DE4200970C2 - Verfahren zur Herstellung eines metallischen Fertigteils - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines metallischen FertigteilsInfo
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Description
Zahlreiche Maschinenteile sind bei ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz gleichzeitig unter
schiedlichen Belastungen in unterschiedlichen Bereichen ausgesetzt. Selten stehen Werkstoffe
zur Verfügung, die allen diesen unterschiedlichen Belastungen widerstehen können. Ein Beispiel
für solche Fertigteile, die unterschiedlichen Beanspruchungen ausgesetzt sind, ist ein Motor
pleuel, das aus zwei hinsichtlich der Werkstoffeigenschaften stark unterschiedlichen Einzelteilen,
dem Pleuel und dem Lager, besteht. Das Pleuel ist vor allem dynamisch belastet, da es für die
Bewegungs- und Kraftübertragung vom Kolben auf die Kurbelwelle verantwortlich ist. Im Bereich
des Kolbenbolzens und des Pleuelzapfens aber sind verschleiß- und reibungsmindernde Eigen
schaften erforderlich. Es gibt derzeit keinen Werkstoff, der beiden Beanspruchungen genügt, so
daß für solche Zwecke mehrere Maschinenteile unterschiedlicher Werkstoffzusammensetzung
kombiniert werden müssen. Diese Werkstoffteile werden üblicherweise separat hergestellt und
entweder anschließend miteinander verbunden oder lediglich ineinander eingesetzt. Auch ist es
beispielsweise zur Verbesserung der Gleiteigenschaften eines Werkstückes bekannt, auf diesem
eine Gleitschicht auf der Oberfläche aufzugießen oder aufzuspritzen.
Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß sie zusätzliche Arbeitsgänge beinhalten und
damit relativ aufwendig sind und/oder zu einer relativ schlechten Verbindung der Werkstück
einzelteile untereinander führen, wenn diese beispielsweise nur ineinander eingepaßt sind.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, die Herstellung metallischer
Fertigteile mit unterschiedlichen Eigenschaften für die lokale Beanspruchung durch Einsparung
von Fertigungsschritten zu vereinfachen und/oder die Verbindung unterschiedlicher Bereiche
solcher Fertigteile zu verbessern.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe das Verfahren zur Herstellung eines metalli
schen Fertigteils mit unterschiedlichen Eigenschaften für die lokale Beanspruchung in verschiede
nen Bereichen, vorzugsweise auf Gleitung und Reibung beanspruchter Fertigteile, durch Formge
bung einer einheitlichen Metallschmelze unter Kühlung dadurch gekennzeichnet, daß man die
Abkühlbedingungen und/oder die Zusammensetzung der Schmelze derart einstellt, daß während
des Abkühlens derselben im flüssigen Aggregatzustand ein wenigstens teilweises Entmischen
unter Bildung einer mit dem Grundwerkstoff nicht mehr vermischbaren oder homogenisierbaren
Phase eintritt und sich die durch das Entmischen gebildete, in einem Grundwerkstoff dispergierte
Phase in wenigstens einem Bereich des Fertigteils anreichert.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß das erwünschte metallische Fertigteil mit unterschiedlichen
Eigenschaften in verschiedenen Bereichen in einem Formgebungs-Arbeitsgang erhalten wird und
daß die verschiedenen Bereiche des Fertigteils mit unterschiedlicher Werkstoffzusammensetzung
einstückig miteinander verbunden sind. Durch Einstellung der Zusammensetzung der Schmelze,
die empirisch ermittelt werden kann, können sowohl die verschiedenen erwünschten Werkstoff
eigenschaften in den unterschiedlichen Bereichen des Fertigteils als auch die erwünschte
Entmischung erreicht werden. Das Entmischen kann statt dessen oder zusätzlich durch bestimm
te Abkühlbedingungen erreicht werden, wie beispielsweise durch Steuerung der Kühlgeschwindig
keit, des Abkühlgradienten im Fertigteil und/oder die Abkühlrichtung.
Durch die Zusammensetzung der Schmelze lassen sich die erwünschten Eigenschaften des
Fertigteils gezielt erreichen. Beispielsweise kann man so bei Funktionsteilen mit einem Gleit
lagerbereich in diesem Bereich durch Entmischen eine Oberflächenschicht erzeugen, die die
wesentlichen bei Lagermetallen erforderlichen Eigenschaften hat, wie Abriebfestigkeit, Ober
flächenglätte, Kavitation, Korrosionsbeständigkeit, Erosionsbeständigkeit und Einbettfähigkeit.
