DE3729578C2

DE3729578C2 -

Info

Publication number: DE3729578C2
Application number: DE19873729578
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. 8752 Laufach De Fleischmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1990-11-22
Also published as: DE3729578A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen durch Pulvermetallspritzgießen sowie die durch dieses Verfahren hergestellten Form teile mit eingelagerten Fasern.

Das Pulvermetallspritzgießverfahren ist eine Kombination verschiedener Technologien:

Die herkömmliche Pulvermetallurgie arbeitet mit einem dreistufigen Ver fahren: der Pulvererzeugung, dem Pressen der Formteile unter hohen Drücken und dem Sintern der Preßlinge.

Aus der Kunststoffverarbeitung ist bekannt, daß sich mittels Spritzgießen komplizierte Formteile in großen Mengen wirtschaftlich her stellen lassen.

Aus der Keramiktechnologie ist ein Verfahren bekannt, bei dem Keramik pulver mit Bindemittel, meist Kunststoff, vermischt und durch Spritzgießen in die gewünschte Form gebracht wird. Danach wird aus diesen "Grünlingen" das Bindemittel ausgetrieben. Auf diese Weise werden die Vorteile der Spritz gießtechnologie für die Herstellung von Keramikteilen nutzbar gemacht.

Dem Pulvermetallspritzgießverfahren liegt der Gedanke zugrunde, in ähn licher Weise Metallformteile herzustellen.

Ein solches Pulvermetallspritzgießverfahren ist aus dem Aufsatz "Super productivity thru metal injection molding" von R. E. Wiech und I. J. Weisenberg bekannt (Veröffentlicht 1981 von Society of Automotive Engineers, Inc.). Bei diesem Verfahren wird das Metallpulver mit Binde mittel, das verschiedene Komponenten enthält, vermischt, wodurch eine spritzgießfähige Masse entsteht. Nachdem das Formteil durch Spritzgießen hergestellt ist, wird wie bei dem "Grünling" in der Keramiktechnologie das Bindemittel durch Zersetzung ausgetrieben, wobei bei Temperaturerhöhung ein Teil entfernbar ist und ein anderer Teil zur Erhaltung der Form des Formteils zurückbleibt. Nach der Austreibung des Bindemittels wird das Formteil durch Sintern, d. h. Temperaturbehandlung des Formteils bei einer vorbestimmten Sintertemperatur, verfestigt.

Die statischen und dynamischen Festigkeitswerte der Formteile, hergestellt nach der beschriebenen Pulvermetallspritzgießmethode, liegen etwas unter denen gegossener Formteile. Dies ist eine Folge der geringfügig niedri geren Dichte.

Die durch dieses Pulvermetallspritzgießverfahren hergestellten Formteile haben für viele Verwendungszwecke eine zu geringe Festigkeit und/oder ein zu großes Gewicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Formteile verfügbar zu machen, die bei drastisch reduziertem Gewicht eine höhere Festigkeit aufweisen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß temperaturstabile Fasern vor dem Einspritzvorgang in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und fixiert werden, daß der Spritzgießwerkstoff, bestehend aus 90 Gewichtspro zent Metallpulver sowie Bindemittel, eingespritzt und verfestigt wird und daß die Formteile einer Temperaturbehandlung von 600 bis 1500° Celsius unterworfen werden.

Durch das Pulvermetallspritzgießverfahren mit Fasereinlagerung gelingt es, Formteile herzustellen, die eine Festigkeit aufweisen, die höher ist als die Festigkeit metallischer Formteile und dies bei reduziertem Gewicht.

Es hat sich gezeigt, daß die Formteile durch eine vorgenommene Temperatur behandlung von 600 bis 1500° Celsius an der Phasengrenze zwischen Fasern und Metallpulver gerichtete, hochstabile Schichten aufwiesen, welche durch Reaktionen bei dieser Temperatur erzeugt wurden. Dieser Effekt ent stand insbesondere bei der Verwendung von Fasern aus Kohlenstoff, bei Carbidfasern sowie Oxid- und Nitridfasern. Gegenüber reinen Metallteilen wiesen die so hergestellten Bauelemente statische und dynamische Festigkeit bis zu den doppelten Werten auf. Dabei ist das Gewicht gegenüber den reinen Metallteilen um mehr als 1/3 reduziert.

Bei dem Verfahren wird ein Spritzgießwerkstoff verwendet, der aus 90 Ge wichtsprozent Metallpulver und dem Rest Bindemittel besteht. Vor dem Ein spritzvorgang werden in das Spritzgießwerkzeug temperaturstabile Fasern eingelegt und fixiert. Nach dem Einspritzen und Verfestigen des Spritzgieß werkstoffs werden die so hergestellten Formteile einer Temperaturbehandlung von 600 bis 1500° Celsius unterworfen. Das Metallpulver kann eine Mischung aus verschiedenen Metallen sein. So z. B. Eisen, Nickel, Chrom, Vanadium, Molybdän, Wolfram, Titan, Kobalt, Magnesium oder Kupfer. Je nach dem, was für Fasern verwendet wurden, entstanden Grenzschichten, die oxi dischen, carbidischen oder nitridischen Charakter aufwiesen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen durch Pulvermetall spritzgießen, dadurch gekennzeichnet, daß temperaturstabile Fasern vor dem Einspritzvorgang in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und fixiert werden, daß der Spritzguß werkstoff, bestehend aus 90 Gewichtsprozent Metallpulver sowie Bindemittel, eingespritzt und verfestigt wird und daß die Formteile einer Temperaturbehandlung von 600 bis 1500 Grad Celsius unter worfen werden.

2. Pulvermetallspritzgußformteil mit eingelagerten Fasern hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Kohlenstoff bestehen.

3. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Siliciumcarbid bestehen.

4. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Bornitrid bestehen.

5. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Metalloxid bestehen.

6. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern eine Silikatstruktur aufweisen.