DE4432477C2 - Verfahren zum Herstellen eines Poren enthaltenden Körpers sowie Poren enthaltender Körper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Poren enthaltenden Sinterkörpers gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 1 sowie dessen Verwendungen.

Poren aufweisende Körper können beispielsweise im Sinter­ verfahren hergestellt werden, wobei zunächst ein sogenannter Grünling geformt und anschließend gesintert wird, wie dies dem Prospektblatt der Technischen Keramik Thayngen KELIS AG, Thayngen, Schweiz, "Filterkeramik" oder der Broschüre der KPM Königliche Porzellan-Manufaktur Berlin GmbH, Berlin, Deutschland, "Keramische Werkstoffe, Eigenschaften/Anwen­ dungen" zu entnehmen ist. Als Ausgangswerkstoffe werden an sich bekannte Sinterwerkstoffe verwendet, nämlich Mullit (Al₆Si₂O₁₃) im erstgenannten Fall oder ein Sinterwerkstoff auf der Basis von Aluminiumoxyd (Al₂O₃) im zweitgenannten Fall. Diese Ausgangswerkstoffe werden zu Körpern der gewünschten Form verpreßt und die so erhaltenen Grünlinge gesintert.

Die Poren werden dadurch gebildet, daß durch das Verpressen lediglich eine Verdichtung des Werkstoffs zu etwa 40% bis 50% der theoretischen Dichte vorgenommen wird, somit also zwischen jeweils benachbarten Körnern des Werkstoffs Zwi­ schenräume verbleiben. Durch das anschließende Sintern nimmt die Dichte des Körpers noch etwas zu, beispielsweise um 10%, jedoch verbleiben im Endzustand zwischen den aneinander ges­ interten Körnern weiterhin Zwischenräume.

Die Porosität (mittlere Porengröße oder Porenweite) läßt sich innerhalb gewisser Grenzen variieren, nämlich durch die Wahl der Korngröße des Sinterwerkstoffs einerseits und durch das Verpressen des Werkstoffs andererseits. So ist dem erst­ genannten Dokument zu entnehmen, daß durch Variation der Kornfraktionen von 0,10 bis 1 mm eine mittlere Porengröße im Bereich von 13 bis 70 µm (Mikron) erzielbar ist. Die darin weiterhin wiedergegebenen technischen Daten belegen dieses Porengrößenspektrum, am Beispiel von Filterplatten, wobei ein Porenvolumen in sämtlichen Fällen zwischen 45% und 49% erreicht wird.

In dem zweitgenannten Dokument finden sich vergleichbare Werte hinsichtlich des Porenvolumens, welches dort zwischen 45% und 52% angesiedelt ist. Die maximale Porengröße vari­ iert jedoch weit stärker, so sind Beispiele der maximalen Porengröße im Bereich zwischen 1 µm und 30 µm angegeben.

Obwohl es mit Hilfe dieser bekannten Werkstoffe prinzipiell möglich ist, die Porenweite innerhalb relativ weiter Grenzen zu variieren und damit beispielsweise ein bestimmtes Rück­ haltevermögen bei der Realisierung von Filtern zu erzielen, sind eine Reihe von Nachteilen festzustellen.

Zwar ist es möglich, eine bestimmte mittlere oder maximale Porengröße zu realisieren, jedoch ist es nicht möglich, für sämtliche Poren eines Körpers den gewünschten Wert einzuhal­ ten. Vielmehr handelt es sich um ein Porengebilde, bei dem die Porenweite der einzelnen Poren stark schwankt, so daß beispielsweise der Porendurchmesser lediglich als statisti­ scher Mittelwert oder Zentralwert mit mehr oder weniger stark ausgeprägter Streuung oder Varianz angegeben werden kann. Im Falle der Angabe des Wertes für die maximale Poren­ größe bedeutet dies beispielsweise lediglich einen Hinweis auf das Rückhaltevermögen, liefert jedoch keine Aussage über die Zusammensetzung der Porenweitenverteilung als solche.