Während man bisher bei der Herstellung von Funktionsteilen einen möglichst homogenen
Zustand im festen Werkstoff anstrebte, so daß ein Schwereseigerungseffekt als nachteilig
anzusehen war, nutzt das erfindungsgemäße Verfahren gezielt diesen Schwereseigerungseffekt
monotektischer Systeme aus, um in einem Arbeitsgang in einem einstückigen Fertigteil Bereiche
unterschiedlicher Materialeigenschaften zu bekommen. Wenn hier von monotektischen Systemen
die Rede ist, so sind dies solche, die die Neigung besitzen, sich im flüssigen Zustand zu trennen.
Außer den Schwereseigerungskräften kann man sich bei der erfindungsgemäß erwünschten
Entmischung auch der Marangoni-Kraft bedienen. Es ist bekannt, daß sich um ein Teilchen oder
Tröpfchen, das sich in einem Temperaturfeld befindet, ein Konzentrationsgradient gemäß der
temperaturabhängigen Löslichkeit des Stoffes bildet, was seinerseits eine Impulswirkung auf das
Teilchen oder Tröpfchen ausübt. Diese als Marangoni-Kraft bekannte Kraft bedingt eine Wande
rung des Teilchens oder Tröpfchens zu der wärmeren Umgebung hin, wobei die Größe dieser
Kraft und folglich die Bewegungsgeschwindigkeit des Teilchens oder Tröpfchens von dessen
Größe und dem Temperaturgradienten abhängig ist. Kleine schwer lösliche Tröpfchen (Teil
chenradius 1 µm) und rasche Abkühlung (Temperaturgradient 10 000 s-1) ergeben Marangoni-
Kräfte, die größer als die Schwereseigerungskräfte sind. Durch gezielte Steuerung der Ab
kühlungsrichtung bekommt man eine Bewegung der in dem Grundwerkstoff dispergierten Phase,
deren Richtung und Betrag sich mit den Schwereseigerungskräften überlagert, woraus eine
dreidimensionale Bewegungsbahn resultiert.
Weiterhin läßt sich die Abscheidung der dispergierten Phase in dem Grundwerkstoff durch
Bildung intermetallischer peritektischer Festphasen steuern. Beispielsweise bilden die Elemente
Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Ta, Ti, V und W mit Al über peritektische Reaktionen intermetallische
Phasen mit erheblicher Härte. Je nach deren Zusammensetzung haben diese intermetallischen
Phasen unterschiedliche Benetzungsverhalten mit Blei und anderen niedrigschmelzenden
Monotektika. Da diese intermetallischen Phasen naturgemäß bei Temperaturen entstehen, bei
denen der Grundwerkstoff noch überwiegend flüssig ist, das Monotektikum jedoch bereits
entsteht, werden die monotektischen Dispergate (Tröpfchen) von manchen intermetallischen
Festphasen benetzt und bleiben an diesen haften. Auch können sich stengelige oder nadelförmi
ge intermetallische Phasen ausscheiden. Diese Phänomene bremsen das massenbeschleunigte
Absinken der Tröpfchen und sind somit ein weiteres Hilfsmittel bei der Einstellung bestimmter
Anreicherungsgefüge.
Es ist nicht erforderlich, daß in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine vollständige Entmischung
stattfindet. Auch wird man im Regelfall keine scharfe Trennung
zwischen den Bereichen erhalten,
sondern zwischen den Hauptbereichen einen Übergangsbereich, dessen Zusammensetzung
zwischen derjenigen der Hauptbereiche liegt.
Zweckmäßig enthält die Metallschmelze ein Grundwerkstoff-bildendes Metall aus der Gruppe Fe,
Cu, Al, Mg, Ni, Mn, Cr, Mo, Co oder Ti oder eine Grundwerkstoff-bildende Legierung auf der
Basis wenigstens eines dieser Metalle sowie zusätzlich wenigstens eine Metallkomponente, die
mit der Grundwerkstoff-bildenden Komponente eine monotektische Reaktion zeigt. Besonders
bevorzugt ist unter diesen Grundwerkstoff-bildenden Metallen Aluminium. Günstigerweise enthält
daher die Metallschmelze als Grundwerkstoff-bildende Legierung eine Aluminiumlegierung.
