DE19648926C1

DE19648926C1 - Offenporige Polyamid gebundene Formkörper aus keramischen oder metallischen Pulvern

Info

Publication number: DE19648926C1
Application number: DE19648926A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Jaeckel
Original assignee: Manfred Dipl Ing Jaeckel
Current assignee: JAECKEL, MANFRED, 27612 LOXSTEDT, DE
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2016-11-27

Description

Beschreibung

Gegenstand der Erfindung sind offenporige Formkörper aus keramischen oder metallischen Pulvern, die als Bindemittel reine hochpolymere Polyamide enthalten, teilweise in Abmischung mit geringen Mengen Wachs und Weichmacher.

Durch die DE 44 34 932 A1 sind hochporöse Formteile aus metallischen oder keramischen Teilchen mit anorganischen oder organischen Bindemitteln bekannt, die ohne einen Sinter prozeß aufgrund des anorganischen Bindemittels zu hochporösen Formkörpern führen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, poröse metallische oder keramische Formkörper unter ausschließlicher Verwendung von organischen Bindemitteln herzustellen, welche nach der Pyrolyse des Bindemittels zu dichten Formkörpern gesintert werden können.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, Formkörper aus sinterfähigen Pulver teilchen zu beschreiben, die eine weitere Bearbeitung mit üblichen Zerspanungs- oder Schleifmaschinen zulassen, ohne daß sie durch die dabei auftretenden Kräfte verformt oder zerstört werden.

Polyamide bewirken aufgrund ihrer stark polaren chemischen Struktur hohe Bindungs kräfte zu hochpolaren Pulvern wie Metalle oder Metallcarbide und Metallnitride und verleihen den erfindungsgemäßen Formkörpern hohe Festigkeiten, so daß Folien oder Platten großer Abmessungen mit Dicken von nur wenigen Millimetern ohne zu zerbrechen gesintert werden können.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, vorzugsweise dickwandige Bauteile zu schaffen, die entweder durch zerspanende Behandlung, oder durch thermoplastische Verformung in die gewünschte Gestalt gebracht werden. Für diese Art der Formgebung wird auf üblichen Kunststoff Verarbeitungsmaschinen eine granulat- oder pulverförmige Formmasse mit der erfindungsgemäßen Bindemittel/Pulverzusammensetzung thermo plastisch in einem geeigneten Werkzeug in die gewünschte Form gebracht.

Diese Formkörper mit Wandstärken von 10 bis 80 mm werden durch Extraktion mit z. B. Aceton vom Wachs/Weichmachergemisch befreit, so daß nach dem Trocknen der erfindungsgemäße Formkörper vorliegt und dichtgesintert werden kann.

Die erfindungsgemäßen Formkörper können beispielsweise plattenförmige Teile mit runder oder rechteckiger Geometrie oder komplexe dickwandige Bauteile wie Schnecken- oder Knetelemente für Extruder und Knetmaschinen darstellen.

Für den Aufbau der erfindungsgemäßen Formteile werden Pulverteilchen keramischer Werkstoffe insbesondere ausgewählt aus den Verbindungen der Gruppe Al-Oxid, Si-Oxid, Zr-Oxid, SiC, Si-Nitrid und Al-Nitrid.

Metallische Pulverteilchen werden insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Fe, Co, Ni, W, Mo und Hartmetalle.

Es können auch Mischungen der Pulverkomponenten aus einer oder beiden Werkstoffgruppen eingesetzt werden. Bei den leicht reduzierbaren Elementen wie Fe, Ni, Co, W und Mo können auch die Oxide eingesetzt werden.

Beispiel 1

Eine Hartmetallformmasse mit 54 Vol-% WC/Co-85 : 15,10 Vol-% Polyamid und 36 Vol-% Weichmacher/Wachsgemisch wurde thermoplastisch zu einem Formteil verformt. Nach 24stündiger Lagerung in Aceton bei 35°C waren 32 Vol-% Weichmacher/Wachs gemisch entfernt worden. Das Formteil war nach dem Trocknen offenporig und konnte innerhalb von 3 h thermisch vom restlichen Bindemittel befreit und anschließend druck los gesintert werden. Die Dichte betrug 98% der theoretischen Dichte.

Beispiel 2

Eine SiC-Formmasse mit 55,5 Vol-% SiC, 11 Vol-% Polyamid und 33,5 Vol-% Weich macher/Wachsgemisch wurde thermoplastisch zu einem Formteil verformt. Nach 24 stündiger Lagerung in Aceton bei 40°C waren 30 Vol-% Weichmacher/Wachsgemisch entfernt worden. Das Formteil war nach dem Trocknen offenporig und konnte innerhalb von 2 h thermisch vom restlichen Bindemittel befreit und anschließend drucklos gesintert werden. Die Dichte betrug 97% der theoretischen Dichte.

Claims

1. Formkörper aus pulverförmigen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen miteinander durch ein hochpolymeres Polyamid gebunden sind, und daß sie eine offenporige Struktur aufweisen.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Teilchen Metalle aus der Gruppe Fe, Co, Ni, W, Mo, Metallcarbide und Hartmetalle verwendet werden.

3. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Teilchen keramische Werkstoffe aus der Gruppe Al-Oxid, Si-Oxid, Zr-Oxid, SiC, Si-Nitrid und Al-Nitrid verwendet werden.

4. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Pulver einer Teilchengröße von 0,0001 bis 0,1 mm verwendet werden.

5. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil Polyamid im Formteil zwischen 8 und 20% liegt.

6. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Porenvolumen durch ein in Aceton extrahierfähiges Weichmacher/ Wachsgemisch entsteht und mindestens 30 Vol-% vom Gesamtvolumen beträgt.