DE69806261T2

DE69806261T2 - Gegossenes metall-matrix komposit material und dessen verwendung

Info

Publication number: DE69806261T2
Application number: DE69806261T
Authority: DE
Inventors: Allen Doutre; Iljoon Jin; James Lloyd
Original assignee: Alcan International Ltd Canada
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: AU8620098A; JP2001512183A; EP1017866A1; WO1999006606A1; DE69806261D1; NO20000429D0; EP1017866B1; NO20000429L; US6086688A; CA2297064A1

Description

Diese Erfindung betrifft gegossene Metallmatrix- Kompositmaterialien und verbundene Gußverfahren und mit den Kompositmaterialien hergestellte Produkte.

Stand der Technik

Metallmatrix-Kompositmaterialien besitzen eine Verstärkung in Form von Fasern, Whisker-Kristallen, Teilchen oder dgl., die in einer festen metallischen Matrix eingebettet sind. Die Verstärkung verleiht dem Kompositmaterial ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, während die Metallmatrix die Verstärkung in der gewünschten Gestalt und Form hält und sie vor äußerer Beschädigung schützt. Die Matrix verleiht dem Kompositmaterial ebenfalls wichtige physikalische Eigenschaften, wie gute thermische Leitfähigkeit und ausgewählte Oberflächeneigenschaften.
Es gibt zwei Haupttechniken zur Herstellung von Gegenständen aus den Metallmatrix-Kompositmaterialien. In einer Gußtechnik wird eine homogene Mischung aus der festen Verstärkung und dem geschmolzenen Matrixmaterial hergestellt und dann in eine Form gegossen, wo sich das geschmolzene Matrixmaterial verfestigt. In einer Tränktechnik wird die feste Verstärkung in einem Behälter wie einer Form geordnet, und das geschmolzene Matrixmaterial wird in den Behälter gezwungen oder gezogen, wo es sich verfestigt. Die Gußtechnik ist typischerweise besser zur Herstellung von Kompositmaterialien mit einem relativ geringeren Volumenbruch ("Volumenfraktion") der Verstärkung geeignet, und die Tränktechnik ist besser zur Herstellung von Kompositmaterialien mit einem relativ höheren Volumenbruch der Verstärkung geeignet. Jedoch kann das eingedrungene Material durch Zugabe von zusätzlichem geschmolzenem Matrixmetall verdünnt werden, um einen geringeren Volumenbruch der Verstärkung zu erreichen, so daß die Kombination von Tränken und Verdünnung die Herstellung von Kompositmaterialien mit niedrigen bis mittleren Volumenbrüchen der Verstärkung erlaubt.
Es ist häufig schwierig, Gegenstände oder Produkte aus Kompositmaterialien mit hohen Volumenbrüchen von Verstärkung durch Gießen herzustellen, weil beim Gießen von vielen komplizierten Teilen die Mischung aus geschmolzenem Metall und Verstärkungsteilchen entlang von Kanälen in das Innere der Form fließen muß. Falls der Volumenbruch der Verstärkungsteilchen zu hoch ist, wird die Mischung aus Verstärkungsteilchen und geschmolzenem Metall zu viskos, um in die kleinen Kanäle zu fließen, oder sie fließt nur sehr langsam. Das Ergebnis ist, daß das geschmolzene Metall erstarrt, bevor die Kanäle gefüllt sind. Entsprechend wird die Form nicht vollständig gefüllt, und der gewünschte Gegenstand wird niemals richtig gebildet.
Dieses Gußproblem ist noch akuter für einige Typen von kommerziell wichtigen Verstärkungsteilchen als für andere. Obwohl für einige Zwecke unterschiedliche Typen von Verstärkungsteilchen im wesentlichen identisch sind, ist dies nicht der Fall bezüglich der Gußfähigkeit der Metallmatrix- Kompositmaterialien, die solche Teilchen enthalten. Z. B. können Metallmatrix-Kompositmaterialien mit einer Aluminium- Legierungsmatrix und bis zu ca. 30 Vol.-% Siliciumcarbid- Verstärkungsteilchen zur Gegenständen mit zierlichen Eigenschaften gegossen werden. Die maximale praktische Grenze für das Gießen ähnlicher Produkte aus Kompositmaterialien mit einer Aluminium-Legierungsmatrix und Aluminiumoxid-Teilchen beträgt ca. 20 bis 25 Vol.-% Aluminiumoxid. Diese unterschiedlichen Beschränkungen entstehen sowohl wegen der Natur der Teilchen selbst als auch wegen der Typen der Matrixlegierungen, die verwendet werden müssen, um Stabilität und andere Merkmale des fertigen Kompositmaterials zu erreichen. Das Unvermögen, gegossene Kompositmaterialien mit höheren Volumenbrüchen von Aluminiumoxid und anderen Metalloxiden zu erreichen, verhindert ihre Verwendung in wichtigen Produkten.
Weiß das Gießen von Gegenständen gegenüber der Herstellung der Gegenstände durch Tränken viele andere Vorteile bietet, wäre es wünschenswert, einen Ansatz zu finden, durch den Gegenstände aus schwierig zu gießender Aluminium- Legierung/Metalloxid-Verstärkung mit höheren Volumenbrüchen der Verstärkungsteilchen gegossen werden können als bisher möglich. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Anspruch und stellt ferner verwandte Vorteile bereit.
