DE102009050025A1

DE102009050025A1 - Keramikbremsscheibe

Info

Publication number: DE102009050025A1
Application number: DE200910050025
Authority: DE
Inventors: Rasim Dr. Yarim
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-05-05

Abstract

Keramikbremsscheibe bestehend aus einem faserverstärkten Tragkörper und zwei beidseitig am Tragkörper vorgesehenen Reibschichten, die jeweils im Wesentlichen aus Si, SiC und gegebenenfalls C bestehen, wobei zumindest ein Teil der SiC- und/oder C-Bestandteile (5, 6) der Reibschichten (3) und/oder des Tragkörpers (2) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig in einer Umhüllung (7) aus wenigstens einem Metall oder wenigstens einer Metalllegierung gekapselt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Keramikbremsscheibe bestehend aus einem faserverstärkten Tragkörper und zwei beidseitig am Tragkörper vorgesehenen Reibschichten, die jeweils im Wesentlichen aus Si, SiC und gegebenenfalls C bestehen.
Derartige Keramikbremsschreiben kommen vornehmlich bei Hochleistungsbremssystemen zum Einsatz. In Verbindung mit entsprechend ausgeführten Bremsbelägen zeigt ein solches Bremssystem hervorragende Bremseigenschaften, verglichen mit Bremssystemen mit üblichen metallenen Gussscheiben. Eine Besonderheit der Keramikbremsscheibe ist der keramische Verbundwerkstoff. Sowohl der Tragkörper als auch die beidseits aufgebrachten Reibschichten bestehen aus einer faserverstärkten Keramikmatrix, die primär aus Siliziumcarbid (SiC) und elementarem Silizium (Si) besteht. Die Verstärkung der Keramikmatrix wird durch Integration von Kohlenstofffasern (C) erreicht. Diese Kohlenstofffasern erhöhen die Festigkeit und die Bruchzähigkeit, sie verleihen dem keramischen Verbundwerkstoff eine gewisse Duktilität. Das Siliziumcarbid sowie das Silizium verleihen dem Verbundwerkstoff eine hohe Härte. Durch Zusammenwirken der verschiedenen Eigenschaften insbesondere des Siliziumcarbids sowie der Kohlenstofffasern erhält man folglich einen kohlenstofffaserverstärkten Keramikwerkstoff auf SiC-Basis, der die vorteilhaften Eigenschaften der Faserverstärkung sowie die der polykristallinen SiC/Si-Keramik aufweist und thermisch wie auch mechanisch hoch belastbar ist.
Im Betrieb ist eine solche Keramikbremsscheibe mitunter hohen Temperaturen von mehreren 100° ausgesetzt, bei extremer Beanspruchung können Temperaturen von 800°C und mehr auftreten, im Extremfall sogar von bis zu 1000°C. Bei derart hohen Betriebstemperaturen setzt eine beschleunigte Oxidation der Kohlenstoff- und Silizium- und Siliziumcarbid-Bestandteile ein. Insbesondere kommt es zu einem Angriff der im Gefüge verteilt vorliegenden Kohlenstofffasern, also der reinen Kohlenstoff-Bestandteile. Infolge der Oxidation kann die Festigkeit der Bremsscheibe abnehmen, wodurch der Verschleiß zunimmt.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Keramikbremsscheibe anzugeben, die eine geringere Oxidationsneigung insbesondere der kohlenstoffhaltigen Bestandteile, verbunden mit einer Vermeidung etwaige hieraus resultierender Festigkeitsverluste aufweist.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Keramikbremsscheibe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teil der SiC- und/oder C-Bestandteile der Reibschichten und/oder des Tragkörpers zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig in einer Umhüllung aus wenigstens einem Metall oder wenigstens einer Metalllegierung gekapselt ist.
