DE2422425A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gegenstaenden - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach einer gerichteten Verfestigungstechnik. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren, gemäß dem-eine-Mischung aus einem schmelzbaren Bindemittel und Teilchen mit einem Schmelzpunkt, der höher liegt als der Schmelzpunkt des Bindemittels, gerichtet derart verfestigt wird, daß die beim Verarbeiten des Gegenstandes auftretende innere Schrumpfung beim Verfestigen so klein wie möglich gehalten wird.
• Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Formvorrichtung ist besonders geeignet zur Förderung der gerichteten Verfestigung der Mischung.
• In der US-PS 3 351 688 ist ein Verfahren zum Gießen und Sintern von hitzebeständigen Materialien beschrieben. Es wird angegeben, daß man nach diesem Verfahren einen Gegenstand mit präzisen vorherbestimmten Abmessungen erhalten kann, ohne daß es erforderlich ist, den rohen oder fertiggestellten Gegenstand weiter zu bearbeiten. Dieses Verfahren besteht darin, ein hitzebeständiges, körniges Material, das gesintert werden kann, nit einem schmelzbaren Bindemittel und einem Netzmittel in ausreichender Menge zu vermischen, so daß das Volumen des Bindemittels in festem Zustand gleich ist dem Volumen der Hohlräume des Materials. Die Mischung wird dann, währenddem das Bindemittel in geschmolzenem Zustand vorliegt, zu dem Gegenstand verformt, wonach man die Mischung sich verfestigen läßt. Dann erhitzt man den geformten Gegenstand zur Entfernung des Bindemittels und des Netzmittels, wobei das verbundene -hitzebeständige körnige Material zurückbleibt. Es hat sich gezeigt, daß wolframhaltige Gegenstände beim Verfestigen in schädlicher Weise schrumpfen, wenn sie nach dem in der US-PS 3 351 688 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
• Die beim Verfestigen auftretende innere Schrumpfung von Gegenständen, die hitzebeständige Metallteilchen, wie Wolfram, Molybdän, Carbide dieser Metalle und dergleichen enthalten, kann dadurch ßuf einem Minimum gehalten werden, daß man eine Mischung, die ein schmelzbares Bindemittel, wie Paraffinwachs, und die hitzebeständigen Metallteilchen enthält, gerichtet zu einer Verbundmasse mit der Form des Gegenstandes verfestigt und den Gegenstand so behandelt, daß das Bindemittel entfernt wird und die miteinander verbundenen hitzebeständigen Metallteilchen zurückbleiben. Beim Zerbrechen eines derartigen Gegenstandes zur Untersuchung des Querschnitts zeigt sich, daß die beim Der festigen auftretende innere Schrumpfung geringer ist als die von ~~Gegenständen, die nach dem in der US-PS 3 351 688 beschriebenen Verfahren hergestellt worden sind. Die beim Verfestigen auftretende innere Schrumpfung beeinträchtigt die Herstellung von -Gegenständen mit einheitlicher Dichte oder verhindert die Bildung von-Gegenständen, deren Hohlräume in geeignetertise mit einem anderen Material gefüllt sind.
• Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gerichteten Verfestigen einer Mischung aus einem Bindemittel und miteinander zu verbindenden Teilchen anzugeben, womit erreicht-wird, daß das in festem Zustand vorliegende Bindemittel den Zwischenraum zwischen den aneinander angrenzenden Teilchen im wesentlichen vollständig ausfüllt und eine Verbundmasse ergibt, die die allgemeine äußere Gestalt eines Gegenstandes besitzt. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit dem man Gegenstände mit unregelmäßigen Oberflächen herstellen kann, die nur eine geringe oder keine Nachbearbeitung erfordern und nur eine minimale Verfestigungsschrumpfung zeigen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bildung von Gegenständen aus miteinander verbundenen Teilchen, die ein hitzebeständiges Metall enthalten, deren Hohlräume im wesentlichen vollständig mit einem weichen Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, wie Kupfer, Silber, Gold und Legierungen davon, oder Metallen wie Nickel, Kobalt und Legierungen davon und dergleichen, gefüllt sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Formvorrichtung, die für das gerichtete Verfestigen der Mischung geeignet ist.
• Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Mischung herstellt, die ein schmelzbares Bindemittel und Teilchen mit einem Schmelzpunkt, der höher liegt als der Schmelzpunkt des Bindemittels, enthält, das Bindemittel der Mischung gerichtet so verfestigt, daß das in festem Zustand vorliegende Bindemittel die Zwischenräume zwischen den aneinander angrenzenden Teilchen unter Bildung einer Verbundmasse im wesentlichen vollständig ausfüllt, die Verbundmasse aus den Teilchen und dem verfestigten Bindemittel in ein nicht reaktives Stützmaterial einbringt und so behandelt, daß das Bindemittel im wesentlichen vollständig entfernt wird und die Teilchen unter Bildung des Gegenstandes miteinander verbunden werden, und die miteinander verbundenen, den Gegenstand bildenden Teilchen aus dem nicht reaktiven Stützmaterial entnimmt.
• Weitere Ausführungsformen, Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Beispielen und den Zeichnungen.
• So ist in der Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit einer hutförmigen Formeinrichtung dargestellt, die für das gerichtete Verfestigen einer Mischung geeignet ist, die ein Bindemittel und Teilchen aus einem Material enthält, das einen Schmelzpunkt aufweist, der höher liegt als der Schmelzpunkt des Bindemittels.
• Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der in der Fig. 1 dargestellten hutförmigen Formeinrichtung.
• Die Fig. 3 zeigt einen seitlichen Schnitt durch die in der Fig. 1 dargestellte hutförmige Formeinrichtung.
• Die Fig. 4 zeigt einen seitlichen Querschnitt durch eine Formeinrichtung zur Formung konischer Gegenstände Die Fig. 5 zeigt die Mikrofotografie eines Wolframgerüstes, das unter Verwendung der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung hergestellt wurde und dessen Hohlräume mit Kupfer ausgefüllt sind, während die Fig. 6 eine Mikrofotografie eines Wolframgerüstes zeigt, dessen Hohlräume mit Kupfer gefüllt sind und das nach der in der US-PS 3 351 688 angegebenen Lehre hergestellt wurde.
• Ganz allgemein gesprochen betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen die innere Schrumpfung beim Verfestigen eines Gegenstandes so gering wie möglich gehalten werden kann. Das Verfahren besteht darin, daß man eine Mischung gerichtet verfestigt. Insbesondere besteht das Verfahren darin, eine Verbundmasse aus einer Mischung herzustellen, die ein schmelzbares Bindemittel und Teilchen aufweist, deren Schmelzpunkt höher liegt als der Schmelzpunkt des Bindemittels. Das Bindemittel wird in gerichteter Weise verfestigt, so daß das Bindemittel in festem Zustand den Raum zwischen den aneinander angrenzenden Teilchen im wesentlichen vollständig ausfüllt, wodurch eine Verbundmasse gebildet wird, die die äußere Gestalt des Gegenstandes aufweist. Vorzugsweise erfolgt die Verfestigung unter Druck. Das Gefüge bzw. die Verbundmasse wird dann in ein nicht reaktives Stütz- bzw. Trägermaterial eingebracht und in der Weise behandelt, daß das Bindemittel im wesentlichen vollständig entfernt wird und die Teilchen unter Bildung des Gegenstandes miteinander verbunden werden. Der Gegenstand kann dann weiter verdichtet oder mit einem anderen Material infiltriert werden oder ohne weitere Behandlung oder ohne daß die Hohlräume mit einem metallhaltigen Material gefüllt werden, der Verwendung zugeführt werden¢ Die Formeinrichtung weist Mittel auf, die das gerichtete Verfestigen des Bindemittels unterstützen.
