Gerüstkomponente 21 und/oder vor allem der Infiltrationskomponente 22 kann optional jeweils mit einem oder mehreren Zuschlagstoffen versehen werden.

Ein wie in Fig. 1 dargestellter Reibwerkstoff 20 kann beispielsweise auf die nachfolgend beschriebene Weise hergestellt werden. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Gerüstkomponente 21 aus einem Keramikmaterial und die Infiltrationskomponente 22 aus einem Metall gebildet ist.

Durch Pressen einer Pulvermischung oder durch ein übliches, an sich bekanntes Schlicker-Verfahren wird ein Keramikgrünkörper hergestellt. Dieser Keramikgrünkörper wird in einem Ofen derart gesintert, daß eine offene Restporosität verbleibt. Anschließend wird die gesinterte Keramik, bei der es sich nunmehr um die Gerüstkomponente 21 handelt, mit dem erhitzten, infiltrierenden Material, im vorliegenden Fall der metallischen Infiltrationskomponenten 22 in Kontakt gebracht. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen, wobei nachfolgend zwei Möglichkeiten beschrieben werden.

Vorzugsweise wird das infiltrierende Material so gewählt, daß es von selbst, das heißt ohne äußeren Druck, in die Keramik eindringt. Hierzu ist es nötig, daß die Kombination poröses Materialinfiltrierendes Material benetzend wirkt. Der in diesem Fall vorhandene Kapillareffekt zieht die Flüssigkeit in die offene Porosität.

Für ein Verbundmaterial aus Kupfer und Aluminiumoxid wird beispielsweise das folgende Verfahren vorgeschlagen, mit dem die gewünschten positiven Reibeigenschaften des Reibwerkstoffs 20 erreicht werden können. Zunächst wird eine Al₂O₃-Pulvermischung kalt isostatisch gepreßt, wobei hier ein uniaxialer Vorpressvorgang wahlweise vorab Anwendung findet. Das Pulver kann eine Partikelgröße von 1 bis 7 µm, vorzugsweise 5 bis 7 µm aufweisen. Der Preßdruck wird vorteilhaft auf 2.500 bar eingestellt. Anschließend wird der so entstandene Grünkörper gesintert, so daß eine offene Porosität zwischen 5 bis 40%, vorzugsweise zwischen 30 und 40% verbleibt. Die Sintertemperatur wird vorzugsweise auf 1.000°C eingestellt, die Haltezeit beträgt 30 Minuten. Die Aufheizrate und die Abkühlrate ergeben sich jeweils zu 8 K/Minute. Anschließend wird der Grünkörper erhitzt und die metallische Infiltrationskomponente geschmolzen, was bei etwa 1.100°C erfolgen kann. Die metallische Phase entspricht hierbei im wesentlichen wie auf Seite 2, Zeilen 20-31 beschrieben. Das geschmolzene Metall wird schließlich in die Gerüstkomponente 21 vorzugsweise unter nicht-oxidierender Atmosphäre eingegossen.

Bedingung für dieses Verfahren ist, daß das flüssige Metall die Keramik benetzt, also der Benetzungswinkel Θ kleiner als 90° ist, wie sich dies aus der linken Seite von Fig. 2 ergibt. Je kleiner der Winkel ist, um so günstiger ist dies für die Infiltration, da die benetzende Flüssigkeit, also die Infiltrationskomponente 22, durch die Kapillarwirkung, die durch den Pfeil K dargestellt ist, in die Poren 27 der Gerüstkomponente 21 hineingezogen wird.

Natürlich ist es auch möglich, unter nicht-benetzenden Bedingungen die erfindungsgemäße Struktur zu erzeugen. Hierzu muß die Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden, so daß die in diesem Fall die Infiltration hemmende Kapillarwirkung K durch den äußeren Druck überwunden wird, wie dies im rechten Teil von Fig. 2 dargestellt ist.

Verfahrenstechnisch findet eine solche Druckinfiltration beispielsweise in einem Infiltrationsofen statt. Hier wird beispielsweise im Vakuum das Metall, zum asispiel Aluminium, in einem Tiegel erhitzt, bis es schmilzt. Dazu sind Temperaturen von mehr als 660°C erforderlich. Anschließend wird der keramische Grünkörper in die Schmelze getaucht. Dann wird durch ein Gas, beispielsweise Stickstoff, ein Infiltrationsdruck im Ofen erzeugt, der die Schmelze in die Poren des eingetauchten Körpers drückt. Dieser Druck entspricht mindestens dem erforderlichen Infiltrationsdruck p, der nach der Laplace-Formel

p = 2.γ.cos Θ/r

direkt von der Oberflächenenergie des Metalls γ, dem Benetzungswinkel Θ und dem Porenradius r abhängt.

