DE10157478A1 - Metall-Verbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Metall-Verbundwerkstoffs - Google Patents
Metall-Verbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Metall-VerbundwerkstoffsInfo
- Publication number
- DE10157478A1 DE10157478A1 DE2001157478 DE10157478A DE10157478A1 DE 10157478 A1 DE10157478 A1 DE 10157478A1 DE 2001157478 DE2001157478 DE 2001157478 DE 10157478 A DE10157478 A DE 10157478A DE 10157478 A1 DE10157478 A1 DE 10157478A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- metal
- layer
- wire
- preformed
- steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/012—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
Abstract
Es ist ein Metall-Verbundwerkstoff angegeben, bei dem ein vorgeformtes erstes Metall in einer Grundmatrix eines zweiten Metalls eingebettet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Metall-Verbundwerkstoff und ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Verbundwerkstoffs bzw. eines Werkstoffverbundes.
- Die Verwendung von Leichtbauwerkstoffen gewinnt insbesondere in der Verkehrstechnik an Bedeutung. Bekannt ist z. B. der Einsatz der Leichtmetalle Aluminium und Magnesium bzw. deren Legierungen in Form von Blechen, Profilen oder als Gießwerkstoffe. Die bekannten Leichtmetallwerkstoffe weisen jedoch gegenüber Stahl eine geringere thermische und mechanische Festigkeit auf und sind zudem nur eingeschränkt verformbar bzw. umformbar.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Metallwerkstoff und ein Verfahren zur Herstellung desselben anzugeben.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
- Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen angegeben.
- Die Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass ein vorgeformtes erstes Metall in einer Grundmatrix eines zweiten Metalls eingebettet ist. Das erste Metall ist also bereits vor dem Einbetten in die Grundmatrix des zweiten Metalls, d. h. eine Matrix, die bei der Verarbeitung des Werkstoffs zu einer anderen Matrix umgeformt werden kann, in einer räumlichen Form ausgebildet. Ist beispielsweise ein vorgeformter Strang aus dem ersten Metall in eine Grundmatrix des zweiten Metalls eingebettet, resultiert ein Verbund-Werkstoff, dessen Eigenschaften, wie Verformbarkeit bzw. Umformbarkeit und thermische sowie mechanische Festigkeit, wesentlich von denjenigen des Stranges mitbestimmt werden. So können durch eine gezielte Auswahl des ersten und des zweiten Metalls sowie der verwendeten räumlichen Form des ersten Metalls die Eigenschaften und das Verhalten des Metall-Verbundwerkstoffs bei der Weiterverarbeitung bedarfsgerecht im voraus gestaltet und festgelegt werden. Das Resultat ist ein hybrides Werkstoff-Grundsystem.
- Bei dem Metall-Verbundwerkstoff kann das erste Metall Stahl und das zweite Metall Al oder Mg sein. Dies führt zu einem Metall- Verbundwerkstoff, der sowohl thermisch als auch mechanisch belastbarer als ein Al- oder Mg-Leichtmetall-Werkstoff ist und zugleich eine Verformbarkeit aufweist, die zwischen derjenigen der verwendeten Leichtmetalls und derjenigen des reinen Stahls liegt.
- Im Metall-Verbundwerkstoff kann das vorgeformte erste Metall als eine Mehrzahl von Fasern, als eine Mehrzahl von Faserbündeln, als mindestens ein Draht, als mindestens ein Drahtbündel und/oder als mindestens ein Geflecht ausgebildet sein. Diese Vielzahl von räumlichen Formen des ersten Metalls ermöglicht einen großen Spielraum bei der Gestaltung der Eigenschaften des Metall-Verbundwerkstoffs.
- Bei dem Metall-Verbundwerkstoff kann zwischen dem ersten und dem zweiten Metall eine metallurgische Verbindung ausgebildet sein. Dadurch wird der Zusammenhalt der räumlichen Form des ersten Metalls und der Grundmatrix des zweiten Metalls und somit das innere Gefüge des Werkstoffs verbessert, so dass seine Belastbarkeit und seine Verformbarkeit ansteigt.
- In dem Metall-Verbundwerkstoff kann der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Metall eine Legierung, insbesondere eine intermetallische Verbindung, aufweisen. Der Übergang enthält daher einen Bereich, in dem das erste Metall und das zweite Metall in einer Legierung auf atomarer Ebene vermischt sind. Dies führt zu einem verbesserten Gefüge und somit zu einer höheren Belastbarkeit und Verformbarkeit des Werkstoffs. Zudem entsprechen die Materialeigenschaften in diesem Bereich denjenigen der Legierung, so dass durch eine gezielte Auswahl der Metalle auch die Materialeigenschaften des Übergangs im voraus festgelegt werden können.
