DE3824993A1 - Verfahren zur herstellung poroeser, durchstroembarer bauteile aus pulver- oder granulatfoermigem ausgangsmaterial - Google Patents

Verfahren zur herstellung poroeser, durchstroembarer bauteile aus pulver- oder granulatfoermigem ausgangsmaterial

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DE3824993A1
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Michael Laumen
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Description

Stand der Technik zur Erstellung poröser, durchströmbarer Bauteile auf der Basis von Aluminiumpulver und -granulat sind Verfahren, die dem Ober­ begriff nach der Sintertechnik zuzurechnen sind.
Es sind hier verschiedene Verfahren ersonnen worden, die insbesondere darauf abzielen, die diffusionshemmende Wirkung der an freier Atmosphäre stets vorhandenen Oxidschicht auf dem Aluminiumpulver zu eliminieren. Beispielhaft sei ein Verfahren beschrieben, das durch Zugabe von 0,5-5 Gewichtsprozenten Siliziumpulver zu Aluminiumpulver einer Reinheit von 96% mit Siliziumlegierungsanteilen von 0,5% gekennzeichnet ist. Die Rezeptur ermöglicht in einer nicht oxidierenden Ofenatmosphäre, z. B. unter Argon, bei Temperaturen zwischen 580-640°C das Versintern von Aluminiumpulver zu festen, durchströmbaren, porösen Bauteilen. Durch die genaue Einhaltung der Siliziumlegierungsanteile und des frei zugegebenen Siliziumpulvers stellt sich ein Eutektikum an der Oberfläche des Alumini­ ums ein, so daß sich an den Kontaktstellen Diffusionsbrücken ausbilden, die nach dem Erkalten zu dauerhaften Verbindungen führen.
Man erhält so zwar sehr stabile poröse Formkörper, das notwendige Equipment, insbesondere der Schutzgasofen und die Schutzgasbox, ist jedoch aufwendig. Weiterhin be­ deuten die relativ hohen Temperaturen einen gewissen Aufwand und die Anwendung beschränkt sich auf Alumi­ nium-Ausgangsmaterial mit definierten maximalen Legie­ rungsanteilen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber ein wesentlich einfacheres Verfahren zur Herstellung poröser, durchströmbarer Bauteile bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Das Verfahren besteht darin, ein pulver- oder granulat­ förmiges Ausgangsmaterial mit einem Kleber zu vermi­ schen, der vor der Aushärtung bei Raumtemperatur eine Viskosität aufweist, die eine vollständige Benetzung der Pulver- oder Granulatpartikel erlaubt, andererseits aber eine genügende Zähigkeit besitzt, so daß vor oder wäh­ rend des Aushärtevorgangs kein Fluß, z. B. aufgrund der Schwerkraft, erfolgt und somit nach dem Aushärten eine gewünschte durchströmbare Kapillarstruktur im porösen Bauteil vorliegt. Diese Bedingungen sind erfüllt, wenn der verwendete Klebstoff bei Raumtemperatur eine Visko­ sität zwischen 80 und 400 Pa · s (Pascal x Sekunde) auf­ weist. Bei Aluminiumpulver oder -granulat wird vorzugs­ weise ein Klebstoff mit einer Viskosität von 150 Pa · s und einer Dichte von 1,5 kg/dm3 verwendet.
Die weiteren Unteransprüche beziehen sich auf vorteil­ hafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Als Ausgangsmaterial ist insbesondere Aluminiumpulver geeignet. Abhängig von dem gewünschten Einsatzgebiet sind jedoch auch andere pulver- bzw. granulatförmige Aus­ gangsmaterialien, wie z. B. Bronze oder auch Keramik ge­ eignet.
Das Verfahren wird so durchgeführt, daß dem pulver- oder granulatförmigen Aluminium Kleber, insbesondere Einkomponentenkleber auf der Basis von Epoxidharz, bei­ gemischt wird. Ein besonderer Vorteil dieser Kleber auf der Basis von Epoxidharz besteht darin, daß sie lösungs­ mittelfrei sind.
Das Vermischen bzw. der Auftrag des Klebers kann in der Weise verbessert werden, in dem das Aluminiumpulver temperiert wird.
