DE3910282C2

DE3910282C2 -

Info

Publication number: DE3910282C2
Application number: DE3910282A
Authority: DE
Inventors: Michiru Sakamoto; Akira Kitahara; Hidetoshi Ueno; Sumio Tosu Saga Jp Nagata
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1990-10-31
Also published as: DE3910282A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung porösen Materials aus Metall nach dem Oberbegriff des An spruchs 1. Derartige Materialien sind für vielseitige Anwen dungen, bspw. ölfreie Lager, Filter u. dgl. bestimmt.The invention relates to a method of manufacture porous metal material according to the preamble of An Proverb 1. Such materials are for versatile applications dung, e.g. oil-free bearings, filters and. Like. Determined.

Poröse Materialien aus Metall mit einem verzweigten Netzwerk aus Poren werden bisher nach unterschiedlichen Verfahren herge stellt. Ein Verfahren besteht bspw. in einer unmittelbaren Sinterung von Teilchen aus dem das Material bildenden Metall. Nach einem anderen Verfahren. wie es aus der JP-OS 49 703/1985 bekannt ist, wird das geschmolzene Metall in offene Zwischen räume gepreßt, welche in einer aus einem Lösungsmittel lös lichen Teilchen geformten Masse verblieben sind, wobei nach dem Verfestigen des Metalls die Teilchen aus der verfestigten Masse mit Hilfe des Lösungsmittels herausgelöst werden. Poröse Materialien aus Metallen, welche mit Hilfe dieses Verfahrens hergestellt werden, haben eine Porosität von etwa 50 bis 85%, wobei sich die Größe und Gestalt der Poren verhältnismäßig einfach einstellen läßt. Vor dem Herauslösen der löslichen Teilchen kann die verfestigte Masse bearbeitet werden, um ihr eine gewünschte Gestalt zu geben, ohne daß die Zwischenräume, welche später die Poren bilden sollen, beeinträchtigt werden. Dieses Verfahren ist jedoch praktisch beschränkt auf die Her stellung poröser Materialien aus Blei, Zinn, Zink und Alu minium sowie deren Legierungen, wobei Natriumchlorid äls Sinterhilfsmittel für die löslichen Teilchen verwendet wird, sowie auf die Herstellung poröser Materialien aus Kupfer und seinen Legierungen, wobei Kaliumphosphat äls Sinterhilfsmittel für die löslichen Teilchen verwendet wird. Dieses Verfahren ist jedoch nicht für die Herstellung porösen Materials aus Eisen oder Nickel sowie deren Legierungen (nachfolgend allge mein "Metalle der Eisen-Gruppe" genannt) und solche aus Titan und dessen Legierungen (nachfolgend allgemein Metalle der Titan-Gruppe" genannt) geeignet. Hierfür gibt es zwei Gründe: Der eine besteht darin, daß es keine Lösungsmittel für die löslichen Teilchen gibt, welche den hohen Schmelztemperaturen der Metalle der Eisen- bzw. der Titan-Gruppe widerstehen. Der andere besteht darin, daß es keine Möglichkeit gibt, geschmol zene Metalle der Eisen- bzw. der Titan-Gruppe in die offenen Zwischenräume zwischen den Teilchen in der geformten Masse zu pressen.Porous materials made of metal with a branched network So far, pores have been produced using different processes poses. One method is, for example, an immediate one Sintering of particles from the metal forming the material. According to another procedure. as from JP-OS 49 703/1985 is known, the molten metal is in open intermediate pressed spaces, which dissolve in a solvent Lichen particles shaped mass are left, according to solidifying the metal the particles from the solidified Dissolve mass with the solvent. Porous Materials made of metals, which are produced using this method have a porosity of about 50 to 85%, the size and shape of the pores being proportional easy to set. Before removing the soluble The solidified mass can be machined to its particles to give a desired shape without the gaps, which will later form the pores. However, this method is practically limited to the manufacture provision of porous materials made of lead, tin, zinc and aluminum minium and their alloys, sodium chloride äls Sintering aid is used for the soluble particles, as well as the production of porous materials made of copper and its alloys, with potassium phosphate as a sintering aid is used for the soluble particles. This method however is not made for making porous material Iron or nickel and their alloys (hereinafter general my "metals of the iron group") and those made of titanium and its alloys (hereinafter generally metals of Titan group "). There are two reasons for this: One is that there are no solvents for the soluble particles, which are the high melting temperatures resist the metals of the iron or titanium group. The another is that there is no way to get molested zene metals of the iron or titanium group in the open Gaps between the particles in the molded mass increase press.