Beim Abkühlen wird der Grünkörper, das heißt die Gerüstkomponente 21, vor dem Erstarren des Metalls, das heißt der Infiltrationskomponenten 22, bei weiterhin vorhandenem Druck aus der Schmelze gezogen. Erst nach dem Erstarren des Metalls kann das weitere Abkühlen druckfrei erfolgen.

Die bisher beschriebenen Herstellungsverfahren lassen sich mit nur leichten Abweichungen auch auf die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen für den Reibwerkstoff 20 anwenden.

In Fig. 3 ist ein Reibwerkstoff 20 dargestellt, bei dem die Gerüstkomponente 21 in Form eines Körpers 28 mit Schwammstruktur oder Wabenstruktur ausgebildet ist. Dieser schwammartige Körper 28 wird mit einem weiteren Material, das heißt der Infiltrationskomponente 22, gefüllt, die anschließend wie oben erwähnt nach der Herstellung erstarrt (temperaturbedingter Wechsel des Aggregatzustands) oder aushärtet (chemische Vernetzungsreaktion führt zu Solidifizierung) Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht die Gerüstkomponente 21 nicht aus verbundenen Partikeln, sondern aus verbundenen dünnen Flächenelementen, die die Poren 29 der Gerüstkomponente 21 bilden.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 kann die Gerüstkomponente 21 beispielsweise aus einem Metall wie Aluminium, Titan, Eisen oder dergleichen bestehen, während die Infiltrationskomponente aus einem Polymer, beispielsweise einem Duroplast oder einem Thermoplast, einem Elastomer, einem Weichmetall, aus Glas oder dergleichen, gebildet sein kann. Wiederum kann die Gerüstkomponente 21 und/oder die Infiltrationskomponente 22 jeweils optional mit einem oder mehreren Zuschlagstoffen versehen sein.

Im Vergleich zu Fig. 1, bei dem die Gerüstkomponente 21 durch ein keramisches Partikelgerüst gebildet wurde, bildet den porösen Vorkörper, das heißt die Gerüstkomponente 21 beim Reibwerkstoff 20 gemäß Fig. 3, nunmehr ein metallisches Schwammgerüst. Die Infiltration des metallischen Schwammgerüsts 28 mittels der Infiltrationskomponente 21 erfolgt analog zu der in Fig. 1 beschriebenen Weise mit dem Unterschied, daß jetzt die Temperaturen auf das neue, infiltrierende Material abgestimmt werden müssen. Das bedeutet, daß die Temperatur während der drucklosen oder unter Druck verlaufenden Infiltration oberhalb der Schmelztemperatur (bei Metallen) oder der Glasübergangstemperatur (bei Glas) oder der bei Spritzguss üblichen Verarbeitungstemperatur von Polymeren und unterhalb der Zersetzungstemperatur (bei Polymeren, Elastomeren) eingestellt werden muß.

Vorteilhafterweise wird die Gerüstkomponente 21, das heißt im vorliegenden Beispiel der metallische Schwammkörper 28, mit einer Infiltrationskomponente 22, beispielsweise einer Reibbelagmischung, gefüllt, die beispielsweise aus Graphit, Glimmer, Kokspulver, Al₂O₃, Eisenoxid, Schwerspat, Harz, Kautschuk und dergleichen besteht.

Zur Infiltration befindet sich die Infiltrationskomponente 22 im Zustand möglichst geringer Viskosität, also bei einer möglichst hohen Temperatur, die von der jeweiligen Mischung abhängt. Durch Eintauchen des Schwammkörpers 28 in die Flüssigkeit und Aufbringen von Druck von etwa 50 bar werden die Poren 29 des Schwammkörpers 28 mit der Reibbelagmischung gefüllt.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Reibwerkstoff 20 dargestellt, bei dem die Gerüstkomponente 21 durch Fasern gebildet wird. Im linken Teil von Fig. 4 sind Einzelfasern dargestellt, während im rechten Teil von Fig. 4 eine einzige Langfaser dargestellt ist. Die in Fig. 4 gezeigten Pfeile stehen für den Wärmefluß dQ/dt.

