DE102014223777A1

DE102014223777A1 - Method for producing a composite component

Info

Publication number: DE102014223777A1
Application number: DE102014223777.7A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Weck; Steffen Weller; Ralf Gärtner; Friedhelm Kahn; Roland Kahn
Original assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Current assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2016-05-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils (36) mit einer Gießvorrichtung (35), wobei das Verbundbauteil aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff aus Kohlenstofffasern und einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet wird, wobei aus den Kohlenstofffasern ein Faserverbund ausgebildet wird, wobei aus dem Faserverbund ein Vorformling (52) ausgebildet wird, wobei der Vorformling zumindest teilweise mit geschmolzenem Metall infiltriert wird, wobei die Gießvorrichtung eine Gießform (37) und einen über einen Angusskanal (48) mit der Gießform unmittelbar verbundenen Gießbehälter (38) zur Aufnahme von geschmolzenem Metall aufweist, wobei der Vorformling in der Gießform angeordnet wird, wobei der Gießbehälter vor einem Verschwenken mit geschmolzenem Metall befüllt wird, wobei die Gießform zusammen mit dem Gießbehälter verschwenkt wird, derart, dass, das geschmolzene Metall in die Gießform fließt.The invention relates to a method for producing a composite component (36) with a casting device (35), wherein the composite component of a metal matrix composite material of carbon fibers and a metal or a metal alloy is formed, wherein from the carbon fibers, a fiber composite is formed, wherein from Fiber composite a preform (52) is formed, wherein the preform is at least partially infiltrated with molten metal, said casting a casting mold (37) and via a runner (48) directly connected to the mold casting container (38) for receiving molten metal wherein the preform is placed in the mold, wherein the casting container is filled with molten metal prior to pivoting, wherein the casting mold is pivoted together with the casting container such that the molten metal flows into the casting mold.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils mit einer Gießvorrichtung, wobei das Verbundbauteil aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff aus Kohlenstofffasern und einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet wird, wobei aus den Kohlenstofffasern ein Faserverbund ausgebildet wird, wobei aus dem Faserverbund ein Vorformling ausgebildet wird, wobei der Vorformling zumindest teilweise mit geschmolzenem Metall infiltriert wird.The invention relates to a method for producing a composite component with a casting device, wherein the composite component is formed from a metal matrix composite of carbon fibers and a metal or a metal alloy, wherein from the carbon fibers a fiber composite is formed, wherein from the fiber composite, a preform is formed, wherein the preform is at least partially infiltrated with molten metal.

Die zur Ausbildung von Verbundbauteilen verwendeten Metallmatrix-Verbundwerkstoffe bestehen regelmäßig aus einer zusammenhängenden Metallmatrix mit einer aus Kohlenstofffasern gebildeten Verstärkung in ihrem Inneren. Diese Verbundbauteile finden aufgrund ihrer hohen Stabilität bei zugleich geringem Gewicht allgemein Verwendung im Leichtbau, wie zum Beispiel im Flugzeugbau oder in der Raumfahrt. Die die Metallmatrix verstärkenden Kohlenstofffasern können Kurzschnittfasern oder auch Endlosfasern sein. Die Kurzschnittfasern können beispielsweise einer Metallschmelze zugesetzt und mitvergossen werden. Dabei kann es jedoch leicht zu Inhomogenitäten bei der Verteilung des Fasermaterials kommen. So kann sich je nach Gestalt der Form oder nach Art des angewendeten Gießverfahrens eine zugegebene Menge Fasern innerhalb des so ausgebildeten Verbundbauteils in unerwünschter Weise ungleichmäßig verteilen. Dies wird insbesondere auch dadurch begünstigt, dass Kohlenstofffasern gegenüber Metall eine wesentlich andere Dichte aufweisen. Kurzschnittfasern können auch bei ungünstiger Beanspruchung eine innere Kerbwirkung verursachen.The metal matrix composites used to form composite components are typically a continuous metal matrix having carbon fiber reinforcements inside. Due to their high stability and low weight, these composite components are generally used in lightweight construction, for example in aircraft construction or in space travel. The metal matrix reinforcing carbon fibers may be short cut fibers or endless filaments. The short-cut fibers can be added, for example, to a molten metal and cast with it. However, it can easily come to inhomogeneities in the distribution of the fiber material. Thus, depending on the shape of the mold or the type of casting method used, an added amount of fibers may undesirably be distributed unevenly within the composite component thus formed. This is particularly favored by the fact that carbon fibers compared to metal have a significantly different density. Short cut fibers can cause an internal notch effect even under unfavorable conditions.

Beim Vergießen oder Infiltrieren von Kohlenstofffasern mit beispielsweise Aluminium kann es darüber hinaus zur Bildung von Karbiden bzw. Aluminiumkarbid kommen, was bei einem längeren Verweilzeitraum der Kohlenstofffasern in einer Aluminiumschmelze zur Auflösung der Kohlenstofffasern führt, und was wiederum die mechanischen Festigkeitseigenschaften des so ausgebildeten Verbundbauteils verschlechtert.Further, when potting or infiltrating carbon fibers with, for example, aluminum, carbides may be formed, resulting in dissolution of the carbon fibers at a longer residence time of the carbon fibers in an aluminum melt, which in turn deteriorates the mechanical strength properties of the composite component thus formed.

Eine Infiltration von Kohlenstofffasern kann mittels Druckguss, Pressgießen oder Vakuumgießen erfolgen, wobei mittels Druckguss besonders maßhaltige Verbundbauteile herstellbar sind. Durch Vakuumgießen kann erreicht werden, dass eine im Wesentlichen vollständige Infiltration eines aus Kohlenstofffasern ausgebildeten Vorformlings mit Metall erfolgt. Dies setzt allerdings voraus, dass der Vorformling formstabil ist und sich besonders einfach in die vorgenannten Gießverfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils integrieren lässt. Da ein Faserverbund aus Kohlenstofffasern zunächst nicht formstabil ist, muss der Faserverbund zumindest innerhalb der Gießform beispielsweise aufgespannt oder in einer anderen Weise aufwendig fixiert werden, damit der Faserverbund überhaupt mit Metall infiltriert werden kann. Um eine aufwendige Anordnung eines Faserverbunds in der Gießform zu vermeiden, kann der Faserverbund auch als ein formstabiler Vorformling ausgebildet sein.An infiltration of carbon fibers can be done by die casting, compression molding or vacuum casting, diecasting using dimensionally stable composite components can be produced. By vacuum casting it can be achieved that a substantially complete infiltration of a formed of carbon fibers preform with metal. However, this requires that the preform is dimensionally stable and can be particularly easily integrated into the aforementioned casting process for the production of a composite component. Since a fiber composite of carbon fibers is initially not dimensionally stable, the fiber composite must, for example, at least within the mold to be clamped or fixed consuming in another way, so that the fiber composite can be infiltrated with metal at all. In order to avoid a complex arrangement of a fiber composite in the mold, the fiber composite may also be formed as a dimensionally stable preform.

Weiter ist es bekannt, kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff als Werkstoff zur Ausbildung eines Verbundbauteils zu verwenden. Bei kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff werden zunächst Kohlenstofffasern mit beispielsweise einem Harz getränkt, wobei das Harz nachfolgend pyrolysiert wird. Ein so ausgebildeter Vorformling kann dann allerdings nicht mehr oder nicht mehr vollständig mit einem Metall infiltriert werden, weil die Zwischenräume zwischen den Kohlenstofffasern dann nahezu vollständig von Glaskohlenstoff ausgefüllt sind, der dann eine Matrix des Verbundwerkstoffes ausbildet.Further, it is known to use carbon fiber reinforced carbon as a material for forming a composite component. In carbon fiber reinforced carbon, first, carbon fibers are impregnated with, for example, a resin, whereby the resin is subsequently pyrolyzed. However, a preform formed in this way can no longer or no longer be completely infiltrated with a metal because the interstices between the carbon fibers are then almost completely filled with glassy carbon, which then forms a matrix of the composite material.

