EP2420335A1 - Method for producing a ceramic metal matrix compound material and a moulded part produced according to this method - Google Patents
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- EP2420335A1 EP2420335A1 EP11177572A EP11177572A EP2420335A1 EP 2420335 A1 EP2420335 A1 EP 2420335A1 EP 11177572 A EP11177572 A EP 11177572A EP 11177572 A EP11177572 A EP 11177572A EP 2420335 A1 EP2420335 A1 EP 2420335A1
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- C22C1/10—Alloys containing non-metals
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Definitions
- the invention relates to a method for producing a ceramic metal matrix composite and to a molded part produced by the method.
- the prior art ( DE 20 2007 004 774 U1 ) includes a wear resistant part of ceramic metal matrix composite, wherein the wearing part is a wear section which is formed of a ceramic cake impregnated with metal, wherein the ceramic cake comprises ceramic grains of alumina and grains of the group consisting of boron carbide, silicon carbide or tungsten carbide.
- a ceramic cake is produced, which substantially corresponds to the molded part to be produced. After the cake is made from the grains, the cake is placed in a mold to encapsulate the cake with molten metal, which also penetrates into openings and pores of the cake to form a ceramic metal matrix composite.
- This prior art method has the disadvantage that two operations are required: in the first step, the cake is made, requiring a first mold, and in a second step, the actual wear resistant part is made of the ceramic metal matrix composite. As a result, two forms and two steps are required.
- ballistic shot protectors which consist of a composite of at least one layer of a synthetic fabric and at least one layer of ceramic plates or ceramic components.
- shotguards are used, for example, in bullet-proof vests or in bullet-proof motor vehicles.
- the shotguards are arranged in the motor vehicles in the form of ceramic components in the outer skin of the car.
- the ceramic components are hereby produced as special molded components, so that they can be installed in the bodywork of motor vehicles.
- the ceramic plates are formed such that a plurality of plates are juxtaposed in the vest.
- the panels are moveable relative to each other to give the vest a degree of flexibility.
- the shot protectors known from practice also have the disadvantage that they are relatively expensive to manufacture.
- the technical problem underlying the invention is to provide a method for producing a ceramic metal matrix composite, according to which - shaped parts of ceramic metal matrix composite can be produced easily and inexpensively.
- moldings are to be specified, which are designed as shot protectors or wear-resistant parts, which can also be produced in the simplest manner.
- the inventive method for producing a ceramic metal matrix composite is characterized in that in a mold ceramic granules or granules consisting of a mineral material is arranged loosely and that subsequently the granules are encapsulated with metal.
- the liquid metal is passed through at least one filter disposed on at least one pouring hole of the mold into the mold. This ensures that the granules loosely arranged in the mold do not get into the at least one sprue.
- Another possibility is to cover the at least one pouring hole with the metal with at least one metal plate before pouring the granules.
- This metal plate melts away during the pouring of the liquid metal. This means that before the casting process, the metal plate prevents the granules from entering the at least one sprue. During the casting process, when the metal plate is melted away, the granules remain in the actual casting space due to the casting pressure.
- the mold is completely filled with granules before casting. This ensures that the granules are evenly distributed in the mold and not unintentionally and unevenly distributed by the casting pressure.
- a further advantageous embodiment of the invention provides that the filter arranged on the at least one pouring hole has a hole size which is smaller than the diameter of the granulate. This ensures that the granules do not settle in the filter. Since the granules have different granule sizes, the filter should have a hole size that is smaller than the smallest diameter of the granules.
- the at least one filter is advantageously arranged directly on the casting. This ensures that the granules remain in any case in the casting chamber of the mold.
- the granules may consist of a ceramic material, but it may also consist of a mineral substance, such as corundum.
- a further advantageous embodiment of the invention provides that the granules are pressed in the mold before casting encapsulated. This ensures that the mold is completely filled with the granules. In addition, the granules can not be distributed unevenly in the mold by the casting pressure.