Im rechten Teil von Fig. 4 ist als Gerüstkomponente 21 eine lange Faser dargestellt, die wirr gewickelt ist und mit einem zweiten Werkstoff, das heißt der Infiltrationskomponente, infiltriert worden ist. Im Unterschied zu herkömmlichen Faserverbunden, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind im Verbund gemäß Fig. 4 keine Fasern endlicher Länge vorhanden. Die durchgehende, lange Faser ermöglichst einen besseren Abtransport der Wärme durch den internen Wärmeübergang zwischen den verschiedenen Werkstoffkomponenten und erhöht die mechanische Festigkeit, da es keine Unterbrechungen im Faserverlauf gibt. Wird ein Faserfilz als Ausgangsstoff benutzt und mit einem weiteren Werkstoff infiltriert, so entsteht ein quasi-durchgehender Verbund, da die einzelnen Filzfäden direkt gegeneinander anliegen.

Bei dem Fasermaterial für die Gerüstkomponente 21 kann es sich beispielsweise um Aluminiumoxid, SiC, Glas, ein Metall, wie beispielsweise Kupfer, Messing, Kevlar, BN oder dergleichen handeln. Die Infiltrationskomponente kann beispielsweise aus Phenolharz, Kautschuk, Weichmetall, Glas oder dergleichen gebildet sein. Die Gerüstkomponente und/oder die Infiltrationskomponente kann optional wiederum jeweils mit einem oder mehreren Zuschlagstoffen versehen sein.

In Fig. 5 ist schließlich ein Reibwerkstoff 20 dargestellt, mit einer Gerüstkomponente 21, die als poröse Basis 31 ausgebildet ist, einer Infiltrationskomponente 22, die als Füllmaterial 30 dargestellt ist, sowie einer dritten Werkstoffkomponente, bei der es sich im vorliegenden Fall um eine Reaktionsphase 32 handelt.

In Kohlenstoffwerkstoffen, bei denen im Herstellungsprozeß die Pyrolyse angewendet wird, entsteht durch das Entweichen der Nicht-Kohlenstoffbestandteile eine verbundene, also nach außen offene, Porosität. Wird nun durch Verwendung kohlenstoffarmer Harze, durch Infiltration von weniger Harz oder durch weniger Infiltrationsschritte die Porosität der porösen Basis 31 erhöht, kann die gewünschte erfindungsgemäße Struktur eines zweiten durchgehenden Netzwerks erreicht werden. Zunächst besteht dieses durchgehende Netzwerk beispielsweise aus elementarem Silizium (Infiltrationskomponente 22 beziehungsweise Füllmaterial 30). Bei der Reaktion des Siliziums mit dem Kohlenstoff entsteht SiC. Dieses Reaktionsprodukt (Reaktionsphase 32) umgibt das elementare Silizium und tritt als drittes, in sich verbundenes Netzwerk auf, das das Siliziumnetzwerk ganz oder teilweise umhüllt. Je nach Steuerung der Reaktionsparameter ist es möglich, das elementare Silizium weitgehend in SiC umzuwandeln. In diesem Fall liegen dann Kohlenstoff und SiC als in sich verbundene Netzwerke vor.

Es sind aber auch andere Materialien denkbar, bei denen um die infiltrierende Komponente herum ein drittes Netzwerk entsteht, beispielsweise im System Kupfer- Sauerstoff-Aluminiumoxid. Hierbei wird sauerstoffhaltiges flüssiges Kupfer in ein gesintertes Aluminiumoxidnetzwerk infiltriert. Die reaktiv entstehende Faser ist hier das Kupferaluminat CuAlO₂. Zusätzlich oder alternativ zur Bildung von neuen Phasen ist es gemäß dieser Erfindung auch möglich, dritte oder weitere Materialien in den Verbund einzubringen.

In Fig. 6 ist schließlich ein Verfahren dargestellt, wie ein Reibwerkstoff 20, insbesondere gemäß den Fig. 1 bis 3, hergestellt werden könnte. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird zunächst ein Keramikpulver 10 in einer Preßform 11 uniaxial und/oder isostatisch gepreßt. Bei dem Keramikpulver 10, das beispielsweise Al₂O₃ ist, handelt es sich um eine keramische Werkstoffkomponente des Reibwerkstoffs, beispielsweise um eine Gerüstkomponente. Zum Pressen wird das Keramikpulver 10 in die Preßform 11 gefüllt und anschließend wird ein Preßformwerkzeug 12 senkrecht von oben in Preßrichtung P in die Preßform 11 gedrückt. Dabei ist die Form entsprechend der Form des herzustellenden Reibkörpers 13 beziehungsweise Reibbelags gewählt, wobei eine Volumenänderung beim Sintern beim späteren Infiltrieren berücksichtigt werden muß.

