DE4034637A1 - Verfahren zur herstellung von poroesen al-werkstoffen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von poroesen al-werkstoffen

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Description

Poröse, metallische Werkstoffe, die für verschiedene Einsatzzwecke interessant sind - Filter, Flammensperren, zur Schallfilterung, ölgetränkte Gleitlager u. a. - werden auf pulvermetallurgischem Wege durch Sintern von Metall- bzw. Legierungspulverteilchen nach den üblichen pulver­ metallurgischen Verfahren hergestellt. Die Pulver werden entweder in loser Schüttung in entsprechenden Formen oder mit mehr oder weniger Druck kalt zu Formkörpern gepreßt, unter entsprechender Atmosphäre auf Temperaturen erhitzt, bei denen die einzelnen Pulverteilchen miteinander ver­ schweißen und ein poröses, metallisches Skelett mit guter Festigkeit ergeben.
Die Porosität - Gesamtanteil, mittlere Porengröße und Poren­ größenverteilung - läßt sich durch die Wahl entsprechender Pulverkorngrößen, durch den Druck beim Pressen der zu sin­ ternden "Grünlinge" sowie die Sinterbedingungen in weiten Grenzen steuern.
Schwierigkeiten treten jedoch auf, wenn die Pulverteilchen während des Sinterns nicht genügend miteinander verschwei­ ßen. Sinterkörper mit geringen Festgkeiten sind die Folge. Dies ist vor allem dann zu beobachten, wenn die Pulver­ teilchen durch verschweiß- und diffusionshemmende Ober­ flächenschichten bedeckt sind. Besonders bei Al und seinen Legierungen ist stets eine dünne, aber dichte und fest haftende, hochschmelzende Oxidschicht vorhanden. Al und Al- Legierungspulver lassen sich daher erfahrungsgemäß nicht nach den üblichen pulvermetallurgischen Verfahren durch Pressen und Sintern zu Körpern mit genügend guten mechanischen Eigenschaften verarbeiten.
Ältere Patente von Storchheim (USA 32 32 754, USA 36 87 657, BRD 14 83 173, BRD 14 58 315) zeigen eine Möglichkeit auf, Al-Sinterkör­ per mit geringer Porosität herzustellen. Nach dem Verfahren von Storchheim wird eine Verschweißung der Al-Teilchen durch Zugabe von entsprechenden Mengen an pulverigen Metallen bzw. Legierungen - Cu, Mg, Si -, die mit Al niedrig schmelzende Etuektika ergeben, zum Al-Pulver erreicht. Beim Pressen der Pulver werden die Oxidschichten an verschiedenen Stellen aufgerissen und die Al-Pulverteilchen kommen ohne die störenden Zwischenschichten von Al2O3 direkt mit den Zusatz­ pulvern in Kontakt. Beim Sintern beginnen die Komponenten ineinander zu diffundieren und es entsteht eine geringe Menge flüssiger Phase, die die weiteren Diffusionsvorgänge stark beschleunigt. Die Legierungszustäze, vor allem Cu, diffundieren in die Al-Körper, unterkriechen die Oxidhäute und sprengen diese durch Volumenvergrößerung der Al-Teilchen ab. Es bilden sich Sinterbrücken aus, die dem Sinterwerk­ stoff gute Festigkeiten verleihen. Die Zusatzelemente werden in einer solchen Menge zugegeben, daß schließlich aus­ scheidungshärtbare Al-Legierungen entstehen.
