DE2645864A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM FIBER REINFORCED ALUMINUM COMPOSITE MATERIALS - Google Patents
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM FIBER REINFORCED ALUMINUM COMPOSITE MATERIALSInfo
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Description
SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED
Osaka, JapanSUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED
Osaka, Japan
" Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxidfaser-verstärkten Aluminiumverbundwerkstoffen M "Process for the production of aluminum oxide fiber-reinforced aluminum composites M
Priorität: 11. Oktober 1975, Japan, Nr. 122 607/75Priority: October 11, 1975, Japan, No. 122 607/75
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs aus einer mit Aluminiumoxidfasern verstärkten Aluminiummatrix.The invention relates to a method for producing a composite material from one reinforced with aluminum oxide fibers Aluminum matrix.
Es ist bekannt, Metalle -dadurch zu verstärken, daß man dem Matrixmetall Fasern einverleibt. Als Matrixmetalle werden üblicherweise in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet des Werkstoffs Eisen, Nickel, Kupfer oder. Aluminium verwendet. Hierbei finden vor allem Aluminium und Aluminiumlegierungen ^ (im folgenden: "Aluminium") wegen ihres geringen Gewichts breite Anwendung. Als Fasermaterialien werden gewöhnlich Metallfasern, z.B. Wolfram- oder Molybdänfasern, Verbundfasern, z.B. Bor/Siliciumcarbidfaserns oder polykristalline Fasern, z.B. Aluminiumoxid-g, Zirkonoxid- oder Kohlenstoffasern, verwendet. Besonders bevorzugt sind Aluminiumoxidfasern, da sieIt is known to reinforce metals by incorporating fibers into the matrix metal. Depending on the field of application of the material, iron, nickel, copper or. Used aluminum. Above all, aluminum and aluminum alloys ^ (hereinafter: "aluminum") are widely used because of their low weight. Suitable fiber materials are usually metal fibers, for example tungsten or molybdenum fibers, composite fibers, for example boron / silicon carbide s or polycrystalline fibers, for example alumina g, zirconium oxide or carbon are used. Alumina fibers are particularly preferred because they
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selbst bei hohen Temperaturen in der Aluminiummatrix beständig sind und eine hohe spezifische Festigkeit besitzen, d.h. ein hohes Verhältnis von Zugfestigkeit zu Dichte.are stable even at high temperatures in the aluminum matrix and have a high specific strength, i.e. a high tensile strength to density ratio.
Bei der Herstellung faserverstärkter Verbundwerkstoffe aus diesen Materialien ist wichtig, daß das Matrixmetall und die Fasern genügende Benetzbarkeit an der Berührungsfläche besitzen, damit die auf die Matrix einwirkenden Kräfte ausreichend auf die Verstärkungsfasern übertragen werden. Die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs richten sich daher weitgehend nach der Benetzbarkeit zwischen dem Matrixmetall und den Fasern.In making fiber reinforced composites from these materials, it is important that the matrix metal and the Fibers have sufficient wettability at the contact surface so that the forces acting on the matrix are sufficient are transferred to the reinforcing fibers. The properties of the composite material therefore largely depend on it the wettability between the matrix metal and the fibers.
Bekanntlich ist die Benetzbarkeit zwischen Aluminium und Aluminiumoxidfasern gering, so daß die Herstellung von AIuminiumoxidfaser-verstärkten Aluminiumverbundwerkstoffen mit Schwierigkeiten verbunden ist. Zur Verbesserung der Benetzbarkeit zwischen Aluminium und den Aluminiumoxidfasern sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, z.B. (1) die Flüssigmetallinfiltration,As is known, the wettability between aluminum and aluminum oxide fibers is low, so that the production of aluminum oxide fiber-reinforced Aluminum composites are associated with difficulties. To improve wettability Various methods have been proposed between aluminum and the alumina fibers, e.g. (1) the liquid metal infiltration,
(2) das Warmpressen,(2) hot pressing,
(3) die Pulvermetallurgie und(3) the powder metallurgy and
(4) die Folienmetallurgie.(4) foil metallurgy.
