EP1470261B1 - Sinterfähige metallpulvermischung zur herstellung gesinterter bauteile - Google Patents

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EP1470261B1
EP1470261B1 EP02806652A EP02806652A EP1470261B1 EP 1470261 B1 EP1470261 B1 EP 1470261B1 EP 02806652 A EP02806652 A EP 02806652A EP 02806652 A EP02806652 A EP 02806652A EP 1470261 B1 EP1470261 B1 EP 1470261B1
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EP
European Patent Office
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powder mixture
powder
sinterable
sintered
metals
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EP02806652A
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René LINDENAU
Klaus Dollmeier
Volker Arnhold
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GKN Sinter Metals GmbH
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GKN Sinter Metals GmbH
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F2003/026—Mold wall lubrication or article surface lubrication
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Definitions

  • the invention relates to a sinterable powder mixture for Production of sintered components, in particular for the automotive industry, based on an Al powder, and produced therefrom sintered components and a method of manufacture such components.
  • Aluminum is one due to its special properties preferred material, especially in the space industry and automotive industry. Made of aluminum or aluminum Materials produced components are compared with conventional, for example made of cast iron components, much easier. By reducing the weight are an increase for example in automobiles the efficiency and a reduction in fuel consumption and to achieve an improvement in exhaust emissions.
  • the object of the present invention is therefore a powder mixture and components produced therefrom and corresponding To provide methods which are the aforementioned Do not have disadvantages.
  • a sinterable Powder mixture for the production of sintered components comprising 60 to 98.5 Gew%, based on the total amount of the powder mixture, preferred 75 to 92% by weight, of an Al base powder of metals and / or their alloys, including Al and optionally containing at least one of the following metals :, 0,2 to 30 wt% Mg, 0.2 to 40 wt% Si, 0.2 to 15 wt% Cu, 0.2 to 15 wt% Zn, 0.2 to 15 wt% Ti, 0.2 to 10 wt% Sn, 0.2 up to 5% by weight of Mn, 0.2 to 10% by weight of Ni and / or less than 1% by weight As, Sb, Co.
  • a metal powder selected from a first group of metals and / or their Alloys consisting of Mo and / or W, and optionally one second group of metals and / or their alloys consisting of Cu, Sn, Zn, Li and / or Mg.
  • the Powder mixture manufactured powder metallurgical components be, which have a very high hardness.
  • the values for the hardness is selected for components made with a powder from the first group of metals and / or their alloys, are compared to those without adding this first group of metals and / or their alloys by 5 increased to 35%, preferably 10 to 25%.
  • adding the first group of metals and / or their alloys to one Al base powder is in particular the by the pressing process, in particular the re-compaction, caused cold welding the particles improved with each other. hereby Eventually, the diffusion of the individual particles will also occur during the single sintering process, thereby improving Components with higher strength values and higher hardness to be obtained.
  • the sinterable powder mixture further comprises the aforementioned second group of metals and / or their alloys, consisting of Cu, Sn, Zn, Li and / or Mg.
  • the aforementioned second group of metals and / or their Alloys probably causes, especially during the pressing process, in particular during the densification, with the Al base powder an alloy and / or intermetallic Phase is formed. As a result, the training of Oxide skins on the surface of the used.
  • Al base powder obstructed.
  • the second group of metals and / or their alloys in one at least partially liquid state at the sintering temperature over, causing the connection in particular of the first group of metals and / or their alloys to the aluminum base powder improved becomes.
  • the ratio of the amount of the first group of metals and / or their alloys to that of second group in the powder mixture in a range of 1: 8 to 15: 1 parts by weight.
  • In such Mixing ratios will provide maximum connectivity Metals and / or alloys of the first group to the Al-base powder achieved. This can be done with the powder mixture Components are obtained with high hardness.
  • the Al base powder contains 0.2 to 15% by weight of Mg, 0.2 to 16 wt% Si, 0.2 to 10 wt% Cu and / or 0.2 to 15 wt% Zn, based in each case on the total amount of Al-based powder on.
  • the second group of metals and / or their alloys Cu, Zn and / or Sn.
  • the sinterable powder mixture comprises lubricant in an amount of 0.2 to 5 wt%, based on the total amount of the powder mixture.
  • lubricants may be self-lubricating agents such as MoS 2 , WS 2 , BN, MnS, graphite and / or other carbon modifications such as coke, polarized graphite or the like.
  • 1 to 3% by weight of lubricant is added to the sinterable powder mixture.
  • the sinterable powder mixture can further binders and / or lubricants. These are preferably selected from a group comprising polyvinyl acetates, waxes, in particular amide waxes such as ethylenebisstearoylamide, shellac, Polyalkylene oxides and / or polyglycols. polyalkylene and / or glycols are preferably used as polymers and / or Copolymers with average molecular weights in a range from 100 to 500,000 g / mol, preferably from 1,000 to 3,500 g / mol, more preferably 3,000 to 6,500 g / mol. used.
  • the means are preferably in an amount in a range of about 0.01 to 12% by weight, preferably in a range of 0.5 to 5 % By weight, more preferably 0.6 to 1.8% by weight, in each case on the total amount of the powder mixture used.
  • the bandage- and / or lubricants also facilitate the removal of the components produced from the sinterable powder mixture from the mold.
  • the powder mixture can be made by mixing the individual ingredients with usual equipment such as tumble mixers both in the heat (warm mixing) as well as at room temperature (cold mixing) are prepared, with the warmth preferred is.
  • the present invention relates to a sintered component, produced according to the inventive method.
  • Such sintered components according to the invention have strength values and hardnesses which are significantly higher than those which have been produced by conventional methods.
  • the sintered components according to the invention preferably have a tensile strength of at least 140 N / mm 2 , measured in accordance with DIN EN 10002-1. More preferably, the tensile strength is more than 200 N / mm 2 , more preferably more than 300 N / mm 2 .
  • the sintered components of the invention has an elastic modulus of at least 70 kN / mm 2, measured according to DIN EN 10002-1, on which more preferably groE ß e r 80 kN / mm 2.
  • the inventive sintered components have a hardness (HB 2.5 / 62.5 kg) of at least 100, measured in accordance with DIN EN 24498-1, on.
  • the Hardness is more preferably greater than 110, more preferably greater than 125.
