DE4115057A1 - Verfahren und einrichtung zum infiltrieren von geschmolzenem metall - Google Patents
Verfahren und einrichtung zum infiltrieren von geschmolzenem metallInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen bzw. Infiltrieren
von geschmolzenem Metall bzw. geschmolzenen Metallegierungen aus einem
Aufgabebereich in ein Aufnahmevolumen (Infiltrationsraum), wobei das
gegebenenfalls in das Metall (Legierung) einzubettende und/oder mit Metall
zu befüllende, z. B. poröse Materialien enthaltende Aufnahmevolumen
evakuiert und das Metall (Legierung) unter Druck in das Aufnahmevolumen
eingepreßt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Druck
infiltration von Metall-(Legierungs-)Schmelzen in einen mit in das
Metall (Legierung) einzubettenden und/oder mit Metall(Legierung) zu
befüllenden Materialien gefüllten Infiltrationsraum in einem Druckgefäß,
umfassend einen an eine Vakuumpumpe angeschlossenen druckdichten Behälter
mit einem Druckraum, an dem der Infiltrationsraum bzw. das Druckgefäß
angeschlossen sind.
Derartige Verfahren und Einrichtungen dienen insbesondere zur Her
stellung von mit Fasern, Teilchen od. dgl. verstärkten Metallgegenständen oder
von mit Metall infiltrierten poröse Hohlräume besitzenden Vorformen, wie
sie z. B. für hochbeanspruchte Bauteile verwendet werden. Die
Schwierigkeiten bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen liegen
insbesondere in der Aufbringung und Aufrechterhaltung des Druckes bei den
notwendigen hohen Temperaturen während der Infiltration sowie bei der Ein
bringung des geschmolzenen Metalls in die Zwischenräume zwischen den
Füllstoffen.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gekennzeichnet, daß durch insbesondere geregeltes Aufschmelzen von in
den Aufgabebereich eingebrachtem Metall (Legierung) und durch die beim
Aufschmelzen gegenüber dem festen Metall eintretende Volumenvergrößerung
der Schmelze der Druck auf das flüssige Metall (Legierung) erhöht und
damit dieses (diese) in das Aufnahmevolumen eingedrückt wird.
Bei einer derartigen Verfahrensführung ist es möglich, daß das zu
infiltrierende Metall nur um einige Grade, z. B. 10° bis 20°C über seinen
Schmelzpunkt hinaus erwärmt und der notwendige Infiltrationsdruck erreicht
wird, gleichzeitig jedoch die Möglichkeit einer Reaktion zwischen dem auf
geschmolzenen Metall und dem Füllmaterial weitgehend eingeschränkt wird.
Da die Schmelzparameter (Volumenänderung, thermische Ausdehnung der
Behälter, Metalle usw.) bekannt sind bzw. ohne weiteres errechnet und ent
sprechend gewählt werden können, verursacht die erfindungsgemäße Ver
fahrensführung keine großen Schwierigkeiten.
Insbesondere zur Abdichtung des Schmelzenraumes bzw. Aufgabebereiches
und des Aufnahmevolumens (Infiltrationsraumes) kann vorgesehen sein, daß
nur ein dem Aufnahmevolumen naheliegender, insbesondere unterer Teil des
in den Aufgabebereich aufgegebenen Metalles (Legierung) aufgeschmolzen
wird und zwischen dem das geschmolzene Metall (Legierung) aufnehmenden
Teilvolumen des Aufgabenbereiches und dem das ungeschmolzene Metall
(Legierung) und/oder einen Druckkörper aufnehmenden Teilvolumen des Auf
gabebereiches eine Temperaturdifferenz eingestellt bzw. aufrechterhalten
wird, so daß aufgeschmolzenes in das kältere Teilvolumen eindringende
Metall (Legierung) wieder verfestigt wird und als dem ungeschmolzenen
Metall (Legierung) und/oder zumindest einem Druckkörper bzw. den
Begrenzungswänden anhaftendes verfestigtes Dichtungsmaterial eine Abdich
tung zwischen den beiden Teilvolumina ausbildet und aufrecht erhält. In
dem Teilvolumen, das das ungeschmolzene Metall aufnimmt, kann anstelle des
oder zusätzlich zum ungeschmolzenen Metall(s) auch ein Druckkörper vorge
sehen sein, der z. B. aus einem höherschmelzenden Metall oder auch aus
einem anderen Material, z. B. Keramik, bestehen kann; wesentlich ist, daß
zwischen dem aufgeschmolzenen Metall und dem Restmetall bzw. dem Druck
körper eine Metallschicht aufschmelzen und wieder erstarren kann, die sich
dicht an das aufzuschmelzende Metall bzw. an den Druckkörper und die Be
hälterwand anlegt bzw. sich mit diesem bzw. dieser verbindet bzw. daran
anhaftet und aufgrund der Abdichtung einen Druckaufbau beim Aufschmelzen
des restlichen aufzuschmelzenden Metalls ermöglicht. Der aufgebaute Druck
drückt das aufgeschmolzene Metall in den Infiltrationsraum. Die Ausbildung
einer durch verfestigtes, aufgeschmolzenes Metall ausgebildeten
Dichtungszone wird unterstützt durch ein Temperaturgefälle zwischen dem
aufgeschmolzenen Metall und dem nicht aufgeschmolzenen Metall bzw. dem
Druckkörper, indem z. B. durch entsprechendes Heizen und Kühlen des
Behälters ein Temperaturgradient erstellt wird.