Aus der US-PS 35 23 766 ist ein gattungsgemäßes Verfahren be kannt, bei welchem als lösliche Teilchen bspw. Oxide des Magnesiums oder des Calciums und als Sinterhilfsmittel bspw. eine Lösung aus Kaliumchlorid und Wasser verwendet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auf diese Weise keine gleichmäßi ge Porenstruktur erzielt werden kann, welche jedoch für die beabsichtigten Anwendungen des porösen Materials als ölfreie Lager oder Filter außerordentlich wichtig ist. From US-PS 35 23 766 is a generic method be knows in which, for example, as soluble particles. Oxides of Magnesium or calcium and as a sintering aid, for example. a solution of potassium chloride and water can be used. It However, it has been shown that no even ge pore structure can be achieved, but for the intended applications of the porous material as oil-free Bearings or filters are extremely important.

Das gleiche Problem besteht bei dem aus der DE-OS 25 46 947 bekannten Verfahren, bei welchem ein Gegenstand mit Zellstruk tur u.a. aus Eisen gegossen wird.The same problem exists with that from DE-OS 25 46 947 known method in which an object with cellular structure tur etc. is cast from iron.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu finden, welches auch für hoch schmelzende Metalle zur Schaffung einer möglichst gleich mäßigen Porenstruktur einfach verwirklicht werden kann.The object of the present invention is therefore a method of the type mentioned at the beginning, which is also for high melting metals to create an equal as possible moderate pore structure can be easily realized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kenn zeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.This object is inventively with the characteristics of drawing part of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des im Patentanspruch 1 nieder gelegten Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteran sprüchen.Advantageous further developments of the claim 1 The inventive idea laid out in the subordinate sayings.

Magnesiumoxid- und Calciumoxid-Teilchen können den hohen Schmelztemperaturen der Metalle der Eisen- bzw. Titan-Gruppe widerstehen. Die genannten Oxide zeigen sich bis zu Tempera turen von 1650°C beständig, ohne daß chemische Reaktionen mit den heißen Metallen stattfinden. Mischungen aus Magnesiumoxid- Teilchen und Boranhydrid sowie Calciumoxid-Teilchen und Calciumchlorid lassen sich verhältnismäßig leicht aus dem Verbundmaterial herauslösen, obgleich mit diesen Mischungen eine dauerhafte Bindung zwischen den untereinander in Be rührung stehenden Teilchen gesichert werden kann. Außerdem lassen sich die genannten Metalle der Eisen- und Titan-Gruppe, welche relativ hohe Schmelzpunkte haben, leicht in das Sinter material einpressen. Schließlich entsteht mit dem erfindungs gemäßen Verfahren eine überraschend gleichmäßige Porenstruk tur. Magnesium oxide and calcium oxide particles can the high Melting temperatures of the metals of the iron or titanium group resist. The oxides mentioned show up to tempera resistant to temperatures of 1650 ° C without chemical reactions with the hot metals take place. Mixtures of magnesium oxide Particles and boric anhydride and calcium oxide particles and Calcium chloride can be obtained relatively easily from the Remove the composite material, although with these mixtures a lasting bond between the one another in Be touching particles can be secured. Furthermore can the metals of the iron and titanium group mentioned, which have relatively high melting points, easily into the sinter press in material. Finally, with the invention a surprisingly uniform pore structure door.

Fig. 1 zeigt ein Zustandsdiagramm vom Magnesiumoxid-Boranhy drid, und Fig. 1 shows a state diagram of the magnesium oxide borane hydride, and

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbei spieles einer Preßguß-Einrichtung, mit welcher geschmolzenes Metall nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in das vorher hergestellte Sinter material eingepreßt werden kann. Fig. 2 is a sectional view of a game Ausführungsbei a die casting device with which molten metal can be pressed into the previously produced sintered material by the inventive method.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung poröser Ma terialien aus Metallen der Eisen- oder Titan-Gruppe besteht also im wesentlichen aus den Schritten: Sintern eines Ma terials aus in einem Lösungsmittel löslichen Teilchen, Ein pressen eines geschmolzenen Metalls der Eisen- oder Titan- Gruppe in die offenen Zwischenräume zwischen den Teilchen des gesinterten Materials und Herauslösen der Teilchen des Sinter material-Metall-Verbundes unter Verwendung bestimmter Teilchen und Sinterhilfsmittel.The inventive method for producing porous Ma materials consists of metals from the iron or titanium group essentially from the steps: sintering a Ma terials from particles soluble in a solvent, Ein pressing a molten metal of iron or titanium Group in the open spaces between the particles of the sintered material and dissolving the particles of the sinter Material-metal composite using certain particles and sintering aids.