Die matrixbildende Legierung der Metallschmelze enthält zweckmäßig zusätzlich zu den Basis
elementen solche Legierungselemente aus der Gruppe Al, As, Be, C, Ca, Cr, Co, Cu, Fe, Li, Mg,
Mn, Mo, Ni, Nb, Si, Sr, Ta, Ti, W, V, Zn und/oder Zr, welche mit den Basiselementen inter
metallische Phasen bilden.
Für eine leichte Entmischbarkeit ist es weiterhin zweckmäßig, daß die Metallschmelze so
zusammengesetzt ist, daß sich eine Zweitphase auf der Basis von Pb, Sn, Bi, In und/oder Te,
vorzugsweise zusammen mit den Legierungselementen Ag, As, Cd, Sb, K, Li, Na, Bi, Ca, Ce, Se
und/oder Te bildet. Besonders günstig ist die beabsichtigte Entmischung, wenn die Metallschmel
ze so zusammengesetzt ist, daß sie beim Entmischen einen Grundwerkstoff aus einer Metall-
Legierung, die mit Pb-Basiswerkstoffen ein monotektisches System bildet, und darin dispergier
ten, im wesentlichen kugelförmigen Weichphasen aus einem Pb-Basiswerkstoff bildet.
Durch entsprechende Kombination der Legierungselemente kann für den Grundwerkstoff im
wesentlichen eine optimale Kombination der mechanischen und sonstigen Eigenschaften einge
stellt werden, die man beispielsweise bei einer Lagermetallschicht haben möchte. Da sich
andererseits der Pb-Basiswerkstoff beim Entmischen im flüssigen Zustand unter der Schwerkraft
aufgrund seines höheren spezifischen Gewichts im unteren Bereich der gegossenen Schmelze
ansammelt und dabei kleinere Pb-Basiswerkstoffteilchen zu größeren kugelförmigen Teilchen
zusammenfließen, bildet sich im unteren Bereich des Fertigteils eine Gleitschicht, die im wesentli
chen aus in die Grundwerkstoff-Legierung eingelagerten kugelförmigen Weichphasen besteht,
welche dieser Gleitschicht hervorragende Gleiteigenschaften verleihen.
Die Absinkgeschwindigkeit der im flüssigen Zustand abgeschiedenen Tröpfchen des Pb-Basis
werkstoffes hängt einerseits von dem Dichteunterschied gegenüber dem umgebenden Medium,
von der Viskosität des umgebenden Mediums und von der Teilchengröße ab. Die Viskosität
hängt ihrerseits von der Temperatur ab. Da die absinkenden Tröpfchen auf der Absinkstrecke
durch Zusammenwachsen mit anderen Tröpfchen anwachsen, nimmt mit zunehmender Absink
strecke, d. h. mit zunehmender Dicke des Fertigteils, der Einfangquerschnitt der Tröpfchen und
deren Vergröberung zu. Werkstoffdicke, Abkühlbedingungen und Zusammensetzung der Schmel
ze sind somit im Einzelfall durch Reihenversuche aufeinander abzustimmen, um jeweils für die
vom Anwender verlangte Werkstoffdicke optimale Eigenschaften zu erzielen.
Zweckmäßig ist die Metallschmelze so zusammengesetzt, daß die beim Entmischen gebildete
Grundwerkstoff-Legierung als Basismetall A) Al, Cr, Ni, Fe, Mn, Si oder Cu und zusätzlich B)
wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe Be, Mg, Ti, V, Cr, Mn, Zr, Nb, Mo, Si, As, Zn,
Cu, Ni, Fe, Al und Li sowie C) wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe Na, C, Co, N, B,
Sr, Cd, In, Ag, Sn, Sb, Te, Bi, Pb, Tl und W enthält, wobei die Elemente B) und C) jeweils
verschieden von dem als Basismetall verwendeten Element A) sind. Das bevorzugte Basismetall
der Grundstoff-Legierung ist Aluminium, so daß die bevorzugten Lagerwerkstoffe nach der
Erfindung als Grundbestandteile Aluminium und Blei enthalten.
Bevorzugt sind alle Elemente B) zusammen in einer Menge von 0,5 bis 15, vorzugsweise in einer
Menge von 2 bis 10 Gew.-% und die Elemente C) zusammen in einer Menge von 0,5 bis 10,
vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 6 Gew.-% enthalten, wobei diese Gewichtsprozente
jeweils auf das Gewicht der Grundwerkstoff-Legierung allein ohne die enthaltenen Weichphasen
bezogen sind. Jedes einzelne der Elemente B) und C) ist in der Grundwerkstoff-Legierung in
einer Menge von 0,5 bis 6 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 4 Gew.-%, wie
bezogen auf das Gewicht der gebildeten Grundwerkstoff-Legierung allein ohne die enthaltenen
Weichphasen, enthalten.