  • the sintered Component designed as a gear, impeller, in particular ⁇ lpumpenrad, and / or connecting rod and / or rotor set.
  • composite parts wherein the main body such a composite part, for example, from a aluminum-containing powder mixture can be prepared and the body further connected to the main body of one further material, such as iron or cast steel, sintered or solid, or solid cast aluminum.
  • the composite part for example, only on the front pages or its surface a sintered layer of one aluminum-containing powder mixture, whereas the main body of, for example, steel or cast iron, sintered or massive, is.
  • the sintered components can thereby calibrated and / or cured in the heat.
  • the process according to the invention has the great advantage that by the already achieved in the third step high density Before the actual sintering components can be produced, which on the one hand excellent strength values, on the other hand also have very high densities and hardnesses.
  • the according to the inventive method followed by densification of the sintering step subsequent usual post-processing steps such as calibration and / or curing by aging in the Heat can be shortened considerably, or if necessary the usual afterburning or the calibration omitted become. This shortening of the whole process becomes one Productivity increase and thus an economic advantage reached.
  • the present on the surface of the material used oxide layers are mechanically broken, whereby a better cold welding during the pressing process between the individual material particles is achieved. Furthermore, this also improves the diffusion during the actual sintering process of the individual material particles. As a result, components with increased strength values and in particular higher hardness can be obtained.
  • the pressing process carried out in the second and third step of the process according to the invention can be carried out both at elevated temperature, in particular with the addition of the abovementioned agents, in particular polyethylene glycols (hot pressing), but also at room temperature (cold pressing), as well as via vibration compression.
  • Vibratory compression is understood here to mean a process in which, during the pressing process, at least at times an oscillation superimposes the pressing process, wherein the vibration can be introduced, for example, via at least one pressing ram.
  • Al-based sinterable powder mixtures may also contain high melting components such as platinum or the like.
  • the powder used and its particle size are dependent on the respective application.
  • the sinterable material may be wholly or partly made of short fibers or fibers, preferably fibers with diameters between about 0.1 and 250 microns and a length of a few microns to millimeters in size, up to 50 mm such as metal fiber fleece.
  • the sinterable material is applied to the base body by conventional methods
  • WPS Wet Powder Spraying
  • Particularly preferred solvents are selected from a group comprising water, methanol, ethanol, isopropanol, terpenes, C 2 -C 5 -alkenes, toluene, trichlorethylene, diethyl ether and / or C 1 -C 6 -aldehydes and / or ketones. Preference is given to solvents which are vaporizable at temperatures below 100 ° C.
  • the amount of the solvents used is in a range of about 40 to 70% by weight, based on the sinterable powder mixture used, preferably in a range of about 50 to 65% by weight.
  • the third-stage post-compaction (which can also be called intermediate compression) can by the pressing of a greenware usual and well-known procedures be made.
  • a greenware usual and well-known procedures be made.
  • the second Step pressed green body again into a usual matrix form introduced and in this at least partially by appropriate Preßstempel be compacted.
  • the green compact is dewaxed in a further step before the third step.
  • the dewaxing is preferably carried out under nitrogen, hydrogen, air and / or mixtures of said gases, in particular with targeted air supply.
  • the dewaxing can be done with endogas and / or exogas, but also in vacuum.
  • the dewaxing can preferably be effected by superimposed microwaves and / or ultrasound, or else only by microwaves for temperature control.
  • the dewaxing can also be carried out via solvents such as alcohol or the like or supercritical carbon dioxide with or without the action of temperature, microwaves or ultrasound or a combination of the abovementioned methods.
  • a density is achieved which is about 2 to about 40% higher than that before the recompression, preferably 5 to 30%, more preferably 15 to 25%.
  • green compacts having an initial density in a range of 2.1 to 2.5 g / cm 3 , preferably 2.2 to 2.4 g / cm 3 , more preferably 2.25 to 2.38 g / cm 3 , measured according to DIN ISO 2738, pressed.
  • the optionally dewaxed green compact is introduced before introduction of the green compact sprayed with a lubricant. It The dewaxed green compact can also be soaked in lubricant become. Furthermore, it is particularly advantageous that the sintering process in the fourth step under nitrogen with a dew point less than -40 ° C, preferably less than -50 ° C, is performed. In this case, the sintering is preferably carried out under pure nitrogen.
  • the sintering at a corresponding density and / or composition of the green body also under air, hydrogen, Mixtures of nitrogen and hydrogen with or without targeted air supply, endogas, exogas or in a vacuum be performed, wherein the sintering by superimposed microwaves or via microwaves for temperature control can be done.
  • the sintering step may preferably be followed by an optional one necessary heat treatment, in particular a homogenization annealing, be connected.
  • the heat treatment depending on the chemical composition of the obtained component.
  • the sintered component also starting from the sintering or homogenizing annealing temperature preferably in water or via a gas-fired cooling be deterred.
  • an additional surface compaction more generally: an introduction of residual compressive stresses in surface areas, by sand or shot peening, rolling or the like is possible.
  • a calibration can be carried out before or after the homogenization annealing.
  • the calibration is carried out at room temperature or elevated temperature up to the forging temperature, even using pressures up to 900 N / mm 2 .
  • the calibration can be made even above the solidus line, in which case the component can also be removed directly from the sintering heat.
  • the calibration and / or forging tools used for calibration can be completely or partially conical be, whereby on certain areas of the components particularly high densities can be achieved.
  • the temperature of the Calibration and / or forging tools can depend on of the component to be processed differ and, where appropriate be kept in the isothermal range. A surface compaction or introduction of compressive residual stresses in the surface is also before or after a heat treatment or calibration possible.
  • coatings on the sintered component are applied.
  • Coatings also purely chemical way such as by means of anti-friction varnishes, which may contain Teflon, or Nanocomposite materials are applied.
  • Through a coating can the surface of the components in terms of Hardness, roughness and coefficient of friction exactly on the Purpose to be modified modified.