- In dem Metall-Verbundwerkstoff kann der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Metall Konzentrations-Gradienten aufweisen. Z. B. kann sich die Konzentration des ersten Metalls innerhalb des Übergangs allmählich in Richtung der Grundmatrix des zweiten Metalls verringern und die Konzentration des zweiten Metalls kann sind allmählich in Richtung des vorgeformten ersten Metalls verringern. Durch dieses Gefüge wird der Zusammenhalt des ersten und zweiten Metalls verbessert mit positiven Folgen für die thermische und mechanische Belastbarkeit sowie für die Verformbarkeit des Metall-Verbundwerkstoffs.
- In dem Metall-Verbundwerkstoff kann eine Schicht eines dritten Metalls zwischen dem vorgeformten ersten Metall und dem zweiten Metall vorgesehen und zwischen dem ersten und dem dritten Metall und zwischen dem dritten und dem zweiten Metall jeweils eine metallurgische Verbindung ausgebildet sein. Dies ermöglicht im Falle eines ersten und eines zweiten Metalls, die keine metallurgische Verbindung eingehen, dass über das dritte Metall ein Zusammenhalt des ersten und zweiten Metalls herbeigeführt wird, der die thermischen und mechanischen Eigenschaften des Metall-Verbundwerkstoffs verbessert.
- In dem Metall-Verbundwerkstoff kann Stahl als das erste Metall vorgesehen sein, eine Schicht Sn auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen sein, eine Schicht Cu auf der Sn-Schicht vorgesehen sein, eine Schicht Al auf der Cu-Schicht vorgesehen sein, eine Schicht Mg als das zweite Metall auf der Al-Schicht vorgesehen sein, und zwischen Stahl und Sn, zwischen Sn und Cu, zwischen Cu und Al und zwischen Al und Mg jeweils eine metallurgische Verbindung ausgebildet sein. Beispielsweise kann zwischen Sn und Cu eine intermetallische Verbindung und zwischen Aluminium und Magnesium eine Legierung gebildet sein. Durch diese Materialkombination wird vom vorgeformten Stahl bis zur Mg-Schicht eine Aneinanderreihung metallurgischer Verbindungen erzeugt. So wird die äußere Mg-Schicht an den Stahlkern des Werkstoffs angebunden, obwohl Stahl und Mg alleine nur eine unzureichende metallurgische Verbindung ausbilden. Die Anbindung des Mg hat zur Folge, daß das Gefüge und die Materialeigenschaften eines Stahl und Mg aufweisenden Verbundwerkstoffs verbessert werden und so eine Lösung für die Materialkombination Stahl/Magnesium bereitgestellt wird.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt insbesondere durch Einbetten eines vorgeformten ersten Metalls in eine Grundmatrix eines zweiten Metalls. Dadurch erhält der Verbundwerkstoff einen Kern aus einer räumlichen Form des ersten Metalls, was bei einer geeigneten Auswahl der Metallkombination und der räumlichen Form zu den oben beschriebenen Eigenschaften des Werkstoffs und damit zu einer erleichterten weiteren Verarbeitung des Werkstoffs führt. Dabei können als das erste Metall Stahl und als das zweite Metall Al oder Mg verwendet werden. Ferner können als das vorgeformte erste Metall eine Mehrzahl von Fasern, eine Mehrzahl von Faserbündeln, mindestens ein Draht, mindestens ein Drahtbündel und/oder mindestens ein Geflecht verwendet werden. Weiter kann das erste Metall auch in Form eines oder mehrerer Netze und/oder eines oder mehrerer Siebe eingesetzt werden. Diese sogenannten Preformen können eingegossen, eingepresst oder eingewalzt werden.
- In dem Verfahren können das vorgeformte erste Metall und die Grundmatrix während oder nach dem Einbetten umgeformt werden. Dadurch kann dem Metall-Verbundwerkstoff eine für die weitere Verarbeitung günstige Form gegeben werden.