Wenn bezüglich der Weichphasen davon die Rede ist, daß sie aus einem Pb-Basiswerkstoff
bestehen sollen, so meint dies, daß die Weichphasen entweder elementares Blei oder eine
Legierung mit Blei als Basismetall, d. h. als Hauptkomponente, sein können. Zweckmäßig liegen
die Weichphasen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Lagerwerkstoffes, in einer Menge von 2
bis 40, vorzugsweise 4 bis 30 Gew.-% vor.
Zusätzlich zu dem Basismetallblei können die Weichphasen als weitere Hauptkomponente Bi, Sn
und/oder In enthalten, und zwar vorzugsweise in einer auf das Gewicht der Weichphasen
bezogenen Menge von bis 50 Gew.-%, besonders von 0,5 bis 30 Gew.-%.
Wenn die Weichphasen aus einer Legierung auf Bleibasis bestehen, enthalten sie günstigerweise
zusätzlich als Legierungselemente wenigstens eines der Elemente Ag, As, Cd, Sb, K, Li, Na, Bi,
Ca, Ce, Se und Te. Die Elemente aus dieser Gruppe sind, bezogen auf das Gewicht des
Pb-Basis-Werkstoffes, vorzugsweise zusammen in einer Menge von bis 14 Gew.-%, besonders 0,1
bis 7 Gew.-% enthalten, wobei jedes einzelne dieser Elemente, bezogen auf das Gewicht des
Pb-Basiswerkstoffes, in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 4 Gew.-% enthal
ten ist.
Für bestimmte Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, in die Metallschmelze zusätzlich
Kern- oder Gerüstwerkstoffe einzuarbeiten, die mit der Schmelze des erfindungsgemäßen Fertig
teiles höchstens oberflächlich, vorzugsweise aber überhaupt nicht reagieren. Solche Kern- oder
Gerüstwerkstoffe sind zweckmäßig metallisch oder keramisch, wie beispielsweise Hartstoffe, wie
Metalloxide, Metallnitride, Metallcarbide, Metalloxycarbide, Metalloxynitride oder Silicate. Sie
können aber auch beispielsweise Fasern aus anorganischen Materialien sein.
Wie erwähnt, haben die eingelagerten Weichphasen im wesentlichen
kugelförmiges Aussehen, was sich bei Dünnschliffen der erfindungsgemäßen Fertigteile unter
dem Mikroskop zeigt. Dies besagt nur etwas über die Gesamtform der Weichphasen, wobei aber
auch Verzerrungen dieser Kugelform oder Auszackungen oder Ausfransungen der Oberfläche
vorhanden sein können. Zweckmäßig wird die Größe der Weichphasen durch die Abstimmung
der Herstellungsbedingungen, insbesondere
durch Steuerung der Absinkgeschwindigkeit und des
Weichphasenwachstums, so eingestellt, daß der Durchmesser der Weichphasen maximal 250·10⁻6 m,
vorzugsweise maximal 100·10-6 beträgt und der überwiegende Teil der Weichphasen
einen Durchmesser unter 5·10-6 hat. Im Falle deformierter kugelförmiger Weichphasen ist damit
der größte Durchmesser der jeweiligen Weichphase gemeint.
Die Formgebung der Schmelze wird zweckmäßig gieß- oder spritztechnisch ausgeführt. Hierbei
wird die Schmelze in eine geeignete Form gegossen oder gespritzt, wobei die Form so abgekühlt
wird, daß sich die durch wenigstens teilweise Entmischung gebildete dispergierte Phase in einem
oder mehreren vorbestimmten Bereichen des Fertigteils ansammelt. Dies kann dadurch gesche
hen, daß man bestimmte Bereiche der Gieß- oder Spritzform stärker als die übrigen Bereiche
kühlt und/oder in dem Inhalt der Form einen vorbestimmten Abkühlgradienten erzeugt.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein nach der Erfindung hergestelltes metallisches Fertigteil,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung eines aus dem Fertigteil gemäß Fig. 1
hergestellten Maschinenteils,
Fig. 3 eine Vergrößerung des Ausschnittes "X" in Fig. 1 und
Fig. 4 eine Vergrößerung des Ausschnittes "Y" in Fig. 1.