Außerdem ist zur Verbesserung der Benetzbarkeit zwischen dem Matrixmetall und den Verstärkungsfasern bereits vorgeschlagen worden, die Oberfläche der Aluminiumoxidfasern vorher mit einem Metall zu beschichten, das mit dem Aluminium vergleichsweise reaktiv ist, z.B. mit Nickel, Titan oder einer Nickel-Chrom-Legierung.In addition, it has already been proposed to improve the wettability between the matrix metal and the reinforcing fibers been to coat the surface of the aluminum oxide fibers beforehand with a metal that interacts with the aluminum is comparatively reactive, e.g. with nickel, titanium or a nickel-chromium alloy.
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Unter diesen bekannten Verfahren ist die Plüssigmetallinfiltration am geeignetsten, eine brauchbare Benetzbarkeit zu erzielen. Dieses Verfahren zielt darauf ab, das geschmolzene Metall in die Verstärkungsfasern zu infiltrieren, in dem man die Fasern unter Vakuum und/oder unter Druck in das geschmolzene Metall eintaucht. Ein Nachteil des Verfahrens liegt darin, daß die Verstärkungsfasern nicht gleichförmig im Verbundwerkstoff verteilt sind, da es schwierig ist, die zahlreichen Verstärkungsfasern auszurichten und anzuordnen. Im Falle der Herstellung von Verbundwerkstoffen von großer oder komplizierter Form besteht darüberhinaus die Schwierigkeit, die Verstärkungsfasern an jeder Nut und Kante des Werkstoffs mit dem geschmolzenem Matrixmetall zu durchsetzen, selbst wenn man Kapillarkräfte anwendet oder unter Druck arbeitet.Among these known methods is the liquid metal infiltration most suitable to achieve useful wettability. This process aims to get the melted Infiltrate metal into the reinforcing fibers by placing the fibers under vacuum and / or under pressure in the melted Metal dips. A disadvantage of the method is that the reinforcing fibers are not uniform in the composite are distributed because it is difficult to align and arrange the numerous reinforcing fibers. in the In addition, in the case of the production of composite materials of large or complex shape, there is the difficulty of to penetrate the reinforcing fibers at every groove and edge of the material with the molten matrix metal, itself when using capillary forces or working under pressure.
Das Produkt weist daher teilweise eine geringe Benetzbarkeit auf und ist praktisch unbrauchbar.The product therefore sometimes has poor wettability and is practically unusable.
Die Beschichtungsmethode hat den Nachteil, daß sie aufwendige Verfahrensschritte erfordert und hohe Kosten verursacht. Außerdem ist sie mit einer Umweltbelastung beim Ableiten der Abwässer verbunden.The coating method has the disadvantage that it requires complex process steps and causes high costs. In addition, it is associated with environmental pollution when discharging the waste water.