Das Sintermaterial wird dabei unter solchen Bedingungen ge bildet, daß sich die in einem Lösungsmittel löslichen Teilchen nur nahezu punktförmig berühren. Die Berührungspunkte bilden er nach dem Herauslösen des Sintermaterials Verbindungs abschnitte, welche eine gleichmäßige Porenstruktur gewähr leisten. Die geringen, aber vorhandenen Verbindungsabschnitte gewährleisten ein vollständiges Herauslösen des Sinterma terials aus dem Verbund von Sintermaterial und Metall, so daß eine befriedigend gleichmäßige Porenstruktur entsteht.The sintered material is ge under such conditions forms that the solvent soluble particles only touch almost point-like. Form the points of contact connection after removing the sintered material sections that ensure a uniform pore structure Afford. The small but existing connection sections ensure a complete removal of the sinterma terials from the composite of sintered material and metal, so that a satisfactorily uniform pore structure is created.

Der Sinterprozeß läuft unter Hitzeanwendung ab. Teilchen aus reinem Magnesiumoxid oder Calciumoxid sind nur schwer zu versintern, insbesondere wenn die Teilchen relativ groß sind. Für andere Sinterkörper ist hohe Dichtigkeit eine vorherrschen de Zielsetzung. Deswegen werden die Teilchen des Ausgangsma terials sehr fein granuliert und gemischt, bis eine gewünschte Teilchengrößenverteilung erreicht ist, bevor der dann aufgrund der geringen Teilchengröße mögliche Sintervorgang eingeleitet wird. Hierdurch können Sintermaterialien eine hohe Packdichte von 90 bis 95% erreichen. Die Packdichte von Magnesiumoxid oder Calciumoxid-Sintermaterialien für die Herstellung poröser Materialien aus Metall soll dagegen nicht besonders hoch sein, so daß das geschmolzene Metall in die offenen Zwischenräume zwischen die Teilchen eingepreßt werden kann. Oberhalb einer Packdichte von 74% entstehen isolierte Zwischenräume, in welche geschmolzenes Metall nicht mehr eingepreßt werden kann. Bei der Herstellung eines Materials mit durchgehender Poren struktur aus einem Metall sollte daher die Packdichte des Sintermaterials nicht höher als die höchste theoretische Packdichte von 74% für sphärische Teilchen sein. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch sichergestellt, daß sich die Teilchen praktisch nur punktförmig untereinander berühren.The sintering process takes place using heat. Particles out Pure magnesium oxide or calcium oxide are difficult to get sinter, especially if the particles are relatively large. For other sintered bodies, a high level of tightness is predominant de objective. Therefore, the particles of the initial measure terials very finely granulated and mixed until a desired one Particle size distribution is reached before then due to possible sintering process initiated the small particle size becomes. This enables sintered materials to have a high packing density reach from 90 to 95%. The packing density of magnesium oxide or calcium oxide sintered materials for the production of porous Metal materials, on the other hand, should not be particularly high, so that the molten metal in the open spaces can be pressed between the particles. Above one Packing density of 74% creates isolated gaps, in which molten metal can no longer be injected. When manufacturing a material with continuous pores structure of a metal should therefore the packing density of the Sintered material not higher than the highest theoretical Packing density of 74% for spherical particles. this will ensured in the method according to the invention that the particles practically only point among themselves touch.

Üblicherweise werden viele andere Oxide (z.B. BeO, CaO, SrO, BaO, FeO, CoO, NiO, Al₂O_3, SiO₂) als Hilfsmittel bei der Her stellung hochdichter Magnesiumoxid-Sintermaterialien und viele andere Oxide (z.B. Fe₂O₃, Cr₂O₃, V₂O₅,MnO₂, CoO, TiO₂, NiO, Ca (PO₄)₂, MgO, ZnO, ThO₂, ZnO₂, SnO₂) als Hilfsmittel bei der Herstellung hochdichter Calciumoxid-Sintermaterialien verwen det. Die Reaktionsprodukte zwischen derartigen Oxiden und Magnesiumoxid bzw. Calciumoxid bei hohen Temperaturen sind je doch sehr viel weniger in verschiedenen Arten von Lösungsmit teln löslich als Metalle der Eisen- oder Titan-Gruppe. Bei der Herstellung poröser Materialien aus Metall, bei welcher ledig lich die Teilchen aus dem Sintermaterial-Metall-Verbund heraus gelöst werden sollen, haben sich die vorgenannten Oxide daher als Sinterhilfsmittel als nicht geeignet erwiesen.Usually, many other oxides (e.g. BeO, CaO, SrO, BaO, FeO, CoO, NiO, Al ₂ O _3, SiO ₂ ) are used as aids in the manufacture of high-density magnesium oxide sintered materials and many other oxides (e.g. Fe ₂ O ₃ , Use Cr ₂ O ₃ , V ₂ O ₅ , MnO ₂ , CoO, TiO ₂ , NiO, Ca (PO ₄ ) ₂ , MgO, ZnO, ThO ₂ , ZnO ₂ , SnO ₂ ) as an aid in the production of high-density calcium oxide sintered materials det. The reaction products between such oxides and magnesium oxide or calcium oxide at high temperatures are, however, much less soluble in different types of solvents than metals of the iron or titanium group. In the production of porous materials made of metal, in which only the particles are to be dissolved out of the sintered material-metal composite, the aforementioned oxides have therefore not proven to be suitable as sintering aids.