  • An Al base powder of composition Al4Cu1Mg0.5Si (corresponds the designation AC2014 of a conventional aluminum alloy, wherein the base powder 4 wt% Cu, 1 wt% Mg, 0.5 Wt% Si and 94.5 wt% Al, based on the total amount of powder, ) of the company ECKA granules GmbH & Co. KG, Velden, Germany, with the company name ECKA Alumix 123 (92.5% by weight Al), with 1.5% by weight of an amide wax as binder the company Hoechst with the name micro wax C was with molybdenum or tungsten powder according to the table below 1 mixed. The mixture was carried out in a tumble mixer by adding the molybdenum or tungsten powder to the submitted Al-base powder at room temperature for 5 min.
  • the Al base powder had a particle size distribution between 45 and 200 ⁇ m, the average particle diameter D 50 being 75 to 95 ⁇ m.
  • the admixed molybdenum or tungsten powder was obtained from HC Starck GmbH & Co. KG, Goslar, Germany, and had an average particle diameter D 50 of 25 ⁇ m with a particle size distribution in a range of about 5 to 50 ⁇ m.
  • the powder mixture was placed in a mold and pressed under a pressure of about 175 N / mm 2 (calculated for a wheel face of 20 cm 2 ) for about 0.2-0.5 sec at room temperature to a green compact in the form of a pump wheel.
  • the density of the green compacts was about 2.35 to 2.38 g / cm 3 .
  • the green compact thus produced was dewaxed for about 30 minutes at about 430 ° C and then at a sintering temperature of 610 ° C under a pure nitrogen atmosphere with a dew point of -50 ° C in a belt furnace, which at a speed of 3.4 m / h, sintered for 30 min.
  • the green bodies were on Al 2 O 3 plates. Subsequently, homogenizing annealing was carried out for 1.5 hours at a temperature of 515 ° C. Subsequently, the sintered impeller was shock-cooled by quenching with water at a temperature of about 40 ° C for 10 sec.

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Description

Die Erfindung betrifft eine sinterfähige Pulvermischung zur Herstellung gesinterter Bauteile, insbesondere für den Automobilbau, auf Basis eines Al-Pulvers, sowie hieraus hergestellte gesinterte Bauteile sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile.
Aluminium ist aufgrund seiner speziellen Eigenschaften ein bevorzugter Werkstoff insbesondere in der Raumfahrtindustrie und Automobilindustrie. Aus Aluminium bzw. Aluminium enthaltenden Werkstoffen hergestellte Bauteile sind im Vergleich mit üblichen, beispielsweise aus Gußeisen hergestellten Bauteilen, erheblich leichter. Durch die Verringerung des Gewichts sind beispielsweise bei Automobilen eine Steigerung des Wirkungsgrads sowie eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und eine Verbesserung der Abgaswerte zu erreichen.
Im Zuge der wünschenswerten Gewichtsreduzierung von Automobilen besteht ein steigender Bedarf an Anwendungen für Aluminium im Automobilbereich. Denn beispielsweise im Motor- und Getriebebau werden die bisherigen Stahl- oder Gußteile Stück für Stück ersetzt durch solche aus Aluminium bzw. unter Verwendung von Aluminium hergestellten. Da bei einer Kombination von Stahl- bzw. Gußteilen mit solchen aus Aluminium Probleme aufgrund des unterschiedlichen physikalischen Verhaltens der Werkstoffe auftreten, ist es wünschenswert, möglichst viele "klassische" Bauteile aus Stahl oder Guß durch solche unter Verwendung von Aluminium hergestellte zu ersetzen. Denn hierdurch werden Probleme aufgrund von Unterschieden der eingesetzten Materialien hinsichtlich der thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der thermischen Leitfähigkeit, der elastischen Eigenschaften etc. vermieden. Durch die Verwendung von aufeinander abgestimmten Bauteilen, welche unter Verwendung von Aluminium hergestellt sind, werden insbesondere auch höhere Wirkungsgrade erzielt.
Da insbesondere viele Motor-, Kupplungs- und Getriebebauteile pulvermetallurgisch hergestellt werden, besteht ein großes Interesse daran, Pulvermischungen herzustellen und Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchen Aluminiumbauteile pulvermetallurgisch hergestellt werden können. Nachteilig an der pulvermetallurgischen Herstellung von Bauteilen unter Verwendung von Aluminium ist insbesondere, daß Aluminium und seine Legierungen dazu neigen, sich bei Luftkontakt mit einem äußerst stabilen Metalloxid zu belegen. Hierdurch wird insbesondere die spezifische Oberfläche erhöht. Durch die sich auf dem eingesetzten aluminiumhaltigen Material befindlichen Oxidhäute wird die für das Sintern notwendige Diffusion der Partikel des verwendeten Pulvermaterials behindert. Weiterhin weisen aus aluminiumhaltigen Materialien hergestellte Bauteile im Vergleich zu solchen aus Stahl oder Guß hergestellten verminderte Festigkeitswerte, insbesondere eine geringe Härte, auf. Zudem behindern die sich auf dem aluminiumhaltigen Ausgangsmaterial befindlichen Oxidhäute im üblichen Preßvorgang die Kaltverschweißung der Partikel untereinander.
Es besteht daher ein Bedarf an sinterfähigen Pulvermischungen, welche pulvermetallurgisch gut verarbeitbar sind, und aus welchen Bauteile mit guten Festigkeitswerten und hoher Härte pulvermetallurgisch herstellbar sind. Des weiteren besteht ein Bedarf an pulvermetallurgischen Verfahren zur Verarbeitung derartiger aluminiumhaltiger sinterfähiger Pulvermischungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Pulvermischung und hieraus hergestellte Bauteile sowie entsprechende Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine sinterfähige Pulvermischung zur Herstellung gesinterter Bauteile, insbesondere für den Automobilbau, umfassend 60 bis 98,5 Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge der Pulvermischung, bevorzugt 75 bis 92 Gew%, eines Al-Basispulvers aus Metallen und/oder, deren Legierungen, umfassend Al und gegebenenfalls mit Gehalten von mindestens einem der folgenden Metalle:, 0,2 bis 30 Gew% Mg, 0,2 bis 40 Gew% Si, 0,2 bis 15 Gew% Cu, 0,2 bis 15 Gew% Zn, 0,2 bis 15 Gew% Ti, 0,2 bis 10 Gew% Sn, 0,2 bis 5 Gew% Mn, 0,2 bis 10 Gew% Ni und/oder weniger als 1 Gew% an As, Sb, Co. Be, Pb und/oder B, wobei die Gewichtsprozentanteile jeweils bezogen sind auf die Gesamtmenge an Al-Basispulver; und 0.8 bis 40 Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge der Pulvermischung, bevorzugt 8 bis 15 Gew%, eines Metallpulvers, ausgewählt aus einer ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen bestehend aus Mo und/oder W, sowie gegebenenfalls einer zweiten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen bestehend aus Cu, Sn, Zn, Li und/oder Mg.