• Die erfindungsgemäße Lehre ist besonders geeignet zur Herstellung von Gegenständen mit unregelmäßiger und komplizierter Form aus teilchenförmigen Metallmaterialien, die Substanzen wie Wolfram, Molybdän und deren Carbide enthalten. Es können jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch andere teilchenförmige Materialien außer den metallhaltigen teilchenförmigen Produkten eingesetzt werden. Derartige teilchenförmige Materialien umfassen nichtmetallhaltige hitzebeständige teilchenförmige Materialien, wie Keramikmaterialien, gebranntes Siliciumdioxid, Fosterit, Aluminiumoxid, Magnesit und dergleichen. Gegenstände mit unregelmäßiger und komplizierter Form sind Gegenstände mit Unterschnitten, Bohrungen, abgerundeten Kanten und dergleichen.
• Im Idealfall ist das Bindemittel bei etwa Raumtemperatur ein Feststoff und bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur, bei der sich das tejlchenförmige Material mit dem angrenzenden teilchenförmigen Material verbindet, eine Flüssigkeit, wobei das Bindemittel bei einer Temperatur ausgetrieben wird, die unterhalb der Temperatur liegt, bei der das teilchenförmige Material sich mit dem daran angrenzenden teilchenförmigen Material unter Bildung eines porösen Körpers mit der Form des Gegenstandes bildet. Ein geeignetes Bindemittel ist Paraffinwachs, das bei einer Temperatur von etwa 1600C oder weniger eine Flüssigkeit darstellt und bei einer Temperatur von etwa 3000C oder mehr aus den Zwischenräumen zwischen den Teilchen des teilchenförmigen Materials herausgetrieben wird und bei einer Temperatur im wesentlichen vollständig aus der Masse entfernt wird, bei der das teilchenförmige Material sich mit dem daran angrenzenden teilchenförmigen Material verbindet. Paraffinwachs ist besonders bevorzugt, da nach der Behandlung nur eine geringe Menge, wenn überhaupt ein Rückstand hinterbleibt. Es können jedoch auch andere Bindemittel verwendet werden, die die oben angegebenen Eigenschaften aufweisen.
• Die Menge, in der das Bindemittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, ist so groß, daß das Bindemittel in festem Zustand die Zwischenräume zwischen den aneinander angrenzenden Teilchen im wesentlichen vollständig ausfüllt. Wenn das teilchenförmige Material Wolfram mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 4 bis 5 P Ir ist, enthält die Mischung etwa 40 Volumen des Bindemittelmaterials und als Rest Wolfram.
• Im Idealfall ist gegenüber dem teilchenförmigen Material so viel Bindemittel vorhanden,daß die aneinander angrenzenden Teilchen des teilchenförmigen Materials einander gerade berühren können und das Bindemittel gerade dazu ausreicht, die Zwischenräume zwischen den sich berührenden Teilchen des teilchenförmigen Materials zu besetzen. Wenn die Bindemittelmenge zu groß ist, berühren sich die benachbarten Teilchen nicht, so daß sie sich nach der Entfernung des Bindemittels gegeneinander bewegen können, wodurch die Masse ihre gewünschte Form verliert.
• Wenn die Bindemittelmenge zu gering ist, hat dies zur Folge, daß die Dichte der Masse aus dem teilchenförmigen Material nicht einheitlich ist.