WO-A-92/09711 offenbart ein Material, das eine Aluminium- Legierung umfaßt, die Oxidteilchen und intermetallische Teilchen umfaßt, aber 7 bis 16 Gew.-% Silicium enthält.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung, angegeben durch Anspruch 1 und Anspruch 16 und die abhängigen Ansprüche, stellt ein Metallmatrix-Kompositmaterial, ein Verfahren zum Gießen von Gegenständen, die aus dem Metallmatrix-Verbundmaterial hergestellt werden, und vorzugsweise gegossene Gegenstände, die aus dem Metallmatrix-Kompositmaterial hergestellt werden, bereit. Die Erfindung stellt einen Ansatz zur Erhöhung des maximalen betriebsfähigen wirksamen teilchenförmigen Volumenbruchs bereit, der für Aluminium-Legierung/Metalloxid- Kompositmaterialien gegossen werden kann. Der herkömmliche Ansatz beschränkt den fertigen gegossenen Gegenstand auf maximal ca. 20 bis 25 Vol.-% Metalloxid-Teilchen, aber mit dem vorliegenden Ansatz können Zusammensetzungen mit bis zu ca. 40 Vol.-% Teilchen im fertigen gegossenen Gegenstand hergestellt werden. Der vorliegende Ansatz kann unter Verwendung von ansonsten herkömmlicher Guß- und Gießereiausrüstung ausgeführt werden.
Erfindungsgemäß umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Gußgegenstandes die Schritte aus Bereitstellen einer Gußform und Herstellen in einem ersten Behälter einer im wesentlichen homogenen Mischung aus einer geschmolzenen Legierung mit einer Zusammensetzung, die zur Kristallisierung einer intermetallischen Phase bei Verfestigung betriebsfähig ist, und einer Vielzahl von festen Metalloxid-Teilchen, die in der geschmolzenen Legierung dispergiert sind. Die Vielzahl der festen Metalloxid-Teilchen umfaßt ca. 5 bis ca. 25 Vol.-% der geschmolzenen Mischung. Das Gußverfahren schließt das Überführen der geschmolzenen Mischung aus dem ersten Behälter in die die Gußform und das Verfestigen der geschmolzenen Mischung in der Gußform ein, um eine verfestigte Mischung zu bilden, die feste Teilchen einer intermetallischen Phase und feste Metalloxid-Teilchen in einer Gesamtmenge von wenigstens ca. 25 Vol.-% und bevorzugt ca. 25 bis ca. 40 Vol.-% der verfestigten Mischung enthält.
Höhere Volumenbrüche von Teilchenstoff im gegossenen Produkt werden durch Zuführen des Teilchenstoffes aus zwei verschiedenen Quellen erreicht. Die erste Quelle ist das feste Metalloxid, das anfangs mit dem geschmolzenen Metall vermischt wird. Diese erste Quelle kann bis zu ca. 25 Vol.-% der fertigen verfestigten Mischung, die den Gußgegenstand bildet, umfassen. Höhere Volumenbrüche der Metalloxid- Teilchen können nicht in Formen mit Durchgängen eines feinen Maßstabes gegossen werden. Die zweite Quelle sind intermetallische Teilchen, die nicht im geschmolzenen Metall vorliegen, die sich aber bilden, nachdem die Mischung aus geschmolzenem Metall/Metalloxid durch die Durchgänge geflossen ist, wenn sich das geschmolzene Metall verfestigt. Weil die intermetallischen Teilchen nicht im geschmolzenen Metall vorliegen, können sie während des Gießens nicht seine Fließfähigkeit reduzieren, um das Gießen in kleine Durchgänge der Form zu verhindern. Die intermetallischen Teilchen bilden sich nur während der Verfestigung, nachdem die geschmolzene Mischung ihre Endposition in der Form erreicht hat, und erhöhen den Volumenbruch der Teilchen auf den Bereich von ca. 25 bis ca. 40 Vol.-%. D. h. keine der Quellen für die Teilchen würde selbst ausreichend sein, um den gewünschten Bereich des Volumenbruchs der Teilchen bereitzustellen, aber zusammen stellen die zwei Quellen in der Tat den notwendigen Volumenbruch der Teilchen bereit.
Dieser Ansatz kann in jedem betriebsfähigen Gußverfahren verwendet werden, wie Kokillenguß, Präzisionsguß oder Druckguß. Er kann verwendet werden, um jedes betriebsfähige Produkt herzustellen, aber er liefert die meisten Vorzüge, wenn das Produkt komplizierte Merkmale hat, die die Verwendung von Durchgängen im kleinen Maßstab im Formenhohlraum erfordern. Z. B. kann der vorliegende Ansatz zum Gießen fester Scheibenbremsenscheiben ("Rotoren") verwendet werden, aber sein größter Vorteil besteht beim Gießen von belüfteten Scheibenbremsenscheiben, wenn die Rippen zwischen individuellen Luftlöchern durch enge Durchgänge in der Form definiert werden. Falls der herkömmliche Ansatz verwendet wird und das Metalloxid in der gegossenen Mischung ca. 25 Vol.-% überschreitet, neigt die Mischung aus geschmolzenem Metall und Verstärkung zu erstarren, bevor sie die gesamte Länge der Formendurchgänge durchfließen kann, die die Rippen definieren. Mit dem vorliegenden Ansatz werden viel höhere Volumenbrüche von Teilchenstoffen im Gußprodukt erreicht als es ansonsten möglich wären.