- Als das vorgeformte erste Metall kann ein Draht aus dem ersten Metall verwendet werden, der eine Faltung aufweist, und der Draht und die Grundmatrix kann beim Einbetten unter Entfalten des Drahtes umgeformt werden. Beispielsweise kann das Einbetten durch Pressen erfolgen und ein in einer Mäander-, Zickzack- oder Schleifenform gefalteter Draht kann außerhalb der vor dem Pressen vorliegenden Ausgangsmatrix des zweiten Metalls bereitgestellt werden. Der Draht und die Ausgangsmatrix werden zum Pressen einem Presswerkzeug zugeführt. Beim Pressen erfolgt eine Längenänderung des Drahtes, der gefaltete Draht wird entfaltet und in die spätere Grundmatrix des zweiten Metalls hineingezogen. Alternativ kann der gefaltete Draht innerhalb der Ausgangsmatrix bereitgestellt werden. Dadurch entfällt das Zuführen des Drahtes zum Presswerkzeug.
- Ferner kann das Einbetten durch hydrostatisches Strangpressen erfolgen, wobei als das vorgeformte erste Metall ein zu einer Spule aufgewickelter Draht aus dem ersten Metall verwendet wird, der beim hydrostatischen Strangpressen abgespult wird. Die Spule kann innerhalb der Ausgangsmatrix im Strangpresskopf (Extruder) bereitgestellt werden. Beim hydrostatischen Strangpressen übt ein Pressenstempel eine Kraft auf eine mit der Ausgangsmatrix in Kontakt stehende Flüssigkeit aus, so dass auf das zweite Metall ein hydrostatischer Druck wirkt. Infolgedessen verhält sich das zweite Metall ähnlich wie eine Flüssigkeit und kann wie eine Flüssigkeit aus dem Strangpresskopf getrieben werden. Da der Draht der Fließbewegung des zweiten Metalls folgen kann, wird dieser auch aus dem Strangpresskopf getrieben, in die Grundmatrix des zweiten Metalls hineingezogen und dort eingebettet.
- Den Metallen kann zur Ausbildung einer metallurgischen Verbindung zumindest bereichsweise Energie zugeführt werden. Dadurch erhält das System die zur Ausbildung der metallurgischen Verbindung nötige Reaktionswärme. Z. B. kann die bei einem Umformen des ersten Metalls und der Grundmatrix freiwerdende kinetische Energie die nötige Reaktionswärme liefern, um erst innerhalb des Gesamtverbundes die metallurgischen Effekte herbeizuführen. Alternativ kann die Reaktionswärme aus exothermen Reaktionen der vorhandenen Metalle miteinander oder von Zusatzstoffen miteinander oder mit den Metallen freigesetzt werden. Auch eine Behandlung mit Ultraschall kann dazu dienen, die nötige Energie zu liefern. Ein Nachtempern, eine Nachbehandlung mit Ultraschall und/oder ein Abkühlen kann zusätzlich zur Stabilisierung des Gefüges durchgeführt werden.
- Ferner können die Metalle nach dem Einbetten zur Ausbildung einer metallurgischen Verbindung mit einer vorbestimmten Durchlaufgeschwindigkeit und einer definierten Energiedichte zumindest bereichsweise induktiv erwärmt werden. Dies kann während einer Umformung des ersten Metalls und der Grundmatrix oder in einem davor oder danach stattfindenden Verfahrensschritt in einem Induktionsofen erfolgen, durch den die Metalle geführt werden. Durch Bestimmung der Durchlaufgeschwindigkeit kann bei einer definierten Energiedichte eine gezielte Ausbildung einer oder mehrerer metallurgischer Verbindungen innerhalb der Grundmatrix oder Bereichen davon erreicht werden.
- Im Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Metall können Konzentrations-Gradienten gebildet werden.
- Beim Einbetten kann eine Schicht eines dritten Metalls auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen werden, eine Schicht des zweiten Metalls kann auf der Schicht des dritten Metalls vorgesehen werden, und zwischen dem ersten und dem dritten Metall und zwischen dem dritten und dem zweiten Metall kann jeweils eine metallurgische Verbindung, insbesondere durch Zuführen von Energie, ausgebildet werden.