Auch belegen die Zahlenangaben hinsichtlich des Porenvolu­ mens, daß unter den dort wiedergegebenen Bedingungen das Porenvolumen kaum variiert werden kann, so daß lediglich eine bestimmte Sinterdichte von etwa von 50% bis 60% als Endzustand am fertig gesinterten Produkt erzielt werden kann.

Weiterhin erlaubt ein derartiger Werkstoff keinerlei Varia­ tion der Porenform. Diese ist an sich durch die Form der einzelnen Körner sowie deren Durchmesser vorgegeben. Eine gewisse Beeinflussung wäre höchstens dann denkbar, wenn Kornfraktionen mit durchmischtem Korn unterschiedlichen Ausmaßes verarbeitet werden, wofür sich den Dokumenten kein entsprechender Hinweis entnehmen läßt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Werkstoffe ist in der relativ geringen mechanischen Festigkeit zu sehen. Insbeson­ dere trifft dies für einen groben Werkstoff zu, wie er für einen großen Porenquerschnitt an sich erforderlich ist. Dies ist der Grund dafür, daß Porenweiten über 50 µm bzw. 70 µm als obere Grenze für die genannten Beispiele aufgeführt sind.

Ein weiteres Problem tritt dann auf, wenn Formteile mit ho­ her Maßgenauigkeit hergestellt werden sollen. Durch das ver­ gleichsweise lockere Verpressen, welches zur Erzielung der Porenstruktur notwendig ist, schwindet der Grünling während des Sinterns sehr stark, so daß im Endzustand große Abwei­ chungen von den Ausgangsdimensionen festzustellen sind. Dem kann zwar bedingt dadurch Rechnung getragen werden, daß der Grünling mit entsprechendem Übermaß geformt wird, jedoch läßt sich die Schwindung nicht so weit kontrollieren, daß ein exakt bestimmtes Endmaß erreicht wird. So findet sich in dem erstgenannten Dokument der Hinweis, daß lediglich eine Genauigkeit von ± 3% erreichbar ist. Engere Toleranzen sind nur durch mechanische Nachbearbeitung, wie beispielsweise Schleifen, erreichbar.

Auch ist aus dem Firmenprospekt der Martinswerke GmbH, Berg­ heim, Deutschland, "Martoxid", ein poröser Körper bekannt, der nach dem sogenannten Schwamm-Tränk-Verfahren hergestellt ist. Hierzu wird ein Schwamm mit einem aluminiumoxydhaltigen Schlicker getränkt und zunächst getrocknet, so daß das Alu­ miniumoxyd im trockenen Zustand gleichmäßig im Schwamm ver­ teilt aufgenommen ist. Während des sich anschließenden Sin­ terprozesses verbrennt der Schwamm, und die darin verteilten Aluminiumoxydpartikel sintern aneinander, so daß ein form­ stabiles, poröses Endprodukt erhalten wird. Die sich hier­ durch einstellende Matrix, d. h. die die Poren umgebenden Werkstoffbereiche, stellen somit ein Abbild der ursprüng­ lichen Schwammstruktur dar. Die hierdurch erzielbare Struk­ tur ist somit von der Struktur des Schwamms direkt abhängig und insoweit lediglich in dem Umfang variierbar, wie dies das Herstellverfahren des Schwamms zuläßt.

Auch ist diese Technologie hauptsächlich dafür geeignet, relativ großvolumige Körper herzustellen, bei denen es auf das Einhalten exakter Endmaße weniger ankommt. Dies liegt daran, daß die Schwämme nicht ausreichend formstabil sind und eine exakte Formgebung nicht zulassen. Auch neigen sie zu einer Formänderung, sobald der Schlicker aufgesogen wird. Ein mit dem oben stehend beschriebenen Verpressen vergleich­ barer Formgebungsprozeß ist damit nicht möglich und insoweit auch gattungsfremd.

Aus der DE 41 20 687 C1, von der die Erfindung ausgeht, ist ein Verfahren zum Herstellen eines Poren enthaltenden Sin­ terkörpers bekannt, bei dem einem Sinterwerkstoff Partikel als porenbildende, temporäre Platzhalter beigemischt werden.