Erfindungsgemäß ist zumindest ein Teil der einem oxidierenden Angriff bei hoher Betriebstemperatur ausgesetzten kohlenstoffhaltigen Bestandteile mit einer Umhüllung aus einem Metall oder einer Metalllegierung gekapselt. D. h., dass diese gekapselten Bestandteile infolge der sie umgebenden, äußerst dünnen Umhüllung dem oxidierenden Angriff nicht unmittelbar ausgesetzt sind. Vielmehr kommt es wenn überhaupt bei hohen Betriebstemperaturen zu einer Oxidation der metallenen Umhüllung, die jedoch nicht zentral für die mechanischen Eigenschaften der Keramikbremsscheibe verantwortlich ist. D. h., dass eine Oxidation der SiC- oder C-Bestandteile der erfindungsgemäßen Keramikbremsscheibe und damit eine mögliche Degradation infolge der erfindungsgemäßen Umhüllung vermieden wird. Die erfindungsgemäße Keramikbremsscheibe weist insbesondere dann, wenn der wesentliche Teil dieser Bestandteile oder sämtliche SiC- bzw. C-Bestandteile entsprechend gekapselt sind, nur ein geringes Oxidationsverhalten auf, das sich in jedem Fall nicht nachteilig auf die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Festigkeit der Bremsscheibe auswirkt. Verbessert kann hierüber auch das Korrosionsverhalten wie auch die Wärmeleitfähigkeit der Bremsscheibe werden.
Das Metall oder die Metalllegierung selbst ist niedrigschmelzend, so dass es während der Bremsscheibenherstellung in die Schmelzphase übergehen und die SiC- und C-Bestandteile zur Bildung der Umhüllung benetzen kann. Ein Schmelzpunkt von unterhalb von 1600°C ist besonders zweckmäßig, nachdem die Ausbildung der Umhüllung dann ohne Weiteres im Rahmen eines üblicherweise beim Brennen der Keramikbremsscheibe stattfindenden Hochtemperaturprozess, primär dem der Silizierung im Hochvakuum, erfolgen kann. Der Schmelzpunkt muss natürlich auch so hoch liegen, dass es bei den üblichen bis hin zu maximalen Betriebstemperaturen nicht zu einem Aufschmelzen des Metalls oder der Metalllegierung kommt, d. h., dass der Schmelzpunkt auch deutlich oberhalb von beispielsweise 1200°C liegen sollte.
Das Metall selbst kann Co, Cr, Ni, Fi oder Mo sein, wobei selbstverständlich auch zwei oder mehr dieser Metalle vorgesehen sein können respektive die Umhüllung bilden können. Als Metalllegierung kann NiCr, NiAl, NiC, NiCoCrAlY, NiCrAl oder CoNiCr verwendet werden. An dieser Stelle ist festzuhalten, dass die Aufzählung der Metalle respektive Metalllegierungen nicht abschließend ist und es sich bei den genannten Materialien lediglich um bevorzugt zu verwendenden Materialien handelt.
Ferner kann wenigstens ein zusätzlicher Hartstoff enthalten sein, der nicht auf Si-Basis beruht. Denkbar sind beispielsweise Metallcarbide wie Wolframcarbid, Chromcarbid, Vanadiumcarbid oder Titancarbid. Diese Hartstoffzusätze können zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften zugegeben werden.