Um eine nahezu vollständige Infiltration eines Faserverbundes oder eines Vorformlings zu erzielen, kann ein Druckgussverfahren angewendet werden. Bei einem Druckgussverfahren wird das geschmolzene Metall unter einem hohen Druck von regelmäßig 60 bis 200 MPa in eine Druckgussform eingebracht. So ist eine Formfüllgeschwindigkeit, das heißt eine Strömungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls an einem Anschnitt der Druckgussform bzw. Gießform vergleichsweise hoch. In einer Formfüllphase des Druckgussverfahrens presst ein Gießkolben das geschmolzene Metall bzw. die Schmelze mit hoher Geschwindigkeit in die Gießform, wobei am Ende der Formfüllung mittels des Gießkolbens ein hoher statischer Gießdruck aufgebaut wird. Eventuell in der Gießform enthaltene Luft wird dabei komprimiert und eine Nachspeisung der Gießform, bei einer möglichen Schwindung, wird gewährleistet. Mittels des Druckgussverfahrens ist es möglich, in einer vergleichsweise kurzen Zykluszeit eine große Anzahl von Erzeugnissen kostengünstig herzustellen. Nachteilig ist jedoch, dass aufgrund der hohen Formfüllgeschwindigkeit beim Druckgussverfahren ein in der Gießform angeordneter Faserverbund oder Vorformling leicht beschädigt, verformt oder innerhalb der Gießform verschoben werden kann. Weiter kann bei einem Druckgussverfahren eine Porosität eines hergestellten Erzeugnisses aufgrund einer hoch turbulenten Strömung bei einer Formfüllung vergleichsweise hoch sein. Eine Bildung von Poren oder Lunker verringert jedoch einen mechanisch wirksamen Querschnitt eines Bauteils. Auch ein Vergießen von Kohlenstofffasern im Feingussverfahren scheidet als ein alternatives Gießverfahren aus, da eine hier schon sehr hohe Temperatur der Gießform den Vorformling zerstören würde.In order to achieve an almost complete infiltration of a fiber composite or a preform, a die-casting process can be used. In a die-casting process, the molten metal is introduced into a die at a high pressure of 60 to 200 MPa regularly. Thus, a mold filling speed, that is, a flow velocity of the molten metal at a gate of the die, is relatively high. In a mold-filling phase of the die-casting process, a casting piston presses the molten metal or the melt into the casting mold at high speed, wherein a high static casting pressure is built up at the end of the mold filling by means of the casting piston. Any air contained in the mold is thereby compressed and a make-up of the mold, with a possible shrinkage, is ensured. By means of the die casting method, it is possible to produce a large number of products at low cost in a comparatively short cycle time. The disadvantage, however, is that due to the high mold filling rate in die casting a arranged in the mold fiber composite or preform can be easily damaged, deformed or moved within the mold. Further, in a die casting method, a porosity of a manufactured product may be comparatively high due to a highly turbulent flow in a mold filling. However, formation of pores or voids reduces a mechanically effective cross section of a component. Casting of carbon fibers using the investment casting process is also an alternative casting process, since a very high temperature of the casting mold would destroy the preform.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils mit verbesserten Festigkeitseigenschaften vorzuschlagen.The present invention is therefore based on the object, a process for the preparation to propose a composite component with improved strength properties.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils mit einer Gießvorrichtung wird das Verbundbauteil aus einem Metallmatrix-Verbundwerkstoff aus Kohlenstofffasern und einem Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet, wobei aus den Kohlenstofffasern ein Faserverbund ausgebildet wird, wobei aus dem Faserverbund ein Vorformling ausgebildet wird, wobei der Vorformling zumindest teilweise mit geschmolzenem Metall infiltriert wird, wobei die Gießvorrichtung eine Gießform und einen über einen Angusskanal mit der Gießform unmittelbar verbundenen Gießbehälter zur Aufnahme von geschmolzenem Metall aufweist, wobei der Vorformling in der Gießform angeordnet wird, wobei der Gießbehälter vor einem Verschwenken mit geschmolzenem Metall befüllt wird, wobei die Gießform zusammen mit dem Gießbehälter verschwenkt wird, derart, dass das geschmolzene Metall in die Gießform fließt.In the method according to the invention for producing a composite component with a casting device, the composite component is formed from a metal matrix composite of carbon fibers and a metal or a metal alloy, wherein from the carbon fibers, a fiber composite is formed, wherein from the fiber composite, a preform is formed, wherein the preform at least partially infiltrated with molten metal, the casting apparatus having a mold and a casting container for receiving molten metal directly connected to the mold via a runner, the preform being placed in the mold, the casting container being filled with molten metal prior to pivoting is, wherein the mold is pivoted together with the casting container, such that the molten metal flows into the mold.

Die mechanischen Festigkeitseigenschaften des Verbundbauteils werden zunächst dadurch verbessert, dass aus den Kohlenstofffasern ein Faserverbund ausgebildet wird, der eine definierte bzw. beanspruchungsgerechte Geometrie aufweist. Unerwünschte Inhomogenitäten der Kohlenstofffasern im Verbundbauteil können so vermieden werden. Weiter wird aus dem Faserverbund ein weitestgehend formstabiler Vorformling ausgebildet. Wesentlich ist dabei, dass der Vorformling mit einer offenen Porenstruktur ausgebildet wird, so dass der Vorformling leicht mit dem geschmolzenen Metall infiltriert werden kann. Zumindest teilweise geschlossene Porenstrukturen verhindern eine vollständige Infiltrierung des Vorformlings mit Metall und haben eine Bildung von sich negativ auf eine mechanische Festigkeit des Verbundbauteils auswirkenden Hohlräumen zur Folge. Der im Wesentlichen formstabile Vorformling kann dann innerhalb der Gießform in der im später erhaltenen Verbundbauteil gewünschten, beanspruchungsgerechten Position angeordnet werden. Vorzugsweise ist der Vorformling innerhalb der Gießform formschlüssig fest positioniert. Nachfolgend wird ein Verbundbauteil mit einer gewünschten geometrischen Form gegossen, wobei der Vorformling während des Gießvorgangs mit geschmolzenem Metall infiltriert wird. Auch können ein oder mehrere Vorformlinge in Art eines Kerns in eine Gießform eingelegt werden, wobei der Vorformling die Gießform nur teilsweise oder auch vollständig ausfüllen kann. Weiter kann der Vorformling so in der Gießform angeordnet werden, dass der Vorformling nur abschnittsweise mit Metall infiltriert wird, das heißt ein Abschnitt des so erhaltenen Verbundbauteils kann ausschließlich aus Kohlenstofffasern ohne Metallmatrix bestehen, wobei ein weiterer Abschnitt des Verbundbauteils Kohlenstofffasern mit einer Metallmatrix umfasst. Das Verbundbauteil kann darüber hinaus auch einen Abschnitt aufweisen, der ausschließlich aus dem Matrixmaterial bzw. dem Metall ausgebildet ist. So wird es möglich, Verbundbauteile herzustellen, die an Belastungsfälle oder bestimmte Anwendungen angepasste Bauteilabschnitte aufweisen.The mechanical strength properties of the composite component are initially improved by forming from the carbon fibers a fiber composite which has a defined or stress-appropriate geometry. Undesirable inhomogeneities of the carbon fibers in the composite component can thus be avoided. Furthermore, a largely dimensionally stable preform is formed from the fiber composite. It is essential that the preform is formed with an open pore structure, so that the preform can be easily infiltrated with the molten metal. At least partially closed pore structures prevent complete infiltration of the preform with metal and result in the formation of cavities which have a negative effect on a mechanical strength of the composite component. The substantially dimensionally stable preform can then be arranged within the casting mold in the desired stress-correct position in the composite component to be obtained later. Preferably, the preform is positively positioned within the mold positively. Subsequently, a composite member having a desired geometric shape is cast, whereby the preform is infiltrated with molten metal during the casting process. Also, one or more preforms can be inserted in the manner of a core in a mold, wherein the preform can fill the mold only partially or completely. Furthermore, the preform can be arranged in the casting mold such that the preform is infiltrated only partially with metal, that is, a portion of the composite component thus obtained can consist exclusively of carbon fibers without metal matrix, wherein a further portion of the composite component comprises carbon fibers with a metal matrix. The composite component may moreover also have a section which is formed exclusively from the matrix material or the metal. This makes it possible to produce composite components which have component sections adapted to load cases or specific applications.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Gießvorrichtung ermöglicht ein vergleichsweise ruhiges Überströmen des geschmolzenen Metalls von dem Gießbehälter in die Gießform mit dem darin angeordneten Vorformling. Wesentlich ist, dass die Gießform mit dem Gießbehälter unmittelbar verbunden und zusammen bewegbar bzw. verschwenkbar ist. Der Gießbehälter wird zunächst mit geschmolzenem Metall befüllt, wobei prinzipiell zur Ausführung des Verfahrens die Befüllung auch derart erfolgen kann, dass das Metall in den Gießbehälter in fester Form eingebracht und aufgeschmolzen wird. Durch das gemeinsame Verschwenken von Gießbehälter und Gießform kann nachfolgend das geschmolzene Metall über den Angusskanal, der die Gießform mit dem Gießbehälter verbindet, aus dem Gießbehälter in die Gießform überströmen. Das geschmolzene Metall gelangt demnach durch die eigene Gewichtskraft bzw. Schwerkraft und ggf. auch möglichen Überdruck über einen Anschnitt in die Gießform, wobei dadurch ein Schmelzbadspiegel gegebenenfalls variiert wird. Durch das ruhige und ohne Turbulenzen erfolgende Überströmen des geschmolzenen Metalls von dem Gießbehälter in die Gießform bzw. eine schichtende Formfüllung der Gießform, wird ein feinkörniges und dichtes Bauteilgefüge der Metallmatrix mit geringer Porosität bei gleichzeitig durchgängiger Infiltration des Vorformlings sichergestellt.The casting apparatus used for carrying out the method according to the invention allows a comparatively smooth overflow of the molten metal from the casting container into the casting mold with the preform arranged therein. It is essential that the casting mold is directly connected to the casting container and can be moved or swiveled together. The casting container is first filled with molten metal, wherein in principle for carrying out the method, the filling can also be carried out such that the metal is introduced into the casting container in solid form and melted. As a result of the joint pivoting of the casting container and casting mold, the molten metal can subsequently flow over the sprue channel, which connects the casting mold with the casting container, out of the casting container into the casting mold. The molten metal thus passes through its own weight or gravity and possibly also possible overpressure over a gate into the mold, whereby a molten bath is optionally varied. The smooth and turbulence overflow of the molten metal from the casting into the mold or a layered mold filling of the mold, a fine-grained and dense component structure of the metal matrix with low porosity is ensured at the same time continuous infiltration of the preform.