Als aufzuschmelzende Metalle und Legierungen kommen z. B. Aluminium,
Magnesium bzw. Cu sowie deren Legierungen in Frage, die in poröse Stoffe in
filtriert werden oder in ein Aufnahmevolumen infiltriert werden, das mit
Verstärkungselementen, z. B. Fasern, Partikel, Whiskern od. dgl., aus metal
lischen, mineralischen, keramischen, graphitischen oder anderen
Werkstoffen möglichst dicht bzw. in vorgegebener Dichte gefüllt sind. Be
sonders vorteilhaft ist es, wenn sich die eingebrachten Fasern mit ihrer
Länge durch den gesamten Infiltrationsraum erstrecken.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung der eingangs genannten Art ist da
durch gekennzeichnet, daß der dem Druckgefäß naheliegende Teil des Druck
raumes und das Druckgefäß, vorzugsweise über die gesamte Länge des Infil
trationsweges, mit einer Heizeinrichtung, vorzugsweise einer Induktions
heizung, beheizbar ist bzw. sind.
Auf diese Weise erfolgt die Infiltration in poröse Materialien bzw.
Vorformen metallischer, keramischer, graphitischer oder mineralischer
Natur oder in Hohlräume, die mit Partikeln, Whiskern, Kurz- und/oder
Langfasern, mit oder ohne Binder, befüllt sind, mit einer metallischen
Schmelze und mit jenem Druck, welcher durch die Volumenvergrößerung beim
Aufschmelzen eines oder mehrerer zunächst festen Metallkörper(s) in dem
geschlossenen Behälter entsteht. Das innere Volumen des Behälters bzw. des
von ihm verschlossenen Druckraumes, das Volumen des Metallkörper(s) und
das Volumen des Infiltratraumes in der Vorform, die thermischen Ausdeh
nungskoeffizienten des Behälters und des Druckgefäßes, des Metalles (Le
gierung) der Fasern sind so aufeinander abgestimmt, daß der evakuierte
Infiltrationsraum (Vorform) entweder vorzugsweise bereits während des
Schmelzvorganges oder im Verlauf einer weiteren Temperaturerhöhung des
aufgeschmolzenen Metalls zur Gänze mit metallischer Schmelze infiltriert
wird. Die Temperatur der Schmelze im Infiltrationsraum wird z. B. durch
entsprechende Erwärmung des Druckgefäßes oder des Infiltrationsraumes
selbst bzw. des Schmelzbereiches derart eingestellt, daß durch die Ver
flüssigung der Schmelze der gesamte bzw. zumindest der Hauptanteil des
Infiltrationsdruckes erstellt wird. Durch eine Temperaturregelung auf
Werte knapp über dem Schmelzpunkt kann eine Reaktion zwischen der Schmelze
und den Füll- bzw. Verstärkungsmaterialen minimiert werden.