Neben der Keramikbremsscheibe selbst betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Keramikbremsscheibe umfassend einen Tragkörper und zwei Reibschichten, bei welchem Verfahren der Materialzusammensetzung der Reibschicht und/oder des Tragrings wenigstens ein Metall oder wenigstens eine Metalllegierung zugemischt wird, wonach ein scheibenförmiger Grünkörper gepresst wird, der zur Bildung der Keramik in mindestens einem Hochtemperaturprozess gebrannt wird, derart, dass das in dem Hochtemperaturprozess aufschmelzende Metall oder die aufschmelzende Metalllegierung zumindest einen Teil der im Hochtemperaturprozess gebildeten SiC-Bestandteile oder der C-Bestandteile der Reibschichten und/oder des Tragkörpers zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig umhüllt. Verfahrensgemäß wird also das Metall oder die Metalllegierung respektive entsprechende Mischungen verschiedener Metalle oder Metalllegierungen direkt der Ausgangsmaterialzusammensetzung zur Bildung der Scheibe respektive der Scheibenabschnitte (Tragkörper, Reibschichten) zugemischt und homogenisiert. Beim Pressen des Grünkörpers befindet sich somit der metallene Zuschlagstoff bereits homogen verteilt im Ausgangsmaterial bestehend aus den die Keramik bildenden Materialien sowie den zugegebenen Kohlenstofffasern, üblicherweise Kurzfaserabschnitte definierter Länge. Nach dem Aufbereiten der Materialmischung enthaltend die Fasern sowie den metallenen Zuschläge wird der Grünkörper gepresst, üblicherweise in Verbindung mit einem Bindeharz, wonach der Grünkörper in einem oder mehreren Hochtemperaturprozessen gebrannt und in das keramische Bauteil umgewandelt wird. Während dieses Hochtemperaturprozesses schmilzt nun das homogen verteilte metallene Zuschlagmaterial auf, so dass es zumindest einen Teil der entweder im Hochtemperaturprozess gebildeten SiC-Bestandteile oder der von Haus aus vorliegenden C-Bestandteile in Form der Kohlenstofffasern benetzt und umhüllt.
Ein zweites Verfahren, das alternativ zur Zugabe des Metalls oder der Metalllegierung direkt in die keramische Ausgangsmasse zweckmäßig ist, sieht vor, aus der Materialzusammensetzung zur Bildung des Tragkörpers und der Reibschichten einen Grünkörper zu pressen, wonach die Oberflächen der Reibschichten mit einer Partikel wenigstens eines Metalls oder wenigstens einer Metalllegierung enthaltenden Trägerflüssigkeit belegt werden, so dass es zu einer Infiltration der Metall- oder Metalllegierungspartikel in den Grünkörper kommt, wonach der Grünkörper zur Bildung der Keramik in wenigstens einem Hochtemperaturprozess gebrannt wird, derart, dass das in dem Hochtemperaturprozess aufschmelzende Metall oder die aufschmelzende Metalllegierung zumindest einen Teil der im Hochtemperaturprozess gebildeten SiC-Bestandteile und/oder der in der Regel von Haus aus in der Ausgangsmaterialzusammensetzung vorliegenden C-Bestandteile in Form der Kohlenstofffasern der Reibschichten und, soweit es zu einer Infiltration der Metall- oder Metalllegierungspartikel auch bis in den Tragkörper kommt, gegebenenfalls des Tragkörpers zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig umhüllt. Gemäß diesem Alternativverfahren wird also das zugegebene metallene „Umhüllungsmaterial” nicht bereits der Ausgangsmischung zugemischt, sondern erst nach Pressen des Grünkörpers in einem Infiltrationsverfahren eingebracht. Die Metall- oder Metalllegierungspartikel sind in einer Trägerflüssigkeit, beispielsweise Ethanol, suspendiert und werden mit der Trägerflüssigkeit auf die Reibschichtoberflächen aufgebracht. Die extrem feinen Metall- oder Metalllegierungspartikel können nun in den gepressten Grünkörpern infiltrieren, wobei sie jedoch primär im Randbereich der Reibschichten vorliegen. Dieser Infiltrationsprozess erfolgt beispielsweise bei Raumtemperatur, es handelt sich nicht um eine Schmelzinfiltration. Denn der Grünkörper wird erst nach Abschluss der Infiltration im Hochtemperaturprozess gebrannt. In diesem schmelzt sodann die Metall- oder die Metalllegierungspartikel auf, so dass es zur Benetzung und Umhüllung entweder der sich im Hochtemperaturprozess bildenden SiC-Bestandteile oder der bereits vorhandenen Kohlenstofffasern kommt.