Durch die vollständige Infiltrierung des Vorformlings mit Metall können die mechanischen Festigkeitseigenschaften des so erhaltenen Verbundbauteils dahingehend vorteilhaft beeinflusst werden, dass das Verbundbauteil mit vergleichsweise kleineren mechanisch wirksamen Querschnitten ausgebildet werden kann. Insbesondere ist es dann möglich, das Verbundbauteil in Bereichen zu erwartender, großer Belastung mit einer Kohlenstofffaserverstärkung auszubilden. Die Struktur des Faserverbundes kann dann die zu erwartenden Spannungsverläufe nachbilden. Darüber hinaus wird eine Warmfestigkeit des Verbundbauteils erhöht, was einen technischen Einsatzbereich des Verbundbauteils wesentlich erweitert.By completely infiltrating the preform with metal, the mechanical strength properties of the composite component thus obtained can be advantageously influenced so that the composite component can be formed with comparatively smaller mechanically effective cross sections. In particular, it is then possible to form the composite component in areas of expected, high load with a carbon fiber reinforcement. The structure of the fiber composite can then emulate the expected voltage curves. In addition, a heat resistance of the composite component is increased, which significantly extends a technical area of application of the composite component.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens können die Kohlenstofffasern des Faserverbunds zur Ausbildung des Vorformlings mit pyrolytischem Kohlenstoff beschichtet werden. Die Kohlenstofffasern können dann vollständig von dem pyrolytischen Kohlenstoff umgeben sein, wobei die Kohlenstofffasern an ihren jeweiligen gegenseitigen Kontaktpunkten mittels der Beschichtung aus dem pyrolytischen Kohlenstoff miteinander verbunden sein können. Die Kohlenstofffasern können mit einer vergleichsweise dünnen Schicht von pyrolytischem Kohlenstoff beschichtet werden, so dass zwischen den Kohlenstofffasern noch ein Zwischenraum verbleibt, der eine ausreichende, für eine Infiltration mit einem geschmolzenen Metall geeignete Porosität des Vorformlings gewährleistet. Ein so formstabil ausgebildeter Vorformling kann dann mit dem geschmolzenen Metall infiltriert werden, ohne dass eine geometrische Form des Vorformlings in einer Metallschmelze aufgelöst, zerstört oder verändert wird. Auch kann der pyrolytische Kohlenstoff eine Schutzschicht auf den Kohlenstofffasern ausbilden, die eine Bildung von Karbiden, und damit ein Auflösen der Kohlenstofffasern, verhindert. Darüber hinaus kann die Beschichtung mit pyrolytischem Kohlenstoff eine verbesserte Benetzbarkeit der Kohlenstofffasern bewirken. Insgesamt kann so eine geometrische Orientierung der Kohlenstofffasern fixiert werden, wobei die Kohlenstofffasern selbst erhalten bleiben und aneinander anhaften. Ein mit pyrolytischem Kohlenstoff beschichtetes Verbundbauteil weist dann gegenüber einem herkömmlichen Verbundbauteil verbesserte mechanische Festigkeitseigenschaften, auch in Bezug auf ein vergleichbares Bauteilgewicht, auf.In a preferred embodiment of the method, the carbon fibers of the fiber composite can be coated with pyrolytic carbon to form the preform. The Carbon fibers may then be completely surrounded by the pyrolytic carbon, wherein the carbon fibers may be bonded together at their respective mutual points of contact by means of the pyrolytic carbon coating. The carbon fibers may be coated with a comparatively thin layer of pyrolytic carbon so that there is still a space left between the carbon fibers to ensure sufficient porosity of the preform suitable for infiltration with a molten metal. Such a dimensionally stable preform can then be infiltrated with the molten metal without dissolving, destroying or altering a geometric shape of the preform in a molten metal. Also, the pyrolytic carbon may form a protective layer on the carbon fibers, which prevents formation of carbides, and thus dissolution of the carbon fibers. In addition, the pyrolytic carbon coating can provide improved wettability of the carbon fibers. Overall, such a geometric orientation of the carbon fibers can be fixed, wherein the carbon fibers themselves are preserved and adhere to each other. A pyrolytic carbon-coated composite component then has improved mechanical strength properties over a conventional composite component, also with respect to comparable component weight.

Eine Infiltration des Vorformlings kann mit Aluminium, Titan, Magnesium, Kupfer oder einer Legierung eines dieser Metalle erfolgen. Prinzipiell ist für eine Infiltration jedes Metall bzw. jede Legierung geeignet, das bzw. die einen Schmelzpunkt aufweist, der nicht zur Auflösung der pyrolytischen Kohlenstoffbeschichtung oder einer ggf. zusätzlichen Beschichtung aus Siliciumcarbid der Kohlenstofffasern führt. Insbesondere Aluminium eignet sich besonders aufgrund seines geringen Gewichts und seiner guten Verarbeitbarkeit als Matrixwerkstoff für Leichtbau-Verbundbauteile.An infiltration of the preform can be done with aluminum, titanium, magnesium, copper or an alloy of one of these metals. In principle, any metal or alloy which has a melting point which does not lead to the dissolution of the pyrolytic carbon coating or an optionally additional coating of silicon carbide of the carbon fibers is suitable for infiltration. In particular, aluminum is particularly suitable because of its low weight and good processability as a matrix material for lightweight composite components.

Im Rahmen des Verfahrens kann der pyrolytische Kohlenstoff auf den Kohlenstofffasern aus der Gasphase abgeschieden werden. Dadurch wird es möglich, die Kohlenstofffasern mit einer vergleichsweise dünnen Schicht aus pyrolytischem Kohlenstoff zu beschichten. Weiter ist eine Schichtdicke bei einer Beschichtung aus der Gasphase je nach Bedarf besonders einfach einstellbar. Auch ist es möglich, Faserverbünde mit nahezu beliebigen Geometrien und Kohlenstofffaserdichten mit pyrolytischem Kohlenstoff oder einer ggf. zusätzlichen Beschichtung aus Siliciumcarbid zu beschichten, da das betreffende Gas den Faserverbund gut durchdringen kann.In the process, the pyrolytic carbon can be deposited on the carbon fibers from the gas phase. This makes it possible to coat the carbon fibers with a comparatively thin layer of pyrolytic carbon. Further, a layer thickness in a coating from the gas phase is particularly easy to adjust as needed. It is also possible to coat fiber composites with virtually any geometries and carbon fiber densities with pyrolytic carbon or an optionally additional coating of silicon carbide, since the gas in question can penetrate the fiber composite well.

Vorzugsweise kann der pyrolytische Kohlenstoff als eine mittels eines CVD-Verfahrens und/oder eines CVI-Verfahrens auf den Kohlenstofffasern erzeugte Abscheidung ausgebildet werden. Die Beschichtung der Kohlenstofffasern mit pyrolytischem Kohlenstoff kann so besonders einfach durchgeführt werden. Auch ist es möglich, mehrere Behandlungsschritte vorzusehen, bei denen der Faserverbund mittels des CVD- und/oder CVI-Verfahrens mit pyrolytischem Kohlenstoff durch Abscheidung beschichtet wird.Preferably, the pyrolytic carbon may be formed as a deposit formed on the carbon fibers by a CVD process and / or a CVI process. The coating of the carbon fibers with pyrolytic carbon can be carried out so easily. It is also possible to provide several treatment steps, in which the fiber composite is coated by means of the CVD and / or CVI method with pyrolytic carbon by deposition.

In einer alternativen Variante des Verfahrens kann die Beschichtung mit dem pyrolytischen Kohlenstoff auf den Kohlenstofffasern durch Pyrolyse einer dünnen Harz- oder Pechschicht auf den Kohlenstofffasern ausgebildet werden. Eine Teilegröße wird durch eine Wandungsdicke des Faserverbunds bzw. Verbundbauteils bei einer Beschichtung aus der Gasphase aufgrund einer Durchdringung des Faserverbundes mit Gas und einer regelmäßig prozessbedingt begrenzten Größe einer Reaktorkammer zur Gasphasenbeschichtung bedingt. Durch die Beschichtung mit der dünnen, niedrig viskosen, flüssigen Harzschicht wird es möglich, nahezu beliebig große Verbundbauteile herzustellen. Weiter kann die Pyrolyse in einem gebräuchlichen Pyrolyseofen erfolgen, dessen Größe nicht prozessbedingt begrenzt ist.In an alternative variant of the process, the coating with the pyrolytic carbon may be formed on the carbon fibers by pyrolysis of a thin layer of resin or pitch on the carbon fibers. A part size is caused by a wall thickness of the fiber composite or composite component in a coating from the gas phase due to penetration of the fiber composite with gas and a process-related limited size of a reactor chamber for gas phase coating. By coating with the thin, low-viscous, liquid resin layer, it is possible to produce almost any size composite components. Furthermore, the pyrolysis can take place in a conventional pyrolysis furnace whose size is not limited by the process.