Die für den Druckaufbau im Aufgabebereich bzw. im Druckraum vorge
sehene Beschränkung des Schmelzenbereiches auf einen Teilbereich des
Druckraumes erfolgt durch eine Abdichtung des Teilvolumens mit der
expandierenden Schmelze unter Zuhilfenahme zumindest eines Druckkörpers,
der aus Fremdmetall, einem anderen Material und/oder aus dem aufzu
schmelzenden Metall bestehen kann, an dem sich wieder verfestigende
Schmelze anlagern kann und den Schmelzenbereich abdichtet. Aus diesem
Grund liegt der Bereich, in dem die Abdichtung erfolgt, auf einem
Temperaturniveau unterhalb der Schmelztemperatur; die Einstellung dieser
Temperatur erfolgt durch Wärmeableitung, z. B. Strahlung oder Kühlung von
außen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind der folgenden Be
schreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen schema
tischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung und Fig. 2 einen
Detailschnitt.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße
Einrichtung zur Druckinfiltration von Metallschmelze in ein Druckgefäß 2
mit einem mit Füllmaterial 7 befüllten Infiltrationsraum 8. Das Druckgefäß
ist mit einem druckfesten Behälter 1 gegebenenfalls einstückig verbunden.
Im Betrieb wird der Druckraum 6 des Behälters 1 in zwei Teilvolumina
unterteilt, und zwar ein unteres Teilvolumen, in dem aufgegebenes Metall
(Legierungsmetall) aufgeschmolzen wird und in ein nach oben anschließendes
Teilvolumen, in dem aufzuschmelzendes Metall 9 in fester Form gehalten
wird, um als Druck- bzw. Dichtungskörper zu wirken; alternativ oder zu
sätzlich kann im Aufgabebereich ein Druck- bzw. Dichtungskörper 9 aus
einem anderen Material vorgesehen sein. Dem Druckgefäß 2 und dem Behälter
1 ist eine gegebenenfalls gemeinsame Heizeinrichtung 11 zugeordnet; der
obere Bereich des Behälters 1 ist mit einer Kühleinrichtung 12 umgeben, um
im Behälter 1 ein Temperaturgefälle zu erstellen. Die Einstellung des
Temperaturgefälles kann auch durch thermische Abstrahlung erzielt werden,
indem die Heizeinrichtung 11 den Behälter 1 nur über einen gewissen
Teilbereich umgibt. Durch Anlagerung des aufgeschmolzenen Metalles im
Bereich 14 an noch nicht geschmolzenes Metall oder an einen Druckkörper
sowie an die Wand des Behälters 1 erfolgt eine Abdichtung des
Schmelzenbereiches gegenüber dem Behälterverschluß 3; gleichzeitig kann
die Größe des Schmelzvolumens eingeregelt werden. Der Behälter 1 ist mit
einem Anschluß 4 an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Das in dem
Schmelzvolumen durch die Heizeinrichtung 11 aufgeschmolzene Metall 10
verfestigt sich an dem kälteren Druckteil 9 bzw. an der diesen umgebenden
kälteren Wand und dringt in den Spalt zwischen dem Druckteil 9 und der
Wand des Druckgefäßes 1 über einen gewissen Weg ein, bis es erstarrt.
Dieses erstarrende Metall (14) verhindert ein weiteres Vordringen des
geschmolzenen Metalles 10, wodurch ein Druckraum erstellt wird, der
lediglich zum Druckgefäß 2 hin bzw. gegen den zu befüllenden
Infiltrationsraum 8 geöffnet ist.
In gleicher Weise ist es möglich, das Ende des Infiltrationsraumes 8
abzudichten, wie es in Fig. 2 im Detail dargestellt ist. Im Bereich des
Verschlusses 5 des Infiltrationsraumes 8 wird ein Körper aus
aufzuschmelzendem Metall oder ein aus einem anderen Material bestehender
Druckkörper 13 eingebracht und ein Temperaturgefälle bzw. Temperaturgra
dient durch eine Kühleinrichtung 15 eingestellt, so daß in den
Infiltrationsraum 8 infiltriertes, geschmolzenes Metall bei Kontakt mit dem
Druckkörper 13 bzw. des diesen umgebenden Wandbereiches erstarrt und den
Spalt zwischen dem Druckkörper 13 und der Wandung des Druckgefäßes 2
abdichtet. Auf diese Weise bedürfen die Verschlüsse 3 und 5 keiner
besonders ausgebildeten Dichtung, die flüssigem Metall gegenüber resistent
ist; sie sind lediglich derart auszulegen, daß dem auftretenden Druck und
den auftretenden Temperaturen Widerstand geleistet wird.
Möglich ist es auch, daß der (die) in den Druckraum 6 eingesetzten Me
tallkörper 9 bzw. der (die) in den Infiltrationsraum 8 eingesetzten Metall
körper 13 aufgrund ihrer thermischen Expansion eine Abdichtung zwischen
sich und den jeweiligen Wänden des Behälters 1 bzw. Druckgefäßes 6
bewirken, die ein Eindringen von Metallschmelze weitgehend verhindert.