Das in Fig. 2 dargestellte Maschinenteil besteht aus zwei gegossenen metallischen Fertigteilen 1,
die mittels der Schrauben 3 zusammengehalten sind und eine Welle 4 festklemmen. Das
Maschinenteil besitzt in seiner Gesamtheit das Bezugszeichen 2.
Für den geschilderten Aufbau müssen die Fertigteile 1 im Bereich der Verschraubung eine
ausreichende Festigkeit besitzen, um ein dauerhaftes Festklemmen der Welle 4 zu gewährleisten.
Andererseits soll das Maschinenteil 2, beispielsweise ein Gleitstein, einer linearen Gleitbean
spruchung an den Flächen 5 ausgesetzt sein. Daher hat das Fertigteil 1 in verschiedenen
Bereichen unterschiedliche Zusammensetzung. Der Bereich 1a unterliegt in erster Linie Gleit
beanspruchung. Die Vergrößerung gemäß Fig. 3 zeigt, daß in diesem Bereich 1a in dem festen
Grundwerkstoff 6 dispergierte Weichphasen 7 vorhanden sind, die zur Kante hin konzentriert sind.
Der Bereich 1b dagegen besteht nahezu ausschließlich aus dem Grundwerkstoff-bildenden
Werkstoff 6. Dieser Bereich ist für die Aufnahme von Druckkräften und für die benötigte Steifigkeit
verantwortlich. Wie Fig. 4 zeigt, ist dieser Bereich 1b weichphasenfrei und hat damit verbesserte
mechanische Eigenschaften.
Eine Aluminium-Basis-Legierung wurde in eine Stahlkokille mit rechteckiger Grundform gegossen.
Die Legierung enthielt 13 Gew.-% Blei, 2,7 Gew.-% Nickel und 4 Gew.-% Eisen. Die Stahlform
wurde vor dem Guß auf 200°C vorgewärmt. Der Boden der Stahlform bestand aus einem
dickeren Stahl als die Wände, was ein größeres Wärmeaufnahmepotential garantierte. Somit
ergab sich eine bevorzugte Richtung der Wärmeabfuhr zu der Bodenplatte hin, was in diesem
Bereich zu einer rascheren Erstarrung führte.
Somit konnten die absinkenden Bleitröpfchen vor Erreichen der Stahlform in dem nach oben hin
erstarrenden Aluminium-Grundwerkstoff eingeschlossen werden.
Der bleireiche Bereich wies eine deutlich niedrigere Härte auf. Es ergab sich ein Mittelwert für HV
0,01 von ca. 90. Der bleifreie Bereich wies deutlich höhere Festigkeitseigenschaften auf, was sich
durch eine mittlere HV 0,01 von ca. 155 belegen läßt.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Fertigteils mit unterschiedlichen Eigenschaften für
die lokale Beanspruchung in verschiedenen Bereichen, vorzugsweise auf Gleitung und Reibung
beanspruchter Fertigteile, durch Formgebung einer einheitlichen Metallschmelze unter Kühlung,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Kühlgeschwindigkeit, den Gradienten der Abkühlung im
Fertigteil und/oder die Abkühlrichtung sowie die Zusammensetzung der Schmelze derart steuert,
daß während des Abkühlens derselben im flüssigen Aggregatzustand ein wenigstens teilweises
Entmischen unter Bildung einer mit dem Grundwerkstoff nicht mehr vermischbaren oder
homogenisierbaren Phase eintritt und sich die durch das Entmischen gebildete, in einem
Grundwerkstoff dispergierte Phase in einer durch Überlagerung der Schwereseigerungskräfte mit
der Marangonikraft erzeugten dreidimensionalen Bewegungsbahn in wenigstens einem Zielbereich
des Fertigteils anreichert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschmelze ein
Grundwerkstoff bildendes Metall aus der Gruppe Fe, Cu, Al, Mg, Ni, Mn, Cr, Mo, Co oder
Ti oder eine Grundstoff bildende Legierung auf der Basis wenigstens eines dieser Metalle
sowie zusätzlich wenigstens eine Metallkomponente, die mit der Grundstoff bildenden
Komponente eine monotektische Reaktion zeigt, enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschmelze als
Grundstoff bildende Legierung eine Aluminiumlegierung enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschmelze als
Grundstoff bildende Legierung eine solche enthält, deren Legierungselemente zusätzlich zu
den Basiselementen wenigstens ein Element aus der Gruppe Al, As, Be, C, Ca, Cr, Co,
Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Mo, Ni, Nb, Si, Sr, Ta, Ti, W, V, Zn und/oder Zr enthalten, welche mit
den Basiselementen intermetallische Phasen bilden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall
schmelze so zusammengesetzt ist, daß sich eine Zweitphase auf der Basis von Pb, Sn, Bi,
In und/oder Te, vorzugsweise zusammen mit den Legierungselementen Ag, As, Cd, Sb, K,