In einem Jüngeren Verfahren vermischt man das Matrixmetall , mit einem faserbildenden Bestandteil, formt das Gemisch zu einem Barren und unterzieht diesen einer weiteren Verformung, wobei das Gemisch warmgeformt wird und gleichzeitig der faserbildende Bestandteil in amorphe oder nicht-kristalline Fasern umgewandelt wird, vgl. DT-OS 2 357 733. Dieses Ver-In a recent process, the matrix metal is mixed, with a fiber-forming component, forms the mixture into an ingot and subjects it to further deformation, whereby the mixture is thermoformed and at the same time the fiber-forming one Component is converted into amorphous or non-crystalline fibers, see DT-OS 2 357 733. This ver
L- . JL-. J
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fahren ermöglicht eine ausreichende Benetzbarkeit zwischen dem Matrixmetall und den Fasern, da der faserbildende Bestandteil zunächst mit dem Matrixmetall in Berührung gebracht und dann durch Schmelzen oder Erweichen während des Formvorgangs in eine Faser umgewandelt wird. Der faserbildende Bestandteil muß jedoch einen Schmelz-, Erweichungs- oder Alterungspunkt aufweisen, der unterhalb der Formtemperatur liegt. Aus diesem Grund kommen nur bestimmte Verstärkungsfasern in Frage und die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs sind wegen ihrer Abhängigkeit von der Faserart ebenfalls beschränkt. Vor allem können Aluminiumoxidfasern mit einem hohen Schmelzpunkt in diesem Verfahren nicht verwendet werden.driving allows sufficient wettability between the matrix metal and the fibers, as the fiber-forming component first brought into contact with the matrix metal and then by melting or softening during the molding process is converted into a fiber. However, the fiber-forming component must have a melting, softening or aging point have, which is below the mold temperature. For this reason, only certain reinforcing fibers come into question and the Properties of the composite are also limited because of their dependence on the type of fiber. Above all, can Alumina fibers with a high melting point cannot be used in this process.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxidfaser-verstärkten Aluminiumverbundwerkstoffen
bereitzustellen, die eine ausgezeichnete Benetzbarkeit zwischen dem Matrixmetall und den Aluminiumoxidfasern
aufweisen und bei denen die Verstärkungsfasern gleichförmig
im Matrixmetall verteilt sind.
20The object of the invention is therefore to provide a method for producing aluminum oxide fiber-reinforced aluminum composite materials which have excellent wettability between the matrix metal and the aluminum oxide fibers and in which the reinforcing fibers are uniformly distributed in the matrix metal.
20th
Zur Lösung dieser Aufgabe eignet sich nach der Erfindung ein Verfahren, bei dem man Aluminiumpulver und Aluminiumoxidfasern sowie gegebenenfalls ein oder mehrere heterogene Metalle in Pulverform miteinander vermischt, das Gemisch in eine Form einfüllt und hierauf heißstrangpreßt.According to the invention, a method in which aluminum powder and aluminum oxide fibers are used is suitable for achieving this object and optionally one or more heterogeneous metals mixed with one another in powder form, the mixture in one Filled in the form and then hot-extruded.
Als pulverförmiges Aluminium eignen sich z.B. Pulver aus reinem Aluminium mit einer Reinheit von 99,0 % oder mehrPowders made of pure aluminum with a purity of 99.0 % or more are suitable as powdered aluminum
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oder Aluminiumlegierungen, wie sie gewöhnlich zum Gießen oderor aluminum alloys, such as those commonly used for casting or
Schmieden verwendet werden. Es können auch durch Zerstäuben gewonnene Aluminiumpulver verwendet werden. Das Aluminiumpulver kann einen breiten Teilchengrößenbereich aufweisen; im Hinblick auf die Formeigenschaften während dem Heißstrangpressen beträgt die Teilchengröße jedoch vorzugsweise 5 bis 500 u.Forging can be used. Aluminum powder obtained by atomization can also be used. The aluminum powder can have a wide range of particle sizes; in terms of shape properties during hot extrusion however, the particle size is preferably 5 to 500 µ.
Die zur Verstärkung verwendeten Aluminiumoxidfasern können beliebige Fasern sein, z.B. Kurzfasern mit einer Länge von etwa 10 mm oder darunter oder Langfasern mit einer Länge oberhalb 10 mm, wobei die Länge und der Durchmesser der Fasern keiner bestimmten Beschränkung unterliegen. Im Falle der Verwendung von Kurzfasern beträgt jedoch das Verhältnis von Länge zu Durchmesser vorzugsv/eise 5 oder mehr und insbesondere 10 bis 40.The alumina fibers used for reinforcement can be any Be fibers, e.g. short fibers with a length of about 10 mm or less or long fibers with a length above 10 mm, the length and the diameter of the fibers are not subject to any particular restriction. In case of use of short fibers, however, the ratio of length to diameter is preferably 5 or more and in particular 10 to 40.