Das Sinterverfahren für Al beruht also darauf, daß die dichten Oxidhäute durch das Pulverpressen lokal aufgerissen werden und die so entstandenen Al-Zusatzmetallkontakte zur Bildung von flüssiger Phase während des Sinters führen. Das Aufreißen der Oxidhäute auf den Al-Pulverteilchen allein reicht noch nicht aus, genügend stabile Sinterkontakte zu bilden. Das Eindiffundieren der Legierungsmetalle, vor allem von Cu, bewirkt ein weiteres Aufplatzen der Oxidhäute. Preßlinge aus reinem Al-Pulver lassen sich daher nicht zu Formkörpern mit guten Festigkeiten sintern. Erst das Ein­ diffundieren von anderen Metallen in die Al-Pulverteilchen, vor allem von Cu, an den beim Pressen entstandene Kontakt­ stellen, an denen auch Risse an den Oxidhäuten vorliegen, bringt einen entsprechenden Erfolg, da das eindiffundierende Zweitmetall durch Volumenvergrößerung der Al-Pulverteilchen die Oxidhäute zum Abplatzen bringt. Zumischen von Zusatz­ metallen ohne Pressen der Pulvermischungen führt daher nicht zum Erfolg, da in diesem Falle die Oxidhäute nicht genügend aufgerissen und zu wenige unmittelbare Kontakte zwischen Al und den Zusatzmetallen vorliegen, um Diffusions­ vorgänge zu ermöglichen.
Je nach den zugesetzten Legierungsmetallen - der Zusatz kann in elementarer Form oder in Form von Vorlegierungen geschehen - haben die Sinterlegierungen verschiedene Eigenschaften, Werkstoffe mit hohem Cu-Gehalt - bis 4,5% - haben gute mechanische Eigenschaften, sind aber weniger korrosionsbeständig. Niedrigerer Cu-Gehalt, dafür höherer Mg-Si-Gehalt, ergibt korrosionsbeständigere Werkstoffe.
Versuche, die sinterhemmenden Schichten durch Reduktion oder durch chemische Umsetzung während der Sinterbehandlung abzu­ lösen, haben nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt. Nach verschiedenen Patenten (britisches Patent 14 98 902 = USA 4 42 062 = BRD 25 05 148) soll dies durch Zugabe von flüchtigen, anorganischen Verbindungen, u. a. von Metallhydriden, er­ reicht werden. Nach DE-PS 6 73 505 und FR-PS 10 79 720 werden Metallhalogenide zugesetzt, die mit Al unter Bildung flüch­ tiger Al-Halogenide reagieren. Die Verfahren haben sich jedoch nicht bewährt. Reaktionen können nur an Stellen, wo die Oxidhäute schon aufgerissen sind, beginnen. Es werden daher nur wenige Sinterkontakte hergestellt und es können erhebliche Reste von Halogeniden in den Sinterprodukten verbleiben.
Nach Angaben von japanischen Patenten (BRD 28 35 033, Frankreich: FR 24 16 520, Japan: JP 8 61 74 353A, JA J 8 01 19 102, JA 52 82 610, JP 8 62 53 304A, JA J81 18 646, JA J 53 90 113, JA J54 57 412, JA J 80 24 973) ist es im Gegensatz zu den Angaben von Storchheim nicht notwendig, die Pulver vor dem Sintern zu pressen, um die Oxidhäute lokal aufzureißen. Es wird behauptet, daß allein die stark verschiedene Wärmeausdehnung von Al-Metall und Al2O3 ausreicht, beim Aufheizen der Pulver auf Sintertemperatur ein Aufreißen der Oxidhäute zu bewir­ ken. In diese entstehenden Risse sollen nach den japanischen Patenten dann die zugesetzten Legierungspulver eindiffundie­ ren, intermediäre, flüssige Phasen bilden und Sinterbrücken entstehen lassen. Obwohl beschrieben wird, daß Produkte mit guten Eigenschaften erhalten werden, sind die Schwierigkei­ ten des Verfahrens des Sinterns ohne vorheriges Pressen leicht zu ersehen: Metallisch blankes Al bildet auch bei sauberster Sinteratmosphäre (N2 mit Taupunkten <-40°C) durch Reaktion mit den Restverunreinigungen der Sinter­ atmosphäre sofort neue hemmende Oxidschichten. Überdies ist zuerst höchstens an sehr wenigen Stellen ein direkter Kontakt zwischen Al und Zusatzlegierungselement vorhanden, so daß Diffusionsvorgänge nur in sehr bescheidenem Ausmaß auftreten können. Schütt-Sintern von Al-Pulverwerkstoffen ist also auch nach dem japanischen Verfahren nur sehr schwer möglich. Al-Sinterwerkstoffe mit hohen Porositäten sind nicht herzustellen.