Während des gesamten Formgebungsvorgangs des Grünlings blei­ ben die Partikel stets formstabil, werden jedoch spätestens im Verlauf des Sintervorgangs vollständig aufgelöst und aus­ getrieben. Die Partikel dienen somit dazu, für die Dauer des Formgebungsprozesses die zukünftige Porenstruktur fest vor­ zugeben, wobei der Sinterwerkstoff um die Partikel herum angelagert wird. Damit kann ein Grünling geformt werden, der unabhängig von der vorbestimmten Gesamtporosität dicht ge­ formt ist. Als Partikel werden Pulver mit einer vorbestimm­ ten mittleren Teilchengröße verwendet.

Nachteilig hierbei ist jedoch, daß die dort verwendeten Pul­ ver eine statistisch streuende Teilchengröße aufweisen. Dies führt zu einer Porenstruktur, die inhomogen aufgebaut ist. Die Poren haben damit eine statistisch streuende Größe, die für eine Vielzahl von Anwendungen unerwünscht ist.

Der vorliegenden Erfindung lag daher das Problem zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Poren enthaltenden Sinterkörpers zur Verfügung zu stellen, bei dem die geschilderten Nachteile nicht mehr auftauchen. Insbeson­ dere sollen die Porenstruktur, insbesondere der Porendurch­ messer bzw. die Porenweite in weiten Grenzen frei wählbar sein. Gleichzeitig sollen die gewählten Porenparameter die vorbestimmten Werte ohne nennenswerte Streuung einhalten und weiterhin eine homogene Verteilung der Poren innerhalb des Körpers zulassen.

Gelöst wird dieses Problem durch ein Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Eine vorteilhafte Varian­ te des Verfahrens ist durch Anspruch 2 vorgegeben. Verwen­ dungen solchermaßen hergestellter Sinterkörper sind Gegen­ stand der Ansprüche 3 bis 8.

Die Erfindung basiert auf der Idee, als Ausgangsmaterial für den Formgebungsprozeß einen Sinterwerkstoff zu verwenden, dem in homogener Verteilung Partikel in Form von Fasern oder Kugeln aus preiswerten, z. T. nachwachsenden Stoffen als Platzhalter beigemengt sind. Es lassen sich Grünlinge mit höchster Präzision kostengünstig herstellen, deren Poren­ geometrie exakt definiert ist.

Die Partikel bestehen aus einem Material, welches einerseits ausreichend thermisch stabil ist, um während des Form­ gebungsvorgangs formstabil, d. h. im festen Aggregatszustand verbleiben, andererseits bei höherer Temperatur durch Ver­ dampfen, Zersetzen und/oder Verbrennen aus dem Grünling ausgetrieben werden, so daß spätestens am Ende des Sinter­ vorgangs sämtliche Partikelreste vollständig entfernt sind. Anstelle der Partikel befinden sich nunmehr die eigentlichen Poren, die hinsichtlich ihrer Größe und Gestalt praktisch übereinstimmend mit der ursprünglichen Form der Partikel sind. Hieraus ergibt sich unmittelbar, daß sich durch eine entsprechende Wahl der Partikel als Fasern oder Kugeln Poren in an sich beliebiger Form und Größe mit höchster Präzision einstellen lassen.

Als Material für die Partikel eignen sich konkret die ther­ moplastischen Werkstoffe PE, PP, PA oder PEEK, da diese Werkstoffe einerseits preisgünstig und andererseits leicht zu verarbeiten sind. Auch erlauben sie eine kostengünstige Herstellung von an sich beliebig geformten Partikeln, so daß insoweit die Form und Größe der Poren weitgehend freizügig gestaltet werden kann. Ebenso können Partikel auf der Basis von Kunststoff verwendet werden, die mechanisch äußerst sta­ bil und deswegen auch bei Formgebungsvorgängen mit hohen Beanspruchungskennwerten besonders geeignet sind. Auch eig­ nen sich Partikel auf der Basis von Baumwolle oder Sisal, die insbesondere deshalb von Interesse sind, weil sie aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden und darüber hinaus beim Verbrennungsvorgang keine gefährlichen Abgase entwickeln.