Wenn man dem Gemisch aus dem Aluminiumpulver und den Aluminiumoxidfasern zum Zeitpunkt des Einfüllens in die Form ein Pulver aus einem oder mehreren heterogenen Metallen zumischt, wird die Festigkeit der Aluminiummatrix zusätzlich erhöht und die Benetzbarkeit zwischen dem Aluminium und den Aluminiumoxidfasern gefördert. Als heterogene Metalle eignen sich z.B. Metalle mit einem Schmelzpunkt oberhalb dem des Aluminiums, l z.B. Kupfer, Nickel, Chrom und Eisen, oder Metalle mit einem ähnlichen oder niedrigerem Schmelzpunkt als Aluminium, z.B. Magnesium, Zink und Zinn, bzw. Gemische aus zwei oder mehreren dieser Metalle. Die heterogenen Metallpulver können auf übliche Weise hergestellt werden. z.B. durch Sprühtechniken,If a powder of one or more heterogeneous metals is added to the mixture of the aluminum powder and the aluminum oxide fibers at the time of filling into the mold, the strength of the aluminum matrix is additionally increased and the wettability between the aluminum and the aluminum oxide fibers is promoted. As heterogeneous metals, for example metals are having a melting point above that of aluminum, l as copper, nickel, chromium and iron, or metals with a similar or lower melting point than aluminum, for example, magnesium, zinc and tin, or mixtures of two or more these metals. The heterogeneous metal powders can be produced in a conventional manner. e.g. by spraying techniques,
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AOAO
elektrolytische Verfahren, Reduktionsverfahren oder in Pochwerken. Die Pulver haben vorzugsweise eine ähnliche Teilchengröße wie das Aluminiumpulver.electrolytic processes, reduction processes or in stamping mills. The powders preferably have a particle size similar to that of the aluminum powder.
Die Aluminiumoxidfasern können dem Aluminiumpulver in einer Höchstmenge von z.B. 50 Volumenprozent, bezogen auf das Gesamtvolumen des Gemische, zugemischt werden. Mit zunehmender Menge der Aluminiumoxidfasern wird jedoch der Verbundwerkstoff härter und spröder, während andererseits mit abnehmender Menge der verstärkende Einfluß auf die Matrix beeinträchtigt wird. Die Aluminiumoxidfasern werden daher dem Aluminiumpulver vorzugsweise in einer Menge von etwa 5 bis 40 Volumenprozent, bezogen auf das Gesamtvolumen des Gemischs, zugemischt. Das pulverförmige heterogene Metall wird gewöhnlich in einer Menge von nicht mehr als 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, zugesetzt. Dies entspricht dem Gehalt an heterogenen Metallen von herkömmlichen Aluminiumlegierungen. Verwendet man-das heterogene Metall in größerer Menge, so wird der Verbundwerkstoff unerwünscht spröde, da sich eine intermetallische Verbindung ausscheidet.The aluminum oxide fibers can be combined with the aluminum powder in one Maximum amount of e.g. 50 percent by volume, based on the total volume of the mixture, can be added. With increasing Amount of alumina fibers, however, the composite becomes harder and more brittle, while on the other hand decreasing Amount of the reinforcing influence on the matrix is impaired. The alumina fibers therefore become the alumina powder preferably admixed in an amount of about 5 to 40 percent by volume, based on the total volume of the mixture. The powdery heterogeneous metal is usually used in an amount of not more than 15% by weight, preferably about 1 to 10 percent by weight, based on the total weight of the mixture, is added. This corresponds to the salary on heterogeneous metals from conventional aluminum alloys. If one uses the heterogeneous metal in a larger one Amount, the composite material becomes undesirably brittle, since an intermetallic compound is precipitated.