Durch die Zugabe der ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen bestehend aus Mo und/oder W, können mit dieser Pulvermischung pulvermetallurgisch Bauteile hergestellt werden, welche eine sehr hohe Härte aufweisen. Die Werte für die Härte für Bauteile, hergestellt mit einem Pulver, ausgewählt aus der ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen, sind im Vergleich zu solchen ohne Zugabe dieser ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen um 5 bis 35 %, bevorzugt 10 bis 25 %, erhöht. Durch den Zusatz der ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen zu einem Al-Basispulver wird insbesondere die durch den Preßvorgang, insbesondere die Nachverdichtung, hervorgerufene Kaltverschweißung der Partikel untereinander verbessert. Hierdurch wird letztendlich äuch die Diffusion der einzelnen Partikel während des einzelnen Sintervorgangs verbessert, wodurch Bauteile mit höheren Festigkeitswerten und höherer Härte erhalten werden.
Vorteilhafterweise umfaßt die sinterfähige Pulvermischung weiterhin die oben genannte zweite Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen, bestehend aus Cu, Sn, Zn, Li und/oder Mg. Die Zugabe der vorgenannten zweiten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen bewirkt vermutlich, daß insbesondere noch während des Preßvorgangs, insbesondere während der Nachverdichtung, mit dem Al-Basispulver eine Legierung und/oder intermetallische Phase gebildet wird. Hierdurch wird die Ausbildung von Oxidhäuten auf der Oberfläche des eingesetzten.
Al-Basispulvers behindert. Zusätzlich geht zumindest teilweise beim eigentlichen Sintervorgang die zweite Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen in einen zumindest teilweise flüssigen Zustand bei der Sintertemperatur über, wodurch die Anbindung insbesondere der ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen an das Aluminium-Basispulver verbessert wird.
Bevorzugt liegt das Verhältnis der Menge der ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen zu derjenigen der zweiten Gruppe in der Pulvermischung in einem Bereich von 1:8 bis 15:1 Gewichtsanteilen. Vorzugsweise liegt das Verhältnis in einem Bereich von 2:1 bis 6:1 Gewichtsanteilen. Bei derartigen Mischungsverhältnissen wird eine maximale Anbindung der Metalle und/oder Legierungen der ersten Gruppe an das Al-Basispulver erzielt. Hierdurch können mit der Pulvermischung Bauteile mit hoher Härte erhalten werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Al-Basispulver neben Al 0,2 - 15 Gew% Mg, 0,2 bis 16 Gew% Si, 0,2 bis 10 Gew% Cu und/oder 0,2 bis 15 Gew% Zn, bezogen jeweils auf die Gesamtmenge des Al-Basispulvers, auf. Weiterhin weist bevorzugt die zweite Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen Cu, Zn und/oder Sn auf.
Vorzugsweise umfaßt die sinterfähige Pulvermischung Schmiermittel in einer Menge von 0,2 bis 5 Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge der Pulvermischung. Als Schmiermittel können hierbei einerseits selbstschmierende Mittel vorgesehen sein wie beispielsweise MoS2, WS2, BN, MnS sowie Graphit und/oder andere Kohlenstoffmodifikationen wie Koks, polarisierter Graphit o.ä. Vorzugsweise werden 1 bis 3 Gew% Schmiermittel der sinterfähigen Pulvermischung zugegeben. Durch Einsatz der vorgenannten Schmiermittel können den aus der sinterfähigen Pulvermischung hergestellten Bauteilen selbstschmierende Eigenschaften vermittelt werden.
Die sinterfähige Pulvermischung kann weiterhin Bindemittel und/oder Gleitmittel umfassen. Diese sind bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Polyvinylacetate, Wachse, insbesondere Amidwachse wie Ethylenbisstearoylamid, Schellack, Polyalkylenoxide und/oder Polyglykole. Polyalkylenoxide und/oder -glykole werden vorzugsweise als Polymere und/oder Copolymere mit mittleren Molekulargewichten in einem Bereich von 100 bis 500,000 g/mol, bevorzugt 1.000 bis 3.500 g/mol, weiter bevorzugt 3,000 bis 6.500 g/mol, verwendet. Die Mittel werden bevorzugt in einer Menge in einem Bereich von etwa 0,01 bis 12 Gew%, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,6 bis 1,8 Gew%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Pulvermischung, eingesetzt. Die Binde- und/oder Gleitmittel erleichtern auch das Entnehmen der aus der sinterfähigen Pulvermischung hergestellten Bauteile aus der Preßform.
Die Pulvermischung kann durch Mischen der einzelnen Bestandteile mit üblichen Apparaturen wie Taumelmischern sowohl in der Wärme (Warmmischen) als auch bei Raumtemperatur (Kaltmischen) hergestellt werden, wobei das warmmischen bevorzugt ist.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein gesintertes Bauteil, hergestellt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Derartige erfindungsgemäße gesinterte Bauteile weisen Festigkeitswerte und Härten auf, welche deutlich über solchen liegen, welche mit üblichen Verfahren hergestellt wurden. Bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen gesinterten Bauteile eine Zugfestigkeit von mindestens 140 N/mm2, gemessen gemäß DIN EN 10002-1, auf. Weiter bevorzugt beträgt die Zugfestigkeit mehr als 200 N/mm2, noch weiter bevorzugt mehr als 300 N/mm2. Vorteilhafterweise weisen die erfindungsgemäßen gesinterten Bauteile ein Elastizitätsmodul von mindestens 70 kN/mm2, gemessen gemäß DIN EN 10002-1, auf, welches weiter bevorzugt grö-ßer 80 kN/mm2 ist.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen gesinterten Bauteile eine Härte (HB 2,5/62,5 kg) von mindestens 100, gemessen gemäß DIN EN 24498-1, auf. Die Härte ist weiter bevorzugt größer als 110, noch weiter bevorzugt größer als 125.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das gesinterte Bauteil ausgebildet als Zahnrad, Pumpenrad, insbesondere Ölpumpenrad, und/oder Pleuel und/oder Rotorsatz.