Bei einem Sintermaterial, dessen Ausgangsmaterialien Teilchen aus Magnesiumoxid unter Zugabe von Boranhydrid sind, wird bei der Zugabe von Boranhydrid zu den Magnesiumoxid-Teilchen vor zugsweise wie folgt verfahren, wenn sichergestellt werden soll, daß die Verbindungsabschnitte nur an Berührungspunkten der Teilchen vorliegen: Eine gesättigte Lösung aus Boranhydrid in Athylalkohol wird den Magnesiumoxid-Teilchen zugegeben. Die Mischung wird gut durchgeknetet, bis die Oberflächen der Magnesiumoxid-Teilchen von der Lösung vollständig benetzt sind. Das Kneten wird fortgesetzt, um den Alkohol zu verdun sten, während darauf geachtet wird, daß die Teilchen nicht aneinander hängenbleiben. Auf diese Weise erhält man Teilchen in einem Magnesiumoxid-Boranhydrid-Verbund, welche gleichmäßig mit einem dünnen Film aus Boranhydrid überdeckt sind. Das ge wünschte Sintermaterial aus den Teilchen erhält man dann durch Erhitzen der Teilchen des Verbundes in einem Behälter bei einer bestimmten Temperatur. Zur Herstellung eines Sinter materials aus Calciumoxid-Teilchen unter Zugabe von Calcium chlorid kann ähnlich verfahren werden.In the case of a sintered material whose starting materials are particles are made of magnesium oxide with the addition of boric anhydride, at the addition of boric anhydride to the magnesium oxide particles preferably proceed as follows when ensuring is intended that the connecting sections only at points of contact of particles are present: A saturated solution of boric anhydride in ethyl alcohol is added to the magnesium oxide particles. The Knead well until the surfaces of the mixture Magnesium oxide particles completely wetted by the solution are. Kneading is continued to dilute the alcohol Most, while taking care that the particles are not get stuck together. In this way, particles are obtained in a magnesium oxide-boric anhydride composite, which is even are covered with a thin film of boron anhydride. The ge desired sintered material from the particles is then obtained by Heating the particles of the composite in a container a certain temperature. To make a sinter materials from calcium oxide particles with the addition of calcium chloride can be handled in a similar way.

Offensichtlich wird ein Sintern der Verbundteilchen am besten unter den Bedingungen der Region I von Fig. 1 erreicht, in welcher der höchste Schmelzpunkt liegt. Ein Sintern in diesem Bereich wird vorzugsweise mit einer Zugabe von Boranhydrid von nicht mehr als 30 Mol-% und einer Temperatur von nicht niedri ger als etwa 1358°C ausgeführt. Für das Sintern von Calcium oxid ist die Sintertemperatur nicht niedriger als 774°C, da die Schmelztemperatur bei 774°C liegt. Die Zugabe von 10 Gew.-% Calciumchlorid reicht aus. Obviously, sintering of the composite particles is best accomplished under the conditions of Region I of Fig. 1, which has the highest melting point. Sintering in this range is preferably carried out with an addition of boron anhydride of not more than 30 mol% and a temperature of not lower than about 1358 ° C. For the sintering of calcium oxide, the sintering temperature is not lower than 774 ° C, since the melting temperature is 774 ° C. The addition of 10% by weight calcium chloride is sufficient.