Vorzugsweise kann eine Dicke der Harz- oder Pechschicht kleiner als eine Dicke der Kohlenstofffasern ausgebildet werden. Dies kann insofern erforderlich sein, um eine ausreichende Porosität des Vorformlings zur Infiltration zu gewährleisten. Insbesondere sind dann Zwischenräume zwischen den Kohlenstofffaser nicht vollständig von Harz bzw. Glaskohlenstoff ausgefüllt, so dass zusammenhängende Zwischenräume ausgebildet werden. Bevorzugt kann die Dicke der Harzschicht 50% kleiner und besonders bevorzugt 80% kleiner als eine Dicke der Kohlenstofffasern ausgebildet werden.Preferably, a thickness of the resin or pitch layer may be made smaller than a thickness of the carbon fibers. This may be necessary in order to ensure sufficient porosity of the preform for infiltration. In particular, gaps between the carbon fiber are then not completely filled by resin or glassy carbon, so that contiguous gaps are formed. Preferably, the thickness of the resin layer may be formed 50% smaller and more preferably 80% smaller than a thickness of the carbon fibers.

Die Harzschicht kann einfach durch Tränken des Faserverbunds in einer stark verdünnten Phenolharzlösung, zum Beispiel Phenolharz verdünnt mit Ethanol oder Aceton, ausgebildet werden. So ist es möglich, dass flüssiges Harz in den Faserverbund, unabhängig von einer Wandungsdicke, vollständig eindringen kann. Das Tränken mit Harz kann auch unter einer Vakuumatmosphäre erfolgen. Bei einer nachfolgenden Pyrolyse durch zum Beispiel Aushärten und Verkoken bzw. Pyrolysieren bei ca. 1000°C bis 2000°C kann so eine Beschichtung der Kohlenstofffasern aus pyrolysiertem, glasartigem Kohlenstoff erzeugt werden.The resin layer can be formed simply by soaking the fiber composite in a highly diluted phenolic resin solution, for example, phenolic resin diluted with ethanol or acetone. Thus, it is possible that liquid resin in the fiber composite, regardless of a wall thickness, can fully penetrate. The impregnation with resin can also be done under a vacuum atmosphere. In a subsequent pyrolysis by, for example, curing and coking or pyrolyzing at about 1000 ° C to 2000 ° C as a coating of carbon fibers can be generated from pyrolyzed, glassy carbon.

Vorteilhaft können die beschichteten Kohlenstofffasern mit einer weiteren Beschichtung aus Siliziumkarbid versehen werden. So wird es möglich, die mechanischen Eigenschaften des Verbundbauteils in gegebenenfalls gewünschter Weise zu verändern und, beispielsweise bei einer Verwendung von Aluminium als Matrixmaterial, eine unerwünschte chemische Reaktion des Aluminiums bei einer Infiltration zu vermeiden. Auch weisen derart beschichtete Kohlenstofffasern bzw. ein den Vorformling ausbildendes Geflecht oder Gewebe aus Kohlenstofffasern eine erhöhte Steifigkeit auf, die für die nachfolgenden Verfahrensschritte der Infiltration besonders vorteilhaft ist.Advantageously, the coated carbon fibers can be provided with a further coating of silicon carbide. Thus, it becomes possible to change the mechanical properties of the composite component in any desired manner and, for example, in one use of aluminum as a matrix material, to avoid an undesirable chemical reaction of the aluminum in an infiltration. Carbon fibers coated in this way, or a braid or fabric of carbon fibers forming the preform, also have an increased rigidity, which is particularly advantageous for the subsequent method steps of infiltration.

Weiter kann es vorgesehen sein, eine zumindest teilweise unidirektionale Orientierung der Kohlenstofffasern des Fasernverbundes auszubilden. Beispielsweise können Endlosfasern durch Wickeln oder eine andere beliebige Technik in eine gewünschte geometrische Form gebracht werden. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, Kurzschnittfasern ohne eine bestimmte räumliche Orientierung für eine Beschichtung mit pyrolytischem Kohlenstoff zu verwenden. Die Kurzschnittfasern können in Form einer Fasermatte oder eines Vlies vorliegen, wobei die Fasermatte bzw. das Vlies selbst zur geometrischen Formgebung des Vorformlings verwendet werden kann. Bevorzugt können jedoch Fasergewebematten oder Filamentgarne zur Ausbildung eines gegebenenfalls mehrlagigen Faserverbundes verwendet werden.It may further be provided to form an at least partially unidirectional orientation of the carbon fibers of the fiber composite. For example, continuous filaments can be formed into a desired geometric shape by winding or any other technique. In principle, however, it is also possible to use short cut fibers without a particular spatial orientation for a coating with pyrolytic carbon. The short cut fibers can be in the form of a fiber mat or a nonwoven, wherein the fiber mat or the nonwoven itself can be used for the geometric shaping of the preform. Preferably, however, fiber fabric mats or filament yarns can be used to form an optionally multi-layer fiber composite.

Weiter kann vorgesehen sein, den Faserverbund vor der Ausbildung des Vorformlings zu verpressen. So kann erreicht werden, dass die Kohlenstofffasern dicht aneinander anliegen und ein Volumenanteil an Kohlenstofffasern im Verbundbauteil wesentlich erhöht wird. Dem Faserverbund können beim Verpressen Hilfsstoffe zugegeben werden, die den Faserverbund bzw. die Kohlenstofffasern aneinander anhaften lassen und so vorläufig fixieren, ohne eine Porosität des Faserverbundes wesentlich herabzusetzen.Furthermore, it can be provided to press the fiber composite before the formation of the preform. Thus it can be achieved that the carbon fibers lie close together and a volume fraction of carbon fibers in the composite component is substantially increased. The fiber composite can be added during compression auxiliaries, which can adhere the fiber composite or the carbon fibers to each other and so provisionally fix, without significantly reduce a porosity of the fiber composite.

Besonders bevorzugt kann der Faserverbund als eine räumlich orientierte Tragstruktur des Verbundbauteils ausgebildet werden, die an einen Lastfall des Verbundbauteils angepasst ist. Idealerweise kann der Faserverbund so im Verbundbauteil angeordnet werden bzw. die Kohlenstofffasern können so im Verbundbauteil ausgerichtet werden, dass bei einer vorgesehenen Verwendung des Verbundbauteils Kräfte bzw. Spannungen innerhalb des Verbundbauteils im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung der Kohlenstofffasern verlaufen, um eine größtmögliche mechanische Festigkeit des Verbundbauteils zu erzielen. Ein beispielsweise primär auf Zug belastetes Verbundbauteil kann dann eine Tragstruktur aus Kohlenstofffasern aufweisen, die in Richtung einer Zugspannung räumlich orientiert sind. Je nach dem vorgesehenen Lastfall des Verbundbauteils können die Kohlenstofffasern des Faserverbundes auch in einer Kombination von unterschiedlichen räumlichen Orientierungen angeordnet sein.Particularly preferably, the fiber composite can be formed as a spatially oriented support structure of the composite component, which is adapted to a load case of the composite component. Ideally, the fiber composite can be arranged in the composite component or the carbon fibers can be aligned in the composite component, that in an intended use of the composite component forces or stresses within the composite component substantially in the direction of the longitudinal extent of the carbon fibers extend to a maximum mechanical strength of To achieve composite component. For example, a composite component that is primarily loaded with tension can then have a support structure made of carbon fibers that are spatially oriented in the direction of a tensile stress. Depending on the intended load case of the composite component, the carbon fibers of the fiber composite can also be arranged in a combination of different spatial orientations.

Verbundbauteile mit besonders komplexen geometrischen Formen können besonders einfach hergestellt werden, wenn eine Tragstruktur des Verbundbauteils durch eine Mehrzahl von Vorformlingen ausgebildet wird. So können einzelne Vorformlinge ausgebildet werden, die zu einer Tragstruktur des Verbundbauteils zusammengesetzt werden. Beispielsweise können die Vorformlinge dann formschlüssig ineinander greifen oder auch unabhängig voneinander innerhalb des Verbundbauteils angeordnet werden. Damit wird es dann möglich, Verbundbauteile mit nahezu beliebigen Geometrien herzustellen, da eventuelle geometrische Beschränkungen bei der Ausbildung des Faserverbundes aus Kohlenstofffasern nicht mehr zwangsläufig berücksichtigt werden müssen. Auch ist es denkbar, einen Vorformling vor einer Infiltration mechanisch, zum Beispiel spanend zu bearbeiten, um eine gewünschte geometrische Form der Tragstruktur bzw. des Vorformlings zu erhalten. Dies kann insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass der Vorformling durch die Beschichtung mit pyrolytischem Kohlenstoff formstabil ist.Composite components with particularly complex geometric shapes can be produced particularly easily if a support structure of the composite component is formed by a plurality of preforms. Thus, individual preforms can be formed, which are assembled to form a support structure of the composite component. For example, the preforms can then engage in one another in a form-fitting manner or can also be arranged independently of one another within the composite component. This makes it possible to produce composite components with almost any geometry, since any geometric limitations in the formation of the fiber composite of carbon fibers need not necessarily be taken into account. It is also conceivable to machine a preform mechanically prior to infiltration, for example by machining, in order to obtain a desired geometric shape of the support structure or of the preform. This can be made possible in particular by the fact that the preform is dimensionally stable by the coating with pyrolytic carbon.