Der Hochtemperaturprozess, bei dem in jeder der beiden Verfahrensvarianten das Metall oder die Metalllegierung aufschmilzt und die entsprechenden Bestandteile benetzt, ist zweckmäßigerweise die der Silizierung dienende Temperaturbehandlung, die bei wenigstens 1600°C, vorzugsweise bei wenigstens 1700°C durchgeführt wird. Das verwendete Metall oder die verwendete Metalllegierung schmilzt erfindungsgemäß deshalb bei einer Temperatur unterhalb von 1600°C auf, wobei ihr Schmelzpunkt jedoch nicht unterhalb von z. B. 1200°C liegen sollte. D. h., dass die Ausbildung der Umhüllung ohne Weiteres in den üblichen Herstellungsprozess einer Keramikbremsscheibe integriert werden kann.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner vorgesehen sein, dass zusammen mit dem wenigstens einen Metall oder der wenigstens einen Metalllegierung wenigstens ein Hartstoff zugemischt oder infiltriert wird. Durch Zugabe des Hartstoffs kann eine Optimierung der Härte respektive des Härteverlaufs der Bremsscheibe über ihren Querschnitt erreicht werden.
Als Metall kann Co, Cr, Ni, Fe oder Mo verwendet werden, als Metalllegierung beispielsweise NiCr, NiAl, NiC, NiCoCrAlY, NiCrAl oder CoNiCr. Als Metall- oder Metalllegierung-Hartstoff-Gemische können NiCr-Cr₃C₂, CoNiCrAlY-Cr₃C₂, NiCr-Cr₃C₂, NiCrBSi, FeCrNiMoSiC, WC-Co-Cr, WC-W₂C-Co-Cr, WC-Co, WC-W₂C-Co, Ni-Cr₃C₂, WC-NiMoCrFeCo, WC-W₂C-NiMoCrFeCo, WC-WB-Co, WC-W₂C-WB-Co, WC-Ni, WC-W₂C-Ni, WC-CrC-Ni, WC-W₂C-CrC-Ni oder Cr₃C₂-NiAl verwendet werden. Auch diese Auszählung unterschiedlicher Metall-Hartstoff- bzw. Metalllegierung-Hartstoff-Gemischen ist nicht abschließend.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Teilschnitts durch eine erfindungsgemäße Keramikbremsscheibe.
2 ein Diagramm zur Darstellung des Verfahrensablaufs nach einer ersten erfindungsgemäßen Verfahrensvariante und
3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Verfahrensablaufs einer erfindungsgemäßen zweiten Verfahrensvariante.
1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Keramikbremsscheibe 1 bestehend aus einem Tragkörper 2 und beidseits auf diesem aufgebrachten Reibschichten 3, wobei in 1 lediglich die eine Reibschicht 3 gezeigt ist. Sowohl der Tragkörper 2 als auch die Reibschicht 3 bestehen jeweils aus einer keramischen Matrix 4, üblicherweise bestehend aus SiC und in Restbestandteilen Si. Sowohl in den Tragkörper 2 als auch in die Reibschicht 3 sind Kohlenstofffasern 5 eingebracht, üblicherweise in Form von Kurzfaserabschnitten, wobei eine übliche Länge der im Tragkörper 2 befindlichen Fasern ca. sechs mm ist, während die in der Reibschicht 3 befindlichen Fasern 5 etwas kürzer sind. Die Einbettung der Kohlenstofffasern 5 dient der Verstärkung des Werkstoffs respektive der Basiskeramik. Die Reibschicht kann aber auch faserfrei sein, sie muss also nicht zwingend Kohlenstofffasern enthalten. Das Siliziumcarbid, das den Hauptbestandteil der Keramikmatrix 4 sowohl im Tragkörper 2 als auch in der Reibschicht 3 bildet, verleiht dem Verbundwerkstoff eine extrem hohe Härte.