Der vorliegende Ansatz wird bevorzugt mit einer Aluminium- Matrixlegierung mit Magnesium in einer Menge von ca. 0,3 bis ca. 2,5 Gew.-% und einem Legierungselement ausgeführt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen, Mangan und Kombinationen daraus besteht, wobei Aluminium und Verunreinigungen den Rest darstellen. Eisen und Mangan sind in Mengen in Gew.-% von ca. 0,8 bis ca. 2,5% Eisen und von ca. 1,0 bis ca. 2,5% Mangan vorhanden. Diese Legierung muß betriebsfähig zur Kristallisation von ca. 3 bis ca. 20 Vol.-% (des gesamten festen Materials) der intermetallischen Verbindungen während der Verfestigung sein, um die zweite Quelle für die Teilchenstoffe bereitzustellen. Andere Legierungselemente können vorhanden sein, wie z. B. ca. 0,8 bis ca. 4,0 Gew.-% Nickel, mehr als Null, aber nicht mehr als ca. 0,3 Gew.-% Vanadium, mehr als Null, aber nicht mehr als ca. 0,2 Gew.-% Titan, mehr als Null, aber nicht mehr als ca. 1,7 Gew.-% Cobalt und/oder mehr als Null, aber nicht mehr als ca. 0,45 Gew.-% Chrom. Die Matrixlegierung hat bevorzugt weniger als ca. 1,2 Gew.-% Silicium, weniger als ca. 0,5 Gew.-% Kupfer und weniger als ca. 0,5 Gew.-% Zink.
Die ausgewählte Zusammensetzung der Aluminium-Matrixlegierung ist bevorzugt eine eutektische oder übereutektische Zusammensetzung, die zusammenfassend hier als "nicht- untereutektische Zusammensetzung" bezeichnet wird. Solche nicht-untereutektischen Zusammensetzungen erzeugen große Volumenbrüche intermetallischer Teilchen durch Kristallisation aus der flüssigen Phase während des Abkühlens, was zusammen mit dem Volumenbruch der Metalloxid- Teilchen die gewünschten mechanischen Eigenschaften erreicht. Falls die Zusammensetzung eine untereutektische Zusammensetzung ist, wird ein geringerer Volumenbruch solcher Kristalle gebildet, und der Volumenbruch der intermetallischen Teilchen, zusammen mit dem Volumenbruch der Metalloxid-Verstärkung, ist unzureichend, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
Diese Zusammensetzungen haben eine hohe Solidustemperatur, typischerweise ca. 630ºC oder höher, bevorzugt ca. 640ºC oder höher. Diese hohe Temperatur erlaubt es, das Gußprodukt bei relativ hohen Temperaturen zu verwenden, ein wichtiger Vorteil für viele Gegenstände und Anwendungen.
Das Metalloxid, das die erste Quelle für die Verstärkungsteilchenstoffe bereitstellt, ist bevorzugt Aluminiumoxid-Teilchen, typischerweise in einem Größenbereich von ca. 5 bis ca. 25 um. Andere betriebsfähige Metalloxide wie Magnesiumoxid und Magnesium/Aluminium-Spinelle können auch verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Ansatz bereit, durch den Gegenstände aus einem Kompositmaterial mit einer Aluminium-Legierungsmatrix mit Metalloxid- Verstärkungsteilchen und auch intermetallischen Teilchen gegossen werden können. Der Volumenbruch der zwei Typen von Teilchen ist zusammen im Bereich von ca. 25 bis ca. 40 Vol.-%, was ausreichend hoch ist, um ausgezeichnete mechanische Eigenschaften zu erreichen. Diese Eigenschaften werden bis zu hohen Temperaturen aufgrund der hohen Solidustemperatur der bevorzugten Aluminium-Matrixlegierungen beibehalten. Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls zur Bildung von Kompositmaterialien mit weniger als 25 Vol.-% Teilchen verwendet werden, wie von ca. 10 bis ca. 25 Vol.-% Teilchen, aber die Vorteile der Herstellung solcher Gegenstände durch die vorliegende Erfindung sind sehr viel geringer.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detaillierteren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ersichtlich werden, zusammen mit den begleitenden Zeichnungen, die exemplarisch die Prinzipien der Erfindung erläutern. Der Umfang der Erfindung ist jedoch nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform beschränkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines bevorzugte Ansatzes zum Gießen von Gegenständen aus dem Metallmatrix-Komposit gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Gußvorrichtung;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer belüfteten Scheibenbremsenscheibe der Fig. 3;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer Gußform, die zur Herstellung der belüfteten Scheibenbremsenscheibe der Fig. 3 verwendet wird;
Fig. 5 ist eine idealisierte Schnittansicht einer geschmolzenen Mischung aus einer geschmolzenen Matrixlegierung und festen Aluminiumoxid-Teilchen, die in der geschmolzenen Matrixlegierung dispergiert sind;
Fig. 6 ist eine idealisierte Schnittansicht einer Mischung aus einer verfestigten Mischung aus einer verfestigten Matrixlegierung, in der verfestigten Matrixlegierung dispergierten intermetallischen Teilchen und in der verfestigten Matrixlegierung dispergierten festen Aluminiumoxid-Teilchen; und
Fig. 7 ist ein Diagramm der Druckstreckgrenze als Funktion der Temperatur für drei Kompositmaterialien.