- various molded parts can be produced, for example, wear-resistant parts can be formed or molded parts which are designed as weft protectors.
- Wear-resistant parts are required, for example, in industrial applications that involve components that wear out over the service life.
- the applications of parts that must be wear resistant are commonplace in the cement, mining and heat generation industries.
- a concrete application can be seen for example in the arrangement of wear-resistant excavator teeth in mining. If a composite consumable is worn, the part must be replaced. Consequently, during the replacement of the worn part, the device can not be used. The replacement of the worn part leads to a loss in terms of the operating time of the device.
- molded parts can be produced, which have a significant improvement in wear resistance.
- molded parts can be produced which are designed as weft protectors.
- the moldings produced by the process according to the invention have a very high level of safety, since spheres of different weapons do not penetrate the moldings produced by the process or only with extreme difficulty.
- the weft protectors are not as heavy in weight as weft protectors made entirely of metal.
- the ceramic or mineral granules are perforated or porous, that is, the granules has cavities.
- the granules advantageously consist of a predominantly aluminum oxide-containing or silicon carbide-containing (SiC) or zirconium oxide-containing or boron carbide-containing material.
- Al 2 O 3 aluminum oxide
- SiO 2 silicon oxide
- SN silicon nitride
- TiB 2 titanium boride
- APN aluminum nitride
- one possible composition is 96% Al 2 O 3 and 4% SiO 2 and other trace elements.
- Another advantageous composition consists of 40% to 60% Al 2 O 3 , 35% SiO 2 and other additives.
- the silicon carbide or zirconium oxide granules also make sense for the most part (60 to 100%) of the respective main component SiC or zirconium oxide and other additives.
- the molded parts according to the invention for weft protectors have the advantage that they have a relatively low weight.
- the molded parts according to the invention can be produced in any shape, so that, for example, special shaped components for the use of the body can be realized.
- the moldings according to the invention can, as already stated, be used as wearing parts or, for example, also as armor plates for various applications.
- the moldings according to the invention have the advantage that they can be welded. It is also possible to recast the parts produced by the process according to the invention. Since the moldings produced according to the invention have metal as the outer layer, a very good bond can be produced with a further material, in particular metal.
- a filling opening for the ceramic or mineral particles may be provided in the mold, so that the ceramic or mineral particles can be filled into the mold cavity after closing the mold.
- the granules are filled through one or more openings.
- the filling opening can be closed by a suitable component, for example a locking core.
- the suitable component may for example consist of a porous sand core or be formed by a split core.
- the split core or the sand core may in turn have a filter. Through the filter in turn the flushing of the granules is prevented while venting possibility. This results in further design options, since the granules can not otherwise be held in position.
- Fig. 1 shows a mold (mold cavity) 1, which is embedded in a sand mold (mold) 2.
- a casting channel 3 leads to the casting mold 1.
- the casting mold 1 is completely filled with ceramic granules 4.
- a filter 5 is arranged directly on the mold 1.
- the filter 5 may be made of a ceramic material. Openings 6 of the filter are smaller in cross-section than the granule size 4.
- the granules 4 are loosely arranged in the casting mold 1 and are encapsulated by liquid metal, which is fed through the pouring channel 3 of the casting mold 1.
- the sand mold 2 is formed along a line 8 divided.
- a vent channel 9 is provided, in which a further filter 10 is arranged, so that the granules does not reach the ventilation channel 9 by the casting pressure, that is, in order to avoid flushing out of the granules 4.
- the mold cavity 1 is arranged completely in a lower box 11 of the sand mold 2.
- the lower box 11 is the lower part of the divided sand mold 2.
- Fig. 2 shows the mold 1, which in turn is arranged in a sand mold 2.
- the sand mold 2 is also formed divided along the line 8.
- a casting channel 3 leads to the casting mold 1.
- Granules 4 are again arranged in the casting mold 1. To prevent the granules 4 before the actual Verg denvorgang it to get into the channel 3, this is closed with a metal plate 7. The metal plate 7 melts during the casting process by the liquid metal (not shown). During the casting process, the granules 4 is prevented from flowing back into the pouring channel 3 by the casting pressure. This embodiment is recommended when the granules at least partially have a very small grain size.