Hinsichtlich des thermischen Verhaltens ist bei der Wahl des Materials für die Partikel von Vorteil, wenn die Temperatur des einsetzenden Gewichtsverlusts höher ist als die entspre­ chende Temperatur des Bindemittels, so daß während der Tem­ peraturbehandlung, bei der das Bindemittel und die Parti­ kel entfernt werden, zunächst das Bindemittel aus dem Werk­ stoffverbund austreibt und damit dem Material der Partikel Platz zum weitgehend ungehinderten Austritt freigibt. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Bindemittelan­ teil geringer ist als der Anteil an Partikeln, da in diesem Fall die Gefahr besteht, daß sich innerhalb des Körpers Druck aufbaut, weil die Verbrennungsgase nicht rasch genug abgeführt werden können.

Für die Herstellung von Granulat durch Einkneten in das auf­ geschmolzene Bindemittel ist es weiterhin erforderlich, daß die Schmelztemperatur des Materials der Partikel höher liegt als die Schmelztemperatur des Bindemittels, damit beim Ein­ kneten die Partikelform erhalten bleibt. Anderenfalls wäre die Platzhalterfunktion bereits in diesem Stadium nicht mehr gewährleistet.

Besonders kostengünstig sind Partikel in Form von Fasern, die insbesondere als sogenannte Kunstfasern auf der Basis der vorstehend genannten Thermoplastmaterialien in allen nur denkbaren Variationen erhältlich sind.

Zur Granulatherstellung können diese von der Spule abgezogen und auf die gewünschte Länge geschnitten werden. Dies er­ laubt, zylindrische Poren konstanten Durchmessers nach Art von Kanälen auszubilden. Ebenso ist es möglich, Fasern un­ terschiedlicher Länge oder auch unterschiedlichen Durchmes­ sers zu verwenden, so daß insoweit die Porengröße statis­ tisch verteilt innerhalb des Körpers variieren kann.

Bei der Wahl des Durchmessers der Fasern wird bevorzugt die Bedingung eingehalten, daß die Querschnittsfläche bzw. der Durchmesser der Faser größer ist als das korrespondierende Maß des Zwischenraums (Abstand) zweier benachbarter Körner des Sinterwerkstoffs, um zu verhindern, daß sich beim Sin­ tern sogenannte Brücken bilden, d. h. die Sinterung eine Pore durchsetzt bzw. überspringt.

Alternativ werden Partikel in Form von Kugeln verwendet. Diese kommen speziell dann zum Einsatz, wenn ein Leichtbau­ körper hoher Stabilität gestaltet werden soll. Dort kommt es insoweit nicht darauf an, eine durchgehende, kanalförmig aneinander übergehende Fließverbindung zu schaffen, sondern Hohlräume zu gestalten, die der Gewichtseinsparung dienen. Die hierdurch erzielbaren kugelförmigen Poren ergeben eine besonderes widerstandsfähige Struktur. Je nach gewähltem Porenvolumen und/oder gewählter Porendichte lassen sich Strukturen aufbauen, bei denen keine Verbindung zwischen den einzelnen Poren herrscht. Eine auf diese Weise gebildete Struktur eignet sich beispielsweise auch als Lagerelement, insbesondere als Energie absorbierendes Bauteil, wobei im Überlastfall zwar gegebenenfalls eine Reihe von Verbindungs­ stegen zwischen jeweils benachbarten Poren brechen und hier­ durch ein zusammenhängender Riß entsteht, im weiteren (ver­ ringerten) Belastungsfall der Riß jedoch nicht weiter fort­ schreitet.

Als Sinterwerkstoffe eignen sich prinzipiell sämtliche, bislang übliche Sinterwerkstoffe, wie Oxyd-, Nitrid-, Carbidkeramiken, Sintermetalle, Magnetwerkstoffe, Sinter­ kunststoffe, Hartmetalle, metallisch gebundene Keramiken, Graphit oder auch geeignete Mischungen der vorgenannten Werkstoffe.

Die Wahl der verwendeten Ausgangsmaterialien bestimmt im wesentlichen die einzuhaltenden Verfahrensparameter dem Grunde nach.