• Wie bereits angegeben ist der Schritt der gerichteten Verfestigung des Bindemittels bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von wesentlicher Bedeutung, da hierdurch die innere Verfestigungsschrumpfung der Masse aus dem teilchenförmigen Material und dem verfestigten Bindemittel niedrig gehalten wird. Typischerweise wird die in einer Richtung gerichtete Verfestigung in der Metallurgie dazu verwendet, die Kornstruktur einer eutektischen Legierung in bestimmter Richtung zu orientieren, wodurch bestimmte Eigenschaften, wie die Festigkeit und dergleichen, in einer gewünschten Richtung optimiert werden. Bei dem vorliegenden Verfahren wird die gerichtete Verfestigung eines Bindemittels dazu eingesetzt,qdie bei der Verfestigung auftretende innere Schrumpfung einer Verbundmasse, die ein teilchenförmiges Material und ein verfestigtes Bindemittel enthält, auf einem Minimum zu halten. Das in gerichteter Weise verfestigte Bindemittel wird anschließend so behandelt, daß es im wesentlichen vollständig aus der Verbundmasse entfernt wird.
• Nach der Behandlung des Bindemittels zu selnerBeseitigung aus der Verbundmasse besitzt das sich dabei ergebende teilchenförmige Material keine oder nur eine geringe, die Handhabung ermöglichende Festigkeit. Demzufolge ist es erwünscht, die Verbundmasse vor der Entfernung des Bindemittels in geeigneter Weise zu unterstützen oder zu lagern. Ein geeignetes Stützmaterial ist ein Pulver, das weder mit dem teilchenförmigen Material noch mit dem Bindemittel reagiert, wozu man im allgemeinen ein hitzebeständiges feines Pulver einsetzt. Für ein VerbunUmaterial aus Wolframpulver als teilchenförmigem Material und Paraffinwachs als Bindemittel stellt Mullit ein geeignetes Stützmaterial dar. Für eine Wolfram-Paraffinwachs-Masse sind auch andere Stützmaterialien oder -einrichtungen geeignet und auch für andere Verbundmassen-Kombinationen möglich.
• Um eine gleichförmige Dispersion des teilchenförmigen Materials in dem Bindemittel wesentlich zu unterstützen, kann ein Dispergiermittel eingesetzt werden. Das Dispergiermittel sollte mit dem Bindemittel mischbar sein. Ein geeignetes Dispergiermittel für Paraffinwachs, das zusammen mit Wolframpulver als teilchenförmigem Material verwendet wird, ist ölsäure Ein weiteres geeignetes Netzmittel ist das unter der Bezeichnung Alrosperse DC von der Geigy Chemical Co.of Ardsley, New York, USA erhältliche flüssige Material. Das Netzmittel wird in einer Menge von etwa ein bis etwa zwei Volumen-%, bezogen auf das Pulver und das Bindemittel, eingesetzt.
• Die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers sollte weniger als etwa 50 P betragen, wobei für Wolfram die durchschnittliche Teilchengröße vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 r liegt. Andere teilchenförmige Materialien besitzen andere bevorzugte durchschnittliche Teilchengrößen. Das erfindungsgemäße Verfahren scheint besonders geeignet zu sein für Wolframpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,5 bis 5 Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern.
• Beispiel 1 Hierzu sei auf die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung Bezug genommen. Eine Mischungsaufschlämmung 22 aus etwa 60 Vol.-% Wolfram mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 4 bis 5 , 38 Vol.-% Paraffinwachs und 2 Vol.-% ölsaure wird mit einer Temperatur von etwa 80 800C und unter einem Druck von etwa 1,76 kg/cm2 (25 psi) in die auf eine Temperatur von etwa 35 0C vorerhitzte Aluminiumform 10 eingepreßt. Die Oberflächen der Form sind mit einem geeigneten Formtrennmittel wie dem unter der Bezeichnung Tissue-Tek zu von der Lab-Tek Products, Division of Miles Laboratories of Elkhart, Indiana, USA, vertriebenen Produkt, versehen.
• Die Aufschlämmung 22 wird mit Hilfe einer Leitung 13 aus dem Behälter 12 über die Öffnung 11 zugeführt. Über die öffnung 19 kann die im Inneren der Form 10 durch die eingepreßte Aufschlämmungsmischung 22 eingeschlossene Luft aus dem Inneren der Form entweichen. Die Form 10 besitzt eine hutförmige Gestalt 14, die durch die Seitenwandung 15 und den Kern 16 gebildet wird.