Beste Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ansatzes zur Herstellung des Metallmatrix-Kompositmaterials und zur Durchführung des Gußverfahrens der Erfindung. Eine Quelle für eine Matrixlegierung wird bereitgestellt, Bezugszeichen 20. Die Matrixlegierung ist eine Legierung auf Aluminium- Magnesium-Basis mit einer Zusammensetzung, die bei Verfestigung einen hohen Volumenbruch intermetallischer kristallisierter Teilchen erzeugt und die eine relativ hohe Solidustemperatur und relativ niedrige Liquidustemperatur hat. Eine Matrixlegierung schließt Magnesium in einer Menge von mehr als ca. 0,3 Gew.-%, aber nicht mehr als ca. 2,5 Gew.-% ein. Falls weniger als ca. 0,3 Gew.-% Magnesium vorhanden ist, wird die bevorzugte Aluminiumoxid-Verstärkung schlecht durch die metallische Phase benetzt, und das Mischen und Gießen sind schwierig. Falls mehr als ca. 2,5 Gew.-% Magnesium vorhanden ist, fällt die Solidustemperatur unter den gewünschten minimalen Wert von ca. 630ºC. Am meisten bevorzugt beträgt der Magnesium-Gehalt ca. 0,6 bis ca. 2,2 Gew.-%. Die Matrixlegierung schließt ein weiteres Legierungselement ein. Das weitere Legierungselement ist ca. 0,8 bis ca. 2,5% Eisen und/oder ca. 1,0 bis ca. 2,5% Mangan. Falls weniger als die angegebene Menge von Eisen und/oder Mangan vorhanden ist, wird ein unzureichender Volumenbruch intermetallischer Teilchen bei Verfestigung gebildet. Falls mehr als die angegebene Menge Eisen oder Mangan vorhanden ist, wird die Liquidustemperatur zu hoch für die Gießfähigkeit. Der Rest der Matrixlegierung ist Aluminium und typische Verunreinigungen, die in gewerblichen Aluminium- Legierungen gefunden werden.
Gegebenenfalls können zusätzliche Legierungselemente vorhanden sein, die bei der Bildung hoher Volumenbrüche kristallisierter Teilchen helfen. Wenn sie verwendet werden, können diese zusätzlichen Legierungselemente z. B. ca. 0,8 bis ca. 4,0% Nickel, mehr als Null, aber nicht mehr als ca. 0,3% Vanadium, mehr als Null, aber nicht mehr als ca. 0,2% Titan, mehr als Null, aber nicht mehr als ca. 1,7% Cobalt und/oder mehr als Null, aber nicht mehr ca. 0,45% Chrom sein. Falls mehr als die angegebene Menge Nickel vorhanden ist, neigt die Matrix zur Sprödigkeit. Falls mehr als die angegebene Obergrenze von Vanadium, Titan, Cobalt oder Chrom vorhanden ist, wird die Liquidustemperatur zu hoch für die Gießfähigkeit.
Die Matrixlegierung umfaßt weniger als ca. 1,2 Gew.-% Silicium und vorzugsweise weniger als ca. 0,5 Gew.-% Kupfer und weniger als ca. 0,5 Gew.-% Zink. Falls mehr als diese Mengen von Silicium, Kupfer und/oder Zink vorhanden sind, wird die Solidustemperatur der Matrix zu einer zu geringen Temperatur reduziert. Falls ferner mehr als die Obergrenzen von Kupfer und Zink vorhanden sind, wird die Matrixlegierung zu hart bei Raumtemperatur, was bei Kombination mit den vorhandenen intermetallischen Teilchen die Legierung zu spröde macht.
Zwei bevorzugte Matrixlegierungen sind (1) eine Legierung, worin die Matrix ca. 1% Magnesium, nicht mehr als ca. 0,6% Silicium, nicht mehr als 0,25% Kupfer, nicht mehr als ca. 0,2% Chrom, ca. 2% Eisen, ca. 2% Mangan und ca. 2% Nickel umfaßt, Rest Aluminium und zufällige Verunreinigungen, und (2) eine Legierung, worin die Matrix ca. 1% Magnesium, nicht mehr als ca. 0,6% Silicium, nicht mehr als ca. 0,25% Kupfer, nicht mehr als ca. 0,2% Chrom, ca. 2% Eisen und ca. 2,5% Mangan umfaßt, Rest Aluminium und zufällige Verunreinigungen.
Wenn das Kompositmaterial zum Gießen eines Gegenstandes verwendet wird, wie der belüfteten Scheibenbremsenscheibe, werden die Legierungselemente so ausgewählt, daß die Solidustemperatur der Matrixlegierung relativ hoch und die Liquidustemperatur relativ niedrig ist. Die Solidustemperatur ist relativ hoch, bevorzugt wenigstens ca. 630ºC und am meisten bevorzugt wenigstens ca. 640ºC, so daß die maximale Betriebstemperatur eines Gußgegenstandes, der die Matrixlegierung enthält, relativ hoch ist. In einer belüfteten Scheibenbremsenscheibe muß die maximale Betriebstemperatur relativ hoch sein, um ein partielles Schmelzen der Scheibe unter Bedingungen extremer Verwendung zu verhindern. Wie angegeben sind einige Legierungselemente beschränkt, um dieses Erfordernis einer relativ hohen Solidustemperatur zu erfüllen. Die Liquidustemperatur ist andererseits relativ niedrig, bevorzugt nicht mehr als ca. 750ºC. Während anschließender Schmelz- und Gußvorgänge muß die Matrixlegierung so überhitzt werden, daß sie immer oberhalb der Liquidustemperatur vor dem Punkt ist, an dem sie ihre Endposition innerhalb der Gußform erreicht. Falls sie unter die Liquidustemperatur fällt, beginnen sich intermetallische Teilchen zu bilden, die die Fließfähigkeit der Matrixlegierung reduzieren und die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Erstarrens in den Gußdurchgängen erhöhen.
Die Legierungselemente werden ebenfalls so ausgewählt, daß die Zusammensetzung der Aluminium-Legierungsmatrix vor der Verfestigung eine nicht-untereutektische Zusammensetzung ist oder, äquivalent gesagt, eine eutektische oder übereutektische Zusammensetzung. Diese bevorzugten Zusammensetzungen erzeugen große Volumenbrüche intermetallischer Teilchen durch Kristallisation aus der flüssigen Phase während des Abkühlens. Die Gesamtheit des Volumenbruchs der intermetallischen Teilchen, die durch Kristallisation erzeugt werden, plus des Volumenbruchs der Metalloxid-Teilchen, die in der geschmolzenen Matrixlegierung vorhanden sind, erreichen die gewünschten mechanischen Eigenschaften im fertigen Gußprodukt. Falls die Zusammensetzung eine untereutektische Zusammensetzung ist, wird ein geringerer Volumenbruch solcher Kristalle gebildet, und der Volumenbruch der intermetallischen Teilchen zusammen mit dem Volumenbruch der Metalloxid-Verstärkung ist unzureichend, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