Durch die weitere Zugabe eines Metalls oder einer Metalllegierung oder Mischungen aus mehreren Metallen respektive Metalllegierungen wird erfindungsgemäß erreicht, dass es zu einer Kapselung insbesondere der kohlenstoffhaltigen Bestandteile, also der SiC-Körper wie auch der Kohlenstofffasern kommt. In 1 ist lediglich dem Prinzip nach in vergrößerter Schnittdarstellung exemplarisch ein SiC-Teilchen 6 dargestellt, das eine Umhüllung 7 aus einem Metall oder eine Metalllegierung, je nachdem was zugegeben wurde, aufweist. Daneben ist exemplarisch in einer Schnittdarstellung eine Kohlenstofffaser 5 mit einer ebenso solchen Umhüllung 7 gezeigt. D. h., dass insbesondere die kohlenstoffhaltigen Bestandteile von einer Metall- oder Metalllegierungsumhüllung gekapselt sind. Bei extrem hohem Temperatureintrag, wie er bei starker Bremsbeanspruchung gegeben ist, verhindert diese Umhüllung 7 einen unmittelbaren oxidativen Angriff an den SiC- oder C-Bestandteilen, so dass es folglich zu keinen Oxidationserscheinungen dieser Teile kommt, die sich in einer Festigkeitsabnahme im Laufe der Zeit auswirken würden. Die Umhüllung wird dadurch gebildet, dass das in feiner Pulverform eingebrachte Metall oder die Metalllegierung während eines Hochtemperaturprozesses im Rahmen der Scheibenherstellung aufschmilzt und die umliegenden Bestandteile, seien es eben die Kohlenstofffasern 5 oder die SiC-Körner 6 oder gegebenenfalls noch vorhandene Si-Körner, benetzt. Selbstverständlich hängt der Grad der Umhüllung, ob das jeweilige Teilchen also vollständig gekapselt ist oder nur teilweise, davon ab, wie weit das aufgeschmolzene Metall das jeweilige Teilchen benetzen kann etc. Grundsätzlich jedoch ist ein möglichst hoher Umhüllungsgrad anzustreben, der natürlich durch einen entsprechend hohen Anteil des Metall- oder Metalllegierungszuschlag in der Gesamtmatrix entsprechend eingestellt werden kann. Zuschläge im Bereich von 10–50 Vol.-% des Metalls oder der Metalllegierung in der Reibschicht sowie von 5–30 Vol.-% im Bereich des Tragkörpers sind ohne Weiteres denkbar. Neben dem entsprechenden Anteil hängt der Grad der Umhüllung selbstverständlich auch davon ab, wo die Metall- oder Metalllegierungspartikel in dem Schichtaufbau eingebracht sind. Werden diese Partikel bereits der keramischen Grundmasse zugesetzt, so können sie homogen über den gesamten Scheibenquerschnitt verteilt vorliegen. Werden sie erst nach Pressen des Grünkörpers oberflächlich infiltriert, so finden sich diese Partikel nur oberflächlich, so dass es nur im Bereich der Reibschicht zu Umhüllungsvorgängen kommt.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung einer ersten Verfahrensausgestaltung. Hiernach werden zur Herstellung der keramischen Masse zunächst das keramische Grundmaterial sowie die Kohlenstofffasern und bei dieser Verfahrensausgestaltung auch die Metall- oder Metalllegierungspartikel zusammengemischt. D. h., dass die keramische Masse von Haus aus mit den Metall- oder Metalllegierungspartikeln versetzt wird. Diese werden in der keramischen Masse homogen verteilt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass mit dem Begriff „keramische Masse” letztlich zwei Masseansätze gemeint sind, nämlich zum einen die keramische Masse, die den Tragkörper bildet, zum anderen die keramische Masse, die die Reibschicht bildet. Aus diesen beiden unterschiedlichen Massen wird nachfolgend der Grünkörper gepresst.