• Der Kern 16 umfaßt zwei Abschnitte. Ein Abschnitt des Kerns 16 besitzt eine im allgemeinen zylindrische Form 17 und besteht aus einem gut wärmeleitenden Metall, wie Kupfer oder dergleichen.
• Der andere Abschnitt des Kerns 16 besteht aus einer Hülse 18, die in der in Fig. 1 dargestellten Weise um den Zylinder herum angeordnet ist und aus einem die Wärme schlecht leitenden Material besteht, wie einem Siliconkautschuk (RTV),wie er von der General Electric Co.of New York, New York, USA, bezogen werden kann. Die Hülse 18 stellt eine Isoliereinrichtung dar und dient dazu, den Wärmestrom der in die Form 10 eingepreßten Aufschlämmungsmischung 22 zu der freien Oberfläche 20 des Zylinders 17 zu leiten, wodurch eine gerichtete Verfestigung der Aufschlämmung unterstützt wird. Der einen Teil der Isolationseinrichtung darstellende Ring 21, der vorzugsweise aus dem gleichen schlecht leitenden Material besteht wie die Hülse 18, dient dazu, den Wärmestrom von der Aufschlämmungsmischung 22 auf die Oberfläche 20 hin zu richten.
• - Wenn die Aufschlämmung in die Form 10 eingepreßt wird, besitzt sie eine Temperatur von etwa 800C. - Der zum Einpressen der Aufschlämmung in die Form verwendete Druck beträgt etwa 1,76 kg/cm2 (25 psi). Vor dem Einführen in die Form 10 wird die Aufschlämmung gut durchmischt, um das Wolframpulver in 40 Vo.-% geschmolzenem Paraffin und ÖIsaure gleichförmig zu dispergieren.Vorzugsweise gibt man das Wolframpulver und die Ölsäure zu dem geschmolzenen Paraffinwachs und mischt das Ganze während zwei Stunden oder mehr durch. Die Aufschlämmung besitzt dann ein cremiges" Aussehen.
• Nach dem Einpressen in die Aluminiumform 10 bewirkt man eine gerichtete Verfestigung der Aufschlämmungsmischung 22 von der Oberfläche 20 des mit der Aufschlämmungsmischung in Berührung stehenden zylindrischen Kerns 16 in Richtung auf die Öffnung 11 zu, durch die die Aufschlämmungsmischung in die Form 10 eingeführt wurde. Es ist eine Zeit von etwa einer Minute erforderlich, um die Aufschlämmungsmischung gerichtet zu verfestigen, das heißt der Aufschlämmungsmischung die Wärme so weit zu entziehen, daß sie etwa Raumtemperatur annimmt. Während der gerichteten Verfestigung der Mischung ist es erwünscht, die Aufschlämmungsmischung aus Wolfram, ölsäure und Paraffinwachs unter dem Einpreßdruck zuhalten, das heißt einem Druck von etwa 1,76 kg/cm2 (25 pounds per square inch).
• Die vergossene, gerichtet verfestigte Aufschlämmungsmischung 22 -wird dann aus der hutförmigen Aluminiumform 10 entnommen und in ein (nicht dargestelltes) geeignetes Stützmaterial, wie pulverförmigen Mullit oder dergleichen, eingepackt. Die gerichtet verfestigte Aufschlämmungsmischung und der darum herum angeordnete Mullit werden dann erhitzt, um das Bindemittel und die als Dispergiermittel dienende ölsäure zu entfernen, ohne daß schädliche Mengen von Bindemittel- oder Dispergiermittel-Rückständen zurückbleiben. In geeigneter Weise treibt man das Bindemittel (Paraffinwachs) und das Dispergiermittel <Ölsäure) im Verlaufe von etwa 7 Stunden bei Temperaturen von etwa 3000C bis etwa 4000C ab. Für andere Binaemittel-Dispergiermittel-Rombinationen können andere Zeiten und Temperaturen erforderlich sein. Die Temperatur sollte so eingestellt sein, daß das Bindemittel und das Dispergiermittel langsam verflüchtigt werden, wodurch die Möglichkeit einer Störung der Anordnung des Wolframpulvers möglichst gering gehalten wird.