Wenn bei einer Temperatur innerhalb dieses Bereiches gesintert wird, tritt eine Auflösung des dünnen Films aus Boranhydrid oder Calciumchlorid auf, welcher die Oberflächen der Magnesium oxid- oder Calciumoxid-Teilchen gleichförmig bedeckt, und die Oberflächen der Magnesiumoxid- oder Calciumoxid-Teilchen werden gleichmäßig von einer flüssigen Schicht aus einem Zwi schenverbund von Magnesiumoxid und Boranhydrid bzw. Calcium oxid und Calciumchlorid bedeckt. Durch die Wirkung einer Be netzung und Oberflächenspannung sammelt sich die flüssige Schicht durch Fließen dort, wo die Teilchen in Berührung mit einander stehen. Beim Abkühlen wird die gesammelte Flüssigkeit fest und es entsteht eine stabile Verbindung nur an den Stel len, wo die Teilchen sich untereinander berühren.If sintered at a temperature within this range dissolution of the thin film of boron anhydride occurs or calcium chloride on which the surfaces of the magnesium oxide or calcium oxide particles covered uniformly, and the Surfaces of the magnesium oxide or calcium oxide particles are evenly from a liquid layer from a Zwi Compound of magnesium oxide and boric anhydride or calcium oxide and calcium chloride covered. By the effect of a loading The liquid accumulates wetting and surface tension Layer by flowing where the particles come in contact with stand against each other. When cooling, the collected liquid firmly and there is a stable connection only to the stel len where the particles touch each other.

Das so aus in einem Lösungsmittel löslichen Teilchen erhaltene Sintermaterial wird dann auf eine vorgegebene Temperatur auf geheizt, bevor der nächste Schritt des Einpressens eines ge schmolzenen Metalls aus der Eisen- oder Titan-Gruppe in die offenen Zwischenräume begonnen wird. Das Sintermaterial wird dabei zweckmäßigerweise in eine Form eingegeben, welche den beim Einpressen des geschmolzenen Metalls entstehenden Kräften standhalten kann. Bei der Herstellung eines porösen Materials aus Aluminium nach dem herkömmlichen Verfahren gemäß der JP-OS 49 703/1985 wird, da die Vorerhitzungstemperatur relativ nied rig (bei etwa 500 bis 600°C) liegt, das Teilchen-Sinterma terial bspw. in eine Form aus Stahl gegeben, das Sinterma terial und die Form vorerhitzt und geschmolzenes Aluminium nach der Vollendung des Vorerhitzens eingepreßt. Bei der Herstellung von porösen Materialien aus Metallen der Eisen oder Titan-Gruppe muß dagegen das Sintermaterial aus Teilchen, in welches geschmolzenes Metall dieser Gruppen eingepreßt werden soll, auf eine Temperatur von über 1000°C vorerhitzt werden. Eine Form, welche bei einem derartigen Verfahren eingesetzt wird, muß daher hochoxidationsbeständig sein sowie große mechanische Widerstandsfähigkeit und große Widerstands fähigkeit gegen thermische Beanspruchungen bei der genannten Vorerhitzungstemperatur haben. Darüber hinaus darf die Form nicht schmelzen, auch nicht wenn sie in Berührung mit dem geschmolzenen Metall bei einer Temperatur von 1500° bis 1700°C unter einem vorgegebenen Druck kommt. Derartige Formen können daher lediglich aus seltenen und teuren Materialien hergestellt werden. Es ist praktisch unmöglich, derartige kostspielige Formen mit einen Sintermaterial aus Teilchen vor zuerhitzen, in welchen ein geschmolzenes Metall der Eisen oder Titan-Gruppe bei einer hohen Temperatur eingepreßt werden soll. Erfindungsgemäß wird dieses Problem bei einer Ausgestal tung des Verfahrens dadurch gelöst, daß man das Sintermaterial nicht zusammen mit der Metallform, in welcher dann das ge schmolzene Metall erhitzt, sondern in einem gesonderten Ge häuse Metall der Eisen- oder Titan-Gruppe in das vorerhitzte Sintermaterial eingepreßt wird. Bei dieser speziellen Ver fahrensführung wird also das Sintermaterial aus Teilchen zu nächst in ein Gehäuse aus einem porösen, wärmeisolierenden Material gegeben, welches der Schmelztemperatur des Metalls aus der Eisen- oder Titan-Gruppe widerstehen kann, und dann auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt. Nach dem Vorerhitzen wird das Sintermaterial zusammen mit dem Gehäuse in eine Stahlform gegeben. Dann wird ein geschmolzenes Metall der Eisen- oder Titan-Gruppe unmittelbar durch die Poren in das hitzebeständige Material gepreßt. Das Gehäuse kann aus einem Preßling aus feuerfesten Fasern, bspw. aus Aluminiumoxid oder Siliziumcarbid bestehen. Ein Gehäuse aus solchem Material hat genügend hohe Isolationseigenschaften, um ein Abfallen der Temperatur des darin aufgenommenen Sintermaterials zu verhin dern, auch wenn das Gehäuse in die Stahlform gestellt wird. Hierdurch wird die Notwendigkeit der Vorerhitzung der Form, in welcher ein geschmolzenes Metall eingepreßt wird, vermieden. Dies wiederum vermeidet die Notwendigkeit der Herstellung einer Form aus speziellem Material und das Problem des Ver schmelzens zwischen der Form und dem geschmolzenen Metall. Dementsprechend genügt eine Stahlform für den Schritt des Einpressens von geschmolzenem Metall aus der Eisen- oder Titan-Gruppe.The so obtained from particles soluble in a solvent Sintered material is then brought up to a predetermined temperature heated before the next step of pressing a ge molten metal from the iron or titanium group into the open spaces are started. The sintered material is expediently entered into a form which the forces arising when the molten metal is pressed in can withstand. When making a porous material made of aluminum according to the conventional method according to JP-OS 49 703/1985 because the preheating temperature is relatively low rig (around 500 to 600 ° C), the particle sintering For example, the sinterma is placed in a steel mold material and the mold preheated and melted aluminum pressed in after preheating is completed. In the Manufacture of porous materials from iron metals or titanium group, on the other hand, the sintered material made of particles, into which molten metal of these groups is pressed to be preheated to a temperature of over 1000 ° C will. A form that is used in such a process is used, must therefore be highly resistant to oxidation and great mechanical resistance and great resistance Ability to withstand thermal stresses with the above Have preheating temperature. In addition, the shape do not melt, even when in contact with the molten metal at a temperature of 1500 ° to 1700 ° C comes under a predetermined pressure. Such forms can therefore only be made from rare and expensive materials getting produced. It is practically impossible to do such costly forms with a sintered material made of particles to heat in which a molten metal the iron or titanium group can be pressed in at a high temperature should. According to the invention, this problem arises in one embodiment tion of the method solved in that the sintered material not together with the metal form in which the ge molten metal heated, but in a separate Ge Housing metal of the iron or titanium group in the preheated Sintered material is pressed. In this particular ver The sintered material is made from particles next in a housing made of a porous, heat-insulating Given material which is the melting temperature of the metal from the iron or titanium group can resist, and then heated to a predetermined temperature. After preheating is the sintered material together with the housing in a Given steel form. Then a molten metal Iron or titanium group directly through the pores in the heat-resistant material pressed. The housing can be made from one Compact part made of refractory fibers, for example made of aluminum oxide or Silicon carbide exist. Has a housing made of such material sufficiently high insulation properties to prevent the Prevent temperature of the sintered material contained therein change, even if the housing is placed in the steel mold. This eliminates the need to preheat the mold in which a molten metal is injected avoided. This in turn avoids the need for manufacturing a form of special material and the problem of ver melting between the mold and the molten metal. Accordingly, a steel mold is sufficient for the step of Pressing in molten metal from the iron or Titan group.