Vorteilhaft kann der Vorformling vollständig mit geschmolzenem Metall infiltriert werden. So kann dann eine zusammenhängende Matrix aus Metall bzw. einer Metalllegierung erhalten werden, die im Wesentlichen alle Zwischenräume des Faserverbundes der Kohlenstofffasern des Vorformlings vollständig ausfüllt.Advantageously, the preform can be completely infiltrated with molten metal. Thus, a coherent matrix of metal or a metal alloy can then be obtained, which completely fills substantially all interstices of the fiber composite of the carbon fibers of the preform.

In einer Ausführungsform des Verfahrens kann das Verbundbauteil so ausgebildet werden, dass es einen Metallanteil von mehr als 50 Volumenprozent aufweist. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn entsprechend der vorgesehenen Verwendung des Verbundbauteils sich ein höherer Metallanteil besonders günstig auf dessen Eigenschaften auswirkt.In one embodiment of the method, the composite component may be formed to have a metal content of greater than 50 percent by volume. This is particularly advantageous if, according to the intended use of the composite component, a higher metal content has a particularly favorable effect on its properties.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Verbundbauteil so ausgebildet werden, dass es einen Kohlenstofffaseranteil von mehr als 50 Volumenprozent aufweist. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn eine vorgesehene Verwendung des Verbundbauteils durch einen besonders hohen Kohlenstofffaseranteil im Verbundbauteil begünstigt wird.In a further embodiment of the method, the composite component can be formed so that it has a carbon fiber content of more than 50 percent by volume. This is particularly advantageous if an intended use of the composite component is favored by a particularly high proportion of carbon fiber in the composite component.

Auch kann es vorteilhaft sein, wenn das Verbundbauteil so ausgebildet wird, dass die Kohlenstofffasern innerhalb des Verbundbauteils homogen bzw. gleichmäßig verteilt sind. Das Verbundbauteil besteht dann aus einem homogenen Metallmatrix-Verbundwerkstoff mit, von einer Faserorientierung der Kohlenstofffasern und anisotropen Eigenschaften einer Beschichtung aus pyrolytischem Kohlenstoff abgesehen, regelmäßigen Materialeigenschaften.It may also be advantageous if the composite component is formed so that the carbon fibers are distributed homogeneously or uniformly within the composite component. The composite component is then composed of a homogeneous metal matrix composite having regular material properties apart from fiber orientation of the carbon fibers and anisotropic properties of a pyrolytic carbon coating.

Das Verbundbauteil kann jedoch auch so ausgebildet werden, dass die Kohlenstofffasern innerhalb des Verbundbauteils heterogen verteilt sind. Dies bedeutet, dass Abschnitte des Verbundbauteils einen mehr oder weniger großen Anteil an Kohlenstofffasern aufweisen können. Aufgrund des formstabil ausgebildeten Vorformlings ist es möglich, den Anteil der Kohlenstofffasern innerhalb des Verbundbauteils sowie auch die räumliche Orientierung der Kohlenstofffasern gezielt festzulegen bzw. vorzubestimmen, um die mechanischen Eigenschaften des Verbundbauteils zu beeinflussen. However, the composite component can also be formed so that the carbon fibers are distributed heterogeneously within the composite component. This means that sections of the composite component can have a more or less large proportion of carbon fibers. Due to the dimensionally stable formed preform, it is possible to selectively set or predetermine the proportion of carbon fibers within the composite component as well as the spatial orientation of the carbon fibers in order to influence the mechanical properties of the composite component.

Für den Gießvorgang kann der Gießbehälter mit einer Menge an geschmolzenem Metall für ausschließlich ein Verbundbauteil befüllt werden. Demnach kann ein bestimmtes Metallvolumen, welches einem für das Verbundbauteil benötigten Metallvolumen entspricht, in den Gießbehälter in flüssiger oder fester Form eingebracht werden. Wenn das Metall in fester Form in den Gießbehälter eingebracht wird, kann dieses im Gießbehälter zunächst geschmolzen werden. Bei einer Bemessung des Metallvolumens kann auch eine Schwindung während des Erstarrungsvorgangs sowie ein Speiservolumen berücksichtigt werden. Prinzipiell kann auch ein einzelner Gießbehälter an eine Mehrzahl von Gießformen über jeweils Angusskanäle angeschlossen sein, wobei dann der Gießbehälter mit einer Menge an geschmolzenem Metall für die entsprechende Anzahl von Gießformen bzw. Verbundbauteile befüllt werden kann.For the casting process, the casting container can be filled with a quantity of molten metal for exclusively a composite component. Accordingly, a specific metal volume, which corresponds to a metal volume required for the composite component, can be introduced into the casting container in liquid or solid form. When the metal is introduced into the casting container in solid form, it can first be melted in the casting container. When measuring the metal volume, a shrinkage during the solidification process and a feeder volume can also be taken into account. In principle, a single casting container can also be connected to a plurality of casting molds via respective sprue channels, in which case the casting container can be filled with a quantity of molten metal for the corresponding number of casting molds or composite components.

Vorteilhaft kann die Gießvorrichtung eine Schwenkeinrichtung aufweisen, mittels der die Gießform zusammen mit dem Gießbehälter von einer Befüllposition in eine Erstarrungsposition verschwenkt wird. In der Befüllposition ist der Gießbehälter relativ zur Gießform so angeordnet, dass der Gießbehälter mit Metall befüllt werden kann, ohne dass geschmolzenes Metall in die Gießform gelangen kann. Bei dem Verschwenken von Gießform und Gießbehälter gelangt das geschmolzene Metall dann in die Gießform, wobei der Gießbehälter im Wesentlichen vollständig entleert wird. Die Erstarrungsposition wird dann so lange eingenommen, bis das geschmolzene Metall erstarrt ist. Die Schwenkeinrichtung kann prinzipiell so ausgebildet sein, dass eine beliebige Schwenkbewegung von Gießform zusammen mit dem Gießbehälter ausgeführt werden kann. Dabei kann es sich um eine Rotation oder ein Kippen um eine oder mehrere Achsen, um eine Bewegung entlang einer Kurve mit wechselnder Steigung sowie um verschiedene derartige Bewegungen in einer zeitlichen Abfolge handeln.Advantageously, the casting device may comprise a pivoting device, by means of which the casting mold is pivoted together with the casting container from a filling position into a solidification position. In the filling position of the casting container is arranged relative to the mold so that the casting container can be filled with metal without molten metal can get into the mold. During the pivoting of the casting mold and casting container, the molten metal then enters the casting mold, the casting container being substantially completely emptied. The solidification position is then taken until the molten metal has solidified. The pivoting device can in principle be designed so that any pivoting movement of the casting mold can be carried out together with the casting container. It may be a rotation or a tilt about one or more axes, a movement along a curve of varying pitch and various such movements in a time sequence.

In der Befüllposition kann das geschmolzene Metall unterhalb eines Niveaus eines Anschnitts der Gießform in dem Gießbehälter angeordnet werden. Somit kann sichergestellt werden, dass bei einem Verschwenken von Gießform und dem Gießbehälter kein wesentlicher Niveauunterschied zwischen dem Anschnitt und einem Schmelzeniveau in dem Gießbehälter vor dem Verschwenken vorliegt, welcher eine unruhige bzw. turbulente Formfüllung bewirken könnte. So kann auch dann eine Strömungsgeschwindigkeit am Anschnitt der Gießform um ein Vielfaches geringer ausgebildet werden als bei den bekannten Druckgussverfahren oder einer Befüllung der Gießform über einen oberhalb der Gießform ausgebildeten Angusskanal. Vorzugsweise kann der Angusskanal so zwischen der Gießform und dem Gießbehälter ausgebildet sein, dass der Anschnitt in zumindest einem unteren Drittel der Gießform, relativ bezogen auf eine Kavität, ausgebildet ist. Auch kann sich der Anschnitt über im Wesentlichen eine gesamte Länge einer Kavität der Gießform erstrecken.In the filling position, the molten metal may be disposed below a level of a gate of the casting mold in the casting vessel. Thus, it can be ensured that, when the casting mold and the casting container are pivoted, there is no significant difference in level between the gate and a melt level in the casting container before pivoting, which could cause a turbulent mold filling. Thus, a flow velocity at the gate of the casting mold can then be made much smaller than in the known die-casting method or a filling of the casting mold via a runner formed above the casting mold. Preferably, the runner can be formed between the mold and the casting container so that the gate is formed in at least a lower third of the mold, relative to a cavity. Also, the gate may extend over substantially an entire length of a cavity of the mold.