Nach OS DE 38 09 345 A1 werden poröse Al-Sinterwerkstoffe durch Sintern von Mischungen von sehr reinem Al-Pulver mit einem ein­ zigen, metallischen Zuschlagstoff, vorzugsweise Si, genannt, die in einer Kugelmühle gemahlen wurden, hergestellt. Es wird ange­ geben, daß durch das Mischen in der Kugelmühle in den Oxidschich­ ten der Al-Pulver Bruchstellen entstehen und der Kontakt zwischen Al-Pulver und Zuschlag verbessert wird.
Das in OS DE 38 09 345 A1 beschriebene Verfahren bringt ebenfalls nicht den gewünschten Erfolg. Beim Mischen in der Kugelmühle werden zwar die Oxidhäute teilweise aufgerissen, genügend metal­ lische Kontakte ohne zwischenliegende Oxidhäute werden jedoch nicht gebildet. Mischen der Pulver ist nicht ausreichend. Nur unter genau einzuhaltenden Bedingungen bei einem Mahlen der Pul­ vermischungen - Mahlen allein ist nicht ausreichend -, wie im erfindungsgemäßen Verfahren, sind die entsprechenden Kontakte zu erhalten. Bei zu intensiver Mahlung in beliebigen Mühlen tritt der als "mechanisches Legieren" bekannte Effekt ein, nämlich, daß durch ständiges Zerkleinern und Wiederverschweißen des Mahlgutes der Zuschlagstoff in gleichmäßiger Verteilung in die entstehenden Mahlgranulate eingemahlen wird. An den Ober­ flächen der Granulatteilchen stehen die für die Bildung von Sinterbrücken notwendigen und eutektische Schmelzen bildenden Zuschlagstoffe nicht bzw. nicht in ausreichender Menge zur Ver­ fügung. Beim Mischen oder bei wenig intensiver Mahlung werden wiederum die Oxidhäute nicht genügend zerstört und die Zusatz­ stoffe verbleiben überwiegend lose und ohne unmittelbaren Kon­ takt mit den Al-Pulverteilchen im Misch- bzw. Mahlgut bzw. wer­ den weiche und duktile Zuschlagstoffe über die intakt bleibenden Oxidhäute aufgeschmiert und haben wiederum keinen unmittelbaren Kontakt mit dem Aluminium.
Zum Ziele führt nur die in der Erfindung beschriebene Mahlbe­ handlung unter milden Mahlbedingungen - "Misch-Mahlen" - von Mischungen von Al- bzw. Al-Legierungspulvern mit einem pulverigen oder körnigen Zuschlagsmaterial, das mit dem Al bzw. der Al-Le­ gierung ein Eutektikum mit einem unter dem Schmelzpunkt des Al bzw. der Solidustemperatur der Al-Legierung liegenden Schmelz­ punkt bildet. Es wird in geeigneten Mühlen mit entsprechender Mahlgut- oder Mahlkugelfüllung gearbeitet, bei der durch eine ge­ nau dosierte, schlagende Stoßbehandlung (Kugelstoß überwiegend normal zur Pulveroberfläche) die Zusatzstoffe durch die zer­ brechende Oxidhaut in die Oberfläche der Al-Pulverteilchen einge­ schlagen werden. Es ist dann guter intermetallischer Kontakt ohne störende Oxidzwischenschichten erreicht und an den Kontakt­ stellen können beim Sintern auch nicht neue Oxidschichten ge­ bildet werden, da die Al-Oberflächen durch die eingeschlagenen Zusatzstoffpartikel abgedeckt sind (Abb. 1).
Für das Mahlen der Pulvermischungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind, wie erwähnt, Kugelmühlen im weitesten Sinne geeignet, bei denen Mahlbedingungen herrschen, unter denen die eingesetzten Al-Pulverteilchen unter Zerbrechen der Oxidhäute nur mäßig verformt, nicht aber zu Plättchen vermahlen oder zer­ kleinert werden. Auch ein Verschweißen des Mahlgutes und ein Gröberwerden der Mahlgranulate ist zu vermeiden.