Der erforderliche Druck beim Pressen ist von unterschiedlichen Parametern abhängig und wird so gewählt, daß sich durch das Pressen ein Reibklotz beziehungsweise Reibkörper 13 mit einer festen Form ergibt. Der gepreßte Reibkörper 13 bildet einen Grünkörper, der nach dem Pressen aus dem Preßformwerkzeug 12 entnommen wird und zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt wird (Schritt A).

In einem nächsten Verfahrensschritt wird der gepreßte Grün- oder Reibkörper 13 auf einen Trägerkörper 14 aufgelegt. Vorher kann der Grünkörper derart gesintert werden, daß eine Restporosität verbleibt. Der Trägerkörper 14 ist beispielsweise ein Trägerblech, das später mit dem Reibwerkstoff fest verbunden sein wird. Der Trägerkörper 14 hat eine ebene Oberfläche 14a, auf der ein oder mehrere Reibkörper 14 angeordnet werden. Es ist jedoch ebenso möglich, auch auf der Rückseite 14b des Trägerkörpers 14 einen oder mehrere Reibklötze beziehungsweise Reibkörper 13 anzubringen (Schritt B).

Im nächsten Verfahrensschritt wird ein metallisches Pulver 15 beziehungsweise eine metallische Pulvermischung auf den oder die Reibkörper 13 aufgeschüttet. Bei dem metallischen Pulver 15 handelt es sich um eine metallische Werkstoffkomponente des Reibwerkstoffs, beispielsweise um eine Infiltrationskomponente. Die metallische Pulvermischung beziehungsweise das metallische Pulver 15, das mit dem Reibkörper 13 in Kontakt gebracht wird, hat eine benetzende Eigenschaft. Das bedeutet, daß die Zusammensetzung des Pulvers 15 beziehungsweise der Pulvermischung in geschmolzenem Zustand gegenüber der Keramik beziehungsweise dem Grün- oder Reibkörper 13 und gegenüber dem Trägerkörper 14 beziehungsweise dem Trägerblech eine benetzende Eigenschaft hat, so daß bei entsprechender Temperatur die Flüssigkeit beziehungsweise Schmelze - möglichst ohne äußeren Druck - in den Reibkörper 13 aus Keramik eindringt beziehungsweise infiltriert und die Grenzfläche 14a zwischen dem Reibkörper 13, der einen Reibbelang bildet, und dem Trägerkörper 14, benetzt. Somit wird ein Löteffekt erzeugt, der die feste Verbindung zwischen dem Reibkörper 13 und dem Trägerkörper 4 bewirkt.

Das metallische Pulver 15 ist beispielsweise aus Kupfer oder Kupferoxid hergestellt, wobei der Sauerstoffanteil ≧ 3 at% beträgt, oder es umfaßt eine Mischung aus Kupfer und einem weiteren Metall, beispielsweise Titan. Auch kann Chrom zugegeben werden. In Fig. 6 ist das Aufbringen des benetzenden metallischen Pulvers 15 als Schritt C dargestellt.

Nun wird in einem Ofen, der die Anordnung aufnehmen soll, ein der Pulvermischung entsprechender Sauerstoffpartialdruck in der Ofenatmosphäre eingestellt. Dieser Schritt ist optional beziehungsweise fakultativ und dient dazu, Sauerstoffverluste aus der Schmelze zu minimieren.

Die Anordnung aus Reibkörper 13, Trägerkörper 14 und Metallpulver 15 wird nun in dem Ofen auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Schmelztemperatur des Pulvergemischs beziehungsweise des metallischen Pulvers 15 liegt. Dabei dringt die Flüssigkeit aus Metall in den Reibkörper 13 aus Keramik ein (Infiltration) und benetzt auch die Grenzfläche zwischen dem Reibkörper 13 und dem Trägerkörper 14. Dadurch werden die Komponenten gleichzeitig verlötet. Es erfolgt also ein gleichzeitiges Sintern, Infiltrieren und Auflöten des Reibkörpers 13 (Schritt D).

Das so hergestellte Reibelement weist eine sehr feste Verbindung zwischen dem Reibkörper 13 und dem Trägerkörper 14 auf.