Die Matrixlegierung wird anschließend geschmolzen. Sie kann daher in jeder schmelzbaren Form geliefert werden, wie Roheisenmassel, Gießereibarren, Metallstücke oder dgl. Die Matrixlegierung kann vollständig oder teilweise vorlegiert sein, was bevorzugt ist, oder in elementarer Form bereitgestellt und während des anschließend zu beschreibenden Gußvorgangs legiert werden.
Unter Rückkehr zum in Fig. 1 beschriebenen Gußverfahren wird eine Quelle für eine Metallmatrix-Verstärkung, vorzugsweise in Form von Teilchen, bereitgestellt, Bezugszeichen 22. Das Metalloxid ist bevorzugt Aluminiumoxid, aber andere Metalloxide wie Magnesiumoxid und Aluminium-Magnesium- Spinelle können ebenfalls verwendet werden. Die Metalloxid- Teilchen sind bevorzugt äquiaxial oder sind gestreckt mit einer Streckung von ca. 1 bis ca. 3. Die Metalloxid-Teilchen sind bevorzugt nicht stärker gestreckt, um kurzen Fasern oder geschnittenen Whisker-Kristallen zu ähneln, weil die stärker gestreckten Teilchen schwieriger zu gießen sind. Die Metalloxid-Teilchen haben bevorzugt eine maximale Abmessung von ca. 5 bis ca. 40 um. Teilchen mit Größen von weniger als ca. 5 um schaffen Mischungen mit hoher Viskosität, die schwierig zu gießen sind. Teilchen mit Größen von mehr als ca. 40 um setzen sich aus der geschmolzenen Mischung vor der Verfestigung ab, was nicht-gleichförmige Verteilungen verursacht, und beeinträchtigen ebenfalls nachteilig die Bearbeitung der fertigen Gegenstände. Jedoch können unter manchen Umständen stärker gestreckte, größere oder kleinere Teilchen verwendet werden.
Die Metalloxid-Teilchen werden in einer solchen Menge bereitgestellt, daß die Metalloxid-Teilchen beim Mischen mit der Matrixlegierung ca. 5 bis ca. 25 Vol.-% der Gesamtheit aus Matrixlegierung und Metalloxid-Teilchen darstellen. Geringere Volumenbrüche der Metalloxid-Teilchen ergeben keinen praktischen Nutzen hinsichtlich der Endeigenschaften des Gegenstandes. Höhere Volumenbrüche der Metalloxid- Teilchen führen zu geschmolzenen Mischungen, die nicht ausreichend gut gegossen werden können, wie anschließend erörtert werden wird.
Die Matrixlegierung und das Metalloxid-Verstärkungsmaterial werden zur Bildung einer homogenen Schmelze miteinander vermischt, zu der nichts weiteres hinzugegeben werden braucht, Schritt Nr. 24, und auf eine Gußtemperatur erhitzt, die größer als die Liquidustemperatur der Metallegierung ist, Schritt Nr. 26. Die Matrixlegierung und die Metalloxid- Teilchen können in ihrer Gesamtheit durch Vermischen vereinigt werden, wie durch Schmelzen der Matrixlegierung und allmähliches Hinzugeben und Einrühren der Metalloxid- Teilchen. Gleich wirksam für die vorliegenden Zwecke kann ein Teil des Matrixlegierungsmaterials mit dem Metalloxid durch Druck-, Vakuum- oder reaktives Tränken vereinigt werden, um eine Vorstufe zu bilden, die dann mit dem Rest der Matrixlegierung zur Bildung einer gußfähigen Zusammensetzung verdünnt wird. Die resultierende Mischung wird als "geschmolzene Mischung" bezeichnet, obwohl nur die Matrixlegierung geschmolzen ist und die Verstärkungsteilchen fest bleiben und in der Schmelze dispergiert sind. Das Mischen, Schritt 24, und das Erhitzen, Schritt 26, können nacheinander in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig durchgeführt werden. D. h. die Matrixlegierung und die Teilchen können zusammen vermischt und dann erhitzt werden, sie können erhitzt und dann zusammen vermischt werden, oder die Matrixlegierung kann erhitzt und die Teilchen danach hinzugegeben werden.
Der Mischschritt 24 und der Erhitzungsschritt 26 werden normalerweise in einem Mischgefäß 40 durchgeführt, wie in Fig. 2 dargestellt. Eine separate Gußform 42 wird bereitgestellt, Bezugszeichen 28 der Fig. 1. Das Mischgefäß 40 ist schematisch als Fallguß-Tiegel dargestellt, aber jeder andere betriebsfähige Typ von Mischgefäß 40, wie ein Unterguß-Gefäß oder ein anderes kann verwendet werden. Einzelheiten des Schmelzens sind auf diesem Gebiet bekannt, wie Schmelzpraktiken, Filtern und dgl., die hier alle anwendbar sind.
Die Gußform kann jeder auf diesem Gebiet bekannter Typ sein. Allgemein jedoch ist es ein Hohlkörper, der eine Sandform oder eine Metallform sein kann, abhängig vom Typ der verwendeten Gußtechnik. Das Innere der Form, als Formenhohlraum bezeichnet, ist geformt, um die Form des herzustellenden fertigen Gegenstandes zu definieren oder beinahe die fertige Form, um eine Endbearbeitung zu erlauben. Die innere Form hängt daher von der Natur des fertigen Gegenstandes ab. Wenigstens ein Teil der Form ist vorzugsweise isoliert, so daß die geschmolzene Mischung ihre Temperatur oberhalb der Liquidustemperatur beibehält, bis sie durch das Innere der Form an ihre Endposition geflossen ist, worauf sie sich verfestigt.