Bei Verwendung von Kurzfasern vermischt man die Aluminiumoxidfasern vorher mit dem Aluminiumpulver sowie gegegebenenfalls dem pulverförmigen heterogenen Metall und füllt hierauf das Gemisch in die Form. Dagegen werden bei Verwendung von Langfasern die Aluminiumoxidfasern vorzugsweise zuerst in die Form eingefüllt, worauf man das Aluminiumpulver und gegebenenWhen using short fibers, the aluminum oxide fibers are mixed beforehand with the aluminum powder and, if necessary, the powdered heterogeneous metal and then fills the mixture into the mold. In contrast, when using long fibers, the aluminum oxide fibers are preferably first in the Form filled in, whereupon you put the aluminum powder and given
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falls das pulverförmige heterogene Metall unter Schütteln der Form in die Zwischenräume zwischen, den Fasern gießt.in case the powdery heterogeneous metal with shaking the mold pours into the spaces between the fibers.
Nach dem Füllen der Form wird das Gemisch aus dem Aluminiumpulver und den Aluminiumoxidfasern einer Heißstrangpreßverarbeitung unterworfen. Die hierbei angewandten Bedingungen unterliegen keiner engen Begrenzung, sondern der gewünschte Verbundwerkstoff läßt sich unter stark unterschiedlichen Bedingungen stabil herstellen. Beispielsweise kann man das in die Form gefüllte Gemisch auf etwa 400 bis 6500C, jedoch nicht über den Schmelzpunkt des Aluminiumpulvers, erhitzen. Während des Erhitzens wird das Gemisch vorzugsweise unter einem Druck, der etwa der Hälfte oder mehr des Strangpreßdrucks entspricht, d.h. etwa 500 bis 10 000 kg/cm vorgepreßt. Hierdurch lassen sich die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs zusätzlich verbessern. Nachdem das Gemisch auf die genannte Temperatur erhitzt ist, kann es sofort heißstranggepreßt werden. Vorzugsweise hält man es jedoch etwa 20 bis 120 Minuten bei dieser Temperatur, um die Sinterung der Metallpulver zu fördern.After the mold has been filled, the mixture of the aluminum powder and the aluminum oxide fibers is subjected to hot extrusion processing. The conditions used here are not strictly limited, but the desired composite material can be produced in a stable manner under widely differing conditions. For example, the mixture filled into the mold can be heated to about 400 to 650 ° C., but not above the melting point of the aluminum powder. During the heating, the mixture is preferably prepressed under a pressure which is about half or more of the extrusion pressure, that is, about 500 to 10,000 kg / cm. This allows the properties of the composite material to be improved additionally. After the mixture has been heated to the temperature mentioned, it can be hot-extruded immediately. However, it is preferably kept at this temperature for about 20 to 120 minutes in order to promote the sintering of the metal powders.
Der Strangpreßdruck liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1000 bis 20 000 kg/cm , d.h. relativ höher als bei festem Aluminium. Der jeweils angewandte Strangpreßdruck richtet sich nach der Art des Aluminiumpulvers, der Menge an Alurainiumoxidfasern und der Menge der gegebenenfalls zugemischten pulverförmigen heterogenen Metalle. Im Falle der Verwendung von Aluminiumlegierungspulver, dem Zumischen einer großen Menge an Aluminiumoxidfasern und/oder dem Zumischen von heterogenem Metallpulver wird ein relativ hoher Strangpreßdruck an-The extrusion pressure is preferably in the range of about 1,000 to 20,000 kg / cm, that is, relatively higher than that of solid Aluminum. The extrusion pressure applied in each case depends on the type of aluminum powder and the amount of aluminum oxide fibers and the amount of any powdery admixtures heterogeneous metals. In the case of using aluminum alloy powder, mixing in a large amount a relatively high extrusion pressure is applied to aluminum oxide fibers and / or the admixing of heterogeneous metal powder.