- Ferner kann Stahl als das erste Metall verwendet werden, eine Schicht Sn kann auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen werden, eine Schicht Cu kann auf der Sn-Schicht vorgesehen werden, eine Schicht Al kann auf der Cu-Schicht vorgesehen werden, eine Schicht Mg kann als das zweite Metall auf der Al-Schicht vorgesehen werden, und zwischen Stahl und Sn, zwischen Sn und Cu, zwischen Cu und Al und zwischen Al und Mg kann jeweils eine metallurgische Verbindung, insbesondere durch Zuführen von Energie, ausgebildet werden. Beispielsweise wird die Sn-Schicht auf einen Stahldraht aufgeschmolzen und die nachfolgenden Schichten werden galvanisch aufgebracht. Dabei kann nach jedem Schichtbildungsschritt oder erst nach dem Aufbringen aller Schichten Energie zugeführt werden, um intermetallische Verbindungen oder Legierungen zwischen den einzelnen Schichten zu erzeugen. So kann eine von der äußeren Mg-Schicht bis zu dem Stahldraht durchgehende intermetallische Anbindung des Mg an den Stahl erreicht werden.
- Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einem Verfahrensstadium eines hydrostatischen Strangpressens,
- Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Vorstufe der dritten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 4 eine Querschnittsansicht der dritten Ausführungsform in einem Verfahrensstadium eines hydrostatischen Strangpressens mit induktiver Erwärmung und Nachtemperung.
- Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform handelt es sich um einen Strang 2 eines Metall-Verbundwerkstoffs, dessen Kern 4 aus einem Draht 6 aus Stahl besteht, der in eine Grundmatrix 8 aus Aluminium (Al) oder Magnesium (Mg) eingebettet ist.
- Bei der Herstellung der ersten Ausführungsform wird zunächst ein Block 14 aus Aluminium oder Magnesium, in den eine Spule 10 des Drahtes 6 eingegossen ist, in einen Strangpresskopf 12 einer hydrostatischen Strangpresse derart eingebracht, dass der Draht 6 beim Austreten aus einer Düse 13 des Strangpresskopfs 12 abgespult werden kann. Anschließend wird der Strangpresskopf 12 mit einer Flüssigkeit 15 gefüllt. Sodann wird durch Verschieben eines nicht gezeigten Pressenstempels der Druck innerhalb des Strangpresskopfs 12 und damit der hydrostatische Druck der Flüssigkeit 15 auf den Block 14 derart erhöht, dass sich das Metall wie eine Flüssigkeit verhält und durch die Düse 13 austritt. Der Draht 6 folgt dabei der Fließbewegung des Metalls und tritt unter Abspulen der Spule 10 ebenfalls aus der Düse 13 aus, wobei der Draht 6 in den hinter der Düse 13 entstehenden Strang 2 eingebettet wird. Aufgrund des durch Verdichten der Flüssigkeit 15 entstehenden hohen Drucks wird eine ausreichende metallurgische Anbindung des Kerns 4 aus Stahl an die Grundmatrix 8 aus Aluminium bzw. Magnesium erzielt.
- Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem Strang 16. Dieser besitzt einen vorgeformten Kern 17 (Preform) aus Stahl, der z. B. als miteinander über Stahlstangen verbundene Stahlscheiben ausgebildet ist und in eine Grundmatrix 18 aus einem Leichtmetall, z. B. Aluminium, eingegossen ist.
- Fig. 3 zeigt eine Vorstufe einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Metall-Verbundwerkstoffs. Die Vorstufe ist als beschichteter Draht 19 ausgebildet. Der beschichtete Draht 19 besteht aus einem Draht 20 aus Stahl, der mit vier Schichten bedeckt ist. Eine Schicht 22 aus Zinn (Sn) ist auf dem Draht 20 vorgesehen. Auf der Schicht 22 befindet sich eine Schicht 24 aus Kupfer (Cu), auf der wiederum eine Schicht 26 aus Aluminium (Al) aufgebracht ist. Auf letzterer befindet sich eine Schicht 28 aus Magnesium (Mg).