Bewährt haben sich Vibrationskugelmühlen mit zylinderförmigen, liegenden Mahlgefäßen mit Mahlgefäßdurchmessern von 4-40 cm, vorzugsweise von 8-15 cm. Bei größeren Mahlgefäßdurchmessern wird nicht mehr ausreichende Gleichverteilung der Zusatzpulver erreicht. Das Mahlgut-Mahlkugelverhältnis (Gewicht des Mahl­ gutes bezogen auf das Gewicht der Mahlkugeln) soll zwischen 1 : 5 und 1 : 100, vorzugsweise zwischen 1 : 20 und 1 : 60, betragen. Bei zu vielen Mahlkugeln, bezogen auf das Mahlgut, sind die Einzelstöße zu stark und das Al-Pulver wird zu stark zerkleinert bzw. verformt; bei zu kleinem Mahlgut-Mahlkugel­ verhältnis erreicht die Mühle nicht mehr die gewünschte Wir­ kung. Die Mahldauer in der Vibrationskugelmühle soll, um gut sinterfähige Mahlprodukte zu erhalten, zwischen 5 und 180 Minu­ ten, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Minuten, betragen.
Gute Ergebnisse werden auch mit Fallkugelmühlen bei entsprechen­ dem Mahlgut-Kugelverhältnis (1 : 5 bis 1 : 100, vorzugsweise 1 : 20 bis 1 : 60) und Fallhöhen von 2 bis 50 cm, vorzugsweise von 5 bis 25 cm, mit Kugeln von 1-16 cm, vorzugsweise von 1-5 cm, bei einer Mahldauer von 10-360 Minuten, vorzugsweise von 30-90 Minuten, erreicht.
Verwendung von Rührkugelmühlen (Attritoren), Planetenkugel­ mühlen und ähnlichen Mühlentypen ist möglich, doch ist bei diesen die Einhaltung der gewünschten Mahlbedingungen schwieriger und es treten überwiegend scherende, weniger schlagende Beanspru­ chungen auf, durch die die Zusatzstoffe weniger gut in die Al- Oberflächen eingeschlagen werden.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Pulver bzw. körnige Zusatzmaterial, das vorzugsweise, aber nicht zwingend, feiner sein soll als das Grundmaterial, ist von der Art, daß es beim Sintern mit dem Grundmaterial ein Eutektikum bildet, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die zusammengemisch­ ten Einzelkomponenten. Gute Ergebnisse wurden mit pulverigen bzw. körnigen Zusätzen von Elementar-Cu, beliebigen Cu-Legierungen, vorzugsweise mit Al, Si oder Mg erhalten. Das Cu-Pulver bzw. die Cu-Legierungspulver bzw. Körner sind in beliebiger Menge dem Ausgangsmaterial-Aluminium- bzw. Al-Legierungspulver zuzu­ setzen, vorzugsweise werden aber Mengen verwendet, bei denen nach dem Homogenisieren Sinterwerkstoffe mit günstigen Legie­ rungszusätzen und günstigen Eigenschaften erhalten werden. Sol­ che Zusammensetzungen sind z. B. Al mit 4,5% Cu und/oder bis 2% Mg und/oder 1% Si, sowie bis 5% Mn, ohne daß die Aufzäh­ lung eine Einschränkung bedeuten würde.
Neben Cu- und Cu-Legierungspulvern werden nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren als Zusätze zu Rein-Al- bzw. Al-Legierungs­ pulvern auch elementares Si, Al-Si-Legierungen mit übereutek­ tischen Si-Gehalten, mit und ohne weiteren Gehalten von Cu, Mg oder Mn verwendet. Ebenso wie Mg oder übereutektische Al-Mg- Legierungen mit und ohne weitere Zusätze von Si, Cu, Mn sind Mn, Mn-Legierungen, übereutektische Al-Mn-Legierungen mit und ohne weitere Zusätze von Cu, Mg oder Si geeignet.