Mittels der Schwenkeinrichtung kann eine Relativposition der Gießform mit dem Gießbehälter bestimmt werden, wobei mittels der Schwenkeinrichtung eine Bewegung der Gießform mit dem Gießbehälter gesteuert werden kann. Beispielsweise kann dann mit der Schwenkeinrichtung ein Rotationswinkel, eine Steigung oder eine Bahnposition der Gießform mit dem Gießbehälter entlang einer Schwenkbewegung vollständig oder partiell erfasst bzw. gemessen werden. Gleichzeitig ist es auch möglich eine Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit der Schwenkbewegung, beispielsweise über Sensoren, zu bestimmen. So kann die Gießvorrichtung auch über eine Steuereinrichtung verfügen, die die vorgenannten Betriebsparameter der Schwenkeinrichtung verarbeiten kann. Die Schwenkeinrichtung bzw. die Steuereinrichtung kann dann eine Bewegung der Gießform mit dem Gießbehälter so steuern, dass eine möglichst gleichmäßige und ruhige Füllung der Gießform mit geschmolzenem Metall erfolgt. Die Bewegung kann dabei unter anderem von einer geometrischen Form einer Kavität der Gießform sowie einer Position eines Anschnitts erfolgen. Beispielsweise kann infolge der Bewegung zunächst eine Menge von geschmolzenem Metall in die Gießform eingebracht werden, die während des Gießvorgangs kontinuierlich, durch eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit, reduziert wird, und umgekehrt. Weiter kann die Gießform mit dem Gießbehälter so bewegt werden, dass zunächst vorbestimmte Bereiche der Gießform mit dem geschmolzenen Metall ausgefüllt werden.By means of the pivoting device, a relative position of the casting mold with the casting container can be determined, wherein by means of the pivoting device a movement of the casting mold with the casting container can be controlled. For example, then with the pivoting device, a rotation angle, a slope or a web position of the mold with the casting container along a pivoting movement can be completely or partially detected or measured. At the same time it is also possible to determine an acceleration and / or speed of the pivoting movement, for example via sensors. Thus, the casting device may also have a control device which can process the aforementioned operating parameters of the pivoting device. The pivoting device or the control device can then control a movement of the casting mold with the casting container in such a way that the filling of the casting mold with molten metal is as uniform and as smooth as possible. The movement can be done inter alia by a geometric shape of a cavity of the mold and a position of a gate. For example, as a result of the movement, a quantity of molten metal may first be introduced into the casting mold, which is continuously reduced during the casting process, by a reduction in the flow velocity, and vice versa. Further, the mold can be moved with the casting container so that first predetermined areas of the mold are filled with the molten metal.

In einer besonders einfachen Ausführungsform kann mittels der Schwenkeinrichtung eine Drehung des Gießbehälters und der Gießform um eine Achse erfolgen. Die Achse kann dabei zwischen dem Gießbehälter und der Gießform verlaufen oder auch außerhalb oder in einem Abstand zu dem Gießbehälter und der Gießform angeordnet sein. Auch kann eine Anzahl von mehreren Achsen, beispielsweise drei Achsen relativ zueinander orthogonal angeordnet, vorgesehen sein.In a particularly simple embodiment, a rotation of the casting container and the casting mold about an axis can take place by means of the pivoting device. The axis can run between the casting container and the casting mold or be arranged outside or at a distance from the casting container and the casting mold. Also, a number of multiple axes, for example three axes relative to each other orthogonal arranged, be provided.

Die Drehung des Gießbehälters und der Gießform kann durch Schwerkraft bewirkt werden. So kann ein Eigengewicht der Gießform genutzt werden, um die Gießform zusammen mit dem Gießbehälter um eine Achse zu verschwenken. Beispielsweise kann die Gießform zusammen mit dem Gießbehälter in ein Befüllposition verbracht und in dieser gesichert werden. Nachfolgend kann die Sicherung entfernt bzw. aufgehoben werden, worauf eine durch Eigengewicht bewirkte Schwenkbewegung der Gießform zusammen mit dem Gießbehälter in eine Erstarrungsposition erfolgt.The rotation of the casting container and the mold can be effected by gravity. Thus, a weight of the mold can be used to pivot the mold together with the casting container about an axis. For example, the casting mold can be brought together with the casting container into a filling position and secured therein. Subsequently, the fuse can be removed or canceled, whereupon a self-weight caused pivotal movement of the mold takes place together with the casting container in a solidification position.

Der Gießbehälter und die Gießform können vor und/oder während dem Verschwenken mit einem Unterdruck beaufschlagt werden. Dies setzt dann voraus, dass der Gießbehälter nach einem Befüllen mit Metall gasdicht verschlossen wird. Beispielsweise mittels einer Vakuumpumpe kann dann in dem Gießbehälter und der Gießform ein Unterdruck ausgebildet werden. Weiter kann vorgesehen sein, vor, während oder nach dem Befüllen des Gießbehälters mit geschmolzenem Metall den Gießbehälter und die Gießform mit Schutzgas zu spülen. Somit können unerwünschte Oxidationsvorgänge wirksam vermieden werden. Insbesondere kann auch durch die Ausbildung eines Unterdrucks eine unerwünschte Bildung von Hohlräumen vermieden sowie eine weitestgehend vollständige Infiltration des Vorformlings begünstigt werden. Dabei kann der Unterdruck bereits vor einem Verschwenken aufgebaut und auch noch während des Verschwenkens aufrecht erhalten werden.The casting container and the casting mold can be subjected to a negative pressure before and / or during pivoting. This then requires that the casting container is sealed gas-tight after filling with metal. For example, by means of a vacuum pump, a negative pressure can then be formed in the casting container and the casting mold. It can further be provided to rinse the casting container and the casting mold with inert gas before, during or after filling the casting container with molten metal. Thus, undesirable oxidation processes can be effectively avoided. In particular, an undesirable formation of cavities can be avoided by the formation of a negative pressure and a largely complete infiltration of the preform can be promoted. In this case, the negative pressure can be built up even before pivoting and also maintained during the pivoting.

Der Gießbehälter und die Gießform können während und/oder nach dem Verschwenken mit einem Überdruck beaufschlagt werden. Während des Verschwenkens, beispielsweise nachdem eine Infiltration des Vorformlings erfolgt ist, kann der Gießbehälter insbesondere die Gießform mit dem Überdruck beaufschlagt werden, um ebenfalls eine Entstehung von Hohlräumen zu vermeiden und eine verbesserte Gefüge-Oberflächenqualität des Verbundbauteils zu erhalten. Insbesondere kann vorgesehen sein, während der Erstarrungsphase des geschmolzenen Metalls einen vergleichsweise hohen Gasdruck in dem Gießbehälter und der Gießform auszubilden. Der Überdruck bzw. der Gasdruck kann vorzugsweise über ein in den Gießbehälter und die Gießform eingebrachtes Schutzgas erzeugt werden. Sofern die Ausbildung eines Unterdrucks vor der Ausbildung eines Überdrucks vorgesehen sein sollte, kann ein Übergang von dem Unterdruck zu dem Überdruck stetig erfolgen. Wenn eine Drehung des Gießbehälters und der Gießform um eine Achse vorgesehen ist, kann beispielsweise ab einem definierten Drehwinkel von dem Unterdruck zu dem Überdruck übergegangen werden. Der betreffende Drehwinkel kann dabei beispielsweise so ausgewählt werden, dass der in der Gießform befindliche Vorformling dann zu einem überwiegenden Teil mit dem flüssigen Metall infiltriert ist. Eine Steuerung eines derartigen Übergangs kann besonders einfach über auf einer Drehachse angebrachte Sensoren erfolgen.The casting container and the casting mold can be subjected to an overpressure during and / or after pivoting. During pivoting, for example, after an infiltration of the preform has taken place, the casting container, in particular the casting mold can be subjected to the overpressure, in order likewise to avoid formation of cavities and to obtain an improved structural surface quality of the composite component. In particular, it may be provided during the solidification phase of the molten metal to form a comparatively high gas pressure in the casting container and the casting mold. The overpressure or the gas pressure can preferably be generated via a protective gas introduced into the casting container and the casting mold. If the formation of a negative pressure before the formation of an overpressure should be provided, a transition from the negative pressure to the overpressure can take place continuously. If a rotation of the casting container and the casting mold is provided about an axis, it is possible, for example, to move from the negative pressure to the overpressure starting from a defined angle of rotation. In this case, the angle of rotation in question can be selected, for example, such that the preform located in the casting mold is then infiltrated to a large extent with the liquid metal. A control of such a transition can be particularly easily done via mounted on a rotary axis sensors.

Alternativ oder ergänzend kann der Überdruck mittels bewegbarer Bauteile der Gießform erzeugt werden. Dabei können Gießformteile bzw. Bauteile der Gießform, wie beispielsweise ein Auswerferstift oder ein eine Kavität begrenzendes Bauteil zur Erzeugung eines Überdrucks bewegt werden. So kann verhindert werden, dass sich durch einströmendes Gas bzw. Schutzgas unerwünschte Unregelmäßigkeiten oder Hohlräume ausbilden.Alternatively or additionally, the overpressure can be generated by means of movable components of the casting mold. In this case, casting mold parts or components of the casting mold, such as an ejector pin or a cavity-limiting component can be moved to generate an overpressure. Thus it can be prevented that form by inflowing gas or inert gas unwanted irregularities or voids.