Unter gesinterten Bauteilen im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Bauteile verstanden, welche vollständig aus einem sinterfähigen Material hergestellt wurden, andererseits werden hierunter auch Verbundteile verstanden, wobei der Grundkörper eines derartigen Verbundteils beispielsweise aus einer aluminiumhaltigen Pulvermischung hergestellt sein kann und der mit dem Grundkörper weiter verbundene Körper aus einem weiteren Material, beispielsweise Eisen oder Gußstahl, gesintert oder massiv, oder aus massivem Aluguß. Umgekehrt kann das Verbundteil auch beispielsweise lediglich auf den Stirnseiten oder seiner Oberfläche eine gesinterte Schicht aus einer aluminiumhaltigen Pulvermischung aufweisen, wohingegen der Grundkörper aus beispielsweise Stahl oder Gußeisen, gesintert oder massiv, ist. Die gesinterten Bauteile können dabei kalibriert und/oder ausgehärtet in der Wärme sein.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von gesinterten Bauteilen, auch Verbundteilen, aus einer erfindungsgemäßen Pulvermischung, wobei
  • in einem ersten Schritt die Pulvermischung in eine erste Form eingegeben wird;
  • in einem zweiten Schritt die Pulvermischung zu einem Grünling gepreßt wird;
  • in einem dritten Schritt der Grünling zumindest teilweise nachverdichtet wird; und
  • in einem vierten Schritt der nachverdichtete Grünling gesintert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den großen Vorteil auf, daß durch die bereits im dritten Schritt erzielte hohe Dichte vor dem eigentlichen Sintern Bauteile herstellbar sind, welche einerseits hervorragende Festigkeitswerte, andererseits auch ausgesprochen hohe Dichten und Härten aufweisen. Insbesondere können durch die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgte Nachverdichtung die sich an den Sinterschritt anschließenden üblichen Nachbearbeitungsschritte wie das Kalibrieren und/oder die Aushärtung durch Auslagerung in der Wärme erheblich verkürzt werden, oder aber gegebenenfalls die übliche Nachbrennung oder aber die Kalibrierung weggelassen werden. Durch diese Verkürzung des Gesamtprozesses wird eine Produktivitätserhöhung und damit ein wirtschaftlicher Vorteil erreicht.
Durch das Nachverdichten im dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorteilhafterweise erreicht, daß die sich auf der Oberfläche des eingesetzten Materials vorhandenen Oxidschichten mechanisch aufgebrochen werden, wodurch eine bessere Kaltverschweißung beim Preßvorgang zwischen den einzelnen Materialpartikeln erreicht wird. Des weiteren wird hierdurch auch die Diffusion während des eigentlichen Sinterprozesses der einzelnen Materialpartikel verbessert. Hierdurch können Bauteile mit erhöhten Festigkeitswerten und insbesondere höherer Härte erhalten werden.
Der im zweiten und dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgte Preßvorgang kann sowohl bei erhöhter Temperatur, insbesondere unter Zugabe der oben genannten Mittel, insbesondere Polyethylenglykole (Warmpressen), jedoch auch bei Raumtemperatur (Kaltpressen), als auch über Vibrationsverdichten erfolgen. Unter Vibrationsverdichten wird hier ein Verfahren verstanden, bei welchem während des Preßvorgangs zumindest zeitweise eine Schwingung den Preßvorgang überlagert, wobei die Schwingung beispielsweise über wenigstens einen Preßstempel eingeleitet werden kann. Auch eine Kombination der vorgenannten Preßverfahren ist möglich. Sinterfähige Pulvermischungen auf Al-Basis können auch hochschmelzende Bestandteile enthalten wie beispielsweise Platin oder dergleichen. Das verwendete Pulver und seine Teilchengröße sind vom jeweiligen Einsatzzweck abhängig. Weiterhin kann das sinterfähige Material ganz oder teilweise aus Kurzfasern bzw. Fasern sein, vorzugsweise Fasern mit Durchmessern zwischen etwa 0,1 und 250 µm und einer Länge von wenigen µm bis zu Millimetergröße, bis hin zu 50 mm wie z.B. Metallfaservlies.
Ist es gewünscht, Verbundteile herzustellen, welche beispielsweise auf der Stirnseite eines aus Stahl oder Gußeisen bestehenden Körpers eine gesinterte Schicht aus dem sinterfähigen Material aufweisen sollen, so wird im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens das sinterfähige Material beispielsweise über übliche Methoden auf den Grundkörper aufgebracht, es kann jedoch auch vorgesehen sein, beispielsweise das Material in Pulverform aufzusprühen (Wet Powder Spraying: WPS). Hierzu ist es notwendig, eine Suspension des sinterfähigen Materials herzustellen. Die hierfür notwendige Suspension umfaßt vorzugsweise Lösemittel, Bindemittel, Stabilisatoren und/oder Dispergiermittel. Besonders bevorzugte Lösemittel sind ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Wasser, Methanol, Ethanol, Isopropanol, Terpene, C2-C5-Alkene, Toluol, Trichlorethylen, Diethylether und/oder C1-C6-Aldehyde und/oder Ketone. Bevorzugt sind hierbei Lösemittel, die bei Temperaturen unter 100 °C verdampfbar sind. Die Menge der verwendeten Lösemittel liegt in einem Bereich von etwa 40 bis 70 Gew%, bezogen auf die eingesetzte sinterfähige Pulvermischung, bevorzugt in einem Bereich von etwa 50 bis 65 Gew%.