In einem konkreten Beispiel kann in die keramische Masse, die den Tragkörper bildet, beispielsweise als Metalllegierung NiCoCrAlY mit einem Anteil von 10–20 Vol.-% zugemischt und darin homogenisiert werden. In die keramische Masse, die die Reibschicht bildet, kann in einem konkreten Beispiel CoNiCrAlY-Cr₃C₂ mit einem Anteil von 20–40 Vol.-% zugemischt werden. D. h., dass in diesem Fall sowohl Teilchen im Tragkörper 2 als auch der Reibschicht 3 umhüllt werden. Zusätzlich erfolgt über den Cr₃C₂-Hartstoff eine Erhöhung des Hartstoffgehalts in der Reibschicht 3.
Nach Pressen des Grünkörpers, der bereits aus den nachfolgend den Tragkörper 2 und die Reibschichten 3 bildenden Abschnitten besteht, erfolgt die Hochtemperaturbehandlung, im Rahmen welcher üblicherweise zwei Hochtemperaturprozesse nacheinander folgen. Ein erster Hochtemperaturschritt dient der Karbonisierung, er erfolgt üblicherweise bei ca. 900°C. In einem zweiten Schritt erfolgt die Silizierung bei ca. 1700°C im Hochvakuum, woraus letztlich die Umwandlung in das keramische Bauteil respektive der Ausbildung der keramischen Matrix 4 erfolgt. Im Rahmen des zweiten Hochtemperaturschritts, also der Silizierung, erfolgt das Aufschmelzen der zugegebenen Metall- oder Metalllegierungspartikel, die im schmelzflüssigen Zustand die umgebenden respektive sich bildenden Teilchen, SiC-Körner 6 oder Kohlenstofffasern 5, benetzen und zumindest abschnittsweise umhüllen.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens. Auch dort wird in einem ersten Schritt die keramische Masse formuliert, hier jedoch nur aus dem keramischen Grundmaterial sowie den Kohlenstofffasern. Die Metall- oder Metalllegierungspartikel werden bei diesem Verfahren nicht der keramischen Masse direkt zugemischt. Im nächsten Schritt wird der Grünkörper gepresst. Dieser bereits scheibenförmige Grünkörper weist bereits die die späteren Reibschichten 3 bildenden Scheibenabschnitte auf. Auf deren Oberflächen wird nun ein Trägerfluid, beispielsweise Ethanol, in dem die Metall- oder Metalllegierungspartikel enthalten sind, aufgebracht. D. h., dass diese Partikelsuspension auf die beiden äußeren Scheibenflächen des Grünkörpers aufgetragen wird. Es kommt nun zu einem Infiltrationsvorgang, im Rahmen dessen die äußerst feinen Metall- oder Metalllegierungspartikel in das Innere des Grünkörpers, also im Reibschichtrandbereich, infiltrieren, sich dort also anlagern.
Nachfolgend erfolgt die Hochtemperaturbehandlung. Erneut kann im ersten Schritt die Karbonisierung bei ca. 900°C und im zweiten Schritt bei 1700°C die Silizierung erfolgen. Das Trägerfluid wird ausgetrieben, im Silizierungsschritt schmelzen die Metall- oder Metalllegierungspartikel auf und benetzen und umhüllen die umgebenden Bestandteile der Keramikmasse 4 respektive die Kohlenstofffasern 5. Da hier die Metall- oder Metalllegierungspartikel nur oberflächlich im Bereich der sich bildenden Reibschichten 3 vorhanden sind, kommt es folglich nur dort zu Umhüllungseffekten, d. h., der Scheibenquerschnitt, in dem die Bestandteile umhüllt sind, hängt allein davon ab, wie weit die Metall- oder Metalllegierungspartikel in den Grünkörper infiltrieren.