- a vent channel 9 is provided.
- a filter 10 is arranged, which prevents the granules 4 enters the venting channel 9 through the casting pressure.
- FIG. 3 shows a sand mold 2, in which the subdivision is not horizontal.
- the dividing line 8 identifies the subdivision.
- FIG. 4 shows a system which makes it possible to fill the granulate 4 into the mold cavity 1 after closing the mold 2.
- the granulate 4 is filled through an opening 12 and the filling opening 12 is closed by a suitable component 13 in the form of a locking core.
- the locking core 13 may for example consist of a porous sand core or be formed by a split core, which in turn contains a filter (not shown), which prevents the flushing of the ceramic particles 4 while venting possibility. This results in more design options, since the granules 4 can not otherwise be held in position.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Metallmatrix-Verbundstoffes sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Formteil.The invention relates to a method for producing a ceramic metal matrix composite and to a molded part produced by the method.
Zum Stand der Technik (
Gemäß dieser Druckschrift wird ein keramischer Kuchen hergestellt, der im Wesentlichen dem herzustellenden Formteil entspricht. Nachdem der Kuchen aus den Körnern hergestellt wurde, wird der Kuchen in einer Gussform angeordnet, um den Kuchen mit geschmolzenem Metall zu umgießen, welches auch in Öffnungen und Poren des Kuchens eindringt und damit einen keramischen Metallmatrix-Verbundstoff bildet.According to this document, a ceramic cake is produced, which substantially corresponds to the molded part to be produced. After the cake is made from the grains, the cake is placed in a mold to encapsulate the cake with molten metal, which also penetrates into openings and pores of the cake to form a ceramic metal matrix composite.
Dieses zum Stand der Technik gehörende Verfahren weist den Nachteil auf, dass zwei Arbeitsschritte erforderlich sind: im ersten Arbeitsschritt wird der Kuchen hergestellt, wozu eine erste Form benötigt wird und in einem zweiten Schritt wird das eigentliche verschleißfeste Teil aus dem keramischen Metallmatrix-Verbundstoff hergestellt. Hierdurch sind zwei Formen und zwei Arbeitsschritte erforderlich.This prior art method has the disadvantage that two operations are required: in the first step, the cake is made, requiring a first mold, and in a second step, the actual wear resistant part is made of the ceramic metal matrix composite. As a result, two forms and two steps are required.
Aus der Praxis ist darüber hinaus bekannt, ballistische Schussprotektoren herzustellen, die aus einem Verbund aus wenigstens einer Schicht eines Synthetikgewebes und wenigstens einer Schicht aus Keramikplatten oder Keramikbauteilen bestehen.It is also known in practice to produce ballistic shot protectors which consist of a composite of at least one layer of a synthetic fabric and at least one layer of ceramic plates or ceramic components.
Aus der Praxis ist weiterhin bekannt, Keramikplatten aus Vollmaterial in einem Verbund aus einem Synthetikgewebe anzuordnen. Hier erfolgt meistens eine Verklebung. Die Keramikplatten dienen dazu, dass ein Geschoss an der Keramik zersplittert. Das Gewebe dient dazu, um die einzelnen Splitter des Geschosses aufzuhalten.From practice is also known to arrange ceramic plates of solid material in a composite of a synthetic fabric. Here is usually a bond. The ceramic plates serve to make a bullet on the ceramic fragmented. The tissue serves to stop the individual fragments of the projectile.
Diese aus der Praxis bekannten Schussprotektoren werden zum Beispiel in kugelsicheren Westen oder in kugelsicheren Kraftfahrzeugen eingesetzt.These well-known shotguards are used, for example, in bullet-proof vests or in bullet-proof motor vehicles.