Der Gußgegenstand des höchsten Interesses für die Autoren der Erfindung ist eine gegossene belüftete Scheibenbremsenscheibe 50 wie in Fig. 3 gezeigt. Die Scheibe 50 ist ein allgemein scheibenförmiger Gegenstand mit zwei Platten 51 und 52, die durch eine Reihe dünner Elemente 53 getrennt sind, die Luftdurchlässe 54 schaffen, die durch die Platten 51 und 52 und lateral benachbarte Elemente 53 definiert sind. Die Luftdurchlässe 54 belüften und kühlen die Bremsscheibe während des Bremsens. Die Bremswirkung wird durch einen Bremssattel/Bremsklotz-Aufbau 55 bereitgestellt, der gegen die äußeren Oberflächen der zwei Platten wirkt. Eine Halterungsnabe 56 ist ebenfalls vorgesehen. Die Halterungsnabe 56, die Platten 51 und 52 und die dünnen Elemente 53 bilden eine integrale Einheit, die als ein einzelnes Stück gegossen wird. Typischerweise hat die Bremsscheibe 50 für Personenkraftfahrzeuganwendungen einen Durchmesser von ca. 250 bis 350 mm. In einer solchen typischen Scheibe 50 gibt es ca. 40 dünne Elemente 53, die jeweils eine Dicke von ca. 5 mm haben, wobei sie die zwei Platten 51 und 52 trennen.
Die spezifische Konstruktion der Gußform 42 ist auf diesem Gebiet für jeden zu gießenden Gegenstand bekannt, und die spezifische Formenkonstruktion bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 erläutert eine typische Gußform 42, die zur Bildung der bevorzugten belüfteten Scheibenbremsenscheibe 50 der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die in Fig. 4 erläuterte Form 42 ist vom Sandformtyp, der beim Kokillenguß verwendet wird. Sie schließt einen Oberkasten 70 und Unterkasten 71 ein, die in gebundenem Sand gebildet werden und zusammen den Formenhohlraum enthalten. Ein Sandkern 72 ist ebenfalls vorgesehen, der in den Formenhohlraum paßt und zusammen mit dem Oberkasten 70 und dem Unterkasten 71 die Form des Gußgegenstandes definiert. Der Sandkern 72 schließt Abschnitte 73 ein, die sich ausdehnen, um die zwei Plattenelemente der Scheibe der Fig. 3 und die sie trennenden dünnen Elemente 53 zu definieren. Im Zentrum des Kerns 72 ist ein isolierter Gießtrichter 66 mit Isolierung 67 an seinen Seitenwänden mit einem an seinem unteren Ende befestigten Filter 74 vorgesehen. Eine Isolierungsschicht 68 befindet sich direkt unterhalb des Gießtrichters 66, um die geschmolzene Mischung weiter zu isolieren, wenn sie durch den Gießtrichter 66 fließt. Die Isolierung 67 und 68 hilft bei der Aufrechterhaltung der geschmolzenen Mischung im Gießtrichter 66 während des Gießens oberhalb des Liquidus der Matrixlegierung, bis die geschmolzene Mischung durch die Durchgänge in der Form an ihre Endposition geflossen ist, so daß kein vorzeitiges Erstarren auftritt.
Der Guß wird durch Gießen von geschmolzenem Kompositmaterial aus einer isolierten Gießwanne (nicht gezeigt) in den Gießtrichter 66 gebildet, aus dem es durch den Filter 74 in den Abschnitt 75 fließt, der die Befestigungsplatte in der fertigen Bremse definiert, in eine der zwei Platten 76 im Gegenstand und dann über die ca. 40 dünnen Abschnitte 77 zum Füllen der zweiten der zwei Platten 78. Ein Merkmal komplexer Gußformen wie der für belüftete Scheiben 50 verwendeten ist die Gegenwart der dünnen Abschnitte 77, die gleichförmig und vollständig mit dem geschmolzenen Kompositmaterial gefüllt werden müssen. Die geschmolzene Mischung muß aus dem Filter 74 über diese dünnen Abschnitte zum Füllen des zusätzlichen Plattenabschnitts 78 vor dem Verfestigen fließen, so daß der Gang gefüllt wird und der fertige Gußgegenstand in Ordnung ist.
Das Füllen langer Gänge mit diesem Querschnitt ist ein besonderes Problem beim Gießen herkömmlicher Metallmatrix- Kompositmaterialien mit Metalloxid-Verstärkungsteilchen, die in Volumenbrüchen von mehr als ca. 20 bis 25 Vol.-% der Gesamtheit aus Metallmatrix und Verstärkungsteilchen vorhanden sind. Die Gegenwart höherer Volumenbrüche der Metalloxid-Teilchen neigt dazu, die Viskosität der geschmolzenen Mischung aus Matrixlegierung und Teilchen in einem Maße zu erhöhen (d. h. die Fließfähigkeit zu reduzieren), daß die Mischung nicht mehr entlang der Länge der langen Gänge 78 fließen kann, bevor die Matrixlegierung zu erstarren beginnt. Sobald das Erstarren auftritt, fließt die geschmolzene Mischung sehr wenig weiter, falls überhaupt, und der Gang und die Gußform werden nicht angemessen gefüllt. Das Ergebnis ist ein nicht fehlerfreier, unzufriedenstellender fertiger Gegenstand.
Höhere Volumenbrüche der Teilchen sind für einige Anwendungen erforderlich, wie für die gegossene belüftete Scheibenbremsenscheibe, um zufriedenstellende mechanische Eigenschaften zu erreichen. Die Beschränkung eines praktischen Maximums von ca. 20 bis 25 Vol.-% für Guß- Metalloxid-Teilchen verhindert, daß Aluminiummatrix/Metalloxidteilchen-Kompositmaterialien ein Konkurrent zur Verwendung in diesen Anwendungen ist. Viele Versuche wurden unternommen, um dieses Problem zu lösen, so daß höhere Volumenbrüche von Metalloxid-Teilchen verwendet werden können, wie die Auswahl spezieller Matrixlegierungen und die Auswahl spezieller Typen von Metalloxid-Teilchen, aber keiner war bisher erfolgreich.
Obwohl für viele Zwecke alle Typen von Verstärkungsteilchen als äquivalent behandelt werden, sind sie für die Zwecke der Gießfähigkeit nicht äquivalent. Z. B. ist das Gießen von Metallmatrix-Kompositen, die Siliciumcarbid- Verstärkungsteilchen enthalten, viel weniger anfällig für dieses Problem aus einer Anzahl von Gründen, und solche Komposite, die bis zu ca. 30 Vol.-% enthalten, können gegossen werden. Die Metalloxid-Teilchen, wie die bevorzugten Aluminiumoxid-Teilchen, verhalten sich somit unterschiedlich in Gießverfahren als andere Typen von Verstärkungsteilchen.