Claims

Keramikbremsscheibe bestehend aus einem faserverstärkten Tragkörper und zwei beidseitig am Tragkörper vorgesehenen Reibschichten, die jeweils im Wesentlichen aus Si, SiC und gegebenenfalls C bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der SiC- und/oder C-Bestandteile (5, 6) der Reibschichten (3) und/oder des Tragkörpers (2) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig in einer Umhüllung (7) aus wenigstens einem Metall oder wenigstens einer Metalllegierung gekapselt ist.
Keramikbremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall oder die Metalllegierung niedrigschmelzend ist.
Keramikbremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall oder die Metalllegierung unterhalb von 1600°C schmilzt.
Keramikbremsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Co, Cr, Ni, Fe oder Mo und die Metalllegierung NiCr, NiAl, NiC, NiCoCrAlY, NiCrAl oder CoNiCr ist.
Keramikbremsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zusätzlicher Hartstoff enthalten ist.
Verfahren zur Herstellung einer Keramikbremsscheibe (1) umfassend einen Tragkörper (2) und zwei Reibschichten (3), bei dem der Materialzusammensetzung der Reibschicht (3) und/oder des Tragrings (2) wenigstens ein Metall oder wenigstens eine Metalllegierung zugemischt wird, wonach ein scheibenförmiger Grünkörper gepresst wird, der zur Bildung der Keramik in mindestens einem Hochtemperaturprozess gebrannt wird, derart, dass das in dem Hochtemperaturprozess aufschmelzende Metall oder die aufschmelzende Metalllegierung zumindest einen Teil der im Hochtemperaturprozess gebildeten SiC-Bestandteile (6) und/oder C-Bestandteile (5) der Reibschichten (3) und/oder des Tragkörpers (2) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig umhüllt.
Verfahren zur Herstellung einer Keramikbremsscheibe (1) umfassend einen Tragkörper (2) und zwei Reibschichten (3), bei dem aus der Materialzusammensetzung zur Bildung des Tragkörpers (2) und der Reibschichten (3) ein Grünkörper gepresst wird, wonach die Oberflächen der Reibschichten (3) mit einer Partikel wenigstens eines Metalls oder wenigstens einer Metalllegierung enthaltenden Trägerflüssigkeit belegt werden, so dass es zu einer Infiltration der Metall- oder Metalllegierungspartikel in den Grünkörper kommt, wonach der Grünkörper zur Bildung der Keramik in mindestens einem Hochtemperaturprozess gebrannt wird, derart, dass das in dem Hochtemperaturprozess aufschmelzende Metall oder die aufschmelzende Metalllegierung zumindest einen Teil der im Hochtemperaturprozess gebildeten SiC-Bestandteile (6) und/oder der C-Bestandteile (5) der Reibschichten (3) und gegebenenfalls des Tragkörpers (2) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig umhüllt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochtemperaturprozess der Silizierung dient und bei wenigstens 1600°C, vorzugsweise bei wenigstens 1700°C durchgeführt wird, wobei das Metall oder die Metalllegierung bei einer Temperatur unterhalb von 1600°C aufschmilzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit dem wenigstens einen Metall oder der wenigstens einen Metalllegierung wenigstens ein Hartstoff zugemischt oder infiltriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Metall Co, Cr, Ni, Fe oder Mo und als Metalllegierung NiCr, NiAl, NiC, NiCoCrAlY, NiCrAl oder CoNiCr verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Metall- oder Metalllegierung-Hartstoff-Gemische NiCr-Cr₃C₂, CoNiCrAlY-Cr₃C₂, NiCr-Cr₃C₂, NiCrBSi, FeCrNiMoSiC, WC-Co-Cr, WC-W₂C-Co-Cr, WC-Co, WC-W₂C-Co, Ni-Cr₃C₂, WC-NiMoCrFeCo, WC-W₂C-NiMoCrFeCo, WC-WB-Co, WC-W₂C-WB-Co, WC-Ni, WC-W₂C-Ni, WC-CrC-Ni, WC-W₂C-CrC-Ni oder Cr₃C₂-NiAl verwendet wird.