Die Schussprotektoren werden in den Kraftfahrzeugen in Form von Keramikbauteilen in der Außenhaut des Autos angeordnet. Die Keramikbauteile werden hierbei als spezielle Formbauteile hergestellt, so dass diese in die Karosserie der Kraftfahrzeuge eingebaut werden können.The shotguards are arranged in the motor vehicles in the form of ceramic components in the outer skin of the car. The ceramic components are hereby produced as special molded components, so that they can be installed in the bodywork of motor vehicles.
In schusssicheren Westen sind die Keramikplatten derart ausgebildet, dass eine Vielzahl von Platten in der Weste nebeneinanderliegend angeordnet sind. Die Platten sind zueinander beweglich angeordnet, um der Weste eine gewisse Flexibilität zu geben.In bulletproof vests, the ceramic plates are formed such that a plurality of plates are juxtaposed in the vest. The panels are moveable relative to each other to give the vest a degree of flexibility.
Die aus der Praxis bekannten Schussprotektoren weisen ebenfalls den Nachteil auf, dass sie relativ aufwändig in der Herstellung sind.The shot protectors known from practice also have the disadvantage that they are relatively expensive to manufacture.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Metallmatrix-Verbundstoffes anzugeben, gemäß dem - Formteile aus keramischem Metallmatrix-Verbundstoff einfach und preiswert hergestellt werden können. Darüber hinaus sollen Formteile angegeben werden, die als Schussprotektoren oder verschleißfeste Teile ausgebildet sind, die ebenfalls in einfachster Art und Weise hergestellt werden können.The technical problem underlying the invention is to provide a method for producing a ceramic metal matrix composite, according to which - shaped parts of ceramic metal matrix composite can be produced easily and inexpensively. In addition, moldings are to be specified, which are designed as shot protectors or wear-resistant parts, which can also be produced in the simplest manner.
Dieses technische Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Formteil gemäß Anspruch 9 oder ein Formteil gemäß Anspruch 10 gelöst.This technical problem is solved by a method according to
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines keramischen Metallmatrix-Verbundstoffes zeichnet sich dadurch aus, dass in einer Gussform keramisches Granulat oder aus einem mineralischen Material bestehendes Granulat lose angeordnet wird und dass anschließend das Granulat mit Metall umgossen wird.The inventive method for producing a ceramic metal matrix composite is characterized in that in a mold ceramic granules or granules consisting of a mineral material is arranged loosely and that subsequently the granules are encapsulated with metal.
Hierdurch lassen sich in einfachster Art und Weise Formteile aus einem keramischen oder mineralischen Metallmatrix-Verbundstoff herstellen. Es ist lediglich ein einziger Gussvorgang erforderlich, um das gewünschte Formteil auszubilden. Darüber hinaus ist auch lediglich eine Gussform notwendig. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das flüssige Metall durch wenigstens einen an wenigstens einem Eingussloch der Gussform angeordneten Filter in die Gussform geleitet. Hierdurch wird gewährleistet, dass das lose in der Gussform angeordnete Granulat nicht in den wenigstens einen Eingusskanal gelangt.As a result, molded parts made of a ceramic or mineral metal matrix composite can be produced in a very simple manner. It is only a single casting process required to form the desired molding. In addition, only one mold is necessary. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the liquid metal is passed through at least one filter disposed on at least one pouring hole of the mold into the mold. This ensures that the granules loosely arranged in the mold do not get into the at least one sprue.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, das wenigstens eine Eingussloch vor dem Vergießen des Granulates mit dem Metall mit wenigstens einer Metallplatte abzudecken. Diese Metallplatte schmilzt während des Eingießens des flüssigen Metalls weg. Das bedeutet, dass vor dem Gießvorgang die Metallplatte verhindert, dass das Granulat in den wenigstens einen Eingusskanal gelangt. Während des Gießvorganges, wenn die Metallplatte weggeschmolzen ist, verbleibt das Granulat aufgrund des Gießdruckes in dem eigentlichen Gussraum.Another possibility is to cover the at least one pouring hole with the metal with at least one metal plate before pouring the granules. This metal plate melts away during the pouring of the liquid metal. This means that before the casting process, the metal plate prevents the granules from entering the at least one sprue. During the casting process, when the metal plate is melted away, the granules remain in the actual casting space due to the casting pressure.