Als Grundwerkstoff können neben Rein-Al verschiedene Al-Legie­ rungspulver eingesetzt werden, wobei sich als Grundwerkstoff vor allem pulverige Al-Mg-Legierungen mit 0,3-40 Gew.-% Mg bzw. Al-Cu-Legierungen mit 0,1-10 Gew.-% Cu bewährt haben. Diese Legierungspulver, zusammen vermahlen mit den oben erwähn­ ten Zusatzpulvern, ergeben gut sinterfähige Mischungen, die Produkte mit guten Eigenschaften erhalten lassen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren misch-gemahlenen Pul­ ver können in loser Schüttung oder auch in Form schwach gepreß­ ter Formkörper (Grünlinge) gesintert werden. Durch das Eindrücken der Zusatzpulver in die Oberflächen der Al- bzw. Al-Legierungs­ pulverteilchen sind nicht nur die Oxidschichten zerstört, sondern ist auch der notwendige innige Kontakt zwischen den Komponenten gegeben, so daß beim nachfolgenden Sintern, auch in loser Schüttung ohne vorheriges Pressen, entsprechende Sinterkontakte gebildet werden. Zur Unterstützung der Kontaktbildung zwischen den Pul­ verteilchen während des Sinterns der losen Schüttungen bzw. der schwach gepreßten Grünlinge kann das Sintern auch unter geringer Druckbelastung, z. B. durch Auflegen eines Gewichtes auf die Schüttung bzw. den Formkörper, erfolgen. Die Belastung während des Sinterns darf jedoch nur gering sein, da sonst Sinterkörper mit unerwünscht niedriger Porosität erhalten werden. Bewährt haben sich Auflagedrücke von 0,002-0,5 N/cm2, vorzugsweise von 0,01-0,1 N/cm2.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch für die Her­ stellung von Verbundwerkstoffen. Auf massive Teile aus beliebi­ gen Al-Werkstoffen aufgeschüttete gemahlene Mischung bzw. auf die Unterlage aufgelegte leicht vorgepreßte gemahlene Mischung sintert auf die Unterlage auf und es wird ein fester Verbund zwischen den massiven Unterlagen und den gebildeten porösen Al-Körpern erreicht. Ebenso wird beim gemeinsamen Sintern von zwei aufeinander gelegten verschieden stark vorgepreßten ge­ mahlenen Mischungen bzw. einer losen Schüttung von einer vorge­ preßten Mischung guter Verbund erreicht und es werden Werk­ stoffe mit Schichten verschiedener Porosität erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt einen Fortschritt dadurch, daß das Aufreißen der Oxidhäute und der innige Kontakt zwischen den Komponenten ohne zwischenliegende Oxidhaut durch das Zu­ sammenmahlen unter entsprechenden Bedingungen erreicht wird. Ein Pressen der Pulvermischungen, wie nach dem Storchheim- Verfahren, ist nicht notwendig und es werden auch bei losen Schüttungen gute und feste Sinterkontakte gebildet. Es können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hochporöse Al-Werkstoffe mit Gesamtporositäten bis zu 60% hergestellt werden, wobei die Gesamtporosität sowohl durch Wahl entsprechender Pulver­ korngrößen, entsprechendes Pressen der gemahlenen Mischungen vor dem Sintern bzw. durch Wahl entsprechenden Auflagedruckes während des Sinterns eingestellt werden kann.
Ausführungsbeispiel:
Ein Gemisch aus 93 Gew.-% reinem Al-Pulver mit einer Kornfrak­ tion von 250-355 µm, 4 Gew.-% Cu-Pulver, Korngröße kleiner als 45 µm, 2 Gew.-% AlSi12-Pulver und 1 Gew.-% Mn-Pulver, beide mit einer Korngröße kleiner als 63 µm, wurde 1/2 Stunde in einem Lödege-Mischer vorgemischt. 100 g dieses Gemisches wurden 75 Mi­ nuten lag in einer Schwingkugelmühle mit einem Mahlrohrdurch­ messer von 20 cm bei einem Mahlgut-Kugelverhältnis von 1 : 60 (Stahlkugeln 8 mm Durchmesser) gemahlen. Das von den Kugeln ab­ gesiebte Mahlgut wurde lose in entsprechende Graphitformen ein­ gebracht und in einem Sinterofen unter trockener, sauerstoff­ freier Stickstoffatmosphäre 15 Minuten bei 640°C gesintert.