Vorzugsweise kann der Überdruck zumindest 1 MPa betragen. Ab einem spezifischen Gießdruck von 1 MPa kann bereits eine Minderung einer Porenbildung erzielt werden. Unter dem spezifischen Gießdruck wird hier der maximale Gießdruck verstanden, der während oder am Ende eines Gießzyklusses unmittelbar vor einem Erstarren des geschmolzenen Metalls in der mit dem Metall und dem Vorformling gefüllten Gießform auf eine in der Gießform befindliche Schmelze wirkt.Preferably, the pressure may be at least 1 MPa. From a specific casting pressure of 1 MPa, a reduction in pore formation can already be achieved. The specific pouring pressure is understood here to be the maximum pouring pressure that acts on a casting in the casting mold during or at the end of a casting cycle immediately prior to solidification of the molten metal in the casting mold filled with the metal and the preform.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einem Eindringen des geschmolzenen Metalls in die Gießform in einer Kavität der Gießform zumindest teilweise eine laminare Strömung ausgebildet wird. Die Ausbildung der laminaren Strömung kann sich unter anderem durch eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit am Anschnitt ergeben und wird durch eine geometrische Gestalt der Kavität der Gießform beeinflusst. Je nach Gestalt der Kavität kann bei der gegebenen Strömungsgeschwindigkeit am Anschnitt eine Füllung der Kavität mit dem geschmolzenen Metall bei einer vollständig laminaren Strömung des geschmolzenen Metalls oder mit einer Kombination von laminaren und turbulenten Strömungsabschnitten des geschmolzenen Metalls erfolgen. Wenn eine besonders turbulenzarme Füllung der Gießform erfolgt, kann ein Verbundbauteil hoher Qualität hergestellt werden.It is particularly advantageous if a laminar flow is formed at least partially when the molten metal enters the casting mold in a cavity of the casting mold. The formation of the laminar flow can result, inter alia, by a low flow velocity at the gate and is influenced by a geometric shape of the cavity of the casting mold. Depending on the shape of the cavity, at the given flow rate at the gate, a filling of the cavity with the molten metal can be carried out in a completely laminar flow of the molten metal or with a combination of laminar and turbulent flow sections of the molten metal. If a particularly turbulence poor filling of the mold takes place, a composite component of high quality can be produced.

Weiter kann die Gießform vor einem Einbringen des geschmolzenen Metalls auf eine Temperatur von zumindest 300°C erwärmt werden. Die Gießform kann beispielsweise eine Einrichtung zur Temperierung der Gießform, das heißt zur Erwärmung und/oder zur Kühlung, aufweisen. Insbesondere wird es durch die Erwärmung der Gießform vor dem Einbringen des geschmolzenen Metalls dann auch möglich, den Vorformling ebenfalls vorzuheizen. Hierdurch kann eine vollständige Infiltration des Vorformlings mit geschmolzenem Metall weiter begünstigt werden.Further, the mold may be heated to a temperature of at least 300 ° C prior to introduction of the molten metal. The casting mold can, for example, have a device for tempering the casting mold, that is to say for heating and / or for cooling. In particular, heating the mold prior to introducing the molten metal then also makes it possible to preheat the preform as well. In this way, a complete infiltration of the preform with molten metal can be further promoted.

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens kann durch die Infiltration des Vorformlings und die Erstarrung des geschmolzenen Metalls ein Zwischenprodukt ausgebildet werden, wobei das Zwischenprodukt nachfolgend in einer weiteren Gießvorrichtung angeordnet und zumindest teilweise mit geschmolzenem Metall umgeben werden kann. Das mit dem Verfahren hergestellte Verbundbauteil kann somit zunächst das Zwischenprodukt sein, wobei das Zwischenprodukt in der weiteren Gießvorrichtung positioniert und gegebenenfalls mit geschmolzenem Metall umgossen wird. Beispielsweise kann dann der Vorformling vollständig von Metall umgeben werden. In a further development of the method, an intermediate product can be formed by the infiltration of the preform and the solidification of the molten metal, wherein the intermediate product can subsequently be arranged in a further casting device and at least partially surrounded by molten metal. The composite component produced by the method may thus initially be the intermediate product, wherein the intermediate product is positioned in the further casting apparatus and, if appropriate, encapsulated with molten metal. For example, then the preform can be completely surrounded by metal.

Mit dem Verfahren nach Anspruch 1 kann ein erfindungsgemäßes Verbundbauteil hergestellt werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Verbundbauteils ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.With the method according to claim 1, a composite component according to the invention can be produced. Further advantageous embodiments of a composite component resulting from the feature descriptions of the back to the method claim 1 dependent claims.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 einen Vertikalschnitt durch einen Gießbehälter mit einer Gießform entlang einer Linie I-I aus 2; 1 a vertical section through a casting container with a mold along a line II 2 ;

2 einen Vertikalschnitt durch den Gießbehälter und die Gießform entlang einer Linie II-II aus 1; 2 a vertical section through the casting container and the mold along a line II-II 1 ;

3 eine perspektivische Längsschnittansicht eines weiteren Gießbehälters mit einer weiteren Gießform; 3 a perspective longitudinal sectional view of another casting container with another mold;

4 eine perspektivische Darstellung des Gießbehälters und der Gießform aus 3 in einer Öffnungsposition. 4 a perspective view of the casting container and the mold 3 in an open position.

Eine Zusammenschau der 1 und 2 zeigt eine Gießvorrichtung 10 mit einer Gießform 11 und einem Gießbehälter 12 in einer weitestgehend schematischen Darstellung. Die Gießform 11 ist durch eine Kokillendeckplatte 13, eine Kokillengrundplatte 14 und Kokillenseitenplatten 15 und 16 ausgebildet, die ihrerseits eine Kavität 17 der Gießform 11 ausbilden. Innerhalb der Gießform 11 bzw. der Kavität 17 ist ein Vorformling 18, die Kavität 17 vollständig ausfüllend, angeordnet, wobei der Vorformling 18 aus einem Faserverbund 19 aus Kohlenstofffasern 20 ausgebildet ist. Die Kohlenstofffasern 20 sind im Wesentlichen vollständig mit pyrolytischem Kohlenstoff beschichtet, so dass der pyrolytische Kohlenstoff die Kohlenstofffasern 20 miteinander fest verbindet, wodurch der Vorformling 18 formstabil ist. Der Vorformling 18 bildet durch die Art des Faserverbundes 19 und die nur oberflächliche Beschichtung der Kohlenstofffasern 20 mit pyrolytischem Kohlenstoff miteinander verbundene und hier nur schematisch dargestellte Poren 21 aus.A synopsis of 1 and 2 shows a casting device 10 with a mold 11 and a casting container 12 in a largely schematic representation. The mold 11 is through a mold top plate 13 , a mold base plate 14 and mold side plates 15 and 16 formed, which in turn a cavity 17 the mold 11 form. Inside the mold 11 or the cavity 17 is a preform 18 , the cavity 17 completely filling, arranged, with the preform 18 from a fiber composite 19 made of carbon fibers 20 is trained. The carbon fibers 20 are essentially completely coated with pyrolytic carbon, so that the pyrolytic carbon is the carbon fibers 20 firmly connects with each other, thereby forming the preform 18 is dimensionally stable. The preform 18 forms by the type of fiber composite 19 and the only superficial coating of the carbon fibers 20 pores interconnected with pyrolytic carbon and shown only schematically here 21 out.

Der Gießbehälter 12 ist aus einem Gehäuse 22 mit einer feuerfesten Auskleidung 23 ausgebildet. Das Gehäuse 22 ist an die Kokillengrundplatte 14 angeflanscht bzw. fest mit dieser verbunden. Der Gießbehälter 12 weist weiter eine Befüllöffnung 24 auf, die mittels einer Verschlussplatte 25 gasdicht verschließbar ist. Weiter ist an der Verschlussplatte 25 ein Gasanschluss 26 ausgebildet, über den ein Schmelzeraum 27 des Gießbehälters 12 wahlweise evakuiert, mit Schutzgas befüllt oder mit einem Gasdruck beaufschlagt werden kann. In dem Schmelzeraum 27 ist geschmolzenes Metall 28 eingebracht. Die Gießvorrichtung 10 verfügt weiter über eine hier nicht näher dargestellte Schwenkeinrichtung, die eine Drehung der Gießform 11 und des Gießbehälters 12 um eine Achse 29 ermöglicht.The casting container 12 is from a housing 22 with a refractory lining 23 educated. The housing 22 is to the mold base plate 14 Flanged or firmly connected to this. The casting container 12 further has a filling opening 24 on, by means of a closure plate 25 is gas-tight closable. Next is on the closure plate 25 a gas connection 26 formed, over which a melting space 27 of the casting container 12 optionally evacuated, filled with protective gas or can be subjected to a gas pressure. In the melting room 27 is molten metal 28 brought in. The casting device 10 also has a pivoting device not shown here, which is a rotation of the mold 11 and the casting container 12 around an axis 29 allows.

Nach der Anordnung des Vorformlings 18 in der Kavität 17 der Gießform 11 erfolgt eine gemeinsame Drehung der Gießform 11 und des Gießbehälters 12 um die Achse 29 in Richtung eines Pfeils 30, so dass das geschmolzene Metall 28 in einen Angusskanal 31 und über den Angusskanal 31 zu einem Anschnitt 32 der Kavität 17 gelangt, wobei bei einer fortgesetzten Drehung der Vorformling 18 mit dem geschmolzenen Metal 28 infiltriert bzw. die Poren 21 ausgefüllt werden. Im Vorformling 18 befindliches Gas kann dann über einen Überströmkanal 33 in den Schmelzeraum 27 entweichen. Die Gießform 11 und der Gießbehälter 12 sind dann von der hier gezeigten Befüllposition 34 in eine Erstarrungsposition um einen Drehwinkel von 180° verschwenkt, wobei das geschmolzene Metall 28 den Vorformling 18 dann vollständig infiltriert hat und erstarrt, wodurch ein Verbundbauteil ausgebildet wird.After the arrangement of the preform 18 in the cavity 17 the mold 11 there is a common rotation of the mold 11 and the casting container 12 around the axis 29 in the direction of an arrow 30 so that the molten metal 28 in a sprue 31 and over the sprue 31 to a bleed 32 the cavity 17 passes, with a continued rotation of the preform 18 with the molten metal 28 infiltrates or pores 21 fill out. In the preform 18 located gas can then via an overflow 33 in the melting room 27 escape. The mold 11 and the casting container 12 are then from the filling position shown here 34 pivoted in a solidification position by a rotation angle of 180 °, wherein the molten metal 28 the preform 18 then completely infiltrated and solidifies, whereby a composite component is formed.