Im vorliegenden Ansatz wird die erhitzte und geschmolzene Mischung aus Schritt 26 in die in Schritt 28 bereitgestellte Gußform 42 überführt, siehe Schritt Nr. 30 in Fig. 1. Diese Überführung wird gewöhnlich als "Gießen" bezeichnet. Die homogene geschmolzene Mischung wird im Mischgefäß 40 vorbereitet und in die Gußform 42 überführt.
Fig. 5 stellt die Natur der geschmolzenen Mischung 80 dar, wenn sie sich im Mischgefäß 40 befindet, zum Zeitpunkt wenn sie in die Gußform 42 überführt wird, und während der Zeit, wenn sie innerhalb der Durchgänge der Gußform 42 fließt. Die geschmolzene Mischung 80 umfaßt feste Verstärkungsteilchen 82, die in der geschmolzenen metallischen Matrixlegierung 84 dispergiert sind. Die festen Metalloxid-Verstärkungsteilchen sind in einer Menge von ca. 5 bis ca. 25 Vol.-% der Gesamtheit der geschmolzenen Mischung vorhanden. Diese geschmolzene Mischung kann leicht in Gußformen mit komplizierten Merkmalen gegossen werden, um eine vollständige Füllung der Formen zu erreichen.
Nachdem die geschmolzene Mischung überführt ist, Bezugszeichen 30, fließt sie durch das Innere der Gußform an ihre fertige gewünschte Position, und die geschmolzene Matrixlegierung verfestigt sich schließlich, Schritt Nr. 32 in Fig. 1. Fig. 6 stellt die Mikrostruktur einer verfestigten Mischung 86 nach der Verfestigung dar, die mit der in Fig. 5 gezeigten Mikrostruktur vor der Verfestigung verglichen werden kann. Nach der Verfestigung schließt die Mikrostruktur der verfestigten Mischung 86 die in der Matrixlegierung 84, welche zu diesem Zeitpunkt fest ist, dispergierten Metalloxid-Teilchen 82 ein. Zusätzlich sind intermetallische Teilchen 88, die während der Verfestigung der Matrixlegierung kristallisiert sind, in der Matrixlegierung 84 vorhanden. Diese intermetallischen Teilchen können homogen in der Matrixlegierung verteilt sein, oder sie können sich bevorzugt an Merkmalen der Matrixlegierung wie an Korngrenzen befinden.
Die intermetallischen Teilchen 88 haben typischerweise eine weniger regelmäßige Form und Größe als die Metalloxid- Teilchen 82, aber sie tragen zu den mechanischen Eigenschaften der verfestigten Mischung 86 bei, die das Material der Konstruktion des Gußgegenstandes ist, wie die Scheibe 50. Die Zusammensetzungen der intermetallischen Teilchen variieren gemäß der Anfangszusammensetzung der geschmolzenen Matrixlegierung. Einige Beispiele für intermetallische Teilchen schließen Fe(Mn)Al&sub6;, FeAl&sub3; und NiAl&sub3; und verschiedene Stöchiometrien dieser Typen ein.
Der Volumenbruch der verfestigten Mischung 86, der durch die intermetallischen Teilchen 88 besetzt wird, hängt ebenfalls von der Zusammensetzung der anfänglichen geschmolzenen Matrixlegierung ab und kann gemäß den im fertigen Gußgegenstand erforderlichen mechanischen Eigenschaften ausgewählt werden. Typischerweise beträgt der Volumenbruch der intermetallischen Teilchen 88 ca. 5 bis ca. 20 Vol.-%. Der Gesamtvolumenbruch der verfestigten Mischung 86, der von den Metalloxid-Verstärkungsteilchen und den intermetallischen Teilchen eingenommen wird, beträgt ca. 10 bis ca. 40 Vol.-%, vorzugsweise ca. 25 bis ca. 40 Vol.-%.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Verwendung des oben beschriebenen Ansatzes durchgeführt, um mechanische Eigenschaftsmessungen durchzuführen. Spezifische hergestellte und untersuchte Mischungen schlossen Legierungen mit Zusammensetzungen in Gew.-% von (Legierung 1) 0,8 Gew.-% Magnesium, 0,6% Silicium, 0,25% Kupfer, 0,2% Chrom, 2,0% Eisen, 2,5% Mangan, 2,0% Nickel, Rest Aluminium und Verunreinigungen, plus 15 Vol.-% Aluminiumoxid- Verstärkungsteilchen; und zum Vergleich (Legierung 2) 2,0% Magnesium, Rest Aluminium und Verunreinigungen plus 20 Vol.-% Aluminiumoxid-Verstärkungsteilchen und (Legierung 3) 8,5 bis 9,5% Silicium, 0,45 bis 0,65% Magnesium, Rest Aluminium und Verunreinigungen plus 30 Vol.-% Siliciumcarbid- Verstärkungsteilchen ein.
Fig. 7 stellt die Ergebnisse der Untersuchung der mechanischen Eigenschaften der Druckstreckgrenze dieser Guß- Kompositmaterialien als Funktion der Temperatur dar. Legierung 1 der vorliegenden Erfindung liefert eine Druckfestigkeit, die derjenigen von Legierung 2 überlegen ist, die ähnlich zu Legierung 1, aber der die intermetallische Teilchen bildenden Legierungselemente fehlen und die einen höheren Volumenbruch von Metalloxid-Teilchen hat. Die Druckfestigkeitsleistung der Legierung 1 ist ebenfalls derjenigen der Legierung 3 überlegen, einem Siliciumcarbid-verstärkten Material mit 30 Vol.-% der Metalloxid-Teilchen.
Belüftete Scheibenbremsenscheiben voller Größer wie in Fig. 3 wurden in Sandformen wie in Fig. 4 gezeigt gegossen. Die Scheiben hatten einen Durchmesser von 281 mm und wogen jeweils ca. 4,5 kg. Die Lamellendicke betrug 5,0 mm. Die Gußtemperatur der geschmolzenen Mischung betrug ca. 750ºC, und Sorge wurde getragen, daß die Form zu dem Zeitpunkt gefüllt war, als die geschmolzene Mischung auf 700ºC abgekühlt war. Die verwendeten Legierungen waren die obige Legierung 1 und eine Legierung 4 mit einer Zusammensetzung in Gew.-% von 0,8% Magnesium, 0,6% Silicium, 0,25% Kupfer, 0,2% Chrom, 2% Eisen, 2,5% Mangan, Rest Aluminium und Verunreinigungen plus 15 Vol.-% Aluminiumoxid-Teilchen. In jedem Fall war die Form vollständig gefüllt, und die gegossenen Scheiben waren fehlerfrei.
Obwohl besondere Ausführungsformen der Erfindung im Detail zu Zwecken der Erläuterung beschrieben wurden, können verschiedene Modifikationen und Verbesserungen durchgeführt werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Entsprechend ist die Erfindung nicht beschränkt, außer durch die anliegenden Patentansprüche.