Eine von einer oberen Presse der in Fig. 2 dargestellten Preß guß-Einrichtung für das Einpressen geschmolzenen Metalls ge haltenen Metallform 2 trägt ein Gehäuse 4 aus einem porösen, wärmeisolierenden Material, welches ein Sintermaterial aus Teilchen enthält. Ein geschmolzenes Metall 7 ist in einer wärmeisolierenden Wolle 6 enthalten und ein hitzebeständiger Metallzylinder 5 wird in das Sintermaterial 3 aus den Teilchen mittels einer mittigen Stoßpresse 8 gedrückt. Ferner ist ein unteres Pressenlager 9 vorhanden.A from an upper press of the press molding device shown in Fig. 2 for the injection of molten metal holding metal mold 2 carries a housing 4 made of a porous, heat-insulating material which contains a sintered material made of particles. A molten metal 7 is contained in a heat-insulating wool 6 and a heat-resistant metal cylinder 5 is pressed into the sintered material 3 from the particles by means of a central impact press 8 . There is also a lower press bearing 9 .

Der Schritt des Herauslösens der Teilchen aus einem Sinter material-Metall-Verbund, welcher auf die zuvor erläuterte Weise hergestellt wurde, wird wie folgt ausgeführt: Das abge kühlte und verfestigte Verbundmaterial wird aus dem Gehäuse aus porösem, wärmeisolierendem Material herausgenommen und, falls erforderlich, entsprechend der gewünschten Gestalt bear beitet. Danach werden nur die Teilchen durch Verwendung eines Lösungsmittels herausgelöst, um ein poröses Material aus einem Metall der Eisen- oder Titan-Gruppe zurückzulassen. Als Lö sungsmittel dient vorzugsweise Salpetersäure oder Schwefel säure für die Mischung aus Magnesiumoxid-Teilchen und Boran hydrid, und ein Chelat-bildendes Agens für eine Mischung aus Calciumoxid-Teilchen und Calciumchlorid. Beim Herauslösungs prozeß ist das Metall der Eisen- oder Titan-Gruppe unlöslich gegenüber dem Lösungsmittel, weil sich dort herum ein passiver Film bildet. Deswegen werden nur die Teilchen aus Magnesium oxid bzw. Calciumoxid aus dem Verbund herausgelöst.The step of detaching the particles from a sinter material-metal composite, which is explained above Was produced as follows: The abge cooled and solidified composite material is made from the housing taken out of porous, heat-insulating material and, if necessary, bear according to the desired shape works. After that, only the particles are made using a Solvent extracted to a porous material from a Leave metal of the iron or titanium group behind. As Lö The preferred solvent is nitric acid or sulfur acid for the mixture of magnesium oxide particles and borane hydride, and a chelating agent for a mixture of Calcium oxide particles and calcium chloride. With the detachment the metal of the iron or titanium group is insoluble in the process towards the solvent because there is a passive around it Film forms. That is why only the particles are made of magnesium oxide or calcium oxide detached from the composite.