Die gesinterten Produkte zeigten gute Festigkeit. Bei einer Korngrößenfraktion der gesinterten Pulver von 250-355 µm er­ reichen die Filterwerkstoffe Biegebruchfestigkeiten von 42- 74 MPa. Die Dichte der Proben beträgt 1,79 g/cm3, entsprechend einer Porosität von 37-40%. Es wurde eine Durchströmbarkeit α von 35-44 (10-12 m2) und β von 240-340 (10-7 m) gemessen. Die Filterfeinheit betrug (nach Glasperlentest) 190 µm.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung eines porösen Sinterkörpers aus Al bzw. Al-Legierungen, dadurch gekennzeichnet daß Al- bzw. Al- Legierungspulver zusammen mit einem pulverigen oder körnigen Material, das mit dem Al bzw. der Al-Legierung ein Eutektikum, mit einem Schmelzpunkt unter dem des Al bzw. der Al-Legierung bildet, in einer geeigneten Mühle unter geeigneten Bedingun­ gen gemahlen, die gemahlene Pulvermischung in loser Schüttung in Formen oder mit sehr geringem Preßdruck zu hochporösen Formkörpern gepreßt, auf an sich bekannte Weise gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schwingmühle oder Fallkugelmühle gemahlen wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlen in einer Vibrationskugelmühle mit einem zylinderförmigen, liegenden Mahlgefäß mit einem Mahlrohr­ durchmesser von 4-40 cm, vorzugsweise von 8-14 cm, mit Mahlkugeln von 1-16 mm, vorzugsweise von 1-5 cm Durch­ messer, mit einem Mahlgut-Kugelverhältnis von 1 : 5 bis 1 : 100, vorzugsweise von 1 : 20 bis 1 : 60 und mit einer Mahldauer von 5-180, vorzugsweise von 10-30 Minuten, erfolgt.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlen in einer Fallkugelmühle mit Kugeln eines Durchmessers von 1-16 mm, vorzugsweise von 1-5 cm, bei einem Mahlgut-Kugelverhältnis von 1 : 5 bis 11 : 100, vor­ zugsweise von 1 : 20 bis 1 : 60, bei einer Kugelfallhöhe von 2-50 cm, vorzugsweise von 5-25 cm, mit einer Mahl­ dauer von 10-360 Minuten, vorzugsweise von 30-90 Minuten, erfolgt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein feinkörnigeres Zusatzmaterial mit einem grobkörnige­ ren Grundmaterial vermahlen wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundmaterial Pulver bzw. Körner aus technisch reinem Al oder aus Al-Legierungen, verwendet werden.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzmaterial pulverige oder körnige mit Al eutek­ tische Schmelzen bildende Metalle und Legierungen, bzw. über­ eutektische Al-Legierungen verwendet werden.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzmaterial pulveriges oder körniges Elementar-Cu im Verhältnis von 0,3-10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmi­ schung, AlCu mit 33 Gew.-% Kupfer (im Verhältnis 2 bis 30 Gew.-%), AlSi mit 12% Silizium (im Verhältnis 0,5 bis 5 Gew.-%), AlMg (im Verhältnis 0,25 bis 50 Gew.-%) Mn (im Verhältnis 0,2 bis 10 Gew.-%) oder jede beliebige Mischung der obengenannten Zusatzwerkstoffe verwendet werden.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulveriges oder körniges Material aus AlSi mit 3 bis 18 Gew.-% Silizium-Gehalt mit einem pulverigen oder körnigen Zusatzwerkstoff aus Kupfer (im Verhältnis 0,3 bis 10 Gew.-%), AlCu mit 33 Gew.-% Kupfer (im Verhältnis 2 bis 30 Gew.-%), AlMg (im Verhältnis 25 bis 50 Gew.-%), Mn (im Verhältnis 0,2 bis 10 Gew.-%) oder jede beliebige Mischung der obengenannten Zusatzwerkstoffe vermischt, in einer ge­ eigneten Mühle gemahlen und das Mahlgut auf übliche Weise gesintert wird.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundkomponente pulverige oder körnige Al-Mg-Le­ gierung mit 0,3 bis 40 Gew.-% Magnesium eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundkomponente pulverige oder körnige AlCu-Legie­ rung mit 0,1 bis 10 Gew.-% Kupfer eingesetzt wird.