Claims

1. Metallmatrix-Kompositmaterial mit einer Matrix (84) aus einer Metalllegierung und enthaltend eine Vielzahl von Metalloxidteilchen (82), die in der Matrix dispergiert sind, wobei die Metalloxidteilchen in einer Menge von mehr als 5 Vol.-%, aber nicht mehr als 25 Vol.-%, des Gesamtvolumens der Metalllegierung und der Metalloxidteilchen vorliegen, die Metalllegierung weniger als 1,2 Gew.-% Silizium, Magnesium in einer Menge von 0,3 bis 2,5 Gew.-%, ein Legierungselement ausgewählt aus, in Gew.-%, 0,8 bis 2,5% Eisen und aus 1,0 bis 2,5% Mangan, und Kombinationen hiervon, mit dem Rest aus Aluminium, wahlweise mindestens einem weiteren Legierungselement ausgewählt aus Kupfer, Zink, Nickel, Vanadium, Titan, Kobalt und Chrom und beiläufige Verunreinigungen enthält; und wobei die Matrix (84) auch intermetallische Teilchen (88) enthält, die hierin nur bei Verfestigung der Matrix gebildet werden; und die intermetallischen Teilchen (88) und die Metalloxidteilchen (82) zusammen mehr als 25% Vol.-% des Gesamtvolumens des Kompositmaterials umfassen.

2. Kompositmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (84) weniger als 0,5 Gew.-% Kupfer umfasst.

3. Kompositmaterial gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (84) weniger als 0,5 Gew.-% Zink umfasst.

4. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (84) eine nicht untereutektische Zusammensetzung umfasst.

5. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (84) weiterhin 0,8 bis 4,0 Gew.-% Nickel umfasst.

6. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (84) als das mindestens eine zusätzliche Legierungselement mehr als null, aber nicht mehr als 0,3% Vanadium, mehr als null, aber nicht als 0,2% Titan, mehr als null, aber nicht mehr als 1,7% Kobalt, mehr als null, aber nicht mehr als 0,45% Chrom, oder Kombinationen hiervon, enthält.

7. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (84) 1% Magnesium, nicht mehr als 0,6% Silizium, nicht mehr als 0,25% Kupfer, nicht mehr als 0,2% Chrom, 2% Eisen, 2% Mangan und 2% Nickel, umfasst, wobei der Rest Aluminium und beiläufige Verunreinigungen sind.

8. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (84) 1% Magnesium, nicht mehr als 0,6% Silizium, nicht mehr als 0,25% Kupfer, nicht mehr als 0,2% Chrom, 2% Eisen und 2,5% Mangan umfasst, wobei der Rest Aluminium und beiläufige Verunreinigungen sind.

9. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompositmaterial im Wesentlichen kein Siliziumcarbid aufweist.

10. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxidteilchen (82) Aluminiumoxidteilchen umfassen.

11. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein gegossener Gegenstand mit einer Gussmetalllegierungsmatrix ist, wobei die Metalloxidteilchen in der Matrix dispergiert sind, und wobei das Material die intermetallischen Teilchen (88), die sich in der Gussmetalllegierung bei Verfestigung hiervon bilden, enthält.

12. Kompositmaterial gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllegierung einen Soliduspunkt von mindestens 630ºC aufweist.

13. Kompositmaterial gemäß Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllegierung einen Liquiduspunkt von weniger als 750ºC aufweist.

14. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussgegenstand ein Bremsrotor (50) ist.

15. Kompositmaterial gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussgegenstand ein ventilierter Bremsrotor (15) ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines Gussgegenstandes, das umfasst die Bereitstellung (28) einer Gussform (42); die Herstellung (24) in einem ersten Behälter (40) einer im Wesentlichen homogenen Mischung einer geschmolzenen Metalllegierung (84) und einer Vielzahl von festen Metalloxidteilchen (82) als eine feste Verstärkung, wobei die Teilchen in einer Menge von mehr 5 Vol.-%, aber nicht mehr als 25 Vol.-% des Gesamtvolumens der Metalllegierung und der Teilchen vorliegen; Überführen (30) der Mischung aus dem ersten Behälter (40) in die Gussform (42); und Verfestigen (32) der Mischung in der Gussform; wobei die geschmolzene Legierung (84) weniger als 1,2 Gew.-% Silizium, Magnesium in einer Menge von 0,3 Gew.-% bis 2,5 Gew.-%, ein Legierungselement ausgewählt aus, in Gew.-%, 0,8 bis 2,5% Eisen und aus 1,0 bis 2,5% Mangan, und Kombinationen hiervon, wobei der Rest Aluminium ist, wahlweise mit mindestens einem zusätzlichen Legierungselement ausgewählt aus Kupfer, Zink, Nickel, Vanadium, Titan, Kobalt und Chrom und beiläufigen Verunreinigungen umfasst; den Schritt (32) des Verfestigens einschließlich des Kristallisierens einer intermetallischen Phase in der Matrix, so dass die Gesamtvolumenfraktion der intermetallischen Phase und der Metalloxidphase größer als 25 Vol.-% in dem Gussgegenstand beträgt.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (30) des Giessens den Schritt des Beibehaltens der geschmolzenen Legierung bei einer Temperatur von mindestens 75oºC umfasst, wenn die geschmolzene Legierung in die Gussform (42) eintritt.

18. Verfahren gemäß Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (28) des Bereitstellens einer Gusslegierung den Schritt der Bereitstellung einer Gussform enthält, die einen Bremsrotor (50) definiert.

19. Verfahren gemäß Anspruch 16, Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (28) des Bereitstellens einer Gussform den Schritt der Bereitstellung einer Gussform enthält, die einen ventilierten Bremsrotor (50) definiert.