Eine Zusammenschau der 3 und 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Gießvorrichtung 35 zur Herstellung eines Verbundbauteils 36. Die Gießvorrichtung 35 umfasst eine Gießform 37 und einen Gießbehälter 38. Die Gießform 37 weist ein Kokillengehäuse 39 mit einer Kokillendeckplatte 40 auf, wobei in dem Kokillengehäuse 39 eine untere Formhälfte 41 und an der Kokillendeckplatte 40 eine obere Formhälfte 42 jeweils befestigt sind. Die Kokillendecklatte 40 ist über Scharniere 43 an dem Kokillengehäuse 39 befestigt, so dass, wie in 4 dargestellt, die Gießform 37 geöffnet und das fertig gegossene Verbundbauteil 36 entnommen werden kann. An der Kokillendeckplatte 40 ist weiter der Gießbehälter 38 angeflanscht, wobei der Gießbehälter 38 aus zwei miteinander verbundenen Platten 44 und 45 sowie einem Behälterverschluss 46 ausgebildet ist. Die Platten 44 und 45 sind so ausgebildet, dass ein Schmelzeraum 47 zur Aufnahme von geschmolzenem Metall ausgebildet wird. Der Schmelzeraum 47 ist über einen Angusskanal 48 mit einer Kavität 49, welche von der unteren Formhälfte 41 und der oberen Formhälfte 42 ausgebildet wird, verbunden, und mündet in einen Anschnitt 50. Das Kokillengehäuse 39 ist weiter um eine Achse 51 zusammen mit dem Gießbehälter 38 schwenkbar gelagert.A synopsis of 3 and 4 shows a further embodiment of a casting apparatus 35 for producing a composite component 36 , The casting device 35 includes a mold 37 and a casting container 38 , The mold 37 has a mold housing 39 with a mold top plate 40 on, wherein in the mold housing 39 a lower mold half 41 and on the mold top plate 40 an upper mold half 42 each attached. The chilli top lath 40 is about hinges 43 on the mold housing 39 attached, so that, as in 4 shown, the mold 37 opened and the finished cast composite component 36 can be removed. At the mold top plate 40 is still the casting container 38 Flanged, with the casting container 38 from two interconnected plates 44 and 45 and a container closure 46 is trained. The plates 44 and 45 are designed so that a melting space 47 is formed for receiving molten metal. The melting chamber 47 is over a sprue 48 with a cavity 49 that of the lower half of the mold 41 and the upper half of the mold 42 is formed, connected, and flows into a gate 50 , The mold housing 39 is still around an axis 51 together with the casting container 38 pivoted.

Zunächst wird in der Kavität 49 ein Vorformling 52 eingelegt und die Gießform 37 geschlossen. Danach wird die Gießform 37 zusammen mit dem Gießbehälter 38 aus einer Befüllposition um 90° um die Achse 51 so verschwenkt, dass der Schmelzeraum 47 bei zunächst geöffneten Behälterverschluss 46 mit flüssigem Metall befüllt und danach verschlossen werden kann. Die Gießform 37 und der Gießbehälter 38 werden nachfolgend in eine hier nicht gezeigte Erstarrungsposition um ca. 90° geschwenkt, wobei die Kavität 49, wie hier in 3 dargestellt, dann mit dem geschmolzenen Metall ausgefüllt und der Vorformling 52 infiltriert wird. Während des Schwenkvorgangs zur Formfüllung kann über hier nicht dargestellte Schmelzepegel in dem Schmelzeraum 47 und der Kavität 49 mit Hilfe von Anschlüssen 53 und 54 ein Unterdruck zur Unterstützung der Infiltration erzeugt werden. Während eines Erstarrungsablaufs ist hier eine Beaufschlagung mit einem Überdruck günstig. Nach dem Erstarren des geschmolzenen Metalls kann das fertige Verbundbauteil 36 aus der Gießform 37 entnommen werden.First, in the cavity 49 a preform 52 inserted and the mold 37 closed. After that, the mold becomes 37 together with the casting container 38 from a filling position around 90 ° around the axis 51 so swung that the melting space 47 at first opened container closure 46 filled with liquid metal and then can be closed. The mold 37 and the casting container 38 are subsequently pivoted by about 90 ° in a solidification position, not shown here, wherein the cavity 49 like here in 3 presented, then filled with the molten metal and the preform 52 is infiltrated. During the pivoting process for mold filling, melt levels, not shown here, can be present in the melting space 47 and the cavity 49 with the help of connections 53 and 54 a negative pressure can be generated in support of infiltration. During a solidification process, pressurization with an overpressure is favorable here. After solidification of the molten metal, the finished composite component 36 from the mold 37 be removed.

Claims

Method for producing a composite component ( 36 ) with a casting device ( 10 . 35 ), wherein the composite component of a metal matrix composite of carbon fibers ( 20 ) and a metal or a metal alloy is formed, wherein from the carbon fibers a fiber composite ( 19 ) is formed, wherein from the fiber composite a preform ( 18 . 52 ), wherein the preform is at least partially filled with molten metal ( 28 ) is infiltrated, characterized in that the casting device is a casting mold ( 11 . 37 ) and one via a sprue ( 31 . 48 ) with the casting mold directly connected to the casting container ( 12 . 38 ) for receiving molten metal, wherein the preform is placed in the mold, wherein the casting container is filled prior to pivoting with molten metal, wherein the casting mold is pivoted together with the casting container, such that the molten metal flows into the casting mold ,

Method according to claim 1, characterized in that the carbon fibers ( 20 ) of the fiber composite ( 19 ) for forming the preform ( 18 . 52 ) are coated with pyrolytic carbon.

A method according to claim 2, characterized in that the pyrolytic carbon as one by means of a CVD method and / or a CVI method on the carbon fibers ( 20 ) is formed.

A method according to claim 2, characterized in that the pyrolytic carbon on the carbon fibers ( 20 ) is formed by pyrolysis of a resin or pitch layer on the carbon fibers.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coated carbon fibers ( 20 ) are provided with a further coating of silicon carbide.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the preform ( 18 . 52 ) completely with molten metal ( 28 ) is infiltrated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the composite component ( 36 ) is formed so that it has a metal content of more than 50 percent by volume.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the composite component ( 36 ) is formed so as to have a carbon fiber content of more than 50% by volume.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the casting container ( 12 . 38 ) with a quantity of molten metal ( 28 ) for exclusively a composite component ( 36 ) is filled, wherein the casting container is sealed gas-tight prior to pivoting.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the casting device ( 10 . 35 ) has a pivoting device, by means of which the casting mold ( 11 . 37 ) together with the casting container ( 12 . 38 ) from a filling position ( 34 ) is pivoted in a solidification position.

Method according to claim 10, characterized in that in the filling position ( 34 ) the molten metal ( 28 ) below a level of a gate ( 32 . 50 ) of the casting mold ( 11 . 37 ) in the casting container ( 12 . 38 ) is arranged.

A method according to claim 10 or 11, characterized in that by means of the pivoting means a relative position of the casting mold ( 11 . 37 ) with the casting container ( 12 . 38 ) is determined, wherein by means of the pivoting device, a movement of the casting mold is controlled with the casting container.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that by means of the pivoting device, a rotation of the casting container ( 12 . 38 ) and the mold ( 11 . 37 ) about an axis ( 29 . 51 ) he follows.

A method according to claim 13, characterized in that the rotation of the casting container ( 12 . 38 ) and the mold ( 11 . 37 ) is caused by gravity.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the casting container ( 12 . 38 ) and the mold ( 11 . 37 ) are subjected to a negative pressure before and / or during pivoting.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the casting container ( 12 . 38 ) and the mold ( 11 . 37 ) are subjected during and / or after the pivoting with an overpressure.

A method according to claim 16, characterized in that the overpressure by means of movable components of the casting mold ( 11 . 37 ) is produced.

A method according to claim 16 or 17, characterized in that the overpressure is at least 1 MPa.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that upon introduction of the molten metal ( 28 ) in the mold ( 11 . 37 ) in a cavity ( 17 . 49 ) of the mold at least partially a laminar flow is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the casting mold ( 11 . 37 ) prior to introduction of the molten metal ( 28 ) is heated to a temperature of at least 300 ° C.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by the infiltration of the preform ( 18 . 52 ) and solidification of the molten metal ( 28 ) an intermediate product is formed, wherein the intermediate product is subsequently arranged in a further casting device and at least partially surrounded with molten metal.