• Nachdem das Bindemittel und das Dispergiermittel ausgetrieben sind, wird die Temperatur gesteigert, um das teilchenförmige Material vorzusintern. Wolfram wird während etwa 2 Stunden bei etwa 9500C vorgesintert. Durch das Vorsintern verbinden sich die aneinander angrenzenden Teilchen des Wolframpulvers unter Ausbildung eines Gerüsts, das dem Gegenstand die strukturelle Festigkeit verleiht und seine -Handhabung ermöglicht. Zur Steigerung der Dichte des Gegenstands kann der Gegenstand gesintert werden (wozu man bei Wolfram während 2 bis 3 Stunden auf 18500C erhitzt),oder man kann den Wolframgegenstand während etwa 4 Stunden bei etwa 9500C in einer Wasserstoffatmosphäre erhitzen und dann während 3 Stunden bei 12500C mit einem weichen Metall (wie Kupfer) in Berührung bringen, damit dieses in das Wolfrangerüst eindringt. Das Gerüst enthält darin etwa 40 Vol.-% Kupfer. Die Sinterzeiten und -temperaturen sowie die Infiltrationsverfahren können sich von Material zu Material ändern.
• In der Fig. 5 ist ein Gegenstand 30 dargestellt, der ein aus Wolframteilchen 31 bestehendes Wolframgerüst umfaßt, in dem etwa 40 Vol.-% Kupfer (das durch die Bezugsziffer 32 dargestellt ist) enthalten ist. Wie die Mikrofotografie des Gegenstandes 30 zeigt, besitzt dieser keine Hohlräume, was darauf hinweist, daß die. gerichtete Verfestigung dazu dient, die innere Schrumpfung des Wolframgerüstes niedrig zu halten.
• In der Fig. 6 ist ein Gegenstand 40 dargestellt, der ein aus Wolframteilchen 41 bestehendes aiolfrangerst aufweist, das infiltriertes Kupfer 42 enthält. Der Gegenstand ist unter Anwendung des Verfahrens zur Herstellung des in der Fig. 5 dargestellten Gegenstandes 30 bereitet worden, mit dem Unterschied, daß keine gerichtete Verfestigung erfolgte. Es ist festzustellen, daß die in der Fig. 6 dargestellte Mikrofotografie sichtbare Hohlräume 43 zeigt, was darauf hinweist, daß der Gegenstand 40 bei der Verfestigung im Inneren geschrumpft ist. Die Vergrößerung der in den Fig. 5- und 6 dargestellten Gegenstände ist im wesentlichen identisch.
• Beispiel 2 Nach dem Verfahren des Beispiels 1 wird unter Anwendung einer gerichteten Verfestigung ein Keramikgußteil hergestellt. Man gibt etwa 60 Vol.-t Zirkondioxid und 2 Vol.-% ölsäure zu 38 Vol.-% Paraffin mit einer Temperatur von etwa 800C. Dann preßt man die Mischung bei einer Temperatur von etwa 80°C und bei einem Druck von etwa 1,76 kg/cm2 (25 psi) in die Form 10 ein. In der Form 10 läßt man die Aufschlammung sich gerichtet verfestigen. Nach der Verfestigung wird das Gußteil aus gerichtet verfestigtem Paraffinwachs und teilchenförmigem Zirkondioxid in Mullit eingepackt- und zur Entfernung des Bindemittels und der ölsäure behandelt. Nach dem Abkühlen des Gußstücks wird dieses aus dem Packmaterial entnommen und verdichtet.