12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die lose Schüttung bzw. der schwach gepreßte Formkörper unter Aufbringen einer Belastung von 0,002 bis 0,5, vorzugs­ weise von 0,01 bis 0,1 N/cm2, druckgesintert wird.
13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemahlene Sintermischung in loser Schüttung oder in Form eines schwach gepreßten Körpers auf eine massive Unterlage von Aluminium bzw. einer Al-Legierung aufgesin­ tert wird.
14. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verschieden stark gepreßte Körper aus gemahlener Sintermischung aufeinander gelegt bzw. eine lose Schüttung einer gemahlenen Sintermischung auf einen schwach gepreßten Formkörper aus gemahlener Sintermischung aufgebracht und ge­ meinsam gesintert werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140264136A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Penn Troy Machine Company, Inc. Crankcase Explosion Relief Valve Using Porous Metal

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19802501C2 (de) * 1998-01-23 2000-01-20 Dorn Gmbh C Pulvermischung für eine Sinteraluminium-Legierung und Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers aus einer solchen Pulvermischung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE673505C (de) * 1935-01-17 1939-03-23 Franz Skaupy Dr Verfahren zur Herstellung von kompakten Metallkoerpern
FR1079720A (fr) * 1950-04-03 1954-12-02 Berlin Lu Becker Maschinenfabr Procédé pour la fabrication d'objets comprimés composés d'un granulé métallique
US3232754A (en) * 1961-11-07 1966-02-01 Alloys Res & Mfg Corp Porous metallic bodies and fabrication methods therefor
DE1483173C (de) * 1971-04-08 Alloys Research & Manufacturing Corp, Woodside, N Y (VStA) Verfaheren zum Pulvermetallurgischen Herstellen eines feinkornigen Legierungs gegenstandes
US3687657A (en) * 1971-06-24 1972-08-29 Samuel Storchheim Air sintering of aluminum powder compacts
FR2416520A1 (fr) * 1978-02-02 1979-08-31 Nippon Dia Clevite Co Materiau poreux d'isolation acoustique compose d'aluminium ou d'alliage d'aluminium
DE3809345A1 (de) * 1988-03-19 1989-10-05 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur herstellung von poroesen bauteilen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1483173C (de) * 1971-04-08 Alloys Research & Manufacturing Corp, Woodside, N Y (VStA) Verfaheren zum Pulvermetallurgischen Herstellen eines feinkornigen Legierungs gegenstandes
DE673505C (de) * 1935-01-17 1939-03-23 Franz Skaupy Dr Verfahren zur Herstellung von kompakten Metallkoerpern
FR1079720A (fr) * 1950-04-03 1954-12-02 Berlin Lu Becker Maschinenfabr Procédé pour la fabrication d'objets comprimés composés d'un granulé métallique
US3232754A (en) * 1961-11-07 1966-02-01 Alloys Res & Mfg Corp Porous metallic bodies and fabrication methods therefor
US3687657A (en) * 1971-06-24 1972-08-29 Samuel Storchheim Air sintering of aluminum powder compacts
FR2416520A1 (fr) * 1978-02-02 1979-08-31 Nippon Dia Clevite Co Materiau poreux d'isolation acoustique compose d'aluminium ou d'alliage d'aluminium
DE3809345A1 (de) * 1988-03-19 1989-10-05 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur herstellung von poroesen bauteilen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140264136A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Penn Troy Machine Company, Inc. Crankcase Explosion Relief Valve Using Porous Metal

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