Durch die Zugabe eines organischen Bindemittels, in welches der Sinterwerkstoff und die Partikel eingebunden werden, ist es möglich, einen an sich nicht thermisch fließfähigen Sin­ terwerkstoff im Spritzgießverfahren zu verarbeiten. Hierfür wird zunächst das organische Bindemittel aufgeschmolzen, so daß sich der Sinterwerkstoff und die Partikel einkneten las­ sen. Bedingung hierfür ist, daß das Material, aus dem die Partikel bestehen, eine höhere Schmelztemperatur als das organische Bindemittel besitzt, damit die Partikel während des Einmischens und Einknetens ihre Form beibehalten. Nach Erreichen eines homogenen Mischungszustandes wird der so erhaltene Werkstoff abgekühlt und zu Granulat gemahlen. Die einzelnen Granulatkörner bestehen somit aus Bindemittel, in welches der Sinterwerkstoff und die Partikel eingebunden sind. Dieses Granulat eignet sich zum Spritzgießen, so daß hochkomplizierte geometrische Formen mit höchster Präzision auf einfache Art und Weise herstellbar sind.

Zum Spritzgießen des Grünlings wird eine Spritzgießtempera­ tur gewählt, die im Bereich der Schmelztemperatur des Binde­ mittels liegt. Diese kann sehr niedrig liegen, beispielswei­ se bei 60°C, sofern als Bindemittel Wachs oder dergleichen verwendet wird. Bei thermoplastischen Bindemitteln liegt die Temperatur entsprechend höher, beispielsweise bei 150°C oder auch höher, wobei unter allen Umständen verhindert werden muß, daß die Schmelztemperatur der Partikel erreicht wird.

Es hat sich gezeigt, daß sich ein optimales Ergebnis dann erzielen läßt, wenn der Grünling im Anschluß an den Formge­ bungsprozeß zunächst bei einer Temperatur von beispielsweise bis zu etwa 700° einer Temperaturbehandlung unterzogen wird, so daß das Bindemittel und die Partikel weitgehend ausge­ trieben werden. Je nach Temperatur und Materialeigenschaft kann dies in Form eines Verbrennungs-, eines Zersetzungs- oder eines Verdampfungsvorgangs geschehen, wobei auch Misch­ formen möglich sind. Im Sinne einer vereinfachten Nomenkla­ tur wird deshalb in der Praxis häufig dieser Vorgang ganz allgemein als Gewichtsverlust beschrieben, und konsequenter­ weise die Schwelltemperatur, bei der der Verbrennungs-, Zersetzungs- und/oder Verdampfungsvorgang einsetzt, als "Temperatur des einsetzenden Gewichtsverlusts" zur Kenn­ zeichnung des Materialverhaltens, insbesondere des thermi­ schen Verhaltens, verwendet. Diese Temperatur liegt sowohl für das Bindemittel als auch für das Material der Partikel unterhalb der genannten Temperatur, so daß nach Abschluß dieser Temperaturbehandlung sowohl das Bindemittel als auch die Partikel weitgehend ausgetrieben und allenfalls noch Reste vorhanden sind. Diese werden im abschließenden Sinter­ vorgang vollständig entfernt, so daß bei Sinterende die Struktur vollständig gebildet ist und die entstandenen Poren vollständig frei von Bindemittel- und Partikelrückständen sind.

Zum Austreiben des Bindemittels und der Partikel wird eine langanhaltende Temperaturbehandlung von etwa 24 bis 48 Stun­ den für vorteilhaft erachtet. Eine derartige Zeitspanne ge­ währleistet, daß das Bindemittel und das Material der Parti­ kel auch aus innenliegenden Bereichen des Grünlings heraus entweichen können. Die Behandlungsdauer ist somit nicht nur von dem gewählten Temperaturniveau und dem thermischen Ver­ halten von Bindemittel und Material der Partikel abhängig, sondern auch von Form und Größe des Grünlings.