Diese Maßnahme kann zusätzlich oder alternativ zur Abdichtung unter Zu
hilfenahme eines Temperaturgradienten zur Ausbildung einer Abdichtungsschicht
14 aus erstarrendem Metall erfolgen.
Die Querschnitte des Druckraumes 6 bzw. des Infiltrationsraumes 8
können beliebig sein, da die Form der Dichtungskörper 9 bzw. 13 ebenfalls
beliebig wählbar ist bzw. an die lichten Weiten der Räume anpaßbar ist.
Besonders vorteilhaft eignet sich das Verfahren zur Infiltration von
Aluminium, Magnesium der anderen Metallen bzw. deren Legierungen, da sich diese Metalle
beim Schmelzen beträchtlich ausdehnen; z. B. vergrößert Aluminium beim
Schmelzen sein Volumen um 6%, und es sind zur Einbringung von Aluminium
und/oder Magnesium bzw. deren Legierungen in Vorformen bzw.
Infiltrationsvolumina 8, die mit Partikeln und/oder Fasern aus Siliciumcarbid
Aluminiumoxyd, Kohlenstoff, Bornitrid od. dgl. befüllt sind, nur kurze
Infiltrationszeiten notwendig, die eine Reaktion der Fasern (Bildung von
Metallkarbiden, -nitriden usw.) mit den eingebrachten Metallen weitgehend
ausschließen.
Vor dem Schmelzen bzw. nach Befüllung des Infiltrationsraumes 8 mit
den Fasern 7 bzw. des Druckraumes 6 mit dem aufzuschmelzenden Metall wird
die Einrichtung evakuiert, welche Evakuierung bis zur Ausbildung der Ab
dichtung 14 zwischen dem aufgeschmolzenen Metall und dem Druckkörper 9
fortgesetzt werden kann.
Wesentlich ist es, daß zwischen den Druckkörpern 9 bzw. 13 und der
Wand des Druckgefäßes 2 bzw. des Behälters 1 nur ein sehr geringer
Zwischenraum (z. B. einige Zehntel Millimeter) eingehalten wird, um ein
Durchbrechen des erstarrten Metalles 14 mit flüssigem Metall zu verhindern;
aus diesem Grund werden die Druckkörper 9 und 13 möglichst genau an die
lichte Weite des Behälters bzw. Druckgefäße 2 angepaßt. Dies ist dann be
sonders einfach, wenn der Druckkörper massiv aus aufzuschmelzendem Metall
besteht, da dann das Ausmaß der bei der Berechnung und Einregelung des In
filtrationsdruckes zu berücksichtigenden Leeräume minimiert ist.
Zweckmäßigerweise sind zur Feststellung der Temperatur und/oder des
Druckes im Druckraum 6 Temperatur- und/oder Druckmeßgeräte 16, 17 vorge
sehen, mit denen gegebenenfalls die Heizeinrichtung(en) 11 und/oder Kühlein
richtung 12 gesteuert sind.
Prinzipiell ist es auch möglich, den in Fig. 1 dargestellten Behälter
waagrecht anzuordnen; bevorzugterweise wird jedoch die Infiltration aus dem
Druckraum 6 in einen unterhalb desselben liegenden Infiltrationsraum 8
vorgenommen.
Eine mögliche Reaktion zwischen dem infiltrierten Metall und dem Füll
material 7 kann minimiert werden, wenn unmittelbar nach dem Eindringen des
Infiltrationsmetalls der Behälter 2 abgekühlt, z. B. durch Eintauchen in
Wasser oder heißes Öl, abgeschreckt wird.