Neben Aluminiumoxid und Kupfer sind auch Kombinationen anderer Keramiken und Metalle denkbar, wobei die benetzende Eigenschaft des flüssigen Metalls gegenüber der Keramik beziehungsweise dem Trägerkörper entscheidend ist und die Materialien unter diesem Kriterium ausgewählt werden.

Es ist auch möglich, den Reibkörper 13 ohne den Trägerkörper 14 herzustellen. Das oben beschriebene Verfahren wird hierzu analog angewendet. Wesentlich ist dabei, daß das metallische Pulver 15 mit dem keramischen Pulver oder dem daraus gepreßten Reibkörper 13 in der oben beschriebenen Art und Weise zusammengeführt und bearbeitet wird.

Bezugszeichenliste

10

Keramikpulver beziehungsweise keramische Werkstoffkomponente

11

Preßform

12

Preßformwerkzeug

13

Reibkörper

14

Trägerkörper

14

a Oberfläche des Trägerkörpers

14

b Rückseite des Trägerkörpers

15

metallisches Pulver beziehungsweise metallische Werkstoffkomponente

20

Reibwerkstoff

21

Gerüstkomponente

22

Infiltrationskomponente

25

Partikel

26

Hohlraum

27

Pore

28

Körper mit Schwammstruktur

29

Poren (gefüllt)

30

Füllmaterial

31

poröse Basis

32

Reaktionsphase
K Richtung der Kapillarwirkung
P Preßrichtung
Θ Benetzungswinkel

Claims

1. Reibwerkstoff, mit zwei oder mehr Werkstoffkomponenten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Werkstoffkomponenten (21, 22) für sich jeweils ein in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bilden, und daß diese Werkstoffkomponenten (21, 22) im Reibwerkstoff (20) in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken ausgebildet sind.

2. Reibwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mittels eines Infiltrationsverfahrens hergestellt ist.

3. Reibwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Werkstoffkomponenten (22) so gewählt ist, daß sie gegenüber wenigstens einer anderen Werkstoffkomponente (21) benetzend wirkt.

4. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Werkstoffkomponenten, die einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet, als Gerüstkomponente (21) ausgebildet ist.

5. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Werkstoffkomponenten, die einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet, als Infiltrationskomponente (22) ausgebildet ist.

6. Reibwerkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Infiltrationskomponente (22) so gewählt ist, daß sie gegenüber der Gerüstkomponente (21) benetzend wirkt.

7. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente (21), als Partikelgerüst mit offener Porosität ausgebildet ist.

8. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente (21) als Körper (28) mit Schwammstruktur oder Wabenstruktur ausgebildet ist und daß deren Poren (29) aus untereinander verbundenen Flächenelementen der Werkstoffkomponente gebildet sind.

9. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente (21), als durchgängige, lange Faser oder als Faserverbund ausgebildet ist.

10. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente (21) mittels eines Ausbrennverfahrens hergestellt ist.

11. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Werkstoffkomponenten, vorzugsweise die Gerüstkomponente (21), eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweist: Keramik, insbesondere Aluminiumoxid, SiC, Glas, Metall, insbesondere sinterfähige Metalle, Fe, Kupfer, Bronze, Ti, Al, Messing, Kevlar, BN, Kohlenstoff.

12. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Werkstoffkomponenten, vorzugsweise die Infiltrationskomponente (22) eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweist: Metall, insbesondere Kupfer, Aluminium, Eisen, Weichmetall, Kupfer mit Sauerstoff, intermetaüische Verbindungen, Polymer, Elastomer, Glas, Graphit, Glimmer, Kokspulver, Al₂O₃, Eisenoxid, Schwerspat, Harz, Kautschuk, Silizium.

13. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieser drei oder mehr Werkstoffkomponenten aufweist.

14. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerüstkomponente (21) und/oder die Infiltrationskomponente (22) einen oder mehrere Zuschlagstoffe aufweist.

15. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibwerkstoff (20) eine keramische Werkstoffkmponente (10) und eine metallische Werkstoffkomponente (15) aufweist.

16. Reibwerkstoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Werkstoffkomponente (15) so gewählt ist, daß sie gegenüber der keramischen Werkstoffkomponente (10) benetzend wirkt.

17. Reibwerkstoff nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Werkstoffkomponente (15) in festem Zustand Kupfer und Kupferoxid umfaßt.