Zum Sintern wird der Grünling, der nunmehr weitgehend vom Bindemittel und von den Partikeln befreit ist, langsam auf die endgültige Sintertemperatur erhitzt und anschließend bei dieser Temperatur fertig gesintert. Je nach Sinterwerkstoff kann die Sintertemperatur in weiten Bereichen variieren, beispielsweise 1.600°C und höher betragen. Beim Sintern ist anzustreben, daß der Sinterwerkstoff dicht gesintert wird, um eine maximale Festigkeit in der Struktur Matrix zu errei­ chen. Diese wird dann erreicht, wenn die die Poren umgeben­ de, vom Werkstoff gebildete Matrix eine Dichte aufweist, die etwa zwischen 90% bis 99,9% der theoretischen Dichte des Sinterwerkstoffs beträgt.

Der so erhaltene Körper besitzt eine äußerst homogene Struk­ tur, wobei die Poren homogen verteilt und hinsichtlich ihrer Geometrie und Abmessung exakt definiert sind. Der Körper ist demnach für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, da des­ sen Porosität exakt einstellbar ist. Dieser Vorteil kommt beispielsweise bei der Gestaltung als Filterkörper zum Tra­ gen, da sich die Porenweite, und damit die Durchlässigkeit, auf den gewünschten Wert einstellen läßt. Zur Filtration von Flüssigkeit kann als entsprechender Kennwert die maximale Porengröße auf den gewünschten Wert exakt eingestellt wer­ den.

Auch ist es möglich, einen derartigen Körper metallisch lei­ tend zu machen, indem die Poren zumindest teilweise mit Me­ tall gefüllt werden. Dies kann beispielsweise durch Infil­ trieren von Aluminium in flüssigem Zustand erreicht werden, wobei das Aluminium den Körper vollständig durchdringt und damit metallisiert.

Das Infiltrieren bietet sich auch dann an, wenn bestimmte Eigenschaften erzielt werden sollen, beispielsweise wenn die Poren mit einer bestimmten Substanz beschichtet oder gefüllt werden sollen. So werden häufig poröse Körper eingesetzt, wenn ein darin aufgenommener Stoff definiert über einen län­ geren Zeitraum hinweg abgegeben werden soll. Beispiele hier­ für finden sich in der Medizin.

Ein weiterer Anwendungsbereich in der Medizin ist die Ver­ wendung als Implantat, wobei die Porosität das Anwachsen von Geweben erleichtert oder initiiert, so daß das Gewebe in das Implantat infiltriert.

Ein Anwendungsbeispiel für einen Körper, der eine definierte Gasdurchlässigkeit besitzen muß, stellt der Schalldämpfer dar, wie er beispielsweise in relativ geringen Abmessungen bei Druckluftwerkzeugen zum Einsatz kommt. Große Ausführun­ gen sind ebenso denkbar, die zusätzlich auch mit einer für Abgase katalytisch wirkenden Beschichtung versehen sein können.

Auf die Möglichkeit zur Herstellung von Leichtbau- und La­ gerkörper wurde bereits hingewiesen. Bei Lagerkörpern be­ steht zusätzlich die Möglichkeit, die Poren des Körpers als Schmiermittelvorratsraum zu nutzen, beispielsweise in dem das Lagerelement mit Öl getränkt wird.

Die Erfindung wird anhand des nachstehend wiedergegebenen Ausführungsbeispiels und anhand der beiden Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das thermische Verhalten des Bindemittels (Binder), der Partikel (Faser) und des Sinter­ werkstoffs im Vergleich und

Fig. 2 die Abhängigkeit des Gewichtsverlusts von Binder und Faser von der Temperatur.

Als Werkstoff wird ein sogenanntes Dreistoffsystem verwen­ det. Als Sinterwerkstoff kommt Zirkoniumdioxyd (PSZ) mit einer mittleren Korngröße von 0,5 µm zum Einsatz. Als Binde­ mittel wird ein handelsübliches Polypropylen-/Polyäthylen (PP/PE-)Thermoplast verwendet. Die Fasern sind gängige Po­ lyamid-(PA)Fasern, deren Durchmesser 50 µm bei einer Länge von 0,5 mm beträgt.