L gewandt. 7 0 9 8 15/0938 _, L agile. 7 0 9 8 15/0938 _,
Die Strangpreßgeschwindigkeit beeinflußt die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs nur geringfügig und unterliegt.daher keiner bestimmten Beschränkung. Sie beträgt gewöhnlich etwa 5 mm/min Ms 50 m/min. Die Geschwindigkeit richtet sich hier-"bei weitgehend nach der Kapazität der Strangpresse. Andererseits hat das Strangpressverhältnis starken Einfluß auf die Ausrichtung der Yerstärkungsfasern im stranggepreßten Verbundwerkstoff und somit auf dessen Festigkeit. Bei einem hohen Strangpressverhältnis neigen die Verstärkungsfasern dazu, sich in der Strangpressrichtung zu orientieren. Das Gemisch wird daher vorzugsweise mit einem Strangpreßverhältnis von nicht unterhalb 10 stranggepreßt. Vorzugsweise wird das Strangpreßverhältnis möglichst hoch gewählt. Bei einem Verhältnis von 20 sind etwa 90 % der Verstärkungsfasern in der Strangpreßrichtung orientiert. Da jedoch zu große Strangpreßverhältnisse einen Bruch der Aluminiumoxidfasern verursachen können, werden vorzugsweise Verhältnisse von etwa 10 bis 100 und insbesondere etwa 20 bis 50 angewandt.The extrusion speed has only a slight influence on the properties of the composite material and is therefore not subject to any particular restriction. It is usually about 5 mm / min to 50 m / min. The speed depends largely on the capacity of the extruder. On the other hand, the extrusion ratio has a strong influence on the orientation of the reinforcing fibers in the extruded composite material and thus on its strength. With a high extrusion ratio, the reinforcing fibers tend to orient themselves in the extrusion direction The mixture is therefore preferably extruded with an extrusion ratio not below 10. The extrusion ratio is preferably selected as high as possible, with a ratio of 20 about 90 % of the reinforcing fibers are oriented in the direction of extrusion , ratios of about 10 to 100 and especially about 20 to 50 are preferably used.
Der erhaltene Verbundwerkstoff kann entweder als solcher eingesetzt werden oder aber er wird weiter bearbeitet, z.B. durch Walzen, Drahtziehen oder Strangpressen. Die Verbundwerkstoffe der Erfindung können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, z.B. als Bauwerkstoffe oder Werkstoffe für den Flugzeug- oder Fahrzeugbau.The composite material obtained can either be used as such or it is further processed, e.g. by rolling, wire drawing or extrusion. The composites of the invention can be used for various purposes e.g. as building materials or materials for aircraft or vehicle construction.
Im Verfahren der Erfindung lassen sich die Verstärkungsfasern leicht in der Form ausrichten und anordnen, während [_ dies in der herkömmlichen Flüssigmetall-InfiltrationsmethodeIn the method of the invention, the reinforcing fibers can be easily aligned and arranged in shape while [_ this in the conventional liquid metal infiltration method
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äußerst schwierig ist. Die Verstärkraigsfäsera orientierenis extremely difficult. Orient the reinforcement fibers
■ - <
sich unabhängig vom Volumenverhältnis von Fasern zu Metall vollständig in der Strangpreßrientung, wobei ein Verbundwerkstoff
erhalten wird, in dem die Fasern gleichförmig disper--5.