Die im dritten Schritt erfolgende Nachverdichtung (welche auch Zwischenverdichtung genannt werden kann) kann durch für die Pressung eines Grünlings übliche und bekannte Verfahren vorgenommen werden. So kann beispielsweise der im zweiten Schritt gepreßte Grünling erneut in eine übliche Matrizenform eingebracht und in dieser zumindest teilweise durch entsprechende Preßstempel nachverdichtet werden. Vorzugsweise können die Nachverdichtwerkzeuge ganz oder teilweise konisch ausgelegt werden, so daß an bestimmten vorherbestimmten Stellen des Grünlings besonders hohe Verdichtungen erreicht werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem dritten Schritt in einem weiteren Schritt der Grünling entwachst. Das Entwachsen erfolgt vorzugsweise unter Stickstoff, Wasserstoff, Luft und/oder Mischungen der genannten Gase, insbesondere auch mit gezielter Luftzuführung. Weiterhin kann die Entwachsung mit Endogas und/oder Exogas vorgenommen werden, jedoch auch im vakuum. Die Entwachsung kann bevorzugt durch überlagerte Mikrowellen und/oder Ultraschall, oder aber nur über Mikrowellen zur Temperaturführung erfolgen. Schließlich kann das Entwachsen auch über Lösemittel wie Alkohol o. ä. oder überkritischem Kohlendioxid mit oder ohne Einwirkung von Temperatur, Mikrowellen oder Ultraschall oder Kombination der vorgenannten Verfahren vorgenommen werden.
Vorteilhafterweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der im dritten Schritt vorgenommenen Nachverdichtung eine Dichte erzielt, welche etwa 2 bis etwa 40% über derjenigen vor dem Nachverdichten liegt, bevorzugt 5 bis 30%, weiter bevorzugt 15 bis 25%.
Vorzugsweise werden im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens Grünlinge mit einer Ausgangsdichte in einem Bereich von 2,1 bis 2,5 g/cm3, bevorzugt 2,2 bis 2,4 g/cm3, weiter bevorzugt 2,25 bis 2,38 g/cm3, gemessen gemäß DIN ISO 2738, gepreßt.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorteilhafterweise eine Form, in welche der gegebenenfalls entwachste Grünling eingebracht wird, vor Einbringung des Grünlings mit einem Gleitmittel besprüht. Es kann auch der entwachste Grünling in Gleitmittel getränkt werden. Weiterhin ist besonders vorteilhaft, daß der Sinterprozeß im vierten Schritt unter Stickstoff mit einem Taupunkt kleiner -40 °C, bevorzugt kleiner -50 °C, durchgeführt wird. Hierbei erfolgt das Sintern vorzugsweise unter reinem Stickstoff. Weiterhin kann das Sintern bei entsprechender Dichte und/oder Zusammensetzung des Grünlings auch unter Luft, Wasserstoff, Mischungen aus Stickstoff und Wasserstoff mit oder ohne gezielte Luftzuführung, Endogas, Exogas oder im Vakuum durchgeführt werden, wobei das Sintern durch überlagerte Mikrowellen oder aber über Mikrowellen zur Temperaturführung erfolgen kann.
An den Sinterschritt kann vorzugsweise unmittelbar eine gegebenenfalls notwendige Wärmebehandlung, insbesondere ein Homogenisierungsglühen, angeschlossen werden. Dabei kann die wärmebehandlung in Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung des erhaltenen Bauteils durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich zur Wärmebehandlung kann das gesinterte Bauteil auch ausgehend von der Sinter- bzw. Homogenisierungsglühtemperatur vorzugsweise in Wasser oder aber über eine Gasschroffkühlung abgeschreckt werden.
Vor oder nach dem Sintern ist eine zusätzliche Oberflächenverdichtung, allgemeiner: ein Einbringen von Druckeigenspannungen in Oberflächenbereiche, durch Sand- oder Kugelstrahlen, Rollieren o. ä. möglich. Ebenso kann vor oder nach dem Homogenisierungsglühen eine Kalibrierung vorgenommen werden. Hierbei erfolgt die Kalibrierung bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur bis hin zur Schmiedetemperatur, auch unter Anwendung von Drücken bis 900 N/mm2. Gegebenenfalls kann das Kalibrieren sogar oberhalb der Soliduslinie vorgenommen werden, wobei dann das Bauteil auch direkt der Sinterhitze entnommen werden kann.
Die zur Kalibrierung verwendeten Kalibrier- und/oder Schmiedewerkzeuge können ganz oder teilweise konisch ausgebildet sein, wodurch an bestimmten Bereichen der Bauteile besonders hohe Verdichtungen erreicht werden können. Die Temperatur der Kalibrier- und/oder Schmiedewerkzeuge kann hierbei in Abhängigkeit des zu bearbeitenden Bauteils differieren und gegebenenfalls im isothermen Bereich gehalten werden. Eine Oberflächenverdichtung bzw. Einbringung von Druckeigenspannungen in die Oberfläche ist auch vor oder nach einer Wärmebehandlung bzw. dem Kalibrieren möglich.
Schließlich können abschließend noch Beschichtungen auf das gesinterte Bauteil aufgebracht werden. Bevorzugt sind hierbei Verfahren, mit welchen die Bauteile hartcoatiert und/oder eloxiert werden, wie beispielsweise thermische Sprühverfahren wie Plasmaspritzen, Flammspritzen oder aber physikalische und/oder chemische Verfahren wie PVD, CVD o. ä. Jedoch können Beschichtungen auch auf rein chemischem Wege wie beispielsweise durch Gleitlacke, welche Teflon enthalten können, oder Nanocomposite-Materialien aufgebracht werden. Durch eine Beschichtung kann die Oberfläche der Bauteile hinsichtlich der Härte, Rauhigkeit und des Reibkoeffizienten genau auf den Einsatzzweck abgestimmt modifiziert werden.
Dieser und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1:
Ein Al-Basispulver der Zusammensetzung Al4Cu1Mg0,5Si (entspricht der Bezeichnung AC2014 einer konventionellen Aluminium-Legierung, wobei das Basispulver 4 Gew% Cu, 1 Gew% Mg, 0,5 Gew% Si und 94,5 Gew% Al, bezogen auf die Gesamtmenge an Pulver, aufweist) der Firma ECKA Granulate GmbH & Co. KG, Velden, Deutschland, mit der Firmenbezeichnung ECKA Alumix 123 (92,5 Gew% Al), mit 1,5 Gew% eines Amidwachses als Bindemittel der Firma Hoechst mit der Bezeichnung Mikrowachs C wurde mit Molybdän- bzw. Wolfram-Pulver gemäß nachstehender Tabelle 1 gemischt. Die Mischung erfolgte hierbei in einem Taumelmischer durch Zugabe des Molybdän- bzw. Wolfram-Pulvers zu dem vorgelegten Al-Basispulver bei Raumtemperaturen über 5 min.