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Gussform vor dem Vergießen vollständig mit Granulat gefüllt. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Granulat gleichmäßig in der Gussform verteilt ist und sich nicht durch den Gießdruck ungewollt und ungleichmäßig verteilt.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the mold is completely filled with granules before casting. This ensures that the granules are evenly distributed in the mold and not unintentionally and unevenly distributed by the casting pressure.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der an dem wenigstens einen Eingussloch angeordnete Filter eine Lochgröße aufweist, die kleiner als der Durchmesser des Granulates ausgebildet ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Granulat sich nicht in den Filter setzt. Da das Granulat unterschiedliche Körnergrößen aufweist, sollte der Filter eine Lochgröße aufweisen, die kleiner ist als der kleinste Durchmesser des Granulates.A further advantageous embodiment of the invention provides that the filter arranged on the at least one pouring hole has a hole size which is smaller than the diameter of the granulate. This ensures that the granules do not settle in the filter. Since the granules have different granule sizes, the filter should have a hole size that is smaller than the smallest diameter of the granules.
Der wenigstens eine Filter ist vorteilhaft unmittelbar am Gussstück angeordnet. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Granulat auf jeden Fall in dem Gießraum der Gussform verbleibt.The at least one filter is advantageously arranged directly on the casting. This ensures that the granules remain in any case in the casting chamber of the mold.
Vorteilhaft wird als Granulat ein aus Vollmaterial bestehendes Granulat verwendet. Das Granulat kann aus einem keramischen Stoff bestehen, es kann aber auch aus einem mineralischen Stoff bestehen, beispielsweise aus Korund.It is advantageous to use granules consisting of solid material as granules. The granules may consist of a ceramic material, but it may also consist of a mineral substance, such as corundum.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Granulat in der Gussform vor dem Vergießen verpresst angeordnet wird. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Gussform vollständig mit dem Granulat ausgefüllt wird. Darüber hinaus kann sich das Granulat durch den Gießdruck nicht ungleichmäßig in der Gussform verteilen.A further advantageous embodiment of the invention provides that the granules are pressed in the mold before casting encapsulated. This ensures that the mold is completely filled with the granules. In addition, the granules can not be distributed unevenly in the mold by the casting pressure.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedene Formteile hergestellt werden, beispielsweise können verschleißfeste Teile ausgebildet werden oder Formteile, die als Schussprotektoren ausgebildet sind.With the method according to the invention, various molded parts can be produced, for example, wear-resistant parts can be formed or molded parts which are designed as weft protectors.
Verschleißfeste Teile sind beispielsweise erforderlich bei gewerblichen Anwendungen, die Komponenten betreffen, die im Laufe der Betriebslebenszeit verschleißen. Die Anwendungen von Teilen, die verschleißfest sein müssen, sind in der Zement-, Bergbau- und Wärmeerzeugungsindustrie alltäglich. Eine konkrete Anwendung ist beispielsweise in der Anordnung von verschleißfesten Baggerzähnen im Bergbau zu sehen. Wenn ein Verbundstoff-Verschleißteil abgenutzt ist, muss das Teil ersetzt werden. Folglich kann während der Ersetzung des abgenutzten Teiles die Vorrichtung nicht benutzt werden. Die Ersetzung des abgenutzten Teiles führt zu einem Verlust hinsichtlich der Betriebszeit der Vorrichtung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Formteile hergestellt werden, die eine deutliche Verbesserung der Verschleißfestigkeit aufweisen.Wear-resistant parts are required, for example, in industrial applications that involve components that wear out over the service life. The applications of parts that must be wear resistant are commonplace in the cement, mining and heat generation industries. A concrete application can be seen for example in the arrangement of wear-resistant excavator teeth in mining. If a composite consumable is worn, the part must be replaced. Consequently, during the replacement of the worn part, the device can not be used. The replacement of the worn part leads to a loss in terms of the operating time of the device. By the method according to the invention molded parts can be produced, which have a significant improvement in wear resistance.