giert sind und dessen Porosität nur etwa Qj3 % oder weniger
beträgt., unabhängig vom Volumenverhältnis von Fasern zum Metall. Wenn der Verbundwerkstoff durch Zugbeanspruchung bricht,
kommt es zunächst zn einem spröden Bruch der Fasern und hierauf
zu einer plastischen Deformation des Matrixaluminiums, wodurch der Verbundwerkstoff deformiert wird und schließlich
bricht» Hierbei sind die Fasern am Boden der Öffnungen angeordnet, die sich im Bereich der gebrochenen Fasern bilden,
wodurch ein Ausziehen der Fasern vermieden und die Benetzbarkeit zwischen dem Aluminium und den Aluminiumoxidfasern begUnstigt
wird. Das Verfahren der Erfindung eignet sich darüberhinaus zur Herstellung von Verbundwerkstoffen von großer
oder komplizierter Form in technischem Maßstab in herkömmlichen Vorrichtungen. Lediglich durch die Kapazität der
Strangpresse und die Strangpreßform ist eine gewisse Beschränkung gegeben.■ - <
completely in the extrusion orientation regardless of the volume ratio of fibers to metal, a composite material being obtained in which the fibers are uniformly dispersed. and whose porosity is only about 3 % or less, regardless of the volume ratio of fibers to metal. If the composite material breaks due to tensile stress, the fibers first brittle and then the matrix aluminum is deformed plastic, which deforms the composite material and finally breaks Form fibers, thereby preventing the fibers from pulling out and promoting the wettability between the aluminum and the aluminum oxide fibers. The method of the invention is also suitable for the production of composite materials of large or complex shape on an industrial scale in conventional devices. There is only a certain limitation due to the capacity of the extruder and the extrusion mold.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.The examples illustrate the invention.
Reiner Aluminiumstaub mit einer mittleren Teilchengröße von 60 u und Aluminiumoxidfasern mit einem mittleren Faserdurchmesser von 20 u und einer mittleren Faserlänge von 200 u werden im Volumenverhältnis 9:1 miteinander vermischt,Pure aluminum dust with a mean particle size of 60 u and alumina fibers with an average fiber diameter of 20 u and an average fiber length of 200 u are mixed together in a volume ratio of 9: 1,
L . 709815/0938 -J L. 709815/0938 -J
Ί worauf man das Gemisch in eine Form einfüllt und 30 Minuten unter Vorpressen mit einem Druck von 1000 kg/cm auf 55O0C erhitzt. Unmittelbar nach dem Erhitzen wird das Gemisch unter folgenden Bedingungen heißstranggepreßt ί Strangpreßverhältnis: 20 j Strangpreßgeschwindigkeit: 50 mm/min,· Strangpreßdruck: 1700 kg/cm . Es wird ein Aluminium-Aluminiumoxidfaser-Verbundwerkstoff mit ausgezeichneter Benetzbarkeit erhalten (Dichte 2,78 g/cm ; Porosität 0,1 %). Beim Brechen des Verbundwerkstoffs unter Zugbeanspruchung ist an der Bruchstelle kein Ausziehen von Fasern zu beobachten, was darauf hinweist, daß die Aluminiumoxidfasern eine Matrixver-Stärkung bewirken. Ί whereupon the mixture is poured into a mold and heated to 55O 0 C for 30 minutes while pre-pressing with a pressure of 1000 kg / cm. Immediately after heating, the mixture is hot-extruded under the following conditions ί extrusion ratio: 20 j extrusion speed: 50 mm / min, extrusion pressure: 1700 kg / cm. An aluminum-aluminum oxide fiber composite material with excellent wettability is obtained (density 2.78 g / cm; porosity 0.1 %). When the composite material breaks under tensile stress, no pulling out of fibers can be observed at the point of break, which indicates that the aluminum oxide fibers are causing a reinforcement of the matrix.