example 1

Magnesiumoxid-Teilchen mit einem Durchmesser von 350µm wurden mit einer gesättigten Lösung von Alkoholborat solange ver knetet, bis der Alkohol verdampft war. Hierbei entstanden Teilchen aus einem Verbundmaterial, wobei die Menge an Boran hydrid, welche die Oberflächen der Teilchen aus Magnesiumoxid bedeckte, auf 2 Mol-% eingestellt war. Die Teilchen wurden in einen Behälter aus Graphit mit einem inneren Durchmesser von 30 mm und einer Höhe von 80 mm gestampft. Es wurde ein Sinter material aus Teilchen durch Sintern des gestampften Materials für eine Stunde bei einer Temperatur von 1350°C erhalten, d.h. innerhalb eines Temperaturbereichs, in welchem sowohl MgO als auch 2% B₂O₃ als Fest- und Flüssigmaterial koexistieren. Das Sintermaterial wurde dann in ein Gehäuse aus einem porösen wärmeisolierenden Material aus einem Preßling aus Aluminium oxid (Al₂O₃)-Fasern mit einem mittleren Durchmesser von 3µm und einer mittleren Länge von 100µm gegeben und danach beide zusammen auf eine Temperatur von 1350°C vorerhitzt. Nach dem Vorerhitzen wurde das Sintermaterial und das Gehäuse unver züglich in eine Stahlform mit einem Innendurchmesser von 50 mm und einer Höhe von 100 mm gegeben. Daraufhin wurde geschmol zener rostfreier Stahl (18% Cr, 8% Ni) bei einer Temperatur von 1650°C unmittelbar unter einem Druck von 150 kg/cm² ein gepreßt, um einen Sintermaterial-Metall-Verbund zu erzeugen. Danach wurde das abgekühlte und verfestigte Verbundmaterial in die gewünschte Gestalt bearbeitet. Der bearbeitete Verbund körper wurde dann in eine 6 N-Lösung aus Salpetersäure einge taucht welche als Lösungsmittel zum Herauslösen nur der Teil chen diente. Dabei entstand ein poröses Material aus rost freiem Stahl mit einer Porosität von 60,7%.Magnesium oxide particles with a diameter of 350 μm were kneaded with a saturated solution of alcohol borate until the alcohol had evaporated. Particles were formed from a composite material, and the amount of borane hydride covering the surfaces of the magnesium oxide particles was set at 2 mol%. The particles were stamped into a graphite container with an inner diameter of 30 mm and a height of 80 mm. A sintered material of particles was obtained by sintering the stamped material for one hour at a temperature of 1350 ° C., ie within a temperature range in which both MgO and 2% B ₂ O ₃ coexist as a solid and liquid material. The sintered material was then placed in a housing made of a porous heat-insulating material made of a compact made of aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) fibers with an average diameter of 3 μm and an average length of 100 μm and then both together at a temperature of 1350 ° C. preheated. After preheating, the sintered material and the housing were immediately placed in a steel mold with an inner diameter of 50 mm and a height of 100 mm. Then, molten stainless steel (18% Cr, 8% Ni) was pressed in at a temperature of 1650 ° C immediately under a pressure of 150 kg / cm ² to produce a sintered material-metal composite. The cooled and solidified composite material was then worked into the desired shape. The processed composite was then immersed in a 6 N solution of nitric acid which was used as a solvent for removing only the particles. This resulted in a porous material made of stainless steel with a porosity of 60.7%.