Wie schon ausgeführt, können gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform Formteile hergestellt werden, die als Schussprotektoren ausgebildet sind. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formteile weisen zum einen eine sehr große Sicherheit auf, da Kugeln von verschiedenen Waffen die nach dem Verfahren hergestellten Formteile nicht oder nur äußerst schwer durchdringen. Dadurch, dass keramisches Material in den Schussprotektoren umgossen wird, sind die Schussprotektoren vom Gewicht her nicht so schwer wie vollständig aus Metall bestehende Schussprotektoren.As already stated, according to a further advantageous embodiment, molded parts can be produced which are designed as weft protectors. The moldings produced by the process according to the invention, on the one hand, have a very high level of safety, since spheres of different weapons do not penetrate the moldings produced by the process or only with extreme difficulty. By encapsulating ceramic material in the weft protectors, the weft protectors are not as heavy in weight as weft protectors made entirely of metal.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das keramische oder mineralische Granulat gelocht oder porös ausgebildet ist, das heißt das Granulat weist Hohlräume auf. Hierdurch wird eine weitere Gewichtsverminderung bei gleichbleibender Stabilität erreicht. Das Granulat besteht vorteilhaft aus einem überwiegend aluminiumoxidhaltigen oder siliciumcarbidhaltigen (SiC) oder zirkoniumoxidhaltigen oder borcarbidhaltigen Material.According to a possible embodiment of the invention it is provided that the ceramic or mineral granules are perforated or porous, that is, the granules has cavities. As a result, a further reduction in weight is achieved while maintaining stability. The granules advantageously consist of a predominantly aluminum oxide-containing or silicon carbide-containing (SiC) or zirconium oxide-containing or boron carbide-containing material.
Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, ein Granulat aus Aluminiumoxid (Al2O3) zu verwenden mit Anteilen aus Siliciumoxid (SiO2).For example, it is possible to use granules of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) with proportions of silicon oxide (SiO 2 ).
Auch andere Materialien wie Silikonnitrid (SN), Titaniumborid (TiB2) oder Aluminiumnitrid (ALN) sowie weitere Materialien sind möglich.Other materials such as silicon nitride (SN), titanium boride (TiB 2 ) or aluminum nitride (ALN) and other materials are also possible.
Eine mögliche Zusammensetzung besteht beispielsweise aus 96% Al2O3 und aus 4% SiO2 und anderen Spurenelementen.For example, one possible composition is 96% Al 2 O 3 and 4% SiO 2 and other trace elements.
Eine weitere vorteilhafte Zusammensetzung besteht aus 40% bis 60% Al2O3, 35% SiO2 sowie weiteren Zusätzen.Another advantageous composition consists of 40% to 60% Al 2 O 3 , 35% SiO 2 and other additives.
Auch das Siliciumcarbid- oder Zirkoniumoxidgranulat besteht sinnvollerweise zum überwiegenden Teil (60 bis 100%) aus der jeweiligen Hauptkomponente SiC oder Zirkoniumoxid und weiteren Zusätzen.The silicon carbide or zirconium oxide granules also make sense for the most part (60 to 100%) of the respective main component SiC or zirconium oxide and other additives.
Die erfindungsgemäßen Formteile für Schussprotektoren weisen den Vorteil auf, dass sie ein relativ geringes Eigengewicht aufweisen.The molded parts according to the invention for weft protectors have the advantage that they have a relatively low weight.
Die erfindungsgemäßen Formteile können in beliebigen Formen hergestellt werden, so dass beispielsweise Spezialformbauteile für den Karosserieeinsatz realisiert werden können.The molded parts according to the invention can be produced in any shape, so that, for example, special shaped components for the use of the body can be realized.