Aluminiumoxidfasern mit einem mittleren Faserdurchmesser von
20 μ und einer mittleren Faserlänge von 50 mm (Volumenanteil 20 $6) werden in eine Form gefüllt, worauf man Aluminiumstaub
mit einer mittleren Teilchengröße von 60 u (Volumenanteil 80 %) unter Schütteln der Form in die Zwischenräume zwischen
den Fasern füllt. Das Gemisch wird 30 Minuten unter Vorpressen mit 1000 kg/cm2 auf 55O°C erhitzt. Unmittelbar nach dem Erhitzen
wird das Gemisch unter folgenden Bedingungen heißstranggepreßt:
Strangpreßverhältnis: 20; Strangpreßgeschwindigkeit: 5,0 mm/min; Strangpreßdruck: 2000 kg/cm . Es wird ein Aluminium-Aluminiumoxidfaser-Verbundwerkstoff
von ausgezeichneter Benetzbarkeit erhalten (Dichte 2977 g/cm j Porosität 0,3 5^).Aluminum oxide fibers with an average fiber diameter of 20 μ and an average fiber length of 50 mm (volume fraction 20 $ 6) are filled into a mold, whereupon aluminum dust with an average particle size of 60 μ (volume fraction 80%) is poured into the spaces between the molds while shaking the mold Fills fibers. The mixture is heated to 550 ° C. for 30 minutes with a pre-compression at 1000 kg / cm 2. Immediately after heating, the mixture is hot-extruded under the following conditions:
Extrusion ratio: 20; Extrusion speed: 5.0 mm / min; Extrusion pressure: 2000 kg / cm. An aluminum-aluminum oxide fiber composite material with excellent wettability is obtained (density 2 9 77 g / cm j porosity 0.3 5 ^).
709815/0938709815/0938
264586A264586A
Aluminiumstaub mit einer mittleren Teilchengröße von 60 μ Aluminum dust with a mean particle size of 60 μ
lind Aluminiumoxidfasern mit einem mittleren -Faserdurchmesserand aluminum oxide fibers with an average fiber diameter
. von 20 u und einer mittleren Faserlänge von 300 u werden in einem Volumenverhältnis von 8 s 2 gemischt, worauf man 5 Ge= wichtsprozent pulverförmiges Elektrolytkupfer mit einer mittleren Teilchengröße von 50 μ ziamischt, das erhalten® Gemisch in eine Form einfüllt und 30 Minuten unter Vorpressen mit 3500 kg/cm auf 55O0C erhitzt» Unmittelbar nach dem Erhitzen wird das Geraisch unter folgenden Bedingungen heißstranggepreßt: Strangpreßverhältnis: 20 ? Strangpreßgeschwindigkeit: 20 mm/min; Strangpreßdruck: 7000 kg/cm . Es wird ein Alurainium-Aluminiumoxidfaser-Verbnndwerkstoff mit ausgezeichneter Benetzbarkeit erhalten (Dichte 2,86 g/cm ; Porosität 0,3-W.. of 20 u and an average fiber length of 300 u are mixed in a volume ratio of 8 s 2, whereupon 5 percent by weight of powdered electrolytic copper with an average particle size of 50 μ is mixed, the mixture obtained is poured into a mold and pressed for 30 minutes 3500 kg / cm at 55O 0 C heated "Immediately after heating, the Geraisch is heißstranggepreßt under the following conditions: extrusion ratio: 20? Extrusion speed: 20 mm / min; Extrusion pressure: 7000 kg / cm. An alurainium-aluminum oxide fiber connecting material with excellent wettability is obtained (density 2.86 g / cm; porosity 0.3-W.
Der Verbundwerkstoff aus Beispiel 1 wird zu einem Stab von 45 mm Durchmesser und 300 ram Länge gewalzt. Der erhaltene Stab wird 1 Stunde auf 4500C erhitzt und dann ohne zwisehengeschaltete Wärmebehandlung zu einem Draht von 1,98 mm Durchmesser kaltgezogen.The composite material from Example 1 is rolled into a rod 45 mm in diameter and 300 ram in length. The rod obtained is heated for 1 hour at 450 0 C and then cold-drawn without zwisehengeschaltete heat treatment to a wire of 1.98 mm diameter.
7098 1 5/09387098 1 5/0938
Claims (5)
5pour the mixture into the mold.
5
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Family Applications (1)
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