Claims (21)
1. Verfahren zum Einbringen bzw. Infiltrieren von geschmolzenem
Metall bzw. geschmolzenen Metallegierungen aus einem Aufgabebereich in ein
Aufnahmevolumen (Infiltrationsraum), wobei das, gegebenenfalls in das
Metall (Legierung) einzubettende und/oder mit Metall zu befüllende, z. B.
poröse Materialien enthaltende Aufnahmevolumen evakuiert und das Metall
(Legierung) unter Druck in das Aufnahmevolumen eingepreßt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß durch insbesondere geregeltes Aufschmelzen von in den
Aufgabenbereich eingebrachtem Metall (Legierung) durch die beim
Aufschmelzen gegenüber dem festen Metall eintretende Volumenvergrößerung
der Schmelze der Druck auf das flüssige Metall (Legierung) erhöht und
damit dieses (diese) in das Aufnahmevolumen eingedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein dem
Aufnahmevolumen naheliegender, insbesondere unterer Teil des in den
Aufgabebereich aufgegebenen Metalles (Legierung) aufgeschmolzen wird
und zwischen dem das geschmolzene Metall (Legierung) aufnehmenden
Teilvolumen des Aufgabenbereiches und dem das ungeschmolzene
Metall (Legierung) und/oder einen Druckkörper aufnehmenden Teilvolumen des
Aufgabebereiches eine Temperaturdifferenz eingestellt bzw. aufrechterhal
ten wird, so daß aufgeschmolzenes in das kältere Teilvolumen eindringende
Metall (Legierung) wieder verfestigt wird und als dem ungeschmolzenen
Metall (Legierung) und/oder zumindest einem Druckkörper bzw. den
Begrenzungswänden anhaftendes verfestigtes Dichtungsmaterial eine
Abdichtung zwischen den beiden Teilvolumina ausbildet und aufrecht erhält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Aufgabebereich möglichst vollständig mit aufzuschmelzendem Metall und ge
gebenenfalls zumindest einem vorzugsweise oberhalb des aufzuschmelzenden
Metalles angeordneten Druckkörper, z. B. aus einem Metall mit
höherliegendem Schmelzpunkt, aus Keramik od. dgl., gefüllt wird, der in
den dem Aufnahmevolumen entfernt gelegenen Teil des Aufgabebereiches
eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das aufzuschmelzende Metall und gegebenenfalls der
eingesetzte Druckkörper in den Aufgabebereich in einer Form eingebracht
wird (werden), die der Innenform des Aufgabebereiches weitgehend
entspricht, wobei vorzugsweise zwischen dem in Form eines massiven Blocks
eingebrachten, aufzuschmelzenden Metall bzw. Druckkörper ein Wandabstand
von nur einigen Zehntel Millimetern, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mm, ein
gehalten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das aufzuschmelzende Metall (Legierung) nur knapp, vorzugsweise nicht
mehr als 20°C, über seinen (ihren) Schmelzpunkt bzw. Schmelzintervall hinaus erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Füllmenge (-volumen) des Metalls (Legierung) und ge
gebenenfalls des Druckkörpers, die Größe des Aufnahmevolumens, die ther
mische Dehnung der Wandungen des Behälters und Druckgefäßes sowie die
Schmelzentemperatur und die Beheizung des Aufgabenbereiches und/oder des
Aufnahmevolumens aufeinander abgestimmt werden, so daß der beim Auf
schmelzen durch Volumenvergrößerung im Aufgabebereich entstehende Druck
einen vorgegebenen Mindestdruck während des Eindringens des Metalls (Le
gierung) in das gegebenenfalls mit einzubettenden bzw. zu infiltrierenden
Materialien befüllte Aufnahmevolumen nicht unterschreitet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Teilvolumen, in dem das Metall ungeschmolzen gehalten bzw. in dem
der Druckkörper angeordnet wird, gekühlt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß Metalle und/oder Legierungen, z. B. Aluminium, Magnesium, Blei, Zinn,
Kupfer und/oder deren Legierungen, in mit
Fäden porösen Stoffen, Partikeln, Fasern, Whiskern od. dgl., insbesondere
mit das Aufnahmevolumen gänzlich durchquerenden Abmessungen, vorzugsweise
aus metallischem, mineralischem, keramischem, graphitischem oder ähnlichem
Werkstoff befüllte Aufnahmevolumina infiltriert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufnahmevolumen möglichst unmittelbar nach dem Ende der
Infiltration rasch abgekühlt, insbesondere abgeschreckt, wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufnahmevolumen in einem dem Aufgabebereich entfernt liegenden
Endbereich durch Ausbildung eines Temperaturgefälles gegenüber zumindest
einem in den Endbereich eingesetzten, gegebenenfalls gleiche Zusammensetzung
wie das aufgeschmolzene Metall (Legierung) aufweisenden Metallkörper oder
einem aus einem anderen Material, beispielsweise Keramik, bestehenden
Druckkörper durch an dem Metallkörper bzw. Druckkörper bzw. den Begren
zungswänden des Aufnahmevolumens erstarrende Schmelze abgedichtet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dem
Aufgabebereich entfernt liegende Endbereich des Aufnahmevolumens gekühlt
wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Druck im Aufgabebereich im Zuge des Aufschmelzens
den zur vollständigen Infiltration erforderlichen Art erreicht.