Besonders bei Bauteilen, deren Zweck im weitesten Sinne in der Ableitung von Wärme liegen, kann dem Kleber sehr feines Magnesium- oder Aluminiumpulver zugegeben werden, um die Wärmeleitfähigkeit der Klebstellen zu verbes­ sern.
Der Anteil des Klebers samt eventueller Zuschlagsstoffe beträgt 5-15% Gewichtsprozent des Aluminiumpulvers oder -granulats.
Das benetzte Aluminiumpulver wird in beliebige Formen geschüttet, wobei als Formenmaterial Werkstoffe in Be­ tracht kommen, bei denen der Kleber keine Adhäsionswir­ kung zeigt, z. B. Teflon. Form und Formteil werden in einen Ofen gestellt und wobei keine besonderen Anforde­ rungen an die Ofenatmosphäre bestehen. Die Aushärtung kann bei Temperaturen zwischen 80 und 180°C erfolgen. Optimal sind Temperaturen von ca. 180°C, bei denen man Aushärtezeiten von ca. 15 min erzielt. Das Formteil kann nun der Form entnommen werden. Man erhält einen stabilen, porösen und durchströmbaren Formkörper.
Poröse Formkörper auf Aluminiumbasis haben gegenüber porösen Formkörpern aus gängigen Sintermaterialien aus Bronze oder Stahlpulver den Vorteil erheblich geringeren Gewichts pro Volumeneinheit (ca. 1/3), weiterhin ist von Bedeutung, daß das Aluminiumpulver wesentlich billiger pro Gewichts­ einheit zu beziehen ist. In Verbindung mit der hier vorgestellten, sehr einfach durchzuführenden Verfügungsmethode lassen sich so sehr preis­ werte poröse, durchströmbare Bauteile erstellen.
Solche porösen, durchströmbaren Bauteile auf der Basis von Aluminiumpulver können durch entsprechende Formgebung als Komponente in Wärmetauscher, Schalldämpfer, Filtern etc. eingesetzt werden.
Insoweit das poröse Bauteil mit einem Medium durchströmt wird, welches zumindest Bestandteile aufweist, auf die Aluminium korrosiv reagiert, kann die zuvor beschriebene Verfügtechnik auch mit dem vorrangigen Ziel einen Korrosionsschutz zu erzielen, durchgeführt werden, da z. B. Epoxid- Harzkleber sehr beständig gegen Säuren und Alkalien sind.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung poröser, durchströmbarer Bauteile aus einem pulver- oder granulatförmigen Ausgangsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das pulver- oder granulatförmige Ausgangsmaterial mit einem Klebstoff vermischt wird, der bei Raumtempe­ ratur eine Viskosität von ca. 80 bis 400 Pa · s auf­ weist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial Aluminium ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff vorzugsweise eine Viskosität von 150 Pa · s und eine Dichte von 1,5 kg/dm3 aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein ein­ komponentiger und lösungsmittelfreier Klebstoff auf Expoxidharzbasis ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klebstoff feines Pulver aus einem gut wärmeleitenden Material bei­ gemischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gut wärmeleitende Material feines Alumi­ niumpulver ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Gewichtsanteil pulver- oder granulatförmiges Ausgangsmaterial 0,05 bis 0,15 Gewichtsanteile Klebstoff und eventuell darin dispergiertes Feinpulver aus gut wärmeleiten­ den Material entfallen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus pulver- oder granulatförmigem Ausgangsmaterial und Klebstoff mit eventuellen Zuschlagsstoffen in die gewünschte Form gebracht und bei einer Temperatur zwischen 80 und 180°C ausgehärtet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur von ca. 180°C ausgehärtet wird.
DE3824993A 1988-07-22 1988-07-22 Verfahren zur herstellung poroeser, durchstroembarer bauteile aus pulver- oder granulatfoermigem ausgangsmaterial Withdrawn DE3824993A1 (de)

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