Das Al-Basispulver wies eine Korngrößenverteilung zwischen 45 und 200 µm auf, wobei der mittlere Partikeldurchmesser D50 75 bis 95 µm betrug. Das zugemischte Molybdän- bzw. Wolfram-Pulver wurde von der Firma H.C. Starck GmbH & Co. KG, Goslar, Deutschland, bezogen und wies einen mittleren Partikeldurchmesser D50 von 25 µm mit einer Korngrößenverteilung in einem Bereich von etwa 5 bis 50 µm auf.
Anschließend wurde die Pulvermischung in eine Matrizenform gegeben und unter einem Druck von etwa 175 N/mm2 (berechnet für eine Radstirnfläche von 20 cm2) über etwa 0,2 - 0,5 sec bei Raumtemperatur zu einem Grünling in Form eines Pumpenrades gepreßt. Die Dichte der Grünlinge betrug etwa 2,35 bis 2,38 g/cm3. Anschließend wurde der so hergestellte Grünling für etwa 30 min bei etwa 430 °C entwachst und dann bei einer Sintertemperatur von 610 °C unter reiner Stickstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von -50 °C in einem Bandofen, welcher auf eine Geschwindigkeit von 3,4 m/h eingestellt war, über 30 min gesintert. Hierbei befanden sich die Grünlinge auf Al2O3-Platten. Anschließend wurde ein Homogenisierungsglühen durchgeführt über 1,5 h bei einer Temperatur von 515 °C. Anschlie-ßend wurde das gesinterte Pumpenrad schockgekühlt durch Abschrecken mit Wasser mit einer Temperatur von etwa 40 °C über 10 sec.
Anschließend wurde eine Kalibrierung auf eine theoretische Dichte von 97 bis 98% unter Anwendung eines Druckes von etwa 810 N/mm2 bei 200 °C vorgenommen.
Nach dem Kalibrieren wurde dann noch eine Aushärtung der gesinterten Pumpenräder in der Wärme bei 160 °C über 16 h durchgeführt. Anschließend wurde die Zugfestigkeit Rm, das Elastizitätsmodul sowie die Dehnung gemäß DIN EN 10002-1 an standardisierten Proben bestimmt. Weiterhin wurde die Härte gemäß DIN EN 24498-1 (Brinell-Härte) mit einer gehärteten Stahlkugel als Eindringkörper mit einem Durchmesser von 2,5 und mit einer Last von 62,5 kg ermittelt. Die ermittelten Werte sind in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben.
Werkstoff R m * E-Modul A** Härte
N/mm2 kN/mm2 % HB ⊘ 2,5/62,5 kg
Al4Cu1Mg0,5Si + 8 Gew% Mo 205 87 0,01 122
Al4Cu1Mg0,5Si + 14 Gew% Mo 152 104 0,01 148
Al4Cu1Mg0,5Si + 8 Gew% W 144 74 0,01 105
Al4Cu1Mg0,5Si + 14 Gew% W 135 74 0,01 102
Rm* = Zugfestigkeit
A ** = Dehnung
Beispiel 2
Die vorstehend unter Ziffer 1 genannten Versuche wurden wiederholt, wobei jedoch zusätzlich ein Kupfer-Pulver, welches von der Firma Eckart Granules unter der Marke Ecka Kupfer CH-S vertrieben wird, beigemischt wurde. Die Beimischung erfolgte derart, daß zunächst das Molybdän- bzw. Wolfram-Pulver mit dem Kupfer-Pulver in einem Taumelmischer bei Raumtemperatur 5 min vermischt und dieses anschließend in einem Taumelmischer zu dem Al-Basispulver über 5 min zugemischt wurde. Das Kupfer-Pulver wies einen mittleren Partikeldurchmesser D50 von 25 µm und eine Korngrößenverteilung in einem Bereich von etwa 5 bis etwa 50 µm auf. Das Kupfer-Pulver wurde elektrolytisch hergestellt, die einzelnen Partikel lagen in dendritischer Form vor.
Es wurden unterschiedliche Mischungen hergestellt, wobei diese wie unter Ziffer 1 beschrieben mit und ohne Nachverdichtung zu Pumpenrädern gesintert wurden. Für die Nachverdichtung wurde nach dem Pressen der Grünling unter einer Stickstoff-Atmosphäre für 30 min bei etwa 430°C entwachst und anschließend in einer zu der ersten Form identischen Matrizenform, welche mit dem Gleitmittel GLEITMO 300, Fuchs Lubritech GmbH, Weilerbach, Deutschland, besprüht wurde, bei einem Druck von 760 N/mm2 für etwa 0,2 - 0,5 sec bei Raumtemperatur derart nachverdichtet, daß die Dichte des nachverdichteten Grünlings bei etwa 2,8 - 2,9 g/cm3 und damit um etwa 19 - 23 % über derjenigen des nicht nachverdichteten Pumpenrad-Grünlings und somit bei etwa 95 % der theoretischen Dichte lag.
Anschließend wurden die erzeugten Grünlinge wie vorstehend beschrieben gesintert, auf eine theoretische Dichte von 97 - 98% kalibriert bei einem Druck von 810 N/mm2, jedoch bei Raumtemperatur, und ausgehärtet. Das Mischungsverhältnis zwischen Molybdän- bzw. Wolfram-Pulver zu dem Kupfer-Pulver betrug 5:1 Gewichtsanteile. Der Tabelle 2 können die Mischungsverhältnisse sowie die ermittelten physikalischen Werte entnommen werden.