18. Reibwerkstoff nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Werkstoffkomponente (15) Aluminiumoxid umfaßt.

19. Reibelement mit einem Trägerkörper (14), dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer Seite des Trägerkörpers (14) ein Reibwerkstoff (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 angebracht ist.

20. Verfahren zum Herstellen eines Reibwerkstoffs, umfassend zwei oder mehr Werkstoffkomponenten, bei dem als eine Gerüstkomponente wenigstens eine infiltrierbare Werkstoffkomponente in Form eines in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbunds hergestellt wird, bei dem die Gerüstkomponente anschließend von wenigstens einer, eine Infiltrationskomponente bildenden, zweiten Werkstoffkomponente derart infiltriert wird, daß die zweite Werkstoffkomponente einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet, so daß die beiden, einen durchgängigen Verbund bildenden Werkstoffkomponenten bei Beendigung des Verfahrens im Reibwerkstoff in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken vorliegen.

21. Verfahren nach Anspruch 20 zur Herstellung eines Reibwerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 18.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Infiltrationskomponente mittels Selbstinfiltration, reaktiver Infiltration oder Druckinfiltration in die Gerüstkomponente infiltriert oder infiltriert wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Gerüstkomponente zunächst ein Partikelgerüst mit offener Porosität hergestellt wird und daß die Gerüstkomponente von der Infiltrationskomponenten infiltriert wird, die anschließend erstarrt oder härtet.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerüstkomponente zunächst in Form eines Grünkörpers hergestellt wird, daß der Grünkörper derart gesintert wird, daß eine offene Restporosität verbleibt, daß die Gerüstkomponente anschließend mit der Infiltrationskomponenten in Kontakt gebracht wird, so daß die Infiltrationskomponente in die Gerüstkomponente infiltriert oder infiltriert wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Gerüstkomponente zunächst ein Körper mit Schwammstruktur oder Wabenstruktur hergestellt wird und daß die Poren der Gerüstkomponente, die aus untereinander verbundenen Flächenelementen der Gerüstkomponente gebildet sind, von der Infiltrationskomponente infiltriert werden, die anschließend erstarrt oder härtet.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Gerüstkomponente zunächst eine durchgängige, lange Faser oder ein Faserverbund hergestellt wird und daß die Faser oder der Faserverbund von der Infiltrationskomponenten infiltriert wird, die anschließend erstarrt oder härtet.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerüstkomponente hergestellt wird, indem die infiltrierbare Werkstoffkomponente um ein oder mehrere Kernelement(e) herum angeordnet wird, daß das wenigstens eine Kernelement anschließend entfernt wird und daß in die so erzeugte Porosität der Gerüstkomponente die Infiltrationskomponente infiltriert oder infiltriert wird, die anschließend erstarrt oder härtet.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, bei dem als Gerüstkomponente zunächst ein keramisches Pulver zu einem Reibkörper gepreßt wird, wobei das keramische Pulver vor dem Pressen und/oder der Reibkörper nach dem Pressen und gegebenenfalls nach einem Sintervorgang mit einem metallischen Pulver als Infiltrationskomponente versehen und anschließend, auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des metallischen Pulvers erhitzt wird, so daß sich das metallische Pulver verflüssigt und die Gerüstkomponente von der flüssigen Infiltrationskomponenten infiltriert wird.

29. Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkstoffs nach einem der Ansprüche 20 bis 28 und zu seiner Anbindung an einen Trägerkörper, bei dem die Gerüstkomponente mit dem Trägerkörper in Kontakt gebracht und erhitzt wird, wobei die Gerüstkomponente mit der Infiltrationskomponenten versehen ist und bei Erhitzen der Trägerkörper mit der Gerüstkomponenten durch die Infiltrationskomponente verbunden wird.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, bei dem das Pressen uniaxial und/oder isostatisch erfolgt.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, bei dem eine Glühbehandlung bei definiertem Sauerstoffpartialdruck undefinierte Temperatur durchgeführt wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 31, bei dem ein gleichzeitiges Sintern, Infiltrieren der Infiltrationskomponente in die Gerüstkomponente und Verlöten mit einem Trägerkörper erfolgt.

33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem der Reibkörper während des Sinter- Infiltrations-Lötvorgangs an den Trägerkörper gepreßt wird.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 33, bei dem ein oder mehrere der Parameter Sinterzeit, Sintertemperatur, Preßbedingungen, Zusammensetzung der Infiltrationskomponenten, Zusammensetzung der Gerüstkomponenten, Form und Größe der hergestellten Reibkörper verändert werden.