Example 2

Calcium-Teilchen mit einem Durchmesser von 250µm wurden mit einer gesättigten Lösung aus Calciumchlorid in Alkohol ge knetet, bis der Alkohol verdampft war. Dabei entstanden Teil chen aus einem Verbundmaterial, wobei die Menge des Calcium chlorids, welches die Oberflächen der Teilchen aus Calciumoxid bedeckte, mit etwa 6 Gew.-% eingestellt war. Die Teilchen wurden in einen Behälter aus Graphit mit einem Innendurch messer von 30 mm und einer Höhe von 80 mm gestampft. Ein Sintermaterial aus den Teilchen wurde durch Sintern des ge stampften Materials für eine Stunde bei einer Temperatur von 900°C erhalten. Das Sintermaterial wurde in ein Gehäuse aus porösem, wärmeisolierendem Material ähnlich dem nach Beispiel 1 verwendeten gegeben. Das Sintermaterial und das Gehäuse wurden gemeinsam auf eine Temperatur von 1100°C vorerhitzt. Nach dem Vorerhitzen wurde das Sintermaterial und das Gehäuse unmittelbar in eine Stahlform mit einem Innendurchmesser von 50 mm und einer Höhe von 100 mm gegeben. Dann wurde geschmol zenes eutektisches Gußeisen bei einer Temperatur von 1400°C unmittelbar unter einem Druck von 150 kg/cm² eingepreßt, um einen Sintermaterial-Metall-Verbund zu bilden. Nach Abkühlung und Verfestigung des Verbundes wurde dieser in eine gewünschte Gestalt bearbeitet. Der bearbeitete Verbundkörper wurde dann in ein Chelat-bildendes Agens (Dissolvine der Lion Cor poration) eingetaucht, dessen Ph-Wert alkalisch eingestellt war und welches als Lösungsmittel zum Herauslösen nur der Teilchen diente. Hierbei entstand ein poröses Material aus Gußeisen mit einer Porosität von 58,0%.Calcium particles with a diameter of 250 µm were kneaded with a saturated solution of calcium chloride in alcohol until the alcohol had evaporated. Particles were formed from a composite material, the amount of calcium chloride covering the surfaces of the particles of calcium oxide being set at about 6% by weight. The particles were stamped into a graphite container with an inner diameter of 30 mm and a height of 80 mm. A sintered material of the particles was obtained by sintering the stamped material for one hour at a temperature of 900 ° C. The sintered material was placed in a housing made of porous, heat-insulating material similar to that used in Example 1. The sintered material and the housing were preheated together to a temperature of 1100 ° C. After preheating, the sintered material and the case were put directly into a steel mold with an inner diameter of 50 mm and a height of 100 mm. Then, molten eutectic cast iron was injected at a temperature of 1400 ° C immediately under a pressure of 150 kg / cm ² to form a sintered material-metal composite. After the composite had cooled and solidified, it was worked into a desired shape. The processed composite body was then immersed in a chelating agent (dissolvine from Lion Corporation), the pH of which was adjusted to be alkaline and which served as a solvent for removing only the particles. This resulted in a porous cast iron material with a porosity of 58.0%.

Claims

1. A method for producing a porous material made of metal with a high melting temperature, such as iron, nickel, titanium or their alloys, by forming a sintered material from magnesium oxide or calcium oxide particles and a sintering aid, heating the sintered material to a predetermined temperature, pressing a Melt the metal in the sintered material to form a composite material, and dissolving the sintered material out of the cooled and solidified composite material by means of a solvent, characterized in that a solution of boric anhydride in alcohol as the sintering aid for the magnesium oxide particles and as a sintering aid for the calcium oxide -Particles a solution of calcium chloride in alcohol is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that as Sintering aid a saturated solution of boron anhydride or Calcium chloride in ethyl alcohol, the magnesium oxide particles or Calcium oxide particles added to the mixture for wetting the Surfaces of the magnesium oxide particles or calcium oxide part kneaded with the saturated solution and the ethyl alcohol is evaporated during kneading.

3. The method according to claim 2, characterized in that as Sintered material is a shaped material made of particles which consists of a mixture of magnesium oxide particles and Boron anhydride exist, the boron anhydride being the magnesium oxide Particles in an amount of not more than 30 mol% of the ge entire amount of mixture is added.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that the sintered material in a predetermined Made in a heat-insulating housing heated a predetermined temperature, the heated sinterma material entered into a metal mold, the melt of the metal into the sintered material to form the composite material presses, and the sintered material from the cooled and ver consolidated composite material using a solvent is solved.

5. The method according to claim 4, characterized in that a metal mold made of steel is used.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that a heat-insulating housing made of a porous compact made of refractory fibers made of aluminum oxide or silicon carbide is used.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized ge indicates that as a solvent for the sintered material a mixture of magnesium oxide particles and boric anhydride Nitric acid or sulfuric acid is used.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized ge indicates that as a solvent for the sintered material a mixture of calcium oxide particles and calcium chloride Chelating agent is used.