• Andere teilchenförmige Materialien, die neben Zirkondioxid erfindungsgemäß verwendet werden können, sind hitzebeständige Materialien, wie Keramikprodukte, gebranntes Siliciumdioxid, Fosterit, Aluminiumoxid, Magnesit und dergleichen.
• Andere teilchenförmige Materialien, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind Materialien, die hitzebeständige Metalle, wieQMo, Ti, Nb, Ta und Hf sowie die Carbide dieser Metalle, einschließlich Wolframcarbid, enthalten. Als in das Gerüst zu infiltrierende Materialien-können neben Kupfer Ag, Au, Mn, Cr, Pd, Cd, Sn, Sb, Fe, Co, Ni, Seltene Erdmetalle und Legierungen dieser Elemente verwendet werden.
• Die maximale Menge des infiltrierten Materials in dem Gefüge beträgt etwa 40 Vol.-%. Die prozentuale Volumenmenge des eingeführten bzw. infiltrierten Materials kann in geeigneter Weise dadurch gesteuert werden, daß man das Gerüst verdichtet und dann die Hohlräume des Gerüsts mit der gewünschten prozentualen Volumenmenge des zu infiltrierenden Materials füllt. Es ist zu erkennen, daß das Gerüst bis zu 40 Vol.-% des infiltrierten Materials enthalten kann. Es kann jedoch von Vorteil sein, das das hitzebeständige Metall enthaltende Pulver mit etwa 5 Vol.-% des anschließend in das Gerüst einzuführenden Metalls zu vermischen, um die Infiltration des einzuführenden Metalls in das Gerüst zu unterstützen und das Bindemittelvolumen auszugleichen.
• Alternativ können anfänglich Mischungen aus verschiedenen Arten von Pulvern, wie W und Co oder Wt Co und Ni zunächst mit dem Bindemittel vermischt und dann wie oben beschrieben weiterverarbeitet werden.
• In der Fig. 4 ist eine andere Formeinrichtung oder Form 50 dargestellt, die einen im wesentlichen sich verjüngenden Querschnitt aufweist. Die Form 50 besteht aus einer Seitenwandung 51 und einem Kern 52. Der Kern 52 besteht aus einem im allgemeinen zylindrischen Formstück 53-, das aus einem gut wärmeleitenden Metall, wie Kupfer oder dergleichen, besteht. Der andere Abschnitt des Kerns 52 besteht aus einer isolierenden Hülse 54, die in der in Fig. 4 dargestellten Weise um das zylindrische Formstück herumgelegt ist. Die Hülse 54 ist eine Isolationseinrichtung und dient zusammen mit der Scheibe 55 dazu, die Wärmeströmung von dem breiteren zu dem engeren Ende hin zu richten und dadurch eine gerichtete Verfestigung der Aufschlämmung zu begünstigen.