Nr. Werkstoff Nachverdichtung R m * E- Modul A** Härte
ja nein N/mm2 kN/mm2 % HB ⊘ 2,5/62,5kg
2a Al4Cu1Mg0,5Si + 8 Gew% (80 Gew% Mo + 20 Gew% Cu) x 226 88 0,03 138
2a' Al4Cu1Mg0,5Si + 8 Gew% (80 Gew% Mo + 20 Gew% Cu) x 253 89 0,01 146
2b Al4Cu1Mg0,5Si + 10 Gew% (80 Gew% Mo + 20 Gew% Cu) x 206 93 0,01 142
2b' Al4Cu1Mg0,5Si + 10 Gew% (80 Gew% Mo + 20 Gew% Cu) x 227 96 0,03 150
2c Al4Cu1Mg0.5Si + 12 Gew% (80 Gew% Mo + 20 Gew% Cu) x 187 96 0,01 159
2c' Al4Cu1Mg0,5Si + 12 Gew% (80 Gew% Mo + 20 Gew% Cu) x 193 100 0,01 164
2d Al4Cu1Mg0,5Si + 14 Gew% (80 Gew% Mo + 20 Gew% Cu) x 178 101 0,01 159
2d' Al4Cu1Mg0,5Si + 14 Gew% (80 Gew% Mo + 20 Gew% Cu) x 191 107 0,01 179
2e Al4Cu1Mg0,5Si + 8 Gew% (80 Gew% W + 20 Gew% Cu) x 155 75 0,03 110
2e' Al4Cu1Mg0,5Si + 8 Gew% (80 Gew% W + 20 Gew% Cu) x 237 79 0,04 122
2f Al4Cu1Mg0,5Si + 10 Gew% (80 Gew% W + 20 Gew% Cu) x 173 74 0,05 107
2f' Al4Cu1Mg0,5Si + 10 Gew% (80 Gew% W + 20 Gew% Cu) x 243 81 0,03 121
2g Al4Cu1Mg0,5Si + 12 Gew% (80 Gew% W + 20 Gew% Cu) x 147 73 0,05 107
2g' Al4Cu1Mg0,5Si + 12 Gew% (80 Gew% W + 20 Gew% Cu) x 233 86 0,04 121
2h Al4Cu1Mg0,5Si + 14 Gew% (80 Gew% W + 20 Gew% Cu) x 146 76 0,05 107
2h' Al4Cu1Mg0,5Si + 14 Gew% (80 Gew% W + 20 Gew% Cu) x 213 84 0,03 130
Rm * = Zugfestigkeit
A ** = Dehnung
Wie der Tabelle 2 entnommen werden kann, werden durch eine Nachverdichtung die physikalischen Eigenschaften positiv beeinflußt. Insbesondere kann eine weitere Steigerung der Härte der hergestellten Pumpenräder erzielt werden.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, gesinterte Bauteile auf Basis eines Al-Pulvers herzustellen, welche nicht nur ausgezeichnete Festigkeitswerte, sondern insbesondere eine hohe Härte aufweisen. Hierdurch können derartige Bauteile vorteilhafterweise an stark beanspruchten Stellen, insbesondere im Motor oder aber Getriebe, eingesetzt werden. Zudem können durch den möglichen Wegfall der Kalibrierung und der Aushärtung durch Auslagerung in der Wärme gesinterte Bauteile günstiger und schneller produziert werden.

Claims (14)

  1. Sinterfähige Pulvermischung zur Herstellung gesinterter Bauteile, insbesondere für den Automobilbau, umfassend 60 bis 98,5 Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge der Pulvermischung, eines Al-Basispulvers aus Metallen und/oder deren Legierungen, umfassend Al und gegebenenfalls mit Gehalten von mindestens einem der folgenden Metalle: 0,2 bis 30 Gew% Mg, 0,2 bis 40 Gew% Si, 0,2 bis 15 Gew% Cu, 0,2 bis 15 Gew% Zn, 0,2 bis 15 Gew% Ti, 0,2 bis 10 Gew% Sn, 0,5 bis 5 Gew% Mn, 0,2 bis 10 Gew% Ni und/oder weniger als 1 Gew% an As, Sb, Co, Be, Pb und/oder B, wobei die Gewichtsprozentanteile jeweils bezogen sind auf die Gesamtmenge an Al-Basispulver; und 0,8 bis 40 Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge der Pulvermischung, eines Metallpulvers ausgewählt aus einer ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen, bestehend aus Mo und/oder W, sowie gegebenenfalls einer zweiten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen, bestehend aus Cu, Sn, Zn, Li und/oder Mg.
  2. Sinterfähige Pulvermischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Menge der ersten Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen zu derjenigen der zweiten Gruppe in der Pulvermischung in einem Bereich von 1: 8 bis 15:1 Gewichtsanteilen liegt.
  3. Sinterfähige Pulvermischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Al-Basispulver neben Al 0,2 bis 15 Gew% Mg, 0,2 bis 16 Gew% Si, 0,2 bis 10 Gew% Cu und/oder 0,2 bis 15 Gew% Zn, bezogen jeweils auf die Gesamtmenge des Al-Basispulvers, aufweist.
  4. Sinterfähige Pulvermischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe von Metallen und/oder deren Legierungen Cu, Zn und/oder Sn aufweist.
  5. Sinterfähige Pulvermischung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schmiermittel in einer Menge von 0,2 bis 5 Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge der Pulvermischung, umfaßt.
  6. Gesintertes Bauteile hergestellt aus einem sinterfähigen Pulver gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Gesintertes Bauteil gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zugfestigkeit von mindestens 140 N/mm2, gemessen gemäß DIN EN 10002-1, aufweist.
  8. Gesintertes Bauteil gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Elastizitätsmodul von mindestens 70 kN/mm2, gemessen gemäß DIN EN 10002-1, aufweist.
  9. Gesintertes Bauteil gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Härte (HB 2,5/62,5 kg) von mindestens 100, gemessen gemäß DIN EN 24498-1, aufweist.
  10. Verfahren zur Herstellung von gesinterten Bauteilen, auch Verbundteilen, aus einer Pulvermischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
    in einem ersten Schritt die Pulvermischung in eine erste Form eingegeben wird;
    in einem zweiten Schritt die Pulvermischung zu einem Grünling gepreßt wird;
    in einem dritten Schritt der Grünling mindestens teilweise nachverdichtet wird; und
    in einem vierten Schritt der nachverdichtete Grünling gesintert wird.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem dritten Schritt der Grünling entwachst wird.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der im dritten Schritt vorgenommenen Nachverdichtung erzielte Dichte des Grünlings etwa 2 bis 40% über derjenigen vor dem Nachverdichten liegt.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Schritt vor Einbringung des Grünlings in eine zweite Form diese mit einem Gleitmittel besprüht wird.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterprozeß im fünften Schritt unter Stickstoff mit einem Taupunkt kleiner -40°C durchgeführt wird.
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