13. Einrichtung zur Druckinfiltration von Metall-(Legierungs-)Schmel
zen in einen mit in das Metall (Legierung) einzubettenden und/oder mit
Metall(Legierung) zu befüllenden Materialien gefüllten Infiltrationsraum in
einem Druckgefäß, umfassend einen an eine Vakuumpumpe angeschlossenen
druckdichten Behälter mit einem Druckraum, an dem der Infiltrationsraum
bzw. das Druckgefäß angeschlossen sind, insbesondere zur Durchführung des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der dem Druckgefäß (2) naheliegende Teil des Druckraumes (6) und das Druck
gefäß (2), vorzugsweise über die gesamte Länge (L) des Infiltrationsweges,
mit einer Heizeinrichtung (11), vorzugsweise einer Induktionsheizung,
beheizbar ist bzw. sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der dem
Infiltrationsraum (8) abgewandte Teil des Druckraumes (6), insbesondere im
Bereich eines vorgesehenen Endverschlusses (3), gekühlt bzw. mit einer
Kühleinrichtung (12) versehen bzw. umgeben ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der dem Druckraum (6) abgewandte Endbereich des Druckgefäßes (2), insbe
sondere im Bereich eines vorgesehenen Endverschlusses (5), mit einer Kühl
einrichtung (15) umgeben bzw. versehen ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Behälter (1) und das Druckgefäß (2) einstückig ausge
bildet sind.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß in den dem Druckgefäß (2) abgewandten, insbesondere oberen
Teil des Druckraumes (6) und/oder in dem dem Druckraum (6) abgewandten,
insbesondere unteren Teil des Druckgefäßes (2) zur Abdichtung der Endver
schlüsse (3, 5) durch eine verfestigte Schicht (14) aus aufgeschmolzenem
Metall (Legierung) zumindest ein fester Körper (9, 13) aus aufzuschmelzenden
Metall (Legierung) oder aus einem schwerer schmelzbaren Metall (Legierung)
oder einem Nichtmetall, z. B. Sinterkeramik, angeordnet und während des
Infiltrationsvorganges, insbesondere durch Kühleinrichtungen (15) in
festem Zustand gehalten ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Feststellung der Temperatur und/oder des Druckes im
Druckraum (6) Temperatur- (16) und/oder Druckmeßgeräte (17) vorgesehen
sind, mit denen gegebenenfalls die Heizeinrichtung (11) und/oder Kühlein
richtungen (15) gesteuert sind.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Behälter (1) mit dem Druckraum (6) oberhalb des Behälters
(2) mit dem Infiltrationsraum (8) angeordnet ist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Abdichtung des Druckraumes (6) und/oder Infiltrations
raumes (8) in dem jeweils dem Schmelzvolumen abgewandten Bereich ein
Druckkörper (9, 13) angeordnet ist, dessen durch Erwärmung auf eine
vorgegebene Temperatur bewirkte thermische Ausdehnung eine gegenüber dem
Durchtritt von geschmolzenem Metall dichte Anlage seiner Umfangsfläche an
der Innenfläche des(r) Raumes (Räume) (6, 8) ergibt.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der
thermische Ausdehnungskoeffizient des Druckkörpers (9, 13) größer ist als
der Ausdehnungskoeffizient des Behälters (1) bzw. des Druckgefäßes (2).
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DE19914115057 DE4115057A1 (de) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Verfahren und einrichtung zum infiltrieren von geschmolzenem metall |
EP19920107799 EP0513685B1 (de) | 1991-05-08 | 1992-05-08 | Verfahren zum Tränken von porösen, faserigen oder pulver- förmigen Werkstoffen mit der Schmelze eines Metalls oder einer Legierung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914115057 DE4115057A1 (de) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Verfahren und einrichtung zum infiltrieren von geschmolzenem metall |
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DE4115057C2 DE4115057C2 (de) | 1993-03-11 |
Family
ID=6431263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914115057 Granted DE4115057A1 (de) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | Verfahren und einrichtung zum infiltrieren von geschmolzenem metall |
Country Status (2)
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EP (1) | EP0513685B1 (de) |
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