- In Fig. 4 ist die Weiterverarbeitung des beschichteten Drahtes 19 zur dritten Ausführungsform dargestellt. Letztere besteht aus einem Strang 36, bei dem in eine Grundmatrix 38 aus Mg mehrere beschichtete Drähte 19 eingebettet sind. In den Drähten 19 des Stranges 36 ist jeweils zwischen dem Draht 20 aus Stahl und der Schicht 22 aus Sn eine metallurgische Verbindung vorhanden. An der Kontaktfläche der Schicht 22 aus Sn und der Schicht 24 aus Cu ist jeweils eine intermetallische Verbindung aus Sn und Cu ausgebildet. Die Schicht 24 aus Cu und die Schicht 26 aus Al schließen jeweils eine intermetallische Verbindung aus Cu und Al ein. Zwischen der Schicht 26 aus Al und der Schicht 28 aus Mg ist jeweils eine Al/Mg-Legierung ausgebildet. So ist in jedem Draht 19 des Stranges 36 die Schicht 28 aus Mg über die Schichten 26, 24 und 22 und mehrere metallurgische Verbindungen an den Draht 20 aus Stahl angebunden. Auch zwischen der Schicht 28 jedes Drahtes 19 und der Grundmatrix 38, die beide aus Mg bestehen, ist eine metallurgische Anbindung vorhanden. Dies ermöglicht einen Metall-Verbundwerkstoff, in dem Stahldrähte in eine Grundmatrix aus Mg eingebettet sind, obwohl Stahl und Mg alleine nur eine unzureichende metallurgische Verbindung ausbilden.
- Zur Herstellung der dritten Ausführungsform, d. h. des Stranges 36, wird auf den Draht 20 aus Stahl zunächst die Schicht 22 aus Sn aufgeschmolzen. Danach werden nacheinander die Schicht 24 aus Cu, die Schicht 26 aus Al und die Schicht 28 aus Mg galvanisch aufgebracht. Dadurch entsteht der beschichtete Draht 19. Mehrere beschichtete Drähte 19 werden anschließend wie in Fig. 4 gezeigt mittels hydrostatischem Strangpressen unter Umformen in die Grundmatrix 38 aus Magnesium eingebettet.
- Durch das Umformen wird kinetische Energie freigesetzt. Der durch das Umformen gebildete Strang wird zusätzlich durch einen Induktionsofen 32 geführt und dort erwärmt. Die freigewordene kinetische Energie und die induktive Erwärmung bewirken, daß die Schicht 22 mit dem Draht 20, jeweils benachbarte der Schichten 22 bis 28 und die Schicht 28 und die Grundmatrix 38 an den zugehörigen Kontaktflächen die oben beschriebenen metallurgischen Verbindungen ausbilden. So wird die Grundmatrix 38 aus Mg an den Draht 20 aus Stahl angebunden. Danach wird der induktiv erwärmte Strang noch einer Temperstufe 34 zum Nachtempern zugeführt, um das Gefüge der jeweiligen metallurgischen Verbindungen zu stabilisieren. Bezugszeichenliste 2 Strang
4 Kern
6 Draht (Stahl)
8 Grundmatrix
10 Spule
12 Strangpresskopf
13 Düse
14 Block (Al oder Mg)
15 Flüssigkeit
16 Strang
17 Kern (Stahl)
18 Grundmatrix
19 beschichteter Draht
20 Draht (Stahl)
22 Schicht (Sn)
24 Schicht (Cu)
26 Schicht (Al)
28 Schicht (Mg)
30 Ausgangsmatrix
32 Induktionsofen
34 Temperstufe
36 Strang
38 Grundmatrix
Claims (19)
1. Metall-Verbundwerkstoff,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein vorgeformtes erstes Metall in einer Grundmatrix (8; 18; 38) eines
zweiten Metalls eingebettet ist.
2. Metall-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Metall Stahl und das zweite Metall Al oder Mg ist.
3. Metall-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das vorgeformte erste Metall als eine Mehrzahl von Fasern, als eine
Mehrzahl von Faserbündeln, als mindestens ein Draht (6), als
mindestens ein Drahtbündel und/oder als mindestens ein Geflecht (20)
ausgebildet ist.
4. Metall-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem ersten und dem zweiten Metall eine metallurgische
Verbindung ausgebildet ist.
5. Metall-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Metall eine
Legierung, insbesondere eine intermetallische Verbindung, aufweist.
6. Metall-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Metall
Konzentrations-Gradienten aufweist.
7. Metall-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Schicht eines dritten Metalls zwischen dem vorgeformten ersten Metall und dem zweiten Metall vorgesehen ist, und
zwischen dem ersten und dem dritten Metall und zwischen dem dritten und dem zweiten Metall jeweils eine metallurgische Verbindung ausgebildet ist.
eine Schicht eines dritten Metalls zwischen dem vorgeformten ersten Metall und dem zweiten Metall vorgesehen ist, und
zwischen dem ersten und dem dritten Metall und zwischen dem dritten und dem zweiten Metall jeweils eine metallurgische Verbindung ausgebildet ist.