In Fig. 1 sind die thermischen Eckdaten der drei Komponen­ ten wiedergegeben. Der Schmelzbeginn des Binders liegt bei etwa 150°C, wohingegen die entsprechende Temperatur der Faser bei etwa 230°C liegt. Dies bedeutet, daß sowohl bei der Gra­ nulatherstellung als auch beim Spritzgießen eine Temperatur eingehalten werden muß, die über dem Schmelzbeginn des Bin­ ders, jedoch unterhalb des Schmelzbeginns der Faser liegen muß. Im vorliegenden Fall liegt deshalb die Verarbeitungs­ temperatur zur Granulatherstellung und die Temperatur beim Spritzgießen bei etwas mehr als 150°C.

Zur Granulatherstellung werden die Fasern und der Sinter­ werkstoff in das Bindemittel eingeknetet, welches die beiden genannten Komponenten einbindet. Das Einkneten erfolgt so lange, bis eine homogene Verteilung von Fasern und Sinter­ werkstoff erreicht ist. Anschließend wird das Stoffgemisch abgekühlt und zu Granulat vermahlen.

Das Granulat wird in an sich bekannter Weise in einem Spritzgießprozeß verarbeitet, bei dem ein Grünling geformt wird.

Im Anschluß hieran erfolgt eine Temperaturbehandlung, wobei über einen Zeitraum von mehr als 24 Stunden die Temperatur auf 500°C gesteigert wird. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ver­ brennen bzw. zersetzen sich sowohl das Bindemittel als auch die Fasern. Dies wird ausgedrückt durch die prozentuale Ge­ wichtsabnahme. Wie sich weiterhin der Fig. 2 entnehmen läßt, setzt der Gewichtsverlust beim Bindemittel sehr viel früher ein und ist gegenüber dem Gewichtsverlust der Faser stets voreilend. Über weite Temperaturbereiche hinweg ist der Gewichtsverlust des Bindemittels um 30% bis 50% gegen­ über dem Gewichtsverlust der Faser voreilend. Dies ermög­ licht ein problemloses Austreiben der beiden Komponenten aus dem Grünling, ohne daß es zu Deformationsspannungen im Inne­ ren kommt.

Abschließend erfolgt ein Sintervorgang bei etwa 1.600°C. Hierzu wird die Temperatur langsam auf den Endwert gestei­ gert, wobei eine maximale Temperatursteigerung von 5 Kelvin pro Minute erhalten wird, um ein Ungleichgewicht in ver­ schiedenen Zonen zu vermeiden. Nach Erreichen der Maximal­ temperatur wird diese für etwa zwei Stunden gehalten, so daß der Sinterwerkstoff dichtsintern kann. Die erhaltene Dichte im Bereich der Werkstoffstruktur beträgt ca. 98%.

Die Wärmebehandlung zum Austreiben des Bindemittels und der Partikel und das sich hieran anschließende Sintern kann in der Weise erfolgen, daß die Temperaturerhöhung durchlaufend und kontinuierlich in den angegebenen Zeiträumen erfolgt. Auch ist es möglich, die Temperaturbehandlung in getrennten Stufen ablaufen zu lassen. Insoweit können die bisherigen Erfahrungswerte beim Sintern von bindemittelhaltigen Sinter­ werkstoffen übernommen werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen eines Poren enthaltenden Sinter­ körpers, bei dem einem Sinterwerkstoff Partikel als po­ renbildende, temporäre Platzhalter beigemischt werden, welche während des gesamten Formgebungsvorgangs des Grün­ lings stets formstabil sind und spätestens im Verlauf des Sintervorgangs vollständig aufgelöst und ausgetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß Partikel in Form von Fasern oder Kugeln aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polyetheretherketon (PEEK), Baumwol­ le, Sisal oder Kohlenstoff verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fasern verwendet werden, deren Durchmesser größer ist als die Korngröße des Sinterwerkstoffs.

3. Verwendung des nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Sin­ terkörpers als Filterkörper.

4. Verwendung des nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Sin­ terkörpers als Implantat.

5. Verwendung des nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Sin­ terkörpers als Schalldämpfer.

6. Verwendung des nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Sin­ terkörpers als Lagerkörper, insbesondere als energie­ absorbierender Lagerkörper.

7. Verwendung des nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Sin­ terkörpers als Leichtbaukörper.

8. Verwendung des nach Anspruch 1 oder 2 hergestellten Sin­ terkörpers als metallisierbarer Körper.