Li, Na, Bi, Ca, Ce, Se und/oder Te, durch Entmischen bildet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall
schmelze so zusammengesetzt ist, daß sie beim Entmischen einen Grundstoff aus einer
Metall-Legierung, die mit Pb-Basiswerkstoffen ein monotektisches System bildet, und darin
dispergierten, im wesentlichen kugelförmigen Weichphasen aus einem Pb-Basiswerkstoff
bildet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschmelze so
zusammengesetzt ist, daß die beim Entmischen gebildete Grundstoff-Legierung als Basis-
Metall A) Al, Cr, Ni, Fe, Mn, Si oder Cu und zusätzlich B) zusammen 0,5 bis 15 Gew.-%
von jeweils 0,5 bis 6 Gew.-% wenigstens eines der von A) verschiedenen Elemente Be,
Mg, Ti, V, Cr, Mn, Zr, Nb, Mo, Si, As, Zn, Cu, Ni, Fe, Al und Li und C) zusammen 0,5 bis
10 Gew.-% von jeweils 0,5 bis 6 Gew.-% wenigstens eines der von A) verschiedenen
Elemente Na, Ca, Co, N, B, Sr, Cd, In, Ag, Sn, Sb, Te, Bi, Tl und W enthält, wobei die
Gewichtsprozente jeweils auf das Gewicht der gebildeten Grundstoff-Legierung allein
bezogen sind.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschmelze so
zusammengesetzt ist, daß die beim Entmischen gebildete Grundstoff-Legierung von jedem
der Elemente B) und C) 2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gebildeten Grund
stoff-Legierung allein, enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall
schmelze so zusammengesetzt ist, daß die beim Entmischen gebildete Grundstoff-Legie
rung von den Elementen B) zusammen 2 bis 10 und von den Elementen C) zusammen 2
bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gebildeten Grundstoff-Legierung allein, enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall
schmelze so zusammengesetzt ist, daß sich beim Entmischen Weichphasen in einer
Menge von 2 bis 40, vorzugsweise 4 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des gesam
ten Fertigteils, bilden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall
schmelze so zusammengesetzt ist, daß sich Weichphasen bilden, die zusätzlich zu dem
Basismetall Pb bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 30 Gew.-%, Bi, Sn und/oder In,
bezogen auf das Gewicht der gebildeten Weichphasen allein, enthalten.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall
schmelze so zusammengesetzt ist, daß sich beim Entmischen Weichphasen bilden, die als
zusätzliche Legierungselemente zusammen bis 14 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-%,
von jeweils 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht der gebildeten Weichphasen allein, wenigstens eines der Elemente Ag, As, Cd,
Sb, K, Li, Na, Bi, Ca, Ce, Se und Te enthalten.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab
kühlbedingungen und/oder Zusammensetzung der Schmelze so eingestellt werden, daß
sich beim Entmischen Weichphasen mit einem Durchmesser von maximal 250·10-6 m,
vorzugsweise maximal 100·10-6 m bilden, wobei der überwiegende Teil der Weichphasen
einen Durchmesser unter 5·10-6 m hat.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man vor
dem Erstarren der Metallschmelze in diese einen Kern- oder Gerüstwerkstoff einführt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man einen metallischen
und/oder keramischen Kern- oder Gerüstwerkstoff einführt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Formgebung der Schmelze gieß- oder spritztechnisch ausführt.
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DE4200970A DE4200970C2 (de) | 1991-04-27 | 1992-01-16 | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Fertigteils |
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DE4200970A1 DE4200970A1 (de) | 1992-11-05 |
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DE4200970A Expired - Fee Related DE4200970C2 (de) | 1991-04-27 | 1992-01-16 | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Fertigteils |
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---|---|---|---|---|
DE2919477C2 (de) * | 1979-05-15 | 1982-08-05 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Verschleißfester Verbundwerkstoff, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung des Verbundwerkstoffes |
-
1992
- 1992-01-16 DE DE4200970A patent/DE4200970C2/de not_active Expired - Fee Related
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