8. Metall-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
Stahl als das erste Metall vorgesehen ist,
eine Sn-Schicht (22) auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen ist,
eine Cu-Schicht (24) auf der Sn-Schicht (22) vorgesehen ist,
eine Al-Schicht (26) auf der Cu-Schicht (24) vorgesehen ist,
eine Mg-Schicht (28) als das zweite Metall auf der Al-Schicht (26) vorgesehen ist, und
zwischen Stahl und der Sn-Schicht (22), zwischen der Sn-Schicht (22) und der Cu-Schicht (24), zwischen der Cu-Schicht (24) und der Al-Schicht (26) und zwischen der Al-Schicht (26) und der Mg-Schicht (28) jeweils eine metallurgische Verbindung ausgebildet ist.
Stahl als das erste Metall vorgesehen ist,
eine Sn-Schicht (22) auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen ist,
eine Cu-Schicht (24) auf der Sn-Schicht (22) vorgesehen ist,
eine Al-Schicht (26) auf der Cu-Schicht (24) vorgesehen ist,
eine Mg-Schicht (28) als das zweite Metall auf der Al-Schicht (26) vorgesehen ist, und
zwischen Stahl und der Sn-Schicht (22), zwischen der Sn-Schicht (22) und der Cu-Schicht (24), zwischen der Cu-Schicht (24) und der Al-Schicht (26) und zwischen der Al-Schicht (26) und der Mg-Schicht (28) jeweils eine metallurgische Verbindung ausgebildet ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Verbundwerkstoffs,
gekennzeichnet durch
Einbetten eines vorgeformten ersten Metalls in eine Grundmatrix (8;
18; 38) eines zweiten Metalls.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
als das erste Metall Stahl und als das zweite Metall Al oder Mg
verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
als das vorgeformte erste Metall eine Mehrzahl von Fasern, eine
Mehrzahl von Faserbündeln, mindestens ein Draht (6), mindestens
ein Drahtbündel und/oder mindestens ein Geflecht (20) verwendet
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das vorgeformte erste Metall und die Grundmatrix (8; 18; 38)
während oder nach dem Einbetten umgeformt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
als das vorgeformte erste Metall ein Draht (6) aus dem ersten Metall verwendet wird, der eine Faltung aufweist, und
der Draht (6) und die Grundmatrix (8; 18; 38) beim Einbetten unter Entfalten des Drahtes (6) umgeformt werden.
als das vorgeformte erste Metall ein Draht (6) aus dem ersten Metall verwendet wird, der eine Faltung aufweist, und
der Draht (6) und die Grundmatrix (8; 18; 38) beim Einbetten unter Entfalten des Drahtes (6) umgeformt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Einbetten durch hydrostatisches Strangpressen erfolgt, wobei
als das vorgeformte erste Metall ein zu einer Spule (10) aufgewickelter
Draht (6) aus dem ersten Metall verwendet wird, der beim
hydrostatischen Strangpressen abgespult wird.
15. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
den Metallen zur Ausbildung einer metallurgischen Verbindung
zumindest bereichsweise Energie zugeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Metalle nach dem Einbetten zur Ausbildung einer
metallurgischen Verbindung mit einer vorbestimmten
Durchlaufgeschwindigkeit und einer definierten Energiedichte zumindest bereichsweise
induktiv erwärmt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Metall
Konzentrations-Gradienten gebildet werden.
18. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Einbetten eine Schicht eines dritten Metalls auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen wird, eine Schicht des zweiten Metalls auf der Schicht des dritten Metalls vorgesehen wird, und
zwischen dem ersten und dem dritten Metall und zwischen dem dritten und dem zweiten Metall jeweils eine metallurgische Verbindung, insbesondere durch Zuführen von Energie, ausgebildet wird.
beim Einbetten eine Schicht eines dritten Metalls auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen wird, eine Schicht des zweiten Metalls auf der Schicht des dritten Metalls vorgesehen wird, und
zwischen dem ersten und dem dritten Metall und zwischen dem dritten und dem zweiten Metall jeweils eine metallurgische Verbindung, insbesondere durch Zuführen von Energie, ausgebildet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
Stahl als das erste Metall verwendet wird,
eine Sn-Schicht (22) auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen wird,
eine Cu-Schicht (24) auf der Sn-Schicht (22) vorgesehen wird,
eine Al-Schicht (26) auf der Cu-Schicht (24) vorgesehen wird,
eine Mg-Schicht (28) als das zweite Metall auf der Al-Schicht (26) vorgesehen wird, und
zwischen Stahl und der Sn-Schicht (22), zwischen der Sn-Schicht (22) und der Cu-Schicht (24), zwischen der Cu-Schicht (24) und der Al-Schicht (26) und zwischen der Al-Schicht (26) und der Mg-Schicht (28) jeweils eine metallurgische Verbindung, insbesondere durch Zuführen von Energie, ausgebildet wird.