Die erfindungsgemäßen Formteile können, wie schon ausgeführt, als Verschleißteile eingesetzt werden oder beispielsweise auch als Panzerplatten für verschiedene Anwendungen. Die erfindungsgemäßen Formteile weisen den Vorteil auf, dass sie verschweißt werden können. Es besteht auch die Möglichkeit, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Teile nochmals zu umgießen. Da die erfindungsgemäß hergestellten Formteile als Außenschicht Metall aufweisen, kann eine sehr gute Verbindung mit einem weiteren Material, insbesondere Metall hergestellt werden.The moldings according to the invention can, as already stated, be used as wearing parts or, for example, also as armor plates for various applications. The moldings according to the invention have the advantage that they can be welded. It is also possible to recast the parts produced by the process according to the invention. Since the moldings produced according to the invention have metal as the outer layer, a very good bond can be produced with a further material, in particular metal.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann in der Gussform eine Einfüllöffnung für die keramischen oder mineralischen Partikel vorgesehen sein, so dass die keramischen oder mineralischen Partikel nach dem Schließen der Form in den Formhohlraum eingefüllt werden können. Hierbei wird durch eine oder mehrere Öffnungen das Granulat eingefüllt. Anschließend kann die Einfüllöffnung durch ein geeignetes Bauteil, beispielsweise einen Verschlusskern verschlossen werden. Das geeignete Bauteil kann zum Beispiel aus einem porösen Sandkern bestehen oder durch einen geteilten Kern gebildet werden. Der geteilte Kern oder der Sandkern können wiederum einen Filter aufweisen. Durch den Filter wird wiederum das Ausschwemmen des Granulates bei gleichzeitiger Entlüftungsmöglichkeit verhindert. Hierdurch ergeben sich weitere Gestaltungsmöglichkeiten, da das Granulat ansonsten nicht in der Position gehalten werden kann.According to a further particularly preferred embodiment, a filling opening for the ceramic or mineral particles may be provided in the mold, so that the ceramic or mineral particles can be filled into the mold cavity after closing the mold. Here, the granules are filled through one or more openings. Subsequently, the filling opening can be closed by a suitable component, for example a locking core. The suitable component may for example consist of a porous sand core or be formed by a split core. The split core or the sand core may in turn have a filter. Through the filter in turn the flushing of the granules is prevented while venting possibility. This results in further design options, since the granules can not otherwise be held in position.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch eine Gussform mit einem Filter;
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch eine Gussform mit einer Metallplatte;
- Fig. 3
- ein geändertes Ausführungsbeispiel.
- Fig. 1
- a cross section through a mold with a filter;
- Fig. 2
- a cross section through a mold with a metal plate;
- Fig. 3
- a modified embodiment.
In dem Eingusskanal 3 ist unmittelbar an der Gussform 1 ein Filter 5 angeordnet. Der Filter 5 kann aus einem keramischen Material bestehen. Öffnungen 6 des Filters sind im Querschnitt kleiner als die Korngröße des Granulates 4. Das Granulat 4 ist lose in der Gussform 1 angeordnet und wird durch flüssiges Metall, welches durch den Gießkanal 3 der Gussform 1 zugeführt wird, umgossen.In the
Die Sandform 2 ist längs einer Linie 8 geteilt ausgebildet. Darüber hinaus ist ein Entlüftungskanal 9 vorgesehen, in dem ein weiterer Filter 10 angeordnet ist, damit das Granulat durch den Gießdruck nicht in den Lüftungskanal 9 gelangt, das heißt, um ein Ausschwemmen des Granulates 4 zu vermeiden.The
Der Formhohlraum 1 ist komplett in einem Unterkasten 11 der Sandform 2 angeordnet. Der Unterkasten 11 ist das Unterteil der geteilten Sandform 2.The