Claims (14)

P a t e n t a n 5 p r ü c h e

1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man eine Mischung herstellt, die ein schmelzbares Bindemittel und Teilchen mit einem Schmelzpunkt, der höher liegt als der Schmelzpunkt des Bindemittels,enthält, das Bindemittel der Mischung gerichtet so verfestigt, daß das in festem Zustand vorliegende Bindemittel die Zwischenräume zwischen den aneinander angrenzenden Teilchen unter Bildung einer Verbundmasse im wesentlichen vollständig ausfüllt, die Verbundmasse aus den Teilchen und dem verfestigten Bindemittel in ein nicht-reaktives Stützmaterial einbringt und so behandelt, daß das Bindemittel im wesentlichen vollständig entfernt wird und die Teilchen unter Bildung des Gegenstandes miteinander verbunden werden, und die miteinander verbundenen, den Gegenstand bildenden Teilchen aus dem nicht-reaktiven Stützmaterial entnimmt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n -z e i c h n e t, daß man die Mischung während der gerichteten Verfestigung des Bindemittels unter Druck hält.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß man die Zwischenräume zwischen den miteinander verbundenen Teilchen mit einem Material füllt, das einen Schmelzpunkt aufweist, der niedriger liegt als der Schmelzpunkt der miteinander verbundenen Teilchen.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e nn -z e i c h n e t, daß man die miteinander verbundenen Teilchen der Verbundmasse nach dem Entfernen des Bindemittels zum Verdichten des Gegenstandes erhitzt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Teilchen hitzebeständige Teilchen eingesetzt werden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß Teilchen miteinander verbunden werden, die ein hitzebeständiges Metall enthalten, vorzugsweise Wolfram- oder Molybdan-Teilchen oder Teilchen aus Wolfram-oder Molybdän-Carbid und als Material zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den miteinander verbundenen Teilchen aus hitzebeständigem Metall ein weiches Metall, vorzugsweise Kupfer, Silber oder Legierungen davon oder Nickel, Kobalt und/oder Legierungen davon. eingesetzt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Teilchen mit einem Schmelzpunkt, der höher liegt als der Schmelzpunkt des Bindemittels, Teilchen verwendet werden, die verschiedene Metallarten enthalten.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Mischung eine Aufschlämmung verwendet wird.

9. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man eine AufschläWmungsmischung herstellt, die Paraffinwachs, ein Dispergiermittel und metallhaltige Teilchen umfaßt, die einen Schmelzpunkt aufweisen, der höher liegt als die Verdampfungstemperatur des Paraffins und des Dispergiermittels, das Paraffinwachs gerichtet verfestigt, so daß das in festem Zustand vorliegende Paraffinwachs die Zwischenräume zwischen den aneinander angrenzenden Teilchen unter Bildung einer Verbundmasse mit der allgemeinen Form des Gegenstandes im wesentlichen vollständig ausfüllt, die Verbundmasse aus den Teilchen und dem verfestigten Bindemittel in ein nicht-reaktives Stützmaterial einbringt und so behandelt, daß das Bindemittel und das Dispergiermittel im wesentlichen vollständig durch Verdampfen entfernt werden und die metallhaltigen Teilchen unter Bildung des Gegenstandes miteinander verbunden werden, und die miteinander verbundenen, den Gegenstand bildenden, metallhaltigen Teilchen aus dem nicht-reaktiven Stützmaterial entnimmt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -.

z e i c h n e t, daß man zusätzlich die Zwischenräume zwischen den miteinander verbundenen, metallhaltigen Teilchen mit einem metallhaltigen Material füllt, das eine Schmelztemperatur aufweist, die niedriger liegt als die Schmelztemperatur der miteinander verbundenen metallhaltigen Teilchen.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß man die nach dem Verdampfen des Bindemittels erhaltene Verbundmasse aus den miteinander verbundenen,metallhaltigen Teilchen zum Verdichten des Gegenstandes erhitzt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß Teilchen aus hitzebeständigem Material oder Teilchen, die ein hitzebeständiges Metall enthalten, verwendet werden.

13. Verfahren gemäß Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß man als miteinander zu verbindende metallhaltige Teilchen Teilchen verwendet, die W, Mo, Ti, Nb, Ta, Hf und/oder deren Carbide enthalten und in die Zwischenräume zwischen die metallhaltigen Teilchen ein Material einbringt, das Cu, Ag, Au, Mn, Cr, Pb, Cd, Sn, Sb, Fe, Co, Ni, Seltene Erdmetalle und/oder Legierungen dieser Metalle, enthält.

14. Formvorrichtung zum gerichteten Verfestigen einer Mischung, die ein schmelzbares Bindemittel und Teilchen enthält, welche einen Schmelzpunkt aufweisen, der höher liegt als der Schmelzpunkt des Bindemittels, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h eine erste gut wärmeleitende Einrichtung -und eine zweite daran angrenzende, einen schlechteren Wärmeleiter als die erste Einrichtung darstellende Einrichtung.

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