Stahl als das erste Metall verwendet wird,
eine Sn-Schicht (22) auf dem vorgeformten ersten Metall vorgesehen wird,
eine Cu-Schicht (24) auf der Sn-Schicht (22) vorgesehen wird,
eine Al-Schicht (26) auf der Cu-Schicht (24) vorgesehen wird,
eine Mg-Schicht (28) als das zweite Metall auf der Al-Schicht (26) vorgesehen wird, und
zwischen Stahl und der Sn-Schicht (22), zwischen der Sn-Schicht (22) und der Cu-Schicht (24), zwischen der Cu-Schicht (24) und der Al-Schicht (26) und zwischen der Al-Schicht (26) und der Mg-Schicht (28) jeweils eine metallurgische Verbindung, insbesondere durch Zuführen von Energie, ausgebildet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001157478 DE10157478A1 (de) | 2001-11-23 | 2001-11-23 | Metall-Verbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Metall-Verbundwerkstoffs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001157478 DE10157478A1 (de) | 2001-11-23 | 2001-11-23 | Metall-Verbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Metall-Verbundwerkstoffs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10157478A1 true DE10157478A1 (de) | 2003-06-05 |
Family
ID=7706694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001157478 Ceased DE10157478A1 (de) | 2001-11-23 | 2001-11-23 | Metall-Verbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Metall-Verbundwerkstoffs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10157478A1 (de) |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE862651C (de) * | 1947-08-20 | 1953-01-12 | Cleveland Graphite Bronze Comp | Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall |
DE1125595B (de) * | 1954-05-12 | 1962-03-15 | Aluminiumwerke Nuernberg G M B | Verwendung von Einlagen aus Schwermetallen zur Herstellung von Gussstuecken aus Aluminium |
DE1290306B (de) * | 1955-04-14 | 1969-03-06 | Ver Deutsche Metallwerke Ag | Verfahren zur Herstellung von Verbundgussstuecken aus Leicht- und Schwermetallen |
FR2251628A1 (en) * | 1973-11-19 | 1975-06-13 | United States Borax Chem | Fibre reinforced ductile metal or alloy - prepd from a mixt of metal and fibre-forming substance which is compacted and hot deformed |
DE2619235A1 (de) * | 1975-12-24 | 1977-07-07 | Westinghouse Canada Ltd | Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten gegenstaenden |
DD137730A1 (de) * | 1978-07-06 | 1979-09-19 | Wolfgang Gruenberger | Verfahren zum umformen von verbundwerkstoffen |
DE3431778A1 (de) * | 1983-11-26 | 1985-06-05 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Faserverstaerkter verbundkoerper und verfahren zu seiner herstellung |
DD268413A1 (de) * | 1988-01-15 | 1989-05-31 | Ardenne Forschungsinst | Verfahren zur herstellung von verbundmetall |
WO1997013597A2 (de) * | 1995-10-11 | 1997-04-17 | Mahle Gmbh | Verfahren zur herstellung einer intermetallischen verbindung |
DE19806570A1 (de) * | 1997-02-18 | 1998-08-20 | Toyota Motor Co Ltd | Rundumgußprodukt |
DE19712624C2 (de) * | 1997-03-26 | 1999-11-04 | Vaw Motor Gmbh | Aluminiummatrix-Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
US6063509A (en) * | 1995-10-11 | 2000-05-16 | Mahle Gmbh | Reinforcing component of which the basic material is austenitic cast iron |
DE10043108A1 (de) * | 1999-08-31 | 2001-05-17 | Cummins Engine Co Inc | Metallurgische Bindung von Einsätzen mit mehrlagigen Beschichtungen innerhalb von Metallgußteilen |
-
2001
- 2001-11-23 DE DE2001157478 patent/DE10157478A1/de not_active Ceased
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE862651C (de) * | 1947-08-20 | 1953-01-12 | Cleveland Graphite Bronze Comp | Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall |
DE1125595B (de) * | 1954-05-12 | 1962-03-15 | Aluminiumwerke Nuernberg G M B | Verwendung von Einlagen aus Schwermetallen zur Herstellung von Gussstuecken aus Aluminium |
DE1290306B (de) * | 1955-04-14 | 1969-03-06 | Ver Deutsche Metallwerke Ag | Verfahren zur Herstellung von Verbundgussstuecken aus Leicht- und Schwermetallen |