Zu der Gussform 1 führt ein Gießkanal 3. In der Gussform 1 ist wiederum Granulat 4 angeordnet. Um das Granulat 4 vor dem eigentlichen Vergießvorgang daran zu hindern, in den Gusskanal 3 zu gelangen, ist dieser mit einer Metallplatte 7 verschlossen. Die Metallplatte 7 schmilzt beim Gießvorgang durch das flüssige Metall (nicht dargestellt). Während des Gießvorganges wird das Granulat 4 am Zurückfließen in den Gießkanal 3 durch den Gießdruck gehindert. Diese Ausführungsform empfiehlt sich, wenn das Granulat zumindest teilweise eine sehr geringe Korngröße aufweist.A casting
Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Entlüftungskanal 9 vorgesehen. In dem Entlüftungskanal 9 ist wiederum ein Filter 10 angeordnet, der verhindert, dass das Granulat 4 in den Entlüftungskanal 9 durch den Gießdruck gelangt.Also in this embodiment, a
- 11
- Gussform (Formhohlraum)Mold (mold cavity)
- 22
- Sandformsandbox
- 33
- Gießkanalpouring
- 44
- Granulatgranules
- 55
- Filterfilter
- 66
- Poren des FiltersPores of the filter
- 77
- Metallplattemetal plate
- 88th
- Linieline
- 99
- Entlüftungskanalvent channel
- 1010
- Filterfilter
- 1111
- Unterkastenlower box
- 1212
- Öffnungopening
- 1313
- Verschlusskernlock core
Claims (16)
dadurch gekennzeichnet , dass in einer Gussform (1) keramisches Granulat (4) oder aus einem mineralischen Material bestehendes Granulat lose angeordnet wird, und dass anschließend das Granulat (4) mit Metall umgossen wird.Method for producing a ceramic or mineral metal matrix composite
characterized in that in a mold (1) ceramic granules (4) or consisting of a mineral material granules is arranged loosely, and that subsequently the granules (4) is encapsulated with metal.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010037083 | 2010-08-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2420335A1 true EP2420335A1 (en) | 2012-02-22 |
Family
ID=44587708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP11177572A Withdrawn EP2420335A1 (en) | 2010-08-20 | 2011-08-15 | Method for producing a ceramic metal matrix compound material and a moulded part produced according to this method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2420335A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4947924A (en) * | 1987-04-10 | 1990-08-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal-ceramic composite and method of producing the same |
US5361678A (en) * | 1989-09-21 | 1994-11-08 | Aluminum Company Of America | Coated ceramic bodies in composite armor |
EP0699887A2 (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-06 | A.F.H. Investment Ltd. | Ballastic laminated armour |
EP0849018A1 (en) * | 1996-12-19 | 1998-06-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Workpiece of a lightweight material and method of production |
EP1595623A1 (en) * | 2003-01-06 | 2005-11-16 | Yazaki Corporation | Compound body manufacturing method, compound body manufacturing device, and compound body |
DE202007004774U1 (en) | 2007-03-31 | 2007-08-23 | Aia Engineering Ltd. | A ceramic metal matrix composite wear resistant part, a ceramic metal matrix composite ceramic part, abrasive roll and table top ceramic part comprising a ceramic metal matrix composite part |
-
2011
- 2011-08-15 EP EP11177572A patent/EP2420335A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4947924A (en) * | 1987-04-10 | 1990-08-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal-ceramic composite and method of producing the same |
US5361678A (en) * | 1989-09-21 | 1994-11-08 | Aluminum Company Of America | Coated ceramic bodies in composite armor |
EP0699887A2 (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-06 | A.F.H. Investment Ltd. | Ballastic laminated armour |
EP0849018A1 (en) * | 1996-12-19 | 1998-06-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 | Workpiece of a lightweight material and method of production |
EP1595623A1 (en) * | 2003-01-06 | 2005-11-16 | Yazaki Corporation | Compound body manufacturing method, compound body manufacturing device, and compound body |
DE202007004774U1 (en) | 2007-03-31 | 2007-08-23 | Aia Engineering Ltd. | A ceramic metal matrix composite wear resistant part, a ceramic metal matrix composite ceramic part, abrasive roll and table top ceramic part comprising a ceramic metal matrix composite part |
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