FR2251628A1 (en) * | 1973-11-19 | 1975-06-13 | United States Borax Chem | Fibre reinforced ductile metal or alloy - prepd from a mixt of metal and fibre-forming substance which is compacted and hot deformed |
DE2619235A1 (de) * | 1975-12-24 | 1977-07-07 | Westinghouse Canada Ltd | Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten gegenstaenden |
DD137730A1 (de) * | 1978-07-06 | 1979-09-19 | Wolfgang Gruenberger | Verfahren zum umformen von verbundwerkstoffen |
DE3431778A1 (de) * | 1983-11-26 | 1985-06-05 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Faserverstaerkter verbundkoerper und verfahren zu seiner herstellung |
DD268413A1 (de) * | 1988-01-15 | 1989-05-31 | Ardenne Forschungsinst | Verfahren zur herstellung von verbundmetall |
WO1997013597A2 (de) * | 1995-10-11 | 1997-04-17 | Mahle Gmbh | Verfahren zur herstellung einer intermetallischen verbindung |
US6063509A (en) * | 1995-10-11 | 2000-05-16 | Mahle Gmbh | Reinforcing component of which the basic material is austenitic cast iron |
DE19806570A1 (de) * | 1997-02-18 | 1998-08-20 | Toyota Motor Co Ltd | Rundumgußprodukt |
DE19712624C2 (de) * | 1997-03-26 | 1999-11-04 | Vaw Motor Gmbh | Aluminiummatrix-Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE10043108A1 (de) * | 1999-08-31 | 2001-05-17 | Cummins Engine Co Inc | Metallurgische Bindung von Einsätzen mit mehrlagigen Beschichtungen innerhalb von Metallgußteilen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3203222C2 (de) | Knüppel zur Herstellung eines drahtförmigen Supraleiters | |
DE3209575C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines mit einer faserverstärkten Einlage versehenen Verbundkörpers sowie Anwendung des Verfahrens | |
EP3265607B1 (de) | Seil und verfahren zur herstellung eines seils | |
EP2289072B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer litze sowie litze aus mehreren drähten | |
EP2935690B1 (de) | Drahtseil sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung des drahtseils | |
DE2831433A1 (de) | Mit kunststoff impraegniertes, geschmiertes drahtseil | |
EP3425665A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bonddrahtes | |
DE2104600B2 (de) | Elektrischer leiter fuer supraleitende wicklungen oder schaltstrecken, und verfahren zur herstellung eines solchen leiters | |
DE1510151B2 (de) | ||
DE2219816A1 (de) | ||
DE2059179C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Formkörpers sowie Anwendung des Verfahrens zur Herstellung spezieller Formkörper | |
DE1504793A1 (de) | Kern | |
WO2009124862A1 (de) | Materialverbund, bestehend aus einer metallischen matrix, in der cnt-filamente verteilt sind, sowie verfahren zur herstellung eines solchen materialverbundes | |
DE10342209A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Drahtseils und Anwendung des Verfahrens | |
DE102007018268A1 (de) | Multifilamentsupraleiter sowie Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE19736575C5 (de) | Kunstoffwalze, Verfahren zur Herstellung derselben und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE10157478A1 (de) | Metall-Verbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Metall-Verbundwerkstoffs | |
EP1973677B1 (de) | Elektrischer verbundleiter und herstellverfahren dafür | |
DE69533195T2 (de) | Supraleiter mit hohem kupfervolumen und dessen herstellungsmethode | |
DE3112947C2 (de) | Verfahren und Anlage zum Bogenstranggießen | |
DE2226863A1 (de) | Verfahren zur herstellung von durch einlagen von faserstrukturen verstaerkten metallwerkstoffen | |
DE1927225A1 (de) | Draehte fuer verstaerkte Kautschukerzeugnisse und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE1302863C2 (de) | Verfahren zum herstellen duenner metallfaeden | |
WO2013174547A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines leichtmetallteils; leichtmetallteil und verbrennungsmotor mit zylinderlaufbuchse aus leichtmetallteil | |
DE19781990B4 (de) | Verbesserte Kokillenwandfläche für den Strangguss und Fertigungsverfahren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |